本實用新型涉及尾礦處理技術領域，更為具體地，涉及一種尾礦自流輸送管道消能結構。

背景技術：

在礦山開采過程中，礦山選礦廠提取精礦后會產生大量的固體廢物，即為尾礦，這些尾礦一般需要通過尾礦自流輸送(利用選礦廠與尾礦庫之間的幾何高差，將尾礦漿體的勢能轉化為動能，從而推動其在自流道或者流槽內流動，到達尾礦庫進行堆存的輸送方式)的方式輸送至尾礦庫進行儲存。

尾礦自流輸送的方式具有節(jié)省投資和運行費用的特點，在具備自流輸送的條件下，自流輸送都是尾礦輸送的首選方式。然而，尾礦自流輸送所需勢能，即所需幾何高差是一定，當選礦廠與尾礦庫的實際幾何高度差大于所需幾何高度差時，勢能所轉化的動能就會過大，造成管道流速過快，從而加快管道磨損，大大縮短自流管的使用壽命。因此，需要對尾礦的這部分多余的能量進行消減。

目前，尾礦自流輸送現(xiàn)有的消能方式為鋼管式跌水井型式，在《尾礦設施設計參考資料》(冶金工業(yè)出版社，1980年)中有記載。現(xiàn)有鋼管式跌水井消能型式，主要是通過在地形坡度較陡的地段布置鋼制豎井連接前后段自流管，通過在鋼制井內形成跌水井進行消能。然而，跌水井消能的方式具備以下技術缺點：1、鋼制井管徑必須大于自流管管徑，耗材較多；2在流量和自流管徑較大的情況下，跌水井制作和安裝較困難，工作效率較低。

基于以上技術問題，亟需一種耗材量低、工作效率高的消能效果好的尾礦消能方法。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本實用新型的目的是提供一種尾礦自流輸送管道消能結構，以解決現(xiàn)有尾礦消能方法耗材量大、工作效率低的問題。

本實用新型實施例中提供的尾礦自流輸送管道消能結構，包括設置在選礦廠與尾礦庫之間的自流管；在所述自流管的陡坡段連接有縮經管；其中，所述縮經管的兩端均通過連接件與所述自流管相連；并且，所述縮經管的內壁上設置有內襯層；自所述選礦廠產生的待消能尾礦通過所述自流管配合所述縮經管消能后收入所述尾礦庫。

此外，優(yōu)選的結構是，所述連接件包括與所述自流管相連的彎頭管，所述自流管通過所述彎頭管轉入所述陡坡段后與所述縮經管相連。

此外，優(yōu)選的結構是，所述連接件還包括變徑管，所述彎頭管通過所述變徑管與所述縮經管適配連接。

此外，優(yōu)選的結構是，所述連接件還包括法蘭，所述自流管與所述彎頭管之間、所述彎頭管與所述變徑管之間以及所述變徑管與所述縮經管之間均通過所述法蘭相連。

此外，優(yōu)選的結構是，所述彎頭管、所述變徑管以及所述縮經管均為耐磨金屬制件。

此外，優(yōu)選的結構是，所述彎頭管、所述變徑管以及所述縮經管均為雙金屬復合管制件；并且，

所述縮經管的內層管為所述內襯層，所述內襯層為耐磨金屬制件。

此外，優(yōu)選的結構是，所述內襯層為鑄石、陶瓷、耐磨金屬中任意一種材料的制件。

此外，優(yōu)選的結構是，所述自流管的尾礦充滿度低于0.8，所述縮經管的尾礦充滿度高于0.99。

此外，優(yōu)選的結構是，所述自流管的陡坡段設置有至少兩段；并且，

所述自流管的各陡坡段內均連接有所述縮經管。

從上面的技術方案可知，本實用新型提供的尾礦自流輸送管道消能結構，通過在自流管的陡坡段連接縮經管能夠在縮徑管內形成滿管壓力流，通過高速流動的漿體形成高摩阻損失，從而達到消減能量的目的，縮徑管管徑越小，管線越長，消能效果越顯著；由于縮經管的管徑較小，耗材較低，節(jié)約資源；此外，縮經管的安裝相對于跌水井制作更加簡單，能夠有效提高自作過程中的工作效率。

