[發(fā)明專利]膏體充填環(huán)管試驗仿真系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710111412.2
• 申請日: 2007-06-18
• 公開（公告）號: CN101329319A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發(fā)明（設計）人: 于潤倉;李國政;何煦春
• 申請（專利權）人: 中國恩菲工程技術有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;E21C41/32;G06F19/00
• 代理公司: 北京市德恒律師事務所
• 代理人: 宋合成

技術領域

本發(fā)明涉及一種充填環(huán)管試驗仿真系統(tǒng)，尤其是涉及一種膏體充填環(huán)管試驗仿真系統(tǒng)，該膏體充填環(huán)管試驗仿真系統(tǒng)能夠模擬進行膏體充填環(huán)管試驗并且低成本、快速高效、適用范圍廣，從而可以替代在礦山實地的工業(yè)充填環(huán)管試驗。

背景技術

在礦山開采中，在開采過程中會留下許多采空區(qū)，這些采空區(qū)會導致周圍巖體崩落，從而危及正常的開采。另外，大量的采出廢石，特別是選礦尾砂，堆積在地面會對環(huán)境造成污染。

充填采礦法是將開礦采出的廢石，特別是選礦尾砂，形成充填料漿利用管道充填到采空區(qū)的礦山開采方法，該方法能夠提高礦物回采率，減少貧化率，充分利用現(xiàn)有資源，有效地控制地壓和地表塌陷，優(yōu)化礦區(qū)周圍環(huán)境等特點，因而得到了廣泛的應用。

在利用尾砂等形成的充填料漿充填采空區(qū)的礦山充填工藝中，充填環(huán)管試驗是一個重要的準備環(huán)節(jié)。由于礦山受開采工藝、充填料來源、成本、環(huán)境保護等眾多因素的影響，充填的礦山，礦山尾礦的組分和粒級組成千差萬別，因此必須在礦山實地進行環(huán)管輸送試驗，以便測定充填料漿的流體指標和流變指標、例如環(huán)管(管道)對充填料漿的阻力系數(shù)和充填料漿的臨界流速，作為設計充填環(huán)管的依據(jù)，也就是說，在礦山上進行充填環(huán)管試驗的目的是為了獲得充填管道對料漿的阻力系數(shù)和充填料漿在管道內(nèi)的臨界流速。

根據(jù)料漿質(zhì)量濃度的高低，料漿充填可以分為水力充填、高濃度料漿充填和膏體充填，其中從水力充填到膏體充填，充填料漿的質(zhì)量濃度依次增高。

目前，為了設計用于特定礦山的膏體充填環(huán)管，必須在該特定礦山上實地進行全尺寸的膏體充填環(huán)管試驗，即，在礦山上設置管路和設備進行膏體充填環(huán)管試驗。另外，在一個特定礦山進行的工業(yè)膏體環(huán)管試驗，得到流體指標和流變指標也僅僅適用于該特定礦山。因此，對于每個特定的礦山，一般都要進行針對該礦山的工業(yè)膏體環(huán)管試驗。

但是，要實地進行一個全尺寸的工業(yè)環(huán)管試驗，不但需要耗費大量的人力、物力和財力，而且要經(jīng)歷漫長的時間，延長了礦山的建設周期。

以某礦業(yè)股份有限公司的充填環(huán)管實驗為例，從制定方案、籌備、實驗、數(shù)據(jù)匯總與分析、得出有關數(shù)據(jù)等一系列的環(huán)節(jié)，花費時間超過一年，投入的實驗資金超過百萬元，還耗費了大量的人力，并且該環(huán)管試驗得到的數(shù)據(jù)無法直接應用于其他礦山。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種膏體充填環(huán)管試驗仿真系統(tǒng)，利用該膏體充填環(huán)管試驗仿真系統(tǒng)能夠針對各種條件的礦山，得到一系列膏體充填料漿的流體參數(shù)和流變參數(shù)，例如管道對充填料漿的阻力系數(shù)，作為礦山充填工藝系統(tǒng)設計的依據(jù)或參考，由此替代真正的工業(yè)膏體充填環(huán)管試驗，從而節(jié)省人力、物力和財力。

本發(fā)明的另一目的是提出一種膏體充填環(huán)管試驗仿真系統(tǒng)，該膏體充填環(huán)管試驗仿真系統(tǒng)的精度比實際的工業(yè)膏體充填環(huán)管試驗的精度更高，而且速度快，系統(tǒng)構造簡單。

根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，提出一種膏體充填環(huán)管試驗仿真系統(tǒng)，包括：參數(shù)輸入單元，用于輸入多個參數(shù)，所述多個參數(shù)包括充填料漿的體積濃度、流速、充填料漿中的固體物料密度、和管道的管徑，用以計算管道對充填料漿的阻力系數(shù)；參數(shù)選擇和設定單元，用于從輸入的多個參數(shù)中選擇一個參數(shù)并設定為變量，同時將其余參數(shù)設定為常量；計算單元，用于以預定的關系式利用所述多個參數(shù)計算出所述料漿的阻力系數(shù)，以便得到所述料漿的阻力系數(shù)與所選擇的一個參數(shù)的對應關系，所述預定的關系式為：