矿冶工程

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2022年浆体管道专题目次

矿冶工程杂志编辑部

矿冶工程. 2022, 42(S): 0-0.

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浆体管道稳定输送的不淤流速及阻力坡降计算

费祥俊，傅旭东，李冰一

矿冶工程. 2022, 42(S): 1-4.

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基于输煤管道煤浆中颗粒悬浮情况及煤浆的稳定性，推导出煤浆管道输送的不淤流速及阻力损失计算公式，阐明了管道输煤时控制最大颗粒的必要性。采用实验资料对公式进行了验证，证明此公式精度较高，在规划建设输煤管道时可以采用此公式进行计算。

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神渭输煤管线空气罐防压力脉动的研究

李冰一，傅旭东，阎建党，韩文亮

矿冶工程. 2022, 42(S): 5-8.

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重点论述了固体物料管道输送中一种水击防护措施——空气罐。根据其减缓水击压力的原理，推导了空气罐气体体积的计算公式，通过实验验证，证实该公式具有较高的精度。空气罐的研究成果被成功应用到神渭输煤管道中，不仅解决了容积泵出口的压力脉动，而且解决了大下坡管线最高点出现负压等水击问题，对保证输煤管线安全运行起到重要作用。

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自流矿浆输送管道系统设计的关键技术与应用

何建明

矿冶工程. 2022, 42(S): 9-15.

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当矿浆输送管道的进出口高程落差足以克服矿浆管道的水力阻力时，矿浆管道就可以采用自流输送模式。自流矿浆输送管道系统具有投资节省﹑运行费用低和绿色环保的优点。本文介绍了多个成功的自流矿浆输送管道系统工程项目，并总结了自流输送矿浆管道系统设计的关键技术

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单泵站和多泵站浆体管道专家控制系统的理论及实践

王志会，寿国华

矿冶工程. 2022, 42(S): 16-20.

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浆体管道输送技术日益成熟，但输送距离不断加长，工艺条件更加复杂，多泵站串联长距离输送方式被更多采用。单纯的 SCADA/DCS 系统在功能上难以满足系统控制的智能化要求，专家系统软件 PipelineExpert^TM不仅将管道输送的状态可视化，而且从专业功能上进行扩展，实现了管道堵塞和泄漏监测、定位、批量管理、加速流预警等功能，可为长输管道的安全运行提供更全面的保障。

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某超大型铜矿尾矿输送系统设计

王水云，李绪忠，李运龙，陈光国

矿冶工程. 2022, 42(S): 21-24.

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某超大型铜矿生产规模为 15 万吨/天，为亚洲最大规模的铜矿，且地处西藏，如果设计不合理将产生深远影响。为满足工艺要求，本次项目设计前期采用粗细尾砂分开自流输送，即粗颗粒尾砂采用浮选尾矿+一段旋流+自流+二段旋流+尾砂堆坝工艺，细颗粒尾砂采用浮选尾矿+一段旋流+浓密+自流输送工艺；后期采用加压输送。该工艺能满足粗尾砂中线法堆坝工况，实现了均衡排尾矿要求，节约运行费用，满足环保要求。

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铜尾矿流变参数及管道输送摩阻损失试验研究

赵达，孙萍，刘大志，张凤赐，郭振宝，于双龙

矿冶工程. 2022, 42(S): 25-29.

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为了确定某铜矿尾矿浆体管道的输送阻力，根据试验所测得的尾矿物理化学性质，采用旋转黏度计进行了料浆流变特性试验，确定了不同质量浓度下尾矿浆体的黏度系数和屈服应力。通过试验所得流变参数，进行了临界流速、工作流速和摩阻损失的计算，将计算得到的数据与工程现场的实测数据进行比较。结果表明该方法对细粒级浆体具有一定的适用性，研究成果可为类似尾矿的管道输送系统设计提供依据。

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歪头山铁矿尾矿浆体管道输送试验研究

杨振兰，姜永丰，陈炳强，方臣

矿冶工程. 2022, 42(S): 30-32.