附圖說明

通過參考以下結合附圖的說明，并且隨著對本實用新型的更全面理解，本實用新型的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例提供的尾礦自流輸送管道消能結構的主視圖；

圖2為本實用新型實施例提供的縮經管的局部放大剖面圖；

其中的附圖標記包括：待消能尾礦1、自流管21、彎頭管22、變徑管31、縮經管32、內襯層33。

在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特征或功能。

具體實施方式

為詳細描述本實用新型的尾礦自流輸送管道消能結構的結構，以下將結合附圖對本實用新型的具體實施例進行詳細描述。

圖1示出了本實用新型實施例提供的尾礦自流輸送管道消能結構的主視結構；圖2示出了本實用新型實施例提供的縮經管的局部放大剖面結構。

結合圖1、圖2共同所示，本實用新型實施例中提供的尾礦自流輸送管道消能結構，包括通過鋪設、架設等方式設置在選礦廠與尾礦庫之間的自流管21，需要說明的是，選礦廠與尾礦庫之間具有一定的高度差，這段高度差路面上一般會存在多個陡坡段，尾礦在自流管21中通過這些陡坡段時，會產生較強的動能，具有較強動能的尾砂進入自流管21的平緩段時，會與自流管21產生沖擊，降低自流管21的使用壽命，為降低尾礦在陡坡段產生的動能，本實用新型在所述自流管21的各陡坡段內均連接有所述縮經管32；其中，所述縮經管32的兩端均通過連接件與所述自流管21相連；并且，所述縮經管32的內壁上設置有內襯層33；自所述選礦廠產生的待消能尾礦1通過所述自流管21配合所述縮經管32消能后收入所述尾礦庫。

通過在自流管21的陡坡段連接縮經管32能夠在縮徑管內形成滿管壓力流，通過高速流動的漿體形成高摩阻損失，從而達到消減能量的目的；此外，通過所述縮經管32的內壁上設置耐磨性較強的內襯層33，能夠有效地延長縮經管32的使用壽命。

具體地，為實現(xiàn)自流管21與縮經管32的連接，所述連接件包括與所述自流管21相連的彎頭管22，所述自流管21通過所述彎頭管22轉入所述陡坡段后與所述縮經管32相連。此外，所述連接件還包括變徑管31，所述彎頭管22通過所述變徑管31與所述縮經管32適配連接。通過使用彎頭管22和變徑管31能夠實現(xiàn)自流管21在平緩段與陡坡段的交界處與縮經管32的連接，其中，彎頭管22起到轉彎的效果，變徑管31起到縮減管徑的效果，通過這種設置能夠很好地實現(xiàn)自流管21與縮經管32的適配連接。

更為具體地，所述連接件還可以包括法蘭，所述自流管21與所述彎頭管22之間、所述彎頭管22與所述變徑管31之間以及所述變徑管31與所述縮經管32之間均通過所述法蘭相連；通過法蘭配合螺栓的方式既能夠有效地保證各部件之間連接的穩(wěn)定性，又具有便于拆卸的效果，便于后期的維修與轉移。

需要說明地是，由于尾礦主要是在縮經管32、所述彎頭管22以及所述變徑管31內進行消能，因此，尾砂與這三種管道的內壁之間的摩擦較大，為延長這三種管道的使用壽命，縮經管32、所述彎頭管22以及所述變徑均可以使用耐磨金屬材料進行制件。

另外，為進一步提高這三種管的使用壽命，所述彎頭管22、所述變徑管31以及所述縮經管32均為雙金屬復合管制件；并且，所述縮經管32的內層管為所述內襯層33，所述內襯層33為耐磨金屬制件。需要說明的是，雙金屬復合管是將鍍鋅鋼管或焊管、無縫鋼管和壁厚更薄的不銹鋼管強力嵌合在一起的新型復合給水管材，也是一種更理想的管道升級換代產品，外基管負責承壓和管道剛性支撐的作用，內襯管承擔耐腐蝕、耐磨損等作用。通過使用雙金屬復合管制作所述彎頭管22、所述變徑管31以及所述縮經管32，能夠進一步提高三種管內壁的耐磨性和支撐強度。

