Методом математического моделирования исследовано влияние скорости сдвига и распределения доли пустот в быстром гравитационном потоке зернистых материалов на эффекты сепарации по размеру и плотности. Моделирование проведено на базе уравнения динамики процесса, описывающего распределение неоднородных частиц в потоке под действием конвекции, квазидиффузии и сепарации. Сепарация рассматривается как результат сопряжения эффектов сегрегации и квазидиффузионной сепарации. Моделирование осуществляется при варьировании формой либо профиля скорости, либо профиля порозности при восполнении недостающей информации о структурно-кинематических параметрах гравитационного потока с использованием уравнения состояния зернистой среды. Уравнение состояния устанавливает взаимосвязь между гидростатическим давлением, объемной долей пустот и скоростью сдвига при быстром гравитационном сдвиге. Установлено, что эффект сдвиговой поточной сегрегации частиц по размеру интенсивно протекает при поддержании в объеме слоя высоких значений скорости сдвига (75…85 с–1), превышение которых сопровождается интенсификацией квазидиффузионных процессов. Повышению интенсивности квазидиффузионной сепарации (миграции) способствует формирование в гравитационном потоке параболического выпуклого профиля порозности при максимальном ее значении в центральной части потока.