深井矿山高浓度充填料浆自流输送管道磨损研究

为研究深井矿山高浓度充填料浆自流输送管道磨损情况,从速度、动量和能量守恒角度分析了深井矿山自流输送充填料浆运动机理、管道破坏机理和管道磨损机理,得出了充填料浆特性、充填钻孔、管道材质、充填倍线与自流充填管道磨损影响因素之间的关系。通过ANSYS FLUENT三维数值模拟结果和矿山实际管壁监测结果,研究了水平管和弯管的管道易磨损位置,提出了深井矿山自流充填管道降低磨损的技术方法,为矿山深井高浓度自流充填系统的持续、安全、稳定和高效运行提供了重要的技术支持。     

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。     

基于FLUENT的磷石膏膏体充填料浆管道输送模拟

矿山充填工作中,膏体充填料浆在管道内的流动状态十分复杂,为了降低充填管道的磨损,减少堵管、爆管现象的发生,根据矿山的实际充填管路,利用GAMBIT建模,依据充填料浆的性质以及结构流理论,利用FLUENT对浓度55%、60%、63%和65%的充填料浆进行数值模拟。结果表明,料浆流速越大,充填管道磨损越严重,充填管径发生变化导致充填料浆流速不稳定,输送压力最大的位置出现在管道结合部,模拟结果与实际生产现象相吻合,确定膏体充填料浆管道输送事故多发位置,为矿山充填管道降压减损提供合理的理论依据。     

膏体管道输送阻力损失研究

采用山东新汶矿业集团孙村煤矿的煤矸石及附近火电厂的粉煤灰和其它一些添加剂制成了5种膏体.以膏体充填力学参数为基础,运用ANSYS软件中的FLOTRAN CFD计算流体动力学分析模块对膏体管道输送进行了数值模拟分析.分析结果与实际相符合,从而证明了ANSYS软件是膏体管道输送阻力损失计算的有效工具.     

似膏体管道输送弯管段浆体流动数值模拟研究

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道输送数学模型,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。     

充填料浆管道输送数值模拟研究评述

以金属矿山充填开采料浆管道输送为背景,分析了充填料浆管道输送数值模拟技术的发展现状。重点介绍了ANSYS FLUENT,ANSYS FLOTRAN,FLOW-3D三种流体力学软件和基于计算机编程语言的数值仿真模拟技术,总结了基于不同数值模拟技术的最具有代表性的最新研究成果,归纳分析相关结论,论证了计算机数值模拟技术是研究充填料浆管道输送的有效工具。肯定了数值模拟研究技术在充填管道输送研究中具有可靠、便捷、精确度高的优点,同时指出当前矿山管道输送仿真模拟存在的不足,对利用流体力学软件进行充填料浆管道输送的研究起到一定的指导作用。     

膏体管道输送阻力损失研究

采用山东新汶矿业集团孙村煤矿的煤矸石及其附近火电厂的粉煤灰和其它一些添加剂制成了5种膏体。在对膏体充填力学参数基础上，运用ANSYS软件中的FLOTRAN CFD计算流体动力学分析模块对膏体管道输送进行了数值模拟分析。分析结果与实际相符合，从而证明了ANSYS软件是膏体管道输送的阻力损失计算的有效工具。     

基于环管试验确定粗骨料膏体充填料浆管道输送参数

以粗骨料膏体充填料浆管道输送为研究背景,基于环管试验测试了不同质量浓度、不同灰砂比、不同充填流量、不同管径条件下的粗骨料膏体管道输送阻力;分析了影响粗骨料膏体充填料浆管道输送阻力的影响因素;最终依据矿山实际生产现状,结合环管试验结果,确定最佳的粗骨料膏体充填参数为:输送能力90m3/h、膏体充填料浆质量浓度80%、灰砂比1∶10~1∶6、输送管径Φ165×12、输送流速1.6m/s。从而为矿山粗骨料膏体充填系统设计及管道输送系统设计提供可靠的数据支撑。     

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。     

膏体输送管道压力监测研究

针对膏体材料泵送充填开采过程中输送管道容易出现堵塞、压力失稳等问题,研究开发了压力监测系统、测压管以及压阻式压力传感器,在1861工作面膏体输送管道设置6个压力监测点,实现了管道压力实时监测,及早发现管道堵塞故障和预警管道破损危险,得出管道堵塞压力报警值为4MPa。     

武里蒂卡金矿膏体充填料输送性能试验研究

膏体充填以其高浓度、无脱水、低水泥耗量等优势而广受国内外地下矿山的推崇,但同时也存在膏体输送管道阻力大、管道易堵塞的问题,为给矿山膏体输送系统提供设计依据,开展膏体充填料浆输送性能试验研究就显得十分必要。哥伦比亚武里蒂卡金矿拟采用全尾砂膏体充填,全尾砂膏体充填需求量60 m3/h～100 m3/h。本文通过坍落度试验研究分析充填料浆和易性并初步确定膏体态充填料浆的浓度范围,约为68%~70%。以此为基础,利用流变仪测试充填料浆的屈服剪切应力与黏性系数,计算得出管道单位长度充填料浆流动阻力,并结合矿山膏体输送条件,确定了武里蒂卡金矿的膏体输送参数。研究表明,充填料浆浓度宜选定66%~68%,推荐井下充填管道内径150 mm,相应膏体输送阻力2.69~5.74 kPa/m,采用10 MPa膏体输送泵可将充填料浆水平输送1.7~3.7 km,能够很好地满足矿山充填系统膏体输送的需求。膏体充填料浆输送性能参数及其确定方法可为类似地下矿山充填系统建设提供参考与借鉴。     

