充填相关计算公式教学文稿
毕业设计 第八章 充填系统
第八章 充填系统8.1 矿山充填能力 8.1.1 充填能力计算矿山生产能力为100万t/年，根据毕业设计任务书中岩石容重为2.8t/m 3。
矿山年平均充填能力按下式计算： ZQ Q kn γ=（6—1）式中 Q n ——矿山年平均充填能力，m 3/a ； Q k ——矿山充填法年产量，t/a ； γ——矿石体重，t/m 3，取2.8 t/m 3；Z ——采充比，即每生产1m 3矿石应回填入采空区的充填料体积之比，m 3/m 3 ，一般情况下，Z =0.85~0.98，为使充填设施留有余地设计中一般取Z =1.0。
带入数据可得Q n =35.71×104m 3/a 。
8.1.2 日需充填量矿山日平均充填量是指矿山在年充填时间内，根据年充填量和年工作天数，工作天数设计为330d ，可知日需充填量为d Q Q n /0= （6—2） 式中 Q 0——为日需充填量，m 3； Q n ——为年平均充填量，m 3； d ——年工作天数,取330天； 带入数据可得0Q =1082 m 3/d 。
8.1.3 充填材料日需供应量充填材料日需供应量指充填材料来源地（采石场、采砂场、破碎筛分站或尾砂分级站）供应给充填设施的每日平均量。
根据《采矿设计手册》，有公式：0211Q K K Q = （6—3）式中 K 1——充填材料的原体积和初次沉缩后的体积之比，K 1=1.05 ~ 1.15，一般情况下干式、胶结充填取小值，水砂充填取大值，在此取K 1=1.1；K 2——充填料的流失系数，水砂充填K 2=1.05，胶结充填K 2=1.02 ~ 1.05，在此取1.03；带入相关数据可得：Q 1=1.1×1.03×1082=1226m 3/d8.1.4 充填材料年需供应量根据年充填量和工作天数可知三山岛金矿的年需供应材料为：Q总=Q1×330=1226×330=40.46×104m³/a8.1.5 设计充填能力计算可得三山岛金矿的日需充填体积为1082m3，由于实际采矿于充填工作的不平衡性，充填系统充填能力应按下式计算：Q c =KQ0（6—4）式中 Q c——充填系统设计充填能力，m3 /d；K——充填作业的不均匀系数，取K=2；带入数据得：Q c=1082×2=2164 m3 /d按每天纯充填时间按12h记，则三山岛金矿每小时的充填能力应达到180.3 m3 /d。
充填理论与技术教案
充填理论与技术
▲ 地压实例
广东大宝山矿
肖智政
充填理论与技术
▲ 解决的策略 1). 加强观测 2). 回填空区
提高回收率、增强安全性最有效的方法是： 提高回收率、增强安全性最有效的方法是：
采用充填采矿技术
充填理论与技术
肖智政
充填理论与技术
内容
1. 充填材料及其主要性质 2. 充填系统及料浆制备 3. 充填料的水力输送 4. 结构流的管道输送 5. 充填体的力学性质 6. 充填技术最新进展
硅酸盐水泥 水化反应
1) 3CaO·SiO2+nH2O→2CaO·SiO2·(n-1)H2O+Ca(OH)2 ·(n2) 2CaO·SiO2+nH2O→CaO·SiO2·(n-1)H2O+Ca(OH)2 ·(n3) 3CaO·Al2O3+3(CaSO4·2H2O)+26H2O→ 3CaO·Al2O3·3CaSO4· 32H2O 4) 4CaO·Al2O3·Fe2O3+2Ca(HO)2+6(CaSO4·2H2O)+5H2O→ 6CaO·Al2O3·Fe2O3·6CaSO4· 19H2O
肖智政
充填理论与技术
