矿石颗粒级配对堆浸体系三维孔隙结构的影响

尹升华^1,2，陈勋^1,2，刘超³，王雷鸣^1,2，严荣富^1,2

1. 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室2. 北京科技大学土木与资源工程学院3. 万宝矿产有限公司

摘 要：为研究堆浸体系矿石粒径分布对孔隙结构的影响,对不同级配矿岩散体构成的浸柱开展显微CT扫描测试,得到浸柱内部结构图像.通过阈值分割算法对孔隙结构进行提取,建立浸柱三维孔隙模型,对浸柱体孔隙率和面孔隙率的空间分布特征进行研究.利用最大球算法构建浸柱孔隙网络模型,进而分析矿石粒径分布对孔喉半径、喉道长度、孔喉体积、形状因子和配位数等参数的影响规律.结果表明:矿石颗粒级配性越好,矿堆孔隙率越低;矿石粒径越均匀,矿堆不同区域孔隙率差异越小;矿石粒径分布对孔隙尺寸和连通性影响较为显著,对孔喉形状因子影响较小.随着细颗粒矿石的减少,大孔隙增多,孔喉半径、喉道长度和孔喉体积相应增大;随着矿石粒径均匀性的增加,堆浸体系中孤立孔隙所占比例减少,高配位数孔隙所占比例增大,即矿堆内的孔隙空间具有更好的连通性.

关键词：堆浸体系;颗粒级配;显微CT;三维孔隙结构;孔隙网络模型;