全尾砂充填料浆改性调压输送数值模拟研究

采用计算流体动力学 CFD软件,依据三山岛金矿井下的管路布置情况,建立了大型三维数值计算模型.设置料浆的灰砂比为１∶５,质量浓度分别为６８％、７２％,以及是否添加低密剂等工况,开展数值模拟仿真.根据数值模拟结果,充填料浆质量浓度越高,管道压力也越大.最大管道压力出现在－９６０m 中段,最小管道压力出现在－３３０ m 中段,数值模拟规律与现场实际相符.与不加入低密剂的对照组相比,加入低密剂后,当灰砂比为１∶５,质量浓度分别为６８％、７２％时,管道压力降幅分别为１８．７２％、１８．９７％,说明在充填料浆中加入低密剂能够降低管道压力,且管道压力的降低幅度满足了预期目标.     

高浓度全尾砂充填料浆临界输送流速研究

以某地下矿山超大规模充填开采发展趋势为背景,结合矿山环境保护的迫切需要,充分考虑粒级组成、料浆黏度、料浆与载体密度、物料密度、管径、管壁粗糙度、管道安装质量、物料加权平均沉降速率等复杂因素,以管道输送阻力损失最小为原则研究高浓度全尾砂充填料浆在不同直径管道内的临界流速,构建高浓度全尾砂充填料浆临界输送流速模型,分析管径和浓度对临界输送流速的影响规律。经验证,高浓度全尾砂充填料浆临界输送流速模型的计算结果可靠,模型计算得出的临界输送流速随管径、浓度等因素的变化表现出明显的规律性。研究结果表明：随着管径的增大,高浓度全尾砂充填料浆临界输送流速呈按幂函数增大的变化特征;随着浓度的增大,高浓度全尾砂充填料浆临界输送流速呈按三次多项式减小的变化特征。     

全尾砂充填料浆管道输送试验研究

充填矿山为获最佳输送参数往往需环管输送试验,但该类试验需要较多的测试装置和试验物料,且时间长、费用高。针对这些缺陷,在某铁矿充填料浆管道输送试验研究中提出了一种简单实用型管道输送试验方法。试验表明:该法结合坍落度、简易流动性辅助试验能够直观掌握充填料浆流动特性,通过对影响管道阻力损失的各种因素进行分析,可以确定矿山最佳输送参数。     

尾砂胶结充填料浆输送管道阻力及磨损分析模拟研究

采用计算流体动力学数值模拟软件CFD,依据某金矿井下管道实际布置情况,遵循质量、能量以及动量守恒定律,建立了ANSYS三维数值计算模型。设定充填料浆的灰砂比为1∶5和1∶10,充填料浆质量浓度分别为68%、70%、72%,开展了充填输送管路的速度、阻力以及磨损数值模拟试验。结果表明：直管中速度最大处位于管道中心,而弯管中速度最大处位于管道外侧;随着充填料浆质量浓度增大,管道阻力损失也随之变大。当灰砂比为1∶10,充填料浆质量浓度为72%时,管道阻力损失为19.86 MPa;随着流速的增大,冲蚀磨损率也在逐渐增加,尤其当速率大于6 m/s后,冲蚀磨损率急剧增加,并且因为惯性力作用,冲蚀磨损主要发生在管道外侧部分,数值模拟规律与现场实际相符。     

高浓度充填料浆输送管道压力监测研究

针对高浓度充填开采过程中输送管道容易出现堵塞、压力失稳等问题,开展了充填料浆流变试验,开发了简易管道压力监测系统,在故障高发管道所属区段设置了监测点,实现了管道压力实时监测,分析了管道压力与不同充填工艺参数间的关系,得到了料浆在管内输送过程中的绝对压力及其压力降。结果表明：相比与充填流量的弱相关性,距离钻孔底部200 m处的管内压力与充填浓度表现为强相关性,其随浓度的改变而变化,具有高灵敏性和即时性的特征;充填管道压力监测点的绝对压力及料浆在单位长度管道输送过程中的压力降均非定值,故压力预警值的设定需根据充填采场位置变化而动态调整。     

