PL187229B1 - Sposób wytwarzania mieszaniny materiału stałego icieczy transportowanej hydraulicznie, zwłaszcza do wyrobisk kopalnianych - Google Patents

Sposób wytwarzania mieszaniny materiału stałego icieczy transportowanej hydraulicznie, zwłaszcza do wyrobisk kopalnianych

Info

Publication number
PL187229B1
PL187229B1 PL98325806A PL32580698A PL187229B1 PL 187229 B1 PL187229 B1 PL 187229B1 PL 98325806 A PL98325806 A PL 98325806A PL 32580698 A PL32580698 A PL 32580698A PL 187229 B1 PL187229 B1 PL 187229B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
mixture
liquid
determined
pressure drop
amount
Prior art date
Application number
PL98325806A
Other languages
English (en)
Other versions
PL325806A1 (en
Inventor
Gerrit Staedtler
Uwe Lindloff
Guenter Jacoby
Hans-Joachim Kecke
Original Assignee
Guenter Jacoby
K & S Kali Gmbh
K+S Kali Gmbh
Kecke Hans Joachim
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guenter Jacoby, K & S Kali Gmbh, K+S Kali Gmbh, Kecke Hans Joachim filed Critical Guenter Jacoby
Publication of PL325806A1 publication Critical patent/PL325806A1/xx
Publication of PL187229B1 publication Critical patent/PL187229B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/002Water
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • E21F15/005Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings characterised by the kind or composition of the backfilling material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00146Sprayable or pumpable mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00724Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
  • On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

1. Sposób wytwarzania mieszaniny materialu stalego i cieczy transportowanej hydraulicznie, zwlaszcza do wyrobisk kopalnianych, polegajacy na dynamicznym dopaso- waniu skladu mieszaniny do wymogów optymalnej zdolnosci do pompowania, przy czym material staly sklada sie z przesylanego, odpadowego materialu resztkowego, ewentualnie ze srodka wiazacego, i cieczy, zas sposób wytwarzania polega na mieszaniu stalych i cie- klych skladników mieszaniny w mieszalniku, znamienny tym, ze mieszanine wytwarza sie w nastepujacych etapach: - najpierw miesza sie w mieszalniku okreslona grawimetrycznie ilosc odpadowego materialu resztkowego z okreslona wedlug empirycznie ustalonego stosunku obydwu skladników iloscia srodka wiazacego oraz z pierwsza iloscia cieczy w niedomiarze, okre- slona równiez wedlug empirycznie ustalonego stosunku ilosci materialu stalego do ilosci cieczy, - nastepnie dodaje sie do mieszalnika druga ilosc cieczy, niezbedna dla wytworzenia zdolnej do pompowania mieszaniny, okreslona na podstawie pomiaru wlasciwosci reologicznych mieszaniny na wyjsciu z mieszalnika, wedlug uprzednio empirycznie ustalonej zaleznosci tych wlasciwosci reologicznych od ilosci cieczy, - po czym ewentualnie doprowadza sie mieszanine z mieszalnika do reaktora, dozu- jac trzecia ilosc cieczy, okreslona w zaleznosci od zawartosci reaktora i spadku cisnienia w przewodzie transportujacym mieszanine do wyrobisk. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mieszaniny materiału stałego i cieczy transportowanej hydraticznie, zwłaszcza do wyrobisk kopalnianych, polegający na dynamicznym dopasowaniu składu mieszaniny do wymogów optymalnej zdolności do pompowania. Materiał stały składa się z przesyłanego, odpadowego materiału resztkowego, ewentualnie ze środka wiążącego, i cieczy, zaś sposób wytwarzania polega na mieszaniu stałych i ciekłych składników mieszaniny w mieszalniku.
187 229
Zgodnie z techniką podsadzkowania, gęstą masę zawieraj ącą odpady przerobowe wraz z cementem i wodą pompuje się przewodami jako materiał podsadzkowy do wyrobisk kopalnianych utworzonych przez eksploatację górniczą. (Lehrbuch der Bergbaukunde, wydawnictwo Gluecklauf, Essen 1989, strony 565-566). Technologia hydraulicznego transportu gęstych materiałów jest również wykorzystywana przy składowaniu kondycjonowanych odpadów (Erzmetali 44 (1993), nr 3, strona 145 ff).
