Комплексная оценка параметров транспортирования высококонцентрированных гидросмесей в трубопроводах переменного диаметра
Зеленцова А.А., Васильева М.А., Батова И.М.
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург
Ключевые слова: гидросмесь, концентрация, трубопроводный транспорт, дальность транспортирования, пластификатор, структура потока.
Аннотация. В статье представлены результаты экспериментального исследования движения гидросмесей различного гранулометрического состава в трубопроводах разного диаметра 50, 40 и 25 мм. Рассмотрено влияние концентрации твердой фазы, типа наполнителя (песок и хвосты обогащения железной руды), а также пластифицирующей добавки на скорость транспортирования гидросмеси. Исследование направлено на повышение эффективности трубопроводного гидротранспортирования закладочных гидросмесей, используемых при закладке выработанного пространства в подземной добыче полезных ископаемых. Установлено, что характер изменения скорости потока существенно зависит от соотношения размера частиц и диаметра трубопровода, а также от структурных особенностей гидросмеси. Показано, что крупнодисперсные гидросмеси эффективнее транспортируются в трубах большего диаметра, тогда как мелкодисперсные системы сохраняют более устойчивое движение в трубах меньшего диаметра. Установлено, что применение пластифицирующей добавки способствует формированию более однородной структуры гидросмеси, снижает склонность частиц к агрегации и осаждению, повышая устойчивость потока. Полученные результаты обосновывают возможность использования трубопроводов с поэтапным уменьшением диаметра для поддержания скорости потока и увеличения дальности гидротранспортирования закладочных гидросмесей.
Comprehensive assessment of transportation parameters of highly concentrated hydraulic mixtures in pipelines of variable diameter
Zelentsova A.A., Vasilyeva M.A., Batova I.M.
Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Saint-Petersburg
Keywords: hydraulic mixture, concentration, pipeline transport, transportation distance, plasticizer, flow structure.
Abstract. This article presents the results of an experimental study of the flow of slurries with varying particle size distributions in pipelines with diameters of 50, 40, and 25 mm. The influence of solids concentration, filler type (sand and iron ore tailings), and a plasticizing additive on the slurry transport velocity is examined. The study aims to improve the efficiency of pipeline hydraulic transport of backfill slurries used in mined-out spaces in underground mining. It has been established that the nature of the flow velocity change significantly depends on the ratio of particle size to pipeline diameter, as well as on the structural properties of the slurry. It is shown that coarse slurries are transported more efficiently in larger-diameter pipes, while finely dispersed systems maintain more stable movement in smaller-diameter pipes. It has been established that the use of a plasticizing additive contributes to the formation of a more homogeneous slurry structure, reduces the tendency of particles to aggregate and settle, and increases flow stability. The obtained results substantiate the possibility of using pipelines with a gradually decreasing diameter to maintain the flow rate and increase the range of hydraulic transport of backfill hydraulic mixtures.