基于LS-DYNA的铧式犁结构优化设计及性能分析

基于LS-DYNA法建立犁体与土壤的耦合接触有限元模型,讨论不同犁体导曲线、铧刃角、安装角、端点角、耕作速度对耕作过程翻垡效果和犁体应力影响,并进行试验验证。结果表明:椭圆曲面比抛物线曲面耕作时阻力更小、土壤翻垡效果更好,阻力降低5.6%,翻垡距离提升14.8%;对犁体前进速度、铧刃角、安装角、端点角进行单因素分析,发现翻垡距离随着速度增加而增加,而随着铧刃角、安装角、端点角呈现出先增大后减小的趋势。因此,通过选取合适的速度与结构参数可以提升铧式犁的翻垡性能,减低犁体阻力。

基于离散元法的西北旱区铧式犁耕作过程仿真分析与试验

【目的】针对铧式犁在西北旱区作业存在翻耕效果较差、耕作阻力大等问题,基于水平直元线法设计铧式犁犁体曲面,建立导曲线及元线角变化参数方程和西北旱区土壤-犁体耕作阻力模型。【方法】采用离散元软件EDEM,土壤接触模型选择Hertz-Mindlin with JKR接触模型,以元线角、导曲线两端切线夹角和安装角为试验因素,耕作阻力和土壤抛送距离为评价指标,完成Box-Behnken响应面仿真试验并对回归模型进行多目标优化。对优化后最优参数组合下的犁体进行耕作仿真试验,并通过对比优化前与优化后犁体的土壤扰动剖面图和土壤运动云图,进一步分析犁体曲面参数优化的合理性。【结果】当元线角为40.43°、导曲线两端切线夹角为107.01°、安装角为27.16°时,获得最小耕作阻力(2626.59 N)和较大土壤抛送距离(451.62 mm)。且由土壤扰动分析可知,优化后的犁体在抬升土壤和使土壤产生运动等方面均优于优化前的犁体。【结论】通过田间试验验证优化后的铧式犁的耕深和耕宽稳定性、残茬覆盖率及土垡破碎率等各项性能指标均符合国家标准要求,耕作阻力和土壤抛送距离田间试验结果分别为2795.43 N和423.57 mm,与仿真试验结果的相对误差分别为6.43%、6.21%,相对误差在合理范围之内,证明铧式犁结构参数设计的合理性。

基于离散元法和响应面法的铧式开沟器设计

针对铧式开沟器开沟阻力大,保墒效果较差的问题,文中对铧式开沟器的开沟过程进行受力分析,以脊线曲率半径、斜切角、入土隙角为试验因素,开沟阻力和沟宽变异系数为试验指标,进行了三因素五水平仿真试验。基于SolidWorks和EDEM对开沟器模型进行建模并仿真,利用Design-Expert 10.0和MATLAB对仿真结果进行分析,求解得到开沟器最佳设计参数,制作开沟器并进行土槽试验。结果表明,离散元仿真与真实结果趋于一致,能够反映开沟器的真实工作情况,验证了此种设计方法的可行性和离散元仿真的准确性。

铧头草质量标准研究

目的建立铧头草质量标准。方法采用显微鉴别、TLC对彝药材铧头草进行定性鉴别,HPLC法测定秦皮乙素含量,2020年版《中国药典》方法测定水分、总灰分、酸不溶性灰分、浸出物含量。结果显微鉴别特征明显,可见薄壁细胞、纤维束、螺纹导管、草酸钙簇晶、淀粉粒等。早开堇菜、心叶堇菜TLC特征斑点分离清晰。水分、总灰分、酸不溶性灰分含量分别不得超过13%、24%、7%,浸出物含量不得低于10%。秦皮乙素在0.05~0.80 mg/mL范围内线性关系良好(R^(2)=0.9995),平均加样回收率为100.17%、RSD为1.07%,早开堇菜中该成分含量不得低于0.10%,而心叶堇菜中不限。结论该方法简便、准确、重复性好,可用于铧头草的质量控制。

