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。     

无底柱分段崩落法大间距结构参数研究

从理论上入手分析了无底柱分段崩落法结构参数的演变过程，分析了大间距结构下爆破堆积和矿石脊部残留结合体与放出体的吻合关系，论证了大间距结构参数的合理性，并通过实验和实践进行了验证。也验证了这种能够大量减少采准工程量、降低采矿成本、提高设备利用率和采矿强度的大间距结构参数的无底柱分段崩落法必然是无底柱分段崩落法的发展方向。     

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。     

四方金矿矿石流动规律和矿块结构参数优化研究

针对四方金矿无底柱分段崩落法17m分段过高导致悬顶的问题,提出12.5m的低分段方案。通过端部放矿相似物理实验,结合椭球体放矿理论和数学回归分析,测定了反映四方金矿矿石流动规律的移动边界系数和移动迹线指数,分段高度为12.5m时,矿石放出体a轴长12.5m,b轴长4.0m,c轴长4.5m。在此基础上,根据矿石放出体大间距排列理论确定最佳进路间距为14m,根据放出体为前倾扁椭球体缺推导出崩矿步距与矿石回收率、贫化率之间的函数关系,构建回贫差计算模型,以回贫差评价矿石回收效果,确定最佳崩矿步距为3.1~3.3m。研究结果为矿山优化结构参数、避免悬顶事故提供了依据。     

某铁矿矿岩中含水量对放出体形态影响的试验研究

合理的采场结构参数和放矿管理可以取得较好的矿石贫损指标,矿岩放出体形态对采场结构参数优化调整及放矿管理尤为重要。为研究某铁矿矿岩中含水量与放出体形态的关系,在不同含水量条件下（含水量ω分别为0、4%和6%）,对取自该铁矿井下采场的矿岩材料进行了单体放矿物理相似模拟试验。结果表明：①沿进路方向,矿岩中含水量对放出体形态的影响较小,但随着含水量的增加,顶部矿石在放出矿石量中占比越来越大;②在垂直进路方向,当矿岩中不含水时,放出体形态接近椭圆,矿石放出效果好;ω=4%时,放出体下部偏“瘦”,表明侧面矿石放出困难;ω=6%时,放矿过程中多次出现矿石成拱堵塞现象,导致放出体形态异常;③降低矿岩散体中的含水量有利于无底柱分段崩落法爆堆中矿岩散体连续、顺利放出。     

融冠矿业崩落法放矿试验优化采场进路参数研究

为研究适合于融冠矿业无底柱分段崩落法的进路口尺寸,验证优化增加进路间距后扩大进路尺寸宽度是否具有科学依据,开展了放矿试验优化采场进路参数的研究。放矿单体试验得出了不同放出高度下放矿椭球体的发育形态。将单体试验绘制出的椭球体按照目前井下采用的不同采场结构参数组合进行排列,结果表明：分段高度为12 m时,进路间距取15 m,进路口宽度取6 m是一种较为合理的采场结构参数组合。自962 m分段水平以下,矿山增大进路间距值至15m。通过立体试验数据分析表明：进路间距值增至15 m,需同时将进路宽度扩大至6 m,以实现放出椭球体两两相切,使得贫化和损失较小。     

无底柱分段崩落法最佳结构参数的确定方法

由于无底柱分段崩落法结构参数一直采用经验方法确定，很难保证结构参数最佳。本文分析了放出体和矿石堆体的形态及其影响因素。在此基础上提出了最佳结构参数的标准即：纯矿石放出量最大和纯矿石回收率最高，据此提出了最佳结构参数的确定方法，并以鲁中矿山公司小官庄铁矿为例计算了该矿最佳结构参数的理论值。     

评马拉霍夫的放矿理论

<正> 马拉霍夫在五十年代初期,写出《崩落矿块的放矿》建立了放矿椭球体理论体系。特别是在运用该理论说明矿石损失贫化过程以及确定崩落采矿法合理结构参数等方面进行了大量工作。迄今该书仍是崩落法放矿方面的一本较好的参考书。马拉霍夫放矿理论的基本点是:1.放出体是旋转椭球体,矿石放出时以椭球体形式移动;2.在移动带内存在表面垂直下降速度相同的等速体,其形状也是椭球体,并且在     

无底柱分段崩落法大间距结构参数的研究与实践

分析了无底柱分段崩落法大间距结构参数间的关系，提出了无底柱分段崩落法放出体的空间排列形式，建立了数学模型，进行了实验室实验和工业试验，确定了分段高度、进路间距取值条件和大间距条件下合理崩矿步距的取值范围。通过实践验证了大间距结构参数开采能够大量减少采准工程量、降低采矿成本、提高设备利用率和采矿强度，是无底柱分段崩落法的发展方向。     

大间距集中化无底柱采矿新工艺研究的进展

传统的无底柱分段崩落采矿法放矿理论认为放出体的形态近似于椭球体，长短轴之比为2—3，其分段高度应该大于进路间距，但在采矿实践中，加大分段高度存在工艺技术困难。大间距集中化无底柱采矿新工艺研究在放矿理论研究方面取得重大突破，采矿结构参数优化的实质就是放出体的空间排列问题，排列的孔隙度最小者为最优，从而为大间距无底柱采矿新工艺提供了理论依据。同时，在大间距开采地压活动规律及控制技术方面，高气压环行潜孔钻机、粉粒状炸药装药车等配套设备方面有重大进展。     

