矿岩三维运动对主溜井井壁碰撞范围的影响

地下矿山溜井使用过程中,矿石在溜井中运动时在井壁上的初始碰撞对井壁的破坏作用较大,研究矿岩块运动轨迹,确定矿石与井壁的碰撞范围对于井壁的支护具有重要意义。以辽宁某地下矿山溜井为例 ,根据运动学理论,建立了矿岩块运动模型,分析了不同初始运动状态下的矿岩块对碰撞范围的影响,确定了初始碰撞位置的分布范围。研究结果表明：①矿岩与井壁初始碰撞位置与矿岩进入溜井时速度大小、方向 角以及运动耗时等有关,当溜井结构参数一定时,矿岩进入溜井时的速度大小是一定的,此时速度方向角决定着矿岩对井壁的冲击范围;②随着矿岩块初始运动方向角不断增大,矿岩块与溜井井壁碰撞前的行程逐渐 变短,冲击位置不断升高,井壁受冲击一侧在溜井口以下9.23 m处形成两条对称的弧形斜冲击带;③矿岩运动的随机性会影响井壁损伤程度及范围,同时在矿岩流反复冲击下,井壁受冲击的位置与范围趋向集中是累 积损伤的结果。研究结果可为矿山溜井支护提供理论支持。     

矿岩三维运动对主溜井井壁碰撞范围的影响

地下矿山溜井使用过程中,矿石在溜井中运动时在井壁上的初始碰撞对井壁的破坏作用较大,研究矿岩块运动轨迹,确定矿石与井壁的碰撞范围对于井壁的支护具有重要意义。以辽宁某地下矿山溜井为例,根据运动学理论,建立了矿岩块运动模型,分析了不同初始运动状态下的矿岩块对碰撞范围的影响,确定了初始碰撞位置的分布范围。研究结果表明：①矿岩与井壁初始碰撞位置与矿岩进入溜井时速度大小、方向角以及运动耗时等有关,当溜井结构参数一定时,矿岩进入溜井时的速度大小是一定的,此时速度方向角决定着矿岩对井壁的冲击范围;②随着矿岩块初始运动方向角不断增大,矿岩块与溜井井壁碰撞前的行程逐渐变短,冲击位置不断升高,井壁受冲击一侧在溜井口以下9.23 m处形成两条对称的弧形斜冲击带;③矿岩运动的随机性会影响井壁损伤程度及范围,同时在矿岩流反复冲击下,井壁受冲击的位置与范围趋向集中是累积损伤的结果。研究结果可为矿山溜井支护提供理论支持。     

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...     

倾斜溜井结构参数对矿岩运动特征的影响

为研究倾斜溜井中矿岩运动对井壁稳定性的影响,基于运动学原理,构建了滑动状态下运动矿岩的力学模型,研究了溜井结构参数对矿岩运动特征的影响,得出了倾斜溜井中矿岩滑动的运动速度函数关系,分析了倾斜溜井结构参数和滑动摩擦因数对矿岩速度的影响,发现倾斜溜井中矿岩运动速度与溜井结构参数、矿岩所受的滑动摩擦力和来自其他矿岩块的作用力有关。结果表明：(1)滑动摩擦因数μ保持不变时,随着溜井高度h和溜井角度α的增大,矿岩的重力势能转化的动能增大,矿岩速度也随之增大,反之则减小;(2)溜井高度h保持不变时,随着溜井角度α的减小及滑动摩擦因数μ的增大,矿岩的重力势能转化的动能减小,矿岩速度不断减小,反之则增大;(3)溜井高度h、滑动摩擦因数μ、溜井角度α对矿岩速度V₀都有显著的影响,其中溜井高度h的影响最大,溜井角度α的影响相对较小,但溜井角度α还影响着矿岩的运动方向。在此基础上,对不同的倾斜溜井设计方案,提出了控制矿岩速度V₀的措施与建议,以减轻矿岩对主溜井的冲击。     

倾斜溜井内的矿岩运动特征及其影响因素研究

溜井是矿岩运输的重要工程,因卸矿冲击造成的井壁损伤是制约溜井使用年限的主要问题。为分析倾斜溜井内矿岩的运动过程,通过PFC2D数值模拟试验﹐结合物理相似试验验证,模拟倾斜溜井卸矿过程,分析倾斜溜井内矿岩运动形式及速度变化特征,研究溜井倾斜角度对矿岩运动规律及撞击井壁位置的影响,讨论垂直溜井与倾斜溜井中矿岩运动方式的差异性。研究发现,(1)当溜井倾斜角度为60°时,两次撞击位置高度分别距离卸矿口1.36 m、 3.30 m,撞击速度分别为9.53 m/s、5.47 m/s,矿岩到达溜井底板时速度达到峰值16.17 m/ s;矿岩运动过程可简化为5个阶段﹐在分支溜槽内做匀加速的滑动或滚动﹐脱离溜槽以一定初速度作斜抛运动,与井壁发生两次撞击﹐沿着井壁做匀加速的滑动或滚动运动,最后到达溜井底板。(2)溜井倾斜角度对矿岩运动过程的影响非常显著﹐随着溜井倾斜角度的增加,矿岩两次撞击井壁位置距离卸矿口高度呈增加趋势;倾斜角度超过60°后﹐第2次撞击位置距离卸矿口高度和撞击速度急剧增大。(3)与垂直溜井相比,倾斜溜井中矿岩运动过程受井壁边界限制作用更显著﹐落体运动时长较短,矿岩与井壁存在较长距离的相对接触、滑动过程,对井壁造成摩擦损伤。     

