固-液两相流充填管道输送冲蚀磨损数值研究

 为探究充填管道在输送过程中的冲蚀磨损机理, 基于工程流体力学理论及颗粒输送力学模型, 引入离散颗粒轨道模型、塑性冲蚀磨损模型, 对某矿山复杂充填管路条件下浆体特性对管道冲蚀磨损影响进行研究。结果表明, 浆体流速、黏度以及颗粒尺寸对管道冲蚀磨损影响显著, 颗粒形状影响较弱。高流速下, 弯管磨损最为严重, 直管段磨损较轻且分布较为均匀, 流速降低, 主要磨损部位偏向弯管出口部位;弯管部位最大磨损值在15°~30°以及60°~75°之间;此外, 粒径较小时, 磨损严重程度随粒径增加而增大, 粒径达到600 μm 后, 最大磨损值随粒径增加呈现下降趋势。     

充填管道磨损风险评估的组合权重与可变模糊耦合模型

针对充填管道磨损风险各影响因素之间的复杂性和不相容性,引入主客观组合权重与可变模糊集相结合的充填管道磨损风险评估方法。选取充填骨料加权平均粒径、骨料颗粒形状、浆体密度、浆体腐蚀性、管道耐磨性、钻孔内管道内径、管道壁厚、钻孔偏斜率、充填倍线、管道安装质量、流速与临界流速比值和管线变化程度共12项主要影响因子,建立充填管道磨损风险评估的主客观组合权重与可变模糊耦合模型。以国内5座矿山充填系统的输送管道实测数据为例,根据AHP法和熵权法确定评估指标的最优组合权重,然后利用可变模糊模型计算评估对象的综合风险特征值,进而确定充填管道的磨损风险等级,最终通过与其他模型得到的结果进行对比来验证其准确性。研究结果表明:该模型评估结果与其他风险评估模型评估结果相一致,也与现场实际结果相吻合,为充填管道磨损风险评估提供了新的参考方法。     

水平管道中工业浆体堆积速度的确定

文章根据非均质浆体流态随着浆体平均流速增加的变化规律,考虑到浆体中固体颗粒组成,结合管道底部固体颗粒的起动条件和堆积速度的概念,研究了水平管道中工业浆体堆积速度的计算模型。该模型能较准确地预测水平管道中浆体的堆积流速。     

浆体颗粒粒径对浆体管道输送压力损失影响

为解决准确计算浆体管道输送压力损失的问题,采用数值模拟的方法,研究了不同粒径的浆体颗粒对压力损失的影响,提出了浆体中颗粒粒径与管道输送压力损失的关系模型.结果表明:不同粒径颗粒的浆体对压力损失的影响是不同的.该模型能准确地预测浆体管道的压力损失.     

粒度对浆体管道输送稳定性的影响

针对长距离浆体管道输送过程中存在着输送稳定性的问题,分析了管道输送的主要影响因素,运用实验的方法论述了颗粒级配对浆体输送稳定性的影响.结果表明管道输送选用的颗粒级配是否合理是非常关键的,它的优化将影响一系列管道输送参数,优化浆体的粒度组合,可减小粗颗粒的沉降速度,以制止其分选沉降,从而提高浆体的输送稳定性.因此,选用合理的颗粒级配作为浆体的输送粒级是可行的,也是安全可靠的.     

水力充填管道挤压输送方法试验研究

针对矿山充填料自流输送和传统的膏体泵送方法存在的问题,研究了一种利用机械力和浆体重力的挤压输送充填料的新方法,其思路是在井下充填管道中安装不同于传统正排量泵的挤压输送设备,使高浓度/膏体充填料浆在挤压输送设备的机械力和重力作用下,沿充填输送管道流至采空区.采用理论分析与实验的方法,研究了挤压输送方法的原理.研究结果证明,挤压输送方法原理可行,它利用了矿山充填特有的垂直管道和其内的充填料浆自重以及浆体的屈服应力,使得挤压输送设备无分配阀,因而输送设备结构简单,易磨损件少,是一种除自流输送和传统泵压输送方法之外,投资省、运行成本低的第3种水力充填输送方法.图6,表1,参17.     

管道输送高浓度工业浆体的粒径与级配的探讨

就我国第一条磷精矿输浆管道和第一条铁精矿输浆管道全线负荷试车数据,运用高浓度工业浆体输送理论,探讨浆体的粒径与级配组成关系。     

充填料浆沉降规律研究及输送可行性分析

通过分析充填料浆在管道自流输送系统中的运动形式与充填骨料固体颗粒的沉降规律,得知充填料浆能否稳定地输送到采空区跟输送速度及水平管道的长度有关。结合孙村煤矿的煤矸石似膏体充填料浆的特点,利用Fluent流体分析软件对料浆的管道输送过程进行了模拟,并从理论上分析了以煤矸石作为主要骨料的似膏体利用管道自流输送的可行性。模拟分析表明,料浆的自流压差能够克服在管道自流输送过程中的沿程阻力损失,并且在3.82m/s的水平管道输送速度下,料浆垂直脉动速度分量38.3cm/s大于煤矸石的干涉沉降速度0.99cm/s,因此,似膏体能够自流输送到采空区。     

基于Fluent的分级尾砂料浆满管流输送技术

 针对某矿山分级尾砂充填料浆自由下落对管道产生严重磨损的现状,引入分级尾砂料浆满管流输送技术。基于Fluent软件,并结合运用工程流体力学和深井管道输送相关理论,对不同充填倍线条件下的分级尾砂料浆满管流输送的工作特性进行了数值分析。结果表明,满管流输送相对于自由下落系统可以大大降低料浆对管道的冲击磨损和管道所受的压力,且分级尾砂满管流输送系统的管道出口压力随充填倍线的增大而减小,系统总压力基本保持不变;管径的变化对充填料浆的水力坡度具有很大影响,变径管措施有助于深井充填中实现满管流输送;当充填倍线N=6.0时,该矿山分级尾砂在实现满管流输送的同时,弯管处压力损失达到最小值0.247 MPa。     

