矿堆排料口间距的优化

张勋，米金月

（中国瑞林工程技术股份有限公司，江西南昌 330038）

矿堆的有效容积是与矿堆高度、排料口数量和位置、矿石安息角和陷落角等因素有关的一个因变量[1]。矿堆的有效容积越大，该矿堆利用效率越高。增加排料口数量可以增大矿堆的有效容积，但同时也必须增加排料设备，导致设备投资增大。在排料口数量不变的前提下，排料口间距不同，矿堆的有效容积也不同。本文拟将一个已知矿堆高度和排料口数量的矿堆作为研究对象，采用数学公式推导出各排料口之间的最优间距，从而使矿堆的有效容积最大。

1 推导过程

为了计算和推导公式方便，假设矿堆为1个圆锥体。排料口排成一行，边长为A，排料口之间的间距为X，并且假定其为一个可变变量；α为矿石的陷落角；β为矿石的安息角；R为矿堆的直径；H为矿堆的高度；A为排料口边长；n为排料口的个数；X为排矿口之间的中心距；h1为三角形S1的高；h2为三角形S2的高。矿堆的平面示意见图1，剖面示意见图2、图3。其中，图2和图3阴影部分为矿堆的死角区域，空白部分是矿堆的有效容积区域。

图1 矿堆平面示意

图2 矿堆剖面A示意

图3 矿堆剖面B示意

张勋等[2]研究了一种基于MicroStation V8i软件计算圆锥形矿堆有效容积的方法。该计算方法的原理是利用MicroStation V8i软件的 “Cut Solid by Curves（通过曲线切割实体）”命令，将圆锥形矿堆实体，沿着矿堆剖面图中的阴影图形切割，切割之后圆锥体的余下部分即为矿堆的有效容积。

以图2为例，若图2剖面A中的阴影图形面积最小，则切割之后圆锥体的剩余部分最大，即矿堆的有效容积最大。……