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ANSYS FLUENT的超深井长距离膏体充填管道输送模拟研究

为研究超深井长距离膏体充填管道自流输送问题,根据云南某矿山实际充填管路采用Gambit建立三维数值模型,用ANSYS FLUENT软件进行数值模拟计算,以水平管道和弯管为例研究了不同配比、浓度和流量下的管道压力、流速变化规律和管道阻力损失之间的关系。通过井下工业环管的压力监测系统,统计分析矿山井下实际管道压力监测值,井下实际监测结果和采用ANSYS FLUENT软件三维数值模拟研究结果较为接近,表明ANSYS FLUENT软件模拟超深井长距离膏体充填管道输送是可行的,研究结果可为矿山实现超深井、长距离、大倍线条件下膏体充填管道输送提供技术支持。     

膏体充填管道输送阻力损失计算方法

针对云南会泽铅锌矿膏体充填,进行了充填料浆流变特性研究,并对其流变参数与浓度的关系进行了分析,建立了两者间的数学关系式,进而建立了会泽铅锌矿膏体充填料浆管道输送阻力损失计算的经验公式。经生产验证,该公式具有较好的实用性。     

基于小型环管试验的膏体管道输送阻力特性研究

为研究膏体管道输送过程中的阻力特性,自主设计研发了一套小型闭路环管试验装置,开展膏体料浆在不同流速、质量浓度和平均粒径等工况条件下的环管试验,并利用灰色关联法分析各因素对管道输送阻力的影响强弱。结果表明,管道输送阻力对膏体质量浓度的变化最为敏感,管道输送阻力随质量浓度增加呈指数增长;膏体流速对管道输送阻力的影响仅次于质量浓度,管道输送阻力随流速增加呈线性增长;膏体平均粒径对管道输送阻力的影响有双重性,随着平均粒径增大,管道输送阻力呈先减小再增大的变化趋势。研究结果可为膏体充填输送系统的合理设计及优化布置提供理论支撑。     

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。     

浆体管道输送流型特性及其阻力损失分析

浆体管道输送是当今世界上五大运输手段之一，近年来在我国矿山、冶金、能源、建筑等诸多部门得到迅速发展。本文主要分析了浆体在管道输送中的流型特性以及阻力损失。     

膏体充填管道输送数值模拟与分析

首先介绍了膏体充填技术的基本情况,接着提出了FLOTRAN CFD（计算流体动力学）的基本分析过程,在建立管道几何模型和提出膏体充填管道输送的基本假设的基础上,运用ANSYS软件中的FLOTRAN CFD模块进行模拟分析.通过改变荷载或参数,对FLOTRAN CFD进行重启动,得出一系列结果,符合科学基本规律,说明了该方法的科学性和有效性.     

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。     

大流量条件下膏体管道输送参数的优选

为了探明膏体在大流量输送条件下输送参数的合理范围,采用comsol仿真软件建立倍线为4的"L管"模型,并根据流体力学理论对管内浆体流动行为作出基本的假设,采用层流模块与粒子追踪模块相结合的方式,分析流量及管径因素对管内阻力损失的影响规律,并建立不同浓度条件下膏体的管道输送阻力损失模型。研究结果表明:膏体管内阻力损失与管径呈反比例下降的趋势,与流量呈正相关且不同流量情况下阻力损失增长率不同;以侵蚀率及管道输送阻力为评价指标,在满足矿山日常充填需求的情况下对管道输送参数的合理范围进行探讨,得出最佳输送管径为160,180mm,浓度为68%～70%。     