溜井卸矿冲击对井内储料空隙率分布特征的影响

溜井放矿过程中堵塞问题与储料内部空隙率分布特征密切相关.为探究卸矿冲击对贮矿段储料夯实范围的影响,搭建１∶２０的溜井储矿段相似模型,研究了不同卸矿高度以及不同级配矿石卸矿冲击对贮矿段储料夯实效果的影响.研究发现:溜井上部卸矿冲击使储料散体排列重组,改变了储料面以下一定范围内的储料空隙率;散体卸矿冲击下,井内整体储料空隙率变化范围为３~８个百分点,随卸矿高度增加,空隙率逐渐减小,主要集中在储料面以下１５０ mm 范围内;大块矿石冲击下,储料空隙率变化范围远大于同质量散体矿岩的冲击,且随卸矿高度的增加,空隙率减小,主要集中在储料面以下２５０mm 范围内.结合研究成果,提出了避免卸矿冲击可能造成溜井堵塞的相关措施,对矿山生产实践具有一定的指导意义.     

矿岩初始运动对其冲击溜井井壁规律的影响

溜井中运动的矿岩会与井壁发生碰撞并导致井壁的冲击损伤,研究矿岩在溜井中的运动规律,有利于减少矿岩与溜井井壁的碰撞概率。基于运动学原理,建立了矿岩运动初始方向与其运动规律的关系模型 ,得出了矿岩的运动轨迹方程,确立了矿岩块运动过程中与溜井井壁发生碰撞的条件,得到了矿岩块第1 次与溜井井壁发生碰撞时碰撞点的计算公式,研究了矿岩进入溜井时的初始运动对其在溜井中运动规律的影响 。研究表明：①溜井直径D、矿岩块初始速度[v0]及其方向[α]是影响矿岩块与溜井井壁碰撞的主要因素;②当D和[v0]保持不变时,随着[α]增大,碰撞位置h1越大,反之,h1越小;③当D和[α]保持不变时,随着 [v0]增大,碰撞位置h1越小,反之,h1值越大;④当[v0]和[α]保持不变时,随着D增大,碰撞位置h1越大,反之,h1越小。上述研究进一步反映出,适当增加溜井直径,选择合适结构,降低矿岩块进入溜井时的速度 ,能够降低矿岩块与溜井井壁的碰撞概率,有利于减轻溜井受冲击破坏的程度。     

垂直溜井贮矿段放矿中矿岩运动速度变化特征

为研究溜井贮矿段放矿过程中矿岩颗粒运动速度变化特征,采用颗粒离散元数值模拟方法,进行了垂直溜井贮矿段放矿试验,分析了溜井贮矿段放矿过程中整体矿岩速度分布及个体速度变化过程.结合时均化分析方法,讨论了矿岩经过筒仓和放矿漏斗时的时均速度变化特征.研究表明:溜井贮矿段放矿过程中矿岩颗粒的瞬时速度始终处于波动状态,其波动特征表...     

大倾角溜井在云南会泽矿山的成功运用

阐述了云南驰宏锌锗股份有限公司会泽矿山采选厂自主设计并施工的主溜井的实际运用情况,并分析制定了其使用和维护方面的保障措施,从该公司2008,2009年的运行效果看,其做法和设计思路对同类矿山有一定借鉴意义。     

井壁摩擦对贮矿段矿岩运移速度分布特征的影响

为研究井壁摩擦对溜井贮矿段矿岩运移速度的影响,引用Beverloo经验公式、稳定质量流动量定理和牛顿内摩擦定律分析了摩擦对矿岩速度分布的影响,采用离散元程序,探究了矿岩速度分布特征.研究发现,井壁摩擦作用是导致垂直溜井贮矿段筒仓内同一平面的矿岩存在速度差的主要原因,摩擦力对井壁附近矿岩的减速作用尤为明显.研究表明:(1...     

