高浓度细粒级尾矿充填料浆管道输送阻力试验研究

为了准确确定甲玛铜多金属矿高浓度充填料浆管道输送沿程阻力损失,为矿山充填管道输送系统设计提供依据,根据甲玛铜多金属矿尾砂性质,采用进口流变仪测试了料浆流变参数。在此基础上,理论计算管道沿程阻力损失,并通过经验公式、数据对该结果进行校核,结果证明该方法对高浓度细粒级浆体的适用性。     

金厂河多金属矿充填料浆长距离反坡输送研究

为了保障金厂河多金属矿D采区安全可靠的长距离反坡输送,通过开展充填料浆扩展度试验和流变试验,测试了不同浓度及灰砂比条件下的充填料浆流变参数。基于充填料浆管道沿程阻力理论公式和数值模拟耦合分析,计算了管道输送阻力和充填工业泵出口压力,进而确定了D采区合理的充填工艺参数。根据矿山D采区充填管网工程条件,制定了相适配的充填管道输送方案,实现了D采区膏体充填料浆安全、高效泵送充填。     

某铜镍矿尾矿流变参数测试及管道输送阻力计算

为计算某铜镍尾矿浆体管道输送阻力,首先推导了高浓度尾矿浆体的流变模型,并利用该模型开展了毛细管流变试验,测试了不同浓度尾矿浆体的流变参数。尾矿浆体流变特性表明该尾矿浆体浓度大于60%时,均为典型的宾汉流体。利用宾汉模型,推导了与之匹配的管输阻力计算公式,并利用尾矿浆体流变参数、理论工作流速计算了尾矿浆体管道输送阻力损失,为管道输送系统设计提供理论依据。     

煤泥输送管道压力分布

洗煤泥等高浓度黏稠物料在管道输送中的阻力损失呈非线性,考虑泵送阻力损失是剪切应力和摩擦阻力共同作用的结果,建立了沿管线压力分布的数学模型,得到管线内压力变化服从一复杂的指数关系,并提出一种通过测量同一管路不同管段的压差来计算高浓度黏稠物料在管道中的摩擦因数的方法以及消除摩擦阻力损失对煤泥的流变模型进行修正的方法.以固体质量浓度为75%煤泥为例,经过管道输送实验测得摩擦阻力系数和流变方程,并建立了煤泥输送管道压力分布计算公式.     

煤矿高浓度胶结充填料浆管道输送阻力试验研究

为研究煤矿高浓度胶结充填材料在管道输送过程中的阻力损失特性,进行了不同浓度和不同粉煤灰含量条件下充填料浆的环管试验,得到了高浓度胶结充填料浆管道输送过程中的沿程阻力损失值和局部阻力损失值。研究结果表明,高浓度胶结充填料浆管道输送阻力损失值随料浆浓度的增加而增加,随粉煤灰含量的增加而增加,料浆浓度增加0.5%,沿程阻力损失会增加6.17%~21.08%,局部阻力损失增加7.48%~12.24%;粉煤灰含量增加2%,沿程阻力损失会增加6.5%~15.24%,局部阻力损失增加2.16%~5.42%。     

大屯锡矿尾砂膏体环管管输数值模拟研究

膏体管输沿程阻力是影响管道设计与采场充填质量的关键因素之一,本文采用fluent建立与实际环管实验系统一样的管道输送的几何模型,分析得到不同管线沿程阻力损失之间的关系以及膏体配比参数对沿程阻力损失的影响规律。 研究表明：膏体在管道中弯管处的速度和压力都发生急剧的变化,弯管外侧压力和速度明显大于弯管内侧,有着明显的梯度。在水平管段速度和压力在管道径向上存在明显的梯度,呈结构流的特点,分为柱塞流动区和边界层区域。在膏体管道输送中管道内膏体的速度和压力均存在着边界效应,随着流速的增大管输阻力增大;随着膏体质量浓度增加,沿程管道阻力损失变大;随着屈服应力与塑性粘度的增加沿程阻力损失也增大,获得了不同物料组成、管道内径、管流流速下水平段膏体压力损失,为大屯锡矿最终输送泵、充填管道选型提供了依据。     

纤维素对膏体充填材料泵送性能的影响

膏体由于无临界流速,适合长距离输送,但存在沿程阻力大的风险.针对某多金属矿全尾砂颗粒粗,配制成膏体充填浆料流变性能差的情况,在满足泵送及充填强度的要求下,研究了添加纤维素对充填材料的流变性能及管道输送压力损失的影响.流变测试结果表明:纤维素的加入可以明显的降低料浆的屈服应力,最佳添加量为0.05%;环管试验结果表明:膏体充填浆料符合宾汉流体特征,相对不添加纤维素可显著降低输送阻力.     

