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《西安建筑科技大学》 2001年
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放矿理论及其检验

张慎河  
【摘要】: 崩落采矿法在国内外得到了广泛的应用,我国使用崩落法回采的矿量,黑色金属占 地下采出量的85%以上,有色金属占30%以上,国外使用崩落法采矿的矿山占25%左 右,随着采矿技术的发展和开采深度的增加,崩落采矿法的使用比例也将不断增长。 崩落采矿法采下的矿石是在覆盖的岩石下放出,若采场结构参数确定不合理和放矿 管理不当,将造成较大的损失和贫化,因此研究崩落矿岩移动规律,并根据这些规律, 优化采场结构参数,进行放矿管理,对于降低损失贫化,提高经济效益具有重要意义。 放矿理论是研究围岩覆盖下崩落矿岩放出规律的理论,目前比较系统的放矿理论 有:椭球体放矿理论、类椭球体放矿理论、随机介质放矿理论、蠕流理论。蠕流理论可 以认为是—种棉球体放矿理论。 椭球体放矿理论是建立时间较长,影响较大的放矿理论,随机介质放矿理论是较新 的放矿理论,不少研究者发现这两种理论都存在着一定的实际和理论缺陷。类椭球体放 矿理论是西安建筑科技大学李荣福教授于1994年创立的,该理论包含了椭球体放矿理 论的部分合理内核(如移动迹线方程相同、移动过渡方程相同、相关关系方程相同、平 均二次松散系数是常数),解决了椭球体放矿理论存在的问题和不足(如放出体形、移 动边界、速度场和密度场);该理论首次研究了放矿时的散体密度场及其变化,明确区 分了理想散体和实际散体并建立了类椭球体放矿理论的理想方程和实际方程;该理论提 出了连续流动检验和移动边界检验,并证明类椭球体放矿理论能全部通过这两个检验, 而椭球体放矿理论只能部分(或不能)通过这两个检验,从而说明类椭球体放矿理论体 系的建立把放矿理论的研究向前推进了一步。因此本文选定了放矿理论研究的前沿课 题,对类椭球体放矿理论作进一步的研究,同时对放矿理论的检验进行研究。 本论文在导师的指导下,在类椭球体理论的研究及放矿理论的检验方面主要作了以 下工作: 1、根据试验结果和其他研究者的资料,对放出体形进行了比较和分析研究,证 明类椭球体放矿理论的放出体表面方程是剩余标准离差最小的回归方程,因此更符合实 际; 西安建筑科技大学 一 2、给山了不同放矿条件下的不同放出体形(上大下小、上小下大、上下基本接近) 的体形变化判别式(以下三式),并证明这种体形的变化也更符合实际; 卜二上7)”+‘>o.5 放出体形上大下小 ”mn+n+l” 一一二土上一一)”+’<0.5 放*体形上小下大 卜二r二J”‘=0.5 放出体形上下基本接近 ”h n干n+1” 3、根据试验结果对颗粒移动迹线进行了比较和分析研究,证明迹线方程: v2Y0’v。。。。。。。、。。。、。 Y’=AILX”是剩余标准离差最小的回归方程; X: 4、在原有类椭球体放矿理论的基础上,研究了移动方程及其应用,扩大和加深 了原有的内容。主要有: 句、在实际散体原有特殊形式移动方程基础上建立了一般形式的移动方程,并 应用该方程得出了类椭球体放矿理论建立时的一些主要方程,说明了类椭球体放矿理论 的严密和完备; b)、证明了实际散体的放出体方程与理想散体的放出体方程表达式相同,从理 论上说明了放出体的定义; C)、得出了放出体是类椭球体,在特定条件下(赃么IY=l)是椭球体;等速体 也是类椭球体,是与放出体方程表达式不同的类椭球体,在特定条件下(一1,,l)也是 椭球体;包含了关于放出体形、等速体形的正确结论,纠正了错误认识; d)、论证了飞时刻的松动体最终在T时亥放出条件下,Ts时亥的松动体与T 时亥的放出体是同一个类椭球体;Ts时刻的松动体是一个速度为零的等速体,$等速 体的形状和大小与T时刻的放出体形状和大小相同; e)、建立了不同形式【坐标、归零量(达孔量)]的坐标变换方程,并应用该方 程解决移动过程中的位置问题; 0、研究了放出体、放出量、放矿漏斗之间的体积关系。 5、对散体移动时的密度场、速度场、力场进行了全面研究,在国内外首次给出 了加速度场和力场; 6、在原有类椭球体放矿理论检验[29](连续流动检验、移动边界检验)的基础上, 率先提出了放出体形检验、散体场检验、质量通量检验,组成了连续介质
