桨叶复合结构对充填料浆均质化的影响研究

为实现料浆均质化制备,借助三维建模软件建立涡轮式搅拌机模型,运用流体软件开展了不同桨叶结构对充填料浆 制备的影响研究,揭示了料浆在不同桨叶结构扰动下的运动状态及分布情况,分析了不同桨叶结构下料浆的搅拌效果.结果表明:不同角度单桨叶搅拌桶内都会产生单个涡流,对形成均质化料浆有一定的扰动作用;与45°和90°桨叶相比,60°桨叶兼顾径向搅拌能力和轴向输送能力,不仅能有效促进团聚体的分离,还能促进料浆整体循环流动;上下正反斜60°复合搅拌叶片在搅拌过程中形成了独有的上下双涡流,有极强的剪切和轴向输送能力,相比于60°单桨叶,其搅拌效果显著增强,加快了料浆的均质化;虽然60°复合桨叶正常工作所需的功率是60°单桨叶的两倍,但其整体的搅拌效果明显更优.     

充填料浆搅拌机的桨叶研究

在全尾砂充填工艺中,所制备的充填料浆质量对整体充填工艺具有重要影响.针对推进式、六叶开启式、六直叶圆盘式等3种常见的搅拌机桨叶的搅拌作用进行了数值模拟分析研究,并使用Syamlal-O'Brien曳力模型,得到了不同桨叶的模拟数据.对比了不同桨叶的搅拌作用下,料浆在轴向和径向上的流体运动速度及体积分数,确定搅拌机的最佳...     

基于AHP的矿山充填尾砂料浆搅拌质量评价

随着企业对环境保护的重视和国家尾矿库管理政策的收紧,促使部分矿山使用尾砂料浆进行采空区充填.为研究尾砂料浆的搅拌质量对矿山充填的影响,选择常用的尾砂料浆质量评价指标,对山东黄金下属多个尾砂充填站进行调查,采用AHP方法,提出了尾砂料浆搅拌质量评价体系,对尾砂料浆的搅拌质量进行评估,从而优化搅拌质量,节约搅拌运营成本.     

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.     

基于COMSOL的充填料浆搅拌流场模拟研究

充填料浆的搅拌质量对实现其良好的管道输送及保障充填体强度都至关重要。针对目前金属矿山充填工艺中使用较多的立式搅拌桶,以全尾砂高浓度充填料浆为研究体系,利用多物理场仿真软件COMSOL的CFD模块对料浆在搅拌桶内的混合状态进行了模拟研究,对比分析使用单层叶片式搅拌桨和双层叶片式搅拌桨时,不同数量挡板条件下搅拌桶内流场、流速及压力的分布特征。结果表明:对于全尾砂高浓度料浆的立式搅拌桶搅拌,双层叶片式搅拌桨的搅拌效率优于单层叶片式搅拌桨;搅拌桶内设置挡板,对提高单层叶片式搅拌桨的搅拌效率有一定作用,但对双层叶片式搅拌桨的搅拌效率的提高并不显著。     

充填搅拌放料系统料位控制及稳态放料参数优化研究

充填搅拌设备料位控制是实现料浆均质化的关键,频繁的料位和流量波动对料浆质量及输送管网造成较大影响, 最终导致充填质量下降和成本增高.为解决某矿山充填料位和放料流量难以控制的问题,通过构建理论计算模型,提 出搅拌放料系统的压头损失计算公式,得到放料管管径D与出料口流速v 成反比,屈服剪切应力与容重比值τ0/γ、黏性系数η 与容重γ 比值(η/γ)跟搅拌桶料位Hj 成正比.充填材料试验结果表明,随着料浆质量浓度Cw 的增大,τ0/γ、η/γ 同样增大,有利于搅拌桶内料位的提升.以料浆质量浓度分别为74％、72％、70％、68％及放料管管径为140 mm、125 mm 为变量,计算分析得出在Cw ＝74％、D ＝140 mm和Cw＝72％、D＝125 mm 两种工况下,搅拌桶粒位分别为1.59 m、1.65 m,处于搅拌桶最佳运行料位范围.为进一步验证公式的合理性,以Space Claim 软件构建搅拌放料系统模型,基于Fluent进行数值模拟分析,结果显示,放料管单位长度沿程压头损失及料浆出口流速模拟结果与理论计算值相对误差均在10％以内,研究表明所提出的搅拌放料系统的压头损失计算公式在优化料位控制和稳态放料方面具有良好的指导意义.     

