高浓度充填料浆管道挤压输送理论与应用

1概述 1

1.1矿山水力充填的早期发展 1

1.2泵压输送充填 1

1.3高浓度充填料流变特性 2

1.3.1流型的分类 2

1.3.2高浓度浆体输送的流变模型 4

1.4高浓度充填料管道输送设备 8

1.4.1离心式浆体泵 8

1.4.2隔离泵 9

1.4.3正排量泵 10

1.5充填料管道自流输送 12

1.5.1自流输送充填倍线 12

1.5.2自流输送低浓度充填料浆对采矿的影响 14

1.6泵压输送高浓度/膏体充填料的研究 15

1.6.1泵压管道输送的充填料粒级组成 15

1.6.2泵送设备易损件寿命 17

1.6.3泵送充填系统可靠性 18

1.7充填料管道输送的发展趋势 18

2充填料浆管道挤压输送原理 20

2.1充填料浆管道挤压输送方法 20

2.1.1矿山充填料浆水力输送存在的问题 20

2.1.2充填料浆管道挤压输送方法思路的形成 22

2.2管道挤压输送原理及分析 23

2.2.1挤压输送基本原理 23

2.2.2挤压输送原理分析 24

2.3挤压输送原理验证 28

2.3.1试验材料 28

2.3.2自流输送 28

2.3.3挤压输送 31

2.4挤压输送方法的优点 35

2.4.1挤压输送设备与库依曼型混凝土泵原理比较 35

2.4.2挤压输送方法的优点 37

3充填料浆并联（双缸）管道挤压输送 38

3.1充填料浆并联（双缸）管道挤压输送模型 38

3.2充填料浆并联（双缸）管道挤压输送假设条件 39

3.3充填料浆并联（双缸）管道挤压输送速度、加速度关系分析 40

3.4充填料浆并联（双缸）管道挤压输送各管段受力分析 42

3.4.1入口管段受力分析 42

3.4.2并联管段受力分析 45

3.4.3出口管段受力分析 50

3.5并联（双缸）管道挤压输送料浆各种运动状态 52

3.6典型状态下的速度、加速度推导 52

3.7各种状态下速度、加速度方程 58

4充填料浆管道挤压输送计算机模拟 59

4.1假设条件 59

4.1.1充填系统及管路 59

4.1.2挤压输送设备活塞的运动规律 60

4.2充填料浆管道挤压输送有关计算式推导 62

4.2.1基本方程 62

4.2.2料浆不同运动状态的速度、加速度方程 64

4.3计算机模拟 68

4.3.1长距离管道挤压输送模拟 69

4.3.2高浓度管道挤压输送模拟 78

4.4小结 84

5充填料浆并联（双缸）管道挤压输送计算机模拟 86

5.1模拟研究方法 86

5.2程序框架图及模拟程序 87

5.3计算机模拟及分析 87

5.3.1充填料并联（双缸）管道挤压输送模拟 87

5.3.2曲柄半径对料浆流动性的影响 97

5.3.3活塞周期对料浆流动特性的影响 99

5.3.4管道垂直高度对挤压输送的影响 100

5.3.5各管段长度及并联管段长度比对挤压输送的影响 101

5.3.6浆体流变力学参数对挤压输送的影响 103

6充填料浆管道挤压输送设备及应用参数 106

6.1管道挤压输送设备结构与原理 106

6.2工业样机主要技术参数 111

6.3挤压输送设备在充填管路中的安装位置 112

6.3.1挤压输送设备安装位置的理想状态 112

6.3.2挤压输送设备的安装位置确定方法 113

6.4倾斜管测试充填料浆流变力学参数 116

6.5小结 119

7充填料浆管道挤压输送应用实例 121

7.1铜绿山矿充填系统及其存在的问题 121

7.1.1充填料浆制备系统 121

7.1.2充填料浆制备系统存在的问题及解决方案 123

7.2铜绿山矿尾砂流变参数测试 123

7.3挤压输送设备的安装位置确定 124

7.4充填料浆挤压输送 129

7.4.1清水挤压输送 129

7.4.2 5412号采场充填挤压输送 130

7.4.3 5414号采场充填挤压输送 131

7.4.4充填挤压输送结果 131

7.5充填料浆管道挤压输送存在的问题与展望 132

7.5.1存在的问题 132

7.5.2展望 133

参考文献 135

附录 142

附录1管道挤压输送计算机模拟程序 142

附录2并联挤压输送料浆50种可能的运动状态速度、加速度方程 150