放矿场动力学响应机理研究的LBM-DEM耦合方法

为了研究自然崩落法放矿场中崩落矿岩的动力学响应机理,将碎石细颗粒流与大块矿岩分别视为非牛顿流体与离散体,并基于LBM-DEM耦合方法实现自然崩落法放矿模拟。从放矿动力学角度对单个矿岩颗粒进行受力分析,根据动量定理推导出总摩擦力及力矩计算公式,并求得颗粒运动方程;根据某矿放矿参数建立单漏斗放矿模型。研究结果表明:放矿口上部存在松散与压缩2种变形,且放矿场内压力因散体矿岩的随机脉动形式随时间呈脉动分布;不同监测点处的压力均在一定的区间内波动,主要与颗粒间的摩擦与碰撞作用产生能量传递与能量耗散有关。该耦合模拟方法在细观尺度上为散体矿岩与细颗粒流的动力学作用分析提供一种新的研究手段,并对研究放矿成拱原因及控制底部结构压力等有指导作用。