Introduksjon

En tilbakefyllingsrørledning kan mislykkes i en gruvedrift uten å bære et eneste tonn nyutvunnet malm. I underjordiske gullgruver blir bearbeidet avgangsmasse ofte returnert under jorden for å fylle ut utvunnede tomrom og gi bakkestøtte. Prosessen reduserer mengden avgangsavfall som må lagres på overflaten, samtidig som den hjelper gruven med å håndtere dens underjordiske drift.

Men å flytte dette materialet er ikke så enkelt som å pumpe vann gjennom et rør. Slurryen inneholder faste partikler, og dens oppførsel endres med konsentrasjon, partikkelfordeling, strømningshastighet og rørledningsgeometri. Når disse variablene er dårlig kontrollert, kan transportsystemet lide av overdreven slitasje, ustabil flyt eller avbrudd i tilbakefyllingen.

Sør-Afrika har en lang historie med forskning på dette problemet. En artikkel publisert iJournal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgyi 1992 undersøkte slitasje i tilbakefyllingsrørledninger ved bruk av klassifisert avgang fra Vaal Reefs East gullgruve. Forskerne undersøkte slurrys relative tetthet, hastighet og rørdiameter, og viste at rørledningsslitasje måtte forstås som et systemproblem snarere enn bare et materialproblem.

For gruver som vurderer erstatningsrør, er dette skillet viktig. UHMWPE (ultra-high-molecular-weight polyethylene) tilbyr egenskaper som kan være nyttige i abrasive transportapplikasjoner, men å velge det med suksess krever en forståelse av hva som skjer inne i den eksisterende linjen.

De skjulte kostnadene ved å flytte gullgruveavfall

Gullbearbeiding skiller verdifulle mineraler fra bergarten rundt. Etter gjenvinning kan det gjenværende materialet klassifiseres, fortykkes eller blandes med bindemidler før det transporteres under jorden som tilbakefylling.

Materialet som kommer inn i en tilbakefyllingsrørledning er derfor ikke nødvendigvis det samme som ubehandlet gruveavfall. Dens partikkelstørrelsesfordeling og faststoffkonsentrasjon avhenger av prosesserings- og tilberedningstrinnene.

I klassifiserte avgangssystemer kan en relativt grov fraksjon skilles fra finere materiale. I andre operasjoner kan en blanding med høy tetthet eller sementert pasta brukes. Hver formulering oppfører seg forskjellig under transport.

En rørledning konstruert rundt en slurry kan ikke automatisk antas egnet for en annen.

Vaal Reefs East-studien fra 1992 er spesielt relevant fordi den undersøkte sammenhengen mellom rørledningsslitasje og tre driftsvariabler: slurry relativ tetthet, strømningshastighet og rørdiameter. Artikkelen diskuterte også utfordringen med å transportere klassifisert avgangsmasse ved volumkonsentrasjoner mellom 36 % og 46 %.

Disse tallene beskriver studiens testkontekst, ikke et universelt driftsområde for sørafrikanske gullgruver. Deres betydning er at selv en spesifikk avgangsstrøm kan kreve nøye evaluering av hvordan dens konsentrasjon og transportforhold samhandler med røret.

Les den originale forskningen:Ytelsen til tilbakefyllingsrørledninger, Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy.

Hvorfor en rørledning slites ujevnt

Et rør kan se ensartet ut fra utsiden, men forholdene inne i det er ikke nødvendigvis ensartede i hele lengden.

Vurder en tilbakefyllingslinje som opererer i lengre perioder. Faste partikler beveger seg med væsken, men deres bevegelse avhenger av partikkelstørrelse, tetthet, konsentrasjon og lokale strømningsforhold. Noen partikler forblir suspendert; andre kan bevege seg nærmere rørveggen eller samhandle med den oftere.

Over tid kan disse interaksjonene fjerne materiale fra den indre overflaten. Mengden og plasseringen av slitasje avhenger av slurryen og rørledningens design.

Tre praktiske problemstillinger fortjener spesiell oppmerksomhet.

For det første kan slurryen være for tett for det eksisterende driftsarrangementet.Økende faststoffkonsentrasjon endrer blandingens tetthet og kan endre strømningsoppførselen. I noen systemer er resultatet høyere motstand mot transport og økte krav til pumpe- eller gravitasjonsstrømningsarrangementet.

For det andre innebærer strømningshastighet en avveining.En hastighet som er for lav for en bestemt slurry kan tillate faste stoffer å sette seg. Å øke hastigheten kan bidra til å opprettholde transporten, men det kan også øke partikkelpåvirkninger og slitasje. Det er ingen universell hastighet som løser begge problemene for hvert tilbakefyllingssystem.