陕西铧厂沟金矿床AuⅠ矿体黄铁矿热电性特征及深部找矿预测

铧厂沟金矿床矿体赋存在泥盆系三河口群地层内,严格受构造控制。为了指导深部探矿工作,通过系统采集分析铧厂沟金矿床AuⅠ矿体深部黄铁矿样品,对成矿温度、剥蚀率、黄铁矿热电性、热电性参数进行了研究。结果表明:AuⅠ矿体剥蚀率在现有坑道工程内为19%~26%,向深部逐渐升高至30%以上。黄铁矿热电性导型为P型和N型,热电系数为-201.20~901.20μV/℃。分析认为,AuⅠ矿体黄铁矿热电系数在910~830 m中段数值高,其热电性导型主要为P型。在深部钻孔采集的样品分析数据显示:黄铁矿热电系数有所增高,热电性导型具有从P型向P-N型转换的特征,表明现阶段AuⅠ矿体仍处于浅部位置,深部存在较大延伸,推测在64勘探线—112勘探线具有较好的找矿潜力。

犁铧刃口磨损规律的试验研究

本研究通过磨损试验台研究了铧面角与刃口磨损形式之间的关系 ,试验结果表明 :适当降低硬度、增大铧面角可以减小背棱宽度和刃口圆弧半径 。

铧式犁领域重要专利技术分析

本文探讨性地介绍了铧式犁领域各发展阶段的重要专利技术,从犁体的整体结构、犁铧、犁壁、犁托/犁柱和犁侧板、其他部件五个方面对影响铧式犁发展的重要专利申请进行了详细分析,为产业发展提供参考。

陕西省略阳县铧厂沟金矿北矿带地球化学原生晕特征及其地质意义

陕西省铧厂沟金矿主要赋存于海底基性火山喷流细碧岩中。在野外地质工作的基础上,进行了数学地质分析和原生晕分带序列计算。结果表明,Sb、Hg、As、Cu为前缘晕元素组合,Au、Ag、Bi、Pb、Zn为近矿晕元素组合,Co、Ni、W、Mo、Mn、Cd为尾晕元素组合;北矿带原生晕轴向分带序列从上至下为:Hg-Bi-Mo-Au-Ag-As-Cu-Pb-Co-W-Mn-Sb-Ni-Zn-Cd。结合微量元素衬值空间变化规律,建立了北矿带的原生晕叠加理想模型:在950 m中段到830 m中段之间自上而下发育A、B、C三个小矿体;A矿体尾部和B矿体头部叠加在一起,而B、C两个矿体间隔的距离较大;830 m中段已经到达矿体尾部,矿体向深部延伸较小。

陕西省铧厂沟金矿床主矿带黄铁矿热电性特征及其地质意义

陕西省铧厂沟金矿是一个主要赋存于海底基性火山喷流细碧岩中的金矿床。文中系统研究了该矿床主矿带黄铁矿的热电性特征。主矿带成矿温度主要集中在130～330℃,属中—低温矿床;黄铁矿导电类型从早期到晚期由N型向P型转变;P型黄铁矿出现频率从浅部到深部呈减小趋势;金品位高值区与P型黄铁矿的高值区及热电系数离散度的低值区相对应;主矿带黄铁矿热电导型及热电性参数特征反映出主矿带开采区位于矿体中部偏下,向深处仍有一定规模的延伸。综合分析认为,0至2勘探线深部以及22～26勘探线深部发现新的富矿段的可能性较大。

