矿岩块度预测影响因素的分析研究

以现场岩体特性参数的实测资料及分析成果作为基本输入参数, 采用矿岩块度预测系统, 对模拟范围、节理间距分布形式、节理间距大小、两组节理面之间的夹角、完整岩石及弱面的力学性质等因素对矿岩块度的影响程度进行了模拟研究。结果表明, 当节理面范围长度是模拟区域长度的3倍以上时, 模拟结果不受模拟范围长度的影响, 模拟区域的宽度对模拟结果有影响。根据模拟结果拟合了模拟长方体宽度与节理持续线长度比值与连续相关因子间的关系式。节理间距分布形式对模拟结果有很大的影响。岩体力学性质对崩落矿石块度有一定的影响, 随着岩体中各力学参数的增大, 矿石块度将会增大, 但这些参数的增大对块体形状组成的影响规律性不明显。为了验证块体形状分类的效果, 应用三组接近正交的理想节理组, 对块度进行了模拟, 模拟结果与块体形状分类定义相一致。     

基于Monte Carlo模拟的矿岩块度预测

在确定矿岩可崩性的基础上,根据岩体中节理面的空间分布规律,采用Monte Carlo技术模拟节理系统,对矿岩块度影响因素进行定量分析,利用矿岩块度预测三维模型及软件系统Makeblock,对矿岩块度进行有效预测.将上述方法应用到金川Ⅲ矿区矿岩块度预测中,并对该矿区崩落矿石块度进行综合评价.     

急倾斜厚大矿体自然崩落块度预测及分布规律研究

以黄山铜镍矿30#急倾斜厚大矿体(530m以上)为研究对象,对研究范围内的含矿岩石物理力学性质、矿体结构面以及原岩应力进行了实验、调查和测量。在此基础上,采用BCF块度预测分析系统对矿体的自然崩落块度及其分布规律进行了预测和分析,结果表明,崩落块度的平均体积为0.49m3,体积小于2m3的块体所占比例为52.17%,块度大小为3m3的块体体积占总体积的比例最大,体积为0.19m3的块体数量最多。预测结果为矿山自然崩落法的设计和开采实践提供了依据。     

矿岩崩落块度预测的节理面三维模拟技术及其应用

基于传统二维状态下块度预测存在的弊端, 提出以构造面的空间展布规律为基础, 利用Monte Carlo技术模拟节理系统, 采用三维实体切割技术建立块体三维截取模型的矿岩块度预测新模型, 实现了矿岩崩落块度的三维预测, 并开发了相应软件OFP 1.0(Ore Fragments Prediction)。研究成果应用于某特大型斑岩铜矿, 预测结果表明: 该矿山等效尺寸大于1.65 m的块体筛上累积百分比为40%, 大于1.26 m的块体筛上累积百分比为59.85%。根据等效尺寸与块体体积的转换关系, 建议放矿口尺寸设置为5 m×5 m, 此时放矿口堵塞几率较小。研究成果为自然崩落法矿山采矿方法设计和工程中的放矿控制提供了重要依据。     

面向自然崩落法矿山的初始块度预测软件研发及应用

矿石块度是采用自然崩落法开采需要考虑的重要因素。以自然崩落法初始块度预测基本原理为基础,在DIMINE软件平台上采用C++语言开发了初始块度预测软件系统。该系统综合考虑了节理系统的空间几何参数和地应力的作用,支持从块体体积、等效尺寸和块体形状等不同角度对初始块度结果进行分析。以国外某斑岩型铜矿为例,采用该软件对矿体按勘探线分区进行了初始块度预测,并将结果与国外常用的BCF软件的预测结果进行了对比分析。研究结果表明,矿体勘探线间初始块度的大块率在40.8%～74.8%之间,等效尺寸在1.65～2.63 m之间变化。软件预测的结果与BCF软件预测的结果比较接近,变化趋势基本一致,预测结果为自然崩落法矿山后续的开采设计提供了参考依据。     