L型充填管道料浆输送压力损失及优化研究

全尾砂料浆管道输送作业中,料浆管道底部磨损问题比较严重,极大地影响了料浆管道的使用寿命。结合唐山某铁矿全尾砂料浆L型管道充填现状,以L型管道输送压力损失最小为原则进行研究,选择灰砂 比为1∶4、1∶6、1∶8,配比浓度为54%、58%、62%的充填料浆作为试验对象,以3、5、7 m/s为料浆流动速度,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件,基于3D数值模型计算了管道直径为70、80、90、100 mm 4种情 况下的压力损失,分析了压力损失的影响因素并进行了优化研究。结果表明：管道直径越大,45°截面的压力越大,L型管道压力损失与管道直径呈二次多项式函数关系,管道直径减小到70 mm或增大到100 mm,都会 加速L型管道底部的磨损。为延长矿山L型管道服务时间,最大限度减轻管道底部磨损,建议该矿山L型充填料浆输送管道直径取85 mm,料浆流速3 m/s,灰砂比1∶4,质量浓度64%。     

某铅锌矿全尾砂充填料浆输送性能试验研究

充填料浆沿管道的输送阻力i与充填料浆自身的屈服剪切应力τ0、粘性系数η、充填料浆输送流速V及输送管道直径D有关。通过对某铅锌矿选厂全尾砂粒径、物理化学参数、沉降性能及塌落度等特性研究,选择不同浓度的选厂全尾砂进行充填料浆流动性试验。根据流动性试验结果,求得不同浓度全尾砂充填料浆流变参数,计算出全尾砂在不同浓度、不同流量及管径条件下,充填料浆管道流动阻力,从而得出可实现管道顺利输送的充填倍线。试验研究表明,决定输送阻力的两个关键因素分别为充填料浆浓度和输送管道内径,某铅锌矿选厂全尾砂充填料浆浓度为72%～74%、充填管径为150mm时,其输送性能最佳。     

浓度对大直径管道内料浆输送特性的影响

以大直径管道输送超细全尾砂胶结充填料浆技术为研究对象,构建大直径输送管道三维模型,基于三维单精度解算器Fluent-3D中Reliable k-epsilon模型,研究大直径管道内浓度对超细全尾砂胶结充填料浆输送特性的影响。结果表明,在充填倍线为3的条件下,灰砂比为1〖DK(〗∶〖DK)〗6的超细全尾砂胶结充填料浆在200 mm直径管道中输送时,在弯管下部内侧管壁位置出现空蚀区,随着浓度的增大,空蚀区范围先增大,后趋于稳定;随料浆浓度的增大,浓度小于64%时,管内料浆平均流速线性增长,料浆浓度大于64%时,管内料浆平均流速先增大后减小;随着料浆浓度的增大,浓度小于68%时,料浆在管内流动的压力损失以较大速率增长,浓度大于68%时,料浆流动的压力损失增长缓慢。研究认为,66%浓度为200 mm直径管道输送超细全尾砂胶结充填料浆的最佳输送浓度。     

某金矿高浓度料浆输送状态分析

某金矿采用充填采矿法,但随着开采的加深,千米深井高浓度料浆输送,管路设计布置等问题显现。本文就某金矿尾砂,胶凝材料性质进行分析,利用环管试验及生产中获得管路监测数据,通过公式验证加数据拟合方式,得出适合金矿及周边矿山工程计算应用的高浓度料浆输送阻力损失、流速等的分析公式。     

似膏体料浆管道输送层流状态下的数值模拟分析

 似膏体充填料浆在管道输送过程中有其独特的动态特征。本文将利用流体模拟软件FLUENT对似膏体充填料浆在管道输送过程中动态特征的数值模拟方面（着重模拟流动过程中的速度场及压力场的分布与变化情况）作一些尝试和探讨。获得了几点对工程实际及实验室实验有指导意义的结论。     