如何做好后张预应力孔道压浆

本文就管道压浆质量通病产生的原因、波纹管管道开裂的原因及防治方法,以及如何选择浆体配合比和相应的压浆工艺做了简单的论述。     

桥梁预应力管道压浆施工质量控制技术及应用

文章从预应力管道压浆浆体材料源头质量和压浆施工实时监测两个方面介绍管道压浆施工质量控制技术以及工程应用。压浆浆体性能、尤其是泌水性能的提高是十分必要的。利用压浆施工记录仪监测灌浆压力、出浆压力、流量等施工工艺参数,可加强压浆施工过程的质量控制。     

中铬钢堆焊层冲蚀腐蚀磨损特性

本文以中铬钢为对比材料，对三种焊条堆焊层在不同介质、冲蚀角度下浆体冲蚀腐蚀磨损特性进行了研究．结果表明：新研制的堆焊ｌ＃堆焊层的浆体冲蚀腐蚀磨损抗力与中铬钢相当，并依次高于Ｄ６０８和Ａ１３２堆焊层；除Ａ１３２堆焊层外，随着介质ＰＨ值升高，其冲蚀腐蚀磨损抗力增强；当冲蚀角度为９０°时，堆焊层的浆体冲蚀腐蚀磨损抗力显著高于冲蚀角度为６０°时。     

一种长距离浆体输送管道拒雷控制系统的设计

针对长距离矿浆管道输送存在的雷击灾害,提出了一种基于长距离浆体输送管道的拒雷控制系统,其系统包括浆体钢管、机电设备、综合有源+无源等离子拒雷装置和多个电涌保护器.在浆体钢管与机电设备之间的绝缘段的两侧分别安装第一电涌保护器和第二电涌保护器,采用瞬态接地的方式来实现等电位接地,克服了强制电流式阴极保护的矿浆钢管道不能直接接地的缺陷,同时防止了雷电侵入波对设备铁精矿管道的危害.实际应用表明了该方法的有效性.     

充填系统稳定性评价指标体系构建及定量分析

 充填采矿法广泛应用于深部矿产资源的开发过程中,而充填系统作为充填法开采的重要组成部分,是由许多子系统构成的复杂系统,其稳定性影响因素具有模糊性和随机性。本文引用层次分析法,从原料供给系统、浆体制备系统、浆体输送系统、采区系统及其他因素这5个方面对其影响因素进行定量分析。结果表明,防管道磨损技术、防堵爆管方式、充填料浆配合比、减压方式、充填料浆浓度、充填料浆坍落度、胶凝剂等对充填系统稳定性的影响最大。     

级配在提高浆体输送浓度上的可行性

针对浆体管道输送低浓度短距离现状,为达到简化制浆脱水工艺、节约输料用水、提高运输效率的目的,通过实验证明,在现有的运输基础上,有效地控制颗粒的上限粒径和级配,改善浆体在输送中的流动性和稳定性,可以提高浆体输送浓度,降低输送能耗,进一步发挥浆体管道输送的优越性.图1,表4,参8.     

基于Fluent的充填料浆管道输送阻力模拟

 为了解高浓度浆体的流动特性, 结合流体动力学的理论和充填浆体的特点, 对充填浆体在不离析的条件下做流体质点、均质性和连续性的假设, 建立充填浆体管道输送的数学模型。结合某矿山工业试验的结果, 运用Fluent 软件对浆体管道输送进行了阻力数值模拟, 通过模拟与实测结果的对比可看出, 两者误差在5%左右, 得出了浆体流速与沿程阻力损失之间的关系方程, 进而运用此模型计算得到该浆体管输自流的速度区间1.82～2.23 m/s。利用数值模拟结果可以为充填系统管路的设计提供依据, 也可用来指导矿山的实际生产, 具有很好的实用价值和推广意义。     

阿舍勒铜矿混凝土充填材料试验及应用

为掌握充填材料的力学性能以便更好地处理地下采空区、改善地区、保护环境,在综合考虑各种影响因素后进行了不同充填材料的正交试验.运用统计回归的方法分析了各因素对充填体性能的影响,得到了相关的拟合曲线和函数关系.试验结果显示:浓度为75%～77%时料浆流动性较好,形成的各配比充填体均匀性和力学性能稳定。通过一定时期的井下充填,采场顶板和上盘围岩垮落现象得到了控制,料浆管输和造浆性能好,管道磨损小,研究结果为矿山提高经济效益、社会效益及可持续发展提供了可行的技术依据.     

浆体冲蚀磨损试验装置的研制

介绍了自行设计和研制的可实现浆体冲蚀磨损条件、适用于进行冲磨损机理研究的试验装置。     

桥梁工程真空压浆技术的施工探讨

预应力管道真空灌浆技术在我国桥梁施工中是一门新兴的施工工艺,其原理主要是利用在预应力管道内产生空气负压,使浆体更密实地填满整个预应力管道。简要总结介绍广东某市金凤大桥预应力管道压浆施工采用的真空灌浆技术。     

粉煤灰浆体管道输送特性的研究

本文是对粉煤灰浆体管道输送特性的研究。通过试验验证了粉煤灰浆体属于宾汉塑性流体,并采用毛细管粘度计测出流变参数与浓度、温度的关系,对粉煤灰浆体的流态及流动特性进行了划分;并根据现有数据进行初步回归分析,得出阻力系数与综合雷诺数的关系。