基于重力-机械力耦合作用的矿山尾矿充填挤压输送计算机模拟分析-环境工程专业论文.docx

硕士学位论文 硕士学位论文 摘要 摘 要 水力充填作为充填采矿的一个必需的工艺环节和矿山固体废料 资源化的有效手段，得到了广泛推广应用。充填料浆挤压输送是一种 水力充填输送的新方法，它能够解决基于重力输送方法的料浆浓度 低、料浆离析、水泥流失严重和基于泵送方法的充填料级配要求严格、 易损件寿命短等诸多问题。但是，目前研究的充填料浆挤压(单缸) 输送方法，存在的问题是输送效率低。本文针对此问题，采用理论分 析和计算机进行模拟的方法，研究了基于重力一机械力耦合作用的充 填料浆并联(双缸)挤压输送的可行性及其流动特性。 建立了充填料管道并联(双缸)挤压输送模型，通过对各管段的 受力分析，推导出了在假设并联(双缸)挤压输送设备活塞位移呈三 角函数形式条件下料浆的51种运动状态以及各种运动状态下的入口 管道和出口管道内料浆速度和加速度方程。用Matlab软件编写了计 算机程序，模拟了在不同的管道长度、管道垂高、充填料浆浓度及料 浆流变力学参数、活塞运动周期与曲柄半径等条件下，管道内料浆的 流动规律。 研究结果表明，在基于重力输送不可行的情况下，采用管道并联 (双缸)挤压输送的方法，可实现充填料浆的输送；在给定其他条件 及充填料浆浓度为77％时，管道并联(双缸)挤压输送量比单缸挤压 输送量提高33．7％；调整充填管道长度、管道垂高、充填料浆浓度和 流变参数、挤压输送设备活塞运动周期、曲柄半径和并联管段长度等 中的任何一个参数，对管道内料浆的流动状态均会产生影响，其中， 在管道长度一定时，并联管段长度将是主要影响因素。 关键词：尾矿利用，矿山充填，挤压输送，计算机模拟 硕士学位论文 硕士学位论文 ABSTRACT AB STRACT As an essential technological precess and an effective tool for turning the solid wastes from mining into resources，hydraulic filling has been widely applied in the mining industry．The squeezed—transport is a innovative method of hydraulic filling，which Can overcome the drawbacks of transport by gravity such as the low density,segregation and loss of cement，and transport by pumps with strict grain—size gradation，more easy—wear parts and short wear-life，etc．But the squeezed-transport with single cylinder exists a problem of low efficiency． Aiming at the problem，the feasibility of filling slurry under twin cylinders squeezed—transport and flowing characteristics were investigated by using the method of theory analysis and computer simulation in the article． Model of filling slurry under twin cylinder squeezed-transport was established．On the assumption that displacement of the piston is expressed as trigonometric function，fifty-one kinds of motion states and velocity and acceleration equations of filling slurry inside entrance pipeline and exit pipeline in each state were deduced by force analysis Computer program is compiled in Matlab．The flowing states of slurry in