基于满管输送的充填管路优化研究

摘要

满管输送可以延长充填管路的使用寿命，提高矿山充填作业效率。基于凡口铅锌矿新探明边缘矿体开采的充填需求，针对现有充填管线直径100 mm无法实现满管输送的问题，以地表管线SL1和地下管线L2-2为研究对象，开展充填管路优化研究。首先，运用理论计算，得出输送分级尾砂和细尾砂时，SL1的满管率分别为0.62和1.95,L2-2的满管率分别为0.72和2.26；其次，以最优满管率0.8为标准，通过公式推导，得出输送分级尾砂和细尾砂时SL1的理想水平管径分别为87 mm和155 mm,L2-2的理想水平管径分别为94 mm和168 mm；最后，利用CFD构建管道模型，运用Fluent软件进行变径满管流的数值模拟，通过对管道的压力及出口最大流速等进行对比分析得出，输送分级尾砂时减小管径可以增大满管率，且仍可自流输送；输送细尾砂时增大管径可以降低泵送压力。模拟结果证明此优化方案合理且具有很强的可行性。

关键词

矿山充填 / 满管输送 / 管线优化 / 数值模拟 / 管道变径 / Fluent软件

基金资助

国家自然科学基金项目“稻草秸秆灰活化及其尾砂充填水化胶结机理”（编号：52204165）; 湖南省自然科学基金项目“超细铅锌尾砂环境下微生物矿化沉积机制研究”（编号：2021JJ40733）联合资助