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。     

急倾斜薄矿脉崩落法开采矿岩散体流动规律研究

针对急倾斜薄矿脉破碎矿体的开采技术条件，采用无底柱分段崩落法开采工艺，利用崩落矿岩散体充填采空区，可有效减缓上下盘围岩的垮落，保证作业人员安全，但覆岩下放矿又带来了矿石损失贫化的新问题。为此，本文采用室内相似物理模型试验，开展倾斜边壁窄小空间条件下的矿岩散体流动规律研究。试验结果表明：受倾斜边壁影响，放矿过程中矿岩散体的流轴迅速向矿体上盘边壁靠近，放出体发生变异，随着累计放出矿量的增加，放出体呈“侵入状”沿上盘倾斜边壁发展，得到了放出体宽度和放出体高度与累计放出矿量的关系。依据放出体的形态特征，将倾斜边壁窄小空间条件下放矿过程中的散体移动区域划分为放矿口控制区、过渡区和倾斜边壁控制区三个典型区域，由试验得到放矿口控制区范围为Z＜10cm，过渡区范围为10cm≤Z＜32cm，倾斜边壁控制区范围为Z≥32cm，且无底柱分段崩落法的分段高度不易超过过渡区范围。     

沿脉进路无底分段崩落法的进路参数研究

分析了无底柱分段崩落法回采工作面放矿口尺寸对矿岩散体移动规律的影响，并根据椭球体放矿理论和随机介质放矿理论，得出了增大出矿口尺寸和全断面均匀放矿可改善矿石散体的移动条件进而增大矿石放出量的结论。将此结论应用到厚度中等及以下、倾角较大、下盘围岩不稳固矿体的无底柱分段崩落法开采实践中，其放矿效果明显改善，极大地提高了矿石回收率。     

不同端壁倾角对放矿指标的影响研究

无底柱分段崩落法开采损失贫化率较大,且较难控制。本文采用PFC颗粒流软件模拟不同的端壁倾角放矿,通过模拟分析,统计矿石回收指标和放出体形态,得出矿岩流动规律,为实际放矿控制提供理论指导。     

端部放矿规律的探讨

无底柱分段崩落采矿法崩落的矿石是在崩落围岩覆盖下放出的。因此,认识松散矿岩在放矿过程中的流动规律,并在生产中采取相应措施去运用这些规律,是降低这种采矿方法损失贫化的关键。国内外已经进行了不少放矿规律的研究。     

无底柱分段崩落法采场结构参数确定方法研究

基于放矿随机介质理论,分析了直立端壁条件下矿岩散体速度场的空间分布形式及散体场内各处颗粒的移动状态,指出散场移动场内存在明显的有效移动带.矿岩散体的移动速度决定其放出时间,速度大的颗粒放出时间早,处于有效移动带内的崩落矿石散体放出比较容易,而处于有效移动带以外的散体因速度小不易放出,若继续放出则需以大贫化为代价.由此提出根据崩落矿岩散体有效移动带设计采场结构参数,给出了无底柱分段崩落法采场结构参数的近似计算公式,实践证明,近似计算结果是合理的.     

急倾斜薄矿脉无底柱分段崩落法结构参数优化

以金厂沟梁金矿18#矿体急倾斜薄矿脉为依托,利用物理仿真实验,测得倾斜边壁条件下,单漏口端部放矿放出体同时受到上下盘边壁和端壁的切割,放出体形态不规则且向端壁前倾和上盘偏斜;矿岩接触面形成的放出漏斗除受下盘边壁稍加切割外,整体呈现标准漏斗的1/4;废石在散体流动过程中主要沿上盘和端壁混入且下盘损失矿量较大。考虑改善散体的流动性能及降低矿石的损失贫化,设计了最佳出矿进路的布设位置,即应沿走向外壁紧挨下盘脉内布置,且尽量使出矿设备贴近矿体下盘出矿。基于揭示的散体流动规律,可将散体的流动在高度方向上分为自由降落区、过渡区和倾斜边壁控制区3个区段。遵循分段高度应控制在过渡区内的原则,结合现场凿岩设备的配套水平,确定了实际对应的最优分段高度应为12~14 m。最后应用数值模拟方法优化并得到了6 m是脉外运输巷道最小安全距离。该研究为急倾斜薄矿脉以及类似矿体的安全、高效开采提供了技术支撑。     

