溜井放矿冲击气流流场数值模拟研究

为了认识溜井卸矿冲击气流的基本规律及有效控制溜井粉尘污染,基于流体力学对溜井卸矿时冲击气流形成过程进行理论分析,推导出冲击气流与卸矿高度关系式。运用FLUENT模拟分析了溜井卸矿过程中的冲击气流流场分布、压力场分布以及各个溜井口产生的气流随时间的变化,结果表明:溜井放矿过程中,放矿体前端正压和后端负压力值不断增加,溜井内的活塞效应明显;溜井内部气流流场可分为涌入气流区域、反向气流区域、涡流区域、冲击气流区域;随着放矿体下落,各支岔溜井口依次产生最大的冲击气流,并且随着放矿高度的增大而增加。     

高溜井粉尘扩散特征试验研究

为了研究高溜井放矿时粉尘分布及扩散特征,采用相似实验的方法,通过改变矿石质量、粒径、连续放矿次数和溜井放矿高度等条件,监测3个中段的粉尘浓度和风速变化。实验结果表明,粉尘浓度、风速最大值随着放矿质量、连续放矿次数及溜井放矿高度的提高而增大,随矿石粒径增大而减小。选用Fluent软件中DPM模型来模拟不同时刻模型整体的压力、风速变化情况。模拟结果表明,随着矿石颗粒从溜井顶端向下做加速运动,越靠近溜井底部压强越大;放矿时间越长,风速值波动越小,斜溜槽内风速值较大。实验研究结果与模拟计算结果具有很好的一致性。     

高空溜井卸矿冲击风速模拟研究

为有效控制高溜井冲击气流,通过理论分析得出高溜井卸矿时冲击风速大小的主要影响因素有矿石卸载量、下落深度、矿块大小、溜井断面及溜井阻力系数等。以某矿单一高溜井为研究对象,利用Fluent软件模拟了矿石下落深度对溜井冲击气流的影响,结果表明冲击风速和气压与矿石下落深度呈正相关。     

溜井冲击气流的控制模拟分析

溜井卸矿产生冲击气流类似活塞运动,风流夹带的粉尘污染井下通风系统。为了更有效控制溜井冲击气流所造成的粉尘污染,通过理论分析推导出冲击气流与卸矿高度关系式,并得出溜井内放矿体前后压力差与卸矿高度呈正相关;结合矿山实际情况,运用FLUENT模拟分析了卸矿高度及增设泄压井对冲击气流的影响,结果表明:冲击气流与卸矿高度呈幂函数关系,降低卸矿高度和增设泄压井均可有效减小冲击气流。     

溜井卸矿冲击气流影响因素模拟分析

溜井卸矿冲击气流的产生受诸多因素影响,采取正确的措施抑制冲击气流的形成,能有效改善井下通风环境。基于流体力学,对冲击气流产生过程的能量关系进行理论分析,推导出冲击气流与冲击风压校正系数、溜井口局部阻力系数、卸矿体投影面积比、重力加速度、卸矿高度等因素有关。结合矿山实际情况,选取阻塞比和卸矿频率这两个主要因素进行Fluent模拟分析,结果表明:阻塞比与冲击气流存在正相关的幂函数关系,减小卸矿体的阻塞比可有效减小冲击气流;卸矿频率与冲击气流存在二次函数关系,根据函数特性选择恰当的卸矿频率也可有效减小冲击气流。     

贮矿高度对主溜井矿石流动性的影响研究

为探究贮矿高度对金山店铁矿主溜井矿石流动性的影响,以质量流率比作为矿石流动性的定量评价指标,采用PFC2D颗粒流程序构建主溜井放矿数值模型,对不同贮矿高度条件下的矿石流动状态进行模拟分析;基于自主研制的溜井放矿相似试验装置,开展针对性的矿石流动性相似试验,对数值模拟结果进行检验。研究表明,质量流率比R_w可以定量表征矿石颗粒的流动状态,便于数值模拟结果与相似试验结果的对比分析;贮矿高度与矿石颗粒的流动状态密切相关,随着贮矿高度的增加,质量流率比R_w呈先增大后减小的变化趋势;当贮矿高度为27.5 m时质量流率比R_w达到最大值,此时矿石颗粒的流动性最好;在质量流率比R_w随贮矿高度变化的趋势上,相似试验结果与数值模拟结果具有一致性。     

