正文

1.3 深井礦山充填技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀(4)

深井礦山充填理論與管道輸送技術(shù) 作者:王新民


(3)各種混凝土外加劑在礦山充填中得到應(yīng)用。

添加化學(xué)外加劑是一種改善流體流動(dòng)性能的有效途徑,在混凝土工程中得到廣泛應(yīng)用。添加少量外加劑可以改善混凝土的工作性能,提高硬化混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性能。由于成本問(wèn)題和認(rèn)識(shí)問(wèn)題,除美國(guó)等少數(shù)國(guó)家將混凝土外加劑應(yīng)用于礦山充填料漿中之外,化學(xué)外加劑在礦山充填中的應(yīng)用實(shí)例還比較少。我國(guó)某礦曾在1993年開(kāi)展了用高效減水劑提高充填料漿輸送濃度的試驗(yàn)研究,隨后于1995年進(jìn)行了早強(qiáng)減水劑提高充填體強(qiáng)度的作用機(jī)理與工業(yè)試驗(yàn)研究。試驗(yàn)中取得較好的效果。

(4)充填體承載機(jī)理研究成果豐碩。

充填采場(chǎng)屬于人工支護(hù)的范疇。類(lèi)似于采用錨桿、噴射混凝土等人工措施支護(hù)采場(chǎng)巷道,其目的在于維護(hù)采場(chǎng)圍巖的自身強(qiáng)度和支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力,防止采場(chǎng)或巷道圍巖的整體失穩(wěn)或局部跨冒。

南非在深井黃金礦山的開(kāi)采中,大多采用了充填采礦法,并對(duì)充填機(jī)理進(jìn)行了相當(dāng)?shù)难芯俊irstenHAD和StaceyTR研究指出:充填體維護(hù)采場(chǎng)穩(wěn)定的作用是多種形式的,因此,支護(hù)機(jī)理不是靠充填體壓縮所產(chǎn)生的作用來(lái)決定工作中充填體的穩(wěn)定效果。盡管任何一種支護(hù)機(jī)理的單獨(dú)作用是極小的,但其綜合作用預(yù)期可以大大增強(qiáng)采場(chǎng)圍巖的穩(wěn)定性。

(5)兩相流理論成為指導(dǎo)充填系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要理論基礎(chǔ)。

管道自流輸送屬于典型的固-液兩相流。管道自流輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求對(duì)漿體的流動(dòng)性能、管道的阻力損失(水力坡度)等作出定量的分析計(jì)算。為滿足生產(chǎn)實(shí)際需求,國(guó)內(nèi)外對(duì)兩相流理論進(jìn)行了較深入的研究。根據(jù)不同的物料性質(zhì)及輸送條件,提出了各種水力坡度計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式,比較著名的如尤芬公式、紐偉特(Newitt)公式、卡爾斯公式、金川公式、鞍山黑色金屬礦山設(shè)計(jì)院公式、陜西水科所公式等;根據(jù)漿體在管道中的懸浮狀態(tài)對(duì)漿體輸送性能的影響,提出了改善漿體流動(dòng)特性的途徑;充填系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的臨界管道直徑、臨界漿體流速、輸送能力等指標(biāo)都有比較可靠的計(jì)算方法。

(6)深井條件下,充填材料與充填技術(shù)研究已經(jīng)取得進(jìn)展,但并不系統(tǒng)。

南非研究人員在Elandsrand金礦提出了用能量釋放速度(ERR)來(lái)評(píng)價(jià)深井充填體作用的新方法。在南非、加拿大、美國(guó)、巴西等深井開(kāi)采的國(guó)家,已經(jīng)有深井充填材料、管道減壓技術(shù)、充填料冷卻技術(shù)等方面的研究成果,但尚未形成系統(tǒng)的深井充填理論體系。

(7)管道磨損對(duì)策研究。

管道磨損是充填法礦山普遍存在的難題,管道磨損原因及對(duì)策的分析與研究也是充填技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容。影響管道磨損原因很多,既有管道本身因素,也有充填料漿性能因素。威華塔斯蘭得金礦的英美研究實(shí)驗(yàn)室(AARL)設(shè)計(jì)了一種滾筒機(jī)進(jìn)行了管道磨損試驗(yàn)。不少礦山根據(jù)管道底部易磨損的特點(diǎn),采用定時(shí)翻轉(zhuǎn)管道的方法,延長(zhǎng)管道使用壽命。耐磨損管道也已經(jīng)在許多礦山得到應(yīng)用。


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