无底柱分段崩落法开采中厚倾斜矿体时,爆破矿石与崩落废石直接接触,矿岩流动机理复杂,导致矿石损失贫化较严重。因此,研究矿岩散体流动规律对降低矿石损失贫化,为实际生产提供理论依据与指导具有重大意义。本文以开采中厚倾斜矿体为研究对象,主要考虑矿体倾角、矿体厚度对散体移动规律的影响,采用物理模拟实验、理论分析以及数值模拟相结合的手段,对中厚倾斜矿体散体流动规律开展了系统的研究,主要研究工作包括:(1)开展相似比为1:25的斜壁放矿室内物理模拟实验,分析了散体流轴主要特征。散体流轴分为上部流轴和下部流轴。上部流轴与上盘边壁近似平行,下部流轴与放矿口中轴线重合。当矿体倾角或矿体厚度发生改变,上部流轴长度和下部流轴长度随之变化。(2)根据流轴分界点,将斜壁放矿散体流动区域简化为两部分:(1)不受斜壁控制的区域(即无影响区);(2)受斜壁控制的区域。无影响区内,放出体形态不受上盘倾斜边壁的影响或影响甚微,其形态为一截头的近似椭圆。受斜壁控制的区域内,放出体形态发生一定程度变异,并非规则椭圆;当放矿高度相等时,矿体倾角和矿体厚度对放矿量有较大影响。(3)无底柱分段崩落法开采中厚倾斜矿体时,矿石残留损失主要分布在下盘。矿体倾角和矿体厚度对下盘矿石残留量有较大影响。下盘残留体的上部边界线近似平行于上部流轴,残留体边界线的下部呈漏斗状。(4)以简化的散体流动区域为依据,基于随机介质放矿理论,对无影响区和受斜壁控制区的散体移动规律开展了理论研究。以移动概率密度方程为基础,建立了中厚倾斜矿体散体移动规律基本方程,主要包括颗粒移动速度方程、移动迹线方程和放出体方程。将理论放出体形态与实验放出体形态对比分析,两者基本一致,验证了理论方程的合理性。(5)以倾角45°,厚度10 m矿体为模拟对象,运用二维颗粒流数值模拟软件,对倾斜边界条件下散体流动开展了数值模拟分析。放矿过程中,颗粒沿上盘近似直线地快速移动至进路上方区域,随后垂直下落。下盘侧颗粒因倾角堆积效应而运动缓慢。随着放矿的进行,散体颗粒受力状态在平衡与不平衡间循环反复,故上下盘边壁接触力动态变化,其峰值曲线以突变形式呈现。