散體流動(dòng)時(shí)空演化仿真模型的研究與應(yīng)用.pdf

1、在采礦工程中，礦巖散體流動(dòng)的規(guī)律和仿真方法是礦業(yè)理論研究領(lǐng)域的重要研究方向，本文將隨機(jī)介質(zhì)理論和九塊模型的思想有機(jī)的結(jié)合在一起，以礦巖散體為研究對(duì)象，分別建立了散體流動(dòng)空位填充法和散體流動(dòng)時(shí)空演化模型，很好的解決了不同粒徑顆粒的流動(dòng)問(wèn)題和散體流動(dòng)的時(shí)間過(guò)程因素，形成了崩落法放礦仿真系統(tǒng)和地表沉降仿真系統(tǒng)，取得了較滿意的應(yīng)用效果。
　　 論文首先通過(guò)研究九塊模型流動(dòng)規(guī)律，分析了礦石松散性與放出體之間關(guān)系和散體流動(dòng)概率賦值模式，提出

2、了新的概率賦值方式，即引入散體流動(dòng)概率分析系數(shù)m，通過(guò)對(duì)參數(shù)m賦以不同的數(shù)值即可改變九塊模型的概率分布，解決放出體的不同形態(tài)問(wèn)題，這一方式大大簡(jiǎn)化了概率賦值過(guò)程，同時(shí)在此基礎(chǔ)上研發(fā)了三維放礦仿真系統(tǒng)(SLS),并將該系統(tǒng)應(yīng)用到放礦研究中，特別是對(duì)大間距理論、梅山鐵礦放礦方式進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，取得比較滿意的應(yīng)用效果。
　　 其次，論文基于隨機(jī)理論，結(jié)合力學(xué)判據(jù)，提出散體流動(dòng)空位填充法，簡(jiǎn)化了散體之間的力學(xué)關(guān)系，為崩落礦巖流動(dòng)規(guī)律的研

3、究提供新的方法，該方法既考慮了散體流動(dòng)的隨機(jī)性，又考慮了散體之間的力學(xué)關(guān)系；所研發(fā)的二維放礦仿真系統(tǒng)(VFMS)的回收指標(biāo)結(jié)果基本上與SLS系統(tǒng)相同，說(shuō)明利用空位填充法模擬散體流動(dòng)是可行的；
　　 最后，論文在研究九塊模型和假定礦巖具有開(kāi)爾文流變性質(zhì)的前提下，建立了散體移動(dòng)時(shí)空演化模型，很好的解決了冒落散體流動(dòng)的時(shí)間空間關(guān)系，并給出具有時(shí)間因素α的空間散體移動(dòng)的概率分布公式，給出反演估計(jì)α值的兩種方法。所研發(fā)的地表沉降仿真系統(tǒng)應(yīng)

4、用到孟家崗鐵礦采空區(qū)引起的地表沉降問(wèn)題仿真實(shí)驗(yàn)中，仿真結(jié)果與力學(xué)軟件comsol模擬的結(jié)果一致，說(shuō)明了利用該系統(tǒng)進(jìn)行地表沉降仿真實(shí)驗(yàn)是可行的。
　　 在國(guó)家開(kāi)始進(jìn)行數(shù)字礦山建設(shè)的趨勢(shì)下，研發(fā)礦業(yè)軟件是當(dāng)前采礦研究工作者主要的工作內(nèi)容，本文在理論研究的基礎(chǔ)上，研發(fā)了三套仿真系統(tǒng)--崩落法放礦計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)、基于空位填充法二維放礦仿真系統(tǒng)和地表沉降仿真系統(tǒng)，這些工作成果必將推動(dòng)我國(guó)礦業(yè)軟件的發(fā)展，為我國(guó)數(shù)字礦山建設(shè)中軟件開(kāi)發(fā)作出貢獻(xiàn)