尾矿浆体输送水力计算
渣浆泵各种选型计算公式
渣浆泵各种选型计算公式各行业标准中渣浆泵选型公式列出，公式中各符号都进行了统一。
1)典型渣浆法管路特性：清水Hf=AH+(l+g)(V"2)/(2g)浆体Hmo=A H+0. 72Ko(Vr2)+0. 58 Ko(V"2)泵的特性：浆体Hm=A H+0. 72Ko(Vr2)+0. 58 Ko(V"2)清水Hs二Hs＞：＜HR2)选煤厂法1管路特性：清水Hf二AH+iL+2浆体Hmo二A H+imL+2泵的特性：浆体Hm=A H+imL+2清水Hs=H/Km3)除灰计算法管路特性：清水Hf=AH+1.05iL浆体Hmo二A H 丫m+1. 05imL泵的特性浆体Hm二1. lHmo清水Hs二Hs* y m* Km4）尾矿计算法管路特性：清水Hf= A H+iL+?hi浆体Hmo= △ H 丫m+imL+?hi 泵的特性：浆体Hm= A H 丫m+imL+?hi清水Hs=Hs* 丫m* Km＞：＜Kh 5）充填采矿法管路特性：清水Hf二AH+1.05iL+?hi浆体Hmo二A H y m+imL+?hi 泵的特性：浆体Hm二A H 丫m+imL+?hi 清水Hs二Hs*Knp：＜Kh6）冶金矿山法管路特性：清水Hf= A H+iL+?hi浆体Hmo= A H 丫m+imL+?hi泵的特性：浆体Hm= △ H 丫m+imL+?hi清水Hs二Hs* Y m*Kh公式中的符号及意义Hf、Hmo, Hm、Hs管路的清水水头和浆体的水头，泵体的浆体扬程和清水扬程;△ H扬程损耗；L管道长；i、im清水和浆体的摩擦阻力系数；Kh二1-0. 25CwYm浆体比重；Ko二H/(V"2),清水计算管路水头与速度平方之比。
VI临界沉降速度。
Km二Hm/ (VnT2)浆体计算管路水头与速度平方之比。
浆体管、槽输送的计算公式(二)
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟浆体管、槽输送的计算公式（二）Re———雷诺数；υl———矿浆输送的临界流速,m/s; iN———输送均匀粒径物料的单位水头损失,m 水柱/米;可按(11)式计算。
b 适用条件尤芬公式是根据固体密度δg=2.65吨/米3 颗粒试验数据推导而得的。
若浆体内固粒密度与2.65 吨/米3 相差太大，则不适用。
而且试验采用的颗粒粒径范围为0.4～1.0 毫米。
故高浓度精、尾矿皆不适宜采用。
另外，该公式是按粒径不均匀系数δ＜10 考虑的，如果δ值大于10,则得出的临界流速值偏小，故需慎重采用。
C 杜兰德(Durand)公式a 计算公式b 适用条件杜兰德公式是杜兰德(R.Durand)于1952～1954 年对圆管进行水力输送系统试验得出的，试验条件是：管径为19.1～584.2 毫米、流速为0.61～6.1 米/秒、固粒粒径为0.1～25 毫米，该公式的汁算值普遍认为较实测值偏大，但由于一般设计都希望确保安全，故未影响本公式的使用价值。
本公式试验时所采用的颗粒粒径较粗，而且也未考虑粒径dp 对临界流速υl的影晌，故对以细颗粒为主的高浓度浆体，杜兰德公式并不适用。
除上述三个公式以外，国内外还有大量的类似设计公式，如国内的金川公式、北京有色冶金设汁研究总院公式，苏联的C.г.柯别尔尼克公式等都属于这一类。
这类公式的共同特点是临界流速和单位水头损失都是随浓度的增加而增加，反映不出浆体浓度增至一定高度时，临界流速和单位水头损失反而随之降低这一重要特征。
近年来，有不少专家试图推导出反映高浓度浆体特征的水力计算公式，但至今还缺少足够实践的验证。
绝大多数高浓度浆体输送的设计参数都是通过试验取得。
下面介绍几个国内曾有人采用过的高浓度浆体输送计算公式，供参考。
D 乌。
尾矿水力输送