芯铧式开沟器仿生设计与试验

针对高速作业条件下芯铧式开沟器阻力过大的问题,基于狗獾犬齿曲面的高效低阻贯穿结构,提出了一种开沟器仿生设计方法。对狗獾犬齿进行三维扫描,获取点云数据,采用Matlab软件拟合了4条狗獾犬齿曲线,设计并加工了4种滑动式开沟装置,并进行了对比试验分析。在作业深度50 mm条件下,以开沟装置类型、作业速度为试验因素,以水平方向作业阻力为主要指标,以开沟装置开出沟形的沟深、沟宽、侧垄高和侧垄宽为次要指标,进行了土槽试验。试验结果表明,在同一作业速度下,优化的各滑动式开沟装置的阻力均比标准芯铧式开沟器小。在作业速度为3.6、5.4、7.2 km/h的条件下,优化的滑动式开沟装置比标准芯铧式开沟器作业阻力分别降低8.04%、8.15%、8.71%;标准芯铧式开沟器与优化的滑动式开沟装置所开沟形的沟深、沟宽、侧垄高和侧垄宽的变异系数均低于5%。

陕西略阳铧厂沟金矿床金的赋存状态研究

陕西略阳县铧厂沟金矿床为一正在开采的小型金矿床。利用野外观察、显微镜观察、电子探针扫描等综合分析技术对金矿石中金的赋存状态进行了研究。结果表明,金主要以独立矿物相存在,金的载体矿物主要为黄铁矿,其次为石英、白云石、黄铜矿、砷黝铜矿。金矿物均为自然金(成色为945～982),未发现含银自然金及银金矿等矿物。金的嵌布类型有包裹金、裂隙金、粒间金和连生金4种。矿石中自然金的粒度主要以显微微粒金(0.010～0.005 mm)为主(约占44%),其次是显微细粒金(0.020～0.010 mm)(约占22%)和显微极微粒金(0.005～0.001 mm)(约占19%)。显微中粒金—巨粒金数量较少(约占14%),但其面积含量较高(约占57%),对于矿石品位和储量来说非常重要。还讨论了铧厂沟金矿床自然金嵌布特征的地质意义以及金成色较高的成因。

陕西省略阳县铧厂沟金矿床主矿带地球化学原生晕特征及其地质意义

陕西省铧厂沟金矿是一个主要赋存于海底基性火山喷流细碧岩中的金矿床。在野外地质工作的基础上,对主矿带样品的测试数据进行了数学地质分析和原生晕分带序列计算。结果表明,Au11矿体的原生晕轴向分带序列从上至下为:Hg-Sb-Ni-As-Bi-Cu-Au-Co-Zn-W-Mo-Mn-Pb-Ag-Cd;Au8矿体的原生晕轴向分带序列从上至下为:Cu-Co-W-Au-Ni-Sb-Mn-As-Pb-Bi-Hg-Mo-Ag-Zn-Cd;并提出了主矿带理想原生晕分带序列:Sb-As-Cu-Hg(前缘晕)→Au-Ag-Bi-Pb-W(近矿晕)→Ni-Co-Mn-Mo-Zn-Cd(尾晕)。结合微量元素衬值空间变化规律,建立了2个矿体的原生晕叠加理想模型。Au11矿体在1 150 m中段以前缘晕和尾晕叠加为特征;在1 110 m中段,发育较强的尾晕。Au8矿体在1 150 m和1 070 m中段以前缘晕和尾晕叠加为特征;在1 110 m中段,矿体减薄,近矿晕减弱,发育很弱的前缘晕和尾晕。综合分析认为,Au11矿体到达中下部,向深部仍有一定延伸;Au8矿体已经接近尾部,深部可能存在新的矿体。