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在对歪头山铁矿尾矿开展基本物化性质分析的基础上，对不同浓度尾矿浆体开展了流变参数测定，对管道输送过程中压力损失与浆体浓度、流速的关系进行了相关研究。结果表明，该尾矿临界流速随浓度变化不大，合适的管道输送尾矿质量浓度为50%、流速为 1.4 m/s，此条件下 DN273 管道内输送阻力损失为 107.8 kPa/km。

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不同粒径级配泥沙管道水力输送摩阻试验研究

邢津，王费新，洪国军

矿冶工程. 2022, 42(S): 33-38.

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在 300 mm 管径的输送试验平台上进行了不同粒径级配泥沙输送试验，研究了粒径级配对管道输送摩阻的影响，并对四组分摩阻公式进行改进；通过 5 种不同粒径的泥沙组合，得到 11 种不同粒径级配的泥沙，并进行了 17 组试验。研究结果发现，粒径分布较广时，摩阻曲线的驼峰现象出现在更高的流速区域；在细颗粒中加入较粗颗粒会明显增大管道内摩阻，在较高流速下向粗颗粒中加入细颗粒对摩阻的影响较小；优化后的四组分摩阻公式计算值与实测值平均绝对误差为 5.82%。

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粉煤灰高浓度充填料浆自流输送可行性研究

刘鹏亮，崔锋，王浩宇

矿冶工程. 2022, 42(S): 39-44.

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利用碱激发原理，以粉煤灰为主料，以生石灰、水泥等为激发剂开发了粉煤灰高浓度充填材料，粉煤灰浓度 55%～60%，粉煤灰∶激发剂＝4.4 条件下料浆泌水率1.3%～2.1%，充填体28 d 单轴抗压强度2.87～3.71 MPa。充填料浆流动度155～270 mm，屈服应力 2.61～5.11 Pa，黏度系数 0.029～0.121 Pa?s，是膏体充填材料相关参数的 1/(2～30)，表明其具有优越的流动特性，使管道阻力损失大幅度降低。基于伯努利方程分析了自流输送系统能量转换特点和管道阻力损失确定方法，提出了充填料浆自流输送可行性分析流程。据此设计并实现了神州煤业粉煤灰高浓度充填材料倍线 7.6 条件下的自流输送。

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某矿山尾矿浆体管道输送系统消能技术分析与应用

陈琴瑞

矿冶工程. 2022, 42(S): 45-50.

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探讨了浆体管道加速流的判别方法、危害及消除措施，并结合某矿山尾矿浆体管道输送流量及放矿点不断变化的特点，对常用的 4 种消能措施(即增加路由、缩径增速、跌水消能、孔板消能)，从调节能力、运行管理、投资等方面进行了定性、定量分析，最终选定更适合本工程特点的孔板消能站消能方式。

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基于压力突变和推进速度的堵管实时预警方法

袁超哲，骆佳成，李盼盼

矿冶工程. 2022, 42(S): 51-55.

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为了保证浆体管道输送的连续、稳定、高效，针对输送不同浆体的管道开展了堵管漏管输送特性研究，并针对管道输送特性参数进行了长期监测与堵管特性分析，探究浆体输送堵管过程的压力、流速和浓度变化规律及预警机制。结果表明，浆体管道输送过程中发生堵管现象，其压力和流量会发生陡增陡降变化，且其压力突变的传播速度与管道内浆体推进速度一致。根据堵管构成流速和浓度的变化特性和压力突变的传播速度，形成了浆体管道输送堵管漏管实时预警的方法，实现了堵管位置的实时准确预测，最大误差约为 5%。

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我国浆体管道发展现状与趋势

潘毅，公茂柱，宋金凤，张佳，隽文龙，郭靖

矿冶工程. 2022, 42(S): 56-61.

