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金山店铁矿东、西采区开采水平不一致,采出矿石粒级和品位差异显著。卸入主溜井内的矿石在放出过程中,由于粒级、品位等不同,矿石混合特性往往会发生改变,造成主溜井放出矿石粒级和品位产生波动,影响后续矿石加工工艺的稳定性。针对上述问题,本文综合采用理论分析、相似试验、数值模拟等方法,对主溜井放矿过程中矿石混合特性进行研究,并对放出矿石品位进行调控。(1)基于散体力学和放矿学,确定粒级和入井矿石品位为影响矿石混合特性的主控因素。将放出混合矿样的中值粒径(d50)与放矿前初始中值粒径(d50’)的差值占名0’的百分比定义为中值粒径偏析量(MDS);将放出矿石品位((?))与放矿前初始品位((?))的差值占(?)的百分比定义为放出矿石品位偏析量(GS)。以MDS和GS分别作为粒级和入井矿石品位对矿石混合特性影响均匀混合工况下的评价指标;分层混合工况下,则分别采用d50和(?)对不同因素下矿石混合特性进行评价。(2)粒级对矿石混合特性影响均匀混合工况下,当级配相同时,随着矿石品位升高,MDS逐渐减小;当矿石品位相同时,随着粉矿含量增加,各方案下MDS均呈先减小后增大之势;粉矿含量为13%对应级配下,MDS最小,矿石混合状况最优。分层混合工况下,从放矿口向上按粒径依次减小顺序装填时,d50逐渐减小;从放矿口向上按粒径依次增大顺序装填时,d50逐渐增大;无论采用上述何种装填方式,贮存高度为[0,20m]的矿石在放出过程中,随着矿石品位升高,d50呈递增之势,而贮存高度为(20,25m]的矿石,d50则呈递减之势。(3)入井矿石品位对矿石混合特性影响均匀混合工况下,随着混合矿样品位分布的均匀性与连续性逐渐增加,GS逐渐减小,矿石混合状况逐渐变好;当矿样粒径均为150～300mm时,GS呈先增大后减小;粒径为300～450mm时,GS呈先减小后增大再减小;粒径为450～600mm时,GS呈峰值与谷值连续交替出现变化趋势。分层混合工况下,从放矿口向上按品位依次增大顺序装填时,(?)呈递增之势,且混合矿样粒径越小,(?)越大;从放矿口向上按品位依次减小顺序装填时,(?)呈递减之势,且混合矿样粒径越大,(?)越大。相似试验与数值模拟所得结果基本一致。(4)对金山店铁矿主溜井等具有筒仓结构的构筑物,取其对称面作为计算剖面,PFC2D与PFC3D所得矿石混合特性变化特征基本一致,表明采用PFC2D分析主溜井矿石运移及混合特性是可行的,且PFC2D计算时所需颗粒数目和耗时较少,运算效率更高;而采用非对称面时,PFC2D与PFC3D两者所得结果差异较大。采用PFC3D对主溜井放出矿石品位进行调控,当东、西采区按质量配比为1:1和1.5:1出矿时,粉矿含量为11%、15%和17%对应级配下,MDS和GS较小,且放矿高度约35m时,(?)逐渐趋于稳定;当东、西采区按2:1出矿时,粉矿含量为13%和15%对应级配下,MDS和GS较小,且放矿高度约40m时,(?)逐渐趋于稳定。