马驰等：溜井储矿段矿岩散体运移轨迹及速度预测模型 631. 矿岩在不同区域中的运移过程呈现出如下特征： 和图5，作如下基本假设： (1)匀速区内矿岩整体下移，矿岩块作直线下 (1)储矿段放矿过程中矿岩的运动过程是连 向运动： 续的； (2)平衡区内矿岩不发生运动，形成类似漏斗 (2)矿岩运动规律符合储矿段矿岩运移网络 型的矿岩滑动边界，减小了可矿岩流动通道面积： 分布特征； (3)变速区内矿岩块受边界影响，矿岩开始向 (3)不考虑井壁与矿岩块的摩擦作用. 放矿口移动，运动方向由铅直向下慢慢指向放矿 2.1矿岩位移及运移轨迹方程 口，作曲线运动（中心线上矿岩作直线运动），越接 21.1匀速区内矿岩位移及运移轨迹方程 近放矿口，矿岩轨迹越接近直线 匀速区内，矿岩散体整体全断面匀速下移，如 1.4.2储矿段矿岩运移网络 图6.设匀速区内某一矿岩块初始位置40，坐标为 参考流体力学三维流函数计算方法，将矿岩 (x0,o,0),经过时间1后，该矿岩块到达A1点位 的滑动边界面视为平面，变速区内矿岩运移迹线 置，坐标为(x,1,).由于矿岩作下向直线运动， 视为直线，同时，假设系统存在一等位面作为匀速 仅：值发生变化，矿岩下降高度等于矿岩在1时间 区和变速区的分界面，当矿岩位于该等位面以上 内的位移量，建立关系式如下： 时，其运动特征符合匀速区运移特征；当矿岩位于 X1=0 y1=J0 该等位面以下时，符合变速区运移特征.根据储矿 (2) 段内矿岩运移特点和理想流体流动网络绘制方 1=20-△LA △LA=h 法，建立储矿段矿岩运移网络，如图5 Uniform speed zone Variable speed zone D 图5储矿段矿岩运移网络(1一边界：2一滑动边界：3一流线：4一等 图6匀速区内矿岩运移过程分析 位面：5一分界等位面) Fig.6 Analysis of ore-rock moving in the uniform velocity zone Fig.5 Ore-rock migration network in ore storage section(1-boundary; 2-sliding boundary;3-streamline;4-equipotential surface;5-dem- 式中：h为匀速区内矿岩的下降高度，m;△La为矿 arcation equipotential surface) 岩在1时间内的位移，m 匀速区内矿岩流线为铅垂向下的直线，等位 在匀速区内，矿岩整体下移，矿岩放出量与穿 面为储矿段匀速区范围的横截面；变速区内矿岩 过Ao点的横截面（等位面）的矿岩质量相等.由于 流线指向放矿口下放矿漏斗中心线上一点，等位 穿过该截面的矿岩就是在A0点和A1点各自所在 面为放矿漏斗横截面截取的球面，其球心在放矿 等位面之间的矿岩，可建立关系式如下： 口下放矿漏斗中心线上.流线和等位面的分布特 (W1 Wo.t 征反映了矿岩位移、速度与边界、放矿量的几何 (3) 关系. 西=m WI=W2 2溜井储矿段矿岩运移预测模型基本假设 式中：W1为1时间内放出矿岩质量，kg;Wo为单位 针对放矿漏斗中心线与溜井中心线重合的溜 时间内矿岩通过放出口的质量，kgs;W2为1时间 井，为建立储矿段矿岩运移预测模型.定量分析矿 内穿过A0点的横截面（等位面）的矿岩质量，kg: 岩运移轨迹和速度，预测不同初始位置下矿岩颗 D,为储矿段的断面直径，m:pp为储矿段的矿岩密 粒运移方向、位移及速度变化，根据矿岩运移规律 度，kgm3矿岩在不同区域中的运移过程呈现出如下特征： （1）匀速区内矿岩整体下移，矿岩块作直线下 向运动； （2）平衡区内矿岩不发生运动，形成类似漏斗 型的矿岩滑动边界，减小了矿岩流动通道面积； （3）变速区内矿岩块受边界影响，矿岩开始向 放矿口移动，运动方向由铅直向下慢慢指向放矿 口，作曲线运动（中心线上矿岩作直线运动），越接 近放矿口，矿岩轨迹越接近直线. 