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重点介绍了我国浆体管道建设现状、标准体系及输送技术理论研究进展情况，结合国内油气管道发展情况，对浆体管道建设及发展趋势进行了展望：未来我国煤浆管道具有广阔的潜在市场；浆体管道关键设备、材料、软件的国产化进程加快，市场份额将逐步增加；借鉴油气管道发展经验，浆体管道数字化、智能化趋势已成必然。

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小管径排泥管射流加气增压减阻特性试验研究

李盼盼，骆佳成，袁超哲

矿冶工程. 2022, 42(S): 62-67.

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为了解决河湖清淤工程中装配式小管径绞吸船吹距不足、传统接力泵安装维护困难及使用成本较高的问题，依托工程现场开展了 DN400 排泥管在不同工况下的射流加气试验研究。结果表明，射流加气具有良好的增压、减阻、增排效果。优选工艺参数为选取距离泥泵出口约 150 m 处管道的上部沿垂直入射角度进行射流加气，加气口径优选 DN32 口径，射流气压相比于管内压力大 0.27～0.32 MPa，射流水压可设置在 0.6 MPa 附近，相比于传统接力泵方式，可提升排距约 16.4%。研究结果可为小管径绞吸船的长排距施工提供参考。

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加气压力对管道输送特性影响的数值模拟研究

曹凯飞，杨捷，王盛，袁超哲，李盼盼

矿冶工程. 2022, 42(S): 68-72.

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为优化加气助推管道输送的加气压力工艺参数，开展不同加气压力条件下管道输送特性的数值模拟研究。基于 DN300钢制管加气输送的室内试验，建立并率定了加气助推管道输送的数学模型，探究了不同加气压力对助推管道输送的影响特性。结果表明，随着加气压力增大，管道内压力、流速和湍流动能均相应增大，对清水管道输送呈先促进后抑制的特性，存在临界最优加气压力；在加气压力 120 kPa 条件下，其增压 0.5%、减阻 9.74%，管道输送增排效果最优

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矿浆管道的堵塞和设计考量

陈洪江，寿国华

矿冶工程. 2022, 42(S): 73-76.

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山区管道带浆停车后，管道内的固体将沉降，并在管道坡度大于固体水下堆积角的段向低凹处滑动，形成堆积。当堆积体的移动阻力大于系统的驱动力时，管道被堵塞。堆积体的上部一般是含水较多的软层，在足够的压差下能够屈服形成通道，使疏通管道成为可能。磷石膏渣浆中含有胶体化合物，堆积体硬度随时间增加较快，这类矿浆管道的设计必须提供备用设备，减少停车，缩短停车时间。

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柔性复合管在尾矿浆体管道输送中的应用

黄裕中

矿冶工程. 2022, 42(S): 77-82.

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分析了柔性复合管的材料、结构与特性，重点介绍了柔性复合管在某矿山尾矿管道输送和尾矿库尾矿排放中的使用情况，可以预见柔性复合管在浆体管道输送工程中将取代部分钢管获得广泛应用。

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高强疏浚管用耐磨蚀钢的研制及应用

宋凤明，蔡建军，李宝明，申洪军，程学峰，宋巍

矿冶工程. 2022, 42(S): 83-87.

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为满足疏浚管道耐磨蚀性能进一步提高的要求，开发了 450HBW 硬度级别的耐磨蚀钢板 BMS1400。采用抑制腐蚀、提高耐磨损的设计原理处理钢板，钢板具有良好的成形性能、低温冲击韧性和耐磨蚀性能。分析了热处理工艺对钢板性能的影响；通过优化卷板和焊接工艺，解决了高强度钢板制管尺寸精度差、易于出现焊接裂纹的问题，成功实现了 BMS1400 疏浚管的制管加工。实际检测结果表明，采用 BMS1400 制备的大口径厚规格疏浚钢管具有良好的平直度和椭圆度，各项指标均满足设计要求，钢管已经成功在疏浚管道上获得多次应用，对比检测结果显示其耐磨蚀性能达到现有普碳钢的 2 倍左右。

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新型输送管道——内壁全金属铠甲软连接橡胶输送管

姜作亮

矿冶工程. 2022, 42(S): 88-92.