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TD801

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 张慎河,雷志勇,李荣福,刘玉香;矿岩移动规律基本方程的建立及其讨论[J];有色金属(矿山部分);2003年02期
2 张慎河,刘玉香,李荣福,雷志勇;矿岩移动规律基本方程的应用[J];有色金属(矿山部分);2004年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吴俊俊;自然崩落法结构参数优选与放矿规律研究[D];中南大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 李荣福,张慎河;连续介质放矿理论的检验(上)[J];金属矿山;2000年06期
2 李荣福,张慎河;连续介质放矿理论的检验(下)[J];金属矿山;2000年08期
3 周先明;用随机介质理论研究大量崩矿放矿问题的探讨[J];长沙矿山研究院季刊;1981年03期
4 李荣福;;放矿基本规律的统一数学方程[J];有色金属(矿山部分);1983年01期
5 李荣福;类椭球体放矿理论的理想方程[J];有色金属(矿山部分);1994年05期
6 李荣福;类椭球体放矿理论的实际方程[J];有色金属(矿山部分);1994年06期
7 李荣福;椭球体放矿理论的几个主要问题──类椭球体放矿理论建立的必要性——[J];中国钼业;1994年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张慎河;韩锐;高奎;李荣福;;连续介质放矿理论的检验准则及内容[J];矿业工程;2008年06期
2 李荣福;矿岩移动方程及其连续流动检验[J];化工矿山技术;1986年06期
3 高永涛;;放出期望体理论[J];金属矿山;1987年11期
4 李荣福,张慎河;连续介质放矿理论的检验(下)[J];金属矿山;2000年08期
5 邵必林,李荣福;散体连续流动特殊方程及放矿理论的检验[J];金属矿山;2004年08期
6 张慎河,李荣福;类椭球体放矿理论速度和加速度场的评价[J];矿冶工程;2003年01期
7 张慎河,李荣福;随机介质放矿理论的检验[J];煤炭学报;2002年05期
8 陶干强;杨仕教;刘振东;任青云;;基于Bergmark-Roos方程的松散矿岩放矿理论研究[J];煤炭学报;2010年05期
9 陶干强;任青云;马娇阳;;基于运动学模型的多漏口放矿规律[J];煤炭学报;2012年03期
10 樊克恭,郭忠平,翟德元,秦忠诚;倾斜厚煤层放煤规律及参数研究[J];煤炭学报;1997年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 富强;吴健;;综放开采松软顶煤落放规律的理论研究[A];综采放顶煤技术理论与实践的创新发展——综放开采30周年科技论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 余健;高分段大间距无底柱分段崩落采矿贫化损失预测与结构参数优化研究[D];中南大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘振东;无底柱分段崩落法结构参数优化研究[D];南华大学;2011年
2 程爱平;金山店铁矿低贫化放矿试验与应用研究[D];武汉科技大学;2011年
3 文义明;小粒径废石覆盖层下放矿贫化控制方法研究[D];昆明理工大学;2011年
4 杨才亮;无底柱分段崩落法合理放矿截止品位的研究[D];武汉科技大学;2004年
5 孙光华;大间距无底柱采矿新工艺放矿随机模拟研究[D];河北理工大学;2005年
6 乔国刚;石人沟铁矿露天转地下开采覆盖层合理厚度研究[D];河北理工大学;2005年
7 武建文;急倾斜水平分段放顶煤顶煤放出规律研究[D];西安科技大学;2006年
8 廖成孟;大冶铁矿露天转地下安全回采工艺的研究[D];武汉科技大学;2007年
9 涂文知;大间距结构参数过渡分段放矿方式优化的研究[D];武汉科技大学;2007年
10 闫国斌;露天转地下开采覆盖层结构特性研究[D];河北理工大学;2008年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王树仁;王金安;刘淑宏;吴顺川;谢俊文;;大倾角厚煤层综放开采颗粒元分析[J];北京科技大学学报;2006年09期