惰性材料的要求： 惰性材料的要求： 1). 来源广泛 2). 无毒无害，不污染环境 无毒无害， 3). 成本低 4). 细泥（小于25微米）含量低 细泥（小于25微米 微米） 5). 有一定的渗透速度（大于100mm/hr） 有一定的渗透速度（大于100mm/hr）
肖智政
充填理论与技术
Countries South Africa USA Australia Russia Indonesia Canada China Others Total
充填体宽度,强度,支护阻力的计算要点
沿空留巷充填体参数及支护阻力的计算1巷道的基本情况本设计为姜家湾煤矿2213巷道巷旁充填体参数及支护阻力的计算，2213巷道老顶为细砂岩与粉砂岩互层，平均厚度18.48m ，直接顶为细砂岩，平均厚度11.47m 。
伪顶为粉砂岩，厚度 0.2m-2.2m 。
底板直接底为细砂岩，厚度2m-4.2 m 。
本矿井煤层厚度0.7～1.5m ，平均厚度1.23m ，，容 重1.28t/m 3，煤质中硬，瓦斯绝对涌出量0.18m 3/min ，煤尘爆炸指数29.26%，具有爆炸性，自燃发火期6个月，属自燃发火煤层。
本巷道宽度和高度分别为4500mm 和2600mm 。
2充填体宽度的计算充填体宽度B 可按下列经验公式计算： ()452.0342.0685.03367.0h H b a B ⋅⋅+=式中 a —巷道半宽，2.25m ；b —充填体破裂区宽度，一般取20－30cm ，本次取0.25m ； H —平均开采深度，取228m; h —充填体高度，取1.8m 。
将以上因素代入经计算得B ＝0.367452.0342.00.68532430.25)(6.75⨯⨯+ =0.367⨯3.7964.15.6⨯⨯ =14.82m第二种算法预先确定了沿空留巷的巷旁支护强度后，就可根据所需的巷旁支护强度和巷 旁支护材料的力学性能,由式（3-21）设计巷旁支护宽度,并结合具体的地质、生产条件等确定巷旁支护体的具体形式 b=KF/p式中,b 为巷旁支护平均宽度，m ； F 为沿空留巷所需的巷旁支护强度,MN/m ； p 为巷旁支护体成型后1d 的抗压强度,MPa ； K 为安全系数,一般K=1.1～1.2。
代入公式得b=1.26.4357.11=÷⨯m根据计算结果及经验类比(巷旁充填带宽度一般为充填高度的0.6~0.9倍)[晋城矿区9号煤沿空留巷实验]3充填体强度的计算巷道充填体的平均强度随巷道高度的增加和巷道间距的减小而下降。
充填相关计算公式
充填相关计算公式充填是指用大量材料填充一个空间以增加其密度和稳定性的过程。
充填通常用于填充土壤、岩石和混凝土等材料。
在工程和建筑领域，充填是一种常见的施工方法，用于加固土壤、修复地基、填充模板和填充护坡。
充填计算是在进行充填工程之前，确定充填材料的数量和适当性的过程。
下面将介绍几种常见的充填计算公式和方法。
1.充填体积计算公式充填体积计算是充填计算中最基本的部分。
充填体积通常通过测量充填区域的长、宽和高来计算。
充填体积计算公式如下：充填体积=面积×高度其中，面积是充填区域的横截面面积，高度是充填的厚度或高度。
2.充填材料重量计算公式充填材料的重量计算是为了确定所需材料的数量和成本。
充填材料重量计算公式可以根据材料的密度、充填体积和含水率来计算。
公式如下：充填材料重量=充填体积×充填材料的密度×(1+含水率)其中，充填体积是通过前面的公式计算得出的充填区域的体积，充填材料的密度是指材料的干燥密度，含水率是指充填材料中的水分含量。
3.充填材料压实度计算公式充填材料压实度是指充填材料的密实程度和稳定性。
