王五松[1]2004年在《膏体充填流变特性及工艺研究》文中提出本文主要对矿山膏体充填的流变特性及泵送工艺进行研究。 在长期科研工作中，我们逐渐认识到高浓度浆体和更高浓度浆体的流变特性测试和研究，对深入了解高浓度(膏体)料浆在管道中的运动状态和变化特点，指导充填工程系统设计和工业生产，调节充填物料配比，确定管输参数，加强充填系统动态管理等都有十分现实的意义。 充填料浆属于粘度较高的非牛顿体，本文对充填料浆的流变特性进行理论及试验研究。全尾砂膏体充填料浆的流变模型属H-B。分别对新拌水泥浆体和水泥砂浆的流变特性、新拌混凝土的流变特性进行讨论，重点讨论全尾砂充填料浆的流变特性。用各种方法对金川全尾砂膏体流变性能的测定结果充分说明下述二方面的事实： (1) 尽管各种方法的测试结果有所差异，甚至有很大差异，但无一例外地都证明全尾砂膏状充填料具有相当大的屈服应力。 (2) 根据测试结果绘制的流变曲线表明：全尾砂膏体浓度较低时的管壁切应力都随切变率的增长而呈曲线增长或当浓度高和添加细石后近似直线增长，而曲线的斜率随切变率增加而减小。 金川全尾砂膏体料浆(未加水泥)虽具有触变性，但不明显。 膏体充填料的可泵性，是膏体充填料泵送的一个综合性指标。膏体充填工艺技术的研究，在金川公司获得成功。
张修香[2]2015年在《矿山废石—尾砂高浓度充填料浆的流变特性及多因素影响规律研究》文中提出随着国家优先推行充填采矿法导向政策和绿色矿山建设的深入贯彻落实,充填采矿法的应用越来越广泛。“发展绿色开采技术,实现矿区生态环境无损或受损最小；发展无废或少废的工艺技术,最大限度地减少废弃物的产生”已成为矿山的创新主方向。废石与尾砂是矿山的大宗固体废料且产量稳定,矿山固废充填采矿是解决废尾排放的最有效途径,是绿色采矿的主体支撑技术。实现废石-尾砂高浓度充填料浆管道自流输送,是深部矿产资源实现安全高效绿色开采的关键技术。废石-尾砂高浓度料浆相比于尾砂膏体／高浓度料浆其性质更加复杂,影响因素更多且不易控制,因此对废石-尾砂高浓度料浆的流变特性及其影响因素进行深入研究是十分必要的。论文依托“国家自然科学基金”、“甘肃省重大科技专项”,通过对目前充填现状的分析以及存在问题的讨论,以金川矿区以及大红山铜矿的充填料浆为研究对象,开展了高浓度、流态、流变实验,深入研究了矿山固体废料高浓度充填料浆的流变特性及多因素影响规律,提出了废石-尾砂(戈壁砂-棒磨砂)高浓度充填料浆粘度与屈服应力的计算模型,进行了高浓度充填料浆管道输送实验,最终将理论成果运用于矿山生产充填。主要内容包括以下几点：(1)结合高浓度充填在地下矿山的设计、应用现状,以及目前对于高浓度定义的不一致性,论述了料浆的高浓度高流态特性,进行了充填料浆坍落度、倒坍落度测定,分析并确定了自流输送条件下的浆体高浓度范围,提出了浆体高浓度范围的判定式。通过金川、大红山矿区的实验,确定了废石-尾砂(戈壁砂-棒磨砂)相应的自流高浓度范围。(2)应用RheoCAD500流变仪完成了流变实验340余组,得到废石-分级尾砂、戈壁砂-棒磨砂、废石-尾砂的流变曲线,从料浆的剪切机理出发,对粘度-剪切率曲线和剪切应力-剪切率曲线进行了统一分析,指出在粘度发生变化的拐点处对应剪切应力的本质变化,并确定了料浆的流变参数,为流变特性的分析奠定了基础。(3)采用响应曲面法分析颗粒粒径、骨料成分、骨料配比、细粒级含量对粘度的影响,结果表明大红山废石-分级尾砂粘度的主要影响因素排序为质量浓度>水泥量>配比,其中水泥量与质量浓度的交互作用也会产生显着影响。针对不同矿山不同材料的影响因素(质量浓度,水泥量,配比,以及骨料中细粒级含量)分析显示,质量浓度与细粒级含量对粘度的影响最大,水泥量次之,而水泥量与质量浓度的交互项,以及水泥量与细粒级含量的交互项对粘度也有显着影响。