[发明专利]一种基于流变学的充填料沉淀性能判定方法

说明书

本发明提供一种基于流变学的充填料沉淀性能判定方法，属于充填技术领域。该方法首先根据矿山实际情况和需求，配备不同配比膏体料，然后，测试不同质量浓度条件下的膏体流变参数，获取膏体剪切应力‑剪切速率特征曲线。最后，根据流变曲线形态，将膏体料浆沉淀性能分为明显沉淀、基本不沉淀、不沉淀三个阶段。该方法对于不同类型充填料浆普适性好，检测方便快捷、判定简单，适应于各种尾砂充填料浆。本发明基于流变学实验，使得沉淀性能判定由传统的肉眼定性判别向实验量化界定转变，对于实际管道输送更具指导意义。该方法适用于有色、黑色、贵金属、稀有金属、黄金等各种采用尾砂充填技术的矿山企业。

技术领域

本发明涉及充填技术领域，特别是指一种基于流变学的充填料沉淀性能判定方法。

背景技术

随着开采深度的不断增加和人们环保意识的逐渐增强，充填采矿法已深入人心，越来越多的矿山开始采用充填法。在充填料管道输送过程中，如果浓度较低，容易发生粗细颗粒分离，粗颗粒随着充填料输送逐渐在管道内沉积，最终导致堵管事故发生，这一现象在粗颗粒含量较多的尾矿中更容易发生。一般来讲，提高充填浓度，使得尾矿中的粗细颗粒交错排列、相互承载，是解决充填料沉淀的有效途径。

目前，对于充填料的分层性、离析性、流动性等性能研究较多，但是对其沉淀性能研究鲜有报道。充填料的沉淀性能一般凭借工程经验，在管道输送计算中有不淤流速这一说法，该理论通过增加料浆的流速从而避免充填料沉淀，具有较强的工程指导意义。实际上，不淤流速是基于料浆浓度的，随着充填料浓度的增加，不淤流速在不断降低，流速降低可以减小管道磨损，延长管道寿命。相反的，如果通过增加流速来使料浆不沉淀，从工程角度来讲是不经济的，因为流速增加会加速管道磨损。综上分析，充填料沉淀的根本原因在于浓度，选择合理的充填浓度有利于控制料浆沉淀，同时降低管道磨损。

基于以上认识，本发明提出一种基于充填料流变特性的沉淀性能评价方法。为充填料管道输送不沉淀、避免堵管事故发生提供技术方法依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于流变学的充填料沉淀性能判定方法。

该方法包括步骤如下：

S1：根据矿山实际情况和需求，配备不同质量浓度充填料；

S2：将配置好的不同质量浓度充填料进行流变参数测试，获取不同质量浓度料浆在0～120～0s^-1剪切速率条件下的流变曲线；

S3：根据S2中得到的流变曲线趋势特征，将料浆沉淀性能分为三种：明显沉淀、基本不沉淀和不沉淀，完成充填料沉淀性能判定。

其中，S1中配置的充填料浓度范围差大于8％。

S1中配置的不同质量浓度的充填料数量不少于3个。

S3中明显沉淀的流变曲线特征表现为剪切速率0～120s^-1时剪切力上升，120～0s^-1时剪切力上升；此时，剪切的过程造成料浆的沉淀增稠，不利于停泵重启。

S3中基本不沉淀的流变曲线特征表现为剪切速率0～120s^-1时剪切力上升，120～0s^-1时剪切力恒定；此时，剪切的过程造成料浆少量沉淀，剪切力大于初始剪切力。

S3中不沉淀的流变曲线特征表现为剪切速率0～120s^-1时剪切力下降，120～0s_-¹时剪切力下降；此时，剪切过程使料浆絮网结构被打破，不会发生沉淀，料浆呈现均质流，有利于管道输送和停泵重启。但是输送阻力也相应的大一些，输送能耗会增加，较为适宜于深部需要增阻降压的高势能矿山充填。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：