For det tredje påvirker rørdiameteren mer enn strømningskapasiteten.Ved den samme volumetriske strømningshastigheten endres gjennomsnittshastigheten ved å endre den indre diameteren. Diameteren påvirker også trykktap og oppførselen til de faste stoffene. Å velge et større eller mindre rør uten å evaluere hele systemet kan skape et annet problem i stedet for å løse det opprinnelige.

Disse forholdene forklarer hvorfor det ikke alltid er nok å erstatte slitt rør med et annet materiale. Erstatningen kan forbedre motstanden mot slitasje, men den vil ikke automatisk korrigere uegnet slurrypreparering eller et ustabilt driftsregime.

Hvor UHMWPE går inn i diskusjonen

UHMWPE brukes i applikasjoner som krever motstand mot slitasje og en overflate med relativt lav friksjon. For gruvedrift gjør disse egenskapene det til en kandidat for å evaluere utvalgte slipeoppslemmingsoppgaver.

Dens verdi bør bedømmes mot den faktiske feilmekanismen.

Hvis det eksisterende stålrøret lider gjentatte indre materialtap, kan en slitesterk polymer være verdt å undersøke. Dersom korrosjon bidrar til forringelse, kan også forskjellen mellom metalliske og polymere materialer være relevant. UHMWPE gjennomgår ikke elektrokjemisk korrosjon på samme måte som karbonstål, selv om kompatibilitet med selve prosessvæsken fortsatt må verifiseres.

Det er viktige grenser for denne sammenligningen. Ikke alle tilbakefyllingsstrømmer fra gullgruve har samme slipeevne, og ikke alle UHMWPE-rør har samme trykkevne. Et rør som er egnet for en del av en gruvedrift er kanskje ikke egnet for en annen.

Tilbakefylling er også forskjellig fra konvensjonell overflateavgangstransport. Noen underjordiske systemer opererer under gravitasjon, mens andre bruker pumper eller en kombinasjon av vertikale og horisontale rørseksjoner. Sementert tilbakefylling introduserer ytterligere hensyn fordi blandingen kan utvikle forskjellige reologiske egenskaper fra usementert klassifisert avgangsmasse.

Den tiltenkte tjenesten må derfor være tydelig før et produkt spesifiseres.

Hva den eksisterende forskningen forteller gruvekjøpere

Den sørafrikanske litteraturen gir en nyttig lærdom: rørledningsmateriale og rørledningsdriftsforhold må vurderes sammen.

En oppfølgingsartikkel iJournal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgydiskuterte påvirkningen av gjennomsnittlig blandingshastighet, slurry relativ tetthet og rørdiameter på slitasje i tilbakefyllingsdistribusjonssystemer. Den gjennomgikk også alternative rørmaterialer, inkludert polyuretan og polyetylen med høy tetthet, samtidig som den understreket viktigheten av kvalitetskontroll i konstruksjon med forede rør.

Denne forskningen er nyttig historisk bevis på at polymerbaserte rør har lenge vært vurdert i gruveutfyllingsapplikasjoner. Imidlertid er HDPE og UHMWPE forskjellige materialer. Funn om en polymer bør ikke presenteres som direkte bevis på ytelsen til den andre.

Likeledes kan ikke resultater fra en bestemt gruve fastslå forventet levetid for et rør på et annet sted. Avgangssammensetning, partikkelegenskaper, rørledningsoppsett og driftspraksis påvirker resultatet.

For en gruve som evaluerer UHMWPE, kombinerer det mest nyttige beviset materialtestdata med informasjon fra den eksisterende linjen. Inspeksjonsprotokoller, plasseringen av slitte seksjoner, driftstrykk og slurrykarakteristikk kan bidra til å avgjøre om en materialendring løser det faktiske problemet.

Relatert teknisk referanse:Effekten av korrosjon på slitasjehastigheten til stålrørledninger som transporterer gjenfyllingsslurry.

Luoyang Zhengju UHMWPE Mining Pipe: Publiserte spesifikasjoner

For kjøpere som vurderer UHMWPE-rør for passende gruveapplikasjoner, er følgende spesifikasjoner oppført på produsentens UHMWPE-gruverørside.

Produktreferanse:https://www.cnzjpipe.com/uhmwpe-pipe/uhmwpe-mining-slurry-pipes.html

Dette er publiserte produktspesifikasjoner, ikke en garanti for egnethet for alle underjordiske utfyllingsapplikasjoner. Det oppgitte trykkområdet må kontrolleres mot nøyaktig rørkonfigurasjon og designkrav. Resultatet av slitasjetesten skal tolkes ved å bruke testmetoden og betingelsene spesifisert av produsenten.