充填材料压实度计算公式可以通过测量充填材料的干燥密度和固体体积来计算。
公式如下：充填材料压实度=充填材料的干燥密度/充填材料的理论密度其中，充填材料的干燥密度是通过材料干燥后的重量和体积计算得出的，理论密度是指充填材料在理想状态下的密度。
4.充填加固计算公式充填加固是指通过施工方法和技术来增加充填材料的密度和稳定性。
充填加固计算公式可以通过测量充填材料的体积和固结比来计算。
公式如下：充填加固=充填材料体积/充填前的体积其中，充填材料体积是通过测量充填区域的体积来计算得出的，充填前的体积是指未进行充填前的土壤或岩石体积。
5.充填护坡计算公式充填护坡是指在充填施工过程中，保护和加固充填区域边缘的一种构造。
充填护坡计算公式可以通过测量护坡的长度、高度和倾斜度来计算。
公式如下：充填护坡体积=护坡长度×护坡高度×护坡倾斜度其中，护坡长度是指护坡的横截面长度，护坡高度是指护坡的垂直高度，护坡倾斜度是指护坡的倾斜角度。
煤层直接顶充填系数_计算公式_概述说明
煤层直接顶充填系数计算公式概述说明1. 引言1.1 概述在矿山工程中，煤层直接顶充填系数是一个重要的参数，用于评估和预测煤层直接顶充填体的稳定性和性能。
它是指充填体在承受来自上方覆盖和内部应力的情况下的变形特性和抗压能力。
通过计算和分析煤层直接顶充填系数，可以了解充填体在不同条件下的力学行为，并采取相应的措施来确保矿山安全和高效运营。
1.2 文章结构本文主要包括五个部分：引言、煤层直接顶充填系数计算公式概述说明、煤层直接顶充填系数的影响因素分析、煤层直接顶充填系数计算方法与实例分析以及结论。
在引言部分，我们将介绍文章的概述、结构以及目的，为读者提供一个清晰明了的导读。
1.3 目的本文旨在对煤层直接顶充填系数进行详细描述和分析，探讨其计算方法和影响因素，并提供实际应用案例进行验证。
通过本文的研究，可以增进对煤层直接顶充填系数的理解，为矿山工程的设计和管理提供科学依据。
此外，本文还将讨论未来可能的研究方向，以推动相关领域的发展与进步。
以上是“1. 引言”部分的内容，请以普通文本形式进行撰写。
2. 煤层直接顶充填系数计算公式概述说明2.1 煤层直接顶充填系数定义煤层直接顶充填系数是指在煤层采空区充填过程中，所用固体材料的填充效果与实际需要填充空间的比值。
它反映了固体材料对采空区进行有效填充的程度，是评价采空区群稳定性和资源利用效率的重要指标。
2.2 公式推导过程煤层直接顶充填系数可以通过以下公式来计算：煤层直接顶充填系数= （实际使用的固体材料量）/（理论上所需固体材料量）其中，实际使用的固体材料量可以通过现场测量或者记录得到，而理论上所需固体材料量则需要根据具体情况进行计算。
公式推导过程主要包括确定理论上所需固体材料量的方法和具体步骤。
2.3 公式应用范围和限制煤层直接顶充填系数的计算公式适用于各种不同形态和规模的采空区，包括巷道、采煤柱和放顶煤柱等。
同时，该公式也可以作为评价充填质量和稳定性的重要依据。
填充因子计算公式
填充因子计算公式引言：在材料科学和工程领域中，填充因子是一个重要的参数，用于描述材料中充填物的分布情况。
填充因子的计算公式是通过对充填物和基质的几何形状进行数学建模，以确定充填物的体积分数。
本文将介绍填充因子的计算公式及其应用。
一、填充因子的定义填充因子是指填充材料的体积与总体积之比。
在材料科学中，常用的填充因子计算公式如下：填充因子 = 填充材料的体积 / 总体积其中，填充材料的体积是指填充材料所占据的实际空间体积，总体积是指整个材料的实际空间体积。
