【技术实现步骤摘要】
一种高浓度尾砂充填料浆搅拌工艺优化方法
本专利技术属于矿山充填
，尤其涉及一种高浓度尾砂充填料浆搅拌工艺优化方法。
技术介绍
充填采矿法能够将矿山产生的尾砂制备成料浆后充填至采空区，一方面减少或消除地表尾矿堆存，另一方面采空区充填后围岩变形移动受到控制，能够有效解决矿山资源开发与安全、环保之间的矛盾，体现了“一废治两害”的科学内涵。高浓度尾砂充填有利于提高充填体强度、降低胶凝材料消耗，为矿山安全、环保、高效、低成本开采提供有效的技术支撑。搅拌作为充填料浆生产制备与输送工艺的关键环节，搅拌效果优劣直接影响胶凝材料混合均匀性，决定了充填体强度和生产成本，同时也对料浆流动性具有很大影响，是高浓度料浆管道输送性能的关键影响因素。高浓度尾砂料浆的搅拌是个复杂的动态过程，涉及尾砂颗粒、胶凝材料颗粒以及水等多种不同尺度物料的多相混合。而这一过程在快速运转的搅拌机内部无法观测，对各种物料的运移路径和接触行为无法表征，物料混合均匀性无法评价，从而导致搅拌机的选型多基于经验参考，造成搅拌设备与物料性质匹配性差，工业生产中调试时间长...
【技术保护点】
1.一种高浓度尾砂充填料浆搅拌工艺优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1、搅拌工艺初步确定：根据充填系统生产能力、物料搅拌时间、容器有效体积等数据，初步确定尾砂料浆搅拌工艺条件，对搅拌机尺寸进行计算、初步选型；/n步骤S2、实体三维模型构建：根据计算得到的搅拌机尺寸，以及工业搅拌机实体装备结构，建立搅拌机物理模型；/n步骤S3、仿真颗粒物性参数标定：通过仿真平台流变模拟结果与流变仪实验结果进行比对，获得与流变参数匹配的颗粒物性参数，实现尾砂浆液在沉降过程中的仿真参数标定；/n步骤S4、搅拌工艺仿真运行：生成边界网格，将充填材料基本物理性质、固液两相流料浆仿真参数输...
【技术特征摘要】
1.一种高浓度尾砂充填料浆搅拌工艺优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、搅拌工艺初步确定：根据充填系统生产能力、物料搅拌时间、容器有效体积等数据，初步确定尾砂料浆搅拌工艺条件，对搅拌机尺寸进行计算、初步选型；
步骤S2、实体三维模型构建：根据计算得到的搅拌机尺寸，以及工业搅拌机实体装备结构，建立搅拌机物理模型；
步骤S3、仿真颗粒物性参数标定：通过仿真平台流变模拟结果与流变仪实验结果进行比对，获得与流变参数匹配的颗粒物性参数，实现尾砂浆液在沉降过程中的仿真参数标定；
步骤S4、搅拌工艺仿真运行：生成边界网格，将充填材料基本物理性质、固液两相流料浆仿真参数输入仿真平台，设置仿真初始条件，采用离散元法(DEM)和光滑颗粒流体力学(SPH)进行耦合计算，开始对尾砂料浆搅拌过程进行模拟仿真；
步骤S5、仿真结果分析评价：根据搅拌机仿真运行结果，分析搅拌机底部尾砂、胶凝材料颗粒含量时间的变化规律，评价尾砂料浆搅拌均匀性效果；若仿真结果满足设计要求，则仿真结束，仿真的输入条件和输出结果为高浓度尾砂料浆搅拌工艺的参数；
步骤S6、搅拌工艺优化与确定：若仿真结果不满足设计要求，则可通过改变搅拌机结构尺寸或工作参数，再次进行仿真模拟，直至结果满足设计要求，完成搅拌工艺的优化。
2.如权利要求1所述的高浓度尾砂充填料浆搅拌工艺优化方法，其特征在于，步骤S2中，所述搅拌机物理模型为三维物理模型，采用solidworks或Gambit专业建模工具构建，所述三维物理模型包括筒体、搅拌轴、叶片、挡板结构。
3.如权利要求1所述的高浓度尾砂充填料浆搅拌工艺优化方法，其特征在于，步骤S3中，所述流变模拟仿真需在仿真平台中建立与流变物理试验同等规格的流变试验装置与条件，包括转子、量杯，以及设置的转子转速。
4.如权利要求1所述的高浓度尾砂充填料浆搅拌工艺优化方法，其特征在于，步骤S3中，所述颗粒物性参数包括固体颗粒-颗粒摩擦系数、固体颗粒-壁面摩擦系数、固体颗粒滚动摩擦系数、初始屈服应力、流动连续性系数。
5.如权利要求1所述的高浓度尾砂充填料浆搅拌工艺优化方法，其特征在于，步骤S4中，采用Gmesh软件对三维模型生成边界网格，为颗粒与壁面的接触行为表征提供边界条件。
6.如权利要求1所述的高浓度尾砂充填料浆搅拌工艺优化方法，其特征在于，步骤S4中，所述充填材料基本物理性质包括固体颗粒密度，液体颗粒密度，固体颗粒大小，液体颗粒大小。
7.如权利要求1所述的高浓度尾砂充填料浆搅拌工艺优化方法，其特征在于，步骤S4中，所述的离散元法(DEM)，各个颗粒间的接触力学模...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊有为，刘福春，刘恩彦，
申请(专利权)人：长沙有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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