含粗颗粒矸石浆液流变性能分析及管道输送特性模拟

粗颗粒含量会显著影响充填料浆的流变特性和管道输送性能。本文对含不同矸石粗颗粒的矸石浆液开展了流变特性测试，并在此基础上进行了管道输送特性数值模拟。试验和数值模拟结果表明：随着矸石粗颗粒含量增加，细矸石粉颗粒自絮凝形成的絮网结构强度减弱，致使矸石浆液的屈服应力和塑性黏度降低。在管道输送期间，矸石浆液由不稳定流逐渐向结构流过渡，较多的粗颗粒含量诱导结构流的形成时间向后推移。此外，粗颗粒含量显著影响矸石浆液的体积分数分布，含较少粗颗粒的矸石浆液均质性更高，而过多的粗颗粒则导会致管道底部淤积、聚集大量颗粒，浆液的均质性明显降低易引发堵管事故。依据压力降获得的矸石浆液沿程阻力损失随粗颗粒含量的增加而降低。综合考虑粗颗粒对矸石浆液流变性、稳定性、体积分数分布和沿程阻力损失的影响，推荐粗颗粒含量应不高于30%。