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。     

iOreDraw放矿管理系统在普朗铜矿放矿计划编制中的应用

自然崩落法是一种大规模、低成本和高技术含量的采矿方法,其特点是崩落矿石和覆岩直接接触,在覆岩下出矿,因而回采矿石的贫化及损失较大。若放矿管理不当,将造成矿产资源的浪费和矿山企业经济效益下降,直接与崩落采矿法应用成败相关联。在利用iOreDraw软件方案设计提供的基础数据基础上,综合考虑矿山的计划需求矿量,放矿要求,构建放矿计划的混合整数规划模型,保证出矿品位均衡且矿石损失贫化小,运用iOreDraw放矿管理系统进行放矿计划编制和计划管理,为矿山实际生产和管理提供指导。     

计算机模拟与预测的分段崩落法自动化设计,计划与管理方法

作者编制了一种计算机软件，可以模拟端部放矿分段崩落法的放矿过程和预测各种条件下的损失贫化数据，并且认为：菱形工作面优于六边形工作面，提出了损失贫化指标与各种矿山地质因素和技术因素之间的关系式和优化损失贫化与分段崩落法参数的准则。     

计算机模拟与预测的分段崩落法自动化设计、计划与管理方法

作者编制了一种计算机软件，可以模拟端部放矿分段崩落法的放矿过程和预测各种条件下的损失贫化数据，并且认为：菱形工作面优于六边形工作面，提出了损失贫化指标与各种矿山地质因素和技术因素之间的关系式和优化损失贫化与分段崩落法参数的准则。     

基于PFC3D对无底柱分段崩落法结构参数优化研究

为了减少矿山企业的采矿成本,提高矿山的经济效益,对无底柱分段崩落法的结构参数、多分段放矿等方面进行研究,分析与矿石的回收率和贫化率的关系。探讨以大间距结构参数为理论基础,结合矿山的实际放矿参数,确定正交试验因素,采用室内多分段放矿模型,分别对低贫化放矿和矿山现行截止品位放矿进行了试验,分别分析放矿结构参数与矿石回收率和贫化率的关系。采用计算机PFC~(3D)软件模拟低贫化放矿,将模拟所得数据采用回贫差因素分析方法进行分析,利用ORIGIN软件采用响应面法拟合函数分析回贫差和结构参数的关系,最后分析矿石回贫差与无底柱分段崩落法各结构参数的关系,结果表明提出的该矿山的无底柱分段崩落法结构参数为最优值。     

限制性空间内无底柱分段崩落法组合式放矿方案及实验研究

以金川龙首矿西二区上部中段由下向分层胶结充填法转无底柱分段崩落法开采为例,研究了限制性空间内无底柱分段崩落法采场各分段的矿石回采和回收特点,构建了一种以分段为放矿控制单元的组合式放矿方案：第一、二分段采用总量控制方式出矿以确保顶板安全冒落形成覆盖层;第三分段采用低贫化方式出矿以避免无效贫化,实现矿石的高质量回收;第四分段采用正常回采进路低贫化放矿+辅助回收进路截止品位放矿以实现矿石的充分、有效回收。设计并开展了3种不同放矿方案的物理实验,结果表明,本文设计的组合式放矿方案在限制性空间实现崩落法安全高效开采和损失贫化控制方面具有显著优势,可使矿山整体开采经济效益处于较优水平,为后期工程实践提供科学的理论和技术指导。     

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。     

尖山铁矿无底柱分段崩落法结构参数研究

通过放矿理论计算式归纳和室内放矿试验综合研究,得到尖山铁矿无底柱分段崩落法合理的结构参数,为确保矿山生产能力、降低损失贫化和减小采切比奠定了基础,同时为初步设计及施工图提供了依据。     