西秦岭铧厂沟金矿床流体包裹体特征研究及矿床成因

铧厂沟金矿位于西秦岭勉略缝合带南侧,其产出受韧脆性剪切带控制,赋矿围岩为泥盆系细碧岩、凝灰质绢云千枚岩和灰岩。根据脉体穿切关系和矿物交代关系,可以将铧厂沟金矿分为早、中、晚3个成矿阶段。在铧厂沟金矿的石英中发育了CO2-H2O型、纯CO2型、H2O溶液型和含子矿物型四种类型流体包裹体。早期石英中原生包裹体主要是CO2-H2O型和纯CO2型,其成分为CO2+H2O±N2±CH4±H2S,均一温度集中在320～360℃,盐度为0.43%～5.14%NaCleqv;中阶段为主成矿阶段,该阶段石英中包含了所有四种类型的包裹体,其中H2O溶液型包裹体占了大多数,CO2-H2O和水溶液包裹体均一温度集中在240～320℃,盐度为0.43%～11.19%NaCleqv;晚阶段石英仅发育水溶液型包裹体,具有较低的均一温度(118～228℃)和盐度(0.18%～6.59%NaCleqv)。根据CO2-H2O型包裹体计算主成矿阶段压力为70～195MPa,成矿深度为5～7km。总体而言,铧厂沟金矿的初始流体具有中高温、富CO2、低盐度的变质流体特征,晚成矿阶段流体演化为低温、低盐度水溶液流体,流体的不混溶导致了主成矿期的矿质的大量沉淀,铧厂金矿为中浅成的造山型矿床。

气态烃在铧厂沟金矿找矿中的应用

铧厂沟金矿床是一个受韧性剪切带控制的热液蚀变型金矿床。通过对矿石中石英包裹体成分分析、烃类组分在各中段不同岩石中的含量特征比较,发现在该金矿的成矿过程中,曾存在一定量有机物的参与,有机烃气是其重要的伴生气体组分,烃气异常与金矿化在空间上存在密切对应关系。因而利用有机烃气测量法在该区开展深部盲矿找矿具有重要意义。

铧厂沟金矿床区域韧性剪切带特征

首次对铧厂沟金矿床区域韧性剪切带进行了较为系统的研究。根据野外地质调查和室内显微构造分析 ,区内发育一条较大区域韧性剪切带 ,无论沿走向还是顺倾向均呈舒缓波状 ,强变形带和弱变形域呈镶嵌形式。区域韧性剪切带经历了右行—左行—右行多期 (次 )活动 ,剪切方位也多次变化 ;早期形成温度约 5 0 0℃ ,以右行剪切为主 ,古应力值大于 0 .0 75GPa。控矿韧脆性剪切带是区域韧性剪切带演化的产物 ,最终形成脆性断裂。区域韧性剪切作用控制矿床、矿带的分布 ,并使部分金从矿源层分溢出来 ,产生第一阶段金的富集。次级韧脆性剪切带 (控矿剪切带 )控制富矿体的分布。因此 ,铧厂沟金矿床可称为韧性剪切带型金矿床。另外 ,中 -下泥盆统三河口群第一岩段第一岩层 (D1 -2 SH1a)部分原岩有明显海底热水同沉积特征 ;在矿床之西万家山—张家山应注意寻找硅化石英粗糜棱岩型金矿石。

陕西省铧厂沟金矿围岩蚀变和元素迁移特征

陕西省铧厂沟金矿床位于勉略缝合带以南,矿体受控于近东西向逆冲断层和韧脆性剪切带。本文以细碧岩矿带为例,系统研究了围岩蚀变分带及蚀变矿物组合,总结了矿床的蚀变分带模式。围岩蚀变以穿切细碧岩透镜体的剪切带为中心向外依次可划分为黄铁绢英岩化带、绢云碳酸盐化带和绿泥赤铁矿化带。蚀变矿物组合分别为黄铁矿+铁白云石+铬云母+绢云母+钠长石+石英+方解石、铁白云石+绢云母+钠长石+石英±黄铁矿、(铁)绿泥石+钠长石+铁白云石+赤铁矿+钛铁氧化物+石英±绿帘石。蚀变岩石组分迁移分析表明,在围岩蚀变过程中,Si O2、Na2O、Fe2O3T、Mg O与Y等组分发生不同程度的迁出,K2O、Ca O、Ba、Rb、Sr、Cr、Cu、Pb和挥发组分等迁入,并以黄铁绢英岩化带最为显著。金在成矿流体中以Au(HS)–2络合物迁移,成矿流体与富铁细碧岩之间的反应是金沉淀重要机制。