尾矿水力输送hydraulic transportation of tailingsweikuang shui}1 shusong 尾矿水力输送(hydraulie transportation of tailings)用尾矿管和矿浆泵或尾矿糟输送尾矿浆体的尾矿处理技术。
它比铁路、公路等干式运输投资省，经营费用低，维护管理简便，可避免粉尘对环境的污染。
为尾矿水力输送兴建的建、构筑物系统称为尾矿水力输送系统，包括浓缩池、尾矿管、尾矿糟、尾矿泵站、尾矿事故池及尾矿返砂泵站等。
尾矿浆体在管、槽中的流动为固液两相流。
它在水平管、槽中的流动可呈均质流或非均质流形态;在高流速和高浓度时具有均质流的形态，而在低流速和低浓度时又具有非均质流的形态。
其水力摩阻损失即流动中的能量损失可用压力梯度(水力坡度)、边壁切应力或摩阻系数等方式表达。
最常用的摩阻系数为范宁(Fanning)摩阻系数f。
在一定的管、槽断面和流速下，摩阻系数f与浓度户的关系如图所示。
f值起初随P 的增大而增大，并在pl时增至峰值人，随后开始减小，并在P:时减至谷值九;此后，P继续增大，f值再度急剧增大。
浓度p:时的水力摩阻损失比p，时小。
从能量损失观点看，可把p:及其邻近的浓度范围视为最佳输送高浓度区。
对密度为2.6一2.st/m“的尾矿而言，其值约为45%一60%(相当于矿浆容重1.4~1.6t/m3)。
根据尾矿浓度，水力输送分为高浓度输送和低浓度输送。
中国多数选矿厂的尾矿水力输送为低浓度输送，其浓度范围约在户;附近。
低浓度输送尾矿水力摩阻损失大，浆体含水量多，输送动力消耗大。
高效浓缩设备(见高效浓缩机)的开发与推广使用将有力地推动尾矿水力输送技术的发展，使尾矿水力输送有从低浓度输送逐渐向高浓度输送发展的可能。
浆体输送的首要问题是临界流速的确定，对不同性质的浆体，有不同的适宜流速。
对浆体的性质则需根据尾矿浆体流变学进行研究。
工程中实际采用的输送流速应稍大于尾矿输送临界流速。
固体物质在局部沉积管内水力输送的计算方法
固体物质在局部沉积管内水力输送的计算方法选矿厂水力输送设施的运行经验表明，在很多情况下压力输送管内的矿浆呈现局部沉积的流态，这种流态只有在管内平均流速———矿浆流量与管断面面积之比———小于临界流速时才会出现。
预计压力管内有局部沉积的水力输送的想法，正如A.Ⅱ尤芬所述，是属于H.Д. 郝林的。
这个想法的基本原理是：①局部沉积在压力管中能起调节作用，即靠沉积层厚度的变化使矿浆的容重和流速保持不变；②沉积层能防止管道很快磨损；③沉积引起粗糙度的增加并形成椭园形液流断面，从而提高了流体的紊乱程度，这对保证固体颗粒的水力输送是很必要的。
局部沉积状态的研究已进行了一系列的工作，主要还是试验工作。
第一个这样的研究是T卡利宁娜在A п尤芬的领导下进行的。
此外，A .A.斯柯钦斯基矿业学院，乌克兰苏维埃共和国科学院水工研究所，水力输送经营管理中央科学研究所，全苏《水力机械化》托拉斯、钢筋混疑土科学研究所、马格尼托哥尔斯克矿冶研究所也都进行过类似的研究。
根据A. П.尤芬、A. E.斯摩尔德列夫И.Г.哈斯喀尔别尔格、Л.С.日依沃托夫斯基和Б.И.卡尔林以及M.Я.罗西洛夫所获得的资料建立了确定局部沉积管内矿浆流动时的流速和水头损失的方法和相应的公式。
A.П.尤芬分析了局部沉积管内矿浆流动的情况，指出这种流动是非常复杂的，它与无沉积管内的矿浆流动有着本质上的差别，这个差别主要可解释为：在沉积管内矿浆流量的增加引起沉积层的局部冲刷，因此增加了液流断面，它又影响到流速，这样一来，矿浆流量的变化通过流速、液流断面的面积和形状的变化影响着水力阻力。
量的增加引起沉积层的局部冲刷，因此增加了液流断面，它又影响到流速，这样一来，矿浆流量的变化通过流速、液流断面的面积和形状的变化影响着水力阻力。
尤芬基于在局部沉积管内水力输送砂子的试验资料，提出了计算水头损失的公式。