对于不同粒径的戈壁砂分析显示,质量浓度与水泥量对粘度的影响较大,其次是粒度的变化。应用灰色关联理论分别对废石-分级尾砂、废石-尾砂、-12mm～-20mm戈壁砂的屈服应力影响因素进行分析,结果表明水泥添加量和质量浓度是屈服应力的决定因素,废石-尾砂的配比对屈服应力的影响较小。通过对戈壁砂屈服应力的分析表明,颗粒的变化对屈服应力的影响较大,其次为质量浓度,次之为水泥添加量。(4)通过对粘度主要影响因素的整体分析表明,料浆的粘度受细粒级含量(包括水泥添加量),料浆浓度的影响较大。粘度与料浆中的细粒级含量以及骨料的体积存在一定的定量关系,同时提出了两个与水泥添加体积相关的关键参数k1、k2,建立了高浓度料浆粘度计算模型。通过误差分析和大红山铜矿／金川矿区的废石-(分级)尾砂分别对其进行验证,结果表明本文提出的粘度计算模型适应性良好,参数简单易测,误差较小,满足工业应用要求。(5)通过对屈服应力主要影响因素的整体分析显示,料浆的浓度以及骨料的变化对于屈服应力的影响较大。骨料体积浓度与屈服应力之间存在指数关系,水灰比与屈服应力呈负幂指数关系。结合其它影响因素,建立了屈服应力预测模型,为管道输送阻力计算提供了依据。(6)根据金川矿区／大红山铜矿的实际充填管路利用Gambit建立叁维管道模型,依据料浆自身的特点以及结构流理论,应用Fluent(3D)进行了数值模拟,分析了废石-尾砂高浓度料浆的自流管输阻力。结合矿山实际阻力监测、坍落度等测定结果,表明数值模拟的结果是准确的,也说明了本文获取流变参数的正确性。研究结果为矿山应用废石-尾砂高浓度充填技术提供了理论支持,对大范围推广应用该技术有重要意义。
张宗生[3]2008年在《金川矿山废石膏体配制与流变特性研究》文中指出金川集团有限公司是我国最大的镍钴生产基地,公司下属叁大矿山均采用下向进路式胶结充填采矿法。随着矿山生产能力加大,公司的充填骨料存在较大缺口,2007年棒磨砂缺口达20万吨以上。由于全尾砂胶结充填存在强度低、水泥耗量大等缺陷,矿山不得不寻求新的充填骨料。本项研究通过充分利用金川矿山井下产生的废水、废石、全尾砂等,将井下废石破碎到一定程度,与胶结剂、外加剂等进行有机组合,配制成能够满足下向胶结充填人工假顶强度要求的废石混凝土,研究适应于矿山井下充填的废石混凝土膏体的制备工艺、强度和流变特性及其多因素影响规律,为充填管输系统沿程阻力损失计算及系统设计提供理论依据和设计支持。研究以胶结体单轴抗压强度R_3≥1.5MP、R_7≥2.5MP、R_(28)≥5MP为目标进行了强度试验、室内流变试验、可泵性试验等。应用多元素线性回归法,得出了强度方程,直观、量化地讨论了料浆浓度、水泥耗量及废石尾砂比对料浆强度的综合影响,得出料浆浓度和水泥耗量是影响充填体强度的主要因素,提高料浆浓度是提高强度的有效办法。根据流变试验结果回归出了料浆的流变方程,得出料浆流变模型属于具有屈服应力的伪塑性体。应用多元素线性回归法讨论了各因素对流变参数的影响,得出对初始应力影响最大的因素为料浆浓度,且随浓度的增大而增大;粘度系数K随着浓度的增大而增大,而随着废石尾砂比的增大而减小,但是废石尾砂比的影响要比浓度的影响小,为后期料浆管道输送试验及工业设计提供了有力的依据。通过试验研究,优选出了成本最低且符合金川矿山充填体工艺强度要求的合理配合比。当废石充填料浆重量浓度范围在77%～80%之间,水泥耗量达到260kg/m~3,废石和尾砂配比为6.0:4.0～6.5:3.5是最优配比,试块强度满足要求;塌落度为19～23cm,满足可泵性要求;废石料浆充填体强度高,无分层现象,比矿山现用棒磨砂、分级尾砂充填工艺中水泥用量减少50～70Kg/m~3。