Instalację transportu hydrauhcznego projektuje się w zależności od ustalonej w laboratorium charakterystyki reologicznej gęstych mieszanin, określanej na podstawie pomiaru gęstości, granicy plastyczności, lepkości oraz właściwości wiązania materiału, w celu określenia optymalnego ciśnienia, maksymalnej długości drogi przesyłania, średnicy rury i prędkości przepływu.
Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 4 311 658 znany jest sposób wytwarzania tam chodnikowych w górnictwie podziemnym z odpadów flotacyjnych, otrzymywanych przy przerobie węgla kamiennego i cementu, które dostarcza się pod ziemię, a następnie, już pod ziemią, zarabia się taką ilością wody, która jest niezbędna do procesu wiązania.
W specjalistycznym czasopiśmie „Gluecklauf z 1991 r., nr 19/20, na stronach 843-849 opisany jest sposób wypełniania podziemnych wyrobisk kopalnianych. Z opisu tego wynika, że problem transportu hydrauhcznego mieszaniny materiału stałego i wody może być rozwiązany doświadczalnie przez ustalenie optymalnego składu materiałowego, wielkości ziarna, zawartości wody oraz niezbędnego dla transportu hydrauhcznego ciśnienia mieszaniny.
Właściwości hydrauliczne oraz procesy twardnienia mieszanin materiału stałego i cieczy są zależne od składu chemicznego, gęstości i uziamienia materiałów stałych oraz od stosunku ilościowego składników mieszaniny. W przypadku zmieniających się właściwości poszczególnych składników mieszaniny, ich stosunek ilościowy musi być określany w sposób ciągły na bieżąco za pomocą doświadczeń poprzedzających właściwy proces transportu, albo też według poprzednio określonych parametrów wzorcowych.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania mieszaniny materiału stałego i cieczy, mającej zdolność do transportowania hydrauhcznego, zwłaszcza do wyrobisk kopalnianych w celu ich podsadzkowania, uwzględniając przy tym możliwość zmiennych właściwości składników mieszaniny oraz minimalnej ilości cieczy zapewniającej z jednej strony jej doprowadzenie do miejsca przeznaczenia, z drugiej zaś - pełne wiązanie, bez konieczności odprowadzania nadmiaru cieczy.
Cel ten realizuje sposób wytwarzania mieszaniny materiału stałego i cieczy transportowanej hydraulicznie, zwłaszcza do wyrobisk kopalnianych, który charakteryzuje się tym, że mieszaninę wytwarza się w następujących etapach:
- najpierw miesza się w mieszalniku określoną grawimetrycznie ilość odpadowego materiału resztkowego z określoną według empirycznie ustalonego stosunku obydwu składników ilością środka wiążącego oraz z pierwszą ilością cieczy w niedomiarze, określoną również według empirycznie ustalonego stosunku ilości materiału stałego do ilości cieczy,
- następnie dodaje się do mieszalnika drugą ilość cieczy, niezbędną dla wytworzenia zdolnej do pompowania mieszaniny, określoną na podstawie pomiaru właściwości reologicznych mieszaniny na wyjściu z mieszalnika, według uprzednio empirycznie ustalonej zależności tych właściwości reologicznych od ilości cieczy,
- po czym ewentualnie doprowadza się mieszaninę z mieszalnika do reaktora, dozując trzecią ilość cieczy, określoną w zależności od zawartości reaktora i spadku ciśnienia w przewodzie transportującym mieszaninę do wyrobisk.
Drugą, dozowaną w drugim etapie, ilość cieczy określa się korzystnie na podstawie stosunku maksymalnego gradientu spadku ciśnienia
, przy którym istnieje zdolność mieszaniny do pompowania - do rzeczywistego
gradientu spadku ciśnienia — mieszaniny znajdującej się w mieszalniku \ L /rzecz
187 229 oraz na podstawie względnej zawartości objętościowej materiału stałego ct w tej mieszaninie, albo też na podstawie stosunku maksymalnej lepkości Lnat, przy której istnieje zdolność mieszaniny do pompowania - do lepkości rzeczywistej τ^ζ mieszaniny znajdującej się w mieszalniku oraz na podstawie względnej zawartości objętościowej materiału stałego ct w tej mieszanie.
