李涛等：含水率对放矿松动体形态的细观影响 ·669· (a) (b) 图4单漏斗放矿模型.()网格模型：(b)几何模型 Fig.4 Isolated drawpoint model:(a)mesh model:(b)geometric model 表2流体域基本参数 Table 2 Basic parameters of the fluid domain 漏斗高， 漏斗宽， 放矿口宽， 漏斗倾角， 流体密度， 时间步长， 网格间距， him w/m wo/m 81() p/(kg'm-3) △ls lm 110 50 5 58 2760 1.0×10-2 0.2 表3矿岩颗粒基本参数 Table 3 Basic parameters of ore-ock 颗粒数量 R/m 摩擦系数，∫ 法向刚度，k/(Nm1) 颗粒密度，p/(kgm3) 1000 0.5-1.25 0.2 1×108 2700 (Hz)与放矿量(m)满足以下方程： 80 Hiz (m)=Ho(1-e-m/mu)+gm (11) ■模拟结果 一理论曲线 式中，H。mH及专均为常数系数，其中，H。及mH分 ◆ 别表示Hzm关系曲线呈指数形式增长阶段结束 50 时的松动体高度和矿岩放出质量，专为Hzm关系 40 曲线呈线性增长阶段的线性增长率. 30 为验证数值计算模型的可靠性及准确性，基于 10 Levenberg--Marquardt算法对w=0时的Hazm关系 0 曲线进行非线性拟合，其拟合方程为式(11)，具体 -10 参数拟合结果见表4（表中拟合参数右侧括号内的 0 150300450600750900 放矿量，mt 数据为相应的拟合误差值). 图5放矿松动体高度理论曲线与模拟数据对比（ω=0） 表4中ω=0时模拟方案的拟合优度2值接近 Fig.5 Comparison between the theoretic curve and simulation data 于1，且对应的放矿松动体高度理论曲线与模拟数 for the height of isolated movement zone (@=0) 据高度拟合（见图5），说明计算模型与放矿实际情 3.3不同含水率下放矿松动体形态对比分析 况比较一致，即验证了基于LBM一DEM耦合算法在 以矿岩放出质量分数8=18%时刻为例，不同 放矿模拟中的可靠性. 含水率下放矿漏斗内不同矿岩界面形态如图6所 表4式(11)参数拟合结果 示.根据图6可知，不同含水率下放矿场内细颗粒 Table 4 Fitted parameters in Eq.(11) 流的流动速度均存在由放矿口轴线向两侧逐渐减小 Holm m日作 5/(mt-1) 的现象，且放矿口处最大流速可达4.5mms.含 19.847(±1.64)147.6（±7.1）10（±0.59） 0.97 水率在0~15%范围内，随着含水率的不断增加，放李 涛等: 含水率对放矿松动体形态的细观影响 图 4 单漏斗放矿模型． ( a) 网格模型; ( b) 几何模型 Fig． 4 Isolated drawpoint model: ( a) mesh model; ( b) geometric model 表 2 流体域基本参数 Table 2 Basic parameters of the fluid domain 漏斗高， h /m 漏斗宽， w/m 放矿口宽， w0 /m 漏斗倾角， θ /( °) 流体密度， ρ /( kg·m － 3 ) 时间步长， Δt / s 网格间距， l /m 110 50 5 58 2760 1. 0 × 10 － 2 0. 2 表 3 矿岩颗粒基本参数 Table 3 Basic parameters of ore-rock 颗粒数量 Ｒ/m 摩擦系数，f 法向刚度，kn /( N·m － 1 ) 颗粒密度，ρp /( kg·m － 3 ) 1000 0. 5 ～ 1. 25 0. 2 1 × 108 2700 ( HIMZ ) 与放矿量( m) 满足以下方程: HIMZ ( m) = H0 ( 1 － e － m/mH ) + ξm ( 11) 式中，H0、mH 及 ξ 均为常数系数，其中，H0 及 mH 分 别表示 HIMZ--m 关系曲线呈指数形式增长阶段结束 时的松动体高度和矿岩放出质量，ξ 为 HIMZ--m 关系 曲线呈线性增长阶段的线性增长率． 为验证数值计算模型的可靠性及准确性，基于 Levenberg--Marquardt 算法对 ω = 0 时的 HIMZ--m 关系 曲线进行非线性拟合，其拟合方程为式( 11) ，具体 参数拟合结果见表 4( 表中拟合参数右侧括号内的 数据为相应的拟合误差值) ． 表 4 中 ω = 0 时模拟方案的拟合优度 r 2 值接近 于 1，且对应的放矿松动体高度理论曲线与模拟数 据高度拟合 ( 见图 5) ，说明计算模型与放矿实际情 况比较一致，即验证了基于 LBM--DEM 耦合算法在 放矿模拟中的可靠性． 表 4 式( 11) 参数拟合结果 Table 4 Fitted parameters in Eq． ( 11) H0 /m mH /t ξ /( m·t － 1 ) r 2 19. 847( ± 1. 64) 147. 6( ± 7. 1) 10( ± 0. 59) 0. 97 图 5 放矿松动体高度理论曲线与模拟数据对比( ω = 0) Fig． 5 Comparison between the theoretic curve and simulation data for the height of isolated movement zone ( ω = 0) 3. 3 不同含水率下放矿松动体形态对比分析 以矿岩放出质量分数 δ = 18% 时刻为例，不同 含水率下放矿漏斗内不同矿岩界面形态如图 6 所 示． 根据图 6 可知，不同含水率下放矿场内细颗粒 流的流动速度均存在由放矿口轴线向两侧逐渐减小 的现象，且放矿口处最大流速可达 4. 5 mm·s － 1 ． 含 水率在 0 ～ 15% 范围内，随着含水率的不断增加，放 · 966 ·