[发明专利]一种充填料浆管道输送过程中触变总量的测试方法

说明书

本发明公开了一种充填料浆管道输送过程中触变总量的测试方法，包括以下步骤：运用旋转流变仪，使用桨叶转子，采用控制剪切速率的方法，对待测充填料浆进行连续多次触变环测试，每次的测试程序完全一致；利用积分法计算每个触变环的面积；将相邻的两个的触变环面积进行比较，当第一次出现A_thixn与A_thix(n+1)极为接近时，判定此时充填料浆内部微观絮团结构的破坏与重建达到平衡；对前n个触变环的面积进行求和，该和即为待测充填料浆在管道输送过程中发生的触变总量。本发明提供的充填料浆管道输送过程中触变总量的测试方法，基于多次触变环测试计算触变总量，能够更加准确地反映料浆管道流动过程中真实触变水平。

技术领域

本发明涉及矿山充填料浆流变学测试技术领域，特别是涉及一种充填料浆管道输送过程中触变总量的测试方法。

背景技术

我国的矿山开采已经逐步进入深部地区，所带来的高地应力问题日益突出，此外，矿山尾矿排放所带来的环境问题也日益严重，因此，越来越多的矿山开始采用充填采矿法。充填料浆的管道输送是充填开采的关键环节之一，管输稳定性直接决定了充填开采的效率。由于充填料浆是一种特殊的非牛顿体，因此，料浆的流变性质对管输稳定性起到至关重要的作用。触变性是充填料浆的一种典型流变性质，其主要表现为：随着流动剪切的发生，表观黏度逐渐降低，流动剪切结束以后，表观黏度又有所恢复。触变性的本质是料浆内部絮团结构的破坏与重生。

学者们利用旋转流变仪开展了大量关于充填料浆触变性表征方面的研究，多数集中在研究特定剪切条件下，料浆流变参数跟随剪切的反应。常见的测试方法有两种：一是两段式，剪切速率在一定时间内由0均匀上升至某设定值，然后再在相同时间内由该设定值均匀降至0，在流变曲线图中，上行曲线和下行曲线围成的环形面积为该料浆触变能力的相对表征；二是三段式，跟第一种大致相同，但是要在剪切速率上升阶段与下降阶段之间，加一个恒剪阶段，即以一个恒定的剪切速率剪切一定时长，在流变曲线图中，最终是由上行曲线、恒剪曲线、下行曲线三个阶段的曲线共同围成一个环形，同理，该环形面积是所测试料浆触变能力的相对表征。但是，以上两种方法均有一定程度的缺陷，它们均无法确定在该设定值(包括最大剪切速率与各阶段剪切时间)下，料浆内部絮团结构的破坏与重生，是否能够达到料浆在管道里长时间流动状态下的破坏与重生。因此，上述两种测试方法所得到的面积值，不一定能够正确反映料浆在管道中流动时实际存在的触变水平。

发明内容

本发明的目的是提供一种充填料浆管道输送过程中触变总量的测试方法，基于多次触变环测试计算触变总量，能够更加准确地反映料浆管道流动过程中真实触变水平。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种充填料浆管道输送过程中触变总量的测试方法，所述方法包括以下步骤：

S1，运用旋转流变仪，使用桨叶转子，采用控制剪切速率的方法，对待测充填料浆进行连续多次触变环测试，每次的测试程序完全一致；

S2，测试结束后，利用积分法计算每个触变环的面积，将第一个触变环面积命名为A_thix1，第二个触变环面积为A_thix2，依次类推，第n个触变环面积为A_thixn；

S3，将相邻的两个的触变环面积进行比较，当第一次出现A_thixn与A_thix(n+1)极为接近时，判定此时充填料浆内部微观絮团结构的破坏与重建达到平衡；

S4，在S3的基础上，对前n个触变环的面积进行求和，该和即为待测充填料浆在管道输送过程中发生的触变总量。

进一步的，所述步骤S1中，每次的测试程序分为两段：第一段为剪切速率在100s内从0s^-1上升到80s^-1，第二段为剪切速率在100s内从80s^-1降至0s^-1，相邻两次测试程序之间没有时间间隔，上一次结束后立刻进行下一次。