更為具體地，縮經管32的所述內襯層33可以使用為鑄石、陶瓷、耐磨金屬中任意一種材料的進行制作，這些材料的耐磨性較強，能夠滿足內襯層33的耐磨要求。

此外，還需要說明的是，在制作本實用新型提供的尾礦自流輸送管道消能結構時，所述自流管21的尾礦充滿度一般低于0.8，所述縮經管32的尾礦充滿度一般高于0.99。自流管21的尾礦充滿度設計的較低能夠在保證輸送效率的前提下，減小尾礦與自流管21內壁的摩擦，延長自流管21的使用壽命。所述縮經管32的尾礦充滿度設計的較高能夠在顯著提高消能效果。

為便于理解本實用新型提供的尾礦自流輸送管道消能結構，下面詳細說明該尾礦自流輸送管道消能結構的制作過程。

尾礦自流輸送管道消能結構的制作過程包括如下步驟：

(1)根據(jù)選礦廠與尾礦庫之間的坡度確定合適的自流管設計坡度。

(2)根據(jù)自流管道線路的實際地形確定縮徑管設置的位置和個數(shù)。

(3)通過縮徑管長度、內徑和水力坡降的計算，得出縮徑管選用規(guī)格。

具體地，縮徑管長度按如下公式進行計算。

在上式中：

δl—縮徑管總長度，單位m；

h—自流管道敷設實際地形高差，單位m；

l—自流管道按設計坡度敷設管段的長度，單位m；

i—自流管道設計坡度，一般取1％～3％；

i—縮徑管水力坡降，即摩阻損失。

縮徑管水力坡降i按照如下公式進行計算。

i-γki0

上式中：

γk—尾礦漿的比重；

i0—縮徑管輸送與礦漿流速相等的清水的水力坡降。

i0按照如下公式進行計算。

上式中：

dj—縮徑管內徑，單位m；

vj—縮徑管管道流速，單位m/s；

g—重力加速度，取值9.81m2/s；

λ—阻力系數(shù)，考慮到輸送礦漿的管道在運行中內壁漸趨光滑，一般按舍維列夫公式計算，維列夫公式為現(xiàn)有公式，在此不再贅述。

(4)縮徑管結構設計。

輸送自流管道在進口處先轉彎再變徑后接縮徑管。在縮徑管出口處先變徑再轉彎最后連接下一段輸送自流管道。由于縮徑管內漿體流速很快，為減小管道磨損速度，降低管道更換頻率，縮徑管內應內襯加強級的耐磨材料，比如鑄石、陶瓷、耐磨合金等。

下面結合實例進行進一步說明。

已知某尾礦漿比重為γk＝1.22t/m3，尾礦平均粒徑dp＝0.045mm，尾礦自流輸送濃度為30％，尾礦自流輸送流量為5000t/d，尾礦自流輸送管采用φ426mm×9mm鋼管。

(1)已知選礦廠與尾礦庫之間的距離為l＝2000m，高差為h＝240m，可知尾礦輸送可采用自流方式，選取尾礦自流輸送管敷設坡度i＝3％。

(2)縮徑管根據(jù)地形設置在管道沿線3處坡度較陡段，每處陡坡段設置1個縮徑管，共設置3個縮徑管。

(3)陡坡段總長度可以為500m，即為縮徑管總長度δl。水力坡降i可由下面公式計算得出：

i＝(h-li)/δl＝[240-(2000-500)×3％]/500＝0.39

再根據(jù)計算結果，由以下公式計算得出縮徑管輸送與礦漿流速相等的清水的水力坡降i0：

i0＝1.22/0.39＝0.32

求得i0后，即可算出dj＝0.187m，vj＝6.34m/s。

通過以上計算可知，本例縮徑管共設置3個，縮徑管總長度500m，縮徑管可選用φ187mm×16mm。

在實際連接過程中，自流管先接雙金屬耐磨焊接彎頭管，尺寸為φ426mm×10mm，角度可為30°，然后焊接彎頭管連接雙金屬耐磨dn400×200變徑管，變徑管接金屬耐磨φ187mm×16mm縮徑管。

