1.我国矿浆管道输送应用概况

20世纪20年代末，随着焊接技术和无缝钢管的出现，全球管道建设进入一个飞速发展时期。矿浆管道是继给排水管道、油气管道等大宗物料管道运输方式之后，于上世纪60年代兴起的一种新的固体物料运输方式。我国矿浆管道技术应用源于上世纪50年代，沿用前苏联的设计模式和计算方法，在一些偏远矿区建成了几条短距离、低浓度的尾矿输送管道。同时，国内矿浆管道工程项目，如长江、长城、盂潍青等输煤管道，平川、尖山、大红山等铁精矿管输项目前期探索与立项初见雏形，随之，国内外技术交流和学术讨论也开始活跃，有力促进了我国长距离矿浆管道输送技术的工业应用。

20世纪90年代以来，我国矿浆管道由理论研究迈入工程实施的跨越阶段。我国第一条长距离矿浆管道－瓮福磷精矿管道于1995年投产运行；第一条铁精矿管道—太钢尖山管道于1997年投产运行。我国矿浆管输研究虽然起步较晚，但矿浆管道工程的成功运行，充分验证了固体物料水力输送理论的可行性，打通了长距离矿浆管道系统的工艺流程，彰显了矿浆管道比铁路、公路等传统运输方式运输成本成倍降低的经济优势。

综上所述，我国是世界上矿产资源生产和消费大国，目前矿浆管道输送技术仍处于起步阶段，作为一种新兴的节能环保运输方式还存在广阔的应用空间。随着我国自主设计建造的世界上规模最大的长距离输煤管道—神渭管道工程的建设实施，我国矿浆管道运输领域将迎来新的繁荣发展契机。

2.浆体管道输送理论研究

浆体管道输送是涉及水力学、泥沙运动力学、多相流体力学和流变学的交叉学科。浆体输送理论源于泥沙运动机理，在国内外大量的实验室小样分析和大样环管试验研究成果基础上独成体系，并不断发展壮大。

瓦斯普的著作最先系统介绍了国外浆体水力学特性、流体和颗粒的相对运动规律、浆体管道设施及管道的经济性分析。钱宁、万兆惠将泥沙运动力学作为一门独立的学科，全面地研究了泥沙颗粒在重力、流水、波浪和风力作用下的冲刷、搬运和沉积规律，并较早地将管路中的固体输送与泥沙运动规律相结合，率先提出了管道水力输送原理。佟庆理对管道和明槽中固液、气固两相流阻力特性与临界流速进行了研究，并对两相流理论在流化床和旋流器的工业应用作了初步探索。

当前，我国浆体管道在常规固体物料的均质流和拟均质流流态工况下，试验和理论研究成果日益丰富，理论研究水平日趋提高，基本上满足常规矿浆管道工程工艺设计需求，但在粗颗粒、高浓度和非均匀颗粒等复杂输送条件下，矿浆管道工艺计算仍以经验公式为主，理论与试验研究亟需深入和拓展。

3.存在的主要困难和挑战

矿浆管道输送是解决我国能源和矿产资源地域分布不均、开发利用困难的新兴交通运输方式。管道运输符合国家节能、环保、节约土地的可持续发展战略。至今，固体物料水力输送方式已在工业领域跨行业、多物种普遍推广使用，但总体来看，我国矿浆管道工程呈现出运输规模较小、运距较短、管道数量偏少的现状。制约矿浆管道发展，主要存在以下几个方面的困难和挑战。

3.1管道工程建设条件制约

矿浆管道线路长，一般需穿跨公路、铁路、河流、森林、文物保护区、军事区等众多重点区域和设施，管道建设方需与繁多的职能部门、地方政府及当地百姓协调配合，管道建设亟需得到国家和地方政策、法律的充分保护与支持。

3.2 理论基础方面

随着矿浆管道技术的兴起，水力输送固体物料的种类不断增多，应用领域不断拓展，矿浆流态也变得复杂多样，因此对管道输送理论水平要求也越来越高，迫切需要发展固液两相流体动力学基础研究。

3.3输送技术方面

我国矿浆管道技术发展至今，已有近60年的历程，管输技术和经验不断积累，并逐渐走向成熟。随着输送范围的迅速拓展，管输工艺和设备不断推陈出新，管道地形条件也更加复杂，建设方对矿浆管道功能期望也越来越高，管输技术将面临新的挑战。

（1）首端破碎与终端粗颗粒成型的矛盾；

某些固体物料终端用户本来就需要粗颗粒，或者矿浆管道终端需脱水后二次装车转运，目前，粗颗粒管道输送技术尚不成熟，矿浆首端破碎和终端粗颗粒脱水成型技术复杂，且工序相矛盾，但为满足矿浆管道均质或拟均质流态稳定输送，首端破碎和终端粗颗粒成型需增加多道工艺环节，额外付出很高成本；如管道输送炼焦煤和兰炭用煤、尾砂筑坝、深海扬矿等。

（2）浆体制备技术纷繁复杂；

管道输送对矿浆的浓度和颗粒级配有严格的要求，不同的固体物料，物理特性不同，合格浆体的涵义也各不相同。浆体制备工艺纷繁复杂，采用的自磨、球磨、棒磨等磨机设备造价高、使用技术难度大，浆体调制和废浆处理流程复杂。

4.技术展望

2013中国国际管道大会上，与会的国内外专家共同勾画了未来管道的蓝图：“我国长输管道将朝着更大口径、更高压力、更高钢级、更多介质和更加智能的方向发展”。

尽管固液两相流和气液单相流有本质差异，但我国矿浆管道技术可以取长补短，充分借鉴吸收油气管道先进技术和成果，如油气管道管材正向1422毫米管径、X90/X100钢级、0.8设计系数迈进，油气管线球阀正研制Class1500，56英寸超大设备，且油气易燃易爆，安全级别高，现代化的泄漏和爆管监测与防控技术完全可以转化用于矿浆管道。

5. 结论

我国矿浆管道技术发展至今，软实力和硬件条件稳步提升，管输技术和设备应用水平迅速提高，核心技术和关键设备逐渐拥有了自主知识产权。尽管国内长距离矿浆管道在建设和运行中仍存在不少的困难与挑战，随着我国自主设计的神渭输煤管道工程的建设实施，矿浆管道“中国制造”指日可待。我国浆体管道将朝着绿色管道、安全管道、数字管道、智慧管道的方向昂首挺进。