模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台及方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台及方法，测试平台包括配料搅拌装置和管路系统，还包括充填泵、管路支架、缓存槽和控制系统；所述管路系统包括进料管路、下行管路、回流管、出料管、上行管路和缓存返流管路。本发明专利技术既可以完成L管自流输送试验，也可以完成下向充填泵送试验、泵送环管输送试验等，还能够实现黏度系数、屈服应力和自流流速的准确计算，配置方式灵活多样，能够与实际矿山场景相吻合，提高了模拟测试的准确度，填补了目前充填料浆管输实验的空白，为矿山井下充填管网的设计与运行提供了数据基础，具有指导作用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台及方法


[0001]本专利技术涉及一种模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台，还涉及一种模拟矿山充填料浆管道输送的测试方法。

技术介绍

[0002]尾砂充填技术是上世纪80年代末发展起来的新型矿山充填技术，在矿山日益得到广泛应用。该技术的特点是以尾砂作为充填骨料，通过活化搅拌，在高浓度状态下输送到地下采场空区。该工艺可将分级粗尾砂、分级细尾砂甚至全部尾砂作为充填料充填至井下。
[0003]管道输送是矿山充填的关键工艺之一。其具体包括输送参数设计、管网布置优化以及泵送设备选型等内容。管道输送设计的关键在于对充填料浆管道输送阻力的确定。受到物料的形状、粒径组成、浓度、灰砂比、流速、管径等众多因素影响，目前很多矿山多年只能凭经验来判断料浆在管道中能否自流输送（合理的充填输送倍线为4
‑
6，可输送倍线为7
‑
9，极限自流充填倍线为10 ，充填倍线超过10则判断为无法依靠自流进行输送）。该方式比较笼统，适用性不强，不能完全保证输送过程的安全可靠性，对于两相流、结构流等不同料浆误差较大。该方式有可能造成矿山输送阻力估算过大，导致设计过于保守，甚至增加泵送设备投资；也有可能造成输送阻力估算过小，导致设备选型不合理，出现管道磨损严重、堵管、破管、料浆变性等问题，甚至引发大面积堵管事故、充填效率低下、处理管道淤砂成本高等生产难题。
[0004]当前受限于：矿各矿山充填料浆差别较大，每个矿山各不相同，矿山充填区域分布广，充填管道的起点和终点一般情况下受采矿工艺的影响不可任意调节，矿山自流和泵送充填系统共等原因，设计人员无法单纯的利用现有理论进行准确计算，必须利用实验的手段确定能够靠重力作用自流充填的区域和范围，泵送充填的区域和范围，以达到矿山高质量发现的要求。
[0005]现有技术中充填料浆管道输送实验装置大都是单一的管路结构，或为泵送环管试验，或为L管自流试验，而且无法模拟矿山充填倍线较高、无法实现自流、需下向泵送充填的情况，导致模拟测试结果并不能反映现场生产的实际情况。
[0006]另外，现有的模拟测试方法没有考虑料浆密度、浓度以及温度对阻力的影响，导致测试的结果与实际情况存在偏差。

