基于微型塌落筒和稠度漏斗的膏体充填料浆流变参数预测研究

充填料浆流变参数的准确测定是合理评价其管道输送特性的关键，目前充填料浆流变参数主要采用流变仪测试，工程适用性较差。基于圆锥塌落筒模型和圆柱塌落筒模型，结合流变仪测试，对比分析了不同形状尺寸塌落筒测试屈服应力的准确性，确定了微型塌落筒最佳形状尺寸为柱形 100 mm×100 mm；在此基础上构建了屈服应力-塌落度关系模型，经验证在无量纲屈服应力范围为 0~0.1 时该模型可以准确计算料浆屈服应力；通过自制稠度漏斗测试充填料浆流出时间，探索流变仪测试塑性粘度与流出时间关系，结果表明相同质量浓度时，料浆流出时间与其塑性粘度呈负相关关系，料浆质量浓度变化时其流出时间与塑性粘度关系不明显。     

超细尾砂新型胶凝材料开发及配比优化

为解决山东某金矿尾砂粒径细、含泥量高导致的充填体早期强度低的问题,以该金矿尾砂为主要原料,石膏和生石灰作为复合激发剂,添加少量芒硝开发新型胶凝材料。试验结果显示:当水泥添加量为25%,生石灰添加量为15%,石膏添加量为1.5%,芒硝添加量为4%和矿渣添加量为54.5%时,充填体3,7,14d抗压强度分别为0.51,0.62,0.75MPa。在成本控制范围内,为进一步提高充填体早期强度,挖掘最优配比,配比优化试验获得超细尾砂新型胶凝材料最优配比为水泥∶生石灰∶石膏∶芒硝∶矿渣=30∶20∶1.5∶4∶44.5,充填体3,7,14d抗压强度分别为0.58,0.72,0.86MPa,满足矿山充填采矿要求。     

不同分级循环加卸载模式下岩石能量 演化规律研究

为了深入分析循环加卸载过程中岩样能量演化规律,设计了3种不同的单轴循环加卸载试验,详细分析了不同分级循环加卸载模式下的总吸收能、弹性应变能、耗散能、塑性变形能等参数的演化特征及其相互关系,建立了耗散能与循环应力等级、循环加卸载次数变化的演化方程。结果表明:1)随着循环加卸载应力等级的提高,耗散能Use和塑性变形能Ue呈现非线性增加的趋势;2)岩样在第3种循环加卸载模式下,整体上耗散能Use和塑性变形能Ue表现出"U"形变化的规律,在第Ⅰ级和第Ⅱ级循环荷载下强化效应突出,而在第Ⅲ级和第Ⅳ级循环荷载下扰动效应突出;3)循环加卸载上限应力不变,下限应力减小时,循环荷载对岩样的损伤效应比其强化效应明显;4)循环加卸载作用下岩样的耗散能Use与循环荷载应力等级、循环次数相关,可以采用非线性曲面较好的拟合,这为采用耗散能Use来定量分析循环加卸载过程中岩样的损伤奠定了较好的基础。     

隔离式箱体联合导流技术在卧式浆体搅拌机上的应用

为解决卧式浆体搅拌机轴端密封磨损,降低设备故障率,实现卧式浆体搅拌机经济高效运行,在对卧式搅拌机轴端进行了多次密封试验,创造性地引用隔离式箱体联合导流技术,对该项技术进行了试验应用研究,取得了理想效果.该项成果可以应用在矿山、建筑、市政等领域,有较大的推广价值.     

