高浓度全尾砂料浆管道输送数值模拟研究

甘德清^1,2，高锋¹，陈超^1,3，刘爱兴^1,3，张云鹏^1,2

1. 河北联合大学矿业工程学院2. 河北省矿业开发与安全技术重点实验室3. 徐州铁矿集团吴庄铁矿

摘 要：高浓度全尾砂胶结充填采矿法在地下黑色金属矿山中应用广泛,高浓度全尾砂胶结充填料浆管道输送技术是研究该采矿方法的重要内容。以吴庄铁矿高浓度全尾砂胶结充填开采为背景,根据该矿山需要达到的充填能力,选择内径为90 mm、113 mm和122 mm的充填管道,采用双精度流体力学软件fluent-2ddp研究高浓度全尾砂料浆在充填管道内的流动状态。根据矿体的赋存状态、矿山生产规模和充填料浆的性质,构建管道输送系统数值模型。设定管道入口和管壁的边界条件,进行料浆输送过程的数值解算,分析解算结果。研究结果表明,与90 mm和122 mm管道输送相比,113 mm管道输送料浆的压力损失和流速最合理;料浆在弯管内侧流速骤增,且显著大于外侧;料浆流速在管道断面上近似抛物线分布,最大流速位于管道中心的上方。

关键词：管道内径;压力损失;料浆流速;数值模拟;