西昆仑铁克里克构造带康开铁矿床地质特征及成因

康开铁矿床位于西昆仑铁克里克构造带中段北缘,赋矿地层为元古代喀拉喀什岩群和埃连卡特岩群变质岩,发育镜铁矿和磁铁矿两种铁矿化类型。镜铁矿体受断层构造控制,呈脉状、似层状、团块状和细脉状产出。磁铁矿化体包括磁铁石英岩型和基性岩型,其中磁铁石英岩型矿石具有沉积变质型特征,基性岩型矿石表现为基性岩内发育浸染状磁铁矿和少量黄铜矿。依据两种铁矿化类型的矿物组合、结构构造、围岩蚀变和不同类型矿化体的时空关系等特征,将其成矿作用过程划分为沉积期、变质期、岩浆期和构造热液期4个成矿期,即该矿床是多期复合成矿作用的产物。沉积期和变质期形成的磁铁石英岩中的磁铁矿和岩浆期形成的基性岩中的磁铁矿为后期构造热液期发育的镜铁矿体提供了成矿元素来源,因此,出露于地表(浅部)的镜铁矿体可作为寻找周围和深部与磁铁石英岩和基性岩有关的磁铁矿的找矿标志,这一标志在铁克里克构造带中可能具有普遍性意义。     

石膏颗粒材料的破碎演化规律

为分析石膏颗粒材料在荷载作用下破碎的分形演化规律,对其进行了等围压、等平均主应力和各向等压固结3种应力路径下的三轴试验,并通过筛分法对试验后石膏颗粒材料的粒径分布进行了分析。试验结果表明,石膏颗粒材料在荷载作用下的破碎程度随初始围压的增大而增大,初始为分形分布的石膏颗粒材料在受荷破碎后,其粒径分布亦具有分形特征。表征粒径分布的分维值与围压和平均主应力之间均呈良好的双曲线关系,分维值渐近值约为2.5。分维值与相对颗粒破碎指数存在显著的线性关系,可作为表征颗粒破碎程度的指标。     

冲击载荷下磁铁矿石破碎的能量耗散特性

针对金属矿山企业破碎磁铁矿石时,存在着耗能巨大且能量利用率较低的工程问题. 利用分离式Hopkinson压杆装置和高速摄影技术,首先,研究了磁铁矿石在冲击载荷下的能量运移转化规律及其机理;其次,采用标准方孔砂石筛与GZS-1高频振筛仪,分析了不同耗散能下磁铁矿石破碎块度的分布规律、平均块度的变化情况、以及矿石冲击破碎模式的转变过程;然后,分析了随应变率提高,矿石能量耗散率与破碎程度的相关性问题;最后,结合影响矿石块度分布的基本因素,推导出了磁铁矿石平均块度的预测模型表达式. 结果表明:随入射能提高,矿石波阻抗的降低,改变了矿石与压杆间的透射系数与反射系数,影响着各能量在入射能中的占比分布,即能量耗散率和能量反射率增大,而能量透射率却减小;耗散能越高,磁铁矿石的破碎程度越重,当耗散能由14.79 J提高到121.18 J时,矿石破碎块度的主要分布区域由粗粒端（26.5 mm,37.5 mm）向细粒端（4 mm,16 mm）移动;耗散能与平均块度（d_s）呈减对数关系,d_s降低了56.04%;d_s存在着一个临界值,当d_s大于该值时,矿石能量耗散率和破碎程度呈正相关;反之,两者呈负相关;在该值处,磁铁矿石可实现最优破碎. 研究成果对于磁铁矿石破碎工序中的能耗控制具有一定参考价值.     

红土颗粒粒度的分维变化特征

借助分形几何理论,探讨红土在不同处理方法下其颗粒粒度的分维变化特征结果表明：红土的颗粒粒度具有线性分形结构的特点是客观存在的事实,其分维值的大小反映了土中颗粒粒度的分布情况,并与土的物理力学性之间存在一定的关系分维是描述土的颗粒粒度的一个新的特征参数     