Funkcja zależności względnej zawartości objętościowej materiału stałego ct w mieszaninie od stosunku gradientów spadku ciśnienia, ma postać następującej funkcji wykładniczej:
i
gdzie:
C - zadana względna zawartość objętościowa materiału stałego w mieszaninie,
Ct' - względna zawartość objętościowa materiału stałego w mieszaninie, obliczona na podstawie porównania gęstości mieszaniny oraz ilości i gęstości materiału resztkowego oraz środka wiążącego,
Δρ) , ,, , Δρ) .
- maksymalna wartość gradientu spadku ciśnienia, - rzeczywista zmierzona wartość gradientu spadku ciśnienia
K - empirycznie określona wartość odwrotności wykładnika funkcji.
Natomiast funkcja zależności względnej zawartości objętościowej materiału stałego ct w mieszaninie od stosunku lepkości ma postać następującej funkcji wykładniczej:
max _1_
K rzecz gdzie ct - zadana względna zawartość objętościowa materiału stałego w mieszaninie, ct - względna zawartość objętościowa materiału stałego w mieszaninie, obliczona na podstawie porównania gęstości mieszaniny oraz ilości i gęstości materiału resztkowego oraz środka wiążącego,
Lna - mmmmmaksymalna wartość lepkości mieszaniny, τ^ζ - zmierzona rzeczywista wartość lepkości mieszaniny, K - empirycznie określona wartość odwrotności wykładnika funkcji.
Rzeczywisty gradient spadku ciśnienia korzystnie określa się na podstawie pomiaru spadku ciśnienia mieszaniny, albo też przez identyfikację występującego prawa przepływu według Ostwalda albo Binghama, albo Newtona, przy czym odpowiednie prawo przepływu identyfikuje się korzystnie przez stwierdzenie minimalnej wartości bezwzględnej różnicy między rzeczywistym naprężeniem ścinającym mieszaniny w mieszalniku, przy określonym spadku ciśnienia, i naprężeniem ścinającym obliczonym według odpowiedniego prawa przepływu.
Trzecią ilość cieczy dozuje się korzystnie do reaktora tylko wówczas, gdy zostanie przekroczony maksymalnie dopuszczalny spadek ciśnienia w przewodzie transportującym mieszaninę na wyrobisko.
Do charakteryzowania właściwości reologicznych mieszaniny w mieszalniku określa się korzystnie gęstość materiału resztkowego i gęstość środka wiążącego.
Dzięki cząstkowemu dozowaniu cieczy do transportowanej hydraulicznie mieszaniny według wynalazku, obejmującemu najpierw stopniowe dozowanie do mieszalnika głównej ilości cieczy w niedomiarze, a następnie kolejno dwóch dodatkowych ilości cieczy do mieszalnika i do reaktora, w zależności od zmierzonych parametrów eksploatacyjnych, charakteryzujących właściwości reologiczne mieszaniny materiału stałego i cieczy, zapewnia się daleko idące polepszenie właściwości pompowania mieszaniny do miejsca jej doprowadzenia,
187 229 przy minimalnym dodatku cieczy, a równocześnie eliminację konieczności dodawania cieczy na miejscu podsadzkowania.
Badania, które doprowadziły do wynalazku wykazały, że związek między właściwościami reologicznymi i stosunkami składników mieszaniny można przedstawić za pomocą zależności matematycznych. Parametry konieczne do optymalizacji stosunku poszczególnych składników w mieszaninie można określić na podstawie ich właściwości hydraulicznych już podczas trwania procesu. Podstawą ich określenia są dwa obliczenia wstępne. Pierwsze z nich polega na empirycznym określeniu stosunku ilości środka wiążącego mg w zależności od grawimetrycznej ilości (masy) materiału resztkowego mR, zaś drugie polega na określeniu pierwszej niedomiarowej ilości cieczy VF.