基于超细尾砂絮凝沉降浓密试验及研究应用

摘要：研究超细尾砂在不同配比聚丙超烯酰胺条件的絮凝沉降浓密实验,探索在不同给料速度、浓度及絮凝剂单耗条件下对料浆浓密效果的影响,借助物理实验参数进行对比回归分析获得最优匹配数据模型,对模型关系中涉及的参数进行正交试验优化设计,考察单因素及组合因素对响应值絮凝度的影响,建立多因素变化对浓度响应值的影响,进一步获得各元素最优条件的絮凝度值,依据函数模型拟合出响应最优值与元素之间的非线性关系,得到优化条件下以絮凝度为指标的各个元素影响作用大小。结果表明：①无动力浓密条件下料浆达到极限浓度絮凝剂参数确定为最佳添加量为30g/t,阴离子型絮凝剂XS、最佳料浆稀释浓度6.0%;②固体通量由0.127t/(m2?h)增加到0.360t/(m2?h)时,底流浓度表现出稳定的增长趋势,同步确定浓密处理量为0.3t/(m2?h);③回归方程及元素曲面响应关联结果的模型关联系数因子R2值为0.9978,证明模型因子各元素与响应结果紧密关联性较高;④提出了不同单耗絮凝剂对超细尾砂浓密的机理影响测试方法,将该测试方法成功应用到工程实际中。     

PSO-Fuzzy-IMC算法在充填浓度控制中的应用研究

尾砂充填是一个复杂工业过程,充填过程中存在大滞后、非线性和时变性特点,传统控制策略效果不佳,难以实现尾砂浓度精准控制,因此需要先进控制算法进行充填浓度的精准控制,提高浓度控制的稳定性。以某黄金矿山生产工艺为研究对象,建立充填浓度控制模型,提出了一种模糊内模控制策略,利用粒子群算法对模糊自适应参数进行在线辨识,在MATLAB中进行浓度控制系统仿真。与IMC算法和Fuzzy-IMC算法对比,优化后的模糊内模控制算法具有超调量小、鲁棒性高等优点,浓度控制响应速度快,稳定性高,在抗干扰性和稳定性方面优于内模控制和模糊内模控制算法,浓度控制误差在2%,比内模控制算法提高3%,明显提高系统的控制精度,更好地满足实际应用的要求。     

脉内无固废精准开采采矿方法在嵩县山金的应用

嵩县山金北翼矿体走向长度短、平均厚度薄、矿体倾角小、地质品位低、岩石稳固性较差,采用盘区机械化上向水平分层进路充填采矿法开采,采切工程投入大,成本费用高,安全投入及风险更大。针对该类矿体,提出了一种脉内无固废精准开采采矿方法,通过构筑人工假巷形成运输条件,人工架设钢溜井形成行人、放矿、通风、泄水条件,采矿工作完成后通过脉内悬吊1 m³铲运机完成机械化出矿及设备换层工作,采用分层充填采矿法充填采空区,提高回采效率。与原采矿方法进行技术经济对比,采用脉内无固废精准开采采矿方法经济效益更好,不需要布置分段巷、采场联巷等掘进工程,在工程投入方面可节约23.2万元,不产生掘进废石,实现了脉内无固废开采的目的。现场试验结果表明：该开采方法具有开采精度高、采（出）矿效率高、采矿损失贫化低、安全投入小、经济效益高等优点,推广前景较大。     

基于COMSOL的充填料浆搅拌流场模拟研究

充填料浆的搅拌质量对实现其良好的管道输送及保障充填体强度都至关重要。针对目前金属矿山充填工艺中使用较多的立式搅拌桶,以全尾砂高浓度充填料浆为研究体系,利用多物理场仿真软件COMSOL的CFD模块对料浆在搅拌桶内的混合状态进行了模拟研究,对比分析使用单层叶片式搅拌桨和双层叶片式搅拌桨时,不同数量挡板条件下搅拌桶内流场、流速及压力的分布特征。结果表明:对于全尾砂高浓度料浆的立式搅拌桶搅拌,双层叶片式搅拌桨的搅拌效率优于单层叶片式搅拌桨;搅拌桶内设置挡板,对提高单层叶片式搅拌桨的搅拌效率有一定作用,但对双层叶片式搅拌桨的搅拌效率的提高并不显著。