铜山铜矿全尾砂充填料浆流变特性试验研究

针对铜山铜矿全尾砂胶结充填料浆管道输送技术存在的实际问题,采用RST+SST型软固体流变仪进行了料浆流变特性试验,揭示了料浆屈服应力和粘度系数随料浆浓度和灰砂比变化的规律;利用试验得到的料浆流变特性参数,进行了管道输送临界流速、沿程阻力损失的计算以及充填参数验证。结果表明:料浆浓度为65%～70%、充填流量为64～80m3/h、管径为108mm时,工作流速和输送压力均能满足矿山自流输送要求,为全尾砂胶结充填料浆管道输送系统设计提供了基础。     

泵送剂对膏体料浆管道输送的影响

膏体泵送系统沿程阻力大,常造成管路爆裂、接头泄漏等事故,严重制约着膏体充填技术的进步与发展。以流变性能极差的某铜矿膏体料浆为例,在满足充填强度和泵送要求的前提下,通过添加泵送剂改善膏体的流变特性,与不添加泵送剂作对比实验,分析了时间对添加泵送剂后料浆流变特性的影响。实验表明,该铜矿全尾砂膏体符合宾汉体特征,添加泵送剂减小了浓度对流动性能的影响,在满足输送条件下,可使流变性能极差的膏体料浆浓度提高到78%。结合理论分析,探讨了充填料浆在添加泵送剂条件下的减阻作用及长时间作用下膏体坍落度损失机理,认为泵送剂可以有效应用于膏体料浆管道输送减阻、降低管道磨损,且负面影响很小。     

煤矿高浓度胶结充填料浆管道沿程阻力研究

以新阳煤矿充填开采项目为背景,通过流变试验研究高浓度胶结充填料浆的流变特性,确定其流变参数,并结合充填料浆沿程阻力损失的理论计算公式,计算出不同配比下料浆的沿程阻力,最后通过环管试验进行验证。结果表明:高浓度胶结充填料浆的屈服应力和黏度系数随粉煤灰掺量的增加而增大,其流变模型可近似用宾汉模型表示;基于宾汉模型,提出了高浓度胶结充填料浆沿程阻力损失的理论公式;运用该理论公式计算出料浆在水平直管中的阻力损失的理论值;利用环管试验进行验证,其结果与理论值相差不超过3%,无堵管现象,验证了理论公式在实际应用中的可靠性。     

煤矿高浓度胶结充填料浆流变特性试验研究

煤矿高浓度胶结充填材料由煤矸石、粉煤灰、水泥等材料混合而成,为得到充填料浆的流变特性,采用旋转流变仪,通过试验得到充填料浆的剪切速率-剪切应力流变曲线图,经回归分析确定了料浆的屈服应力和粘度系数,确定了流变模型和流变方程。分析了流变参数随时间的变化规律,得到了管道输送阻力损失算式,单位长度的管道输送阻力损失是管道内径、料浆输送剪切速率和时间的函数,分析结果可以为充填系统的设计提供技术参数和依据。     

高浓度充填料浆流变特性及其管道输送阻力损失研究（增刊）

针对矿山充填系统设计中输送物料的合理配比、管道参数难以确定的问题,采用国际最先进的高精度BROOKFIELD R/S+SST软固体测试仪,通过试验得到不同组别料浆的剪切率-剪切应力流变曲线图,进而求得料浆相应粘度系数 和动态屈服应力 ,再根据浆体沿程阻力损失计算公式分别计算出不同流量料浆在不同的管径输送时的沿程阻力损失。结果表明,灰砂比1:4、浓度70%的料浆以流量90m3/h在管径D3=180mm输送时的单位沿程阻力值最小,其值为471.968Pa/m,可为矿山充填系统的设计提供依据。     

赞比亚谦比希铜矿全尾砂膏体充填物料特性与优化

对赞比亚谦比希铜矿充填系统膏体流变参数和强度进行检测试验,计算管道输送阻力和目标抗压强度,优化膏体配比。结果表明,在安全生产的前提下,充填体目标强度为0.5 MPa,沿程阻力损失应小于3.92 MPa/km。满足条件的膏体配比为灰砂比1∶12,膏体浓度70%,该配比可降低水泥用量28.52%,年节约充填成本373.8万美元。     