技术实现思路

[0007]本专利技术提出了一种模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台及方法，其目的是：（1）实现L管自流输送、泵送环管输送以及下向充填泵送多种实际场景的模拟；（2）对测试进行实时、动态监测，获取输送过程中的流变特性值，考虑料浆密度、浓度以及温度对阻力的影响，消除原计算方式的偏差，为矿山实际生产提供更准确的数据支撑。
[0008]本专利技术技术方案如下：一种模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台，包括配料搅拌装置和管路系统，所
述配料搅拌装置安装在升降支撑机构上；所述测试平台还包括充填泵、管路支架、缓存槽和控制系统；所述管路支架用于支撑所述管路系统还用于调整管路系统中管道的高度；所述管路系统包括进料管路、下行管路、回流管、出料管、上行管路和缓存返流管路；所述配料搅拌装置和充填泵通过进料管路与所述下行管路的进料端相连通，所述下行管路的出料端通过回流管与上行管路的进料端相连通、还与出料管的进料端相连通；上行管路的出料端位于配料搅拌装置的上方，用于将料浆送回配料搅拌装置；所述出料管用于将料浆送入缓存槽；所述缓存槽的出料端依次通过供料泵和缓存返流管路与所述上行管路的进料端相连通；所述管路系统上安装有控制阀门和检测装置，所述检测装置包括流量计、压力传感器和温度传感器；所述控制阀门和检测装置均与所述控制系统电连接。
[0009]作为上述测试平台的进一步改进：所述进料管路包括第一进料管和第二进料管；第一进料管一端与配料搅拌装置的出料端相连通、另一端与下行管路的进料端相连通；所述配料搅拌装置的出料端还依次通过充填泵和第二进料管与所述下行管路的进料端相连通；所述控制阀门包括设置在第一进料管上的第三开关阀。
[0010]作为上述测试平台的进一步改进：所述控制阀门包括设置在回流管上的第一开关阀和设置在出料管上的第二开关阀。
[0011]作为上述测试平台的进一步改进：所述出料管还连通有排污管；所述排污管用于将料浆排入沉淀池，排污管上设有第四开关阀。
[0012]作为上述测试平台的进一步改进：还包括清水池、清水泵和清水管，所述清水管用于将清水池中的清水引入缓存槽，所述清水泵安装在清水管上。
[0013]作为上述测试平台的进一步改进：所述下行管路包括从配料搅拌装置向出料管方向依次首尾相连的第一立管、第一斜管和第一平管；所述上行管路包括从回流管向配料搅拌装置方向依次首尾相连的第二平管、第二斜管、第二立管和第三平管；所述缓存返流管路包括从缓存槽向上行管路方向依次首尾相连的第四平管、第三立管和第五平管。
[0014]作为上述测试平台的进一步改进：所述管路支架包括支撑筒和安装在支撑筒上端的伸缩杆，所述支撑筒的侧面安装有用于固定伸缩杆的锁定螺钉，所述伸缩杆的上端安装有管夹。
[0015]作为上述测试平台的进一步改进：还包括上料系统，所述上料系统包括设置在升降支撑机构旁侧的上料支架、安装在上料支架顶端的旋转臂以及沿所述旋转臂水平移动的吊桶。
[0016]本专利技术还提出了一种基于上述测试平台的测试方法，包括以下步骤：步骤1、根据需要被模拟的矿山充填系统的充填类型组装管路系统；步骤2、按实验室方案设计的质量浓度和灰砂比，在配料搅拌装置中制备充填料
浆，配料搅拌装置的搅拌过程贯穿整个测试过程，并实时调节搅拌速率；步骤3、根据充填类型启动管路系统的模拟输送过程：1）当充填类型为自流充填时，采用循环L管方式模拟输送：打开第二开关阀和第三开关阀，关闭第一开关阀和第四开关阀，料浆从配料搅拌装置直接输出至下行管路，沿下行管路到达缓存槽，缓存槽中的料浆再在供料泵的作用下，依次经过缓存返流管路和上行管路回到配料搅拌装置，实现下行管路的循环自流输送；输送过程中，通过调节供料泵的流量，保证配料搅拌装置内料位稳定，同时控制系统采集管路系统上各检测装置的检测数据；2）当充填类型为下向泵送充填时，采用循环L管方式模拟输送：打开第二开关阀，关闭第一开关阀、第三开关阀和第四开关阀，料浆从配料搅拌装置经过充填泵的下向泵送到达下行管路，沿下行管路到达缓存槽，缓存槽中的料浆再在供料泵的作用下，依次经过缓存返流管路和上行管路回到配料搅拌装置，实现下行管路的循环泵送输送；输送过程中，通过调节充填泵和供料泵的流量，保证配料搅拌装置内料位稳定，同时控制系统采集管路系统上各检测装置的检测数据；3）当充填类型为上向泵送充填时，采用循环环管方式模拟输送：打开第一开关阀，关闭第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀，料浆从配料搅拌装置经过充填泵的下向泵送到达下行管路，沿下行管路、回流管和上行管路回到配料搅拌装置，实现环形管路的循环泵送输送；输送过程中，通过调节充填泵的流量，保证配料搅拌装置内料位稳定，同时控制系统采集管路系统上各检测装置的检测数据；输送过程中，如果需要调整充填料浆的质量浓度，则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