For en foreslått underjordisk installasjon bør gruvens ingeniørteam også gjennomgå den nødvendige strømningshastigheten, slurrykarakteristikker, tilkoblingsarrangement, støtter og installasjonsprosedyre. Et produkts slitestyrke fastslår ikke i seg selv dets strukturelle egnethet for et bestemt system.

Undersøk feilen før du bytter røret

En nyttig erstatningsvurdering starter med noen få spørsmål som kan besvares fra mine journaler.

Hvor oppstår slitasjen? Er det konsentrert i bestemte strekninger, eller er materielle tap fordelt langs linjen? Sammenhenger forringelse med endringer i slurrykonsentrasjon eller driftsforhold? Har rørledningen opplevd blokkeringer, trykksvingninger eller gjentatte vedlikeholdsavbrudd?

Svarene hjelper til med å skille materialrelaterte problemer fra prosessrelaterte.

Hvis slurryen ikke transporteres konsekvent, kan det være like viktig å gjennomgå forberedelses- og strømningsforholdene som å bytte rørmateriale. Hvis inspeksjon bekrefter vedvarende intern slitasje under ellers akseptable driftsforhold, kan et annet rørmateriale tilby en mer relevant løsning.

For innkjøpsteam er dette også grunnen til at et tilbud bør baseres på den faktiske søknaden i stedet for uttrykket «gullgruverør». Nødvendig diameter, trykk, slurrytype og installasjonsarrangement avgjør hvilke produktkonfigurasjoner som fortjener ytterligere evaluering.

Konklusjon

Sørafrikanske gullgruvetilbakefyllingssystemer gir et tydelig eksempel på hvordan mineralbehandling og rørledningsteknikk henger sammen. Forskning på Vaal Reefs Øst viste at slurrys relative tetthet, strømningshastighet og rørdiameter var viktige variabler for å undersøke slitasje på tilbakefyllingsrørledninger.

UHMWPE er verdt å vurdere når slitestyrke og materialkompatibilitet er relevant for driftsproblemet. Det bør ikke behandles som en universell erstatning for stål, og funn fra HDPE eller andre polymersystemer skal heller ikke overføres til UHMWPE uten støttende bevis.

Det sterkeste argumentet for å bytte rørmateriale kommer fra å forstå det eksisterende systemet: hva slurryen inneholder, hvordan den beveger seg, hvor røret slites og hva erstatningen må tåle.

For en gruve som opplever gjentatt rørforringelse, gir denne informasjonen et mer nyttig utgangspunkt enn en generisk påstand om materialytelse.

FAQ

Er UHMWPE-rør egnet for tilbakefylling av gullgruve?

Det kan være egnet for utvalgte bruksområder, men egnetheten avhenger av slurrysammensetning, faststoffkonsentrasjon, driftstrykk, temperatur og produktets dokumenterte egenskaper. Underjordiske installasjonsforhold må også vurderes.

Øker økende slurryhastighet alltid slitasjen?

Ikke i alle omstendigheter. Hastighet påvirker partikkelbevegelse og slitasje, men svært lav hastighet kan tillate faste stoffer å sette seg. Det riktige driftsområdet avhenger av den spesifikke slurryen og rørledningen.

Kan UHMWPE løse gjentatte blokkeringer?

Bytting av rørmaterialet alene løser kanskje ikke blokkeringer forårsaket av setninger, uegnet slurrypreparering eller driftsavbrudd. Den underliggende årsaken bør identifiseres før en erstatning velges.

Hvilken informasjon er nødvendig for å vurdere UHMWPE gruverør?

Nyttig informasjon inkluderer nødvendig diameter, arbeidstrykk, slurrytype, faststoffkonsentrasjon, informasjon om partikkelstørrelse der tilgjengelig, driftstemperatur og installasjonsarrangement.

Primært nøkkelord

UHMWPE-rør for gullgruvedrift

Sekundære nøkkelord

Sørafrikansk gullgruverørledning

UHMWPE gruverør

Rørledning for gjenfylling av gullgruve

Slitasjebestandig gruverør

Avgangsmassetransport

Slitasje av gruveoppslemmingsrørledninger

Om Luoyang Zhengju New Materials Technology Co., Ltd.

Luoyang Zhengju New Materials Technology Co., Ltd. produserer UHMWPE, HDPE, PVC og andre plastrør og fittings for industrielle applikasjoner.

For gruvedrift og andre egnede mineraltransportprosjekter tar vi gjerne imot henvendelser med nødvendige rørdimensjoner og tilgjengelig driftsinformasjon. Teamet vårt kan gjennomgå kravene og diskutere passende produktalternativer.

Nettsted:https://zjxcwm.com/

WhatsApp: +86 19937270645

E-post:baibaili456@gmail.com

WeChat: +86 19937270645