废石破碎成本低、运距短、集料容易,充填成本与金川矿山现用棒磨砂、分级尾砂充填成本相比,单就材料成本降低31～36元/m~3。将矿山采掘废石用于空区充填的虽然已研究应用多年,但是在采用进路式胶结充填采矿法的矿山,将井下废石就地破碎后,利用井下的工程废水,添加工业细颗粒废料和胶结剂配制成废石混凝土,泵压管输到采空区的充填工艺,国内外还未见到过报道。随着矿业开发的加剧,大量工业废水、废石、废气的排放造成了自然生态环境的恶化,人们越来越认识到加强矿山环保和矿山资源综合利用的重要性,建设无废矿山成为时代发展的必然趋势。显然,本项研究不仅是解决目前矿山采充矛盾的有效途径之一,具有环保经济意义和时代进步意义,同时又属当前存在的技术难题范畴,具有节能减排和科技创新意义。
丁德强[4]2007年在《矿山地下采空区膏体充填理论与技术研究》文中研究说明胶结充填技术作为深井、复杂、特殊条件矿床的一种行之有效的开采技术，已有约半个世纪的历史，经历了低强度混凝土胶结充填、低浓度尾砂胶结充填、全尾砂高浓度胶结充填、全尾砂膏体胶结充填、高水速凝尾砂胶结充填等。本文针对地下采空区膏体充填理论与技术进行了系统、深入的研究，主要内容和结论如下：(1)从膏体料浆的重量浓度、屈服应力、流变曲线、可泵性等多方面揭示了膏体的特性。膏体充填料浆在管道中无明显的浓度梯度和速度梯度，是非牛顿流体，其流变模型近似于宾汉姆体，其流动状态为结构柱塞流。(2)膏体充填料浆配合比的优化、充填材料的替代创新、外加剂的添加以及磁化水技术与活化搅拌技术的应用，既保证了膏体充填管道输送的平稳顺利和充填质量，又使整个充填系统取得了较好的经济效果。(3)深井条件下充填体能有效降低围岩能量耗散率和平均矿柱应力，通过建立能量控制采场围岩失稳风险预测的理论模型，计算采场围岩能量，从而实现对采场围岩失稳风险预测，该方法不仅是深井开采安全程度评价的有效手段，也也合理设计和选择深井采场结构参数、充填工艺及材料提供了重要的理论依据。(4)对膏体充填矿山可供选择的两种充填系统的适应性进行了深入分析，并通过临界流态浓度的界定与料浆流态的转化措施的研究，充分论证了膏体自流充填系统将是我国膏体充填矿山应优先选择应用与发展的充填系统。(5)全面分析了自由降落料浆对深井垂直管路的冲击作用机理，建立了料浆在垂直管路中运动的理论模型。满管流输送系统由于料浆对管道的磨损率小、管道所受的压力低，尤其适合深井矿山充填需要。(6)运用数值模拟的方法对膏体满管流输送系统进行了分析研究，重点研究了满管流膏体输送的阻力损失：阻力损失值随管道长度、膏体入口速度、膏体容重和有效粘度的增加而增大，但随管道内径的增加而减小。分析结果与膏体输送理论与现场实践相符合，证明了ANSYS软件中的CFD模块是膏体管道输送的阻力损失计算的有效工具，从而为矿山膏体充填带来了一种全新的直观的数值模拟方法。
林天埜[5]2016年在《矸石似膏体充填料浆流动性能研究》文中进行了进一步梳理本文以公格营子矿含水层下压煤矸石似膏体充填开采为工程背景,研究了矸石似膏体的流变特性及管流特征,通过实验得出矸石似膏体的最优配比,并利用数值模拟方法对充填系统的参数进行确定,指导工程实践。针对充填开采中重要的料浆流动性能问题,阅读了大量文献,总结了国内外研究现状。基于流变学理论,对矸石似膏体的流变特征进行了理论分析,并针对现阶段流变测量仪器的不足,开发了CRT流变仪。使用新型流变仪对矸石似膏体的流变行为进行了实验与研究,总结了矸石似膏体的流变特征,并结合工程实际,确定矸石似膏体的配比。