高浓度浆体管道输送的振动减阻

为提高输送效率和节约能源,使用振动法实现了浆体的输送减阻,尾砂试验表明振动减阻是切实可行的,而浆体的浓度和输送速度是两个关键性因素,通过应力波的反射与透射分析,认为应力波在管道垂直方向上传播时逐渐衰减,迫使下层颗粒向上作微小移动,降低了浆体的粘附阻力损失,管道振动对层流附面层有较大影响,使边壁浆体的速度梯度减小,并导致边壁剪切应力的降低,同时使附面层的厚度加大,中性稳定雷诺数增加,阻止流态的转捩。应力波的作用以及附面层的改变,最终导致输送阻力的降低。     

高浓度尾矿输送系统设计方法与实践

以陕西千家坪钒矿尾矿输送系统为例,介绍了高浓度尾矿输送工程的设计方法,并针对地形起伏较大的输送管线设计时存在的问题,提出了相应的改进和完善措施。工程建成后,经试运行,运行状况良好,对同类工程设计具有很好的参考作用。     

似膏体管输弯管段浆体流动的数值模拟研究

 摘要:论文对似膏体充填料浆在管路输送的弯管段动态特征进行了数值模拟的研究,确定了似膏体料浆相关物理参数,选择了适合似膏体料浆的管输数学模型,利用FLUENT模拟获得了弯管段压力场、速度场的分布特征,并将模拟结果与理论计算进行了对比分析。研究结果对似膏体管路输送实验和实践有一定的指导意义和实用价值。     

固液两相管道瞬变流模拟研究

针对长距离固液两相输送管道中发生的瞬变流问题, 推导了固液两相浆体管道瞬变流的连续性方程与运动方程及相应的特征方程, 建立了浆体管道固液两相瞬变流的数学模型, 开发了瞬变流计算软件Hydraulic Transport, 引入多线程计算, 大大提高了计算效率, 并对某铁精矿浆体输送管线进行了计算, 计算结果与实测结果基本一致, 验证了计算模块的有效性。     

尾矿浆体高海拔U型管道输送工程应用实践

通过对钨尾矿性质、浆体颗粒悬浮机理、非均质悬液淤积流速、磨阻损失、磨损机理研究分析,设定该钨矿尾矿浆体以紊流流态输送,速度区间为2~2.5 m/s,最大输送压力为40 kg/cm²。在管道磨蚀控制、输送泵配置、检测仪器配置等方面,工程设计中注入了诸多相应技术措施。实际运转证明,输送系统运行安全、稳定,达到了设计预期目标。     

浓缩机内煤泥水沉降流场和浓度分布的数值模拟

运用Pro/E软件对煤泥水沉降用浓缩机建立模型,然后根据流体动力学原理,选用计算流体力学软件FLUENT中的RNG k-ε湍流模型和多相流MIXTURE模型对浓缩机内煤泥水的沉降流场和浓度分布进行数值模拟,最后根据模拟结果拟合出煤泥沉降过程中浓度分布的数学公式,为浓缩机的结构优化提供了一条新途径。     

油煤浆流变特性及流场数值模拟研究进展

概述了煤直接液化工艺,对煤浆的流变特性进行了整理,并从非牛顿流体理论和多相流理论出发,对煤浆的数值模拟现状进行了归纳总结。提出了目前煤浆研究中存在的不足,并对煤浆研究工作进行了展望。     

长距离浆体管道输送管壁磨蚀研究

长距浆体管道输送是一种新型的利用水力输送固体物料的运输方式。管壁磨蚀率是管道设计的重要依据之一。研究了在不同pH值、流速、矿浆颗粒粒度条件下铁精矿对A3、45^#和16Mn 3种钢材管壁的磨蚀情况, 结果表明, 16Mn 和45^#钢材管道具有较好的耐磨性能, 磨蚀率较A3钢低, 在管道设计时应优先采用;颗粒粒径对管壁磨蚀具有显著影响, 铁精矿颗粒-0.040 mm 粒级含量在80%以上, 且最大粒级在0.125 mm 以下时, 45 ^#和16Mn 钢的管壁磨蚀率在0.20 mm/y 以下。