Obliczenia te przeprowadza się według następujących zależności:
mB = mR - b,
Vf = (mR + mB) - f, gdzie współczynniki b i f określa się doświadczalnie tak, aby zapewniały dostateczną mieszalność materiału stałego i cieczy w postaci jednorodnej mieszaniny.
Mieszanie składników mieszaniny przeprowadza się w mieszalniku.
Po dostarczeniu składników stałych mieszaniny i dozowaniu pierwszej niedomiarowej ilości cieczy, do mieszalnika doprowadza się dodatkową drugą ilość cieczy AVf, zapewniającą odpowiednie właściwości reologiczne mieszaniny, a więc optymalne warunki jej pompowania. Dodatkową ilość cieczy określa się na podstawie empirycznie stwierdzonej zależności między zawartością jej poszczególnych składników i właściwościami reologicznymi mieszaniny zawartej w mieszalniku, określającymi jej zdolność przepływu.
An
Zgodnie z wynalazkiem gradient spadku ciśnienia — (gdzie L -odległość, na jakąjest L hydraulicznie transportowana mieszanina) określa się na podstawie pomiarów jej lepkości (zgodnie z prawami przepływu materii według Newtona, Binghama i Ostwalda), po czym określenie stosunku ilości poszczególnych składników mieszaniny określa się według maksymalnego spadku ciśnienia, stanowiącego graniczną wartość dla danego układu przewodów i pomp.
W odmiennym rozwiązaniu sposobu według wynalazku gradient spadku ciśnienia mierzy się bezpośrednio za pomocą urządzeń kontrolno-pomiarowowych, włączonych do instalacji transportu hydrauhcznego, zaś w jeszcze innym rozwiązaniu sposobu według wynalazku mierzy się wartość lepkości τ i określa się stosunek ilościowy składników mieszaniny według wyznaczonych parametrów, odpowiadających tej wartości lepkości τ.
W każdym przypadku określa się względną zawartość obj^'^<^^^^i^'wą materiału stałego ct w mieszaninie oraz odchylenie Act od tej wartości ct, która jest przyporządkowana maksymalnemu gradientowi spadku ciśnienia. Można stąd określić nowy współczynnik Af dla wstępnego określenia ilości cieczy AVF według następującej zależności: AVF = Af - (mR + me).
Następnie mieszaninę przepompowuje się z mieszalnika do reaktora, do którego ewentualnie dozuje się trzecią dodatkową ilość cieczy, określoną na podstawie pomiaru spadku ciśnienia mieszaniny w przewodzie wylotowym, bezpośrednio po wyjściu z pompy. Tę zmierzoną wartość spadku ciśnienia porównuje się z określoną poprzednio wartością spadku ciśnienia i ewentualnie dozuje się dodatkową trzecią ilość cieczy do reaktora. Czas cyklu uzupełniania cieczy wynika z właściwości mieszaniny reaktora i należy określić go w drodze prób.
Sposób wytwarzania mieszaniny materiału stałego i cieczy transportowanej hydraulicznie, zwłaszcza do wyrobisk kopalnianych według wynalazku wyjaśnia poniższy przykład.
Przykład
W celu podsadzkowania podziemnego wyrobiska kopalni soli pompuje się gęstą mieszaninę, składającą się z pyłu pofiltracyjnego z instalacji spalania śmieci, ze środka wiążącego, stanowiącego tlenek magnezu, MgO oraz z płynu zarobowego, stanowiącego nasycony roztwór chlorku magnezu, MgCl2, z wydajnością mR = 20 — materiału resztkowego na godzinę.
h
187 229
Uwzględniając ustaloną empirycznie wartość współczynnika b = 0,2, ilość środka wiążącego mB = 20 — · 0,2 = 4 — h h
Mnożąc natężenie przepływu materiału stałego (mR + mB) przez określony empirycznie współczynnik m3 f = 0,5 —— (wyrażony w m3 cieczy na tonę materiału stałego) otrzymuje się pierwszą h niedomiarową ilość cieczy:
VP f t t
20- + 4k h h7
0,5- = 12t h
Obliczone ilości składników: mR, mB, Vp wprowadza się do mieszalnika otrzymując stosunkowo jednorodną zawiesinę, która jednak nie daje się pompować.
