[发明专利]一种基于矿料间隙率的矿料级配优化方法

权利要求书

1.一种基于矿料间隙率的矿料级配优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、对矿料进行筛分，得到n级具有不同粒径尺寸的分级矿料，其中第i级分级矿料的粒径尺寸为d_i，单位为mm；第i级分级矿料的质量通过百分率为m_i，其中i＝1、2、3、…、n，n为大于4的自然数；

步骤二、将步骤一中所述第i级分级矿料的质量通过百分率m_i换算为体积通过百分率V_i；

步骤三、采用公式(1)和公式(2)进行迭代计算，公式(1)为

公式(2)为d_mix＝(d_t)^m×(d_s)ⁿ，公式(1)和公式(2)中：m为混合矿料中粗集料的体积百分含量；n为混合矿料中细集料的体积百分含量；e_mix为混合矿料的空隙率；e_t为粗集料的空隙率；e_s为细集料的空隙率；d_mix为混合矿料的粒径尺寸，单位为mm；d_t为粗集料的粒径尺寸，单位为mm；d_s为细集料的粒径尺寸，单位为mm；k为集料形态特征系数；所述迭代计算的具体过程为：

步骤301、采用第1级分级矿料作为细集料，采用第2级分级矿料作为粗集料，将第1级分级矿料与第2级分级矿料混合均匀，得到第2级混合矿料，然后根据公式(1)计算出第2级混合矿料的空隙率，根据公式(2)计算出第2级混合矿料的粒径尺寸；

步骤302、采用第j级混合矿料作为细集料，将第j+1级分级矿料作为粗集料，将第j级混合矿料与第j+1级分级矿料混合均匀，然后根据公式(1)计算出第j+1级混合矿料的空隙率，根据公式(2)计算出第j+1级混合矿料的粒径尺寸，其中j＝2、3、…、n-1；

步骤303、重复步骤302，直至得到第n级混合矿料，然后根据公式(1)计算出第n级混合矿料的空隙率e_n，之后根据公式计算出第n级混合矿料的间隙率VMA_n；

步骤四、根据步骤303中所述第n级混合矿料的间隙率VMA_n对矿料的级配进行优化，具体过程为：将第n级混合矿料的间隙率VMA_n与矿料的目标间隙率VMA_标进行对比分析，若VMA_n＝VMA_标，则第n级混合矿料的级配即为矿料的目标级配；否则，调整步骤一中所述d_i和m_i，直至使VMA_n＝VMA_标为止，最终得到矿料的目标级配。

2.根据权利要求1所述的一种基于矿料间隙率的矿料级配优化方法，其特征在于，步骤一中第1级分级矿料的粒径尺寸d₁＝0.005mm，第1级分级矿料的质量通过百分率m₁＝0％。

3.根据权利要求1所述的一种基于矿料间隙率的矿料级配优化方法，其特征在于，步骤一中所述n＝11，第11级分级矿料的粒径尺寸d₁₁＝16mm，第11级分级矿料的质量通过百分率m₁₁＝100％。

4.根据权利要求1所述的一种基于矿料间隙率的矿料级配优化方法，其特征在于，步骤二中所述第i级分级矿料的体积通过百分率V_i通过公式换算得到，式中：r_i为第i级分级矿料的相对密度，r₀为矿料的相对密度。

5.根据权利要求1所述的一种基于矿料间隙率的矿料级配优化方法，其特征在于，步骤三中集料形态特征系数k的取值为：粗集料的形态特征系数k＝1.01，细集料的形态特征系数k＝1.30，矿粉的形态特征系数k＝1.60，所述粗集料的粒径＞2.36mm，所述矿粉的粒径＜0.075mm，所述细集料的粒径为0.075mm～2.36mm。