台，包括配料搅拌装置（2）和管路系统，其特征在于：所述配料搅拌装置（2）安装在升降支撑机构（4）上；所述测试平台还包括充填泵（3）、管路支架（5）、缓存槽（7）和控制系统（8）；所述管路支架（5）用于支撑所述管路系统还用于调整管路系统中管道的高度；所述管路系统包括进料管路、下行管路、回流管（105）、出料管（104）、上行管路和缓存返流管路；所述配料搅拌装置（2）和充填泵（3）通过进料管路与所述下行管路的进料端相连通，所述下行管路的出料端通过回流管（105）与上行管路的进料端相连通、还与出料管（104）的进料端相连通；上行管路的出料端位于配料搅拌装置（2）的上方，用于将料浆送回配料搅拌装置（2）；所述出料管（104）用于将料浆送入缓存槽（7）；所述缓存槽（7）的出料端依次通过供料泵（6）和缓存返流管路与所述上行管路的进料端相连通；所述管路系统上安装有控制阀门和检测装置，所述检测装置包括流量计、压力传感器和温度传感器；所述控制阀门和检测装置均与所述控制系统（8）电连接。2.如权利要求1所述的模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台，其特征在于：所述进料管路包括第一进料管（113）和第二进料管（114）；第一进料管（113）一端与配料搅拌装置（2）的出料端相连通、另一端与下行管路的进料端相连通；所述配料搅拌装置（2）的出料端还依次通过充填泵（3）和第二进料管（114）与所述下行管路的进料端相连通；所述控制阀门包括设置在第一进料管（113）上的第三开关阀（203）。3.如权利要求1所述的模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台，其特征在于：所述控制阀门包括设置在回流管（105）上的第一开关阀（201）和设置在出料管（104）上的第二开关阀（202）。4.如权利要求1所述的模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台，其特征在于：所述出料管（104）还连通有排污管（115）；所述排污管（115）用于将料浆排入沉淀池（11），排污管（115）上设有第四开关阀（204）。5.如权利要求1所述的模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台，其特征在于：还包括清水池（10）、清水泵（9）和清水管（116），所述清水管（116）用于将清水池（10）中的清水引入缓存槽（7），所述清水泵（9）安装在清水管（116）上。6.如权利要求1所述的模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台，其特征在于：所述下行管路包括从配料搅拌装置（2）向出料管（104）方向依次首尾相连的第一立管（101）、第一斜管（102）和第一平管（103）；所述上行管路包括从回流管（105）向配料搅拌装置（2）方向依次首尾相连的第二平管（106）、第二斜管（107）、第二立管（108）和第三平管（109）；所述缓存返流管路包括从缓存槽（7）向上行管路方向依次首尾相连的第四平管（110）、第三立管（111）和第五平管（112）。7.如权利要求1所述的模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台，其特征在于：所述管路支架（5）包括支撑筒（5
‑
1）和安装在支撑筒（5
‑
1）上端的伸缩杆（5
‑
2），所述支撑筒（5
‑
1）的侧面安装有用于固定伸缩杆（5
‑
2）的锁定螺钉（5
‑
3），所述伸缩杆（5
‑
2）的上端安装有管夹
（5
‑
4）。8.如权利要求1所述的模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台，其特征在于：还包括上料系统（1），所述上料系统（1）包括设置在升降支撑机构（4）旁侧的上料支架（1
‑
1）、安装在上料支架（1
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1）顶端的旋转臂（1
‑
2）以及沿所述旋转臂（1
‑
2）水平移动的吊桶（1
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3）。9.如权利要求1至8任一所述的模拟矿山充填料浆管道输送的测试平台的测试方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、根据需要被模...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨纪光，唐亚男，寇云鹏，盛宇航，吴再海，郭加仁，李广波，王增加，荆晓东，桑来发，朱庚杰，宋泽普，王玉亮，
申请(专利权)人：山东黄金矿业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：