随机介质放矿理论的改进研究

在实验的基础上,分析了放矿口宽度对放出量和散体流动参数的影响,改进了随机介质放矿理论,揭示了放矿口宽度对散体移动规律的影响,并指出了其影响范围.将改进后的随机介质放矿理论与原来的随机介质放矿理论进行了对比,3个矿山实验结果表明,改进后的随机介质放矿理论与实际符合较好.提出了确定采场结构参数的新方法,当放出体为非标准椭球体时,上下分段菱形布置的放出体三点相切时可得到最优的采场结构参数.该方法的提出,进一步扩大了随机介质放矿理论的应用范围.     

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。     

基于运动学模型的多漏口放矿规律

介绍了放矿运动学模型的基本原理。分析了根据运动学模型得出的放出体与实际放出体不相符的原因,并指出了放矿运动学模型的使用范围。改进了散体空位扩散系数D P 的取值方法,并推导了二维和三维问题的速度场方程、颗粒移动迹线方程以及放出体方程等。在此基础上,建立了描述多漏口放矿时的矿岩移动规律的数学方程。根据该理论可确定多漏口放矿时的松散矿岩移动迹线,放出体以及矿石残留体形态,可为崩落法采场设计、采场结构参数优化等提供理论参考。     

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.     

矿岩移动规律基本方程的建立及其讨论

本文在类椭球体放矿理论矿岩移动规律基本方程的基础上继续对矿岩移动规律进行研究,建立了实际散体移动规律基本方程的一般形式并对该方程进行了讨论,结果表明实际散体移动规律基本方程的一般形式包含了实际散体移动规律基本方程的特殊形式,且在一定条件下可以转变成理想散体移动规律基本方程,能够反映矿岩移动的基本规律。     

类椭球体放矿理论的实际方程

根据试验研究和类椭球体放矿理论的理想方程，建立了类椭球体放矿理论的实际方程。形成了较完整的类棉球体放矿理论，为进一步研究类椭球体放矿理论的应用奠定了基础．     

类椭球体放矿理论的理想方程

根据实验测定结果，得出松散物料放出时，放出体为类椭球体。并在此基础上，建立了类椭球体放矿理论的理想方程。该方程包容了棉球体放矿理论的正确论点，克服了椭球体理论的缺陷和不足。     

矿岩移动规律基本方程的应用

本文对已建立的实际散体移动规律基本方程的应用进行了研究 ,得出矿岩移动规律基本方程是类椭球体放矿理论的基本方程 ,利用该方程能够得出放矿中观察到的很多现象 ,解决实际生产中的很多问题 ,例如放出体形、放矿漏斗、移动过渡、相关关系以及确定矿岩接触面及其变化、控制矿石的放出量等问题 ,理论与实践验证矿岩移动规律基本方程能够反映散体的移动规律 ,完善了类椭球体放矿理论。     

类椭球体放矿理论的检验

根据理论分析和试验结果，提出了放矿理论检验的两个基本内容，并对类椭球体放矿理论进行了必要条件和充分条件检验。检验结果证明：类椭球体放矿理论的理想方程和实际方程均能通过连续流动检验和移动边界检验。     

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。     

采场结构参数与放矿方式的相似物理试验优化研究

基于单漏斗放矿试验,对放出椭球体形态发展趋势进行了分析,确定最终放出椭球体轴偏角、偏心率等核心指标。基于立体放矿模型,对比无贫化与低贫化两种放矿方式下回贫差指标,对放矿方式进行了优选。在物理试验结果基础上,采用相似物理试验法、经验类比法、理论分析法相结合的方法,对大间距椭球体排列形式下的采场结构参数进行优化,确定20m分段高度下的进路间距、崩矿步距、放矿步距、放矿方式等关键参数与工艺。采场结构参数优化的过程与结果,可以为同类工艺矿山参数设计提供技术参考。     

综放开采顶煤放出体理论计算模型

从理论上描述了综放开采顶煤放出体的形态及影响因素,引用散体介质力学中的Bergmark-Roos模型（B-R模型）,考虑了综放支架对顶煤放出过程及放出体的影响,通过散体顶煤三维放出相似模拟和PFC3D数值模拟,得到了重力加速度修正系数K,对B-R模型进行了改进,改进后的模型可以准确描述顶煤放出过程,得到了顶煤放出体理论形态。支架掩护梁-散体顶煤和顶煤-顶煤之间摩擦因数f的差异会导致顶煤放出体左右两侧散体颗粒临界运移角度θG的不同,使放出体向支架前方超前发育,这一放出体理论形态与BBR研究中顶煤放出体呈“切割变异椭球体”的形态相吻合,使用该理论模型可预测不同顶煤厚度条件下的放煤时间。     

基于离散元的端部放矿矿岩运移规律研究

崩落法端部放矿矿岩直接接触,顶部、正面、侧面等多方面覆盖岩废石的混入是造成矿石贫化的主要原因,为了研究无底柱分段崩落法放矿过程中废石混入过程,对矿岩颗粒间的受力进行分析,基于离散元理论构建放矿数值模型,将模拟结果与现场实际放矿指标进行对比分析,验证了数值模拟的可靠性,模拟结果表明：矿石回采率达到85%时,总混岩率29.70%,其中正面废石占比92%,混入量最大；两侧废石混入占比7.4%,混入量次之；顶部废石混入0.86%,混入最少。矿岩放出体呈现出“上宽下窄”对称椭球体缺,放出体高度随放矿时间增大呈幂函数关系增大。放矿过程中,逐渐形成较为稳定的速度场及力场,矿岩颗粒发生运移和旋转,并伴随着力链不断的断裂与重组,在放矿口上方形成拱形放矿松动体。     

陕西徐家沟铜矿破碎矿体出矿巷道间距研究

出矿巷道间距问题不同于一般的平行巷道间距问题,目的是在矿石回收率和出矿巷道稳定性间取得平衡。以陕西徐家沟铜矿破碎矿体为工程背景,联合利用放矿实验和FLAC3D数值模拟确定出矿巷道间距。根据椭球体放矿理论进行放矿实验并获得放出体形态参数;在此基础上通过数学回归得到放出体偏心率方程,放矿高度50 m时,放出体b轴长6.53 m,按照放出体高分段排列确定出矿巷道的理论间距为15.1 m。考虑到矿体破碎、采场顶板不稳,按照"本中段矿石尽量在本中段回收"的原则,选择10 m和12.5 m 2种间距进行FLAC3D数值模拟。结果表明:采用12.5 m的间距时,既能最大限度保证出矿巷道的稳定,又能提高矿石回收率。     

无底柱超高分段室内物理放矿模拟试验

结合武钢金山店铁矿生产中遇到的问题,通过进行室内物理放矿模拟试验对35m超高分段条件下放矿回收指标和放出体形态进行较为详尽的研究,揭示出损失率、贫化率等回收指标的变化情况,放出体形态与崩矿步距之间的关系,进而为指导生产提供理论依据。     

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。     

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。     

崩落矿石堆体与放出体吻合程度试验研究

崩落矿石堆体与放出椭球体吻合程度好时,矿石回收效果提高.通过实验室试验,拟寻求大间距结构与传统结构参数下矿石堆体与放出椭球体间的形态吻合程度情况,从而为无底柱分段崩落法的参数制定提供理论依据.试验证明大间距结构崩落矿石堆体与放出椭球体吻合程度优于传统结构.     

矿体示意剖面的随机生成

论述了二元插值公式对地形进行模拟、趋势方程对矿体底板和矿体厚度进行模拟的基本原理 ,并结合实例对矿体示意剖面的随机生成进行了说明。