南秦岭铧厂沟金矿床铬云母^(40)Ar/^(39)Ar年代学及其大地构造意义

南秦岭铧厂沟金矿床位于勉略缝合带以南的逆冲推覆带内,矿体呈透镜体或脉状产于新元古界蚀变细碧岩及泥盆系灰岩中,受控于近EW向叠瓦状逆冲断层及韧脆性剪切带。为了准确厘定其成矿时代,对矿区蚀变细碧岩型矿石和含矿石英脉中的铬云母进行了年龄测定。2件铬云母样品的^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄分别为209.4±2.3 Ma和211.5±2.5 Ma,相应的等时线年龄211.4±3.6 Ma和215.3±3.9 Ma,与坪年龄在误差范围内一致。因此,铧厂沟金矿床的成矿年龄为212~209 Ma。结合铧厂沟金矿床的大地构造位置、矿床地质特征及成因类型,推测铧厂沟金矿床形成于扬子板块与秦岭微板块的碰撞过程,其成矿年龄代表了两板块发生碰撞的下限。

铧厂沟金矿床北部控矿剪切带地质特征及金的富集规律

野外调研和室内分析结果表明,区域韧性剪切带在铧厂沟金矿床非常发育,并经历了右行—左行—右行多期(次)活动。北部控矿韧脆性剪切带是区域韧性剪切带演化的产物,以左行剪切为主,位于铁夹树—庙湾北部厚层灰岩的下部。北部金矿带受北部控矿剪切带控制,长度大于1 km,厚度约70cm,从地表延伸至1 120 m标高,未见尖灭趋势。黄铁矿是该类矿石中最重要的金属矿物。自然金是主要金矿物,有明金和显微金两种。矿石结构构造较为复杂,集中反映了热液矿床的构造特征。矿带的形成可划分为热液期和表生期。原生矿石中绝大部分明金、显微金中的包体金和裂隙金都与黄铁矿密切相关。黄铁矿(Ⅰ)经历了韧脆性变形,因而是金的最佳载体矿物。北部韧脆性剪切带的多期(次)活动,使金富集成为工业矿体。结合地质特征,预测该矿带可延伸至1 120 m以下一定深度。

陕西省铧厂沟金矿床石英脉中锆石U-Pb年代学研究

陕西省铧厂沟金矿床位于陕西省略阳县郭镇,处于扬子板块以北、勉略构造带南侧、西秦岭—松潘构造结北界(张国伟等,2004)。矿区构造由一系列的北西西向断层及韧脆性剪切带构成。矿区主要出露的地层为一套泥盆系三河口群混杂岩系,产状北倾,单斜,局部倒转,无褶皱。无侵入岩体出露。矿体主要赋存于混杂岩系细碧岩、凝灰质绢云千枚岩及灰岩中。

南秦岭铧厂沟碧口群玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及岩石成因研究

铧厂沟地区碧口群玄武岩呈带状和透镜状分布于凝灰岩和凝灰质千枚岩中。在详细野外观察基础上,利用显微镜观察、主微量元素及放射性同位素分析等综合分析技术对玄武岩的岩石学、地球化学以及年代学特征进行了研究。结果表明：碧口群玄武岩普遍经历了绿片岩相的变质作用,主要矿物为斜长石、绿泥石和绿帘石；SiO2（44.67%~49.76%）、TiO2（1.14%~1.34%）含量较低, TFe2O3（12.03%~15.47%）、MgO（7.57%~9.3%）、CaO（7.29%~10.54%）含量较高。稀土总量较低,轻稀土亏损,重稀土富集。岩石微量元素和锆石Hf同位素特征显示玄武岩形成环境可能类似N-MORB,起源于软流圈,并在上升过程中混入了古老的地壳物质。LA-ICP-MS锆石测年结果显示玄武岩的形成年龄为（316.3±6.0） Ma （MSWD=0.78；n=7）,表明碧口群火山岩系至少是两期（新元古代时期和晚古生代时期）火山作用的产物。其大规模形成时期为新元古代,后经晚古生代火山作用的叠加改造而成。