崩落矿岩散体流动过程数值模拟研究

用Visual Basic程序语言,根据随机放矿介质理论,利用David Jolly模型进行了崩落矿岩散体流动过程的数值模拟分析。一定程度上为以后崩落矿岩参数设置提供了参考依据。     

非均匀崩落矿岩散体流动的仿真模型

基于离散元思想,结合随机理论,以崩落矿岩散体为研究对象,建立了非均匀散体碰撞运动模型.该模型主要研究内容包括:模型假设条件、散体颗粒的随机生成、颗粒单元的稳定性分析、颗粒单元的初始移动、颗粒单元的碰撞过程以及颗粒单元运动的随机性等.根据所建立的非均匀散体碰撞运动模型,利用C#编程语言研发了二维放矿仿真系统.该系统包括参数输入、模型生成、仿真模拟和数据统计四个功能模块.设计了无底柱分段崩落法放矿模拟方案,所得结论与类似文献对比,基本相同,说明利用非均匀散体碰撞运动模型模拟散体流动是可行的.     

基于刚体离散元模型的矿岩散体流动规律

针对崩落采矿法矿石损失与贫化大的问题,利用刚体离散元原理和方法,成功研究了多种放矿制度下覆盖岩层与矿石的相互作用和界面动态变化过程.研究表明:在1 213 m左出矿口放矿时,其右上方约9 m位置矿石被废石包裹,即使再采用相邻或相间出矿口放矿,被包裹矿石也难以放出,矿石贫化损失最大:采用中出矿口放矿时,矿岩界面增大,呈漏斗状,贫化次之;采用左中右三个出矿口均衡放矿时,矿岩界面最短且近似平行下降,矿石贫化与损失最少.模拟结果对于预测不同放矿制度下,矿石的贫化与损失指标提供了可靠依据.     

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。     

试述低贫化放矿的研究

针对无底柱分段崩落法采矿高损失、高贫化的缺点，提出低贫化放矿，兼在酒钢镜铁山矿工业试验，取得良好效果，在回收率基本不降低的情况下可使贫化率控制在6％左右。     

缓倾斜厚石膏矿低贫化放矿实验研究

为解决石膏矿贫损问题,采用物理模拟实验方法,研究优化了采场放矿底部结构.主要研究了端部放矿时石膏矿石散体流动迹线和覆岩下放矿时矿石厚度、堑沟间距及出矿横穿间距对矿石回收率的影响.分析和实验结果表明:矿石散体厚度超过20m时,宜采用平底堑沟诱导冒落,矿石回收率随堑沟间距变大而增加,且在堑沟间距取18m时最大;散体厚度小于20m时,宜采用串联堑沟诱导冒落法,回收率随堑沟间距增大而减小,为提高回收率,堑沟间距取10m,出矿横穿间距取8m.     

基于放矿下临界散体柱理论的地表塌陷范围预测

临界散体柱理论是通过散体侧压力来确定临界散体柱的高度,从而预测地表塌陷范围.以往散体侧压力的测试未考虑井下放矿对散体侧压力的影响,导致预测不准确.因此利用散体侧压力测试系统对流动散体侧压力进行了实验.通过对比散体侧压力的变化曲线,得出放矿过程对散体侧压力的影响.结果表明:下部放矿,仅对放矿口区域附近的散体侧压力产生影响,且影响范围较小,随着散体的沉实,散体侧压力将会进一步增大.同时结合古典杨森理论和临界散体柱理论,推导出在放矿情况下临界散体柱高度的计算方法;结合陷落角与采深的关系,为预测地表塌陷范围提供相关参考.     

矿岩散体振波的传播与能耗的研究

本文运用波动理论所确定的弹性及粘弹性介质的波动方程,分析推导了P波和S波的传播速度与衰减系数公式,探讨了矿岩散体中波的传播规律及波动机械能的表达式,并对振能在矿岩散体中衰减的原因进行了较全面的剖析。理论分析与有关试验结果得到了相互印证。     

云锡氧化矿试验采场矿岩分级及采场结构优化研究

为确定云南锡业公司计划开采的10-6缓倾斜似层状矿体采场结构尺寸,研究开采期间既定采矿方式条件下采场的稳定性和安全、合理的采场支护参数,在现场地质调查基础上,采用分形理论和Q法对云锡松矿10-6缓倾斜似层状矿矿岩体进行了合理分级,建立了矿岩的初步分级体系,在此基础上提出了松矿10-6缓倾斜似层状矿试验采场合理的结构尺寸和支护方案,确保了试验采场回采期的安全性。     

采场结构参数过渡分段放矿优化

随着采矿设备的大型化,无底柱分段崩落法的发展趋势也是增大采场结构参数,因此现行许多矿山都存在如何使采场结构参数从普通问距向大闻距过渡的问题。以板石矿业公司上青矿4、5、6矿组为例,针对参数过渡分段出现的放矿问题,以无底柱分段崩落法无贫化放矿理论为指导思想,提出综合考虑多分段的优化放矿方式,得出与之相匹配的崩矿步距,并在此基础上,提出实现最优放矿的措施,即爆破优化,放矿管理及截止出矿矿石占有率的控制。     