縮徑管出口處結構如下：縮徑管先接雙金屬耐磨dn400×200變徑管，變徑管接雙金屬耐磨焊接彎頭管，尺寸為φ426mm×10mm，角度可為30°，彎頭管的出口接自流管。

需要說明的是，自流管和縮經管的內徑均需要設置在0.1m≤d≤2.5m的范圍內，并且，縮經管的內徑需要小于自流管的內徑。

如上參照附圖以示例的方式描述了根據(jù)本實用新型提出尾礦自流輸送管道消能結構。但是，本領域技術人員應當理解，對于上述本實用新型所提出的尾礦自流輸送管道消能結構，還可以在不脫離本實用新型內容的基礎上做出各種改進。因此，本實用新型的保護范圍應當由所附的權利要求書的內容確定。

技術特征：

1.一種尾礦自流輸送管道消能結構，包括設置在選礦廠與尾礦庫之間的自流管；其特征在于，在所述自流管的陡坡段連接有縮經管；其中，

所述縮經管的兩端均通過連接件與所述自流管相連；并且，

在所述縮經管的內壁上設置有內襯層；

自所述選礦廠產生的待消能尾礦通過所述自流管配合所述縮經管消能后收入所述尾礦庫。

2.如權利要求1所述的尾礦自流輸送管道消能結構，其特征在于，

所述連接件包括與所述自流管相連的彎頭管，所述自流管通過所述彎頭管轉入所述陡坡段后與所述縮經管相連。

3.如權利要求2所述的尾礦自流輸送管道消能結構，其特征在于，

所述連接件還包括變徑管，所述彎頭管通過所述變徑管與所述縮經管適配連接。

4.如權利要求3所述的尾礦自流輸送管道消能結構，其特征在于，

所述連接件還包括法蘭，所述自流管與所述彎頭管之間、所述彎頭管與所述變徑管之間以及所述變徑管與所述縮經管之間均通過所述法蘭相連。

5.如權利要求4所述的尾礦自流輸送管道消能結構，其特征在于，

所述彎頭管、所述變徑管以及所述縮經管均為耐磨金屬制件。

6.如權利要求4所述的尾礦自流輸送管道消能結構，其特征在于，

所述彎頭管、所述變徑管以及所述縮經管均為雙金屬復合管制件；并且，

所述縮經管的內層管為所述內襯層，所述內襯層為耐磨金屬制件。

7.如權利要求1所述的尾礦自流輸送管道消能結構，其特征在于，

所述內襯層為鑄石、陶瓷、耐磨金屬中任意一種材料的制件。

8.如權利要求1至7中任意一項所述的尾礦自流輸送管道消能結構，其特征在于，

所述自流管的尾礦充滿度低于0.8，所述縮經管的尾礦充滿度高于0.99。

9.如權利要求8所述的尾礦自流輸送管道消能結構，其特征在于，

所述自流管的陡坡段設置有至少兩段；并且，

所述自流管的各陡坡段內均連接有所述縮經管。

技術總結

本實用新型提供一種尾礦自流輸送管道消能結構，包括設置在選礦廠與尾礦庫之間的自流管；在所述自流管的陡坡段連接有縮經管；其中，所述縮經管的兩端均通過連接件與所述自流管相連；并且，所述縮經管的內壁上設置有內襯層；自所述選礦廠產生的待消能尾礦通過所述自流管配合所述縮經管消能后收入所述尾礦庫。利用上述實用新型能夠有效地解決現(xiàn)有尾礦消能方法耗材量大、工作效率低的問題。

技術研發(fā)人員：朱俞仿;郭中岳

受保護的技術使用者：中國恩菲工程技術有限公司

技術研發(fā)日：2020.11.26

技術公布日：2021.08.24