固體物料水力輸送的發展

從世界范圍上，長距離的(或高揚程的)固體物料水力輸送基本都是把固體物料磨碎到1毫米以下，甚至200目以下(0.074 mm)占到50％以上。一方面出于管道輸送參數，最佳輸送流速、濃度等綜合經濟效益比較；另一方面，受到設備的制約。渣漿泵雖然可以輸送粗粒徑物料，但揚程太低，不適宜長距離輸送；而往復泵只能適于輸送小于1毫米粒徑的物料。但在現實生產中，某些特殊情況需要長距離輸送粗粒徑的物料。如大粒徑的煤漿及礦石等，摻有碎石采空區充填等。這些粗粒徑物料輸送還沒有形成一種規模，這里主要是沒有一種合適的設備。目前粗粒徑輸送設備的先行者，就只有混凝土泵了，它的出現引起了建筑業混凝土澆注方式的革命，現在一些人已把它用做碎石尾沙水泥充填泵。但這種泵由于采用液壓柱塞泵為動力，其流量較小，即使增大混凝土缸與液壓缸的比例關系，可用于高揚程輸送的混凝土泵的流量也僅為100 m3／h左右，且噪聲太大。

而水隔膜充填泵是一種可以輸送粗粒徑物料的泵，其最大流量可達1000 m3／h，最高揚程可達14Mpa(6.3Mpa以下最大流量可達2000 m3／h)，這就給長距離(高揚程)大流量輸送粗粒徑料漿提供了設備條件，在下述領域可以采用粗顆粒漿體輸送。

    首先，充填領域，現在對采空區進行充填已成為共識，過去尾礦水泥充填，有些地方效果并不理想，如果摻碎石充填，效果要好的多。水隔膜充填泵可以輸送大顆粒，又沒有水耗不稀釋漿體，特別是向采空區進行尾礦充填若摻入大顆粒，充填效果要好的多。

    其次就是尾礦筑壩領域，眾所周知，用尾礦筑壩必須用較粗的尾砂，因此，才普遍使用旋流器，而往復泵、油壓泵等輸送尾砂必須把大于1毫米粒徑的粗顆粒篩出，這樣對筑壩非常不利，假如用水隔膜充填泵輸送摻有碎石比其它泵送要求拋毛篩選后的碎石的尾礦砂，則筑壩效果要好的多。

第三就是井下提升領域，傳統井下采礦都是通過罐籠提升，曾經有人設想把球磨和破碎移到井下，用管路運送球磨后的礦漿既可以提高提升效率，又有利于環保，又可以把井下的水送到地面，一舉三得。但把球磨機那樣龐然大物通過豎井運到井下談何容易，因此該設想一直不能實施。可是有了水隔膜充填泵，這種設想就可以變成現實。因為水隔膜充填泵可以把破碎后5-10毫米粒徑的物料，通過垂直管輸送到地面。這樣就不用把龐然大物的球磨送到井下，僅把體積小得多的破碎機送入井下即可，破碎后用水隔膜泵，通過在豎井處安裝的垂直管路送到地面球磨，同樣可以實現一舉三得。

第四是粗顆粒管路輸送還可以研究復合液做為載體。通常我們都是采用以水做載體，輸送細顆粒固體物料。粗粒徑物料若以水做載體，其臨界流速太高，不僅管路磨損太快，過高的流速，帶來過高的阻力，在經濟效益上并不劃算。假如采用復合液，比如司家營的尾礦采用油隔膜泵輸送尾礦，其尾礦200目以下粒徑占90％以上，其尾礦用來筑壩，這樣細的尾礦用來筑壩是很危險的。

如果在這樣尾礦中摻入大顆粒，以原來的尾礦做載體，其臨界流速會遠遠低于以水為載體的臨界流速。總之，采用密度大于水的細顆粒漿體為載體，粗顆粒在這種載體中輸送的臨界流速會大大降低。以復合液做載體，會使輸送2~10毫米粒徑的物料成為現實。水隔膜充填泵就是利用原全尾礦砂加入粗顆粒，用于長距離輸送水煤漿是最理想的。水隔膜充填泵最高揚程可達12~14Mpa，單臺最大流量可達1000m3／h，既可輸送粒徑小于1mm的水煤漿，也可輸送2~10mm占相當比例的粗顆粒煤漿，其價格約為相同揚程、流量國產油隔膜泵價格的三分之一。且不耗水，不耗油，不稀釋漿體，不耗電，備件費亦降低二分之一。水隔膜充填泵用于水煤漿、膏體等輸送將會加快我國管道水力輸煤技術的發展。總之水隔膜充填泵的出現，已經促進粗顆粒物料輸送的理論研究和實踐例證，能促使固體物料水力輸送的領域拓寬。