在CFD软件FLUENT以及ICEM-CFD的帮助下,对矸石似膏体的管流特征进行了计算机建模,通过数值模拟方法,对矸石似膏体管道输送中的动态特征进行了研究,找出其沿程阻力与不淤流速的数值模拟方法。通过运用雷诺应力模型,对弯管中的二次流现象和矸石聚集现象进行了初步的研究。针对非稳态流动,特别是竖直管段的不满管流进行了计算机建模,结合数值模拟结果,分析了矸石似膏体料浆不满管流的速度场和压力场,对不满管流的平均速度和最大速度进行了分析,结合管道损伤相关理论对不满管流的管道损伤速度进行了定量分析。最后介绍了工程应用情况,结合公格营子矿巷式充填现场实际,确定了管道直径、弯管的弯曲半径等管道参数,并对技术经济效益进行了分析,表明了公格营子矿采用巷式充填开采的优越性。本文主要研究内容如下:(1)针对现有流变试验仪器的不足,开发CRT流变仪,并采用CRT流变仪对矸石似膏体料浆的流变特性进行了研究。(1)现有流变仪对含有大固体颗粒的矸石似膏体料浆适用性较差,针对这一问题,采用新型搅拌叶片,改进了流变仪。阐述了新型流变仪的设计原理、结构组成、工作方式、并进行了仪器的标定。(2)通过实验测试结果结合流变学理论,总结出矸石似膏体为一种宾汉流体,并以此为基础建立了矸石似膏体流变模型。(3)针对影响料浆流变特性的浓度、细颗粒掺量、胶凝材料掺量,对矸石似膏体流变特性进行了定量分析。分析了各个参数对管流阻力的影响,并确定了适合的料浆配比为:质量浓度78%、煤矸石含量53%、粉煤灰含量20%、胶凝剂含量5%。(2)运用CFD软件ICEM-CFD、FLUENT和CFD-POST对矸石似膏体料浆的管流动态特征进行了数值模拟分析。分别模拟了料浆在直管与弯管中稳定流动状态下不同流速的流动行为,分析矸石似膏体料浆的不淤流速与沿程阻力,并对弯管中复杂的二次流进行了初步探索。(1)利用ICEM-CFD作为前处理软件,采用高效的结构网格划分方法,以及引入非牛顿体湍流模型,对矸石似膏体料浆管道输送进行了计算机建模,为不同管道形状、不同流速料浆的数值模拟提供模型基础。(2)利用fluent作为求解器,引入固—液多相流模型,对矸石似膏体料浆的管输动态特征进行数值模拟。并采用区别于常用的k-ω模型的雷诺应力模型进行料浆的数值模拟研究。(3)模拟发现在直管中,由于摩擦阻力的作用,存在压降与流核。在低速下,矸石似膏体料浆为层流状态,验证了欧拉多相流模型对于复杂固—液多相流的模拟能力,探索了非牛顿体与固体颗粒混合多相流的数值模拟方法。发现料浆层流状态下,随着流速的增大,流核逐渐变小、流核流速逐渐增大、水头损失逐渐增大;随着管道管径的增大,矸石似膏体料浆的沿程阻力逐渐减小。探索了利用数值模拟分析矸石似膏体料浆固体沉降状态,以及不淤流速的方法。(4)对不同弯曲半径弯管的压力场进行分析,分析结果表明在弯管中存在水头损失,其值与弯管弯曲半径有关,弯管的弯曲半径越大,弯管中料浆的压降越小,在工程中应结合实际选择弯曲半径较大的弯管。(3)利用fluent软件的相变模型,对竖直管段不满管流进行了数值模拟。对不满管流的速度场、压力场进行了分析,并结合管道磨损相关理论,定量分析了不满管段料浆对管道的磨损作用。(1)阐述了两种典型的非稳态流的发生机理,特别指出不满管流是由于料浆加速运动使浆体由最初的浆体柱被拉成小段的分段体,再由小段体离散成小团或颗粒,呈射流形式向下运动。(2)利用前处理软件对不满管流进行了计算机建模,采用结构网格划分方法,提高了运算效率与准确度。(3)分别采用不同的湍流模型,通过综合评价射流、相变、料浆团块等指标,验证各个模型对于不满管流的模拟效果,最终确定sst-kw为最佳的不满管流模拟湍流模型。(4)对矸石似膏体料浆不满管流的速度场进行了数值模拟,发现最大速度可达62.5m/s,同时伴有剧烈的空化现象与涡流,涡流中料浆运动方向一直处于变化之中。