卸矿站粉尘浓度影响因素的数值模拟研究

为了掌握卸矿站卸矿时卸矿量、巷道风速、矿石粒径和壁面条件对巷道内粉尘浓度的影响,以国内某矿山2号卸矿站为研究对象,运用ANSYS软件对该卸矿站建模、模拟,研究巷道粉尘浓度与卸矿量、巷道风速、矿石粒径和壁面条件之间的关系。研究表明,数值模拟结果与实测结果基本吻合;下风向巷道粉尘浓度大小与卸矿量成正比例关系,与风速、矿石粒径成反比例关系;满足生产条件的情况下,卸矿量5 000 kg/s、巷道风速1.5 m/s时,尽可能增大矿石粒径、定期清扫巷道壁面,可有效降低巷道粉尘浓度。     

溜井储矿段储料缓冲性能离散元模拟研究

为探究储料对溜井卸矿冲击的缓冲特性,采用离散元方法分析溜井卸矿冲击作用下储料缓冲过程,探究储料高度对储料缓冲效果、溜井侧壁受力特征的影响,引用缓冲率确定在当前溜井结构、矿岩粒径分布下的临界储料高度值。研究表明:(1)卸矿冲击作用下储料上部矿岩激烈碰撞,排列重新分布,分散、衰减了大部分冲击力;储料下部冲击力主要沿着初始力链网络传递,矿岩排列不变,摩擦阻力抵消了部分冲击力;(2)在指定颗粒粒径级配、储矿段直径(6m)等条件下,储料临界高度值是7m;总体上,储料缓冲效果随储料高度增加而变好,当储料高度低于7m时,储料缓冲效果受储料高度改变影响明显,当储料高度高于7m时,储料缓冲效果受储料高度改变影响较小;(3)井壁冲击力峰值随着储料高度、D值(所测井壁与储料面的距离)增加而降低。在距离储料面一个临界储料高度范围内,井壁冲击力降低速度较大,在该范围外,降低速度较小;(4)结合研究结果,在合理储料高度和卸矿、放矿管理3个方面提出了合理利用储料缓冲性能的具体措施,对矿山生产实践具有一定的指导意义。     

溜矿井冲击风量的计算及其控制

<正> 矿井主溜井多位于井底车场附近,进风巷道的旁侧。溜井卸矿时,由于矿石的快速下落,产生了强大的冲击风浪,并带出大量粉尘,严重污染卸矿硐室及其附近的巷道,甚至造成整个入风流的污染。所以,研究溜井卸矿时冲击风流产生的规律及其控制措施,对防止矿内空气污染,保证矿工安全有很大实际意义。 (一)冲击气流的形式空气绕过固体圆球时,在圆球的前部,流线几乎沿着界壁形状而分布,其能量损失主要是在边界层     

卸矿高度对溜井卸矿冲击夯实作用效果的影响

溜井卸矿过程中矿岩的冲击夯实作用会引发溜井堵塞、井壁损伤等问题,影响矿山安全高效生产。卸矿高度是影响溜井卸矿冲击夯实作用效果的主要因素之一。为探究其影响特征,以孔隙率变化量、井壁冲击力峰值作为评判标准分别表征卸矿对储料的夯实效果和对井壁的冲击效果,采用PFC2D建立了溜井卸矿数值模型,模拟了6种卸矿高度下的冲击夯实作用过程,分析了卸矿高度对孔隙率变化量、井壁应力峰值的影响特征。研究发现:(1)储料孔隙率变化量、井壁冲击力峰值与卸矿高度呈正相关,与所测量范围到储料面的距离呈负相关;(2)降低卸矿高度可以减小卸矿过程中的夯实范围及效果,在贮矿段直径6m、贮矿高度24m等条件下,距离储料面5m范围内随着卸矿高度降低,对储料的夯实效果也明显减弱,其余范围内夯实效果受影响程度较小;(3)降低卸矿高度可以减小卸矿对井壁的冲击效果,在当前溜井结构参数下,储料面以下9m范围内井壁冲击力峰值受卸矿高度的影响程度显著,其余范围内受影响程度较小;(4)矿山可采用降低卸矿站与溜井贮矿段储料面间的高度落差、减少一次卸矿量、支护井壁等措施降低或预防冲击夯实作用对溜井系统带来的负面影响。     

直通深主溜井在获各琦铜矿使用中存在的问题及技术改造措施

获各琦铜矿采用多中段同时生产、同时卸矿的组织模式,主溜井设计为直通深主溜井。其在运行过程中经常出现溜井堵塞、中段卸矿时反粉、卸矿过程中冲击溜井锰钢板等问题,不仅影响作业人员的身体健康、而且降低了生产效率、加大了安全隐患。经过对问题的分析、研究,找出问题发生的原因并采取相关措施进行预防,同时对主溜井进行技术改造,从根本上解决了上述几个问题,保证了矿山生产的有序进行。     