Utworzoną zawiesinę ocenia się następnie pod względem gęstości materiału resztkowego oraz względnej zawartości objętościowej materiału stałego i jej właściwości reologicznych.
Gęstość materiału resztkowego, która może się zmieniać w zależności od rodzaju jego składników, określa się na podstawie zmierzonej gęstości mieszaniny, która wynosi 1,7 —i—.
m3
Następnie na podstawie znanej z tablic gęstości środka wiążącego MgO, wynoszącej 3,2 , m3 i zmierzonej gęstości mieszaniny 1,7 —- oraz stosunków ich zawartości w mieszaninie oblim cza się gęstość materiału resztkowego, wynoszącą 2,395 -t—. Stąd obliczona względna m zawartość objętościowa materiału stałego w mieszaninie wynosi ct = 0,44.
Natomiast żądana wartość względnej zawartości objętościowej materiału stałego ct zależy od stosunku maksymalnego gradientu spadku ciśnienia mieszaniny do rzeczywiście istniejącego gradientu spadku ciśnienia, przy czym maksymalny gradient spadku ciśnienia, określony jako parametr właściwy dla rurociągu i określonego przepływu objętościowego w tym ru. ·1O kPa rociągu wynosi 12-.
m
W sposobie według wynalazku przewiduje się możliwość określenia spadku ciśnienia dwoma sposobami:
1) obliczenie na podstawie pomiarów lepkości w warunkach eksploatacyjnych oraz
2) bezpośredni pomiar spadku ciśnienia.
Zgodnie z pierwszym sposobem identyfikuje się zdolność płynięcia mieszaniny zgodnie ze znanymi prawami (na przykład Ostwalda względnie Binghama) i w tym celu mierzy się rzeczywiste naprężenie ścinające mieszaniny zawartej w mieszalniku przy różnych spadkach ciśnienia (podanych w odnośniku).
W powyższym przykładzie mierzy się następujące naprężenia ścinające:
τιοο = 576 Pa τ2οο = 800 Pa τ25ο = 920 Pa
Następnie identyfikuje się odpowiednie prawo przepływu (według Ostwalda albo według Binghama), dla którego bezwzględna różnica obliczonej zgodnie z tym prawem wartości naprężenia ścinającego i zmierzonym naprężeniem ścinającym jest najmniejsza.
W przykładzie obliczono według prawa Ostwalda wartość τ25ο = 889,24 Pa, a według prawa Binghama -wartość τ25ο = 912 Pa. Różnica między 912 Pa według Binghama i zmie8
187 229 rzoną wartością 1250 = 920 Pa jest mniejsza, a zatem dla rozpatrywanego przepływu obowiązuje prawo Binghama.
Przynależny temu prawu gradient spadku ciśnienia dla określonej średnicy rurociągu i określonej prędkości przepływu dla pierwszej ilości cieczy dodanej do mieszalnika oraz określonego wyżej natężenia przepływu objętościowego materiału stałego wynosi dla wyżej ,, , Δρ „, kPa rozpatrywanego przykładu - - 24,22 -.
L m
Identyfikację można również przeprowadzić dla wartości naprężenia ścinającego, odpowiadających innym spadkom ciśnienia.
kpa.
Bezpośredni pomiar spadku ciśnienia według drugiego sposobu dał również wartość 24-.
m
Dla określonej wartości maksymalnego gradientu spadku ciśnienia
= 12 kPa max przy którym osiągnięta jest granica zdolności do pompowania - stosunek do rzeczywistego gradientu spadku ciśnienia ^Δρ'' , osiągniętego po pierwszym dodaniu cieczy i ustalonego według prawa Binghama oraz zmierzonego bezpośrednio wynosi zatem 1:2.
Żądana względna zawartość objętościowa materiału stałego może być obliczona według następującego wzoru:
i
Dla określonej empirycznie wartości K = 3 i obliczonej powyżej względnej zawartości objętościowej materiału stałego w mieszaninie wynoszącej ct = 0,44, żądana względna zawartość objętościowa materiału stałego wynosi Ct = 0,357.
