郭沫川，谭玉叶，楚立申，周家祥

（1.北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083；2.金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083；3.武钢资源集团大冶铁矿有限公司，湖北 黄石 435006）

膏体充填料浆具有充填体强度高、用料耗能低、接顶率高等优点。采用选铁尾砂制备膏体充填料浆充填采空区，矿山尾砂得到利用，减少了占地面积、降低了生产成本，是开展绿色矿山建设的重要举措［1-6］。充填系统的有效控制以及合理建设是实现采空区充填的关键一环，可避免或降低充填管道堵塞、磨损以至爆管等严重后果［7-9］。因此，对充填管道进行料浆自流输送分析以及管道磨损分析至关重要［10-13］。本文结合具体工程实际，对某铁矿浆输送管道进行了管流输送参数及管道磨损研究，得出了给定料浆的自流输送参数，并运用Fluent进行数值模拟分析，找出输送管道的易磨损部位，在保证生产效率的前提下延长输送管道使用周期。

1 工程背景

某铁矿采用分段空场嗣后充填采矿法进行开采，中段高度90 m，分段高度15 m。该矿山地表充填站水平标高+168 m，充填料浆从搅拌站附近的充填钻孔自流到-180 m充填水平，然后充填采空区。管线总长1 706 m，高差348 m，管道铺设路径如图1所示。在矿山充填系统中，充填料浆灰砂比1∶4，管道输送能力

图1 某铁矿充填管道铺设图

100 m3／h。

2 充填料浆参数计算

2.1 料浆密度

充填料浆密度主要取决于全尾砂、胶骨料及水的密度、灰砂比及砂浆质量浓度。已知某铁矿全尾砂密度2.904 t／m3，胶骨料密度2.931 t／m3，充填能力100 m3／h，充填料浆灰砂比为1∶4。……