连续介质放矿理论的检验(上)

为评价松散矿岩连续介质放矿理论的完备性,开展了连续介质放矿理论检验的研究,针对比较成熟的椭球体放矿理论和类椭球体放矿理论,提出了放出体形、散体移动场及连续流动３项检验内容,建立了检验必须的数学方程。检验结果表明,类椭球体放矿理论能全部通过检验。     

连续介质放矿理论的检验准则及内容

放矿理论是否完备,必须经得起理论和实验的检验.本文给出了连续介质放矿理论的特殊条件和一般条件检验准则,即放出体形、移动边界、散体场、连续流动和质量通量检验,建立了检验必须满足的数学方程.文章具有较高的理论价值和参考价值.     

连续介质放矿理论的检验(下)

在连续介质放矿理论放出体形和散体移动场检验的基础上（上篇）,对连续介质放矿理论进行了连续流动检验。检验结果表明,只有类椭球体放矿理论能全部通过连续流动检验。     

端部放矿随机介质理论方程

端部放矿理论研究是放矿理论研究的重心.应用随机介质理论,基于散体随机移动与移动概率分布的一致性关系,且考虑散体二次松散的影响,建立了端部放矿时矿岩散体移动概率密度方程、颗粒移动迹线方程、速度场方程、移动漏斗方程、放出体方程,比较全面地考虑了采场放矿边界因素与散体流动参数对移动规律的影响.各方程中相应参数的物理意义较为明确,并且与模拟放矿实验结果符合良好,对无底柱分段崩落法采场设计和放矿控制具有指导意义.     

类椭球体放矿理论速度和加速度场的评价

对类椭球体放矿理论速度场进行了评价, 并首次给出了加速度方程;根据试验研究提出了放出体表面方程、移动迹线方程、移动过渡方程, 建立了类椭球体放矿理论的理想方程, 在此基础上根据实际观察和理论提出了实际散体的速度方程和密度方程, 建立了类椭球体放矿理论的实际方程。类椭球体放矿理论其速度和加速度场必须满足连续介质放矿理论速度和加速场的评价内容, 研究结果表明类椭球体放矿理论的速度和加速度场能够满足内容要求, 为建立系统的完备的放矿理论提供了理论依据。     

崩落矿岩散体移动密度场及速度场

研究散体移动密度和速度场是放矿理论的重要内容之一，本文基于随机介质放矿理论提出了膨胀散体移动密度函数和等密度体方程、移动速度函数，并对移动场进行了分析。     

放矿随机介质理论移动概率密度方程研究

建立了散体移动概率模型,通过分析放出体形态得出了散体颗粒移动迹线表达式,指出颗粒移动迹线上任意两点横坐标之比等于对应层位方差之比,是随机介质放矿理论的一条重要性质,否则概率场与散体移动场、速度场无法统一,推出了膨胀散体和无膨胀散体移动概率密度方程,各项参数物理意义明确,其结果更符合实际散体移动场．     

无底柱分段崩落法损失贫化的研究及发展

针对无底柱分段崩落法损失存在的贫化问题,分别阐述了放矿随机介质理论、放矿连续介质理论和爆破优化的研究发展过程,包括散体移动概率密度方程、偏心率方程、爆破优化实用模型等,从整体角度研究回采过程,分析放矿中的放出体和松动体,及落矿中崩落体的量化关系,建立三者量化循环模型,对矿石开采进行控制和预测,以减少井下矿石的损失贫化。     

放矿连续介质理论评述

放矿理论是研究覆盖岩石下崩落矿古运动规律的理论。对预测损失贫化、确定合理的采矿方法结构参数和放矿管理制度，以及降低贫化损失、提高经济效益都有十分重要的作用。当前放矿理论研究，主要从两方面进行：卫、放矿随机介质理论：把矿岩（散体）按随机介质处理，建立放矿理论。2、放矿连续介质理论：认为散体是①连续分布的散体质点组成，故以连续介质模型建立放矿理论。模型建交依据是J）放矿理论主要研究矿岩体整体的宏观特征，注重统计平均值；2）、矿岩体（散体）的尺寸远远大于松散颗粒的直径和间隙尺寸，从宏观上把散体看作由质点…     

椭球体放矿理论的欠缺及其与类椭球体放矿理论的联系

放矿理论是崩落法放矿管理的基础,椭球体放矿理论在生产实践中应用广泛但存在一定偏差。在分析椭球体放矿理论的基础上,指出椭球体放矿理论存在的不足：不能反映放出体形状随放出条件变化而变化的实际,密度场违背松散介质是连续介质这一基本前提,实际散体的移动过渡方程违背质量守恒定律,实际散体的速度场方程不完整,移动边界上的速度值不确定且变化不连续。在此基础上,通过分析椭球体放矿理论与类椭球体放矿理论之间的内在联系,论证了类椭球体放矿理论包含椭球体放矿理论的合理内核,n=1、m=2时能给出全套的椭球体放矿理论方程。类椭球体放矿理论符合实际、能够通过理论检验,是放矿理论的重大发展。     

