矿物颗粒沉降速度数学模型.pdf

7 ， 矿物颗粒沉降速度数学模型 v 南 方 冶 金 学 院 刘 雏 平 - T z Z ． -- 【 摘要l 倚要讨论了矿物颖粒在介质中的自由沉唏； 提出了 同密度殛I 盘 虚自 了 矿物颗粒在水 帕 誊沉 降 速 度 墼 翌 ， ／￡ 舷i z 咩 关 键 词 ； 沉 降 速 度 墼 兰 塑 翌 ， ‘ 一 厶／ f 1 前 言 重力选矿过程 中，矿粒 在介 质中的运动 形式是多种多样的，与球形颗粒相比，矿粒 的形状千姿百态。因此，矿粒在介质中的沉 降规律较球形颗粒 复杂 。在 重选 理论中．研 究颗粒沉降规律时，多是从球形颗粒出发， 但选矿过程所处理的物料不都是球形的，因 此研究矿物颗粒在介质中的沉降规律就显得 极为 重要 。 矿粒 的密度、粒度 、形状 以及 取 向的变 化都会影响矿粒在介质中的 自由沉降速度。 在整个沉降过程申，矿粒的速度是不断变化 ● mm呻 ．口 mm m0 护顶空场法}壁式崩落法}有底柱分段崩落 法。作者曾应用多目标决策法对该条件的开 采方案做过决策。在决策过程中考虑了以下 7 个技术经济因素t采场生产能力M ，矿体 贫化率M 、 矿石损失率M ，采 切千吨比M。 、 采矿工效M 、单位炸药消耗 量M。 、安全度 圈 采矿方法多目标决策权重分 配神经 随络结 构图 的。不存在匀速运动阶段，但是不论何种形 状的矿粒 ，其沉降速度的波动范围又是一定 的，也就是说，平均况降速度一定。因此， 对 矿粒 丽育 ，沉 降速度通常是指矿粒 在介 质 中的平1均沉降速度 为了计算矿粒的平均沉降速度，现有的 做法是 在球 形颗粒沉 降规 律的基础上 ，考 虑 矿粒 的形 状修正系数 或球 形系数 。但这种 方 法极为繁琐，且由于对形状的确定缺乏严格 的标准，常带有随意性，所以计算出的结果 未必可靠。此外，还可采用现有的图表，即 采用图解法或查表计算得出矿粒 的 沉 降 速 度 。所有 这些方法 都较 繁琐， 能 否 我 出 这 目 m口 m ‘ 根据前述的原理，结合采矿方法多 目标 决策 问题的具体情况 ，我 们不难得 到此时其 权重分配的神经网络，如图 2 所示。 以此神经网络为依据，根据前述算法得 到一组权重可供采矿方法多 目标 决 策 中 采 纳。 由以上分析可知，应用本文 提 出 的 方 法，确定采矿方法数瀣决策中各因素的权重 是通过 网络 对实例的 学习而获取的， 决策过 程中并不受人为因素影响，这样就减少 了决 策过程 中的许多不 确定性 因素的影响。从 而 提 高了采矿 方法数值决策 的可靠 性 和 准 瑭 性。另一方面也表现了采矿方法决策向智能 化方 向发展 的趋势。 参考 文献 略 责任编辑用致 勤 钧颗粒沉降速度教学楼型一一刘维平 _ - 5 7 一 维普资讯 样一个公式 t只需将已知条件代入就可得出 矿粒的沉降速度。这就是本文要 讨 论 的 问 题 2 矿物颗粒 自由沉 降速度数 学模型的建立 2 ． 1 模型的建立 表 1及表 2 是实测的用筛分粒度表示的 几种矿物颗粒在水中作 自由沉降时的平均沉 降速度 数据 包括实 测值和按模 型计 算得 出 的沉降速度数 据， 即计 算值 。 分析表 明，矿 粒在水 中的平均沉降 速度 寰1 粒度太子1 mm的矿物颗粒在水中的平均沉降速度 2 27． 0 I 55． 0 1 1 4． O 2 2 5． 89 1 49 0T 1 02 01 8 6 5 6 5 8一 有 色矿 mI 9 9 4 ．4 维普资讯 裹2 粒度小l m m的矿物颗粒在水中的平均沉降速度 密度6 粒 度速 度 实测 速度 计算 ， ．