Według innego rozwiązania sposobu według wynalazku żądaną względną zawartość objętościową materiału stałego można określić także za pomocą obliczonej lub zmierzonej lepkości. Zamiast stosunku gradientów spadku ciśnienia oblicza się wówczas stosunek lepkości
T . .
ma*~ i określa według analogicznej zależności żądaną względną zawartość objętościową x
rzecz materiału stałego.
Dla wartości maksymalnej lepkości τηη3χ. )00 = 307 Pa oraz empirycznie określonej wartości K = 3 i określonej powyżej względnej zawartości objętościowej materiału stałego w mieszaninie ct = 0,44 uzyskuje się taką samą żądaną wartość ct = 0,357.
Zamiast funkcji wykładniczej może być oczywiście wybrany również inny typ funkcji prowadzącej do uzyskania podobnej zależności.
Wynika stąd dodatkowa druga ilość cieczy, którą należy dozować do mieszalnika w celu wytworzenia na wyjściu z mieszalnika mieszaniny dającej się przepompować, a m3 wwiosząca5 .
187 229
Mieszaninę składaj ącą się ze zmieszanych razem 20 — materiału resztkowego, 4 — h h m 3 środka wiążącego i 17-cicczy wprowadaasię oo eeaktora i stąd mrociągmni przepompowuje się do wyrobisk.
W przypadku, gdy zmierzona w przewodzie pompowanej mieszaniny, bezpośrednio za pompą, wartość gradientu spadku ciśnienia przekracza określoną wartość maksymalną, należy doprowadzić do reaktora uzupełniającą trzecią ilość cieczy, której objętość AVf zależy zarówno od wstępnej względnej zawartości objętościowej materiału stałego c, jak i stopnia h napełnienia reaktora.
Objętość tej dodatkowej trzeciej ilości cieczy oblicza się według następującej zależności:
AVF t (nastawienie wstępne) c, (nastawieniewstępne)
0,02
gdzie:
dR - średnica reaktora, h - stopień napełnienia reaktora.
Dla powyższego przykładu obliczona trzecia ilość dozowanej do reaktora cieczy wynosi AV F = 1,19 m3.
187 229
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz
Cena 2,00 zł.

Claims (10)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania mieszaniny materiału stałego i cieczy transportowanej hydraulicznie, zwłaszcza do wyrobisk kopalnianych, polegający na dynamicznym dopasowaniu składu mieszaniny do wymogów optymalnej zdolności do pompowania, przy czym materiał stały składa się z przesyłanego, odpadowego materiału resztkowego, ewentualnie ze środka wiążącego, i cieczy, zaś sposób wytwarzania polega na mieszaniu stałych i ciekłych składników mieszaniny w mieszalniku, znamienny tym, że mieszaninę wytwarza się w następujących etapach:
    - najpierw miesza się w mieszalniku określoną grawimetrycznie ilość odpadowego materiału resztkowego z określoną według empirycznie ustalonego stosunku obydwu składników ilością środka wiążącego oraz z pierwszą ilością cieczy w niedomiarze, określoną również według empirycznie ustalonego stosunku ilości materiału stałego do ilości cieczy,
    - następnie dodaje się do mieszalnika drugą ilość cieczy, niezbędną dla wytworzenia zdolnej do pompowania mieszaniny, określoną na podstawie pomiaru właściwości reologicznych mieszaniny na wyjściu z mieszalnika, według uprzednio empirycznie ustalonej zależności tych właściwości reologicz.nych od ilości cieczy,
    - po czym ewentualnie doprowadza się mieszaninę z mieszalnika do reaktora.· dozując trzecią ilość cieczy, określoną w zależności od zawartości reaktora i spadku ciśnienia w przewodzie transportującym mieszaninę do wyrobisk.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim etapie, drugą dozowaną ilość cieczy określa się na podstawie stosunku maksymalnego gradientu spadku ciśnienia — | , przy którym \ ł / max istnieje zdolność mieszaniny do pompowania - do rzeczywistego gradientu spadku ciśnienia mieszaniny znajdującej się w mieszalniku oraz na podstawie względnej zawartości objętościowej materiału stałego ctwtej mieszaninie.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim etapie, drugą dozowaną ilość cieczy określa się na podstawie stosunku maksymalnej lepkości rmax, przy której istnieje zdolność mieszaniny do pompowania - do lepkości rzeczywistej τΓ,,α mieszaniny znajdującej się w mieszalniku oraz na podstawie względnej zawartości objętościowej materiału stałego Ct w tej mieszanie.