2 高永涛;放出期望体理论与电算模拟放矿的相似性[J];北京科技大学学报;1994年03期
3 任凤玉,刘兴国;崩落法放矿计算机模拟[J];东北工学院学报;1992年03期
4 任凤玉;放矿仿真的数学模型[J];东北大学学报;1996年05期
5 刘兴国,张志贵;无底柱分段崩落法不贫化放矿[J];东北大学学报;1998年05期
6 陈战强,鲍德智,陈超;放矿口间距的优选研究[J];河北冶金;2000年05期
7 李荣福;矿岩移动方程及其连续流动检验[J];化工矿山技术;1986年06期
8 任凤玉;关于崩落矿岩移动方程的连续流动条件检验[J];化工矿山技术;1988年02期
9 周益龙,王宁;自然崩落采矿法计算机放矿控制技术[J];黄金;2002年06期
10 张传信;;金山店铁矿粉矿放矿规律的研究[J];金属矿山;1993年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 安伟刚;岩性相似材料研究[D];中南大学;2002年
2 徐志强;梅山铁矿低贫化放矿可行性研究[D];西安建筑科技大学;2004年
3 杨才亮;无底柱分段崩落法合理放矿截止品位的研究[D];武汉科技大学;2004年
4 涂文知;大间距结构参数过渡分段放矿方式优化的研究[D];武汉科技大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 肖刚;江国建;徐健利;吴锋;;岩金矿山无底柱分段崩落采矿法拉槽技术研究[J];黄金;2013年04期
2 张慎河,刘玉香,李荣福,雷志勇;矿岩移动规律基本方程的应用[J];有色金属(矿山部分);2004年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 杨才亮;无底柱分段崩落法合理放矿截止品位的研究[D];武汉科技大学;2004年
2 廖成孟;大冶铁矿露天转地下安全回采工艺的研究[D];武汉科技大学;2007年
3 仵锋锋;高粘性松散矿岩流动性及助流机理的研究[D];中南大学;2007年
4 王长军;基于动态最佳经济出矿品位的控制放矿技术研究[D];中南大学;2009年
5 杜雪鹏;采场内块石充填料运动机理研究[D];中南大学;2012年
6 谢火明;广西凤凰山银矿残矿回收技术优化研究[D];中南大学;2012年
7 朱栗宝;冲击荷载作用下采场底部结构损伤机理研究及应用[D];中南大学;2012年
8 张家豪;弓长岭井下铁矿松散覆盖岩层参数的确定[D];辽宁科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 李荣福;矿岩移动方程及其连续流动检验[J];化工矿山技术;1986年06期
2 李荣福,张慎河;连续介质放矿理论的检验(上)[J];金属矿山;2000年06期
3 周先明;用随机介质理论研究大量崩矿放矿问题的探讨[J];长沙矿山研究院季刊;1981年03期
4 刘兴国;;崩落采矿法放矿时矿石移动的基本规律(上)——关于椭球体理论的研究[J];有色金属(矿山部分);1979年04期
5 李荣福;;放矿基本规律的统一数学方程[J];有色金属(矿山部分);1983年01期
6 李荣福;类椭球体放矿理论的理想方程[J];有色金属(矿山部分);1994年05期
7 李荣福;类椭球体放矿理论的实际方程[J];有色金属(矿山部分);1994年06期
8 李荣福;类椭球体放矿理论的检验[J];有色金属(矿山部分);1995年01期
9 李荣福;椭球体放矿理论的几个主要问题──类椭球体放矿理论建立的必要性——[J];中国钼业;1994年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李荣福;类椭球体放矿理论的理想方程[J];有色金属(矿山部分);1994年05期
2 李荣福;放矿连续介质理论评述[J];采矿技术;1995年31期
3 李荣福;类椭球体放矿理论的实际方程[J];有色金属(矿山部分);1994年06期
4 张慎河,李荣福;类椭球体放矿理论速度和加速度场的评价[J];矿冶工程;2003年01期
5 李荣福,张慎河;连续介质放矿理论的检验(上)[J];金属矿山;2000年06期
