崩落法放礦過程中散體礦巖運(yùn)移規(guī)律研究.docx

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1、崩落法放礦過程中散體礦巖運(yùn)移規(guī)律研究崩落法放礦損失貧化是一個(gè)突出問題,而傳統(tǒng)的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)放礦理論和當(dāng)前的計(jì)算機(jī)仿真放礦技術(shù)由于理論的局限性及軟件的適用性等缺陷,已不能適應(yīng)當(dāng)前放礦技術(shù)發(fā)展的需要。為探究崩落法放礦過程中的散體礦巖運(yùn)移規(guī)律,本文采用物理實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)建模、理論分析、數(shù)值模擬及工程調(diào)控等手段,圍繞崩落法放礦散體礦巖運(yùn)移規(guī)律及放礦參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了初步研究,主要研究工作包括:(1)開展不同粒徑條件下的自由面斜槽顆粒流實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)了自由面斜槽顆粒流當(dāng)量粘度測試裝置,探究了自由面斜槽顆粒流的屈服應(yīng)力、流層結(jié)構(gòu)及顆粒流的質(zhì)量分布與速度分布規(guī)律,基于連續(xù)介質(zhì)假設(shè)推導(dǎo)了細(xì)顆粒流似非牛頓流體本構(gòu)關(guān)

2、系模型。(2)推導(dǎo)并求解LBM-DEM耦合框架理論模型。基于Chapman-Enskog展開式分析了LBM宏細(xì)觀變量的統(tǒng)一關(guān)系,演繹了不同邊界條件下的LBM密度分布函數(shù)求解方法,將Bingham-FPFM模型引入到LBM-DEM耦合框架,并通過經(jīng)典算例驗(yàn)證了LBM-DEM耦合程序的精度與穩(wěn)定性。(3)實(shí)現(xiàn)基于LBM-DEM耦合框架的崩落法放礦數(shù)值模擬。探究了廢石細(xì)顆粒的滲移規(guī)律,分析了礦巖塊度及含水率對單漏斗放出體形態(tài)的細(xì)觀影響,探討了放礦場內(nèi)速度及應(yīng)力分布規(guī)律。(4)完成崩落法立體放礦及平面放礦物理實(shí)驗(yàn)。根據(jù)覆巖條件下單漏斗放礦實(shí)驗(yàn),探究了單漏斗放礦過程中放出體(IEZ)及放礦松動(dòng)體

3、(IMZ)形態(tài)的發(fā)育規(guī)律,開展了多漏斗放礦條件下的均勻放礦及斜面放礦散體礦巖運(yùn)移規(guī)律研究。(5)建立Bergmark-Roos放礦理論修正模型。基于Bergmark-Roos方程的基本原理,結(jié)合LBM-DEM耦合放礦模擬結(jié)果,對Bergmark-Roos方程進(jìn)行了修正,從力學(xué)角度建立了散體礦巖的運(yùn)移數(shù)學(xué)模型,并建立了放礦口寬度非零情況下的塑性及運(yùn)動(dòng)學(xué)放出體數(shù)學(xué)模型。(6)優(yōu)化崩落法礦山放礦控制技術(shù)及放礦參數(shù)?；谕茖?dǎo)的Bergmark-Roos放礦理論修正模型,結(jié)合銅礦峪礦生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行了崩落法放礦模擬,并根據(jù)最小礦巖接觸面原則進(jìn)行了不等量均勻放礦模型驗(yàn)證。