固體充填采煤物料垂直輸送技術(shù)開發(fā)與工程應(yīng)用.pdf

1、根據(jù)固體充填采煤技術(shù)發(fā)展的需要,本文采用理論分析、實驗室試驗、數(shù)值模擬分析、物理模擬和現(xiàn)場實踐等綜合研究方法,系統(tǒng)研究了固體充填采煤充填物料垂直輸送方法與技術(shù)。首先分析了礦山固體充填物料的來源與分類,研究了固體充填物料的基本特性,然后提出了實現(xiàn)固體充填物料從地面高效連續(xù)化運輸至井下的固體充填采煤充填物料垂直輸送方法與技術(shù),并研究了影響固體充填物料垂直投料管尺寸的關(guān)鍵因素,以及固體充填物料在垂直投料管內(nèi)的運動特征及其引起的氣流場分布特征、

2、固體充填物料沖擊特性及其緩沖機(jī)理等,最后在我國皖北煤電集團(tuán)五溝煤礦進(jìn)行了工業(yè)性試驗,取得一些研究成果,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　(1)根據(jù)固體充填物料實際投放特征,建立了以透風(fēng)率為參量的運動模型,并采用風(fēng)洞試驗方法研究了在垂直投料管尺寸一定條件下,固體充填物料在垂直投放過程中的風(fēng)阻特性,得到了固體充填物料的運動控制方程及在不同投放量條件下固體充填物料的運動規(guī)律。
　　(2)采用FLUENT數(shù)值模擬軟件分析了固體充填物料垂

3、直投放通道內(nèi)氣流速度場和壓力場的分布規(guī)律,并結(jié)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù),揭示了垂直投料管氣固兩相運動特征與作用原理,研究了卸壓作用對氣流場的分布影響,得到了氣流卸壓原理。
　　(3)基于碰撞力學(xué)的基本原理,建立了固體充填物料與被動碰撞體的動力沖擊模型,分析了固體充填物料垂直投放中的沖擊特征,并采用ANSYS數(shù)值模擬軟件研究得到了被動碰撞體在不同沖擊條件下的動態(tài)響應(yīng)規(guī)律,從而提出了固體充填物料垂直投放的緩沖機(jī)理,為固體充填物料垂直投放中緩沖裝

4、置的設(shè)計與研發(fā)提供了重要的理論依據(jù)。
　　(4)針對固體充填物料垂直投料管安設(shè)和使用中的重要性,研究了固體充填物料垂直投料管安設(shè)的影響因素,建立了固體充填物料垂直管道安設(shè)的動態(tài)控制方程,并提出了固體充填物料垂直投料管材質(zhì)選擇的要求。
　　(5)該技術(shù)在五溝煤礦進(jìn)行成功應(yīng)用,固體充填物料垂直輸送能力達(dá)到550噸/小時,共投放矸石約22萬t,系統(tǒng)運行良好,取得較好的應(yīng)用效果。
　　該論文有圖93幅,表4個,參考文獻(xiàn)150篇