不同端壁倾角条件下放出体形态研究及最优崩矿步距的确定

为分析端部放矿中放出体形态,获得大结构参数下最优的崩矿步距,基于颗粒元理论和PFC3D程序,构建具有矿石散体细观力学性质的放矿模型.通过已有研究结论与模拟结果的对比分析,验证了基于PFC程序的放矿模型的可靠性.在此基础上,开展18 m×20 m结构参数下不同端壁倾角崩矿步距研究.研究结果表明,不同倾角端壁条件下放出体形态不完整,并不是一个规则的椭球体.当放矿量相同时,放出体高度随端壁倾角的减小而增大,放出体整体形态也随之越来越＂瘦长＂.在无限边界和不同倾角端壁条件下,放出体高度的变化趋势均可概括为两个阶段:在放矿初始阶段,放出体高度呈指数形式快速增加,随放矿量的增加,其增长率逐渐减小;随后,放出体高度将随放矿量的增加而呈线性增长的趋势.建议在18 m×20m结构参数下采用85°-90°的端壁倾角,4.8 m的崩矿步距.      

崩落法采矿中放出体流动特性的影响因素

基于颗粒元理论和PFC3D程序,构建具有矿石散体细观力学性质的放矿模型,开展崩落法采矿中放出体流动特性影响因素研究.运用统计学知识确定对放出体流动特性有显著影响的主要因素及其敏感性,得出其与放出体流动特性的关系,并通过已有研究结论与模拟结果的对比分析,验证了基于PFC3D程序的放矿模型在放出体流动特性影响因素研究中的适宜性与可靠性.研究表明:放出体颗粒形状、摩擦系数及放矿口尺寸三种因素是显著影响崩落矿岩流动特性的重要参数.在放矿初始阶段,放矿口尺寸对放出体形态影响最大,其次为摩擦系数,颗粒形状对其影响最小;在之后的放矿过程中,颗粒形状对放出体形态影响最大,其次为放矿口尺寸和摩擦系数.散体颗粒形状越不规则、散体内摩擦角越大以及放矿口尺寸越小则放矿越困难.      

基于刚性块体模型的近?远场崩落矿岩流动特性

为进一步揭示远场条件下金属矿山崩落矿岩运移演化机理,综合利用物理试验、数值模拟和理论分析等手段,构建单口放矿模型开展近?远场崩落矿岩流动特性研究。首次基于离散元软件PFC3D和刚性块体模型构建放矿数值模型,并通过近场放矿物理试验与模拟结果的对比分析,证明了刚性块体模型在崩落矿岩流动特性研究中的可靠性与优越性。在此基础上,对远场条件下松动体形态变化规律、矿岩流动体系内的应力演化规律及其力学机理进行了量化研究。研究结果表明:1）近?远场条件下的松动体形态变化均符合倒置水滴理论。在放矿初始阶段,松动体最大宽度随高度增大呈幂函数形式快速增加;随后,松动体最大宽度随高度增大而近似线性增加。2）崩落矿岩流动过程中存在明显的应力拱效应。随着矿岩散体松动范围不断扩大,松动体外围一定范围内的垂直应力均呈明显下降趋势,水平应力逐渐增大并在松动区域到达前出现激增现象;而松动体内的水平应力与垂直应力则急剧下降至较低水平。      

自然崩落法覆盖岩层下放矿贫化实验研究

自然崩落法放矿基本上都是在覆盖岩层下进行的。在放矿过程中，覆盖岩层废石会混杂在崩落矿石中从放矿漏斗一起放出，造成放出矿石贫化。经研究表明，覆盖岩层下放出矿石贫化的原因主要有两个：一是放矿高度到达矿岩接触面而引起的接触面上贫化；另外就是覆盖层中细小废石颗粒的渗透作用引起的矿岩提前贫化。从实验的角度出发，结合崩落矿岩散体性质及流动特点，分别采用不同矿石颗粒组成和废石颗粒组成，对覆盖岩层下放矿进行室内实验，探明崩落矿岩块度非均匀性对放矿贫化的影响，对放矿控制具有实践指导意义。     