料浆平均含气量在60%~70%,这是造成管道堵塞的重要原因。结合管道磨损的hutchings理论,论证了料浆对管道的磨损速度与料浆速度的平方成正比关系。(5)对不满管流的压力场进行了数值模拟研究,发现压力始终在水的饱和蒸汽压附近波动,说明空化现象是一种动态平衡现象。(4)结合工程应用,利用数值模拟方法对公格营子矿巷式充填开采管道参数进行了选择,其中包括管道半径的选择、不淤流速的计算与弯管弯曲半径的选择,并对充填的效果进行了观测,分析了技术经济效益。(1)简要介绍了公格营子矿的工程概况,针对实际情况,并结合前文所得的矸石似膏体流变特性,采用配比为:质量浓度76%、煤矸石含量53%、粉煤灰含量20%、胶凝剂含量3%的矸石似膏体料浆进行充填,以设计充填能力90m3/h为模拟参数,利用数值模拟方法,对不同管径下料浆的不淤流速进行了分析,最终确定采用150mm管道,弯管弯曲半径为800mm。(2)结合现场实际情况,对弯管的弯曲半径进行了数值模拟分析,通过对不同弯曲半径弯管的水头损失分析,确定采用R=800mm弯曲半径的弯管进行管道布置。(3)对巷式矸石似膏体充填开采方法的技术经济效益进行了分析,结果显示巷式充填开采可解放煤量300万吨,利润2亿多元,节约排水费用600多万元/年,降低了生产成本近20元/吨。同时矸石似膏体充填模式的研究和实践为“叁下”开采、矿山绿色开采开辟了一条理想的途径,具有重大的社会效益和环保效益。
刘晓辉[6]2014年在《膏体流变行为及其管流阻力特性研究》文中指出近年来,膏体充填工艺在地压控制、运行成本以及环境保护等方面的优势逐渐凸显,成为矿山开采的首选方案。管道输送作为膏体充填的关键工艺之一,直接影响充填系统的运行状态及工作效率。阻力特性是管道输送技术研究的核心内容,为系统设计及工艺优化提供基本依据。与传统充填料浆相比,膏体的流动特性更为复杂,在管内呈结构状整体流动。对于结构流体流动特性的研究,传统的两相流理论表现出较差的适用性,相比之下,流变学是更为有效的研究手段,但由于发展时间较短,目前尚不完善,在实际应用中存在较多问题。综上所述,虽然膏体充填技术目前得到了一定程度的应用,但对其管内流动规律仍然缺乏系统、准确的认识,由此限制了技术的进一步发展。本文以膏体内部结构为切入点,围绕物料性质、料浆结构、流变行为以及管流阻力四方面的相互关联作用展开了试验研究和理论分析,最终实现了膏体管内流动阻力的精确计算。主要研究内容如下：(1)发展了膏体料浆微观结构的量化表征方法,探明了物料性质及外部剪切对结构的影响作用。通过分析结构的物质组成,提出以Cv/Cvm值作为结构强弱的量化指标,在试验测试的基础上获得了Cvm的经验模型；综合利用ESEM电镜扫描、计算机图像处理以及分形理论等手段,构建了料浆微观结构形貌的定量表征方法,考察了结构剪切作用下的演化过程。(2)构建了能够充分描述膏体粘弹性流动行为的流变模型,探明了物料性质对流变参数的影响机理。发现了膏体流动过程中的粘弹性行为,引入结构动力学模型,构建了能够全面描述膏体流动行为的触变-屈服流变模型；提出了基于“等结构”概念的流变参数测定方法,探明了浓度、物料级配、以及水泥掺量对流变参数的影响机理,获得了屈服应力及塑性粘度的预测模型。(3)率先开展了膏体管壁滑移特性的试验研究,探明了局部滑移行为对管内流动的影响作用。推导了膏体管内滑移流动的基本方程,设计了研究膏体滑移特性的多管径试验平台；考察了膏体浓度、物料级配对滑移速度及滑移层厚度的影响规律,分析了不同工况条件下的滑移形成机理；提出采用滑移贡献率DR作为研究指标,探明了滑移现象对膏体管内流动的影响作用。