1.4.2    储矿段矿岩运移网络 参考流体力学三维流函数计算方法，将矿岩 的滑动边界面视为平面，变速区内矿岩运移迹线 视为直线，同时，假设系统存在一等位面作为匀速 区和变速区的分界面，当矿岩位于该等位面以上 时，其运动特征符合匀速区运移特征；当矿岩位于 该等位面以下时，符合变速区运移特征. 根据储矿 段内矿岩运移特点和理想流体流动网络绘制方 法，建立储矿段矿岩运移网络，如图 5. 1 5 3 2 4 Uniform speed zone Variable speed zone 图 5    储矿段矿岩运移网络（1—边界；2—滑动边界；3—流线；4—等 位面；5—分界等位面） Fig.5    Ore-rock migration network in ore storage section (1—boundary; 2—sliding boundary; 3—streamline; 4—equipotential surface; 5—dem￾arcation equipotential surface) 匀速区内矿岩流线为铅垂向下的直线，等位 面为储矿段匀速区范围的横截面；变速区内矿岩 流线指向放矿口下放矿漏斗中心线上一点，等位 面为放矿漏斗横截面截取的球面，其球心在放矿 口下放矿漏斗中心线上. 流线和等位面的分布特 征反映了矿岩位移、速度与边界、放矿量的几何 关系. 2    溜井储矿段矿岩运移预测模型基本假设 针对放矿漏斗中心线与溜井中心线重合的溜 井，为建立储矿段矿岩运移预测模型，定量分析矿 岩运移轨迹和速度，预测不同初始位置下矿岩颗 粒运移方向、位移及速度变化，根据矿岩运移规律 和图 5，作如下基本假设： （1）储矿段放矿过程中矿岩的运动过程是连 续的； （2）矿岩运动规律符合储矿段矿岩运移网络 分布特征； （3）不考虑井壁与矿岩块的摩擦作用. 2.1    矿岩位移及运移轨迹方程 2.1.1    匀速区内矿岩位移及运移轨迹方程 匀速区内，矿岩散体整体全断面匀速下移，如 图 6. 设匀速区内某一矿岩块初始位置 A0，坐标为 (x0， y0， z0 )，经过时间 t 后，该矿岩块到达 A1 点位 置，坐标为 (x1，y1，z1 ). 由于矿岩作下向直线运动， 仅 z 值发生变化，矿岩下降高度等于矿岩在 t 时间 内的位移量，建立关系式如下：    x1 = x0 y1 = y0 z1 = z0 −∆LA ∆LA = h （2） h D1 A0 A1 图 6    匀速区内矿岩运移过程分析 Fig.6    Analysis of ore-rock moving in the uniform velocity zone 式中：h 为匀速区内矿岩的下降高度，m； ∆LA 为矿 岩在 t 时间内的位移，m. 在匀速区内，矿岩整体下移，矿岩放出量与穿 过 A0 点的横截面（等位面）的矿岩质量相等. 由于 穿过该截面的矿岩就是在 A0 点和 A1 点各自所在 等位面之间的矿岩，可建立关系式如下：    W1 = W0 ·t W2 = π ( D1 2 )2 hρp W1 = W2 （3） 式中：W1 为 t 时间内放出矿岩质量，kg；W0 为单位 时间内矿岩通过放出口的质量，kg·s−1 ；W2 为 t 时间 内穿过 A0 点的横截面（等位面）的矿岩质量，kg； D1 为储矿段的断面直径，m；ρP 为储矿段的矿岩密 度，kg∙m−3 . 马    驰等： 溜井储矿段矿岩散体运移轨迹及速度预测模型 · 631 ·