东乡铜矿为扩大产量,对深部矿体进行开采,但其管道自流充填系统在设计之初仅考虑到-75m水平以上空区充填的需要,而随开采的不断延深,其充填系统也暴露一些问题,如料浆输送浓度低,地下排水量大,充填管道长,充填倍线大,易发堵管事故,因此对东乡铜矿充填系统进行优化研究显得非常有必要。本文通过现场调查,理论分析,室内试验,和数值仿真模拟等研究方法,结合管道输送理论,对东乡铜矿管道自流稳定性进行理论计算与数值仿真模拟计算,对东乡铜矿深部胶结充填系统的规划做了一定的研究,为该矿安全、高效生产提供了一定的指导。研究内容和所做工作如下:(1)对料浆管道输送理论的研究,主要涉及管道输送两相流阻力计算理论,管道输送工程特性。(2)对影响料浆管道输送水力坡度参数的测定,实验内容包括尾砂比重、尾砂容重、尾砂孔隙率、颗粒粒级组成、以及临界流速沉降实验。(3)对高浓度料浆管道输送进行现场工业试验,通过对四种浓度分别为:65.5%、68.5%、71.5%、74.5%的膏体进行地表模拟实验,发现按当前最大充填倍线的相似准则均能自流,不需加泵。(4)对管道料浆水力坡度理论计算,通过大量查考前人的经验公式,结合东乡料浆情况,选择经验公式,如金川公式以及长沙院公式对东铜管道自流进行公式验算,发现在该矿山进行膏体充填工艺,浆体也能自流,不需加泵输送。(5)对管道输送所采用浓度、流速进行ANSYS FLOTRAN CFD仿真模拟优化,发现68.5%～71.5%的浆体更适合管道输送,流速的变化对其水力坡度影响较大,建议东乡铜矿在保证充填量以及自流情况下,用较小流速来输送料浆。