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%。

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。

某铜矿充填料浆L型管道自流输送研究

为了研究分析四川某铜矿充填料浆的输送性能,为矿山充填管网系统设计选型提供理论计算依据,试验选取尾矿库尾砂和普通硅酸盐水泥作胶结充填材料,对不同配比、不同浓度的充填料浆进行L型管道输送模拟试验。通过试验研究得到了管道各组段料浆流动性的技术参数,包括屈服剪切应力值和黏滞系数等。通过理论计算确定了不同料浆流量、输送管径情况下产生的管道单位长度流动阻力和允许的充填倍线,最后综合分析研究了流变参数、黏性系数、充填料浆输送流速及输送管道直径对流动阻力和充填倍线的影响。

胶结充填料浆浓度分布测试装置研制与教学实践

研制了胶结充填料浆浓度分布测试装置。该装置包括装料装置、转移装置和底座三部分,能够实现在不扰动胶结充填料浆的前提下对料浆分层精准取样,实测多因素影响下胶结充填料浆沉降后的浓度分布规律。设计了学生分组深度参与的充填料浆浓度分布实验方案,实验流程包括料浆制备、静置沉降、分层取样、浓度实测、数据分析五个环节,得到了配比等因素影响下胶结充填料浆的沉降特性,有助于学生深刻认识胶结充填料浆的沉降现象和机理。

减水剂对磷尾矿胶结充填料浆输送流动性能影响研究

采用贵州某磷尾矿为骨料、粉煤灰和水泥为胶凝材料,制备了胶结充填料浆。采用扩展度法、流动度法及L型管法研究了聚羧酸系和萘系减水剂对磷尾矿充填料浆流动性能的影响。结果表明,聚羧酸系减水剂添加量为1.2%时对充填料浆流动性能的改变较大,萘系减水剂添加量为8%时料浆流动性可达到较好的效果;二者相比,聚羧酸系减水剂优于萘系减水剂。同时聚羧酸系减水剂对磷尾矿充填料浆具有较强的分散作用,能改变水泥絮凝结构,提高充填料浆的流动性能。

煤矸石粉煤灰料浆管道输送数值模拟研究

为了研究煤矸石粉煤灰充填料浆的管道输送特性,以华润电力(锡林郭勒)煤业有限公司西一矿采空区煤矸石粉煤灰充填项目为研究背景,开展了管道输送数值模拟及环管试验,分析了不同流速、不同浓度条件下充填料浆在管道输送中的沿程阻力损失特征。试验结果表明,在煤矸石粉煤灰充填料浆的管道输送过程中,管道中的流速、压力均沿着管道半径方向递减,呈现出中心大、四周小的分布规律;弯管处流速、压力分布呈现弯管外侧大,内侧小的分布规律。充填料浆的沿程阻力与质量浓度、泵送流速呈正相关关系,且质量浓度对沿程阻力损失的影响相对更大,弯管段的沿程阻力损失要略大于直管段的沿程阻力损失。由于质量浓度为68%的煤矸石粉煤灰充填料浆沿程阻力损失过大,因此在采空区充填管道输送的适宜料浆浓度为64%~66%,推荐泵送流速不低于1.8 m/s。

基于RSM和CFD的废石-尾砂充填料浆流变及输送特性研究

为了解决矿山固废大量排放造成的环境问题,采用大红山铜矿的废石与尾砂作为充填材料,采用响应曲面法(RSM)与计算流体动力学(CFD)方法分析质量分数、水灰比对料浆流变特性及输送特性的影响规律。结果表明,废石-尾砂充填料浆符合Herschel-Bulkley模型,屈服应力受料浆质量分数变化的影响显著,黏度随着料浆质量分数的增大而增大,但随着水灰比的增大呈递减趋势。料浆的阻力损失、流速和质量分数均呈指数增长关系,料浆的最佳输送质量分数为83%~84%。研究结果可为废石-尾砂充填料浆的实际应用提供理论指导。

井下充填料管道泵送阻力与输送参数优化研究

为确定高峰矿高浓度尾砂块石充填料浆泵送的输送性能指标,应用两相流颗粒流动力学理论,开展了86%、84%、83%、81%和79%5种不同浓度全尾砂料浆的泵送仿真模拟。结果表明:在稳态管道流场内,适当降低浓度有助于输送流动性,但浓度较低时,效果逐渐不明显;料浆浓度为83%~84%的方案符合输送需求;废尾比方面,在满足强度的情况下,建议采用6∶4或7∶3,继续提升参数可能会出现冲蚀激增及淤堵的情况。研究成果为井下泵送充填管网设计提供了理论依据。