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为了延长输送管道的使用寿命，对现有橡胶输送管道及软连接使用过程中遇到的问题进行了分析；研制了一种新型输送管道——内壁全金属铠甲软连接橡胶输送管，并将其与现有橡胶输送管的性能进行了对比。结果表明，内壁全金属铠甲软连接橡胶输送管耐内外高压、抗深海静压压溃，可延长输送管线在有锐角的珊瑚礁、中粗砂、重石等恶劣工况下的使用寿命，具有良好的经济效益。

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新型热塑性砂浆输送软管应用

刘洪理，陈晓梅

矿冶工程. 2022, 42(S): 93-94.

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介绍了一种新型热塑性砂浆输送软管。该软管为热塑性钢丝增强复合管，其耐磨层采用聚烯烃耐磨料 GXXG-1101，中间层使用钢丝增强，外护套使用特制弹性体材料。该管道克服了 PE 复合耐磨管不可弯曲的不足，扩大了耐磨管应用领域，解决了传统橡胶输送管不可回收、使用寿命短、密度大、只能生产定长制品的缺陷。砂浆输送磨损对比实验结果表明，该热塑性耐磨软管性能优于传统的橡胶输送管。

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红柳林煤矿矿井水对长距离输煤管道腐蚀的影响

张清波，闫建党，王鹏斐，杜佳佳

矿冶工程. 2022, 42(S): 95-98.

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基于神木首端制浆厂位置特点以及矿井水取水方便，拟将红柳林矿井水作为制备管道输送煤浆的第二水源。本文通过配置质量浓度 53%的煤浆，对比府谷来水和红柳林矿井水作为输煤用水前后水质指标的变化情况，对其进行腐蚀结垢倾向影响因素分析，为后期优选输煤用水提供理论指导和建议。分析结果表明，府谷水和红柳林矿井水水质均呈弱碱性，制浆前后离子含量相对较低，对腐蚀的影响不大，但在管道长期运行过程中，应着重考虑电导率、Cl–含量等关键因素对管道腐蚀的影响。

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管道输送系统在线精准计量技术研究

刘亚峰，裴斌，陶志斌

矿冶工程. 2022, 42(S): 99-101.

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6 家民营选厂为包头钢铁公司巴润矿业分公司加工铁精矿，为了克服铁精矿公路运输成本高、不环保的问题，巴润分公司拟对民营选厂进行铁精矿矿浆输送管道改造。通过研究和攻关，创新性实现了矿浆管道输送在线精准计量。

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浓密机计算与选型方法研究

周积果，刘德忠，陈琴瑞

矿冶工程. 2022, 42(S): 102-106.

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在 G J 肯奇物理模型基础上，通过浆体流变试验和量筒静态沉降试验，测出非牛顿宾汉体屈服应力和浆体静态沉降曲线，根据浆体屈服应力可进行浓密机选型，对静态沉降曲线进行研究，提出了割线指数修正法计算浓密机面积和直径。采用该方法的计算结果与巴新瑞木镍钴项目 135 km 浆体管道前处理实际运行浓密机面积和直径接近，证实该法可供设计参考。

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准格尔煤田“浅埋深、薄基岩”地质类型条件下煤矸石综合处理及回填研究

于长和，李鹏程，周水源，姚驰

矿冶工程. 2022, 42(S): 107-111.

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准格尔旗煤矸石富含高岭岩，夹矸中尚有一小部分夹矸煤，存在综合利用价值。本文以准格尔煤田某煤矿煤矸石综合利用及井下充填为例，采用“选择型破碎、多粒径筛分、大颗粒泵送”的工艺方法，实现煤矸石的分类分级及综合利用，进而按照不同的区域进行环保处理及回填，实现准格尔煤田井工煤矿煤矸石的科学化处理，降低煤矿综合处理成本，全面贡献环保及节能减排。

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金属矿山井下废水处理中絮凝剂添加量计算模型

李浩，王洪江，孙英林，李辉，彭青松，康国伟

矿冶工程. 2022, 42(S): 112-116.

