高分段大间距无底柱分段崩落采矿新技术

采用高分段大间距是无底柱分段崩落采矿法在世界各国的发展方向。为配合昆钢大红山铁矿400万t/a采、选、管道工程建设项目,进行了20 m分段高20 m进路间距的无底柱分段崩落采矿新技术研究。针对大间距进路应用了大间距进路放矿理论,从根本上改变了传统放矿理论放出椭球体的排列方式,实现了放出椭球体完全相切排列;用工业试验的方法研究了采用这种结构参数时的崩矿步距、炮孔排距和孔底距的最佳组合。试验表明,这样可使崩落矿石的大块率控制在3%以内,出矿贫化率控制在5%左右,矿石综合回收率在85%以上。20 m×20 m结构的无底柱分段崩落采矿法在大红山铁矿的试验成功,极大地提高了矿山的生产能力,降低了采矿成本。同时,大大地拉近了我国与国外先进采矿技术水平（分段高30 m）的距离。     

无底柱分段崩落法放矿结构参数优化研究*

放矿工作是无底柱分段崩落法的核心工作,结构参数的选取则是放矿工作所要解决的重要内容,其直接影响着采场的出矿效率及各项回贫经济指标。本文首先阐述了近年来"高分段"及"大间距"理论在实践中的新认识,并结合昆钢大红山铁矿高变分段放矿研究实例,从实验室相似模拟放矿试验、PFC3d软件数值模拟两方面分别展开放矿步距及进路尺寸参数组合优选、进路间距优选研究等,得到了高变分段放矿条件下合理放矿步距指标为6.72~7.56m,合理进路间距指标为25m等结论无底柱分段崩落法放矿结构参数优化研究对指导放矿工作具有重要意义。     

基于正交试验法的眼前山铁矿采场结构优化

针对崩落法矿山矿石损失贫化问题,基于正交试验法, 以分段高度、进路间距、崩矿步距、进路宽度为因素,矿石损 失率、矿石贫化率和采准系数为指标优化采场结构,依据正 交试验方案和眼前山铁矿东部矿体-213~-303m 阶段特 征,以1∶100比例设计并制作采场放矿模型开展放矿物理 试验。结果表明,矿石损失率影响因素序列为崩矿步距、分 段高度、进路间距、进路宽度;矿石贫化率影响因素序列为分 段高度、崩矿步距、进路间距、进路宽度;采准系数影响因素 序列为崩矿步距、分段高度、进路宽度、进路间距,建议设计 和优化采场结构时以崩矿步距和分段高度为首要因素。结 合眼前山铁矿生产实际和试验结果,设计-213~-303 m 阶段最优的采场结构参数为分段高度22.5m、进路间距26 m、崩矿步距2.3m、进路宽度7m。     

庙沟铁矿崩矿步距与进路间距的耦合优化研究

基于放出体和崩落体最大程度吻合理论,耦合优化庙沟铁矿无底柱分段崩落法崩矿步距和进路间距。结合结构参数和实际体积贫化率与回收率的经验公式,推导质量回贫差的数学模型,计算不同崩矿步距的理论最优进路间距、放出体体积和质量回贫差。综合理论计算结果和工程类比法选择试验参数,进行1∶50比例尺立体模型相似模拟放矿试验,试验结果证明回贫差数学模型是可靠的,同时得出最优崩矿步距约为3.6m,最优进路间距为16.5~17m。     

基于PFC3D的崩落法采场放矿步距优化研究

无底柱分段崩落采矿法结构参数是影响放矿损失与贫化的重 要 因 素.以 某 矿 山 崩 落 法 采 场 为 工 程 依 托,基 于PFC３D软件,建立崩落法采场三维单体数值模型,保持分段高度(２１m)与进路间距(２０ m)不变,对放矿步距进行了优化研究.结果表明,放出体的高度随着放矿步距的增加而有所增加,但当达到５．０m 放矿步距后变化不大;随着放矿步距的增加,近椭球体形态的放出体由“短粗”向“瘦长”发育.综合考虑回采率、贫化率与回贫差指标,放矿步距合理范围宜为５．５~７m.随后建立物理相似模型,取不同的放矿步距进行试验,结合实验室物理放矿结论与三维单体放矿数值模拟结论,得到２１m×２０m 采场结构参数下,以矿石回采指标为比较对象,最优放矿步距范围宜为５~６m.     