基于改流体放矿技术的放矿口尺寸试验研究

针对无底柱分段崩落法开采中厚倾斜矿体普遍存在矿石损失贫化较高的问题,提出了改流体放矿技术。其基本原理是在回采进路矿岩接触处设立改流隔离板,以改变矿岩的流动路径并改善放矿条件。通过采用改流体放矿技术,开展了12组改流体放矿物理模拟试验,分析了改流体放矿技术中不同放矿口尺寸对矿石损失贫化的影响。试验结果表明：采用改流体放矿技术,适当调整放矿口尺寸可有效改善放矿效果;放矿过程中,增大放矿口宽度后,改流体结构能够有效改变废石原有的流动路径,防止矿石过早贫化;放矿口高度为3 m、宽度为6 m的方案放矿效果最佳,该方案下矿石回收率为73.61%。     

含水率对放矿松动体形态的细观影响

为从细观尺度研究矿岩含水率对自然崩落法放矿松动体形态的影响,对非饱和矿岩颗粒间的受力进行了分析,并分别将放矿场内细颗粒流与大块离散矿岩利用格子波尔兹曼法与离散元法处理,基于格子波尔兹曼法-离散元法耦合算法建立自然崩落法放矿模型,得出含水率与放矿松动体形态间的关系,并通过将模拟结果与已有研究结论进行对比分析,验证了基于格子波尔兹曼法-离散元法耦合算法的放矿模型准确性及可靠性.研究表明:矿岩含水率对放矿松动体形态影响显著,在同等矿岩放出质量分数情况下,随着含水率的增大,放矿松动体高度呈先增大后减小的趋势,放矿松动体形态先逐渐变为细长型再逐渐恢复,放矿松动体形态变化的含水率临界值在10%左右.      

期望体理论的实验研究及端部放矿崩矿步距优化

放出体形态研究是研究崩落矿岩流动规律和确定最优采场结构参数的基础.基于标志颗粒法,通过底部与端部放矿物理实验,研究无限边界条件和半无限边界条件下放出体形态及其变化规律,验证期望体理论的可靠性和适用性.在此基础上,开展了18 m×20 m结构参数下端部放矿崩矿步距的优化实验研究.研究结果表明:实际放出体形态并不是标准的椭球体,而是与期望体更为相近;在无限边界条件和半无限边界条件下,放矿量与放出体高度满足幂函数关系,与放出体半径满足指数函数关系;建议在18 m×20 m结构参数下,优先选用无贫化放矿方式和4.6 m的崩矿步距.      

柔性隔离层下单漏斗散体矿岩流动规律

同步充填留矿法因柔性隔离层的存在,其散体矿岩流动规律突破传统放矿理论的描述范围,因此开展柔性隔离层下单漏斗散体矿岩流动规律研究对于丰富放矿学理论具有重要意义.基于相似原理建立物理试验模型,以标记颗粒刻画出放出体和松动体形态,采用高清摄像机记录试验基础数据.基于试验数据,对柔性隔离层下单漏斗放矿放出体、松动体、空腔等演化规律进行分析.最高层位矿石未放出前,放出体呈完整封闭的近似椭球体形态;放出后,放出体呈现为陀螺体.最高层位矿石产生沉降前,松动体为完整封闭的近似椭球体形态;产生沉降后,松动体形态整体上呈喇叭状,喇叭状松动体上部为指数曲线,下部为近似部分椭球体.空腔在最高层位矿石产生沉降瞬间开始形成;隔离层边界与矿石层边界相切于空腔边界,切角随着隔离层下降深度的增大而增大,至散体自然安息角后保持不变,切点位置随着隔离层下沉由中间逐渐向两侧发展至放矿终止.      