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针对矿山废水固含量较高引起的水浊度值较高、水泵寿命短和水处理效率低的难题，进行了絮凝沉降实验。首先，结合理论分析和相似原则，确定了废水澄清池的停留时间与标准絮凝沉降时间的关系，并建立了絮凝剂添加量的计算模型；其次，通过室内废水沉降实验确定模型参数；最后，通过物料平衡验证模型的合理性。结果表明，通过模型计算的絮凝剂添加量可以使废水浊度值降低到 30NTU，提高了水泵使用寿命和废水处理效率。

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长距离输煤管道煤浆脱出水水质变化规律分析

杜佳佳，闫建党，王鹏斐，王晓乐

矿冶工程. 2022, 42(S): 117-119.

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以神渭管道输煤项目为研究对象，通过模拟试验研究了煤浆管道输送过程中水质的变化规律。研究结果表明，随着管道输送时间增加，管道中水质悬浮物、COD、含盐量、总硬度增大，总碱度减小。通过分析长距离输送过程中水质变化规律及原因，可为管道输煤首端工艺用水及终端煤浆脱出水处理提供指导。

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深海采矿垂直泵管输送系统输送工艺参数设计

吴卓，郑皓，关英杰，吉成才

矿冶工程. 2022, 42(S): 120-125.

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针对深海采矿垂直泵管输送系统设计问题，分析了管道和提升电泵的设计参数。并以中国南海某海区的多金属结核采矿项目为例分析泵管系统设计方案，结合已有的试验和数值模拟结果，对不同输送体积浓度时的管道内径和输送流量进行计算，得到不同管道设计方案的管道输送压力损失。结合管道参数，按照不同级数和转速对提升电泵进行设计，通过经验公式计算不同设计思路下的提升电泵比转速、效率和功率等，为提升电泵设计提供理论依据。

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尾矿深海填埋工程设计和仿真

李马锁，寿国华

矿冶工程. 2022, 42(S): 126-129.

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尾矿深海填埋是一种将尾矿排至深海底堆存的安全环保处理方式。采矿活动停止后，附近河流带来的河沙将尾矿掩埋，海底可迅速恢复原有生态。排放工艺集尾矿无毒化、输送、稀释、脱气、扩散、沉积等过程于一体。本文介绍了尾矿深海排放系统的设计流程，以及尾矿在深海环境中的扩散和沉积的仿真。

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基于神经网络对深海扬矿泵叶轮的优化研究

李浩天，邹伟生

矿冶工程. 2022, 42(S): 130-138.

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在 Ansys Workbench 平台下，通过 CFturbo 软件建立扬矿泵叶轮的三维模型，通过 CFX 进行 CFD 数值模拟，并与试验结果比对进行有限元模型的验证。以叶轮进口直径、出口宽度、出口直径、叶片出口安放角和叶片包角作为离散设计变量，以叶轮的扬程、效率和流道过流面积作为优化目标，实现基于神经网络的扬矿泵叶轮优化设计，优化结果表明，该方法效率较高，精度较好，达到了较理想的优化效果。

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尾矿浆体管道测漏测堵系统的设计与应用

常贵宁，王晓冬，徐德荣，王永胜，王军梁，牛立伟

矿冶工程. 2022, 42(S): 138-140.

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介绍了尾矿浆体输送管道测漏测堵系统的设计、运行情况，测漏测堵系统基于负压波和输差分析的方法，通过光纤局域网进行数据实时通讯，实践证明技术可行，运行稳定可靠。

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2022年, 第42卷, 第S期　
刊出日期：2022-11-25

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