单个粗颗粒矿石在流体中的自由沉降速度和浮游速度直接关系到深部开采粗颗粒矿石垂直管道水力提升速度的确定,同时,也为后续研究矿石颗粒群的沉降速度和浮游速度提供一定的理论基础,因此,本文先深入的研究探索单个粗颗粒矿石在流体中的自由沉降运动和浮游运动的力学运动特性规律。本文试验所采用的粗颗粒矿石来自普朗铜矿,铜矿石经过粗碎、中碎和细碎后筛分得到的。本文以试验研究方法为主,首先采用“比重瓶法”对2～4mm、4～5mm和5～6mm三种不同粒径以及块状、柱状、片状和锥状四种不同形状共360个粗颗粒铜矿石进行密度测定,再使用数显游标卡尺对所有试验颗粒进行三维几何尺寸进行测量,获得粗颗粒铜矿石的形状系数和几何粒径,然后对所有试验颗粒进行自由沉降试验和浮游试验,并利用视频图像处理技术获得单个粗颗粒铜矿石的自由沉降速度值和浮游速度值。为了保证试验数据的准确可靠,在对试验数据分析处理前,本文首先利用Minitab数学统计软件对所有的试验数据进行正态性检验和奇异值检验,检验试验数据的标准差是否保证在10%以内以及试验数据中是否存在奇异值,剔除所有试验数据的奇异值外,最终得到287个精确可靠的粗颗粒铜矿石试验数据值。对这287个不同形状、不同粒径和不同密度的粗颗粒铜矿石的自由沉降速度和浮游速度值进行数据统计分析,给出了单个粗颗粒铜矿石的自由沉降速度和浮游速度的经验计算公式。自由沉降速度经验计算公式:浮游速度经验计算公式:最后通过40个4～5mm和5～6mm不同形状与不同粒径的粗颗粒铜矿石自由沉降试验和浮游试验,对单个粗颗粒铜矿石的自由沉降速度和浮游速度的经验计算公式进行了验证,证明了本文所给出的单个粗颗粒铜矿石的自由沉降速度和浮游速度的经验计算公式在实际工程领域应用中是精确可靠的。