Invoering

Een opvulpijpleiding kan een mijnbouwoperatie mislukken zonder ooit ook maar een ton nieuw gewonnen erts te vervoeren. In ondergrondse goudmijnen worden verwerkte residuen vaak ondergronds teruggevoerd om uitgemijnde holtes op te vullen en grondondersteuning te bieden. Het proces vermindert de hoeveelheid residuen die aan de oppervlakte moet worden opgeslagen en helpt de mijn bij het beheren van zijn ondergrondse werkzaamheden.

Maar het verplaatsen van dit materiaal is niet zo eenvoudig als het pompen van water door een pijp. De slurry bevat vaste deeltjes en het gedrag ervan verandert afhankelijk van de concentratie, deeltjesverdeling, stroomsnelheid en pijplijngeometrie. Wanneer deze variabelen slecht onder controle worden gehouden, kan het transportsysteem te maken krijgen met overmatige slijtage, onstabiele stroming of onderbrekingen in de opvulling.

Zuid-Afrika heeft een lange geschiedenis van onderzoek naar dit probleem. Een artikel gepubliceerd in dePublicatieblad van het Zuid-Afrikaanse Instituut voor Mijnbouw en Metallurgieonderzocht in 1992 slijtage in opvulpijpleidingen met behulp van geclassificeerde residuen van de goudmijn Vaal Reefs East. De onderzoekers onderzochten de relatieve dichtheid, snelheid en buisdiameter van de slurry, waaruit bleek dat pijpleidingslijtage moest worden begrepen als een systeemprobleem en niet alleen als een materiaalprobleem.

Voor mijnen die vervanging van pijpleidingen overwegen, is dit onderscheid van belang. UHMWPE (polyethyleen met ultrahoog moleculair gewicht) biedt eigenschappen die nuttig kunnen zijn bij abrasieve transporttoepassingen, maar om er succesvol voor te kiezen, is inzicht nodig in wat er binnen de bestaande lijn gebeurt.

De verborgen kosten van het verplaatsen van goudmijnafval

Goudverwerking scheidt waardevolle mineralen van het omringende gesteente. Na terugwinning kan het resterende materiaal worden geclassificeerd, ingedikt of gemengd met bindmiddelen voordat het als opvulling ondergronds wordt getransporteerd.

Het materiaal dat een opvulpijpleiding binnenkomt, is daarom niet noodzakelijkerwijs hetzelfde als onbehandeld mijnafval. De deeltjesgrootteverdeling en de concentratie aan vaste stoffen zijn afhankelijk van de verwerkings- en bereidingsfasen.

Bij systemen voor geclassificeerde residuen kan een relatief grove fractie worden gescheiden van fijner materiaal. Bij andere bewerkingen kan een mengsel met hoge dichtheid of een cementpasta worden gebruikt. Elke formulering gedraagt ​​zich anders tijdens transport.

Een pijpleiding die rond de ene slurry is ontworpen, kan niet automatisch als geschikt worden beschouwd voor een andere.

De Vaal Reefs East-studie uit 1992 is bijzonder relevant omdat daarin de relatie werd onderzocht tussen pijpleidingslijtage en drie bedrijfsvariabelen: relatieve slurrydichtheid, stroomsnelheid en pijpdiameter. Het artikel besprak ook de uitdaging van het transporteren van geclassificeerde residuen in volumeconcentraties tussen 36% en 46%.

Deze cijfers beschrijven de testcontext van het onderzoek, en niet een universeel werkbereik voor Zuid-Afrikaanse goudmijnen. Hun betekenis is dat zelfs een specifieke stroom residuen een zorgvuldige evaluatie kan vereisen van de manier waarop de concentratie en transportomstandigheden ervan op de pijp inwerken.

Lees het originele onderzoek:De prestaties van opvulpijpleidingen, Publicatieblad van het Zuid-Afrikaanse Instituut voor Mijnbouw en Metallurgie.

Waarom een ​​pijpleiding ongelijkmatig slijt

Een pijp kan er van buitenaf uniform uitzien, maar de omstandigheden binnenin zijn niet noodzakelijkerwijs uniform over de gehele lengte.