基于离散元的端部放矿矿岩运移规律研究

崩落法端部放矿矿岩直接接触,顶部、正面、侧面等多方面覆盖岩废石的混入是造成矿石贫化的主要原因,为了研究无底柱分段崩落法放矿过程中废石混入过程,对矿岩颗粒间的受力进行分析,基于离散元理论构建放矿数值模型,将模拟结果与现场实际放矿指标进行对比分析,验证了数值模拟的可靠性,模拟结果表明：矿石回采率达到85%时,总混岩率29.70%,其中正面废石占比92%,混入量最大；两侧废石混入占比7.4%,混入量次之；顶部废石混入0.86%,混入最少。矿岩放出体呈现出“上宽下窄”对称椭球体缺,放出体高度随放矿时间增大呈幂函数关系增大。放矿过程中,逐渐形成较为稳定的速度场及力场,矿岩颗粒发生运移和旋转,并伴随着力链不断的断裂与重组,在放矿口上方形成拱形放矿松动体。     

截止品位与放矿总量控制相结合的放矿方式在桦树沟矿区的应用实践

根据桦树沟矿区无底柱分段崩落采矿法放矿方式存在的问题, 提出了截止品位与放矿总量控制相结合的新的放矿方式。生产实践表明, 截止品位与放矿总量控制相结合放矿有效稳定了采出矿石品位, 提高了回采率, 延长了矿山服务年限, 创造了可观的经济效益和社会效益, 可为同类矿山放矿管理提供借鉴作用。     

无底柱分段崩落法崩落体形态的研究现状与展望

无底柱分段崩落法的最显著缺点是损失贫化大,主要由覆盖岩层下放矿引起。崩落体是放矿的对象,充分认识崩落体的形态对降低矿石损失贫化有着重要意义。在分析崩落体形态影响因素的基础上,从崩落体形态的试验研究、崩落体形态对放矿效果的影响等方面总结和探讨了其研究现状。崩落体形态受爆破参数、矿体及覆岩性质、松动体、放出体、残留体、采场结构参数与放矿工艺等的影响。目前,现场准确实测是崩落体形态研究的难点,物理模拟、数值模拟是崩落体形态研究的主要手段,寻求合适的爆破替代手段是提高物理模拟与生产实际相似性的关键。崩落体几何形状、块度组成、崩落体陷落区等均对放矿效果产生影响,应将回采过程看成一个有机整体,进一步定量研究放出体、松动体、崩落体三者之间的关系机理,从而获得最佳的放矿效果。     

桦树沟矿区无底柱崩落采矿参数优化研究

目前桦树沟矿区无底柱崩落采矿过程中,按现在的崩落步距,矿石放出不充分,端部损失大;中深孔爆破炸药分布不均匀,爆破后矿石块矿率较低。通过采矿参数优化在不增加回采成本的情况下,可减少采场二次爆破,提高矿石块矿率,有利于采矿与选矿生产;同时,崩矿步距减小后,使其与出矿设备的铲装深度相匹配,减少超前贫化和端部损失,改善矿石的流动性,有利于提高矿石回采率。     

放矿中黄土覆盖层运动规律的模型试验

采用模型试验方法 ,模拟大冶铁矿铁门坎东采区无底柱分段崩落法回采的出矿过程 ,通过定量和直观对比分析不同的方案 ,分析矿石块度、湿度对黄土混入、矿石放出的影响。结果表明 ,爆破块度对矿石回收率和黄土层的下降速率有很大影响 ,湿度大不利于出矿和出土。应集中出土 ,并加强下水平脊部矿石回收。爆破崩落矿石的块度应适中。矿区开采应安排在旱季 ,为避免黄土形成泥石流涌入巷道 ,雨季来临应停止生产 ,并崩矿封堵出矿口。     

漓渚铁矿矿块崩落法放矿计算机控制与管理

根据矿块崩落法的放矿特点,运用微机进行月放矿计划编制、日和月放矿指令的发布以及日、周、月以及总的放矿资料统计。此方法成功地应用于漓渚铁矿不稳固矿体中的放矿管理,使矿块视在矿石回收率达到100％,矿石贫化率低于20％;使矿山放管理智能化、自动化,使矿山生产更加科学化。     

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。     

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。     

无底柱分段崩落法开采缓倾斜矿体底盘切岩研究

基于放出体形状,本文首次提出双椭球体放出体理论,并推导了切岩回采缓倾斜矿体下盘三角带矿体放出矿岩量的理论计算公式,并以回贫差为目标函数,确定每次放矿的最优步距。基于不亏本原则,确定回采下盘三角矿体的最合理切岩高度和后退距离。     

大结构参数无底柱分段崩落法在缓倾斜中厚矿体中的应用

随着无底柱分段崩落法在缓倾斜矿体应用条件的不断扩大,目前生产矿山中出现了加大采矿方法结构参数的趋势。对大结构参数无底柱分段崩落法在缓倾斜中厚矿体中应用的可行性进行了实验及理论研究。研究表明,在缓倾斜中厚矿体条件下,下盘残留矿量的回收是关键。而且在矿体的赋存条件一定的情况下,随着结构参数的加大,将使下盘范围内的残留矿量占分段回采矿量的比例显著增加。但只要下盘退采充分,即便是大结构参数的无底柱分段崩落法,其矿石也能得到比较充分的回收,大结构参数方案仍具有可行性。