高粘性松散矿岩流动性及助流机理的研究
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摘要
高粘性松散矿岩作为一种特殊的颗粒物质,对其研究具有重要的代表意义。颗粒物质是地球上存在最多、最为人们所熟悉的物质类型之一,日常生活、工业生产和交通运输中普遍存在,自然界中的沙漠、浮冰、泥石流、山体滑坡等以及日常生活中的谷物堆积运输、药品制造等都与颗粒物质及其运动规律有关。大量矿岩颗粒组成的高粘性松散体系具有特别的性质和运动规律。高粘性松散矿岩颗粒表现出许多不同于固、液、气物质的奇特现象和独特的运动规律。因此,对高粘性松散矿岩颗粒物质流动性及其助流机理的研究具有重要科学意义和应用背景。
本文结合中国铝业股份有限公司审批项目《矿山破碎站成品矿仓放矿技术研究》,基于放矿理论和散体力学理论,对不同条件下铝土矿矿仓矿石的粘仓,成拱规律进行分析,发现含水量、漏斗壁面的摩擦系数、装矿量、以及漏斗半顶角、漏斗口大小等都对矿岩的流动性有重要的影响,提出了运用超高分子量聚乙烯板材做料斗内壁衬板、在漏斗内安装振动棒、优化漏斗结构参数(漏斗半顶角、漏斗口尺寸)等方法来改善矿岩的流动性。用颗粒流模拟软件对矿岩颗粒在矿仓中的流动进行了模拟,验证了物理模拟试验的结论,并对高粘性松散矿岩流动机理和助流方法进行了优化。提出在矿石的放出过程中防止矿石结拱和粘仓的理论,并将理论研究的成果运用到解决工程实际问题,为目前铝土矿矿仓中大量出现的矿石结拱、粘仓现象的解决提供理论依据。
The high viscous incompact ore-rock is a sort of peculiar granular matter, research of it has important representational significance. Granular matter is the most familiar form of matter in existence on the Earth, exists ubiquitous in our daily lives,industrial production and Transportation. In the nature, desert,floating ice, debris flow, montain Landslide etc; grain packing and tansport, medicine product and so on in our daily lives are all relative with granular matter and it's movement regularity. A system of high viscous incompact consisting of a great amount of ore-rock grains has particular quality and movement regularity. The high viscous incompact ore-rock grains behaves quite differently from the solids, fluids and gases. Therefore,study the fluidity and flow-aiding mechanism has more important scientific meaning and applications background.
The paper combine with the Aluminum Corporation Of China Limited approval project'Research Of Mine Crushing Station Ore Bins Drawing Technic', based on ore drawing theory and granular mechanics theory, analyse bauxite deposit ore bonding and arching mechanism in different conditions, discovered that water containning, friction coefficient of hopper inner surface, filling quantity of ore, half top angle, opening-size of hopper etc are all have important effect on the ore fluidity. Proposing that use the Super-high Molecular Weight Polythene Sheets as the hopper inner surface scaleboard,install vibrator in hopper,optimize hopper structure parameters(half top angle, opening-size of hopper) to improve the ore fluidity. Use granular assembly simulation software to simulate ore flow in the ore Bins,validate the conclusion of the physical simulation test, and optimize the flowing mechanism and flow-aiding method. Obtain the theory of avoid ore bonding and arching during ore drawing. Use the theory in practice,and provide theoretical basis for solve the problem of bauxite deposit ore bonding and arching in present.
本文结合中国铝业股份有限公司审批项目《矿山破碎站成品矿仓放矿技术研究》,基于放矿理论和散体力学理论,对不同条件下铝土矿矿仓矿石的粘仓,成拱规律进行分析,发现含水量、漏斗壁面的摩擦系数、装矿量、以及漏斗半顶角、漏斗口大小等都对矿岩的流动性有重要的影响,提出了运用超高分子量聚乙烯板材做料斗内壁衬板、在漏斗内安装振动棒、优化漏斗结构参数(漏斗半顶角、漏斗口尺寸)等方法来改善矿岩的流动性。用颗粒流模拟软件对矿岩颗粒在矿仓中的流动进行了模拟,验证了物理模拟试验的结论,并对高粘性松散矿岩流动机理和助流方法进行了优化。提出在矿石的放出过程中防止矿石结拱和粘仓的理论,并将理论研究的成果运用到解决工程实际问题,为目前铝土矿矿仓中大量出现的矿石结拱、粘仓现象的解决提供理论依据。
The high viscous incompact ore-rock is a sort of peculiar granular matter, research of it has important representational significance. Granular matter is the most familiar form of matter in existence on the Earth, exists ubiquitous in our daily lives,industrial production and Transportation. In the nature, desert,floating ice, debris flow, montain Landslide etc; grain packing and tansport, medicine product and so on in our daily lives are all relative with granular matter and it's movement regularity. A system of high viscous incompact consisting of a great amount of ore-rock grains has particular quality and movement regularity. The high viscous incompact ore-rock grains behaves quite differently from the solids, fluids and gases. Therefore,study the fluidity and flow-aiding mechanism has more important scientific meaning and applications background.
The paper combine with the Aluminum Corporation Of China Limited approval project'Research Of Mine Crushing Station Ore Bins Drawing Technic', based on ore drawing theory and granular mechanics theory, analyse bauxite deposit ore bonding and arching mechanism in different conditions, discovered that water containning, friction coefficient of hopper inner surface, filling quantity of ore, half top angle, opening-size of hopper etc are all have important effect on the ore fluidity. Proposing that use the Super-high Molecular Weight Polythene Sheets as the hopper inner surface scaleboard,install vibrator in hopper,optimize hopper structure parameters(half top angle, opening-size of hopper) to improve the ore fluidity. Use granular assembly simulation software to simulate ore flow in the ore Bins,validate the conclusion of the physical simulation test, and optimize the flowing mechanism and flow-aiding method. Obtain the theory of avoid ore bonding and arching during ore drawing. Use the theory in practice,and provide theoretical basis for solve the problem of bauxite deposit ore bonding and arching in present.
引文
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[5]陆坤权,刘寄星.颗粒物质(上)[J].评述,2004,33(9):629-935
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