添加劑對礦井充填料漿流動特性的影響

李 濤， 關長國， 李耀暉， 單麒源， 陳維新， 鞏憲輝

(1.黑龍江科技大學 礦業工程學院， 哈爾濱 150022； 2.中國礦業大學(北京) 能源與礦業學院，北京 100083； 3.鐵法煤業集團有限責任公司 小康煤礦， 遼寧 鐵嶺 112700)

0 引 言

礦井充填采礦法是礦山綠色開采的核心技術之一，能夠有效解決矸石排放、礦區地表塌陷和“三下”采煤問題，減輕礦區生態污染、提高了資源回收率、增加礦企經濟效益。據相關文獻[1-5]，充填采礦過程中充填管路的堵管事故頻發，排除故障需要很長的時間成本及較大的經濟投入，成為制約充填采礦技術應用與發展的瓶頸。現代化礦山開采呈大型化趨勢，隨著礦井同一水平采(帶)區系統的延展，充填采礦中泵送大倍線長距離充填(以下稱長距離充填)成為主要發展趨勢。

長距離充填料漿在充填管路內運移和停留時間長，充填料漿各組分間更易發生物理化學反應，致使料漿在充填管路內運移更具復雜性，料漿的長期流變穩定性直接決定充填管路故障情況、充填效率及效果。學者們就長距離充填采礦技術不同研究內容做了一些研究，鄧代強[6]采用數值模擬方法對不同濃度充填料漿在管線總長2 568 m、高差808 m、倍線3.178 的充填管路中的流動壓強、流速及偏轉特性進行數值模擬，得出充填料漿最佳質量濃度為 72%～74%時，礦山充填管路系統可安全、經濟、平穩的運行。徐文彬[7]對新陽煤礦充填管路2 700 m長的矸石粒徑級配研究發現，粒徑為0～30 μm的矸石顆粒與料漿的表觀黏度和初始剪切力相關性最強，對料漿流變性能影響最大，2、3號材料中矸石粒徑級配更加合理，保證了管路輸送過程中料漿長期流態的穩定性。……