（1）式中 VY3 —当沉积厚度h3=D—hc时的砂浆流速；R—水力半径。
尾矿库虹吸式调水水力计算与应用
尾矿库虹吸式调水水力计算与应用曾学敏;项宏海;汪斌;乔桂林【摘要】介绍了虹吸管的原理及虹吸式调水的水力计算方法,结合某铜矿尾矿库调水应用实例,解决实际工程存在的排水问题,对今后的类似工程实践具有较好的指导意义.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2013(000)008【总页数】2页(P141-142)【关键词】虹吸管;尾矿库;调水;水力计算【作者】曾学敏;项宏海;汪斌;乔桂林【作者单位】中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司;金属矿山安全与健康国家重点实验室;中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司;金属矿山安全与健康国家重点实验室;中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司;金属矿山安全与健康国家重点实验室;铜陵有色金属集团控股有限公司冬瓜山铜矿【正文语种】中文虹吸管是水利发电、农业灌溉、引水调水等工程中的重要建筑物之一，发挥了重要作用，并在尾矿库排水系统中得以应用。
正确掌握虹吸式排水的水力计算是设计人员选择安全、经济、合理、有效的过水输水方案的前提［1］。
排水系统构筑物按照水力计算条件分为有压、半有压和无压3类，虹吸管属于有压管［2］。
水力计算是虹吸管道设计的核心，其实质就是在保证水量、水压安全的条件下，通过水力计算优化设计方案，选择合适的管材和经济管径。
虹吸是指液态流体在密闭的空间内上升到高处后再流到低处的一种物理现象，是液态流体分子间引力与位能差所造成的。
在实际应用中，常常用管道代替密闭空间。
虹吸管为利用液体重力和大气压力使液体越过一定高度到达较低目的地的简单装置。
虹吸原理必须满足3个条件：①管道内必须充满液体；②管道出口处液位比管道进口处的液位低；③管道的最高点与管道进口处液面的高度差不得高于大气压支持的液柱高度。
某铜矿尾矿库投入试运行，试生产初期生产管理单位多次提出回水能力不足，甚至3台泵同时开启工作，也满足不了回水的要求，回水池水位不降反涨。
该尾矿坝为一次性填筑而成的不透水堆石坝，上游坝面设置了土工膜防渗，库区（水工专业称为库盆）实际上就是一个存放一定浓度尾矿的水库。
尾矿输送降低流速节省尾矿输送成本
尾矿输送扩大管径降低尾矿输送成本第一章管路现状：1、三条φ273mm的世元管，两工一备，高差H A=72m，管线长度L=2800m，弯头数量9个，管径为φ273mm世元管，流速是3.49m/s。
2、平均尾矿量约为380t/h，矿浆浓度24%-26%，矿石比重2.7，最大粒度0.5mm，堆比重1.6t/m³。
第二章存在问题1、由于输送管路较小流速较快，管路磨损较快，电机功率较大，摩擦阻力较大，有用功利用较少，成本较高。
第三章解决办法针对现有一级泵站存在的问题，为了降低成本，保证选厂生产连续性，此方案采取的措施：更换管径具体办法：一、更换管径为φ273（6+12）mm的世元管，流速为3.49m/sΦ273mm进行相应计算，计算步骤如下：1、计算管径为φ273mm的世元管（1）计算矿浆流量Q m（矿浆浓度定为25%）Q m=Q G+Q s=G k/S+(G k/C W-G K)=380/2.7+(380/0.25-380)=1280.74m3/h （2）计算管内流速VV=Q/A=Q/[π×R2×3600]=640.37/[3.14×（0.125）2×3600]=3.63m/s（DN250）（3）核算沉降流速V L由于输送浆体管路内径大于200毫米，可用凯夫公式进行校核。
