充填料管道输送减阻试验研究.pdf

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1、第36卷第2期矿冶工程V01．36№22016年o4月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGApril2016充填料管道输送减阻试验研究①肖青波，赵学义，胡滨，孙贺然，巴家泓，韩文亮(1．中冶北方工程技术有限公司，辽宁大连116600；2．北京中矿金岳能源科技有限公司，北京100083；3．清华大学，北京100084)摘要：根据浆体的流变特性推导了管道输送阻力公式。采用在管壁处高剪切区注入少许水改变管壁处的综合粘度，以低粘流体的剪切变形代替高粘浆体的剪切变形达到减阻的目的，通过试验对比，减阻效果达10％左右

2、。本研究对深井全尾砂充填法的推广具有重要意义。关键词：充填料；管道输送；加水减阻中图分类号：TD522文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．0253-6099．2016．02．003文章编号：0253-6099(2016)02-0011-03ExperimentalStudyofDragReductionforPipelineTransp0rtati0nwiththeSlurryBackfillXIAOQing．bo，ZHAOXue．yi，HUBin，SUNHe．ran，BAJia．hong，HANWen—liang(1

3、．NorthernEngineering&TechnologyCorporation，MCC，Dalian116600，Liaoning，China；2．BeijingZhongkuangJinyueEnergyTechnologyCoLtd，Beijing100083，China；3．TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Thecalculativeformulaforthedragforceofslurryinpipelinetransportationwasderived

4、basedonslurryrheologicalproperties．Inthetest，waterwasinjectedintothehighshearareaoftubewalltochangethecomprehensiveviscosityoftubewall，aimingtoreducetheresistancebyreplacingsheardeformationofhigh—viscosityslurrywithsheardeformationoflowviscosityfluid．Thefollowingcompara

5、tivetestsshowedthedragreductioncouldbearound10％．indicatingsuchexperimentalstudybeingofsignificantreferenceforthewiderapplicationofthebackfillingwithwholetailingsinthedeepwel1．．Keywords：backfill；pipelinetransportation；dragreductionwithwater有色金属矿山经过几十年的开采，矿石中金属品表1列出了按宾汉模型

6、测定的马钢集团张庄铁矿位逐渐降低，选矿厂每天排出的大量尾砂堆积地面、占灰砂比1：8的尾砂充填料流变参数。从表1可看出，用耕地、污染环境，因此，将尾砂制成胶结料回填矿坑张庄铁矿充填料在高浓度时是一种屈服应力丁。很大实现闭路开采是目前解决尾砂堆存的最佳方法之一。的宾汉体，充填料呈塑性特征，在自重作用下能保持一根据采矿工艺要求，回填矿坑的充填料必须有一定形状，管道输送时呈典型的栓塞流。定的强度，因此一般要求充填料具有较高浓度(体积浓度一般在45％以上)，从而导致浆料流变性差，管道表1张庄全尾矿沙充填料流变参数输送阻力大，造成倍线减小、能耗高

7、¨j。本文针对金属矿山充填系统，研究了全尾砂输送管道减阻问题，并根据管道输送机理和充填料的流变特性，进行了管道减阻试验。该研究对减少输送能耗、延长全尾砂充填料管道输送距离具有实际意义。1充填料输送阻力分析全尾砂充填料一般颗粒细、浓度高，质量浓度达到70％以上，因而流变性差。试验发现，在管壁光滑管段，栓塞沿管壁滑动，栓①收稿日期：2015-11—06作者简介：肖青波(1968一)，男，黑龙江海林人，教授级高级工程师，主要从事工程设计及研究工作。矿冶工程第36卷塞半径近似等于管内径；在粗糙管段，栓塞略小于管内力注水，人为减小管壁处的粘度值

8、，达到减阻的目的。径，在管壁附近，充填料克服剪切应力流动。根据理论推算，如采用水代替高粘度充填料，则减阻从流速分布规律可知，在栓塞处充填料没有剪切的极值可达几十分之一。对于稀相的固、液两相流，颗粒除受重力、浮力、拖变形，