矿块崩落法放矿过程矿岩移动规律研究及其应用

1 概述矿块崩落法放矿的特点,包括两个不同放矿阶段的控制原理,即崩落下面放矿和覆盖岩下放矿。前者处于空场状态下放矿的纯矿石回收阶段,这时的放矿主要是控制放矿速度与崩落速度相匹配;覆盖岩下放矿,主要研究覆盖岩下放矿时矿岩移动规律,这方面结合中条山铜矿峪矿矿体赋存条件,进行了放矿模拟试验,其研究内容: 1.崩落矿岩物理力学性质的测定。测定     

对影响覆岩下底部放矿损失贫化因素的分析

崩落采矿法是金属矿山地下开采应用较多的一种高效采矿方法,覆岩下底部放矿损失贫化大是该采矿法的一个特点.文中分析总结了覆岩下底部放矿损失贫化产生的因素,即松散矿石的物理力学性质、放矿口的结构及尺寸、矿体的厚度及倾角、放矿管理等,可为应用崩落采矿法矿山损失贫化管理提供借鉴.     

矿石粒径对矿堆内溶液毛细渗流的影响特征

为探究矿石粒径对矿堆内溶液毛细渗流的影响特征,利用所构建的溶液毛细上升实验装置,针对单一粒径矿堆和混合粒径矿堆,分别开展不同矿石粒径下溶液毛细上升实验,得到了溶液毛细上升高度与时间的关系曲线及相应的拟合方程,分析了溶液上升速度随时间变化规律.研究发现:实验初期矿堆内溶液上升速度较快,随着实验时间的增加,溶液上升速度逐渐减小并最终降为零,且溶液最大上升高度及溶液上升速度均与矿石粒径负相关.矿堆内由毛细作用形成的不可动溶液含量随矿石平均粒径的减小而增大,细颗粒矿石含量过多时在矿堆内将形成大范围的不可动溶液区域,影响矿堆内溶液渗透效果.      

不同应力条件下硬岩强度与破裂特性试验研究

深部工程围岩内的岩石可能处于一维、二维和三维应力状态下,分别对应室内单轴压缩、双轴压缩和真三轴压缩试验中岩样的应力状态。通过开展单轴、双轴和真三轴压缩试验,系统研究了不同应力状态和水平下岩石非常规破坏的发生机制。不同高宽比和宽厚比岩样的单轴压缩试验结果表明：随着岩样厚度的增加,单轴抗压强度单调增加;随着岩样高度的增加,单轴抗压强度往往先增加后减小,且矮薄岩样更容易发生岩爆和板裂等非常规破坏。双轴或真三轴压缩试验中岩样的抗压强度均表现出明显的中间主应力效应。在相同最小主应力下,随着中间主应力的增加,岩样的双轴抗压强度和真三轴抗压强度均呈先增加后减小的变化趋势,双轴抗压强度增长率则呈先减小而后小幅增大的趋势。通过定义强度增量参数ν和中间主应力位置参数λ构建了指数岩石真三轴强度准则。低围压限制、非对称围压限制和短裂纹扩展路径是引起岩石非常规破坏的主要条件。     

福建连城锰矿庙前矿区4号矿段浅孔留矿法开采矿石二次贫化的控制

分析福建连城锰矿庙前矿区4号矿段地质及矿体情况,指出围岩崩落是浅孔留矿法矿石二次贫化的主要原因,而高品位矿石的流失矿石则是二次贫化的另一个原因。为使矿石开采的二次贫化得到有效控制,提出了优化爆破参数,锚杆加固围岩,回采其间固定漏斗出矿等相应的控制措施。     

溜井中矿石压力计算公式分析与讨论

溜井中矿石压力计算,主要是用杨森公式,其压力大小是溜井贮矿高度的函数。随着溜井贮矿高度增高,压力增大;初始增大很快,后增速减小,最后趋于稳定。金长宇等人做了溜井底部压力变化的数值模拟和室内试验,结论是:不同直径下无论放矿高度怎样变化,天平的读数基本保持不变,该结论与数值模拟的规律得到相互验证。杨森公式的计算结果与试验结论不相符的。近年来提出的矿石散体拱形压力计算公式的计算结果与试验结论基本吻合,为今后研究、设计和生产管理提供了依据。