粗骨料膏体充填料浆流变特性与管道输送阻力计算

通过粗骨料膏体充填料浆流动性及泌水率试验,测试了粗骨料膏体流动性及泌水率,确定了粗骨料膏体可实现管道输送的质量浓度范围,并理论分析建立了基于流变参数计算粗骨料膏体料浆管道输送阻力数学模型;同时,在可实现管道输送粗骨料膏体料浆质量浓度范围内,采用美国Brookfield公司的RST-SST型软固体流变仪测试了不同浓度、灰砂比条件下的粗骨料膏体料浆流变参数;结合管道输送阻力数学计算模型,计算不同浓度、灰砂比、管径及流量条件下的粗骨料膏体料浆管道输送阻力;最终根据计算结果及矿山生产情况,选取了最佳的粗骨料膏体料浆管道输送参数,为粗骨料膏体充填料浆管道安全、可靠输送提供了支撑。     

膏体浆料管道自流充填新技术试验

本文介绍了采用新型管道输送剂制备的膏体浆料在安庆铜矿的试验过程,分析了浆料中各种组分对管路压力损失的影响效应。试验表明,加入输送剂后高浓度浆料的流动度、粘度及输送阻力有明显的下降,新型膏体(高浓度)浆料管道自流充填是可行的。     

金川全尾砂膏体充填料浆流变特性研究

对金川公司全尾砂膏体充填料浆的流变特性进行了研究，并对其参数与各物料用量的定量关系进行分析，得出了充填料浆最佳配合比的工程平均，进而建立了流变模型，推荐了泵送管道沿程摩阻损失的计算公式。为金川膏体充填系统的设计及保证料浆顺利输送提供了技术依据，同时可为同类矿山的设计提供参考。     

基于L型流槽法的全尾砂膏体屈服应力检测

采用L型流槽法和桨式转子流变仪检测某矿全尾砂膏体流变参数,计算管道输送沿程阻力,并对L型流槽法结果进行验证。结果表明,浓度72%~80%时,物料的屈服应力从约68.87~70.35Pa增加至212.4~225.06Pa,料浆的屈服应力随浓度的上升呈现指数形态上升。当浓度从76%增加至78%时,屈服应力迅速增加;L型流槽法与浆式流变仪法检测结果基本相同,流变仪检测结果平均略大于L型流槽结果,差距为0.65%~11.89%,平均为7.18%;当充填流量为60m3/h,管道为DN150,输送浓度为74%~78%时,管道沿程阻力计算值为3.39~6.6 MPa/km。     

某矿山的充填配合比及流变特性研究

以某矿山为背景,对其尾砂充填输送工艺进行研究分析。在现场勘察、取样的基础上,采用水洗法对尾砂粒级组成进行研究,得出该矿山尾砂相对较细。同时,以宾汉塑性体(Bingham)模型对流变学参数进行分析,确定最佳充填料浆质量浓度范围为68%～70%,胶结充填料浆流变参数为14.48～48.50Pa。根据试验数据对输送管道的管壁切应力与沿程阻力进行线性回归,结果表明:随着管径的增大,管壁切应力与沿程阻力不断减小,随着流速的增大,管壁切应力与沿程阻力不断增大。     

基于ANSYS的充填管道系统优化模拟

以玲珑金矿东风矿区充填管道系统为研究对象,运用ANSYS有限元软件中的FLUENT模块,分别从料浆浓度、输送速度、管道直径等3个方面建立了不同的模拟模型进行数值模拟研究,并对该矿区现有的充填系统进行了模拟验证。结果表明:1料浆浓度对管道压力的影响并不明显,全程最大输送速度均出现在管道转弯处;2输送速度对管道运输的沿程阻力损失影响较大,流速越大管道阻力损失也越大;3管道直径对管道阻力损失的影响最为显著,但在一定范围内管径对管道阻力损失的影响较小。基于上述结论,针对东风矿区现有充填系统的实际情况,提出了相应的管道系统优化布置方案,为确保该矿区安全生产提供参考。     

管道输送高浓度全尾砂充填料浆的阻力损失研究

以地下矿山超大规模充填开采的发展趋势为背景,采用Fluent-3D工程流体力学软件,构建充填倍线为3,5,7的三维自流输送模型,通过数值模拟实验,研究浓度为70%、72%、74%的全尾砂充填料浆在直径为100~200 mm管道中输送时的阻力损失规律。结果表明,高浓度全尾砂充填料浆管道输送阻力损失与管径呈指数函数减小的变化关系,当管道直径小于150 mm时,阻力损失随管径的变化率较大,管道直径大于150 mm时,阻力损失随管径的变化率明显减小;随着水平管道长度的增大,阻力损失线性增大,而充填倍线对高浓度全尾砂充填料浆水力坡度的变化率几乎没有影响;阻力损失随料浆浓度的升高而增大,料浆浓度越高,阻力损失随管径的变化率越大;增大管径可降低浓度对输送阻力损失的影响,大直径管道输送高浓度全尾砂料浆具有良好的可行性。