V L=1.04×D0.3×(S-1)0.75×ln(d50/16)×【ln(60/C v)】0.13V L =2.01m/s（DN250）其中体积浓度C v=Q G/Q m=140.74/1280.74=0.11（4）计算管路损失h fa、首先计算当量长度L d通过查表，将管路中阀门、弯头、三通等附件折合成直管长度。
h fl=λ×(L d/D) ×[V2/(2×g)]=0.0153×(2867.5/0.255) ×[(3.63)2/(2×9.8)]=117.57m（DN255）其中λ为管路摩擦阻力系数，它可以通过查表的形式得到。
尾矿库排水系统两种水力计算方法的比较
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２ 期 第 ３ 卷 ２
有 色 冶 金 设 计 与 研 究
２１ ０ １年
４ 月
尾ห้องสมุดไป่ตู้剧 Ｅ 水系统两种水力计算方法的比较
吴 国高， 刘晓峰， 卢建京， 沈楼 燕
（ 中国瑞林工程技术有 限公司， 江西南 昌 ３ ０ ０ ） ３ ０ ２
［ 摘 要 ］ 据某尾 矿库框架式排水 井＋ 洪隧洞的排 水 系统， 根 排 利用经验公式 法和计 算流体 动力学流场模 拟法 （Ｆ ） Ｃ Ｄ 两种水 力计 算方法进行 对比计算，Ｆ Ｃ Ｄ法计 算得 出的半压 力流态下的泄流 量比经验公式 法【 计 算的结果要 １ １
井座内径 ３ ’ 座高 ６ 井 座进水口高程 ７９ 。 ＿ｍ ５ 井 ．Ｈ ３ｌ ４．ｍ ０ 排洪 隧洞 ： 圆拱直 墙式 ． 断 面 ２２ｍ ２５ｍ， 长 净 ． ｘ． 全
７ １ ４ｍ其 中进 口段 ６ ９． ７ ０ｍ及 出 Ｆ段 ５ Ｉ ０Ｉ 用钢 筋 ｎ采 混凝 土衬砌 ， 其余段侧 墙和顶拱采用喷混凝土衬砌 ， 进 水 口高程 ７５ ４．ｍ出水 口高程 ７ ５ １ 纵 坡５ ２ ０． ６ｍ ％。 利用 经验公 式法 和 Ｃ Ｄ法推 求该套 排洪 系统在 Ｆ 水位 ７４ 以下 的泄流 量与库水位关 系 曲线。 ５．ｍ ５
Ａｂ ｔａ ｔ Ｏ ｅ ｄ ａ ｎ ｇ ｙ ｔｍ， ｒ ｍｅｄ ａ ｎ ｇ ｌ ＋ ｆ ｏ ｉｃ ａ ｇｎ ｎ ｅ， ｏ ｅｔ ｉ ａｌ ｇ ｏ ｄ ｔ ｅｐ ｐ ｒｈ ｓｃ ｒｉｄ ｓ ｒ ｃ ｆ ｈ ｒ ｉ ａ ｅｓ ｓｅ ｆ ｔ ａ ｒ ｉａ ｅｗｅｌ ｌ ｄ ｄ ｓ ｈ ｒ ｉ ｇｔ ｎ ｌｆ ｒ ｃ ｒ ｎｔ ｉ ｎ ｓｐ ｎ ， ｈ ａ ｅ ａ ａ ｒ ｏ ｕ ａ ａ ｉ ｅ
尾矿库排洪系统水力计算研究
Journal of Southwest University for Nationalities ⋅ Natural Science Edition ___________________________________________________________________
图1
灰场的排洪系统
图2
框架式竖井的结构图
2) 初步设计对该灰场进行分期使用 ( 主要为初期坝时期 ( 坝顶标高 282.00m) ，一级子坝时期 ( 坝顶标高 287.00m)，二级子坝时期(坝顶标高 292.00m))； 3) 安全超高，参考《火力发电厂水工设计规范 DL/T 5339—2006》 ，取设计工况坝顶安全超高 0.70m，校核 工况安全超高 0.50m ； 4) 区间库容特征曲线； 5) 灰场的洪水过程线. 4.2 设计方案计算 设计方案的排洪卧管管径 D=3.0m，框架式竖井的内径 D=9.0m. 1) 排水竖井泄洪能力计算 由于灰场的三个阶段的初始调洪库容都很大， 灰场能够安全运行， 初步估计灰场每阶段需要 2.0m 的调节水 深，因此，在此只对标高 280.00m~282.00m、标高 285.00m~287.00m、标高 290.00m~292.00m 进行泻洪能力计 算(泄洪流量关系见图 3~图 5)，然后进行调洪演算.
