覆盖层岩块粒径密度与混入率关系研究

发布时间：2021-04-10 00:12

　　无底柱分段崩落法因其开采方式简单且安全、易于实现机械化,被广泛的用于各个地下矿山。覆盖层下放矿是造成无底柱分段崩落法损失贫化大的主要原因,而覆盖层岩石颗粒的粒径和密度是影响岩石混入程度的重要因素,合理的岩块粒径和密度能够降低岩石混入率,提高矿产资源的回收。因此研究覆盖层岩块粒径密度与岩石混入率的关系具有重要现实意义。本文在总结、归纳前人研究的基础上,选取不同粒径、密度的岩石作为覆盖层,采用实验室物理模拟实验,研究了岩石颗粒的粒径和密度对岩石混入率的影响。基于中心复合实验设计构造的响应面进行分析,发现了粒径与密度的交互作用对岩石混入率的影响。结合颗粒物质力学理论,运用PFC进行数值模拟实验,研究了放矿开始和结束时颗粒间力链的变化规律。结果表明覆盖层岩石颗粒的粒径和密度对岩石混入率有显著影响。主要取得以下研究成果:1、结合矿山实际参数,制作了单进路端部放矿模型,并利用该模型进行实验室物理模型实验。设计并完成了两因素三水平的正交实验。将所得实验结果进行方差分析,发现了覆盖层岩石颗粒粒径、密度与混入率的相互关系。2、基于中心复合实验设计,构造了覆盖层岩石颗粒粒径和密度对岩石混入率的响应面,发现... 

【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

混入率学生化外残差图

辽宁科技大学硕士学位论文41024681012143436384042444648505254混入率(%)试验次数图3.4预测值与实验值比较Fig.3.4Comparisonsofpredictedvalueandtestvalue024681012143436384042444648505254混入率(%)试验次数试验值；预测值预测值与实验值曲线相互重叠，预测曲线变化趋势与实验值曲线相一致。第4次、第5次、第6次、第8次、第11次、第12次实验预测值与实验值曲线变化值相差不多，第7次预测值与实验值相差较大，但仅为3%，预测值误差在理想范围内，预测准确。图3.5两因素相关性Fig.3.5Two-factorcorrelation由式（3.23）可知，覆盖层岩石的颗粒密度与粒径的相互性对岩石混入率也存在影响，图3.5反映了两因素的相关性分析曲线。两条曲线中A表示密度，B表示粒径。岩石密度在3.44×103kg/m3时，A、B两条曲线相交，在交点外A曲线或高于或低于B曲线，表明两因素的相互性对岩石混入率有影响。针对两因素的相互性与岩石混入率的关系，绘制了两因素的扰动图。扰动图有助于比较设计中各因素对实验结果的敏感程度，曲线陡峭，表明该因素对实验结果变化敏感；曲线相对平坦，表明该因素对实验结果变化不敏感。如图3.6所示，A曲线陡峭，B曲线平坦，由此可知，密度对混入率的影响更为敏感。

3覆盖层岩块粒径对混入率关系的影响规律研究42图3.6两因素扰动图Fig.3.6Two-factorperturbationgraph通过方差分析与回归模型的建立，得知，粒径与密度的交互作用对混入率有明显的影响，对于两因素的交互作用，使用三维响应面图进行分析是一个很好的解释手段[37-39]。由于回归模型的预测值整体变化趋势与实验值相符，且误差很小，根据此模型，建立覆盖层岩块粒径与密度对混入率影响的响应面，如图3.7、3.8所示。图3.7响应面地形图Fig.3.7Contour图3.8响应面Fig.3.8Responsesurface响应面表现为中间低、两端高且前后倾斜的U形。当密度值在3.05～3.46×103kg/m3区间内，混入率随着粒径的增大逐渐减小，在粒径值达到15mm时，混入率达到最低值35.78%；当密度值小于3.05×103kg/m3，混入率随着粒径的增加而增加；当密度值大于3.46×103kg/m3，混入率随着粒径的增加逐渐减校混入率或低或高的变化表明粒径与密度对混入率的影响是非线性的。


本文编号：3128569