颗粒流法在无底柱分段崩落法结构参数优化中的应用

在无底柱分段崩落法中,采场结构参数(分段高度、进路间距和放矿步距)对矿石的贫化、损失以及生产效率影响较大,最佳结构参数的确定至关重要。以国内某金刚石矿为研究背景,采用颗粒流法建立数值模型,在采场分段高度10 m的条件下,设计了进路间距10～13m、放矿步距2～5m共9组方案。根据总矿石回收率、纯矿石回收率、贫化率和回贫差4种指标综合考虑选择最优方案。试验结果表明,进路间距11m、放矿步距4m为分段高度10m条件下的最佳结构参数。试验方法与结果可为同类矿山的结构参数优化提供参考。     

梅山铁矿多步距下端壁倾角优选研究

崩落法采矿的特点是覆岩下放矿,不合理的结构参数极易加大开采贫损指标,导致资源浪费和经济效益下降。结合梅山铁矿大间距高分段工业实验中崩矿步距优化研究,采用相似材料放矿试验和计算机放矿仿真模拟,开展80°、85°、90°端壁倾角下3.6,4,4.4,4.8 m四个步距9个物理放矿仿真实验的放矿方案的仿真放矿实验研究,以回贫差和纯矿回收率最大为判据,对实验数据进行综合分析研究,得到梅山铁矿分段高度18 m,进路间距20 m条件下,崩矿步距为4.4 m,端壁倾角为88°～90°时,放矿效果最好。     

采场结构参数与放矿方式的相似物理试验优化研究

基于单漏斗放矿试验,对放出椭球体形态发展趋势进行了分析,确定最终放出椭球体轴偏角、偏心率等核心指标。基于立体放矿模型,对比无贫化与低贫化两种放矿方式下回贫差指标,对放矿方式进行了优选。在物理试验结果基础上,采用相似物理试验法、经验类比法、理论分析法相结合的方法,对大间距椭球体排列形式下的采场结构参数进行优化,确定20m分段高度下的进路间距、崩矿步距、放矿步距、放矿方式等关键参数与工艺。采场结构参数优化的过程与结果,可以为同类工艺矿山参数设计提供技术参考。     

某铁矿无底柱分段崩落法最优结构参数研究

分段高度、进路间距及崩矿步距是影响无底柱分段崩落法的三个重要因素。结合江西某铁矿生产条件,运用PFC3D数值模拟软件,对通过正交组合试验确定的9组不同的结构参数模型进行放矿模拟。对试验结果进行分析,推荐该铁矿采场采用的最优结构参数为分段高度14m、进路间距16m、崩矿步距3m。     

基于PFC数值模拟的无底柱采场结构参数优化研究

结合大冶铁矿东采车间工程条件,设计了几种无底柱采场结构参数,并运用PFC数值模拟软件,对多个采场结构方案进行模拟分析,根据各方案的矿石回收指标和现场实施的难易程度,推荐采用分段高度12 m、进路间距15 m、崩矿步距2.0~2.5 m的最优采场结构参数组合。同时研究了放矿过程中不同阶段颗粒间接触力的变化规律,详细分析了数值模拟结果回收率偏高和贫化率偏低的原因。     

松湖铁矿深部矿体无底柱分段崩落法放矿参数优化研究北大核心

一般而言,制约无底柱分段崩落法回采指标优劣的关键参数包括放矿方式、分段高度、进路间距与崩矿步距等。随着国内外相关采矿设备的发展,上述放矿参数也在逐步增大。以松湖铁矿无底柱分段崩落法采矿为例,在分析现有放矿参数存在的问题后,提出了从放矿方式、进路间距、放矿步距(崩矿步距)三个方面优化确定合理的放矿参数。借助Image Pro Plus图像处理软件,对井下出矿进路爆堆及地表摊平矿堆进行拍照分析,确定了松湖铁矿崩落法采场实际矿岩块度粒级。根据相似物理模型试验要求,相似比选择为1∶100,通过对比5 mm以下原矿与10 mm以下原矿、5 mm以下原矿与6 mm以下配矿的椭球体形态参数,确定了采用6 mm以下配矿散体用来模拟原矿全粒级的放矿椭球体形态。在上述基础上,通过开展单口放矿试验与多口放矿试验,以回贫差作为评判指标,推荐松湖铁矿采用无贫化放矿方式组织生产作业,确定了最佳进路间距宜采用13.5 m,并且综合确定了最优崩矿步距为4 m。采用上述放矿参数之后,贫化率由现在的21.35%降低至8.77%,损失率由现在的23.61%降低至13.4%,改善了崩落法采矿的回采指标,为松湖铁矿深部矿体回采参数设计提供了技术支撑。     

