《工程科学学报》录用稿，htps:/doi.org/10.13374/i,issn2095-9389.2021.07.31.002©北京科技大学2020 全尾砂废石膏体流变特性及阻力演化 尹升华12)，闫泽鹏12☒，严荣富12，李德贤)，赵国亮)，张鹏强) 1)北京科技大学土木与资源学院，北京1000832)北京科技大学金属矿山高效开采与安全教有部重点实验室，北京1000833)金川集团 股份有限公司镍钴资源综合利用国家重点实验室，金昌737100 ☒通信作者，E-mail:yan_zepeng@163.com 摘要粗骨料膏体充填是当今矿山发展的核心方向。为了研究全尾砂-废石膏体的管道输送特性，采用流变仪测试了 不同尾废比及固体质量分数条件下膏体的流变特性，构建了综合考虑密实度、水灰比及体积浓度的输送阻力方程。将 该方程代入Comsol软件中进行模拟计算并与环管实测结果进行对比验证，数值模型所测误差均在7%以内，说明该 模型用于计算全尾砂废石膏体的阻力特性是合理的，还模拟了不同浓度、尾废化及初始速度条件下管道输送阻力的 变化特征。实验结果表明：塑性粘度和屈服应力随着粗骨料膏体固体质量数和尾废比的增加而增大：由于颗粒间 的摩擦效应导致阻力损失随尾废比的增加呈先增大后减小的趋势，单为损失在尾废比5：5处取得最小值：固体质量 分数增大导致水含量的降低，使粗骨料浆体难以流动，从而导致阳为损失快速增长：初始流速增加，颗粒运动变得 不稳定，摩擦加剧，并于“拐点”2.2ms处阻力损失的增4 高。 研究成果对于粗骨料膏体管输系统的设 计具有一定借鉴意义。 关键词粗骨料：尾废比：流变特性：阻力模型：数值模拟 分类号TG862.2 Rheological properties and resistance evolution of cemented unclassified tailings-waste rock paste backfill YIN Sheng-hua2 YAN Rong-ful2),LI De-xian,ZHAOGuo-liang,ZHANG Peng- qiangs) 1)School of Civila ces Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Key Laborato f High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines,Ministry of Education,University of Science and Technology Beijing. Beijing 100083,Chi 3) National Key Laboratory of Nickel and Cobalt Resources Comprehensive Utilization,Jinchuan Group Co Ltd,Jinchang 737100,China Corresponding author,E-mail:yan_zepeng@163.com ABSTRACT Coarse aggregate paste filling is the core direction of mine development today.The coarse aggregate filling can effectively reduce the discharge of mine solid waste,which is conducive to the realization of safe,clean,and efficient mining of the deposit,and can also reduce the production costs of infill mining and promote the coordinated development of 基金项目：国家优秀青年科学基金资助项目(51722401)：国家自然科学基金重点资助项目(51734001)：中央高校基本 科研业务费专项资金资助项目(FRF-TP-18-003C1):山东省重大科技创新工程项目(2019SDZY05)全尾砂-废石膏体流变特性及阻力演化1 尹升华 1,2)，闫泽鹏1,2)，严荣富 1,2)，李德贤 3)，赵国亮 3)，张鹏强 3) 1) 北京科技大学土木与资源学院，北京 100083 2) 北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083 3) 金川集团 股份有限公司 镍钴资源综合利用国家重点实验室，金昌 737100  通信作者，E-mail:yan_zepeng@163.com 摘 要 粗骨料膏体充填是当今矿山发展的核心方向。为了研究全尾砂-废石膏体的管道输送特性，采用流变仪测试了 不同尾废比及固体质量分数条件下膏体的流变特性，构建了综合考虑密实度、水灰比及体积浓度的输送阻力方程。将 该方程代入 Comsol 软件中进行模拟计算并与环管实测结果进行对比验证，数值模型所测误差均在 7%以内，说明该 模型用于计算全尾砂-废石膏体的阻力特性是合理的，还模拟了不同浓度、尾废比及初始速度条件下管道输送阻力的 变化特征。实验结果表明：塑性粘度和屈服应力随着粗骨料膏体固体质量分数和尾废比的增加而增大；由于颗粒间 的摩擦效应导致阻力损失随尾废比的增加呈先增大后减小的趋势，阻力损失在尾废比 5:5 处取得最小值；固体质量 分数增大导致水含量的降低，使粗骨料浆体难以流动，从而导致阻力损失快速增长；初始流速增加，颗粒运动变得 不稳定，摩擦加剧，并于“拐点”-2.2 m·s-1处阻力损失的增长率大大提高。研究成果对于粗骨料膏体管输系统的设 计具有一定借鉴意义。 关键词 粗骨料；尾废比；流变特性；阻力模型；数值模拟 分类号 TG862.2 Rheological properties and resistance evolution of cemented unclassified tailings-waste rock paste backfill YIN Sheng-hua1,2) , YAN Ze-peng1,2), YAN Rong-fu1,2) , LI De-xian3) , ZHAOGuo-liang3) , ZHANG Peng￾qiang3) 1) School of Civil and Resources Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Key Laboratory of High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines, Ministry of Education, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 3) National Key Laboratory of Nickel and Cobalt Resources Comprehensive Utilization, Jinchuan Group Co Ltd, Jinchang 737100, China  Corresponding author, E-mail: yan_zepeng@163.com ABSTRACT Coarse aggregate paste filling is the core direction of mine development today. The coarse aggregate filling can effectively reduce the discharge of mine solid waste, which is conducive to the realization of safe, clean, and efficient mining of the deposit, and can also reduce the production costs of infill mining and promote the coordinated development of 1基金项目: 国家优秀青年科学基金资助项目(51722401)；国家自然科学基金重点资助项目(51734001)；中央高校基本 科研业务费专项资金资助项目(FRF-TP-18-003C1)；山东省重大科技创新工程项目（2019SDZY05） 《工程科学学报》录用稿，https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.07.31.002 ©北京科技大学 2020 录用稿件，非最终出版稿