尾矿水力输送涉及两相流，问题较复杂，当前理论研究尚未臻完善，虽然国内外专家、学者对其理论推导公式较多，但都是根据各自不同的试验条件推导而来，均有一定的局限性。应用中往往与客观实际产生较大偏差。大吉山选厂尾矿，按“尾矿工程技术综合分类”属粗原尾砂（尾矿平均粒径为0.4~1.17毫米），我们自行设计尾矿溜槽，用于选厂第二尾矿库尾矿水力输送。经十多年生产验证，该尾矿库的尾矿水力输送计算是可行的。

一 粗原尾砂自流输送试验

大吉山钨矿尾矿溜槽现场试验，是利用停减电半生产时期进行的。试验主要确定在本矿正常生产时尾矿明槽水力输送的临界坡度，以提供一号尾矿库输尾管道改为自流明槽和新建二号尾矿库溜槽设计的依据。

尾矿基础资料:

尾矿密度：2.7吨/米³；

平均粒径：0.4~0.8毫米；

最大粒径：2.0~2.5毫米；

液固比：1：10~1：13；

尾矿液流量：180~300升/秒。

1.自流明槽直线段坡度试验。试验溜槽为钢筋混凝土结构，槽宽500毫米，试验情况见表 1。

表 1表明，当坡度降至2.25%时，流放半小时后，流速减慢，尾砂逐渐沉积成小沙丘，2小时后，整条槽淤积，停止流动。当坡度为2.5%时，处于临界状态。

2.自流明槽弯道段坡度试验。人为地使弯道敷设成半径为4米（即槽宽500毫米的8倍），转角30°和60°连续反弯曲，弯道上下游的直线段均为临界坡度2.5%。弯道段试验结果见表 2。

试验表明：弯道坡度为2.5%，2.75%时无法流动，而坡度为3.00%时处于临界状态。

3.试验结果:由以上两项试验得知，对大吉山选厂尾矿，自流输送溜槽，直线坡度为2.5%, 弯道坡度为3.00%就能输送。若采用克诺罗兹（4）式计算得坡度为2%，则试验与理论坡度之比为。虽然计算出的临界坡度偏小，但可利用此计算值，再乘以1.25修正系数，便是实际的直线临界坡度。

通过试验，弯道坡度与直线坡度之比；考虑到试验弯道是人为的连续反向拐弯流放，而生产实际中不会出现，故弯道坡度采用实测的直线临界坡度值再乘以1.1的修正系数，可满足要求。

二 试验临界坡度与理论值的定量关系及其应用

尾砂基础资料同前。

自流明槽水力计算：

选用克诺罗兹（4）式(0.4 < d_cp≤1.5）

(1)

式中  Q_n——给定的尾矿流量（米³/秒）;

B₁——尾矿密度校正系数，以下述方法确定：

当尾矿密度r_T≤2.7吨/米³时B₁=1.0，当尾矿密度r_T>2.7吨/米³时B₁值由下式确定：

d_cp<1.5毫米时，

d_cp>1.5毫米时

W_kp——尾矿输送槽中的尾矿液临界断面面积（米²）, 如采用矩形溜槽。则W_kp=mhkp²，m= ，B为之溜槽宽度（米）, 一般情况下, m=2~3较为合适；

P——尾矿液的稠度，为尾矿液中固体量与水量之比的百分数，以重量计，公式中应用的数值以下式求得：

T为尾矿液中的固体重量；

为尾矿液中的水重量；

h_kp——尾矿输送槽中的与临界流速相适应的尾矿液临界深度（米）;

d_cp——尾矿颗粒的加权平均粒径（毫米）。

(2)

式中iB——水力坡降（米水柱/每米槽长）；

Vkp——临界流速（米/秒）

Vkp=Q/W

Q——同公式（1）

W——同公式（1）

C——谢才系数（查谢才系数表）

当n=0.015

C=55.23

R——断面的水力半径（米）

X——润周

(3)

式中is——自流明槽直线坡降（米/每米槽长）；

ks——直线修正系数1.25（由试验得）

(4)

式中：ic——自流明槽弯道坡降（米/每米槽长）；

kc——弯道修正系数1.1（由试验所得的经验值确定）。

三 结语

大吉山矿二号尾矿库库容为550万立方米，自流明槽总长1338米，自流分散管长418米，自1976年元月建成投产至今尾矿输送系统畅通无阻。实践证明，自流水力输送明槽坡度的设计计算是合理的。自流直线坡度，系采用克诺罗兹公式计算值再乘以1.25修正系数；弯道坡度是将直线坡度再乘以1.1修正值，是可行的。

^*参加试验者：南昌冶金设计院：吴树淦、王宝城、陈万权

南京水利研究院：丁道相、胡去劣、陈生  张桂芳

大吉山钨矿：徐永起、肖本功、周思忠