1.5 +2.7ncωc Qd=1.8ncεbc H 0
∑
Hi
,
式中：H0、ωc、Hi 分别为最上层未淹没工作窗口的泄流水头(m)、一个窗口的面积(m2)、第 i 层全淹没工作窗口 的泄流计算水头(m). 2.2 半压力流 当水头增大，井内被水充满，但排水管内未呈现管流，泄洪量受竖井的入口控制，此时为半压力流阶段(又 称明满流交替阶段)，此阶段的计算公式如下： c、框架式排水竖井半压力流泄流能力计算公式[1] Q=ψFs 2 gH 其中：ψ=
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尾矿浆体输送水力计算
1、尾矿浆体输送时应进行小型静态试验；对重大工程，输送距离大于10km的长距离尾矿输送及特殊浆体的输送，除应进行小型静态试验外，尚应进行半工业性环管试验。
尾矿浆体输送试验项目应按本规范附录E进行。
2、尾矿浆体流变参数应通过试验测定。
在没有测定数据时，可按有关的经验公式计算出可供参考的流变参数。
3、选矿厂排出的尾矿浆体正常流量可按下列公式计算：
式中：Q k——尾矿浆体正常流量(m3／s)；
W——尾矿固体重量(t／d)；
m——尾矿浆体中水重与固体重之比(水固比)；
ρg——尾矿颗粒密度(t／m3)；
ρs——水密度(t／m3)；
C w——尾矿浆体重量浓度，以小数计。
4、尾矿浆体输送不宜设大型流量调节装置，输送流量应在正常流量基础上加上一定的波动范围。
当选矿厂工艺无法提供确切数据时，输送流量波动范围可取±10％。
5、尾矿浆体输送应确定输送的临界流速和摩阻损失，可按相应的试验或按浆体性质相关的经验公式计算确定。
设计时应根据可靠的试验资料、经验数据、计算结果及类似系统运行资料，经综合分析后确定。
6、尾矿浆体管道输送水力计算中，应按Q max及Q min分别校核计算其临界管径
D max和D min，并选用适当的标准管径D，同时应符合下列要求：
（1）计算摩阻损失时，流量与管径的取值应符合下列规定：
1)当D＜D min时，流量取Q max，管径取D；
2)当D＞D max时，流量取Q min，管径取D min；
3)当Dmin＜D＜D max时，应取Q min和D min及Q max和D分别计算，取其中大值。
（2）在尾矿浆体明槽输送水力计算中，计算过流断面时流量应取Q max，计算摩阻损失时流量应取Q min。
（3）管道输送与明槽输送设计摩阻损失，其安全系数应取1.1～1.2。
7、尾矿输送自流管道的最大设计充满度可按表11.2.7确定。
表11.2.7 尾矿输送自流管道的最大设计充满度
8、尾矿输送明槽的断面可采用矩形、梯形或U形，槽底最小宽度宜为0.2m。
自流槽的水面超高宜采用0.2m～0.4m，断面大、流速大时宜取大值，断面小、流速小时宜取小值。
转角处或坡度由大变小处的超高可根据经验或计算适当加大。
9、尾矿浆体自流明槽输送、静压自流管道输送和加压管道输送的最大设计流速，不宜超过临界流速的1.3倍，最小流速不宜小于1.0m／s。