论文部分内容阅读
传统的尾砂胶结充填技术在矿山的应用,促进了充填采矿技术的发展。但随着这项技术的广泛应用,也暴露出一系列的突出问题：充填体强度低、养护周期长、尾砂利用率低、管道输送容易堵管和破管等。本文基于工程流体力学、两相流体动力学、计算流体动力学、管道自流输送等相关理论,结合湖南省黄沙坪铅锌矿业股份有限公司(简称“黄沙坪矿”)原有立式砂仓充填系统的实际情况,运用ANSYS软件中的FLOTRAN CFD分析模块,建立了二维实体模型对其进行管路优化与改造,并系统地研究了管路自流输送特性,主要研究内容和成果如下：(1)充填料浆管道管流特性分析。通过对不同流变模型和固液两相流的管流特性分析比较,揭示管道自流输送的特性；引用相关的理论和经验公式,为自流输送系统有关参数的确定奠定基础。(2)管道磨损、破坏机理分析。对管道磨损机理和自流输送破管机理进行深入分析,得出了管道磨损的主要影响因素,以及自流输送不满管流的产生原因和料浆相变过程的破坏作用方式。(3)充填系统现状分析。简要阐述了黄沙坪矿充填系统的历史沿革,对充填系统现状进行深入分析,包括地表充填站布置情况和井下充填管路铺设情况两个方面。并研究了充填材料的基本性质,充填材料的配比实验和力学实验。(4)管路存在的问题及改造方案。在认真分析黄沙坪矿充填管路系统的基础上,找出了管路系统存在的问题,提出了地表充填站的改造方案；研究充填管线的优化布置模式,提出井下管路的改造方案。(5)自流输送管道系统的ANSYS数值模拟。在对全尾砂胶结充填自流输送系统参数深入研究的基础上,提出了FLOTRAN CFD(计算流体动力学)的基本分析方法,运用ANSYS软件中的FLOTRANCFD计算流体动力学分析模块对原有管路系统进行数值模拟分析,得出管道磨损和破坏的直观依据。对提出的改造方案进行数值模拟分析,并优化其管流特性的相关参数。