Overweeg een opvullijn die gedurende langere perioden in bedrijf is. Vaste deeltjes bewegen met de vloeistof mee, maar hun beweging hangt af van de deeltjesgrootte, dichtheid, concentratie en lokale stromingsomstandigheden. Sommige deeltjes blijven zweven; anderen kunnen dichter bij de pijpwand komen of er vaker mee communiceren.

Na verloop van tijd kunnen deze interacties materiaal van het binnenoppervlak verwijderen. De mate en plaats van slijtage zijn afhankelijk van de slurry en het leidingontwerp.

Drie praktische kwesties verdienen bijzondere aandacht.

Ten eerste kan de slurry te dicht zijn voor de bestaande bedrijfsopstelling.Een toenemende concentratie vaste stoffen verandert de dichtheid van het mengsel en kan het vloeigedrag ervan veranderen. Bij sommige systemen is het resultaat een hogere weerstand tegen transport en hogere eisen aan de pomp- of zwaartekrachtopstelling.

Ten tweede brengt de stroomsnelheid een afweging met zich mee.Een snelheid die te laag is voor een bepaalde slurry kan ervoor zorgen dat vaste stoffen bezinken. Het verhogen van de snelheid kan helpen het transport in stand te houden, maar kan ook de impact van deeltjes en slijtage vergroten. Er bestaat geen universele snelheid die beide problemen voor elk opvulsysteem oplost.

Ten derde heeft de buisdiameter meer invloed dan de stroomcapaciteit.Bij hetzelfde volumetrische debiet verandert het veranderen van de binnendiameter de gemiddelde snelheid. De diameter heeft ook invloed op drukverliezen en het gedrag van de vaste stoffen. Het selecteren van een grotere of kleinere leiding zonder het volledige systeem te evalueren kan een ander probleem creëren in plaats van het oorspronkelijke probleem op te lossen.

Deze relaties verklaren waarom het vervangen van versleten buizen door een ander materiaal niet altijd voldoende is. De vervanging kan de slijtvastheid verbeteren, maar corrigeert niet automatisch een ongeschikte mestbereiding of een onstabiel bedrijfsregime.

Waar UHMWPE de discussie betreedt

UHMWPE wordt gebruikt in toepassingen die slijtvastheid en een relatief wrijvingsarm oppervlak vereisen. Voor mijnbouwactiviteiten maken deze eigenschappen het een kandidaat voor het evalueren van geselecteerde schurende slurrytaken.

De waarde ervan moet worden beoordeeld aan de hand van het daadwerkelijke faalmechanisme.

Als de bestaande stalen buis herhaaldelijk intern materiaalverlies lijdt, kan een slijtvast polymeer de moeite waard zijn om te onderzoeken. Als corrosie bijdraagt ​​aan de achteruitgang, kan het verschil tussen metalen en polymere materialen ook relevant zijn. UHMWPE ondergaat niet op dezelfde manier elektrochemische corrosie als koolstofstaal, hoewel de compatibiliteit met de daadwerkelijke procesvloeistof nog moet worden geverifieerd.

Er zijn belangrijke grenzen aan deze vergelijking. Niet alle opvulstromen uit goudmijnen hebben dezelfde abrasiviteit, en niet alle UHMWPE-buizen hebben hetzelfde drukvermogen. Een pijp die geschikt is voor het ene deel van een mijnbouwoperatie is mogelijk niet geschikt voor een ander deel.

Opvulling verschilt ook van conventioneel transport van residuen aan de oppervlakte. Sommige ondergrondse systemen werken onder zwaartekracht, terwijl andere gebruik maken van pompen of een combinatie van verticale en horizontale leidingdelen. Gecementeerde opvulling introduceert aanvullende overwegingen omdat het mengsel andere reologische eigenschappen kan ontwikkelen dan ongecementeerde geclassificeerde residuen.

De beoogde dienst moet daarom duidelijk zijn voordat een product wordt gespecificeerd.