基于RSM的复合骨料充填料浆流变特性试验研究

为研究充填料浆质量分数（A）、砂灰比（B）和机制砂占比（C）对复合骨料充填料浆流变特性的影响规律和优化充填料浆配比参数,采用响应面法（RSM）设计试验开展屈服应力和扩散度等测试。结果表明：对于充填料浆的屈服应力,各影响因素的显著性为A>C>B>AC>C2>BC>A2,对于充填料浆的扩散度,各影响因素的显著性为A>C> A2> C2> AC,砂灰比对扩散度影响不显著;屈服应力随充填料浆质量分数的增加呈上升趋势,且质量分数越大,屈服应力上升速率越快,屈服应力随机制砂占比的增加呈下降趋势,且机制砂占比越高,屈服应力下降速度越快;扩散度随充填料浆质量分数的增加呈下降趋势,且质量分数越大,其下降速率越快,扩散度随着机制砂占比的增加呈增大的趋势,但当质量分数较大时,机制砂占比对扩散度的影响逐渐减弱;设定充填料浆的屈服应力为100~120Pa,扩散度为8~12cm,得到机制砂占比为10%、20%和30%时充填料浆质量分数范围分别为73.49%~76.14%、74.21%~75.86%和74.50%~77.14%。     

基于DEM-SPH耦合的高浓度充填料浆搅拌仿真

采用基于离散元方法(DEM)和光滑粒子流体动力学方法(SPH)耦合的仿真方法,对高浓度充填料浆固液两相混合介质搅拌过程进行仿真,研究不同搅拌结构对料浆搅拌效果的影响。仿真结果表明:增加叶片直径、叶片组数和搅拌轴数量均可提升物料搅拌均匀性。在5组不同结构的搅拌机方案中,双轴搅拌机达到均匀效果的搅拌时间最短(180 s),可在不增加搅拌机尺寸的条件下实现最大的生产能力,适用于大规模矿山大流量充填系统高效生产。     

搅拌参数对尾盐充填料浆流动特性及强度的影响

为了提高尾盐充填料浆的质量,实现矿山尾盐低成本、高质量充填,研究了机械搅拌因素对尾盐充填料浆质量的影响.通过分析不同搅拌时间和不同搅拌转速下尾盐料浆的扩展度、塌落度以及试块的3 d、7 d和28 d强度测试结果,探究了不同搅拌条件下充填料浆的搅拌效果.结果表明:随着搅拌转速和搅拌时间的增加,尾盐料浆的均质性有所提 升,料浆中的大块颗粒明显减少;机械搅拌强度的增加能够提高充填料浆的流动性,当搅拌转速为1120 r/min、搅拌时间为150 s时,搅拌叶轮对充填料浆的搅拌效率最高,此时料浆的流动性较好;搅拌时间和搅拌转速的增大可以提高料浆中物料颗粒的碰撞次数,从而强化尾盐和氧化钙之间的反应效果,在一定范围内提高尾盐充填体的强度.     

胶结充填料浆在冒落区中渗流的模拟

利用模拟实验装置,在实验室模拟研究了胶结充填料浆在冒落区空隙中渗流的情形,得出了料浆流量与料浆粘度和所流过的砂石层渗透率之间的关系,从而证实了胶结充填料浆在冒落区空隙中的渗流符合达西定律.为实施冒落区胶结充填技术提供了依据.     

