充填材料管道输送

按输送动力，将充填材料管道输送分为自流输送、泵压输送和风力输送。如果条件允许，则应优先使用自流输送。使用自流输送的条件是管道垂直部分的浆体柱的高度。即自然压头，能使管道全长中浆体以合适的速度移动。泵压输送用于自然压头不够或需要向高处输送浆体时。风力输送是以压缩空气为动力将充填材料输送到充填地点，多用土输送混凝土胶结充填材料。输送方式的选择主要决定于充填材料粒度组成和浆体浓度等。当输送水砂充填材料或普通浓度即质量浓度为65%-70%的胶结充填材料和接近极限沉淀浓度的高浓度即质量浓度为70%-75%的胶结充填材料时，采用自流输送或离心泵输送，对于大极限沉淀浓度的全尾砂膏体充填材料，采用高扬程住塞泵输送、自流输送或自流风力联合输送 。

充填材料是指充填于采空区中的土壤、砂、石、块石、工业废渣和水泥等胶凝物质组成的固体材料，工业废渣包括尾砂、炉渣和粉煤灰等。充填材料应具备的条件是来源广泛，价格低廉，便于制备和运输，所形成的充填体具有符合要求的物理力学性质和化学性质，充填材料的物理力学性质和化学性质对寸充填材料的制备、输送和所形成的充填体的物理力学性质和化学性质具有重要影响。

对充填体的物理力学性质和化学性质的主要要求是：

(1)能迅速具有一定强度。而且沉缩率小，以便有效地支撑周围矿岩，当侧面出现采空区时充填体不向采空区大量片落，并允许在充填体表面进行回采作业；

(2)不产生污染环境或引起发热甚至发火的物质。

按充填材料有无胶凝成分和是否以水为输送介质等，充填材料可分为下式充填材料、水砂充填材料和胶结充填材料三种 。2100433B

充填材料管道输送是指将制备好的充填材料沿管道输送到充填地点。充填材料管道输送可按输送动力、固体颗粒在流动浆体中的分布和流动浆体中切应力是否符合牛顿切应力定律等分类 。

按这一分类原则，充填材料管道输送分成均质流充镇材料管道拚送和非均质流充凑材料管道榆送，均质流和非均质流分别是当浆体流动时固体颗粒均匀或不均匀分布于液相载体中，当浆体水平流动时，沿管道垂直断面没有或有明显浓度梯度的浆体流态。固体颗粒含量高和粒径小的浆体，其流态常常是均质流。在均质流桨体中靠固体颗粒间相互支撑来实现固体颗粒的悬浮，虽然存在固体颗粒惯性力的影响，但是惯性力比粘性力或紊动力小，因而在水中不沉降或沉降很慢。若固体颗粒增加，则浆体粘度增大。固体颗粒含量低和粒径大的浆体，其流态常常是非均质流。在非均质流浆体中，固体颗粒惯性力的影响很明显，粘滞阻力和颗粒间的相互千扰力比惯性力小，液相和固相在很大程度上保持各自特性，而且浆体粘度通常稍大于运载流体粘度。在这种浆体中，固体颗粒的悬浮主要靠水的紊动力。因此需要以足够大的紊流速度来输送。瓦斯普提出了比较可靠的判别均质流和非均质流的标准，即根据管道横断面上浆体浓度变化的程度来判别 。

将制备好的充填材料沿管道输送到充填地点。充填材料管道输送可按输送动力、固体颗粒在流动浆体中的分布和流动浆体中切应力是否符合牛顿切应力定律等分类。

按输送动力，将充填材料管道输送分为自流输送、泵压输送和风力输送。如果条件允许，则应优先使用自流输送。使用自流输送的条件是管道垂直部分的浆体柱的高度，即自然压头，能使管道全长中浆体以合适的速度移动。泵压输送用于自然压头不够或需要向高处输送浆体时。风力输送是以压缩空气为动力将充填材料输送到充填地点，多用于输送混凝土胶结充填材料。输送方式的选择主要决定于充填材料粒度组成和浆体浓度等。当输送水砂充填材料或普通浓度即质量浓度为65%～70%的胶结充填材料和接近极限沉淀浓度的高浓度即质量浓度为70%～75%的胶结充填材料时，采用自流输送或离心泵输送。对于大于极限沉淀浓度的全尾砂膏体充填材料，采用高扬程柱塞泵输送、自流输送或自流风力联合输送。

非均质流充填材料管道输送(pipelining of fill with heterogenous flow)是指固体颗粒不均匀地分布于液相载体中的充填材料浆体的管道输送方法。颗粒较大且浓度较低的充填材料浆体多以非均质流输送。非均质流浆体属于牛顿浆体 。

均质流充填材料管道输送是指固体颗粒均匀分布于液相载体中的充填材料沿管道输送，高浓度(或普通浓度)尾砂(或细砂)胶结(或非胶结)充填材料的浆体多以均质流输送。均质流浆体多为非牛顿浆体 。