Wat het bestaande onderzoek mijnbouwkopers vertelt

De Zuid-Afrikaanse literatuur biedt een nuttige les: pijpleidingmateriaal en pijpleidingbedrijfsomstandigheden moeten samen worden bekeken.

Een vervolgartikel in dePublicatieblad van het Zuid-Afrikaanse Instituut voor Mijnbouw en Metallurgiebesprak de invloed van de gemiddelde mengselsnelheid, de relatieve dichtheid van de slurry en de buisdiameter op slijtage in opvuldistributiesystemen. Ook werden alternatieve leidingmaterialen beoordeeld, waaronder polyurethaan en polyethyleen met hoge dichtheid, waarbij het belang van kwaliteitscontrole bij de constructie van gevoerde buizen werd benadrukt.

Dat onderzoek is een nuttig historisch bewijs dat op polymeer gebaseerde leidingen al lang in overweging worden genomen bij opvultoepassingen in de mijnbouw. HDPE en UHMWPE zijn echter verschillende materialen. Bevindingen over het ene polymeer mogen niet worden gepresenteerd als direct bewijs van de prestaties van het andere.

Op dezelfde manier kunnen de resultaten van een bepaalde mijn de verwachte levensduur van een pijpleiding op een andere locatie niet bepalen. De samenstelling van de residuen, de deeltjeskarakteristieken, de lay-out van de pijpleiding en de operationele praktijk hebben allemaal invloed op het resultaat.

Voor een mijn die UHMWPE evalueert, combineert het meest bruikbare bewijs materiële testgegevens met informatie uit de bestaande lijn. Inspectiegegevens, de locaties van versleten delen, werkdruk en slibkarakteristieken kunnen helpen bepalen of een materiaalverandering het daadwerkelijke probleem oplost.

Gerelateerde technische referentie:Het effect van corrosie op de slijtagesnelheid van stalen pijpleidingen die opvulslib transporteren.

Luoyang Zhengju UHMWPE-mijnpijp: gepubliceerde specificaties

Voor kopers die UHMWPE-buizen beoordelen voor geschikte mijnbouwtoepassingen, worden de volgende specificaties vermeld op de UHMWPE-mijnbouwbuispagina van de fabrikant.

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

Dit zijn gepubliceerde productspecificaties en geen garantie voor geschiktheid voor elke ondergrondse opvultoepassing. Het aangegeven drukbereik moet worden gecontroleerd aan de hand van de exacte leidingconfiguratie en ontwerpvereisten. Het resultaat van de slijtvastheidstest moet worden geïnterpreteerd volgens de testmethode en -omstandigheden die door de fabrikant zijn gespecificeerd.

Voor een voorgestelde ondergrondse installatie moet het technische team van de mijn ook het vereiste debiet, de kenmerken van de slurry, de verbindingsopstelling, de steunen en de installatieprocedure beoordelen. De slijtvastheid van een product bepaalt op zichzelf niet de structurele geschiktheid ervan voor een bepaald systeem.

Onderzoek de storing voordat u de leiding vervangt

Een zinvolle vervangingsbeoordeling begint met een aantal vragen die beantwoord kunnen worden vanuit mijngegevens.

Waar treedt de slijtage op? Is het geconcentreerd in bepaalde secties, of wordt het materiële verlies langs de lijn verdeeld? Houdt verslechtering verband met veranderingen in de mestconcentratie of bedrijfsomstandigheden? Heeft de pijpleiding last gehad van verstoppingen, drukschommelingen of herhaaldelijke onderhoudsonderbrekingen?

De antwoorden helpen materiaalgerelateerde problemen te scheiden van procesgerelateerde problemen.

Als de slurry niet consistent wordt getransporteerd, kan het herzien van de voorbereidings- en stromingsomstandigheden net zo belangrijk zijn als het vervangen van het buismateriaal. Als inspectie aanhoudende interne slijtage onder overigens aanvaardbare bedrijfsomstandigheden bevestigt, kan een ander buismateriaal een relevantere oplossing bieden.