充填料浆的预脱水试验研究

通过理论分析和实验研究 ,首创并试验了多孔管滤网振动预脱水和分流沉降预脱水新技术 ,实现充填料浆的低浓度输送、高浓度充填。     

尾砂充填料浆泌水特性及其对充填体影响研究

通常认为充填配比固定时,尾砂充填料浆浓度决定充填体强度,但该观点未考虑料浆泌水对充填体的影响.利用测试模具,测试并分析了不同配比与粒级组成的尾砂料浆泌水特性及其对充填体的影响.研究发现:1)少量水泥添加即可显著抑制料浆泌水,采用微胶充填可实现充填采场泌水控制.2)料浆泌水会显著降低不同初始浓度料浆间的浓度差.但泌水后各...     

煤矿高浓度胶结充填料浆管道输送特性研究

将粉煤灰、煤矸石、水泥、水四种材料按不同比例混合,通过加入适量添加剂,经搅拌机充分搅拌而形成高浓度胶结充填材料。以输送阻力系数作为考察指标,分析了不同材料配比、不同料浆浓度时高浓度胶结充填材料浆体的流变特性,以期为得出充填料浆的最佳配比提供参考。     

胶结充填系统充填料浆浓度的稳定控制

在胶结充填系统的充填站自动控制中,充填料浆浓度度的控制直接影响充填质量。为了实现充填料浆浓度的稳定可靠控制,本文从工艺角度出发,改变料浆制备过程,从而改变其自动控制过程,通过二级控制实现浓度稳定控制的目的,为实际应用提供新的思路和借鉴作用。     

细粒尾矿充填料浆的流变性及充填能力研究

以某铁矿细粒尾矿为充填骨料,系统研究了不同浓度充填料浆的塌落度和流动性变化规律,测定了不同浓度充填料浆的粘度和屈服应力。研究结果表明,料浆浓度是影响料浆流动性的关键因素,料浆存在一个临界浓度,料浆浓度大于该临界浓度后,其流动性会急剧降低。对于所用细粒尾矿充填料浆而言,其临界浓度为63%左右;为了保证料浆的流动性,充填料浆浓度应控制在63%以下。采用宾汉姆流体理论,计算了不同浓度充填料浆的管道输送阻力损失及在不同管径下的输送能力。结果表明,在相同充填倍线下,料浆浓度和充填管道直径是影响充填能力和流动速度的主要因素;为保证不同浓度料浆的充填能力,应选择适宜的充填管道直径。     

基于均匀试验的矿山充填料浆配比优化研究

以胶结充填体单轴抗压强度和料浆扩散度为试验目标函数,以充填料浆质量浓度和砂灰比为配比参数,建立基于均匀试验的矿山充填料浆配比优化模型,并揭示配比参数对充填料浆及胶结体性能的影响。根据试验因素和水平,选取均匀设计表,按均匀试验设计方法设计了12组抗压强度和扩散度试验,利用均匀设计软件回归分析了胶结充填体强度和料浆扩散度与各参数之间的关系。结果表明:均匀试验数据与回归方程计算结果基本一致,试验方法可信度高;该充填料浆最佳参数为:料浆质量浓度x1=72%,砂灰比x2=4,此时胶结充填体强度最大且充填料浆具有良好的流动性,与试验结果一致。综上所述,均匀试验设计方法为充填料浆配比优化研究提供了一种新的有效途径。     

充填料浆沉缩性能试验研究

沉缩率是矿山充填工程的一项重要指标,严重制约着充填接顶的质量。以保山金厂河铅锌矿的全尾砂为试验材料,研究了全尾砂的泌水沉缩特性与规律,分析了不同料浆浓度、水泥添加量对沉缩性能的影响。结果表明：①胶结充填料浆沉缩率小于非胶结充填料浆。②在胶结充填料浆中,随着料浆浓度增大,料浆沉缩率会逐渐减小。③在充填料浆浓度为60%～68%范围中,随着灰砂比增大,料浆沉缩率会逐渐减小;在料浆浓度达到70%时,料浆沉缩率变化幅度很小,基本没有沉缩。     

尾砂充填料浆的配合比试验研究

尾砂用于矿山充填,料浆配合比参数的确定是关键。介绍了某矿山尾砂自流充填砂浆配合比参数的试验研究过程,提出了满足矿山生产条件的尾砂砂浆配合比。     

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。