急倾斜中厚矿体矿石损失测定及其原因相似模拟分析

急倾斜中厚矿体条件下无底柱分段崩落法的矿山普遍存在矿石损失和贫化严重等突出问题。针对尖山矿区矿石损失贫化情况,运用相似模拟实验进行研究分析,研究表明,无底柱分段崩落法在放矿过程中放出体在矿石散体中所占体积很小,当矿体倾角不足时,下盘斜壁会大大缩短顶部废石在放矿过程中到达放出口的时间,当放出矿量不多时就有废石混入,从而造成了矿石贫化。     

谦比西铜矿缓倾斜中厚破碎矿体分流出矿技术

缓倾斜中厚破碎矿体作为一种难采矿体,多年以来长期困扰采矿工程技术人员;而无底柱分段崩落法以其安全、高效和适应性强的优点,可以较好地适应该类型矿体的开采。但无底柱分段崩落法存在的下盘损失和贫化大问题,一直影响该采矿方法的应用效果。为解决该问题,以谦比希铜矿缓倾斜中厚破碎矿体开采为工程背景,依据随机介质放矿理论的放矿口分流效应,提出了双进路分流出矿技术方案。为了验证该方案的可行性,首先在实验室建立了放矿模型,根据进路的出矿顺序不同,设计了3种出矿方案。由实验结果可知：先从距离矿体较远的进路出矿,回采指标较好。基于实验室实验结果,在谦比希铜矿主采区西区408 m水平分段5#采场进行了工业试验,将回采率提高了9.34个百分点,贫化率降低了0.36个百分点,试验效果显著。     

倾斜矿体分段崩落法高强度开采的下盘损失控制方法

针对倾斜矿体分段崩落法加大采场结构参数与下盘矿石损失增大的矛盾,分析了崩落矿石的视在放出角随放矿条件而变化的定量关系,揭示了崩落矿石有无废石覆盖的放出条件与出矿口位置对下盘残留角的影响,提出下盘崩落矿石无覆岩时空场下放矿、有覆岩时开掘斜堑沟回采的工艺技术,扩大了下盘崩落矿石的移动范围,以此来实现增大采场结构参数与控制矿石下盘损失的目标。这一工艺技术在小汪沟铁矿得到实际应用,结果表明,可降低下盘矿石损失8个百分点,并可增大采场开采强度30%以上,由此可提高前期生产能力。     

分段崩落法斜壁放矿损失贫化机理研究

分段崩落法开采中厚倾斜矿体时,实际生产中普遍存在较高的矿石损失与贫化问题。因此,为了提出降低矿石损失贫化的技术措施,结合物理模拟实验和放矿理论分析,对中厚倾斜矿体开采中的矿石损失贫化机理开展了研究。并根据研究结果,主要分析了开采中厚倾斜矿体时崩落矿岩流动规律及回采中废石混入的演变机理;并从放出体理论的角度分析了导致矿石贫化的废石混入的主要原因;最后根据实验和理论分析,从控制矿岩流速方向提出了相应措施。     

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。     

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。     

无底柱分段崩落法矿石损失贫化分析

从无底柱分段崩落法结构参数、放矿方式、多分段放矿和回采边界条件等4个方面分别分析与矿石损失贫化关系，用“自适应”原理解说进路间距在一定范围内变化时损失贫化变化不大的原因以及多分段放矿矿石损失由变化到稳定的关系；分析矿岩混杂层形成、回收和计算及其对矿石回收的影响；得出使用多分段同时回采是缩短无贫化（低贫化）放矿初期影响矿石产量时间的有效措施；倾斜厚矿体使用无贫化（低贫化）放矿与截止品位放矿组合方式可大幅度降低贫化率等。最后提出矿石损失贫化综合分析方法。     

上向分条分层废石充填采矿法试验研究

东大山铁矿倾斜厚矿体主体采矿方法为分段崩落法,分段高度8～10 m,矿石回收率为49.25%～55%,贫化率29.92%～33.37%。研究表明,分段崩落法在该矿应用时存在采切比大、放矿时下盘矿石残留损失大、顶底柱无法回采等一系列问题。针对上述主要问题,提出采用上向分条分层废石充填采矿法。实践表明,新型采矿工艺可将矿石回收率提高到87%左右,贫化率降低到15%左右,有效地延长了矿山服务年限,因而经济效益显著。该工艺对同类矿山有一定的借鉴意义。     

出矿截止品位对放矿效果的影响

出矿截止品位是影响无底柱分段崩落法放矿效果的重要因素之一,为研究放矿效果,以单分段单进路无底柱分段崩落法放矿为研究对象,结合物理模拟试验,进行不同出矿截止品位下的放矿试验,揭示出矿截止品位对放出矿岩量、回收率和贫化率等放矿指标的影响特征.研究发现:在当前分段高度20 m、崩矿步距3 m的条件下,放出矿岩量超过2400 g后,正面废石混入,每放出1000 g矿岩,当次矿石品位下降约6％;放出矿岩量超过5500 g后,当次出矿品位达到75％,此时顶部废石开始混入,每放出1000 g矿岩,当次矿石品位下降约12％,在当前采场结构条件下,出矿截止品位每增加10％,贫化率和回收率分别降低3.2％、4.6％.随着出矿截止品位的增加,矿石量和回收量降低速度逐渐增加,放出废石量和贫化率降低速度逐渐减小;控制出矿截止品位可以改善放矿效果,降低矿石损失及贫化,矿山工作人员可以通过放出矿岩总量判断回采进路内矿石品位是否到达出矿截止品位.     

急倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法采场结构参数研究

针对无底柱分段崩落法开采急倾斜中厚矿体时采场结构参数确定困难问题，基于Bergmark-Roos方程放矿理论，分析了放矿椭球体在采场内的空间排列特征，推导出了放矿的矿石损失率及贫化率理论计算公式。基于矿石损失、贫化率的理论计算公式，用Python语言开发了急倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法采场结构参数优化程序，输入矿体倾角、厚度及矿岩散体流动参数后，该优化程序可自动计算出急倾斜中厚矿体的采场结构参数，有效地解决了采场结构参数确定难题。结合某铁矿的实际情况，采用优化程序计算了采场结构参数，根据计算结果进行PFC^2D数值模拟放矿试验。研究表明：PFC^2D数值模拟与优化程序计算得出的放矿损失贫化指标十分接近，矿石损失率平均误差值为1.82%,贫化率平均误差值为1.17%。此外，优化程序计算的开采参数下放矿指标都低于15%,放矿效果较好，能够为无底柱分段崩落法采场结构参数设计提供指导。