Voor inkoopteams is dit ook de reden waarom een ​​offerte gebaseerd moet zijn op de daadwerkelijke toepassing in plaats van op de uitdrukking 'goudmijnpijp'. De vereiste diameter, druk, mestsoort en installatieopstelling bepalen welke productconfiguraties verdere evaluatie verdienen.

Conclusie

Zuid-Afrikaanse opvulsystemen voor goudmijnen vormen een duidelijk voorbeeld van hoe mineraalverwerking en pijpleidingtechniek met elkaar verbonden zijn. Uit onderzoek op Vaal Reefs East bleek dat de relatieve dichtheid van de slurry, de stroomsnelheid en de pijpdiameter belangrijke variabelen waren bij het onderzoeken van slijtage van opvulpijpleidingen.

UHMWPE is de moeite waard om te evalueren wanneer slijtvastheid en materiaalcompatibiliteit relevant zijn voor het bedrijfsprobleem. Het mag niet worden behandeld als een universele vervanging voor staal, noch mogen bevindingen uit HDPE of andere polymeersystemen worden overgedragen aan UHMWPE zonder ondersteunend bewijsmateriaal.

Het sterkste argument voor het vervangen van leidingmateriaal komt voort uit het begrijpen van het bestaande systeem: wat de slurry bevat, hoe deze beweegt, waar de leiding slijt en waar de vervanging tegen moet kunnen.

Voor een mijn die herhaaldelijk verslechtering van de leidingen ervaart, biedt die informatie een nuttiger uitgangspunt dan een algemene claim over materiaalprestaties.

Veelgestelde vragen

Is UHMWPE-buis geschikt voor opvulling van goudmijnen?

Het kan geschikt zijn voor geselecteerde toepassingen, maar de geschiktheid hangt af van de samenstelling van de slurry, de concentratie vaste stoffen, de werkdruk, de temperatuur en de gedocumenteerde mogelijkheden van het product. Ondergrondse installatieomstandigheden moeten ook worden beoordeeld.

Leidt een toenemende mestsnelheid altijd tot een toename van de slijtage?

Niet in elke omstandigheid. De snelheid beïnvloedt de beweging en slijtage van deeltjes, maar bij een zeer lage snelheid kunnen vaste stoffen bezinken. Het juiste werkbereik is afhankelijk van de specifieke mest en pijpleiding.

Kan UHMWPE terugkerende blokkades oplossen?

Het vervangen van het leidingmateriaal alleen kan verstoppingen veroorzaakt door bezinking, ongeschikte mestverwerking of bedrijfsonderbrekingen mogelijk niet oplossen. De onderliggende oorzaak moet worden geïdentificeerd voordat een vervanging wordt geselecteerd.

Welke informatie is nodig om UHMWPE-mijnpijpleidingen te beoordelen?

Nuttige informatie omvat de vereiste diameter, werkdruk, type slurry, concentratie vaste stoffen, informatie over de deeltjesgrootte, indien beschikbaar, bedrijfstemperatuur en installatie-opstelling.

Primair zoekwoord

UHMWPE-buis voor goudwinning

Secundaire trefwoorden

Zuid-Afrikaanse goudmijnpijpleiding

UHMWPE-mijnpijp

Aanvullingspijplijn voor goudmijnen

Slijtvaste mijnbouwpijp

Vervoer van residuen

Slijtage van mijnbouwslurrypijpleidingen

Over Luoyang Zhengju New Materials Technology Co., Ltd.

Luoyang Zhengju New Materials Technology Co., Ltd. produceert UHMWPE-, HDPE-, PVC- en andere kunststofbuizen en fittingen voor industriële toepassingen.

Voor mijnbouwslurry en andere geschikte mineraaltransportprojecten verwelkomen wij vragen met de vereiste buisafmetingen en beschikbare bedrijfsinformatie. Ons team kan de vereisten beoordelen en de juiste productopties bespreken.

Website:https://zjxcwm.com/

Whatsapp: +86 19937270645

E-mail:baibaili456@gmail.com

WeChat: +86 19937270645