浅谈反求工程——破译技术秘密的新武器

反求工程是一门新兴的边缘科学。本文较详细地阐述了反求工程的原理和反求步骤。结合采矿实例进一步说明，反求工程是破译现代科学技术秘密的重要手段。     

相似率价值工程法在采矿方法优选中的应用

]双基点法和价值工程法是2种较好的数值优选法,但它们均存在一些缺陷．作者将双基点法改进后"嫁接"到价值工程法之上,提出了一种相似率价值工程法．该方法不但集中继承了这2种母体方法的优点,而且克服了它们的缺点,针对采矿生产实际,舍弃了其数学原型中一些不必要的环节,简单精确．实践证明,该方法应用到地下采矿方法的优选中具有明显的优势,具有一定的应用价值     

破碎围岩条件下采场留存矿柱稳定性分析

采用岩体分级方法(RMR法)、Q系统和地质强度(GSI)指标对矿岩进行了工程地质评价,并通过扩展后的Hoek--Brown节理强度准则进行岩体力学参数确定.根据白羊矿段矿柱布置形式,推导出矿柱荷载公式,并确定了矿柱强度计算参数.针对井下矿柱主要破坏形式分别进行失稳机理分析.将正交设计法引入采场结构参数优化分析中,对各开采方案进行了三维数值模拟.运用正交极差分析法对矿柱稳定性影响因素敏感度进行评价.实践结果表明:采场高度控制在3.5～4.5 m,矿房宽度取值不大于5 m,矿柱直径不小于3.5 m留存矿柱稳定性基本能得到保障.     

外加剂作用下细粒浓缩尾矿二次脱水规律研究

尾矿在立式砂仓或深锥浓密机等脱水工艺条件下仍达不到预期质量分数,添加外加剂是实现二次快速脱水的有效手段。针对某铜尾矿较细、泌水能力差,经过深锥浓密机脱水后质量分数仍不达标的问题,通过添加A型外加剂、B型外加剂进行二次脱水实验,并以不添加外加剂作为对照。实验结果表明：添加外加剂的料浆1 h、2 h泌水量明显大于不添加外加剂的料浆,随着泌水时间的增加,4 h时添加与不添加外加剂的料浆泌水量基本持平。通过3种情况下脱水质量分数与脱水时间的回归方程,获得了浓缩尾矿二次脱水数学模型,即二次脱水质量分数与脱水时间呈指数函数关系。最后,分析了外加剂对尾矿快速脱水和结构强化机理,外加剂不仅可以快速提高尾矿脱水质量分数,同时可增加尾矿稳定性,具有潜在工程应用价值。     

改善高泥矿堆渗透性的机理研究

当溶浸液对矿石中有用物质的溶解能力一定时,决定堆浸效果好坏的因素则取决于溶浸液在矿堆中的渗透效果,对于高泥矿堆尤其如此.由于黏土矿物含量较高,高泥矿堆渗透性差,这必然导致堆浸效果差.为了有效地浸出其中有用矿物,必须改善其渗透性.从分析高泥矿堆低渗透性的原因着手,进而对改善其渗透性的机理进行研究,得出可从6个方面的措施.最后对各类措施进行了分类总结,并结合以上6个方面作了对比,得出堆中布液可较全面地改善高泥矿堆的渗透性,如将几个措施联合运用将能更好地改善高泥矿堆的渗透性,更有效地提高其堆浸效果.图4,表1,参12.     

深井开采微震活动容量维Df变化特征

根据会泽铅锌矿复杂地质状况,建立了一套24通道全数字微震监测系统,对深部岩体开采诱发微震事件进行监测,得到岩体随开采过程诱发微震事件的参数,包括b值、震级和事件数等.推导出b值与容量维Df之间的关系式为Df=2b,分析了容量维Df随时间变化和采场垮冒的关系.分析结果显示:岩体失稳破坏和Df值变化密切相关.随着开采扰动变化,由应力集中引起局部岩体裂纹压密、萌生和扩展,Df表现为增加后保持相对平静的现象,表明岩体裂纹的粗糙度在增加;一旦岩体破坏引发动力灾害,Df值急剧下降,表明岩体裂纹的粗糙度在降低,岩体破坏加速;结合现场实践,分析得出Df值越小,发生岩体破坏的概率越大.     

基于循环系统的膏体浓密机底流调控及其数学模型

为了保证浓密机在高料位下不压耙,一般通过增设循环系统使料浆始终处于活化状态,降低耙架运行阻力.然而,目前循环参数对底流的影响规律不明确,造成系统的设计及应用缺乏科学依据,为此开展了循环参数对底流的调控研究.分析循环系统的作用原理,将循环系统作用范围划分为两大区域,揭示循环参数对底流的调控机制,运用微积分原理对区域内的底流体积分数变化进行求解,最终建立浓密机底流调控数学模型.最后,利用该模型对底流循环实验参数进行验证.研究结果表明:开启底流循环后,底流体积分数开始降低并最终趋于稳定,底流体积分数差随着循环流量及循环高度增大而增大,体积分数变化幅度为0.7%~2.2%,稳定所需时间随流量及高度增加而减小.该理论模型完全吻合验证结果函数,为循环系统的设计及运行提供理论依据.     

堆浸工艺中流动-反应-传热耦合过程数值模拟

通过建立一组瞬态的流、固、热全耦合方程组,对浸出过程中浸堆内的温度、氧相对浓度、目的金属离子浓度等分布进行数值模拟.分析结果表明:沿堆体斜坡边界处氧的浓度较大,而在堆的中央部分,氧气的浓度非常小,导致这部分区域浸出反应缓慢;沿浸堆边坡处的温度偏低.温度最高的部分在底部区域附近靠近边坡位置处,且温度升高值超过6℃;矿堆底部靠近边坡区域目的金属离子浓度最高.本文的数学建模与数值模拟方法对研究城市风暴潮洪水演进过程具有指导意义.图4,表1,参9.     

深井矿山充填满管输送理论及应用

为了提高深井矿山充填管道的满管状态,提出以满管率作为系统满管状态定量描述指标,基于水力学输送理论推导了满管率的数学模型,并对其影响因素作了理论分析,明确减小管道直径及增大系统流量是提高满管率的最佳途径.基于管道两相流理论,建立了管径、流速以及满管率关系的数学表达式,为系统最佳输送参数的选取提供了理论依据.对某深井矿山充填系统进行的局部改造结果显示:将系统原φ150 mm水平管道替换为φ85 mm管道,同时增大流量至80 m3·h-1,系统满管率为原来的6倍,有效减轻了管道磨损.     

膏体流变参数影响机制及计算模型

首先对膏体物料特性开展量化表征研究,通过分析膏体细观结构的物质组成,提出了一种全面描述物料特征的综合指标——固体填充率;开展膏体流变实验,基于宾汉模型对流变曲线进行拟合获得相应的屈服应力及塑性黏度,分析了体积分数、质量加权平均粒径、不均匀系数、细颗粒及水泥质量分数等因素对流变参数的影响规律,并从细观结构的角度对其影响机制进行了解释,最终构建了流变参数关于固体填充率的计算模型.研究结果表明:相同条件下,膏体屈服应力及塑性黏度随体积分数增大呈指数增大,随物料不均匀系数增大而减小,随细颗粒含量增大呈先减小再增大的变化趋势.