粗骨料充填料浆长距离管道输送关键技术

粗骨料充填料浆长距离管道输送存在管道磨损严重、管道接头频繁以及堵管处理困难等问题,是充填法安全高效生产亟待解决的关键技术。文中针对金川二矿区充填管网系统和充填工艺,开展了耐磨管选择、柔性接头和导水阀研制以及充填管道堵塞处理新方法研究。通过不同耐磨管材的试验,选择了直径Φ133 mm钼铬双金属和刚玉(陶瓷)两种耐磨管,并针对采用刚性耐磨管存在接头困难问题,研制了柔性接头装置。该装置一端为带卡盘的伸缩头,另一端为球形带卡盘结构的万向头,并由密封的伸缩套管和辅助配件连接。针对管道引流清洗水进入采场后降低了充填强度,研发将洗管水排出采场的导水阀装置。该装置是由阀体、阀板和曲柄连杆组成,呈现"卜"字状。装置一端连接井下供水管,另一端连接充填管,两端由塑料管连接,形成处理堵管的自备管水系统。研究结果表明:耐磨管延长了管道使用寿命;柔性接头缩短耐磨管接头时间;导水阀避免引流洗管水进入采场;堵管处理新方法保证了充填作业的安全与连续。文中所提出的关键技术在金川二矿区应用时充填作业时间由12.46 h/d提高到14.35 h/d,充填系统故障停车率由1.36次/万m^3降到0.99次/万m^3。

胶结充填料浆上向输送技术参数计算

为解决铜陵有色股份安庆月山矿业公司胶结充填料浆自流上向输送需求问题,通过分析全尾砂的基本物理力学特性,基于流体力学理论,对高浓度全尾砂胶结充填料浆上向输送影响因素进行分析计算,并将计算结果应用于生产实践。结果表明:高浓度全尾砂胶结充填砂浆在合理充填参数下可实现料浆自流上向输送;充填料浆在自流状态下可从-480 m输送到-450 m水平,扬送高程约30 m,充填下料口处料浆流速在1.5~2.3 m/s,充填过程中未发生堵管现象。研究结果可为同类矿山全尾砂胶结料浆上向输送提供参考。

基于新型固结剂的胶结充填管道输送技术研究

管道输送是充填系统的主要组成部分,也是关键环节。针对灵山矿区应用胶结充填技术遇到的问题,选用了一种胶结充填新型固结剂——C料。重点介绍了C料替代高水材料作为胶结材料确定充填方案后,尾砂C料胶结充填的管道输送技术。通过研究充填管道输送二相流的基本理论,分析充填管道输送中充填料的沉降规律和运动形式,计算出临界流速及两相流的水力坡度,为灵山矿区充填管道输送提供理论支撑。

含气量对全尾砂膏体胶结充填料浆性能的影响

在掺人由聚羧酸系超塑化剂和引气剂复合而成的泵送剂的情况下，通过改变复合泵送剂中引气剂的用量来调整全尾砂膏体胶结充填料浆中的含气量，研究含气量对全尾砂膏体胶结充填料浆各项性能（坍落度、分层度、泌水率，硬化后的抗压强度等）的影响。结果表明：料浆中含气量的增加可以明显改善料浆的分层度和泌水性，并提高料浆的坍落度；但同时引气含量过高则会导致料浆硬化后的抗压强度的急剧下降。采用文中的原材料和泵送剂，全尾砂膏体胶结充填料浆最佳含气量为7．5％--9．5％。

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。

充填料浆管道输送可靠性研究现状

深入研究充填料浆管道输送特性,改进充填倍线的计算方法,总结充填料浆管道输送可靠性研究的最新成果,分析研究现状中存在的问题,提出合理的建议。结果对充填料浆管道输送理论研究具有参考价值,可以为该领域研究指明发展方向。

高浓度尾砂充填料浆管道输送性能试验

高浓度料浆的主要输送特性参数包括料浆浓度、临界流态浓度、最大沉降浓度、临界沉降浓度、料浆容重、泌水率、坍落度、屈服应力和粒度等。文章详细介绍了高浓度尾砂充填料浆沉降试验、坍落度试验和输送试验的方法,并对试验结果进行了分析讨论,这对实现尾砂的高浓度输送具有重要意义。

全尾砂充填料浆管道输送试验研究

充填矿山为获最佳输送参数往往需环管输送试验,但该类试验需要较多的测试装置和试验物料,且时间长、费用高。针对这些缺陷,在某铁矿充填料浆管道输送试验研究中提出了一种简单实用型管道输送试验方法。试验表明:该法结合坍落度、简易流动性辅助试验能够直观掌握充填料浆流动特性,通过对影响管道阻力损失的各种因素进行分析,可以确定矿山最佳输送参数。

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。

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。

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。

减水剂与粉煤灰对全尾砂胶结充填料浆流变性能的影响

全尾砂胶结充填料浆流变性能直接影响其工作性能。采用Brookfield RST-SST型流变仪定量分析了聚羧酸(PC)、萘系(PNS)和三聚氰胺系(PMS)3种类型高效减水剂与粉煤灰单掺和复掺时对料浆流变性能的影响。结果表明:无论减水剂类型,掺入料浆后均可降低其屈服应力和塑性黏度且减水剂掺量越高降低幅度越大,料浆流变性能改善效果越好。3种类型减水剂对料浆流变性能改善程度存在差异,其中PC作用效果最好。减水剂的改性效果随着胶结料的持续水化而出现缓慢退化;随粉煤灰掺量的增加,料浆的屈服应力和塑性黏度呈整体降低趋势,其作用机理主要源于"形态效应";减水剂与粉煤灰两者在改善料浆流变性能方面具有协同效应,复掺后可显著改善料浆的流变性能,效果明显优于单掺改性效果。