煤矸石胶结充填管路输送不满管流及其防治方法研究

煤矸石胶结充填料浆质量浓度高,若管路布置和管输参数不合理,充填过程中容易发生不满管流及管路输送故障。为了探究煤矸石胶结充填管路输送不满管流产生的原因与危害,提出相应的防治对策,结合矸石高浓度充填料浆管路输送的实践,建立了泵送充填管路输送模型;基于浆体管道输送基本理论,研究了充填不满管流的产生原因,提出了不满管流状态的理论判别式;根据不满管流输送过程中浆体的运动特征,探讨了不满管流对管路输送系统的危害;结合实例分析提出了不满管流输送状态的防治途径。结果表明:影响充填料浆输送状态的主要因素有充填流量、管道的几何参数和布置方式、料浆的流变特性和密度。输送过程中,充填料浆及输送参量匹配不合理,在垂直钻孔管顶部,高浓度料浆将出现拉断现象,由连续体变为不连续体,导致了管道输送的不满管流状态。随着浆体拉断区的进一步发展,垂直钻孔管上部出现空管段,并呈现一定的真空度,处于负压状态,浆体由固、液两相流状态转变成固、液、气(汽)三相流。浆体状态的变化,恶化了充填管路输送的稳定性,对管路输送系统产生明显的影响和危害:"水锤"冲击作用、对管壁的冲蚀磨损、水平管道振动、料浆发生淤积堵塞、损害充填泵。为了避免管路...