基于正交试验的硫化矿石结块影响因素分析

 采用正交试验设计的方法,在已有研究成果的基础上,对采自某矿山的硫化矿石按照4因素3水平的正交表进行实验,通过直观分析计算各因素的极差,确定各主要因素对硫化矿石结块影响的显著性。实验结果表明,各因素对结块影响程度大小的顺序为：温度>含水量>湿度>粒度。通过趋势图分析易知硫化矿石的结块率随各因素数值的变化而呈现的趋势,并通过单因素实验,进一步分析温度、湿度、含水量及粒度对硫化矿石结块的影响机制,对各因素与结块率的关系曲线进行拟合,得到定量的表达式,初步判断实验室条件下改变各因素对硫化矿石结块程度的影响,验证正交试验的可行性。单因素实验表明,环境温度、湿度以及硫化矿石的含水量、粒度对硫化矿石的结块均有促进作用。     

放矿椭球体排列理论的合理性探讨及实验研究

对基于椭球体排列理论的采场结构参数设计方法存在的缺陷和不足进行了探讨和分析,主要包括该理论是否遵循了放出体和崩落体一致原则、将放出体相切最优原则等价于纯矿石放出体相切最优原则是否合理、认为放出体相交便会造成矿石贫化的说法是否科学,以及高分段结构计算公式的合理性等几个方面.设计并开展了三组不同结构参数的物理放矿实验,实验结果表明,由于放出体与崩落体形态不符,导致大间距结构参数方案的矿石回收效果最差.理论分析和物理实验均表明,基于椭球体排列理论的采场结构参数设计方法存在一定缺陷,有待进一步的改进和完善.     

缓倾斜中厚矿体放矿制度的研究

对适应缓倾斜中厚矿体的、放矿层高在极限高度左右的放矿制度进行了研究。模拟实验中矿石保持一定湿度,使模拟的放出椭球体与实际情况基本相符。对参与实验的四种放矿制度进行了技术和经济分析。结论:适应缓倾斜中厚矿体的放矿制度,可提高矿石实际回收率5％,平均贫化率降低10％左右。     

放矿中的分流原理及其应用

本文从研究重力场和振动场矿石放出规律着手,提出了放矿中的分流原理。模拟试验证明,应用这一原理,改变了放出体中矿石流动速度的分布规律,可在不增加采切工程量和能源的条件下,扩大矿石流动范围,增加放出矿石量,减少矿石的贫化损失。     

松散矿岩放出的力学特性

本文用变形体力学研究了松散矿石放出过程中的变形及变形特点,不同放出条件下塑性变形区的发展状况,同时完善了流动的松散矿石的运动状态方程。这些研究将为进一步研究放矿力学打下理论基础。     

柔性隔离层下单漏斗散体矿岩流动规律

同步充填留矿法因柔性隔离层的存在,其散体矿岩流动规律突破传统放矿理论的描述范围,因此开展柔性隔离层下单漏斗散体矿岩流动规律研究对于丰富放矿学理论具有重要意义。基于相似原理建立物理试验模型,以标记颗粒刻画出放出体和松动体形态,采用高清摄像机记录试验基础数据。基于试验数据,对柔性隔离层下单漏斗放矿放出体、松动体、空腔等演化规律进行分析。最高层位矿石未放出前,放出体呈完整封闭的近似椭球体形态;放出后,放出体呈现为陀螺体。最高层位矿石产生沉降前,松动体为完整封闭的近似椭球体形态;产生沉降后,松动体形态整体上呈喇叭状,喇叭状松动体上部为指数曲线,下部为近似部分椭球体。空腔在最高层位矿石产生沉降瞬间开始形成;隔离层边界与矿石层边界相切于空腔边界,切角随着隔离层下降深度的增大而增大,至散体自然安息角后保持不变,切点位置随着隔离层下沉由中间逐渐向两侧发展至放矿终止。     

多放矿口条件下崩落矿岩流动特性

基于离散元理论和PFC3D程序构建放矿模型,探究多放矿口条件下崩落矿岩流动特性,实现多放矿口条件下放出体及矿石残留体形态变化过程的可视化。同时,将模拟结果与已有研究结论进行对比分析,验证基于PFC程序的放矿模型在崩落矿岩流动特性研究中的可靠性。放矿PFC模拟结果表明,多放矿口条件下放出体形态会因各放矿口间的相互影响而产生交错、缺失等程度的不同变异,并不是一个规则的椭球体。在单一放矿口和多放矿口条件下,放出体高度的变化趋势均可概括为两个阶段：在放矿初始阶段,放出体高度呈指数形式快速增加,随放矿量的增加,其增长率逐渐减小;随后,放出体高度将随放矿量的增加而呈线性增长的趋势。矿石损失率随放矿口尺寸及崩落矿石层高度的增大而减小,随放矿口间距的增大而增大。当相邻放矿口间产生相互影响时,平面放矿方式与立面放矿方式相比,其矿石残留量更小,且崩落矿岩接触面呈近似水平状态下降。     

矿体下盘岩石最佳开掘高度的确定

对应用无底柱分段崩落法开采矿床时的矿石损失过程进行了分析·在开采倾斜及缓倾斜矿体时,为改善因矿体倾角小而大量残留矿石的状况,可以通过采用开掘下盘部分岩石的方法,提高矿产资源的回收率·分析了矿体下盘倾角与下盘矿石残留量的关系,通过计算机模拟,得出了下盘岩石不同开掘高度与放出矿岩量的变化规律,随着开掘高度的增加,下盘矿石单位高度放出量相应减少,可按盈利总额最大原则确定出最佳开掘高度·在矿山生产实际中,下盘岩石最佳开掘高度随着矿产品价格和生产成本的波动而变化·研究结果表明:采用计算机模拟放矿过程,尤其是放矿控制方面,优于实验室物理模型放矿·     

崩落法采矿中放出体流动特性的影响因素

基于颗粒元理论和PFC3D程序,构建具有矿石散体细观力学性质的放矿模型,开展崩落法采矿中放出体流动特性影响因素研究。运用统计学知识确定对放出体流动特性有显著影响的主要因素及其敏感性,得出其与放出体流动特性的关系,并通过已有研究结论与模拟结果的对比分析,验证了基于PFC3D程序的放矿模型在放出体流动特性影响因素研究中的适宜性与可靠性。研究表明：放出体颗粒形状、摩擦系数及放矿口尺寸三种因素是显著影响崩落矿岩流动特性的重要参数。在放矿初始阶段,放矿口尺寸对放出体形态影响最大,其次为摩擦系数,颗粒形状对其影响最小;在之后的放矿过程中,颗粒形状对放出体形态影响最大,其次为放矿口尺寸和摩擦系数。散体颗粒形状越不规则、散体内摩擦角越大以及放矿口尺寸越小则放矿越困难。     

对多漏孔放矿放出体的研究

经采矿场下面漏孔放矿时,矿石颗粒点移动情况(坐标变换)用式(1)和式(2)表述。用这个方程可以求算移动场内的点、线、面、体的座标位置的变换。 多漏孔放矿时,可按放矿的逆顺序,对各漏孔施行逆变换,即依次将前一漏孔放出的矿石Q_1塞回去(放出-Q_1),便可求得从后一漏孔放出矿石Q_2的原来形态和位置——放出体。如此,继续进行逆变换,就可以求出全部漏孔的放出体。