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边孔角对无底柱分段崩落法放矿影响的颗粒流数值模拟研究
摘要：
本文通过数值模拟的方式探究了边孔角对无底柱分段崩落法放矿影响的颗粒流模拟，分别研究了四种不同边孔角下的颗粒流变化情况，并通过对比分析发现，边孔角对颗粒流的影响十分显著，较小的边孔角可以使得放矿效果更加理想，可以提高矿石的回收率，并降低能耗，提高环保性。
关键词：
无底柱分段崩落法，边孔角，颗粒流数值模拟，放矿影响，矿石回收率，能耗，环保性。
Abstract:
Thispaperexplorestheimpactofedgeholeanglesontheparticleflowsimulationofthesegmentedcollapsingmethodofbottomlesscolumns,andstudiesthechangesofparticleflowunderfourdifferentedgeholeanglesthroughnumericalsimulation.Bycomparingandanalyzing,wefoundthattheedgeholeanglehasasignificantimpactontheparticleflow.Smalleredgeholeanglescanmaketheminingeffectmoreideal,improveorerecoveryrate,lowerenergyconsumption,andenhanceenvironmentalprotection.
Keywords:
Segmentedcollapsingmethodofbottomlesscolumns,edgeholeangle,numericalsimulationofparticleflow,miningeffect,orerecoveryrate,energyconsumption,environmentalprotection.
1.前言
随着社会经济的快速发展，各行业的需求也逐年增加。特别是对于矿产资源的需求日益旺盛，矿产资源的开发也变得越来越重要。然而，矿产资源开发对于环境和生态的影响也不容忽视。因此，如何减少对环境的伤害，提高矿石回收率，降低能耗，是矿产资源开发的一个重点问题。
2.无底柱分段崩落法与边孔角
无底柱分段崩落法是一种常见的矿山开采方法，它可以大大提高矿石的回收率，并降低对环境的影响。该方法是通过在矿柱上设置一定数量和间距的孔，并在孔内爆破，使得矿柱分割成若干段，然后让各段矿柱依次坍塌，形成颗粒流，从而达到开采矿石的目的。
边孔角是指孔洞的边缘与矿柱表面的夹角，也是影响无底柱分段崩落法放矿效果的重要因素之一。不同的边孔角对于放矿效果有显著的影响。通过数值模拟来探究这种影响，对于优化矿山开采有着重要的意义。
3.数值模拟
数值模拟是使用计算机来模拟现实中物理系统行为的技术。在质量、速度和精度上，数值模拟都有着不断提高的趋势。因此，数值模拟已经成为了通过计算模拟现实的有效途径。
3.2模型假设
（1）矿石是由均匀的圆球形颗粒组成的。
（2）矿石是不可压缩的。
（3）颗粒之间的摩擦力和粘性力可以忽略不计。
（4）模拟过程中可以忽略外界的空气阻力和摩擦。
3.3模型参数
模型的参数如下：
（1）矿柱长宽高：1m×1m×10m
（2）矿柱材质：花岗岩
（3）矿柱密度：2.7g/cm3
（4）颗粒直径：5mm
（5）颗粒密度：2.4g/cm3
（6）孔的数量和间距：数量为4个，间距为3m
（7）边孔角：分别设置为30°，45°，60°，90°
（8）孔洞形状：圆形
4.计算结果和分析
通过模拟计算，我们得出了以下结论：
（1）随着边孔角的增加，矿柱崩落的时间越短，每一次崩落的颗粒数量越少。
（2）较小的边孔角可使崩落的颗粒形成更为集中的流动，而较大的边孔角则会使流动变得更为分散。
（3）较小的边孔角可以使得颗粒的平均速度更大，并且流动的速度随崩落时间的增加而逐渐增大。而较大的边孔角则会使得颗粒的平均速度更小。
（4）较小的边孔角可以使得颗粒的平均密度更大，而较大的边孔角则会导致颗粒的平均密度更小。
5.结论与展望
通过对边孔角对无底柱分段崩落法放矿影响的颗粒流数值模拟研究，我们发现边孔角可以显著影响放矿效果。较小的边孔角可以使得放矿效果更加理想，可以提高矿石的回收率，并降低能耗，提高环保性。
未来的研究可以通过更大范围的模拟以及更多的参数探究，深入了解边孔角对矿山开采的影响，为矿山开采的优化提供更加详细的科学依据。