二、填充因子的计算方法填充因子的计算方法根据材料的几何形状和充填物的分布情况而定。
下面将介绍几种常见的计算方法：1. 球形粒子的填充因子计算：如果充填物是球形粒子，则可以使用以下公式计算填充因子：填充因子= (4/3) * π * r^3 * n / V其中，r是球形粒子的半径，n是球形粒子的个数，V是总体积。
2. 方形粒子的填充因子计算：如果充填物是方形粒子，则可以使用以下公式计算填充因子：填充因子 = a^2 * n / V其中，a是方形粒子的边长，n是方形粒子的个数，V是总体积。
3. 随机分布的填充因子计算：如果充填物是随机分布的，可以通过图像处理和计算机视觉等方法来计算填充因子。
三、填充因子的应用填充因子广泛应用于材料科学和工程领域。
以下是一些典型的应用案例：1. 复合材料制备：填充因子可以用来控制复合材料中填充物的分布密度，从而调节材料的性能。
例如，在制备高强度复合材料时，可以通过调整填充因子来控制材料的硬度、强度和韧性。
2. 纳米材料制备：填充因子对于纳米材料的制备也具有重要意义。
在制备纳米颗粒时，可以通过控制填充因子来调节颗粒的大小和分布。
3. 空隙率计算：填充因子的补数称为空隙率，用于描述材料中的孔隙空间。
空隙率可以影响材料的密度、导热性和机械性能等。
4. 涂层制备：填充因子的计算可以用于涂层材料的制备。
通过控制填充因子，可以调节涂层的厚度和均匀性，从而提高涂层的性能和稳定性。
塑胶科学注塑法充填平衡计算法
塑胶科学注塑法充填平衡计算法注塑法充填平衡计算法是塑胶科学中的一种常用方法，用于计算注塑成型过程中的充填平衡状态。
本文将从注塑法的基本原理、充填平衡计算方法以及应用案例等方面进行介绍。
注塑法是一种将熔化状态的塑料材料注入模具中，通过模具的充填、加压和冷却等过程，使其形成所需形状的产品的工艺方法。
注塑法具有成型速度快、成型工艺稳定、产品质量高等优点，因此被广泛应用于塑胶制品的生产。
充填平衡是指注塑成型过程中塑料材料在模具腔内的充填状态达到平衡，即充填均匀、稳定，不发生短充、冷流和气泡等缺陷。
充填平衡的计算是注塑法的关键步骤，它包括充填平衡状态的判断和充填平衡时间的计算。
充填平衡状态的判断可以通过注塑成型过程中的观察和模拟计算来进行。
观察方法可以通过检查注塑成型过程中的充填情况，如是否有充填不均匀的地方、是否有短充或冷流等缺陷。
模拟计算方法可以通过建立注塑成型模型，使用流体力学模拟软件进行计算，得到注塑成型过程中的充填状态。
根据判断结果，可以调整模具结构和工艺参数，以达到充填平衡状态。
充填平衡时间的计算方法主要有经验公式法、数值模拟法和试验法等。
经验公式法是根据塑料材料的特性和模具的几何参数，通过经验公式来估计充填平衡时间。
数值模拟法是通过建立注塑成型模型，使用计算流体力学方法进行数值模拟，得到充填平衡时间。
试验法是通过实际注塑成型试验，观察充填情况来判断充填平衡时间。
注塑法充填平衡计算方法的应用案例主要包括充填模拟分析、充填状态的判断和充填时间的计算。
在充填模拟分析中，可以根据注塑成型模型和塑料材料的特性，使用计算流体力学软件进行模拟计算，得到注塑成型过程中的充填状态和充填时间。
在充填状态的判断中，可以通过观察注塑成型过程中的充填情况，如模具填充图案、充填不均匀等来判断充填状态。
在充填时间的计算中，可以使用经验公式法、数值模拟法和试验法等方法来计算充填时间。
总之，注塑法充填平衡计算方法是塑胶科学中的一项重要内容。
采矿充填 算法
采矿充填算法
采矿充填算法通常包括以下步骤：
1.划分矿块：将矿体划分为矿房和矿柱两个步骤回采。