(4)开展管道输送模拟试验,构建了不同工况条件下膏体管流阻力的计算方法。基于半工业环管试验系统,开展了长距离输送、停泵重启等工况条件的模拟试验。考察了输送时间、流量对膏体管流阻力的影响作用,建立了管流阻力随时间变化的数学模型；考察了浓度、水泥掺量对管流阻力的影响规律,分析了流变性质及管壁滑移特性对膏体管流阻力的综合作用,构建了管流阻力计算公式；考察了膏体的重启性能以及重启过程中的阻力变化,推导了系统启动阻力的计算方法。(5)形成了膏体充填管输系统设计的一般流程,提出基于级配优化的减阻构想。以具体膏体充填项目为背景,针对输送系统的工艺参数、管路布置以及设备选型等问题进行了分析设计,并在此基础上形成了适用于膏体充填管输系统设计的一般流程；针对全尾砂细颗粒膏体,提出了粗颗粒“混掺减阻”的基本构想,基于级配密实理论确定了合理的混掺配比,通过流变试验对减阻效果进行了验证。
许毓海, 许新启[7]2004年在《高浓度(膏体)充填流变特性及自流输送参数的合理确定》文中认为高浓度充填是近十几年充填研究的主要发展方向。本文根据高浓度(膏体)料浆输送试验数据,归纳了高浓度充填流变模型及其特性参数,通过分析计算,建议矿山采用高浓度自流充填方式:料浆浓度低于临界流态浓度3～5个百分点,充填管径4～6英寸,流速1 0～1 5m/s。
赵有生[8]2014年在《新阳煤矿高浓度胶结充填料浆输送特性研究》文中研究表明汾西矿业集团新阳煤矿采用高浓度胶结充填开采技术，选用煤矸石、粉煤灰、水泥和水作充填材料，既处理了固体废弃物，又获取了村庄下的煤炭资源。本文借助扫描电镜SEM微观形貌及能谱分析和XRD衍射分析等手段对煤矸石、粉煤灰和胶结充填体的物理化学性质进行分析，并研究外加剂对充填料浆和充填体性能的影响；通过配比试验确定了各充填材料之间的最佳配合比例。在分析处理实验室料浆流变试验所获数据的基础上，确定了高浓度胶结充填料浆的流变模型。在理论分析的基础上，建立了高浓度胶结充填料浆管道输送的数学模型，并借助COMSOL Multiphysics对充填料浆的流动情况进行了数值模拟，分析了不同料浆浓度和充填能力下充填料浆管路输送的沿程阻力损失和局部阻力损失规律。最后进行了高浓度胶结充填料浆管路输送的工业应用。
刘浪[9]2013年在《矿山充填膏体配比优化与流动特性研究》文中认为摘要：传统金属矿产资源开发利用模式引发的地质灾害、环境破坏和废料排放,已经成为制约我国矿产资源可持续开发利用与矿业健康发展的重要因素。要彻底缓解资源、能源、环境的瓶颈制约,实现从资源、能源耗费型向节约型转变,必改变先污染后治理的发展模式,大力发展以清洁生产、资源高效开采和废物循环利用为特征的绿色可持续资源开发模式。膏体充填是突破传统充填技术屏障、实现矿床安全清洁高效开采的重要技术载体。膏体充填主要特点表现为：充填料浆不离析、不沉淀,且采场脱水量少、甚至不脱水,充填体强度增长迅速,充填质量好、效率高、成本低,改善井下作业环境等,是未来清洁采矿发展的必然趋势。(1)结合膏体充填在地下矿山的设计和应用现状,从充填材料、工艺和技术等方面展开分析。针对膏体充填特点,系统地论述了以高浓度全尾砂膏体作为充填料浆的充填体作用机理及材料配比设计原理,充填膏体流动特点及流变参数测定方法,充填膏体制备工艺及装备、输送工艺及装备等。膏体充填技术能够有效解决常规充填技术的缺陷,在充填采矿矿山中得到了广泛的应用。(2)从理论分析的角度出发,建立基于锥形坍落度和柱形坍落度的充填膏体流变参数模型,并通过试验检验两种模型的坍落度与流变参数的相关性。