矿石粒子群碰撞作用下溜井垮塌轮廓推演分析

受溜井井壁和底部矿堆的限制作用,落入溜井的矿石对井壁造成直接碰撞损伤和触底后的反弹碰撞损伤,进而导致井壁出现垮塌破坏。基于运动学理论建立卸矿模型,分析溜矿段矿石落入溜井内的运动状态。借助Python科学计算工具,计算空井和非空井条件下矿石粒子群对井壁不同位置的碰撞频数,并以此定量表征井壁损伤程度。矿石粒子群在不同贮矿矿堆高度下对溜井井壁碰撞损伤的结果,可以解释溜井实际垮塌轮廓与破坏趋势。研究结果与实际垮塌扫描形态相吻合,验证了溜井垮塌形态分析结果的正确性。在溜井垮塌机理方面国内外可借鉴的经验较少,碰撞分析过程与结果也可为溜井垮塌趋势、结构参数设计及加固技术方案提供参考。     

新疆某含铀多金属矿浸铀工艺研究

采用新疆某含铀多金属矿石,进行了矿石粒度、酸浓度、氧化剂种类及浓度、液固比对铀浸出效果的影响的搅拌浸出试验和柱浸试验,结果表明,该矿石适合酸法浸出,浸出性能好,属易浸矿石;矿石中CaO含量高导致酸耗较高,达到9%以上;酸法浸铀过程中BeO浸出很少,可考虑对浸铀渣进行BeO的提取利用;矿石粒度对浸出效果有较大影响,小粒级矿石浸出率高,浸出周期短,液固比小,但酸耗较高;氧化剂的加入对铀浸出率影响很小;矿层高度对浸出效果有一定影响,矿层高度越大,酸耗较低,液固比越小。为了提高堆浸技术经济指标,生产实际中可考虑增加堆高或串堆浸出,并在浸出中后期采取淋、停交替作业以及翻堆等措施。     

锡石多金属硫化矿微波助磨试验研究

本文以广西某选矿厂锡石多金属硫化矿矿石为原料,研究了微波预处理对矿石磨矿产物粒度组成、磨矿动力学、破碎速率及磨机生产能力的影响。结果表明,微波预处理后,矿石在不同磨矿时间下的磨矿产物粒度均变细,-0.074mm粒级含量提高了4.41%~12.90%；微波预处理前后该矿石磨矿均符合一级磨矿动力学模型；微波预处理使矿石的破碎速率(S₁)值提高近57%,且磨机的生产能力得到了明显提升。因此,微波预处理可以降低矿石的强度,强化矿石的磨矿过程,是一种有效的降低磨矿能耗、提高磨矿效率的方法。     

Strategies for restoring material flow in ore and waste pass systems

A major operational issue in underground mines is the interruption of material flow in ore pass and waste pass systems. Although the design of ore pass systems can be optimised to minimise the occurrence of flow problems, it is unlikely that these can be entirely avoided. This article reviews the methods employed in Canadian mines to restore flow due to the formation of hang-ups and blockages. A strategy is proposed to select the most appropriate technique based on type of hang-ups, blockages and their location within the ore pass or waste pass system.     

吸波矿物含量对微波照射矿石效果的影响

基于电磁热力多物理场耦合,采用fish语言编写耦合程序将有限元和离散元相结合,建立了多颗粒黄铁矿矿石数值计算模型,对微波照射下不同黄铁矿含量的矿石的内部电场和功率密度,温度,裂纹的萌生和发展以及矿石块体的强度变化四个方面进行了研究。结果显示,不同黄铁矿含量的矿石由上至下内部电场强度和功率密度逐渐增大、温度逐渐升高,裂纹由下部萌生并向上部发展,强度随黄铁矿含量的增加而降低;黄铁矿含量越大,其最大电场强度和最大功率密度越小、最高温度越低、裂纹的数量越多、强度变化幅度越小;黄铁矿含量过少或过多均可使矿石升温速率放缓;黄铁矿含量为3%、5%、8%和10%的矿石最佳照射时间为30s,黄铁矿含量为12%和15%的矿石最佳照射时间为20s。     

基于机器视觉的矿石块度智能识别及应用

给矿粒度特性以及矿石可磨性对半自磨过程的影响远大于常规碎磨流程,通过对给矿皮带上矿石图像进行矿石粒度特性分析,可从给矿源头上实现矿石块度实时检测。基于多尺度的矿石图像分析系统,实时采集半自磨给矿矿石图像,通过图像处理技术,实现矿石块度有效分割以及粒级统计,为半自磨给矿矿石块度控制提供数据支撑。     

浅析某大型露天矿多元素综合配矿工作

分析了多元素综合配矿工作的难点,提出了解决问题的方法。在配矿系统中实现多元素综合配矿的自动化操作,着重解决多元素综合配矿、多入矿点至多卸矿点的均衡供矿问题。通过生产实例证实了该配矿方法的可靠、易控制执行。