矿石破碎颗粒黏结模型黏结键特征及表征

目的 针对矿石颗粒黏结模型与实际矿石破碎特性存在差异造成的仿真不准确问题,重点对不同粒级矿石颗粒黏结模型中的黏结键特征进行研究。方法 依据矿石强度尺寸效应理论,设计铜矿石颗粒黏结模型中基础颗粒间的黏结键参数,应用离散元方法对30,40,60 mm三种粒级铜矿石矿样进行落重试验和破碎仿真。本文给出黏结键等效临界变形的概念,讨论了矿石落重试验t10和冲击能量的关系,探讨黏结键参数变化规律。结果 结果表明,三种粒级铜矿石颗粒黏结模型破碎仿真与落重试验粒级质量分数的平均误差分别为1.75%,1.66%,1.84%,试验和仿真得到的破碎粒度质量分数具有很好的一致性;法向和切向等效临界变形可以表征黏结键强度,单位冲击能量下落重试验的tn10可以表征矿石强度。结论 利用黏结键等效临界变形和tn10的对应关系确定黏结键参数,提高了矿石颗粒黏结模型的建模效率和仿真精度。     

铁矿山矿石破碎能量与粒度关系

为研究铁矿石破碎能量与粒度的理论关系,将铁矿石从原矿破碎至精矿粒度的所有阶段看作一个破碎系统.首先对矿石破碎能量与粒度关系的基础理论进行整合分析,构建铁矿石破碎能量理论模型;然后通过现场调研的方法分析铁矿石破碎能量的变化特征,开展室内试验分析各破碎阶段铁矿石样品的粒度分布特征;最后采用数值拟合的方法分析铁矿石破碎系统单位能量随粒度的变化特征,使用矿山各破碎阶段的单位能量、矿石特征粒度和中值粒度验证铁矿石破碎能量理论模型的可靠性.研究结果表明,随着破碎阶段的变迁,铁矿山矿石破碎能量指数增加,且分布不合理,矿石粒度依次呈现指数函数分布、多项式函数分布和朗缪尔幂函数分布的特征,破碎系统单位能量与矿石粒度呈负相关的函数关系,在矿石中值粒度d_(50)为12 mm或特征粒度d_(80)为25 mm时,系统单位能量的变化速率出现转折.所构建的铁矿石破碎能量理论模型扩大了能量计算的粒度范围,可用于拟合铁矿石阶段破碎单位能量与入破粒度和产品粒度的函数公式,为铁矿山矿石破碎能量计算提供理论依据.     

激光仪下矿渣粉颗粒群分形特征的快速评价

用激光粒度分布仪快速测试立式磨超细加工的矿渣粉体的颗粒级配，应用分形理论分析评价了颗粒群的粒度分布特征，测试、计算了不同细度颗粒群的相应的分形维数，研究表明，超细矿渣粉颗粒群具有很好的自相似特征，在激光粒度分布仪下，根据分形理论可以迅速测试、计算出其粉体的分形维数，评价颗粒群的分形特征，为探索超细粉体细度特征与活性的内在规律和建立相关的数学模型提供重要的依据，颗粒群分形特征可以用于精细地评价超细粉体的细度和描述粉体颗粒群的复杂程度，活性测试表明，用分形维数评价的矿渣细度与其7d、28d活性具有很好的线性相关特征。     

锡石多金属硫化矿磨矿产物粒度分布预测研究

实现磨矿产物粒度分布精准预测是调节和优化磨矿过程的重要手段之一.本文采用JK落重试验法、响应面法和总体平衡动力学相结合的方法,进行最优磨矿条件下的磨矿产物粒度分布预测研究.结果表明：粒度分布特性回归方程(DoseResp方程)很好地描述了JK落重试验中不同比破碎能下的矿石冲击破碎产物粒度分布;应用响应面法获得了最优磨矿条件参数.在最优磨矿条件下,基于JK落重试验结果和Matlab编程技术,求解出了磨矿破碎下的破裂函数与选择函数,建立了其磨矿总体平衡动力学模型,并通过批次磨矿试验验证了模型的可靠性与适用性.     

玻璃球落锤冲击破碎实验研究(一)

利用落锤冲击实验装置对玻璃球进行了落锤冲击破碎实验;利用标准筛、电子天平和激光粒度仪对破碎颗粒进行了质量和粒度测量;讨论了实验过程中破碎颗粒的质量损失、体积平均径和质量累积率分布,用最小二乘法得到质量累积率回归方程,并对回归方程系数的影响因素进行了简要分析,通过对9组实验数据分析得到质量累积率分布带。实验分析结果可用于计算新生表面积和新生单位表面积所需能量。     