6 李荣福,张慎河;连续介质放矿理论的检验(下)[J];金属矿山;2000年08期
7 张慎河,雷志勇,李荣福,刘玉香;矿岩移动规律基本方程的建立及其讨论[J];有色金属(矿山部分);2003年02期
8 李荣福;类椭球体放矿理论的检验[J];有色金属(矿山部分);1995年01期
9 任凤玉,刘兴国;随机介质放矿理论及其应用专题讲座 第二讲 崩落矿岩移动规律方程及其应用[J];中国矿业;1995年05期
10 李荣福;椭球体放矿理论的几个主要问题──类椭球体放矿理论建立的必要性——[J];中国钼业;1994年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董振民;何士海;李永明;朱天好;;无底柱分段崩落法采矿理论的重大突破[A];第八届全国采矿学术会议论文集[C];2009年
2 秦帅;余一松;李路;明世祥;;大间距无底柱放出体空间关系物理模拟放矿研究[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
3 董振民;;加大进路间距是无底柱分段崩落法参数优化的方向[A];第四届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2001年
4 陈超;任风玉;杨丽;;北洺河铁矿无底柱高效采矿方法研究与实践[A];全国金属矿山采矿新技术学术研讨与技术交流会论文集[C];2007年
5 余一松;陈小伟;明世祥;;无底柱采场端壁倾角变化对矿石损失和贫化的影响[A];第八届全国采矿学术会议论文集[C];2009年
6 姜仁义;;板式放矿模型及应用分析[A];第八届全国采矿学术会议论文集[C];2009年
7 金闯;董振民;范庆霞;;梅山铁矿大间距结构参数的研究与应用[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
8 俞胜健;;无底柱分段崩落法结构参数的优化研究及选取[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年
9 王日斌;郑海峰;陈晓云;田迎春;李显利;;弓长岭井下铁矿中厚矿体崩矿步距优化研究[A];全国金属矿山采矿新技术学术研讨与技术交流会论文集[C];2007年
10 范庆霞;金闯;;大间距无底柱采矿新技术[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 杨金;十年磨一剑[N];中国冶金报;2006年
2 于留春 郭建国 杨金;梅山“大间距采矿新工艺研究”荣获中国冶金矿山科学技术一等奖[N];世界金属导报;2007年
3 伍维;大间距集中化无底柱采矿新工艺研究[N];中国有色金属报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 余健;高分段大间距无底柱分段崩落采矿贫化损失预测与结构参数优化研究[D];中南大学;2008年
2 周宗红;夏甸金矿倾斜中厚矿体低贫损分段崩落法研究[D];东北大学;2006年
3 柳小波;散体流动时空演化仿真模型的研究与应用[D];东北大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张慎河;放矿理论及其检验[D];西安建筑科技大学;2001年
2 刘振东;无底柱分段崩落法结构参数优化研究[D];南华大学;2011年
3 涂文知;大间距结构参数过渡分段放矿方式优化的研究[D];武汉科技大学;2007年
4 张春阳;散体矿岩移动规律模拟及高粘矿岩助流研究[D];中南大学;2009年
5 项一凡;综放开采顶煤三维仿真模型的研究及应用[D];安徽理工大学;2007年
6 谢火明;广西凤凰山银矿残矿回收技术优化研究[D];中南大学;2012年
7 郭君;露天转地下开采覆盖层合理厚度研究[D];河北理工大学;2008年
8 吴俊俊;自然崩落法结构参数优选与放矿规律研究[D];中南大学;2009年
9 文义明;小粒径废石覆盖层下放矿贫化控制方法研究[D];昆明理工大学;2011年
10 江兵;大冶铁矿无底柱分段崩落法采场结构参数优化的研究[D];武汉科技大学;2008年
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