  4. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że funkcja zależności względnej zawartości objętościowej materiału stałego ct w mieszaninie od stosunku gradientów spadku ciśnienia, ma postać następującej funkcji wykładniczej:
    i
    187 229 gdzie:
    Ct - zadana względna zawartość objętościowa materiału stałego w mieszaninie, ct- względna zawartość objętościowa materiału stałego w mieszaninie, obliczona na podstawie porównania gęstości mieszaniny oraz ilości i gęstości materiału resztkowego oraz środka wiążącego,
    Δρ
    L
    - maksymalna wartość gradientu spadku ciśnienia, max
    - rzeczywista zmierzona wartość gradientu spadku ciśnienia,
    K - empirycznie określona wartość odwrotności wykładnika funkcji.
  5. 5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że funkcja zależności względnej zawartości objętościowej materiału stałego Ct w mieszaninie od stosunku lepkości ma postać następującej funkcji wykładniczej:
    K •c/ gdzie ct - zadana względna zawartość objętościowa materiału stałego w mieszaninie, ct- względna zawartość objętościowa materiału stałego w mieszaninie, obliczona na podstawie porównania gęstości mieszaniny oraz ilości i gęstości materiału resztkowego oraz środka wiążącego, tmax - maksymalna wartość lepkości mieszaniny, irecz - zmierzona rzeczywista wartość lepkości mieszaniny,
    K - empirycznie określona wartość odwrotności wykładnika funkcji.
  6. 6. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że rzeczywisty gradient spadku ciśnienia określa się na podstawie pomiaru spadku ciśnienia mieszaniny.
  7. 7. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że rzeczywisty gradient spadku ciśnienia określa się przez identyfikację występującego prawa przepływu według Ostwalda albo Binghama, albo Newtona.
  8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że odpowiednie prawo przepływu identyfikuje się przez stwierdzenie minimalnej wartości bezwzględnej różnicy między rzeczywistym naprężeniem ścinającym mieszaniny w mieszalniku, przy określonym spadku ciśnienia, i naprężeniem ścinającym obliczonym według odpowiedniego prawa przepływu.
  9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że trzecią ilość cieczy dozuje się do reaktora tylko wówczas, gdy zostanie przekroczony maksymalnie dopuszczalny spadek ciśnienia w przewodzie transportującym mieszaninę na wyrobisko.
  10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do charakteryzowania właściwości reologicznych mieszaniny w mieszalniku określa się gęstość materiału resztkowego i gęstość środka wiążącego.
PL98325806A 1997-04-28 1998-04-15 Sposób wytwarzania mieszaniny materiału stałego icieczy transportowanej hydraulicznie, zwłaszcza do wyrobisk kopalnianych PL187229B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997117971 DE19717971C1 (de) 1997-04-28 1997-04-28 Verfahren zur Herstellung eines hydraulisch förderbaren Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL325806A1 PL325806A1 (en) 1998-11-09
PL187229B1 true PL187229B1 (pl) 2004-06-30

Family

ID=7828030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL98325806A PL187229B1 (pl) 1997-04-28 1998-04-15 Sposób wytwarzania mieszaniny materiału stałego icieczy transportowanej hydraulicznie, zwłaszcza do wyrobisk kopalnianych

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0875664B1 (pl)
JP (1) JP2884157B2 (pl)
CA (1) CA2235117A1 (pl)
DE (1) DE19717971C1 (pl)
ES (1) ES2260808T3 (pl)