崩落采矿法放矿的离散元仿真

简述了离散元法的基本原理,并用其对崩落采矿法多漏孔放矿过程进行了仿真。结果表明离散元法对于解决放矿问题是可行的和较为全面的,它不仅能从运动方面研究崩落矿岩的移动形态,而且还能从动力学方面分析矿岩块之间的力学关系。后者是离散元法所特有的功能。     

基于Mathew与数值模拟法的采场结构参数优化及稳定性研究

 为了确定合理的采场结构参数,针对单一应用Mathew或者数值模拟法的不足,本文将这两种方法结合起来,通过工程地质调查结果确定出Mathew法中稳定性系数N,结合稳定性图表N-S之间的关系确定出形状系数S;同时,参考类似矿山的采场结构参数,提出几种具有相同形状系数的采场结构参数方案,并对每种方案进行数值模拟。通过对各方案中应力、位移、塑形破坏区体积的分析,确定出合理的采场结构参数。结合具体工程实例,对现场实验结果进行分析表明,将两种方法结合所确定出的采场结构参数对矿山生产实践具有一定的指导意义。     

分段卸压崩落法导流放矿实验研究

分段卸压崩落法是近年提出的开采矿岩不稳固倾斜中厚矿体的有效方法,但也存在矿石损失贫化较大的缺点.针对这一问题,从倾斜中厚矿体的散体流动特性出发,分析了矿石损失贫化大的原因,提出了导流放矿技术措施.通过物理模拟实验综合考察了进路位置对损失率和贫化率的影响;研究了导流放矿的效果,并与非导流放矿的实验结果进行了对比.结果表明,导流放矿技术措施能够明显改善矿石损失贫化指标,尤其对提高下盘矿石残留体的回收效果更为显著.实验给出了卸压与导流参数的取值范围.     

炮孔数据库Voronoi图在多金属矿损失贫化率计算的应用

矿石的损失率与矿石的贫化率是矿山企业在生产管理中最重要的两项指标.介绍了露天矿山贫化损失的计算现状和炮孔Voronoi图的原理,以3DMINE为平台,实现了炮孔数据库Voronoi图和爆区矿岩量和金属量的自动计算.在复杂多金属矿山中引入当量品位,并将炮孔数据库Voronoi图应用于复杂多金属矿山矿石损失和贫化的管理,解决了多金属矿山贫化损失计算问题,提高了矿石质量管理的效率和准确性,满足矿区生产指导的需要,同时提高矿山企业的效益.     

无底柱分段崩落法结构参数研究

为减少矿石生产成本,提高矿山经济效益,对无底柱分段崩落法结构参数进行研究.以大间距结构参数理论为基础,通过正交试验法确定9组不同的结构参数,利用多分段立体放矿模型,分别进行实验室放矿试验和计算机放矿数值模拟,然后,将2种不同方法所获得的实验数据采用直接分析法和Matlab回归分析法对比研究,分析无底柱分段崩落法各结构参数对矿石回收率等的影响,并最终确定合理的无底柱分段崩落法采场结构参数.     

汉中市蔬菜地土壤面源污染的实验研究

通过对汉中市市郊旱地、水田、蔬菜地3类土壤进行监测比较,筛选出具有代表性的蔬菜地土壤作为分析对象,对其N和P流失情况以及典型重金属污染进行分析。结果表明：汉中市土壤N流失率为24．7％、P流失率为79％,在特殊测区重金属Hg超标,Cd含量达到土壤重金属污染评价二级标准。     

基于热模拟实验的泥页岩黏土矿物演化及成岩阶段划分研究

目前成岩作用研究主要集中于砂岩及碳酸盐岩,对泥页岩本身成岩作用及阶段划分的研究较少。随着页岩气研究的兴起,泥页岩成岩作用逐渐受到科研工作者的重视,因此,基于泥岩样品的热模拟实验,对不同演化阶段的样品分别进行X衍射分析、镜质体反射率(R_o)测试、岩石热解(T_(max))分析,应用测试及分析结果进行泥页岩黏土矿物演化的定量表征,并划分泥页岩成岩阶段,为泥页岩储层评价提供参考。研究结果表明,随着泥页岩成岩作用的进行,黏土矿物演化主要表现为高岭石向伊利石和伊/蒙(I/S)混层转化,可将泥页岩成岩作用划分为六个阶段,每个阶段对应的R_o、T_(max)临界值大于砂岩成岩作用相应的R_o、T_(max)临界值。     

基于物理模型的水墨画仿真实现

为了解决水墨画仿真中真实感效果难以实现的问题,用基于物理模型的方法对水墨画的仿真进行探索,以动仿静。选择水墨画中的吸附水墨画为模拟对象,用Navier\|Stokes方程对水墨流动进行控制,用半拉格朗日方法进行求解,在GPU（Graphics Processing Unit）上加速实现。实验结果表明,物理模型能反应流体运动的内在物理特性,能逼真地模拟各种自然物理现象;最后形成的模拟效果,水墨画韵味十足,而且具有抽象的艺术效果,是计算机技术与艺术融合的有效尝试。