大流量全尾砂膏体料浆管道输送参数计算与分析

在全尾砂膏体料浆管道输送技术中,合理输送管道参数的确定是确保其安全、可靠输送的核心。本 项目以某大型铜矿山为研究对象,设计采用全尾砂膏体料浆管道输送;针对其输送流量大、管道输送阻力大等技术 难题,以尾矿基础参数测试结果为基础,开展了全尾砂膏体料浆高效浓缩试验及料浆流变试验,根据试验结果推荐 输送浓度为 60%~65%;同时按照刘德忠公式及管道复合流态摩阻损失数学计算模型,计算分析了全尾砂膏体料浆 管道输送临界流速与摩阻损失等关键工艺技术参数;最终根据矿山生产参数,确定了管道输送方案及参数,即在日 生产尾矿量为 58 000 （t 干量）条件下,推荐全尾砂膏体料浆输送最佳浓度为 60%~65%,推荐采用单条管线输送,输 送工作流速为 1.85~2.12 m/s,对应输送管径为 650 mm。     

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。     

东曲煤矿矸石填充方案设计研究

基于东曲煤矿矸石场地选址难度增大,以及环保政策收紧对矿井生产的制约,本文通过技术革新建立了“地面洗选井下回填”一体化协作系统,将地面选煤厂水洗矸和井下煤矸石通过刮板输送机和推压装置完成了采空区的矸石填充,实现了矿井矸石的合理化处理,降低了固态废弃物在地面的堆积排放,改善了矿区周边的生态环境。     

粉煤灰全尾砂膏体充填试验研究

电厂工业废料粉煤灰具有潜在胶凝活性。针对当前矿山膏体胶结充填成本高、强度低等现状,提出了以部分粉煤灰替代水泥作为胶凝剂。在对粉煤灰物删性能和化学成份测定分析的基础上,依不同的粉煤灰添加量进行了粉煤灰全尾砂胶结充填强度试验,并对粉煤灰在膏体充填料浆中的胶凝机理进行了探讨。结果表明：在质量分数和水泥用量相同的条件下,添加粉煤灰可以大幅度提高后期强度,并且龄期强度随粉煤灰用量的增加而增大。研究结果为提高胶结充填质量、降低充填成本,进一步综合利用人工火山奠定了一定的基础。     

金川二矿膏体泵送充填系统可靠性研究

基于金川二矿膏体泵送充填系统的显著特性，提出了并定义了介质元件、关联系统等新的概念和理论；同时，给出了关联系统的可靠性逻辑模型。借助于关联系统的可靠性函数模型，通过对金川二矿膏体泵送充填系统生产试运行的实地跟踪，对该系统的工程可靠性进行了分析、研究，并提出了若干针对性的改进和完善意见。     

表面充填用铁尾矿膏体制备技术研究

介绍了浓缩脱水方法制备铁尾矿膏体研究的情况。工业分流试验结果表明．采用浓缩方法可以获得膏体尾矿,并对膏体尾矿制备中存在问题进行了分析。     

基于双屈服模型的膏体充填数值模拟

通过基于双屈服模型的数值模拟方法初步研究了不同膏体材料的充填作用机理和效果,从中分析了材料的性质与地表下沉的关系,以及充填体对开采活动中周围岩体应力的改善情况,总结出充填体的应力分布规律,并针对实际充填工程提出了提高材料初凝强度、缩短开采与充填时间间隔等一些建议。     

赤泥-矿渣少熟料体系制备全尾砂胶结充填料试验研究

试验研究了赤泥对矿渣少熟料全尾砂膏体胶结充填料性能的影响。结果表明赤泥能有效激发该体系的活性,解决了矿渣少熟料全尾砂膏体胶结充填料早期强度低的问题,赤泥的优化掺量为24%(占胶凝材料总量),1 d抗压强度约为3.6 MPa是不掺赤泥的抗压强度的6.5倍,3 d与7 d强度分别能达到5.3,7.2 MPa,满足矿山充填的要求。     

井下膏体充填新材料试验

将炉渣粉、石膏、熟料按不同比例配合,进行膏体试块净浆强度试验,根据净浆强度等级划分炉渣水泥强度,并进行掺合全尾砂的膏体强度试验。结果证实了铅渣开发水泥的可行性。但由于铅渣的胶凝活性较弱,在应用于矿山充填中可采用部分替代普通硅酸盐水泥,可节约充填成本,混合胶凝材料具有较强的胶凝活性,满足矿山充填强度的需要。