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矸石浆体长距离管道输送:装备、材料与工艺协同优化技术体系研究
1
作者
庄登登
刘浪
+7 位作者
尹土兵
顾合龙
蔚保宁
朱梦博
曹鑫
黄晨
周静
刘智振
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第7期2924-2941,共18页
在煤矸石浆体长距离管道输送过程中,存在颗粒沉降、固液分层、堵管风险及高能耗等问题。为解决这些技术难题,提出并构建了“装备—材料—工艺”协同优化技术体系。在装备优化方面,研发了脉冲加压与喷射冲击解堵技术,并在关键管段引入内...
在煤矸石浆体长距离管道输送过程中,存在颗粒沉降、固液分层、堵管风险及高能耗等问题。为解决这些技术难题,提出并构建了“装备—材料—工艺”协同优化技术体系。在装备优化方面,研发了脉冲加压与喷射冲击解堵技术,并在关键管段引入内置膛线管道,通过螺旋槽诱导浆体自旋流动,减少了局部涡流和颗粒沉积;同时,部署了分布式传感器网络,实现对管道内压力和流量的实时监测。在材料优化方面,采用悬浮剂与引气剂相结合的双材料复配策略,通过多级破碎筛分与外加剂协同配伍,优化了煤矸石骨料级配与浆体流变特性。通过试验确定了最佳配比(悬浮剂质量分数为0.06%、引气剂质量分数为0.06%),实现了浆体在0~120 min内保持低分层度、低泌水率与高扩展度性能,确保其长时间输送的悬浮稳定性与流动性。在工艺优化方面,提出了泵启动引流工艺与免洗管工艺。泵启动引流工艺通过预先泵送低质量分数浆液,逐步过渡至高质量分数浆体,确保了管道内浆液快速稳定流动,避免初期堵塞。免洗管工艺则利用浆体自身的悬浮特性,实现了浆体在停留阶段的稳定滞留与后续浆体的连续自动置换,减小水洗用量并提高输送效率。研究结果表明,本文所提出的协同优化技术体系显著降低了堵管风险与能耗,提升了长距离管道输送的稳定性与经济性。
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关键词
煤矸石浆体
长距离管道输送
装备优化
材料优化
工艺优化
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职称材料
题名
矸石浆体长距离管道输送:装备、材料与工艺协同优化技术体系研究
1
作者
庄登登
刘浪
尹土兵
顾合龙
蔚保宁
朱梦博
曹鑫
黄晨
周静
刘智振
机构
西安科技大学能源学院
西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室
中南大学资源与安全工程学院
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第7期2924-2941,共18页
基金
国家自然科学基金优秀青年基金资助项目(52222404)
榆林市科研计划项目(6130822004)
+2 种基金
中国博士后科学基金面上项目(2024MD764016,2024MD753979)
陕西省重点研发计划项目(2023-LL-QY-07)
陕西省博士后科研项目(2024BSHSDZZ195,2024BSHSDZZ210)。
文摘
在煤矸石浆体长距离管道输送过程中,存在颗粒沉降、固液分层、堵管风险及高能耗等问题。为解决这些技术难题,提出并构建了“装备—材料—工艺”协同优化技术体系。在装备优化方面,研发了脉冲加压与喷射冲击解堵技术,并在关键管段引入内置膛线管道,通过螺旋槽诱导浆体自旋流动,减少了局部涡流和颗粒沉积;同时,部署了分布式传感器网络,实现对管道内压力和流量的实时监测。在材料优化方面,采用悬浮剂与引气剂相结合的双材料复配策略,通过多级破碎筛分与外加剂协同配伍,优化了煤矸石骨料级配与浆体流变特性。通过试验确定了最佳配比(悬浮剂质量分数为0.06%、引气剂质量分数为0.06%),实现了浆体在0~120 min内保持低分层度、低泌水率与高扩展度性能,确保其长时间输送的悬浮稳定性与流动性。在工艺优化方面,提出了泵启动引流工艺与免洗管工艺。泵启动引流工艺通过预先泵送低质量分数浆液,逐步过渡至高质量分数浆体,确保了管道内浆液快速稳定流动,避免初期堵塞。免洗管工艺则利用浆体自身的悬浮特性,实现了浆体在停留阶段的稳定滞留与后续浆体的连续自动置换,减小水洗用量并提高输送效率。研究结果表明,本文所提出的协同优化技术体系显著降低了堵管风险与能耗,提升了长距离管道输送的稳定性与经济性。
关键词
煤矸石浆体
长距离管道输送
装备优化
材料优化
工艺优化
Keywords
coal gangue slurry
long-distance pipeline transport
equipment optimization
material optimization
process optimization
分类号
TD823 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
矸石浆体长距离管道输送:装备、材料与工艺协同优化技术体系研究
庄登登
刘浪
尹土兵
顾合龙
蔚保宁
朱梦博
曹鑫
黄晨
周静
刘智振
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
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