大洋多金属结核是一种蕴藏量很丰富的深海矿物资源，开采价值很大，对国防工业具有重要的作用。为了开发这种矿物资源，国内外已经开发出多种采矿系统，矿浆泵水力管道提升采矿系统具有提升能力大、工艺简单、工作可靠、高效率、可实现连续生产和污染小的优点，被认为是最有使用价值的将矿物从海底提升到洋面采矿船上的技术，该提升技术的核心其实就是粗颗粒固液两相流在管道系统中的工程应用。本文采用理论分析计算和试验研究相结合的方法对粗颗粒在管道系统中的水力特性进行了研究，主要内容包括粗颗粒在两相流动过程中受力分析，并在此基础上，推导出颗粒在竖直固液两相上升管流中运动方程。建立了垂直管道系统粗颗粒固液两相稳定流模型，提出了管道系统压力损失的计算方法。理论推导了倾斜管道中固体颗粒的运动方程，并推导了该方程的解析解和倾斜管道的压力损失的计算公式，并用相关试验结果验证斜管压力损失。通过颗粒滑移速度，推导了管道内就地浓度的计算方程式，提出了浆体位能的计算公式。针对海洋采矿管道水力提升系统不可避免地处于纵向升沉和横向摆动的复杂运动状态，而导致管道内固液两相流的运动状态改变，建立了专门的模拟管道作复杂运动的试验系统，分别进行了管道静止、横向摆动和纵向升沉的提升试验，获得了管道系统作复杂运动的情况下，管道压力损失的试验结果。根据本论文获得的研究结果，对我国5000米中期海上试采管道系统的各参数之间的关系，进行了全面的综合分析与计算并对管路系统的运行参数进行了优化。