夜长坪钼矿自然崩落法块度预测及控制技术研究

自然崩落采矿法是依赖矿体自身重力作用使其受压失稳而产生自然坍塌并实行控制出矿的采矿方法,其自然崩落的矿体具有块度无序的特征,但可以通过采用岩石质量指标法、图像法和节理网络模拟法等理论方法进行先期自然块度预测。后采用延长崩落作用时间、控制采场出矿量和出矿速度、调节崩落区空间高度、延缓岩块脱离矿体的时间,即可间接控制崩落速度,改善崩矿块度,在生产实践中取得了较好的效果。     

自然崩落法的岩石力学工作与矿石崩落块度

介绍了运用自然崩落法采矿工艺时开展岩石力学工作的方法,在总结铜矿峪矿5号矿体810中段矿石崩落块度的基础上,主要分析了影响矿石崩落块度的因素,提出了降低大块的措施。     

崩落法放矿过程中冒落覆岩破碎性能及块度组成模拟研究

某矿原采矿方法为胶结充填采矿法,数年的采矿生产在矿石层上部形成了厚数十米的胶结充填体。现拟改为无底柱分段崩落法进行回采,其废石覆盖层将主要由自然冒落的胶结充填体组成。本文结合崩落覆岩下放矿研究的需要,对构成废石覆盖层的胶结充填体在放矿过程中的破碎性能及块度分布情况进行了研究。研究表明:胶结充填体自然冒落不会产生大量的粉状物;放矿过程的二次破碎作用并不会使胶结充填体大量成粉;由于崩落矿石的块度接近甚至小于冒落胶结充填体的块度组成,放矿过程中冒落胶结充填体提前渗入崩落矿石并造成严重贫化的问题不会很突出。此次研究对矿石的回收有重大的指导意义,回答了冒落胶结充填体在放矿过程中是否会造成严重贫化的问题。     

三维矿岩崩落块度模拟技术在某铜矿中的应用

以钻孔和坑道调查获得的参数为样本, 通过建立矿岩地质块段模型, 应用区域化变量统计函数进行节理分布规律统计, 利用DIMINE自然崩落块度模拟系统软件, 实现了某铜矿首采区矿岩崩落块度大小和分布范围的模拟与预测。结果表明: 采区下盘岩体的块度最大, 略大于矿体, 上盘岩体的块度最小, 但三者的等效尺寸最大值比较接近, 在2.1~2.5 m之间变化; 形状系数分布差别不大, 主要集中在0.02~0.2之间, 形状以盘状和块状块体居多。     

崩落矿石块度对放矿的影响分析

从散体力学的角度，分析了矿石块度大小、粗颗粒矿石含量对抗剪强度的影响。通过室内模拟试验，深入研究了放矿过程中崩落矿石块度对放矿规律及放出体大小的影响，得出了矿石块度组成是影响放出体形状和大小的重要因素的结论，对现场生产具有指导意义。     

基于Monte-Carlo法的矿岩结构面的计算机模拟

采用蒙特卡洛(Monte-Carlo)法,在部分矿岩结构面实测数据的条件下,通过计算机实现了结构面产状的计算机图形模拟。实践证明,该方法能较真实地反映矿岩实际结构面的特征及分布规律,从而为自然崩落采矿法的矿岩块度分析及预测提供了可靠的依据。     

厚大破碎矿体采场矿岩冒落规律及影响因素研究

自然崩落法矿岩冒落是拉底卸荷、矿岩冒落、直至形成平衡拱的过程，其本质则是不断重复该过程。矿岩冒落规律受其地应力、采场结构参数、矿岩物理力学性质等地质因素和工程因素的影响，目前的研究多是假定为二维模型，侧重于采用理论方法或数值模拟分析冒落过程和冒落拱形态，较少涉及三维空间的冒落过程研究。根据矿岩冒落过程的主要特征参数，建立了描述该过程力学特征的本构模型，并采用FLAC^3D实现数值模拟，模拟研究了矿体赋存深度、侧压力系数、拉底形态及采场尺寸参数对矿岩冒落规律的影响，研究结论有助于指导现场实践。     

