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矿浆管道输送尾砂型料的构思与设计
来源: | 作者:管理员 | 发布时间: 2024-02-09 | 580 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:
将尾砂充填到矿山采空区可解决环境污染和费用问题,但现有技术存在管道输送和充填强度不足的问题。提出尾砂型料砂浆管道输送概念,通过团聚固化提高输送能力和强度。设计包括型料注入装置和泵动力设备,确保型料的连续输送和动力支持。型料成型技术通过模压或挤压实现,实验室研究显示,特定配比的尾砂型料具有足够的强度和抗水性。该方法有望改革传统尾砂输送和矿山充填工艺,具有科学和工业应用价值。

将选厂全尾砂充填到矿山采空区,可减少甚至取消尾砂在地表的存放用地,解决因尾砂堆存带来的环境污染,节约尾砂库建设和管理维护费用。因此,该方法得到矿业界的广泛研究与应用。   虽然近年尾砂充填技术的研究取得了相当的进展,但由于始终未能突破尾砂散粒体管道输送和尾砂散粒体充填的模式,矿山尾砂充填仍然存在管道砂浆输送浓度不高,管件磨损严重,采场充填料浆脱水困难,充填强度不够等问题。   针对如何提高矿山尾砂充填管道的输送能力,以及如何提高矿山尾砂充填的强度,笔者提出尾砂型料砂浆管道输送的概念,即将散体尾砂先团聚固化再经管道输送到矿山采空区的设想。散体物料团聚成型后再输送的思想是物料管道输送技术的创新,无疑将大大提高管道的物料输送能力,但是,将砂浆管道输送型料的概念转变为一项成功的实用技术有赖于大量的基础研究和可行性管道直径为D,输送直径为Dc长度为Lc的尾砂型料。尾砂型料以速度Vc运动,相邻型料间隙为Ls,则定义型料线性浓度为:3型料浆体输送管道的工程系统设计型料浆体管道工程系统一般由制浆设备、型料成型设备、型料注入装置、动力设备、输送管道、测试3.1型料管道的注入装置型料的管道注入要求准确可靠,连续不间断,既要保证型料的一定注入速率,又要避免发生型料卡住管口。根据型料管道动力输送原理,型料在管道中排列成串进行输送,不仅能保证大的管道输运量,而且节约动力。为此,基于型料成串地输运的思想,型料注入装置通常设计由水箱、弹仓式喂料器、型料锁定管道(即型料集积成串的管段)型料吸入辅泵及型料压出主泵等部分组成。所示为双锁定管注入装置,通过管道阀门交替开启,辅泵将喂料器送入砂浆槽的型料抽入某一型料锁定管集结成串,而主泵则将另一锁定管中己排列成串的型料压入主输送管道进行输送。   3.2型料管道的泵动力设备通常管道泵多采用离心泵和柱塞泵,对于型料管道输送,由于型料不能直接进入离心泵或柱塞泵加压,所以必须研究开发型料专用泵或改造原有泵的加压方式。型料短距离管道输送可利用离心泵设计环形管道喷射泵提供动力,而长距离输送则往往需要沿程压。所示为型料管道旁路压动力装置。该动力装置设计选用离心泵为动力核心,通过全孔球阀交替开启将离心泵排出的高压水交替进入旁路1和旁路2依次将先后在旁路1和旁路2排列集结的型料串压入主输送管道。   型料管道的运动状态由流动参数如流量、流速、压差、浓度、型料悬浮度、喂料速度、温度等描述,借助电磁流量计、压力传感器、浓度计、电感间隙仪、喂料监控器、温度计等测试仪表检测。检测信号输入到PC机,并通过PC机设定的程序对照检测信号对管道系统的运行,如泵的调节、阀的开启、喂料速度等实施自动控制和调节。   4型料成型技术的研究和应用为使型料能在管道中长距离输送,型料必须具有一定的强度,抗水耐磨。散体物料成型可通过模压或挤压,模压是一次成型,挤压是连续成型,两者都是通过外加压力使掺有粘结剂的散体物料在刚性受限空间内密实挤压,实现颗粒间空隙减小,接触面积大,颗粒相互机械啮合,团聚粘结成为刚性柱状体。压力越大,散料体积被压缩越大,孔隙越小,散料成型结构越稳定M.散体物料压力成型过程包含4个阶段:颗粒滑移重新排列,颗粒间大空洞被充填;细颗粒充填颗粒间的孔隙;细颗粒进一步破碎及塑性变形。   颗粒塑性变形促进颗粒扩大表面积的接触并形成新的相互接触表面,有利于颗粒机械啮合和粘结成型。   散体物料的成型及其强度与模压力、粘结剂的种类和含量,散料的粒级、含水量、模压时间和挤压速度等有关。实验室铜尾砂模压成型研究指出,价廉的水泥、黄泥、石灰是较好的尾砂型料粘结材料,当尾砂、水泥、黄泥、石灰混合比为35:2:5:3时,混合料含水量为23,大模压力为2X106Pa时,模压成型的尾砂型料经养护3d抗压强度达3.1MPa抗拉强度达2.16MPa,完全满足在砂浆管道内一定距离的输送和矿山充填强度的要求。   5结语通过对尾砂型料的砂浆管道输送机理的研究,以及管道工程系统设计的研究,这种新型的尾砂型料管道输送方法将改革传统的散体物料尾砂管道输送和尾砂矿山充填工艺,丰富和发展全尾砂充填采矿和物料管道输送的理论和内容,促进采矿工业和物流技术的发展,其研究不仅具有一定的科学意义和理论价值,而且工业应用前景十分看好。