高溜井卸矿冲击气流产生规律及其影响因素的数值模拟

高溜井卸矿过程中产生的冲击气流是卸矿硐室及其附近巷道产尘的主要原因,本文采用考虑气固两相间双向耦合作用及颗粒间碰撞作用的密相DPM模型进行模拟,对气相和颗粒相分别采用欧拉法和拉格朗日法建立控制方程,数值模拟研究高溜井卸矿时冲击气流产生及其与各影响因素之间的关系。计算结果表明：冲击风速随卸矿流量的增加而增加,但其增幅随卸矿流量增加而减小,最大冲击风速与卸矿流量成近似幂函数关系,且卸矿高度越大,幂指数越大,模拟得幂指数范围为0.593~0.732;卸矿高度越高,冲击气流越大,且最大冲击气流与卸矿高度的1.05次方近似成正比;矿石粒径越大,冲击气流越小,最大冲击风速与矿石粒径的-0.63次方近似成正比;多中段同时卸矿时,各中段产生的流场会相互作用,从而降低冲击气流的叠加。     

影响攀钢石灰石矿2＃溜井放矿能力的因素分析

分析了攀钢集团矿业公司石灰石矿2＃溜井内地下水渗水变化及影响溜井正常生产的主要原因，提出了应加强溜井放矿管理，避免含有粘土过多的泥料进入溜井形成稳定粘结拱而堵塞溜井。     

影响攀钢石灰石矿2~#溜井放矿能力的因素分析

分析了攀钢集团矿业公司石灰石矿 2 #溜井内地下水渗水变化及影响溜井正常生产的主要原因 ,提出了应加强溜井放矿管理 ,避免含有粘土过多的泥料进入溜井形成稳定粘结拱而堵塞溜井。     

溜井内残留体形态和空间位置的探讨

根据溜并底部的压应力，确定矿岩上垂直压力和侧压力，并依据这两种压力确定流动角，进而确定了流动线，同时确定残留体形态和空间的位置。     

主溜井中矿岩三维运动轨迹分析与验证

溜井运输过程中,矿（废）石与井壁的碰撞造成井壁破坏较为严重。确定矿（废）石与井壁碰撞前的运动轨迹和碰撞位置,对于保证溜井井壁稳定性具有重要意义。以某矿山主溜井溜矿段-40~-71 m为例,建立了溜井溜矿段相似试验平台。根据运动学理论,结合相似试验结果,得到矿（废）石与溜井井壁产生首次碰撞前的运动轨迹和三维轨迹方程。研究表明：理论计算得到的矿石冲击位置略低于试验中矿石的冲击位置,误差不超过4.84%,理论计算及试验结果与矿山实际检测结果基本一致。分析结果可为确定溜井井壁的受冲击区域、溜井系统设计与优化、溜井治理与修复、溜井管理方案制定等提供依据。     

露天矿平硐溜井井壁初始碰撞位置理论计算

露天矿山平硐溜井运输系统中,矿石在溜井壁上的初始碰撞破坏较大,确定矿石的初始碰撞位置对于井壁的防护具有重要意义。根据运动学理论,建立矿石运动模型,以某露天矿为例,分析碰撞恢复系数、滑移滚动摩擦系数和临界系数对初始碰撞位置的影响,基于伪随机算法,确定初始碰撞位置的范围。结果表明：随着法向恢复系数、滚动滑移摩擦系数增大,切向恢复系数、临界系数减小,初始碰撞位置距井口的距离变大,滚动滑移摩擦系数是影响初始碰撞位置的主要因素;运动状态的改变对于初始碰撞位置的影响较小;碰撞范围内初始碰撞位置的分布符合指数分布,距离井口6～9 m范围内的井壁需要重点防护。     

倾斜溜井中的矿岩运动特征及其对井壁的损伤与破坏

斜溜井是国内外矿山溜井一种重要的布置方式,在工程应用中溜井的变形破坏问题严重。矿岩散体在溜井内运动过程中与井壁接触并产生力的作用是引起溜井变形破坏的根本原因。倾斜溜井中不同的矿岩 运动特征导致了井壁的变形破坏程度及范围存在较大差异。通过研究斜溜井中矿岩散体的运动特征及其影响因素,分析了斜溜井井壁的变形破坏机理和破坏分区。研究表明：①倾斜溜井中的矿岩散体运动包括下落、 跳动、滚动、滑动4种方式,受溜井倾角、矿岩块形状、粒度及其分布特征、矿岩物理力学性质、溜井井壁平整度和矿岩块进入溜井时的初始运动方向等因素影响,不同的矿岩运动方式对溜井井壁产生的破坏特征也不 相同;②矿岩散体下落或跳动引发的溜井井壁冲击破坏主要发生在分支溜井与主溜井交叉处的矿岩下落方向的溜井底板,滚动或滑动引发的溜井井壁摩擦破坏主要分布在主溜井和分支溜井的底板上;③针对不同的溜 井井壁变形破坏特征,应从优化溜井结构、采取相应的加固措施等角度进行预防。     

溜井放矿量与磨损量计算式的数模

在溜井放矿过程中,井筒井壁会随着井筒内矿石移动而同时产生磨损,这种磨损缓慢、渐进式连续发生的,均匀的向四周发展扩大。提出了连续式的积分方程,推导出溜井井筒的磨损量与放矿量之间关系的数学模型。用德兴铜矿的相关数据进行了计算,计算结果表明,该数学模型所提供的计算数据与实际井筒磨损情况接近,可为矿山规划、溜井设计与生产管理提供可靠的依据。