夜长坪钼矿自然崩落法初始拉底面积的优化

卢氏县夜长坪钼矿采用浅孔留矿法开采,制约了矿山的发展。为满足扩大生产规模的需要,对该矿应用自然崩落法进行了研究。基于前期研究成果和该矿区的岩体条件,采用数值模拟方法,研究了持续崩落初始拉底面积。研究结果是,原生钼矿的适宜初始拉底面积为2800 m2,氧化钼矿的适宜初始拉底面积为800 m2。     

罗卜岭铜钼矿自然崩落法安全开采方案研究

罗卜岭铜钼矿是紫金山金铜矿的接续生产矿山,该矿床矿体厚大、矿石低品较低,需要进行大规模高效开采,但RQD值较高,给常规自然崩落法开采带来了较大难度。根据矿床地质条件并利用岩芯数据,按Q分级法进行了可崩性分级,建立了Q值的三维空间模型,展示了可崩性的空间变化关系。结合矿体形态提出了自然崩落法的改进方案,即用不同的拉底工程,以适应矿体不同的节理裂隙发育程度,由此控制初始冒落块度,并根据矿体赋存条件,设计了分区开采方案。研究表明:所提出的改进拉底方式的分区开采方案,可有效适应罗卜岭铜钼矿矿体规模大、矿石微节理发育的特性,既可有效控制矿体初始冒落块度,又可满足矿山产量需求,可实现该矿自然崩落法安全开采。     

大间距无底柱分段崩落法开采稳定性分析

无底柱分段崩落法的产量在地下铁矿开采过程中占总产量的85%以上,小尺寸的采场结构参数在一定程度上限制了该采矿方法的开采效率,制约矿山经济发展。从放出体空间排列优化、爆堆体与放出体吻合度等角度,对比分析高分段结构和大间距结构两种大结构参数方案在无底柱分段崩落法开采中的适用性,认为大间距无底柱分段崩落法能够大幅降低采掘比,改善采场地压环境,控制矿石损失贫化,降低采矿成本,更有利于提高经济效益。并结合矿山开采实践,采用FLAC3D软件对大间距无底柱分段崩落法进路开采的围岩应力及位移变化进行模拟分析,结果显示安全稳定性满足生产要求,验证了大间距无底柱分段崩落法开采的可行性和经济性。     

基于离散元的中厚急倾斜矿体开采对山体稳定性的影响

以笔架山铁矿急倾斜中厚矿体开采对上部山体及金沙江的稳定性为研究对象,在现场调查、矿岩体物理力学实验及质量分级的基础上,采用2D-Block离散单元法,对具有代表性的3号和8号剖面在完全空场的情况下开采对上部山体及金沙江的稳定性进行了研究。结果表明:在完全空场条件下,3号剖面块体开裂的范围距离金沙江约为37.51m,移动角约为65°,说明在模拟围岩发生大范围冒落时,对金沙江的影响也较小;8号剖面由于矿体延伸至650中段,矿体开采后冒落范围也较大,块体开裂范围也延伸到了金沙江边,移动角约为56°,说明8号剖面在模拟围岩发生大范围冒落时,在顶柱、间柱都失去作用的前提下,可能会对金沙江产生一定的影响。研究成果为矿区山体及金沙江的稳定性提供了理论依据。     

露天转地下平稳过渡大量采矿技术研究

保障生产能力的平稳过渡是矿山露天转地下过程中的关键问题。阶段强制崩落采矿法与无底柱分段崩落法均为适宜于开采低品位大型矿体的高效率采矿方法。根据杏山铁矿挂帮矿、地下矿开采技术条件,提出了大参数无底柱分段崩落法、基于大直径深孔采矿的阶段空场连续崩落法的露天转地下联合开采方案。经过开采技术经济比较,阶段空场连续崩落法采用大矿块参数阶段开采方式,在强化开采、提高生产规模、降低开采成本等方面都具有优越性。