椭球体放矿理论移动过渡方程的重构

介绍了放矿理论的移动过渡方程,指出椭球体放矿理论的密度场假设违背连续介质假说的根本前提,论证了基于现有的密度场假设的椭球体放矿理论移动过渡方程的缺陷,重构了新的移动过渡方程,进一步完善了椭球体放矿理论的基础。     

散体连续流动特殊方程及放矿理论的检验

对散体只按一般连续性方程进行流动检验是不够的，通过对单位时间、单位高度散体移动范围内应遵守质量守恒定律的研究，建立了散体连续流动的特殊方程(特殊连续性方程)；提出对于散体应该进行2个内容的连续流动检验：一般连续性方程检验和特殊连续性方程检验，并对主要放矿理论进行了特殊连续性方程检验。结果表明：类椭球体放矿理论能通过特殊连续性方程检验。     

基于随机介质放矿理论的端部放矿贫化损失计算

分析了无底柱分段崩落法端部放矿时矿石损失贫化的原因以及损失率和贫化率计算中存在的问题,采用随机介质放矿理论,视端部放矿时的放出体为旋转体,推导了端部放矿时贫化率和损失率的计算公式。测量出矿岩散体流动参数后,根据该计算公式,可给出不同放矿方式下的贫化率和损失率。结合一具体工程实例,计算了该矿山端部放矿时的理论损失率和贫化率,并与现场实践结果进行了对比。对比结果表明,理论预测值与实际值基本相符,说明所建立的贫化率与损失率的计算公式符合实际情况。     

类椭球体放矿理论实际散体速度方程和密度方程的构建

依据放矿实验结果得到的密度经验公式和松动体质量平衡方程的理论要求,论证了类椭球体放矿理论创立时提出的密度方程符合实际并满足理论要求,建立了垂直下移实际速度和速度阻滞系数的理论表达式,并根据密度方程和移动体质量平衡方程得出了与类椭球体放矿理论创立时完全相同的速度阻滞系数和实际散体速度方程,实际散体速度是理想散体速度与速度阻滞系数之积。研究结果表明:类椭球体放矿理论创立时提出的密度方程、实际散体速度方程及速度阻滞系数公式具有充分的理论基础。     

谦比西铜矿缓倾斜中厚破碎矿体分流出矿技术

缓倾斜中厚破碎矿体作为一种难采矿体,多年以来长期困扰采矿工程技术人员;而无底柱分段崩落法以其安全、高效和适应性强的优点,可以较好地适应该类型矿体的开采。但无底柱分段崩落法存在的下盘损失和贫化大问题,一直影响该采矿方法的应用效果。为解决该问题,以谦比希铜矿缓倾斜中厚破碎矿体开采为工程背景,依据随机介质放矿理论的放矿口分流效应,提出了双进路分流出矿技术方案。为了验证该方案的可行性,首先在实验室建立了放矿模型,根据进路的出矿顺序不同,设计了3种出矿方案。由实验结果可知：先从距离矿体较远的进路出矿,回采指标较好。基于实验室实验结果,在谦比希铜矿主采区西区408 m水平分段5#采场进行了工业试验,将回采率提高了9.34个百分点,贫化率降低了0.36个百分点,试验效果显著。     

基于随机介质理论的综放开采顶煤放出规律

顶煤的放出特征对综放开采采出率和含矸率有重要影响。基于模型试验,考虑综放支架影响,首先拟合出顶煤沉降曲线极值点偏移公式,依据随机介质理论建立了煤矸分界线和顶煤放出体方程。结果表明:支架尾梁的限定作用和放煤口导致放出条件的突变对煤矸分界线及顶煤放出体形状有重要影响,煤矸分界线在远离支架处表现为较标准的漏斗曲线,靠近支架处渐变为凸型曲线,靠近放煤口处则表现为向尾梁方向勾折;放出体在放出高度较小时呈向尾梁后上方倾斜的不规则状,轴偏角较大,随着放出高度增加,放出体呈前下方被尾梁切割的变异类椭球体状,轴偏角减小并稳定为零,支架尾梁后上方顶煤是综放开采所放顶煤的主要组成部分。     

崩落矿岩散体速度场特征

崩落矿岩散体被视作连续介质,从场论的观点出发,系统研究了无限边界条件下崩落矿岩散体移动场的速度场。散体在底部放出口放出过程中,散体移动场中存在散体移动场和散体静止场,且两场在移动边界上必保持连续。在散体移动场中,对于理想散体,速度场为非匀速场和定常场;对于实际散体,速度场为非均匀场和不定常场。在散体静止场中速度场为均匀场和定常场。论文介绍了理想散体和实际散体移动场速度方程,并对散体移动场的速度场特征进行总结和讨论。并进一步对速度场进行了研究,得出了崩落矿岩散体加速度特征。论文研究全面系统,具有较高的理论价值和参考价值。