‘ 韶 菖 g ／ c m 3 d ， Il m V 。 ， e m ／ s V 。 ， m e ／ s 1． 5 0． 9 5 3． 2 3． 3 3 6 ．g 2 0． 9 5 l 9．4 24． 0 2 0． T 0 2． 6 2． T o ．7 4 l 6． T 1 8 ．7 8 o． 4 2 1． 53 1． 5 3 O ．5T l 4． 4 1 4 ． 5 4 o． 3 2 1． 1 5 1 ． 2 0 o ．49 1 2． 4 l 2． 5 4 0． 2 7 o． 95 1 ． 0 3 o ．41 I 1 ． 6 t o． 5 4 0． 2 3 o． 83 0． 8 9 0 ．3 4 9． 5 8． 9 o． 1 8 o． n 0． 7 2 o ．2T 6． 9 7． 0 5 0． I 3 0， 35 o． 5 5 o ．23 6． 0 6 ． 0 5 0． 0 9 0 ．21 0． 4 2 0 ．1 9 5． 1 5． O 5 0． o7 0． ‘ 4 0． 3 S 0 ．I 6 4、 0 4． 3 0 0． 05 0． 1 l o ．2 8 0 ．1 2 2、 8 3． 3 0 o ．0 9 2． 06 2 ．55 I ． 5 5 o． 8 8 3． 7 3、 7 8 0． O7 1． 8 2 0 ． 0 5 o． 85 3． 6 3． 6 B 0． 06 1．23 t．8 o o． 4 2 2． 29 1 ． 8 7 0． 05 i． 0 4． i ． 6 5 0． 32 i． T 5 ‘ ． 4 5 o． 04 4 0． 56 1 ． 4 0 0 ． 2 T 1 ． 4 3 I ． 2 4 0． 1 28 0．25 1 ． O0 0 ． 2 3 1． t 4 1 ． 0 8 0 0 2 0． 1 3 0． 8o 0． 1 8 0． 88 0． 8 0 01 2 0 oB e 0． B 1 0． 1 3 0． 6 2 0． 6 e 0． 0 O 8 0 0 3 O o．5 l o． 09 0． 31 0， 5 0 0． 00 4 o． ol 4 0． 41 0 OT 0． 1 8 0 ． 4 L 0． 0 5 0． 1 3 0． 3 3 T ．6 5 0 91 22．8 25 ， 6 l 0 T6 2 0． 8 21 ． 2． 65 0． 9 1 8． 4 T ． 8 4 0． 63 1 0． 3 l 7． B 3 0． T 6 ． 6 ． I 8 0． 5 1 l 6． 0 1 4． 4 9 0． 们 6． 8 5 ． 4 8 0． 4l 1 2． 6 11 ． Tl 0． 5l 5． 3 4． 4 T 0． 32 l 1． 1 0． 2 1 0、 4l 4． 1 3． 6 3 0．2 8 I d．3 8． 1 0 0． 3 2 3， 2 2． 8 T 0 2【 8． 9 6． 1 5 0． 2 2． 9 2． 11 0． I 6 7 ．5 4． T 6 0 ． 2 0 2． 4 1． 8 6 O ．I e ． 3 3． 9 3 o ． 1 8 2． 1 ． 6 9 o ．1 1 5． 26 3． 38 0 ． I 6 1． T I ． 5 2 0 ．0 7 4 3． T 2． 3 7 0 ． 1 2 I． 2 i ． i 8 o． 0 72 2． 6 3 2． 2 o ． 1 0 I． O 1 ． 0 L 0．06 0 1． 8 5 1． 9 9 0 ． O0 1 0． 6 0 0． 9 4 0 ．0 4 8 1． 