2.确定充填能力：根据采矿要求，充填能力由公式Qn=kQkZ/γ确
定，其中Qn为充填能力，Qk为日产矿量，γ为矿石密度，k为采充时间不平衡系数，Z为采充与作业不平衡系数。
3.确定供砂能力：根据选厂供砂能力，由公式Qs=Qkγ1÷δ确定，
其中Qs为供砂能力，Qk为日产矿量，γ1为全尾砂产率，δ为尾砂密度。
4.确定充填输送管径：根据料浆流速，由公式V=Q/(3600×π/4×
D2) 确定充填输送管径D，其中V为料浆流速，Q为充填料浆流量。
以上是采矿充填算法的一般步骤，具体实现会因实际情况而有所不同。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
充填相关计算公式
1. 采矿要求充填能力：
Q n =k Q k Z/ 丫，式中Q n为充填能力；Q k为日产矿量；丫为矿石密度；k为采充时间不平衡系数；Z为采充与作业不平衡系数。
2. 选厂供砂能力：
Q s=Q k 丫 1 式中Q s为供砂能力；Q k为日产矿量；丫1为全尾砂产率；s为尾
砂密度。
3. 充填输送管径与料浆流速的关系式
V=Q/ (3600x冗/4x D2),式中V为料浆流速；Q为充填料浆流量。
4. 充填倍线
(H+L /H = 丫/i.20i,式中(H+L)/H为管道总长与垂直管道高度之比，即充填倍线。
5. 压力损失
i=4/D x ( 4/3 T o+8v/D 卩B )
6. 充填体强度变化率
就说明充填体是均质的。
按下式计算充填体强度
式中：§为强度变化率斤为任一试块的强度.
MPa;焉为取样试块的算术平均强度,MPa; M为试验次数-根据表2测得的允填体2强度数据计算哉佔
7. 砂仓容量的确定
V=V y/K, V为砂仓总容积；V y为砂仓有效容积；k为砂仓容积利用系数，一般取0.8-0.95。
V y=q/ p , q为日产矿量，p为矿石密度。
8. 充填空区计算
式中：Q C R cc Q O 6.7 万m3/a
k
Q C――矿山年充填量，万m3/a ；
Q O矿山米矿生产能力，Q
O 20万t/a ；R CC――井下米充比，R CC =0.9；k——矿石/尾砂密度，k=2.68t/m 3。
9. 尾砂年产量
Q TT Q 0 ? R TT
式中：Q TT——尾砂年产量，万t/a ；Q O――矿山采矿生产能力，R TT――选厂尾砂产率，％。
10. 充填尾砂量
3 Q T K I * K2 *Q C 7.88万m /a
式中：Q T年充填尾砂量，万m3/a ；
K1 ――尾砂脱水浓缩系数，K1=1.15；K 2 充填材料流失系数，K 2=1.02;
11. 尾矿输送临界管径计算
| *
Q 0.2D 1 （1 2.48V'M Z VD i
MZ ——重量砂水比，
B 体物料比重校正系数,
2.7 1
Dl ――临界管径，
12. 临界流速计算
临界流速采用克诺罗兹公式计算 克诺罗兹公式：
V 0.255(1 2.483 M z 4 D l ) 式中：M z ——重量砂
水比，砂重/水重X100;
3 ――体物料比重校正系数；
当 Y < 2.7t/m 时，3 =1
D 1――临界管径。
13. 水力坡度计算
水力坡度采用金川似均质流公式计算:
1.78
4.42 gD （_t_1） • C x
Ic ――水平直管单位长度料浆水力坡度，KPa/m ;
I0――水平直管单位长度清水水力坡度， KPa/m ； i0=X 0V2/(2gD)
Cv ――料浆的体积浓度,%
g ----- 重力加速度，m/s 2;
