【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤矿矸石浆体充填，涉及基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法。
技术介绍
1、随着生态文明建设的不断推进，矸石浆体充填作为大规模、高效率、低成本的矸石处置方法，其推广范围正在逐步加大。在技术应用过程中，如何保证浆体长距离稳定输送及其在采空区内的扩散性能，直接影响到充填系统的稳定性和充填效率。前期研究表明，粒径越小，浆体稳定性越高，越不容易离析；浓度越高，浆体稳定性越高，越不容易离析。但浆体稳定性的提高同样会导致输送阻力上升，且在采空区内扩散距离受限，影响充填效果。
2、工程设计中，为了保证系统稳定运行，粒径和浓度参数取值相对保守，均根据静态条件取值，未考虑时间和输送距离等因素。因此，为了根据具体充填工况进一步降低系统成本，本专利技术提出将输送距离及时间作为粒径、浓度参数确定的影响因素之一，进一步优化矸石浆体的粒径和级配。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，具有降低破碎制浆能耗、降低浆体充填运行成本的特点。
2、本专利技术所采用的技术方案是，基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，具体按照以下步骤实施：
3、步骤1、根据最远输送距离及临界流速计算输送时间t；
4、步骤2、根据步骤1进行不同浓度、不同上限粒径的泌水率长时变化实验，确定上限粒径和各上限粒径下的成浆浓度范围；
5、步骤3、根据步骤2确定的上限粒径和各上限粒径下的成浆浓度范围开展塌落度及扩展度试验
6、步骤4、若自流坡度满足流动性要求，则成浆浓度范围为最终浓度范围；若自流坡度不满足流动性要求，则降低上限粒径并重复步骤3直至出现该粒径下满足流动性要求的浓度，作为最终浓度范围。
7、本专利技术的特点还在于：
8、步骤1具体为：
9、步骤1.1、将矸石浆体充填系统最远充填位置作为该充填工况下的最远输送距离lmax；
10、步骤1.2、根据输送物料特性及工况计算得到矸石浆体最小流速vmin；
11、步骤1.3、根据的最远输送距离lmax和临界流速vmin计算输送时间t，则：t＝lmax/vmin。
12、步骤1.2中矸石浆体最小流速vmin计算公式如下：
13、
14、其中，vmin为临界流速，单位为m/s；ρs为矸石粉末密度，单位为kg/m3；ρh为水的密度，单位为kg/m3；cqv为固液两相流流量体积浓度；d为管道直径，单位为m。
15、步骤2具体为：
16、步骤2.1、测试时长不小于1.3t，测试浓度范围：60％～80％，变化梯度为5％，上限粒径取值范围为0.6mm～5mm，进行泌水率长时变化实验；
17、步骤2.2、根据步骤2.1得到的泌水率实验结果，分析泌水率变化规律，根据泌水率指标确定上限粒径和各上限粒径下的成浆浓度范围。
18、步骤2.2中泌水率指标为：当泌水率不大于4％时，认为该时刻矸石浆体处于稳定状态。
19、步骤3中自流坡度为：
20、
21、其中，i为自流坡度，λ为塌落度，μ为扩展度。
22、步骤4中流动性要求为：自流坡度不大于0.4。
23、本专利技术的有益效果是：
24、本专利技术基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，根据特定工况的输送距离优化矸石浆体的粒径组成及浓度范围，可以避免对于矸石过度破碎的浪费，在保证输送和充填要求的前提下尽可能的提高矸石上限粒径，可以降低矸石的破碎比，有利于设备选型和系统稳定性的提升，可以减小矸石破碎制浆的能耗，降低浆体充填系统运行成本，提高该技术的推广适用性。
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1.基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，其特征在于，所述步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述的基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，其特征在于，所述步骤1.2中矸石浆体最小流速Vmin计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，其特征在于，所述步骤2具体为：
5.根据权利要求4所述的基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，其特征在于，所述步骤2.2中泌水率指标为：当泌水率不大于4％时，认为该时刻矸石浆体处于稳定状态。
6.根据权利要求1所述的基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，其特征在于，所述步骤3中自流坡度为：
7.根据权利要求1所述的基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，其特征在于，所述步骤4中流动性要求为：自流坡度不大于0.4。
【技术特征摘要】
1.基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，其特征在于，所述步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述的基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，其特征在于，所述步骤1.2中矸石浆体最小流速vmin计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的基于输送距离确定矸石浆体粒径和浓度的方法，其特征在于，所述步骤2具...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱磊，宋天奇，刘成勇，古文哲，赵萌烨，吴玉意，孙俊彦，刘治成，潘浩，李娟，秋丰岐，何志伟，张鹏，盛奉天，
申请(专利权)人：中煤能源研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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