膏体充填料浆管道自流输送分析及管线布置

自流充填具有充填效率高、工艺流程简单等优势,但膏体充填料浆由于浓度高,管道输送阻力大,易发生堵管等输送风险,因此,膏体充填料浆自流充填难度大。为了使膏体充填料浆实现安全可靠的自流充填,简化充填工艺流程,节约充填成本,本文以探究膏体料浆自流充填的可行性、确定膏体充填料浆自流充填条件为研究目标,通过试验确定合理的充填工艺参数,从而制备了均质性较好的膏体充填料浆,计算了膏体充填料浆在管道输送中的阻力,论证了膏体充填料浆自流输送的可行性,确定了膏体自流充填最大允许倍线。并根据膏体充填料浆的基本参数,结合膏体料浆管道输送的特性及井下实际生产情况,优化了充填管道布置。经生产实践验证,膏体充填料浆的自流充填能力由原先的50m~3/h提高到了110m~3/h,且生产运行过程中,膏体充填料浆管道输送系统稳定可靠,料浆管道输送流畅,能够满足膏体充填料浆自流输送需求,极大提高了充填效率,简化了充填工艺流程。     

矸石似膏体充填料浆临界流速影响因素研究

为探究矸石似膏体料浆在管输过程中的流变参数的影响因素,以公格营子矿矸石似膏体充填料浆为工程背景,使用CRT流变仪测试了不同浓度、矸石颗粒粒径下的矸石似膏体充填料浆的流变参数,运用流体力学和粒状物输送水力学分析了矸石颗粒在似膏体料浆的受力情况,运用Fluent软件对管道输送过程中不同流速、矸石粒径以及料浆浓度下的料浆流动状态以及粒子运动轨迹进行了模拟验证。结果表明,矸石似膏体料浆的矸石颗粒粒径大小和浓度会影响料浆的塑性粘度和初始切应力,进而对管道输送的临界流速产生影响。具体表现为在管输过程中,矸石粒径为15mm、20mm、较5mm和10mm更易下沉,料浆浓度达到76%时,料浆初始切应力增幅会出现急剧增加,随着料浆浓度增大,管输过程中矸石颗粒更不容易沉降。     

鑫汇公司矿山充填管路流态监控与灾害预防系统

在矿山井下充填采用高浓度浆料管路输送和快硬高强胶凝材料胶结充填已成发展趋势情况下,管路输送系统的安全监控就成为最为关切的问题。本文介绍的矿山充填管路流态监控与灾害预防系统,通过运用管路压力感应关键设备仪器,计算机、通讯、图像处理和网络技术,将远程图像监控和报警联网系统有机的结合,有效的实施监控管路的运行状况,大大降低了充填管路的堵塞率,对促进安全生产、及时处理事故有重大意义。     

湘西金矿尾矿膏体充填输送工艺研究

膏体充填料的输送技术是膏体充填系统的关键技术之一。针对湘西金矿膏体充填系统进行输送工艺研究,先根据矿山实际情况计算各中段的几何充填倍线以及管压,确定采用自流输送方式还是泵压输送方式,进而进行充填泵的选择、充填管道的选型以及计算膏体充填料的流速。最后提出充填钻孔的设计参数、井下各中段的管网布置方案,并对需要进行泄压的中段进行泄压设计。湘西金矿尾矿膏体充填新技术的引进能为深部矿体的安全开采提供有力保障,可有效解决矿山现有尾矿库库容不足的问题,保护当地生态环境,具有较好的环境效应和社会效应。     

桃山矿胶结充填管道输送系统充填试验

为了解决桃山矿三井工作面充填开采过程中出现的堵管以及管道的高磨损率等问题,运用流体力学理论,结合该工作面的实际情况,采用自流+泵送的管道输送技术进行了工业试验,并利用ANSYS模拟分析了在速度2.0 m/s时,不同料浆浓度、管径对全程管压的影响。模拟结果表明:既定输送速度下,在合理的可控范围内且易于输送时的充填料浆浓度、管径取值范围分别为52%、140~180 mm时,输送管压分别为134.561 kPa、130.053~138.759kPa。根据模拟结果进行的工业试验表明,堵管和高磨损率等问题得到了解决,充填开采取得良好的效果,有效地控制了顶底板的变形,降低了顶板的下沉量,减少对环境的破坏,验证了该管道输送系统是一种"安全、经济、环保、可靠"的充填采煤系统,为该矿以及类似条件下的矿山充填开采提供了借鉴。     

煤矿井下管网监测系统研究

矿井管网参数对安全生产非常重要。本文设计了基于光纤环网的监测数据传输方式,借助监测分站采集系统流量、压力、液位、设备状态等参数,地面监控采用组态软件实现。研究表明该系统能够准确反映井下管网参数状况,是数字矿山不可缺少的组成部分。     

深井充填管道输送系统减压技术探讨

随着开采深度的增加，深井矿山越来越多，充填采矿法已显得越来越重要。深井充填管道输送由于充填倍线小，料浆流速大对管道形成了很大的冲击磨损。文中从研究影响充填管道磨损的因素出发，总结归纳出了国内外7种深井充填系统减压技术，并分别阐述了其工作原理和实现途径，为深井矿山充填系统的设计提供了重要的理论依据。