有两台可移动式上料皮带和两台双轴连续搅拌机泵压设备为德国普茨迈斯特公司生产的型全液压双缸活塞泵，泵最大出口压力，额定流量为监测仪表有同位素流量计，电磁流量计，压力传感器等。另外，年工业化试验阶段，在膏体泵送充填工艺系统厂房外敷设了地表环形管路，可按需要进行闭环管路试验长或开路试验长，管径。管路上安装有什维英公司的远传压力传感器。其它主要设备仪表均使用泵送车间的生产装置。葡萄牙索米柯公司内维什科尔沃铜矿在年初建成了环管试验平台，该系统与我国金川公司年建造的环管试验平台在规模装备和测试内容上非常相似，可按需要长短和不同管径选用环管配置，管道规格有两种，管道总长云南驰宏锌锗股份有限公司会泽采选厂全尾砂水淬渣膏体充填的全尺寸环管泵送试验平台，选用和等三种钢管，配和的弯头，包含水平管道和上行垂直管道下行垂直管道三种管道布置形式，并试验了不同材质管道普通钢管和陶瓷衬里钢管的阻力差异试验平台管路总长度为，布置成环路充填材料组方考虑了胶结充填非胶结充填及添加石灰浆胶结充填三个系列，每个系列设计了种灰砂比种骨料配比个浓度个流量的工况试验试验和分析计算了不同管径不同材质不同弯头不同料浆流向不同浓度不同流量不同骨料配比不同水泥含量的管道阻力和坍落度抗压强度浆体温度等料浆性能指标以及屈服应力塑性粘度等流变参数，得到了不同配比膏体料的输送参数，提出了膏体充填中潜在的堵管影响因素。本文研究内容本文以昭通铅锌矿全尾砂膏体充填为背景，开展如下内容的研究在前期材料试验的基础之上，针对昭通铅锌矿充填料基本物理化学性质特征，确定膏体充填料的浓度范围，并考虑矿山提出的具体要求，设计环管试验的膏体充填料组方工况。针对昭通铅锌矿实际生产特征，开发适合于昭通铅锌矿全尾砂膏体充填料输送参数测试的试验平台，保证实验平台的管路系统符合实际生产中膏体充填料输送线路的特征生产能力满足矿山实际充填生产能力的要求。设计合理可行的试验方案，开展全尾砂膏体环管泵送试验，获得充填料管道输送的压力参数，应用编程进行数据有效性的筛选。根据全尺寸环管泵送试验结果，研究全尾砂膏体充填料管道输送的流变参数，计算全尾砂膏体充填料管道输送的管流沿程阻力，推导管流沿程阻力计算的经验公式，为充填系统的设计提供依据。技术路线本课题采取现场调研室内实验现场半工业试验理论研究等相结合的研究方法，通过现场调研勘察，充分掌握矿山地质条件生产状况采空区及围岩状况，并进行尾砂的取样进行室内实验研究，对不同配比的尾砂充填料进行流动性强度等试验，掌握全尾砂充填料转变为膏体的浓度坍落度等条件，掌握膏体充填料的基本物理化学特性，在此基础上设计全尾砂膏体环管输送试验平台，设计可行的环管试验方案，进行现场的全尺寸环管输送试验，采集充填料输送的压力参数，结合流变学理论研究云南昭通铅锌矿全尾砂充填料的流变特性。技术路线如图图技术路线图现场调研，掌握矿山具体生产现状尾砂取样室内试验与测试环管试验平台方案设计尾砂物理化学性能测试膏体充填料基本性能测试膏体充填料配合比研究现场环管试验，采集数据流变特性研究输送阻力公式试验结果分析数据可靠性检验第二章膏体充填料环管输送试验设计前言对于水力充填而言，充填料的输送性能是工业生产上比较重要的参数，管道输送沿程阻力的大小直接关系到充填料能否顺利到达采场和空区。大量的研究机构都曾重点论述过充填工艺中管道输送阻力的基本理论与计算方法，目前国内外对于水力充填管道输送管流沿程阻力的计算有十余种经验公式，如杜兰德公式纽纬特公式金川公式抚顺公式新汶公式等。由于具体矿山膏体充填使用的材料千差万别，其流变特性也差别较大，既有的充填料输送参数及输送阻力计算公式虽然有参照的价值，但直接引用往往会造成较大的误差。国内外矿山膏体充填技术研究和生产实践经验表明，对于特定矿山的充填尤其是膏体充填而言，通常必须通过半工业或工业试验来系统膏体充填的流变学性能。如前第章所述，国内外大量的研究单位及使用膏体充填技术的矿山都建有生产规模环管试验系统，以便了解和掌握膏体料管道输送的工艺参数，获得必要的的设计依据。为了使实验研究的成果更好地切合矿山的工业生产，环管试验必须在管路布置生产能力等方面符合矿山的生产实际，这是环管试验作为半工业试验的最基本出发点。因此，本章根据昭通铅锌矿生产实际并结合其充填系统基本方案，开发适合于测试全尾砂膏体输送参数的试验平台，并设计相应的试验方案，以期通过试验得出全尾砂膏体管道输送的流变学参数和规律。环管输送试验系统设计设计原则环管试验作为半工业试验，其生产能力应满足矿山实际充填生产的膏体输送要求。环管试验的管路布置应符合云南昭通铅锌矿全尾砂膏体充填的工程特点，即至少包含水平输送管道倾斜下行输送管道倾斜上行输送管道垂直上行输送管道和垂直下行输送管道等种管道布置形式。设备及管路系统搅拌机昭通铅锌矿地处云南昭通彝良县，当地工业生产较落后，且运输条件不便，因此，全尾砂膏体环管泵送试验应优先考虑使用矿山现有设备。根据矿山设备现状，全尾砂膏体料制备选用台滚筒反转式混凝土搅拌机进行搅拌。为了制备均匀合格的膏体料，适当延长搅拌时间，设计要求制备膏体料的搅拌时间为。