我国无底柱分段崩落法损失贫化研究现状及发展方向

无底柱分段崩落法生产安全、开采强度大、效率高、回采工艺简单,在地下开采中占有较大比重。但损失贫化大的问题限制了该方法在贵重金属矿山的应用,也是众多学者研究的热点。总结了无底柱分段崩落法60 a的发展历程,并从放矿理论、采场结构参数、放矿方式和巷道布置形式、覆盖层块度4个方面系统总结了控制损失与贫化的研究现状,指出目前仍存在的研究问题为：放矿理论中仅考虑散体的流动特性,爆破块度、放矿口尺寸、边孔角、铲装深度等因素未在放矿理论中综合考虑,从而造成依据放出体形态确定的采场结构参数并非最优值;实际生产中并未严格按照低贫化放矿方式作业,回采巷道布置形式不能完全适应矿体产状变化,部分矿山覆盖层形成方法不利于损失贫化控制。针对这些问题,提出了进一步控制无底柱分段崩落法损失贫化的研究方向和措施,对于矿山进一步控制损失贫化指标具有一定的理论指导意义。     

程潮铁矿采场结构参数优化的研究

分的了程潮铁矿贫化产生的主要原因,指出采场结构参数是影响贫化率指标的一个重要因素。运用物理和计算机模拟放矿手段,找出分段高度,进路间距和崩矿步距三者之间的数量关系,确定最优的采场结构参数,为开拓和采准设计提供了理论依据。     

程潮铁矿放矿模拟试验研究

为了减少对矿产资源开采的浪费,提高矿石回收率,对武钢程潮铁矿进行矿石开采的放矿规律研究,进行采场结构参数的优化.根据物理相似模拟原理及正交试验原理,对采场进行分段高度、进路间距、放矿步距的三因素正交相似模拟放矿试验,探索三因素对矿石回收率的影响.并结合采场实际情况.给出适当提高当前放矿步距的有效建义.     

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。     

金山店铁矿崩落法过渡分段放矿指标优化研究

采用无底柱分段崩落法回采的矿山,在向大结构参数的转变过程中,正常布置的大结构参数不适用于过渡分段的放矿。根据金山店铁矿开采技术条件,采用图解法、物理模拟和现场放矿试验等研究方法,得到初始过渡分段合理的采场结构参数是14 m×16 m×3.4 m;在过渡分段的放矿中,通过采取截止品位的放矿制度、增加放矿步距、加强地测工作、提高爆破质量等技术措施,过渡分段回收率可以达到77.97%,过渡分段完成生产指标是可行的。     

柏杖子金矿厚大矿体低贫损开采技术研究

柏杖子金矿213号厚大矿体采用有底柱崩落法开采,受矿体条件影响,损失和贫化较大。为改善回采指标,将213号矿体0~+60 m水平改用低贫损模式的无底柱分段崩落法开采。通过散体流动参数试验与进路布置形式改进优化了采场结构。即针对不同的矿体形态,分别设置了不同的结构参数;以菱形布置方式为原则,调整了进路位置;给出了夹石处理方式及适合矿体条件的爆破参数。方案采用斜坡道贯穿各水平,并采用上、下分段同时回采的方式,矿石损失率、贫化率均可控制在12%左右,有效解决了损失贫化大问题,可为类似条件矿山提供参考借鉴。     

放矿口尺寸对放矿效果的影响

无底柱分段崩落法是金属矿山地下开采应用较多的一种高效采矿方法，在覆盖岩层下进行放矿，矿石损失贫化大、回收效果差的问题非常突出。为了解决这一问题，国内外的大量研究集中在放矿理论、结构参数、覆盖层形成和出矿工艺等方面。无底柱分段崩落法放矿中，放矿口尺寸的大小对放矿效果有着显著的影响，是造成无底柱分段崩落法损失贫化大的一个不可忽视的因素。为了进一步研究放矿口高度和宽度对放出矿石量、废石混入的影响，采用单进路单分段 物理放矿模型，进行了12种不同放矿口尺寸的物理放矿实验。结果表明：适当扩大放矿口宽度或降低高度，会增加放出纯矿石量、提高矿石回收率、降低贫化率，且放矿口宽度小于5 m，高宽之比在0.7~1之间时，混入废石率较小。