Backfilling in the permafrost: predicting pressure loss and temperature distribution along the paste backfill pipeline system
Notice bibliographique
Résumé
Underground mine backfilling of permafrost open stopes with cemented paste backfill (CPB) has many challenges to overcome, including keeping the CPB unfrozen during pipeline transportation at low pumping costs and ensuring the required strength development under sub-zero temperature conditions. However, CPB strength development depends strongly on the evolution of its internal curing temperature that, in turn, is controlled by the CPB placement temperature (initial) in the stope and by the permafrost boundary temperature. Hence, it is relevant to predict the required pumping pressure and distribution of the CPB temperature along the pipeline by considering the internal and external heat exchanges and the thermorheological behaviour of the CPB. The objective of this paper is to simulate the CPB pipe flow in a fullscale pipeline distribution network anticipated for a mine located in the permafrost region of the north of Canada. For that purpose, CPB mixtures were prepared at 10°C (initial temperature expected in the backfill plant) in the laboratory with 5% of type HE Portland cement at a slump height of about 17.8 cm (corresponding to a solid concentration of about 76.3 %). The numerical simulations were performed using the non-isothermal pipe flow model of COMSOL Multiphysics® 5.2 considering a distribution network of approximately 1,600 m long that includes an outdoor section of approximately 294 m exposed to air circulating at a speed of 1 m/s and to an extreme temperature of -50°C. The permafrost temperature was taken to be -5°C. Unheated (at -5°C) and heated (at +2°C) underground openings were studied. A CPB flow velocity of 1.04 m/s and a pipe diameter of 0.1463 m were considered, as proposed by the owner of the mine project. Results indicate that the total pumping pressure is about 12 MPa (heated and unheated stopes) and the pressure gradient (𝛥𝑝/𝐿) distribution along the horizontal pipeline sections is about 13 kPa/m. A decrease in the CPB temperature was observed in the surface section, followed by an increase in the underground sections. This temperature increase can be explained by the predominance of heat transfer by convection rather than radial conduction of the heat generated by viscous dissipation. The effect of a thermal insulation of the pipeline section at the surface was also studied for comparison purposes.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».