刘志祥，肖思友，王卫华，李夕兵，兰 明



海底开采高倍线强阻力充填料浆的输送

刘志祥，肖思友，王卫华，李夕兵，兰 明

(中南大学资源与安全工程学院，长沙 410083)

为解决三山岛金矿充填料浆管道输送过程中存在的高浓度、高倍线、强阻力等技术难题，对三山岛金矿充填料浆展开环管试验，研究高倍线强阻力条件下高浓度充填料浆的管道输送特性。通过测出不同灰沙比条件下不同质量浓度的充填料浆在不同输送速度下的压力损失以及不同停顿时间再次泵送时的启动阻力，得到充填料浆的流变特性。在充填料浆沉降实验和环管试验的基础上，结合非线性牛顿体管道输送理论和计算机流体动态数值分析方法对充填料浆的输送阻力和速度分布进行计算。结果表明：三山岛金矿充填系统采用内径为125 mm的陶瓷复合钢管作为输送管道，灰砂比1:4，质量浓度为72%~78%的充填料浆输送阻力低于5 MPa；随着料浆浓度的提高，其流变模型由屈服伪塑性体逐渐向宾汉体转变；灰砂比为1:10、质量分数为72%的充填料浆输送阻力大于9 MPa，料浆具有典型的固液二相流特征。

强阻力；泵送；环管实验；海底开采；流变特征；计算机流体动态

三山岛金矿是我国第一座大型滨海硬岩金属矿山。其矿体厚大、成因复杂、远离陆岸、开采时间长且位于海底，控制岩层的变形和移动是海底安全开采的关键[1]。充填采矿法因其高采出率、环保、安全等技术特征而成为海底金属矿山开采的首选方法[2]。……