充填材料管道輸送是指將製備好的充填材料沿管道輸送到充填地點。充填材料管道輸送可按輸送動力、固體顆粒在流動漿體中的分布和流動漿體中切應力是否符合牛頓切應力定律等分類。充填材料是指充填於採空區中的土壤、砂、石、塊石、工業廢渣和水泥等膠凝物質組成的固體材料，工業廢渣包括尾砂、爐渣和粉煤灰等。
基本介紹
- 中文名：充填材料管道輸送
- 外文名：Fill material pipeline transport
- 學科：開採工程
- 領域：能源
- 範圍：地下開採
- 依據：牛頓切應力定律
簡介,按輸送動力分類,按固體顆粒在流動漿體中的分布分類,充填材料,
簡介
充填材料管道輸送是指將製備好的充填材料沿管道輸送到充填地點。充填材料管道輸送可按輸送動力、固體顆粒在流動漿體中的分布和流動漿體中切應力是否符合牛頓切應力定律等分類。
按輸送動力分類
按輸送動力，將充填材料管道輸送分為自流輸送、泵壓輸送和風力輸送。如果條件允許，則應優先使用自流輸送。使用自流輸送的條件是管道垂直部分的漿體柱的高度。即自然壓頭，能使管道全長中漿體以合適的速度移動。泵壓輸送用於自然壓頭不夠或需要向高處輸送漿體時。風力輸送是以壓縮空氣為動力將充填材料輸送到充填地點，多用土輸送混凝土膠結充填材料。輸送方式的選擇主要決定於充填材料粒度組成和漿體濃度等。當輸送水砂充填材料或普通濃度即質量濃度為65%-70%的膠結充填材料和接近極限沉澱濃度的高濃度即質量濃度為70%-75%的膠結充填材料時，採用自流輸送或離心泵輸送，對於大極限沉澱濃度的全尾砂膏體充填材料，採用高揚程住塞泵輸送、自流輸送或自流風力聯合輸送。
按固體顆粒在流動漿體中的分布分類
按這一分類原則，充填材料管道輸送分成均質流充鎮材料管道拚送和非均質流充湊材料管道榆送，均質流和非均質流分別是當漿體流動時固體顆粒均勻或不均勻分布於液相載體中，當漿體水平流動時，沿管道垂直斷面沒有或有明顯濃度梯度的漿體流態。固體顆粒含量高和粒徑小的漿體，其流態常常是均質流。在均質流槳體中靠固體顆粒間相互支撐來實現固體顆粒的懸浮，雖然存在固體顆粒慣性力的影響，但是慣性力比粘性力或紊動力小，因而在水中不沉降或沉降很慢。若固體顆粒增加，則漿體粘度增大。固體顆粒含量低和粒徑大的漿體，其流態常常是非均質流。在非均質流漿體中，固體顆粒慣性力的影響很明顯，粘滯阻力和顆粒間的相互千擾力比慣性力小，液相和固相在很大程度上保持各自特性，而且漿體粘度通常稍大於運載流體粘度。在這種漿體中，固體顆粒的懸浮主要靠水的紊動力。因此需要以足夠大的紊流速度來輸送。瓦斯普提出了比較可靠的判別均質流和非均質流的標準，即根據管道橫斷面上漿體濃度變化的程度來判別。
充填材料
充填材料是指充填於採空區中的土壤、砂、石、塊石、工業廢渣和水泥等膠凝物質組成的固體材料，工業廢渣包括尾砂、爐渣和粉煤灰等。充填材料應具備的條件是來源廣泛，價格低廉，便於製備和運輸，所形成的充填體具有符合要求的物理力學性質和化學性質，充填材料的物理力學性質和化學性質對寸充填材料的製備、輸送和所形成的充填體的物理力學性質和化學性質具有重要影響。
對充填體的物理力學性質和化學性質的主要要求是：
(1)能迅速具有一定強度。而且沉縮率小，以便有效地支撐周圍礦岩，當側面出現採空區時充填體不向採空區大量片落，並允許在充填體表面進行回採作業；
(2)不產生污染環境或引起發熱甚至發火的物質。
按充填材料有無膠凝成分和是否以水為輸送介質等，充填材料可分為下式充填材料、水砂充填材料和膠結充填材料三種。