结果表明：柱形坍落度试验和模型更能准确测定高浓度充填膏体的流变参数；柱形坍落度模型在数学公式表现形式上,比锥形坍落度模型更为简单；锥形坍落筒几何结构较柱形坍落筒更为复杂,试验过程中难于填料,并且会在填料过程中形成许多气泡,这将势必影响坍落度实验结果；应用锥形坍落筒做实验时,坍落的膏体坍落后的形状不连续,尤其是做高屈服应力的膏体坍落度实验时明显；柱形坍落筒的设计与制备比锥形坍落筒更为简单,取材更为方便。(3)建立基于主成分分析法与BP网络相结合的充填膏体流变参数预测模型,首先采用主成分分析法对输入数据预处理,减少网络输入因子数,同时使输入因子彼此不相关,并且数据包括的主要信息还保留在主成分中。简化了网络结构,提高了网络学习速度,得到了较高的精度,大大提高了建模质量；并将SPSS统计软件引入到膏体充填设计与统计中,应用SPSS统计软件包增强统计学理论和方法分析,有利于解决矿山管理与科研实际问题。结果表明：经过主成分提取后的BP预测值与期望输出值之间的误差都控制在5%以内；同时,通过与未经主成分提取的BP预测值和期望输出值之间误差对比,其预测精度有了明显的提高。(4)确定充填膏体配比选择原则,以充填膏体质量浓度、砂灰比、水泥耗量和棒磨砂全尾砂质量比为主要配比参数,以充填膏体流动性、充填体强度和成本为优化目标。建立基于正交试验设计、均匀试验设计和配方试验设计的充填膏体配比优选模型,结合试验和现场测试,优选结果与矿山充填实践一致。研究表明：随着充填膏体质量浓度、水泥耗量和棒磨砂尾砂比增加,坍落度范围在250mm-300mm,满足充填膏体坍落度大于180mm的要求；增加棒磨砂有助于膏体流动,当棒磨砂尾砂质量比为0.75时,充填膏体具有良好的流动性；随着水泥耗量的增加,有利于降低水力坡度,从而减小输送阻力损失；水泥不仅可以作为胶凝剂,也可以在输送过程中起到润滑作用；既有利于膏体固结,增加充填膏体的强度,又有利于膏体输送等。(5)根据润滑理论与沉积理论,构建充填膏体流动沉降几何结构预测模型,并通过试验检验,预测结果与实测结果基本一致,这说明该模型可以用于预测充填膏体在采空区中流动沉降几何形状,进而指导充填施工；建立基于相似理论的充填膏体流动沉降物理实验平台,研究了充填膏体在流动沉降过程中所表现出来的粒径分布和充填体强度分布不均匀性等特点,为充填实践提供一定的理论指导。
许毓海, 许新启, 李建雄, 史秀志[10]2004年在《高浓度(膏体)充填流变特性及自流输送参数的合理确定》文中认为根据高浓度(膏体)料浆输送试验数据,归纳了高浓度充填流变模型及其特性参数,通过分析计算,建议矿山采用高浓度自流充填方式:料浆浓度低于临界流态浓度3～5个百分点、充填管径Φ100～Φ150 mm、流速1～1.5 m/s。
参考文献：
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[3]. 金川矿山废石膏体配制与流变特性研究[D]. 张宗生. 昆明理工大学. 2008
[4]. 矿山地下采空区膏体充填理论与技术研究[D]. 丁德强. 中南大学. 2007
[5]. 矸石似膏体充填料浆流动性能研究[D]. 林天埜. 中国矿业大学(北京). 2016
[6]. 膏体流变行为及其管流阻力特性研究[D]. 刘晓辉. 北京科技大学. 2014
[7]. 高浓度(膏体)充填流变特性及自流输送参数的合理确定[J]. 许毓海, 许新启. 矿冶. 2004
[8]. 新阳煤矿高浓度胶结充填料浆输送特性研究[D]. 赵有生. 中国矿业大学（北京）. 2014
[9]. 矿山充填膏体配比优化与流动特性研究[D]. 刘浪. 中南大学. 2013
[10]. 高浓度(膏体)充填流变特性及自流输送参数的合理确定[C]. 许毓海, 许新启, 李建雄, 史秀志. 第八届国际充填采矿会议论文集. 2004