鄂尔多斯盆地东缘煤储层渗流孔隙分形特征

基于压汞试验,分析了鄂尔多斯盆地东缘14个矿区56件煤样储层孔隙的分形特征,通过分维数与煤储层渗透性的比较,得出孔隙体积分维数与煤储层渗流孔隙的渗透性关系.结果表明,煤储层压汞孔隙分形尺度为孔直径86 nm～1 000μm,体积分维数2.75～3.24,在区域分布上呈自北向南降低的趋势,与煤变质程度、灰分、矿物含量呈负相关关系,与水分、中孔含量及视孔隙度(>5%)呈正相关关系.储层渗透性的分形表征与分形维数、分形尺度及分形孔隙的分布连通性多因素相关,但在储层孔隙率较低的情况下,分形孔隙的分布连通情况对渗透性起决定性作用.     

球磨硅酸三钙的颗粒特征与分形维数研究

采用激光粒度测量技术和扫描电镜测试技术对硅酸三钙(C3S)单矿物经高能球磨后的颗粒特性进行了测试,并运用分形理论对测试结果进行分析。结果表明,C3S经高能球磨粉磨后被迅速地细微化,产生了脆性破坏和塑性变形两种不同类型的破坏。球磨C3S的分形维数与其粉磨试样的粒度分布、比表面积和中位径等参数间存在良好的相关性,是一个能综合反映粉体颗粒特性的参数。     

废弃电路板破碎产物粒度分形分布的研究

废弃电路板破碎产物的外观形貌具有统计意义的自相似性,表现出分形的特征,建立了废弃电路板破碎产物粒度分布的分形模型.应用Origin 7.0软件对18种不同实验条件下得到的筛下累积产率曲线进行函数拟合,得到的拟合结果和实际结果相关性较好,残差E值较小,说明分形维数D是反映废弃电路板破碎程度恰当的统计特征量,可作为评价废弃电路板破碎程度的重要参量.采用Design Expert 6.0.8软件建立了分形维数D和破碎实验操作条件之间的二次方模型,标准偏差为0.022 706,且二次方模型得到的预测值和实际值非常接近,残差、平衡值、学生化残差、库克距离和奇异点距离均能达到预测精度的要求,为废弃电路板的湿法高效冲击破碎提供了基础.     

考虑颗粒破碎的堆石料动力变形特性模拟

颗粒破碎是影响堆石料强度和变形特性的重要因素,但目前针对颗粒破碎的模拟研究多在静力荷载条件下。为研究颗粒破碎对小应变条件下堆石料的动力变形特性的影响,采用多个等粒径小球按最密六方排列随机组合模拟不规则形状的堆石颗粒,通过碎片替换法模拟颗粒破碎,研究了花岗岩堆石料不同围压下的动力响应,探索了孔隙率对动弹性模量的影响,分析了振动过程中的颗粒破碎规律及配位数的频率分布。结果表明模拟的骨架曲线与室内试验结果具有较好的一致性,数值模拟可以较好地再现不同围压下堆石料的动力变形特征。在相同围压和动应力条件下,考虑颗粒破碎的试样会产生更多不可恢复的变形,动应变会明显增大,动弹性模量降低。振动过程中集合体的有效配位数会减小,与不考虑颗粒破碎的情况对比,考虑颗粒破碎的试样具有更多的力学不稳定颗粒,有效配位数的降低更显著。颗粒破碎对最大动弹性模量的影响较小,但会加快动模量随动应变增长而衰减的速率。孔隙率小的试样有效配位数高,且受力性能更好。在相同动应力条件下颗粒破碎较少,动弹性模量随动应变的增加而衰减的速率较慢,最大动弹性模量约为大孔隙率试样的1.2倍。最大动弹性模量主要与有效平均主应力和孔隙率相关,Hardin等提出的经验公式可以较好地描述最大动弹性模量与孔隙比和平均有效主应力的关系。该成果有助于认识粗粒料动荷载下的变形规律,为研究动荷载下的颗粒破碎行为提供参考。     

三轴剪切过程中软黏土的微观结构及分形特征

土的物质组成和内部结构是决定土物理力学性质的主要因素;当土性质变化时,土中孔隙大小和形状变化最直观.为研究三轴剪切过程中软黏土微观结构变化特征,利用扫描电子显微镜获取了软黏土在不同应变速率和不同应变阶段的三轴固结不排水剪切试验后土试样的SEM图像;计算得到了软土的等效孔径和孔隙（颗粒）分维值.研究表明,该软黏土具有团粒-絮凝结构.试验前后软黏土中的孔隙均以小孔径、中孔径为主,大孔径孔隙分布较少;大孔隙主要存在于原状土和剪切破坏后土样中.剪切过程中存在一个影响孔隙分布随应变速率变化的应变阈值.软黏土具明显分形特征,孔隙分维值为1.891~1.750,颗粒分维值为1.825~1.908;在剪切过程中,颗粒分布分维值增大,孔隙分布分维值减小,孔隙大小和形状变化最显著.     