图混凝土搅拌机图混凝土搅拌机技术参数输送泵环管试验作为半工业试验，其输送泵生产能力应满足昭通铅锌矿充填采矿空区治理的膏体输送要求。昭通铅锌矿全尾砂膏体环管试验输送泵选用台型混凝土泵，最大理论输送量为，最大泵送压力为。图为型混凝土泵工作原理图，图其换向机构图，型混凝土泵技术参数如表。表混凝土泵技术参数表理论输送量低高压泵送压力低高压液压系统液压系统压力转速功率主油泵工作流量泵送油缸缸径行程双泵双回路开式系统高低压切换液压油箱容积料斗容积上料高度输送距离垂直水平混凝土坍落度砼输送缸缸径行程外形尺寸有管路根据国内外矿山膏体充填的经验和昭通铅锌矿全尾砂膏体充填系统的初步方案，全尺寸环管泵送试验平台选用内径为管壁厚度为的普通无缝钢管，配内径曲率半径壁厚的弯管。根据昭通铅锌矿的工程特征昭通铅锌矿坑口标高高于拟建充填站底边标高，周边邻近范围内无高于坑口的较平坦地面可做充填站，矿山采用斜井斜坡道开拓，充填料要经过斜井进入空区，全尺寸环管泵送试验管路系统设置水平输送管道倾斜下行输送管道倾斜上行输送管道垂直上行输送管道和垂直下行输送管道等种管道布置形式，总长度为包括倾斜管水平管垂图混凝土泵工作原理图图混凝土泵换向机构图混凝土泵直管和弯头，布置成个环路。图为图管路布置图图弯管图倾斜管图水平管图排料口管道采用法兰联接。选用法兰为凸面带颈平焊钢制管法兰，外径联接件配凸面型钢制管法兰用石棉橡胶垫片外径内径厚度法兰用紧固件为。管路系统装备个三通管和个阀门。选用三通管为高压，选用阀门为铸钢平板闸阀，。昭通铅锌矿环管泵送试验系统管路布置见图。环管泵送试验管路系统主要材料消耗及备用如表。表管路系统主要材料消耗及备用表序号材料名称规格型号单位数量备注普通无缝钢管内径壁厚备用弯管内径曲径壁厚个备用个联接法兰凸面带颈片含备用法兰垫圈外径内径个含备用法兰用紧固件个含备用三通管高压个备用个阀门铸钢平板闸阀，个备用个普通无缝钢管内径壁厚仪表短管联接法兰仪表厂商提供图纸加工个仪表连接分类号密级编号硕士学位论文基于环管输送试验的全尾砂膏体充填料流变特性研究研究生姓名刘超指导教师姓名职称杨仕教教授学科专业名称采矿工程研究方向岩土工程年月南华大学学位论文原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南华大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名年月日南华大学学位论文版权使用授权书本学位论文是本人在南华大学攻读博硕士学位期间在导师指导下完成的学位论文。本论文的研究成果归南华大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人同意南华大学有关保留使用学位论文的规定，即学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印缩印或其它手段保留学位论文学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。同意学校将论文加入中国优秀博硕士学位论文全文数据库，并按中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程规定享受相关权益。同意授权中国科学信息技术研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。对于涉密的学位论文，解密后适用该授权。作者签名导师签名年月日年月日目录摘要第章绪论项目来源国内外研究现状国内外膏体充填技术的发展膏体充填料流变学特性的研究现状本文研究内容技术路线第二章膏体充填料环管输送试验设计前言环管输送试验系统设计设计原则设备及管路系统仪表及数据采集环管输送试验膏体组方工况设计膏体充填的定义与判别设计原则材料性能输送沿程阻力测试的膏体组方工况设计试验方法实验结果与分析小结第三章实验数据处理与分析数据的可靠性管流沿程阻力计算管流沿程阻力分析小结第四章膏体充填料的流变参数前言流变参数的计算昭通铅锌矿膏体充填料管道输送沿程阻力公式昭通公式的推导昭通公式的验证小结第五章结论结论项目需要开展的进步研究工作参考文献附件环管输送试验部分压力数据攻读硕士学位期间发表的学术论文与成果公开发表的学术论文参与的项目及课题致谢摘要膏体充填技术与传统的两相流充填相比，具有稳定性好不离析进入采场后无脱水充填体完整性好充填总体成本低等显著优点，并能充分利用矿山的尾砂，解决矿业生产中的废料排放问题。昭通铅锌矿出于安全生产提高资源回收率和尽可能实现无废开采的生产理念，提出以全尾砂为主要材料，实现膏体充填。膏体的长距离输送是膏体充填的关键技术之，目前对于膏体输送阻力流变参数的研究虽有大量成果值得借鉴，但由于具体矿山的材料差异，直接使用这些成果可能会造成较大的误差，因此，本文通过全尺寸环管输送试验，开展昭通铅锌矿全尾砂膏体充填料管道输送特性研究，以期为充填系统的设计提供依据。本文主要研究内容和成果如下在前期室内材料试验的成果