1 0 1． 6 5 O． O 5 0． 5 0． 8 0 0． 0 3 0 0． 5 5 1． 4 0 o ． 0 65 0． 2 5 0． 7 0 0． 0 2 8 0． 1． 1 0 0 ． O 船 o． 1 5 0． 5 8 0． 0 21 0． 1 6 0． 90 0 ． 03 8 0． 】1 0． 49 0． 0 1 6 0 ．o9 6 0． T B 0 ． O28 0． O6 0． 41 o． O【 i o． 0 4 0 0． 6 2 0 ．O21 0． 03 1 0 ． 3 5 0．0 O B 0． 0 28 0． 5 4 O ． 01 8 0． 01 0 0 ．0 1 川． 0 2 0 ．0 L 3 0． 0 L 3 o 2 8 0 ．0 O 0 o． o L 1 0． 2 5 0． 0 o 6 o． o O9 0． 2 2 1 7 0．7 4 5． 2 45 ． 0 1 0． 6 3 3． 0 3 2． 2l 0． 3 2 0 ．0 l 9． 4 1 0． 2 1 5． 0 1 3． 0 0 O． 1 5 1 0 ． 5 9． 8 。 o． 1 0 6． 5 6． 6 0 0． 05 1． 3 3． 40 0． O2 0 ． 3 4 1 ． 4 8 o ．0l 0． 0 8l 0． 8 4 o． 0 0 5 0． 0 35 0． 5 2 与矿粒的密度及粒度存在 下关系 1 当粒度d l mm时l V o 0 。l da 2 6 a 3 d8a ‘ l nd 1 2 当粒度 d l mm 5 ． 9 9 6 2 --0 ． 8 7 8 2 0 ． 2 3 3 2 O ． 9 3 9 5 1 ． 9 4 7 5 d 1 ram时 l V。 5 ． 9 66 2 , 一 0． 87 82 d 0 ．223 25。 0． 9 3 9 5 d51 ．9 4 7 5 1 nd 3 其相关系 数RO ． 9 8 7 8 。采 甩相关系数 检验 法，取 a1 ，壹F临界值袭，换 算后 ， 得R的 临 界 值R。 ． 。 0 ． 3 5 ， 比 较R知R R． ． 。 。 ，通过数 学检 验 ， 说 明模 型是 可靠 的 。 2 当粒度d R。 ． 。 I ，证 明模型可靠 2 ． 2 模型的验证 从 以上 分析 知 道，模 型 3及 模 型 4均通过了数学检验。为了进一步验证 这两个模型是否附合实际情 现将不同矿 粒 的密度及粒度代入式 3 和式 4 ，即可 求得不同条件下按模型计算得出的沉降速度 值 分 别见 表 1、袁 2 。比较 表 1，表 2 中速度 的实 测值 与计算值 ，可以看 出除极少 数数据外，绝大部分的计算值和实测值是相 当接近的，说明模型 3 及模型 4和实 际情况是 基本 一致 的。 此外，根据模 型 3和模型 4， 采用L OT US 1 2 3 软件 绘出四种 不 同 矿 物 煤 、石荚 、锡石、方铅矿的沉降速度与 矿物粒度的关系曲线，如图 1、图 2 所示e 舒 蚀 牲 I O 0 2 0 4 0 5 。 1 牲度 d mm 国1 粒度d 1 mm的矿粒沉降速度 鲫 赶 程 牧童0 硼 图2 粒度d 1 m m的矿粒沉阵速度 从图上看出同一密度的矿粒，其沉降 速度随粒度 的增加而增大，同一 粒 度 的 矿 粒 ，其 沉降速度 随密度 的增加而增大 。图 中 的这 种规律和 实际情况是 一 致 的 ， 也 就 是 说，模 型 3 以及模型 4 和实际情况 显相 吻合的。 参考 文献 略 责任编 辑李怀 先 色矿1 i l 一】 9 9 Zi ． ‘ 维普资讯