堆石颗粒在复杂约束模式的破碎特性

为了研究三维情况下单个颗粒在不同约束模式下的破碎特性,对颗粒开展了物理试验和基于连续-离散耦合数值分析方法(FDEM)的数值试验研究. 通过改变颗粒周边约束的个数和位置,设定了不同的约束模式,并采用奇异值分解 (SVD) 对颗粒约束模式进行量化,分析约束模式对颗粒破碎模式、破碎强度和碎片尺寸分布的影响. 结果表明,颗粒在不同的约束模式下呈现出3种典型的破碎形式：削切、劈裂和碎裂. 统计不同约束个数下的颗粒破碎峰值荷载,其在4~6个约束个数情况下变化并不明显,可以认为在离散元数值 (DEM)模拟中采用接触力准则判断颗粒破碎具有一定的适用性. 分析碎片尺寸分布,为构建更加合理的碎片替换模式进行离散元颗粒破碎模拟提供了参考和依据.     

压实膨胀土表面裂隙参数之间的关系分析

利用图像处理软件对干湿循环后不同压实度的膨胀土试样表面裂隙参数进行提取,并通过曲线回归和拟合得到了裂隙参数之间的函数关系.结果表明:1)裂隙网络相关参数及块区个数、裂隙率、分形维数随干湿循环次数增加而增大,而块区平均面积逐步减小.提高膨胀土的压实度,可有效地抑制土样的开裂.2)裂隙条数、裂隙总长度、块区个数与裂隙率和分形维数都具有良好的指数关系,裂隙平均宽度和块区平均面积与裂隙率分别具有较好的二次多项式关系和对数关系,裂隙平均宽度与分形维数却具有很好的线性关系,区块平均面积与分形维数则具有较好的幂函数关系.实验结果可以简化裂隙的量测,推进裂隙的定量化表述和裂隙的数值模拟化.     

宽粒级加重质的流化特性

为拓宽气固流化床干法选煤加重质的粒级范围,分别配制了B-A型磁铁矿粉和B-A型粉煤,并按一定比例将两者混合作为宽粒级加重质,研究了其流化特性及分选性能,结果表明:由于A类颗粒中较细及密度较小物料的影响,随着床高增大,床层密度逐渐降低,且密度分布标准偏差较大,为0.060 1 g/cm~3.在合理的工艺及操作参数条件下,处于循环状态的0.3～0.074 mm级磁铁矿粉和1～0.15 mm级粉煤在流化床中分布均匀,床层密度均匀稳定,宽粒级加重质的流化性能良好,用于分选50～6 mm煤炭,分选密度为1.61 g/cm~3时,可能偏差(E值)为0.06 g/cm~3,分选精度较高.     

黄土基岩接触面滑坡滑带土物理力学特性及微观结构

滑带土抗剪强度取值及微观结构特性对于边坡稳定及防治具有重要意义。以陕西延安地区二庄科滑坡为研究对象,通过剪切试验、扫描电镜及X射线衍射仪等,对典型黄土基岩接触面滑坡滑带土物理力学特性及微观结构进行研究;通过剪切试验得到不同含水率、不同干密度条件下滑带土的抗剪强度参数及其与含水率、干密度之间的相关性函数;通过研究其微观结构及矿物成分,分析了不同干密度、不同垂直压力条件下的土样微观结构。结果表明:随着含水率的减小和干密度的增加,土样的抗剪强度参数均有所提高;黏聚力与含水率呈负指数关系,内摩擦角与含水率呈负线性关系,黏聚力、内摩擦角分别与干密度呈正线性关系;随着垂直压力的增大,孔隙离散指数增大,颗粒离散指数、孔隙(颗粒)平均形态系数、孔隙(颗粒)定向概率熵及孔隙(颗粒)定向分维数均减小;随着干密度的增大,颗粒定向概率熵及颗粒定向分维数均增大。