无底柱分段崩落法放矿规律的PFC~(2D)模拟仿真

利用基于颗粒流的离散元方法,对无底柱分段崩落法覆岩下放矿的崩落矿岩移动规律以及矿石损失贫化过程进行了数值仿真。以矿石回收率和废石混入率为检测指标,对比分析平面放矿和立面放矿2个不同的放矿方案的优劣。研究发现,在相同的放矿条件下,平面放矿方案比立面放矿方案更加合理。在同一放矿模型中,通过对比5种不同摩擦性质颗粒在立面放矿方案下的放出体形态,发现在结构参数和放矿方案既定的情况下,矿岩散体内摩擦角会影响放矿效果:颗粒间摩擦系数越大,放出椭球体的偏心率越大。     

崩落采矿法矿石损失形态圈绘和数量计算

一、崩落采矿法放矿时矿石残留的基本形式崩落采矿法放矿时,矿石一般是经过底部放矿口放出的,由于放矿口之间有一定距离,那么在放矿口之间不可避免的残留一部份矿石,称为脊部残留。如有底柱崩落法底柱出矿口之间的残留(图1a)以及无底柱分段崩落     

无底柱分段崩落法矿石贫化原因分析

无底柱分段崩落法矿石贫化大,一直是个难以解决的问题。为了彻底分析无底柱分段崩落法发生矿石贫化的原因,本文首先根据随机介质端部放矿理论,分析了在端部放矿条件下,崩落矿岩散体的放出过程和贫化控制方式;其次,通过对国内外几个矿山现场出矿品位的取样标定,发现在崩落法爆破过程中,便发生了矿岩参杂现象。通过相似材料模型试验,对端部挤压爆破条件下引起矿岩参杂的过程及原因进行了进一步的分析。通过上述研究,本文认为,无底柱分段崩落法主要有两个发生矿岩掺杂的过程：一是扇形中深孔端部挤压爆破过程中发生的矿岩掺杂;二是放矿过程中发生的矿岩掺杂,这两个过程也正是造成无底柱分段崩落法矿石贫化的原因。因此,要降低无底柱分段崩落法矿石贫化率,就必须优化扇形中深孔爆破参数,并选取合理的放矿方式。     

导流放矿技术在谦比希铜矿的应用

赞比亚谦比希铜矿主采区Ⅴ盘区为倾斜中厚矿体,矿岩中等稳固,应用无底柱分段崩落法开采,生产中出现的矿石损失贫化较大问题,多年来一直末得到很好解决.本文从研究倾斜壁边界条件下废石漏斗的形成过程入手,查明了覆盖层废石沿上盘边壁快速到达出矿口,是导致下盘残留体过大的直接原因.由此提出导流放矿技术措施,即在采场顶部预留上盘三角矿柱,只在下盘侧与上分段采场崩透,形成导流口,将散体重力流在放矿初期引向采场的下盘侧,以此减缓顶部废石的下移速度,该措施在谦比希实施后,试验采场的矿石损失贫化率约降低6个百分点,取得了良好的技术经济效果.     

端部放矿随机介质理论方程

端部放矿理论研究是放矿理论研究的重心.应用随机介质理论,基于散体随机移动与移动概率分布的一致性关系,且考虑散体二次松散的影响,建立了端部放矿时矿岩散体移动概率密度方程、颗粒移动迹线方程、速度场方程、移动漏斗方程、放出体方程,比较全面地考虑了采场放矿边界因素与散体流动参数对移动规律的影响.各方程中相应参数的物理意义较为明确,并且与模拟放矿实验结果符合良好,对无底柱分段崩落法采场设计和放矿控制具有指导意义.     