PL (1) PL187229B1 (pl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6322293B1 (en) * 1997-01-29 2001-11-27 Patrick J. Stephens Method for filling voids with aggregate material
DE10207969B4 (de) * 2002-02-25 2007-04-05 Kali-Umwelttechnik Sondershausen Gmbh Verfahren zur Herstellung fluidablauffreier, suspensionsstabiler Mischungen aus Anmischflüssigkeit und partikelförmigem Feststoff

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4654802A (en) * 1984-06-07 1987-03-31 Halliburton Company Cement metering system
DE4237543C2 (de) * 1992-11-06 1999-01-21 Kilian Gottfried Dipl Wirtsch Verfahren zum Einstellen des Wassergehaltes und der Konsistenz von Mörtel bzw. Beton
DE4311658A1 (de) * 1993-04-08 1994-10-13 Saarbergwerke Ag Verfahren zur Herstellung von Streckenbegleitdämmen und/oder Ausbaupfeilern im untertägigen Bergbau, vorzugsweise Steinkohlenbergbau
DE4436229C2 (de) * 1994-10-11 1997-04-17 Metallgesellschaft Ag Füllstoff zum Verfüllen von Bergwerksschächten und unterirdischen Hohlräumen sowie zum Abdichten und Verfestigen von Baugrund und Verfahren zur Herstellung des Füllstoffs
DE19529850C2 (de) * 1995-08-12 2001-04-12 Kali Umwelttechnik Gmbh Verfahren zur Verbesserung der Fließ- und Abbindeeigenschaften von mineralischen Pumpversatzmischungen für Salzgesteine
DE19539684A1 (de) * 1995-10-25 1997-04-30 Bvgs Baustoffvertriebsgesellsc Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines selbsterhärtenden, gegen Salzgesteine resistenten, pumpfähigen Versatzstoffes

Also Published As

Publication number Publication date
EP0875664A3 (de) 2004-03-17
JP2884157B2 (ja) 1999-04-19
ES2260808T3 (es) 2006-11-01
PL325806A1 (en) 1998-11-09
DE19717971C1 (de) 1998-09-24
EP0875664B1 (de) 2006-03-01
JPH116297A (ja) 1999-01-12
CA2235117A1 (en) 1998-10-28
EP0875664A2 (de) 1998-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7464757B2 (en) Method for continuously batch mixing a cement slurry
CN1256500C (zh) 流体混合系统
FI115851B (fi) Menetelmä tyhjien tilojen täyttämiseksi kiviaineksella
US5080534A (en) Low water materials transportation
EA025089B1 (ru) Система для растворения полимеров, используемая для крупномасштабных операций по гидроразрыву пласта
Yilmaz et al. Design and characterization of underground paste backfill
CN100528319C (zh) 颗粒流量控制工艺
PL187229B1 (pl) Sposób wytwarzania mieszaniny materiału stałego icieczy transportowanej hydraulicznie, zwłaszcza do wyrobisk kopalnianych
Dingrando et al. Beneficial reuse of foundry sands in controlled low strength material
Clark et al. Transport of total tailings paste backfill: results of full-scale pipe test loop pumping tests
JP5379718B2 (ja) 繊維入り流動物の計量搬送装置及びこれを用いたポリマー複合セメント板の製造方法
CN206899521U (zh) 一种制备流态可固化土的成套设备
RU25533U1 (ru) Установка для приготовления и закачки в нефтяную скважину многокомпонентных технологических систем
JP6823400B2 (ja) 流動化処理土の製造および圧送方法と製造および圧送システム
JP6679685B2 (ja) 流動化処理土の製造方法及びその装置
JP2009084940A (ja) 流動化処理土の製造方法
US11774438B2 (en) Measurement set-up for a return cement suspension, construction site arrangement having a measurement set-up as well as method and use
JP2022168914A (ja) ソイルモルタルの製造方法およびソイルモルタル製造システム
JP2004339801A (ja) 流動性充填材の製造方法および製造プラント
JPH0780452A (ja) 泥水処理方法およびその制御方法
JP2004131932A (ja) 建設発生土又は建設汚泥を原料土としたガス導管用トンネル中詰材及びその製造方法
PL158812B1 (pl) Sposób wytwarzania mieszanek pakowo-asfaltowych PL PL PL PL PL
CN114718015A (zh) 基于高水材料-泥浆复合体的填海造陆吹填系统及方法
CN117123110A (zh) 化学复合驱用剂体系在线混配及注入的一体化装置及方法
CN115853580A (zh) 一种地采矿山充填方法