D ----- 管径，m ；
V ----- 流速，m/s
克诺罗兹公式:
当 Y < 2.7t/m 时,
2.7 1
i o 1 106. 9C V
i c
Cx ――颗粒沉降阻力系数；
丫t――固体物料密度,t/m3；
入0――阻力系数，
14. 输送扬程计算
H= h1+h2+h3+h4+h5
式
h1 砂泵几何咼差压头，mH2O;
中：
h1= hn •浆
hn 砂泵扬程几何咼差，m；丫浆一一泵送浆体密度，
t/m3;
h2――输送管道沿程阻力，mH2O;
h3――输送管道沿线的局部损失，mH2O;
h3= (0.1~0.15) h1
h4 砂泵吸入管的压头损失，通常h4取2~4 mH2O;
15. 选矿厂排出尾矿浆流量
防叭”Pg+讪心)• 1/S6400 (7 2 1-0
(7.2.1-2)
責中.0为尾旷义正常流駅(口人)；皿为尾旷固体nt(td)；%为尾旷颗越密度(协2)：門为水的密盛(t/m3)：为矿浆中水审与尾旷同体审的比值(水圃比)；P矿浆的車城浓度.
16•扬程计算
矿浆泵的总扬程应大于输送矿浆所需的总扬程。
输送矿浆所需的总扬程按8.3.1-1式计算，离心式矿浆泵的总扬程按8.3.1-2式计算，油隔
离、水隔离泥浆泵的总扬程按8.3.1-4式计算。
P k=9.8Hp k/ p + Li k+p j+p n + p z (8.3.1-1 )
p b=^p s p k/ p s k p k m (8.3.1-2 )
k p=1-0.25 p (8.3.1-3 )
(8.3.1-4 )
p b=E p e k
式中：p k为输送矿浆所需的总扬程（kPa） ;H为提升矿浆的几何高度（m）; p k为矿浆的密度（kg
/m3）; p s为水的密度（kg/m3）; L为管道长度（m）；i k为管道沿程摩阻损失（kPa/m）；p j为
管道局部摩阻损失（kPa），可按沿程摩阻损失的5%~10%计；p n为泵站内管道零件的摩阻
损失（kPa），可计算确定或每座泵站取20~30kPa ；p z为所需的剩余压力（kPa ），每个排
出口可取20~30kPa ;p b为矿浆泵输送矿浆时的总扬程（kPa） ; p s为矿浆泵的清水扬程（kPa）；k p为矿浆泵输送矿浆时的扬程降低率，可根据8.3.1-3式确定；k m为矿浆泵磨蚀后的扬程
折减率，在0.85~0.98间选取。
对于磨蚀性较大，口径小于等于100mm的小型敞开式泵轮
宜取小值；对于磨蚀性较小，口径200或200mm以上的大型、封闭式泵轮可取大值；p为
矿浆的重量浓度；p e为泵的额定压力（kPa）; k为泵的压力储备系数，油隔离泵取
0.85~0.95，水隔离泵取0.95~1.0，对于停电时不需排空的尾矿管道宜其取小值。
17•矿浆泵电机功率计算
离心式矿浆泵和油隔离泥浆泵配用的电动机，其功率分别按8.3.2-1和832-2式计算。
N = k1 q b p s p k / （1000 n n p s）| （8.3.2-1）
N = k1 q b p k / （1000 nn）（8.3.2-2）
式中：N为泵所需的电机功率（kw）; k1为电动机的功率储备系数，N<kw，取1.2 ; N >
40kw，取1.1 ; q b为泵输送矿浆的计算流量（L/s ）; n为机组的传动效率，联轴器传动取
1.0 ,三角皮带传动取0.95~0.96，齿轮传动取0.97~0.98，液力偶合器取0.97 ; n为泵扬
送清水时的效率；n为泵的容积效率，按制造厂提供的数值采用或取0.85~0.90 ；n为机械
总效率，可取0.94。