我国无底柱分段崩落法结构参数优化研究进展与方向

无底柱分段崩落采矿法具有结构简单、安全、高效和低成本的突出优点,但覆盖岩下端部放矿的特征却引发了矿石损失贫化大这一世界性技术难题。围绕该采矿方法分段高度、进路间距和崩矿步距三大结构参数,系统归纳和分析了我国应用该采矿方法过程中三大结构参数及其优化研究的发展,总结了采矿方法结构参数优化研究过程中存在的问题。在此基础上,提出今后无底柱分段崩落法采场结构参数优化应在遵循系统性、协同性和最优性三大原则的前提下,聚焦于:①从整体与系统的角度,分析研究崩落体、放出体和松动体之间内在相互关系与相互影响,使各种影响因素的特性达到最佳匹配,促进放矿效果的改善;②以出矿量最大化、矿石损失贫化最小为评判标准,研究非结构参数对结构参数的影响,在理清影响结构参数关键因素的基础上,进一步研究各采矿方法结构参数对出矿效果的影响规律;③研发测定崩落矿岩流动参数的相应仪器和技术手段,实现矿岩散体流动参数的现场测定,获得符合实际的崩落矿岩散体移动规律;④实现无轨出矿设备与采矿方法结构参数的最佳匹配,进一步提高采矿生产效率,降低采矿生产成本,是无底柱分段崩落采矿方法研究的重要方向之一。     

基于PFC（2D）的采场覆盖层厚度研究

无底柱分段崩落法的回采工作必须在覆盖岩石下放矿,崩落矿石和覆盖层废石直接接触,矿石在覆盖层废石的包围下从放矿口放出,矿石的贫化率及损失率较大且较难控制,因此,研究合理的覆盖层厚度对矿山生产具有重要意义。某铁矿采用无底柱分段崩落法,应用椭球体放矿理论和PFC2D数值模拟两种手段对其覆盖层厚度进行分析研究,从而确定出适合于...     

倾斜中厚矿体下盘残留体采场结构参数正交试验模拟及敏感性分析

采场结构参数对下盘残留体的影响是无底柱分段崩落法能否在倾斜中厚矿体开采时取得较好的回收指标需要研究的关键问题。以矿体倾角、分段高度、矿体厚度为因素,进行3因素4水平正交方案设计,用PFC2D模拟不同方案的残留体形态和放出的矿岩量指标,计算废石体积混入率和纯矿石体积回收率,并进行直观分析。结果表明,矿体倾角和分段高度对倾斜中厚矿体崩落法的回收指标影响最为显著,矿体厚度影响最小。     

无底柱分段崩落采矿法端部放矿放出体体积计算的探讨

为了降低无底柱分段崩落采矿法的损失贫化指标,必须摸清在复岩下放矿时矿岩的流动规律,其中最主要的问题就是必须摸清放出体的体形。只有对它有了全面的了解,弄清矿石及废石在放出体内所占的不同的空间位置之后,才能有目的地改变放矿结构参数,使之矿石及废石在放出体内占据适当的位置,以适应放矿规律,从而降低损失贫化指标。为此我们进     

祁雨沟金矿无底柱分段崩落法放矿过程中品位及块度动态变化研究

放矿是无底柱分段崩落法的核心工序,影响放矿管理工作的现场因素主要有放出矿石的品位和块度,品位和块度的动态变化直接决定着开采的经济指标。目前国内采用无底柱分段崩落法的黄金矿山稀少,几乎未见黄金矿山相关放矿品位及块度研究工作。为优化祁雨沟金矿井下放矿工作,对放矿过程中金矿石品位和块度展开跟踪研究,根据该动态变化规律,制定合理的截止放矿管理制度。研究结果对于同类矿山放矿管理工作具有重要意义。     

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。     

弓长岭井下矿大断面放矿参数研究

为提高弓长岭井下矿开采的技术经济指标，结合弓长岭井下铁矿下盘围岩极不稳定的实际，对采用无底柱分段崩落法脉内沿脉布置采矿进路，采矿进路的不同断面、不同位置布置进行了实验室放矿模拟，提出了无底柱分段崩落法在下盘围岩不稳定的矿体中，出矿进路无法靠近下盘布置时，沿脉布置采矿进路的大断面放矿方案，该方案可使该矿矿石总回收率提高14.44个百分点。     

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。