无底柱分段崩落法放矿的数值模拟及模拟程序

无底柱分段崩落法放矿的研究中,大都使用模型实验方法,分析研究矿石损失贫化与结构参数等的数值关系。模型实验法有两个难处:第一,必须用立体模型进行实验,实验准备及实验的工作量很大;第二,难于给出崩落矿岩移动过程,亦即不能给出矿石损失贫化过程,只能给出结果——损失贫化值。我们在研究无底柱分段崩落法放矿时崩落矿岩移动规律的基础上,推导出崩落矿岩的移动方程,并以此为数学模型,建立了数值模拟放矿理论体系,用以模拟放矿过程。数值模拟放矿不仅可以用来预测矿石损失贫化值,完成模型实验的功能,同时还可以揭示     

无底柱分段崩落法损失贫化研究现状及改进措施探讨

无底柱分段崩落法生产安全性高、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。介绍了目前无底柱分段崩落法法损失贫化控制中采场结构、回采巷道参数布置、边界矿量回采、覆盖层结构与放矿生产管理4个方面的研究现状,系统分析了仍存在的问题,并提出控制无底柱分段崩落法损失贫化指标的方向,对矿山进一步控制损失贫化指标具有理论指导意义。     

无底柱分段崩落法损失贫化细部控制方法研究

无底柱分段崩落法以其安全、有效、适应性强等优点被国内外金属矿山广泛使用;但矿石损失贫化大的问题多年一直未得到解决。针对这一问题,研究了回采过程中矿石损失贫化的发生过程与细部控制方法,分析了分段之间进路非菱形布置、出矿口眉线破坏、爆破隔墙、大块堵塞出矿口一侧等常见现象对放出体形态的影响,探讨由此引起的对崩落矿岩散体几何形态吻合度的降低程度,发现正是这些常见现象制约了崩落矿石的移动范围与总体放出速度,加大了崩落矿石的残留量与放出矿石的混岩量,导致矿石损失贫化居高不下。据此提出了加密回收进路、改进采场结构、控制炮孔不装药长度保护眉线、及时处理堵口大块和保障整条进路菱形布置的细部控制方法。该方法用于邯郸市北洺河铁矿与灯塔市小汪沟铁矿,取得显著成效。     

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。     

镜铁山矿无底柱分段崩落法放矿方法的实践

结合镜铁山矿桦树沟矿区应用截止品位放矿和无（低）贫化放矿工艺存在的问题，分析了截止品位放矿、无（低）贫化放矿的缺陷。总结提出了截止品位和出矿总量控制相结合的放矿方法，经过6年的实践证明，矿石出矿品位稳定，回采率得以大幅度提高，可供同类矿山借鉴参考。     

无底柱分段崩落法不贫化放矿理论基础（续一）

对现行截止品位放矿方式进行分析，提出了现行放矿方式存在的问题，这些问题造成无底柱分段崩落法放矿的矿石贫化大。论述了不贫化放矿原理和理论依据，根据实验结果分析了多分段放矿的矿石损失贫化过程。     

杏山铁矿露天转地下覆盖层形成方法

以杏山铁矿为研究背景,结合矿山实际情况,基于随机介质放矿理论的覆盖层结构优化理论与露天转地下覆盖层回填自然分级理论,确定了杏山铁矿能满足防损失贫化、防冲击地压、阻滞水作用、减少漏风防寒保暖,可形成挤压爆破和端部放矿条件等安全功能的覆盖层厚度为45 m,形成方法为高台阶一次翻卸,并制定了详细的方案与技术保障措施。取得以下主要结论:①杏山铁矿覆盖层分整体下移层和流动层2层铺设,流动层回填废石粒度不小于20 mm,100 mm以上的粒度含量不小于40%,厚度不小于20 m。②整体下移层回填废石小于5 mm与大于5 mm的粗颗粒比例为3∶7,厚度不小于25 m。杏山铁矿实施覆盖层后的井下漏风率、矿石贫化率、井下泥石流和渗漏时间等指标评价数据良好,对类似矿山有指导借鉴意义。     

无底柱分段崩落法低贫化放矿数值模拟

分析了无底柱分段崩落法现行截止品位放矿的缺点,提出了低贫化放矿管理方法。与前者相比,该方法的特点是以一个回采区域为统计目标,上部回采时有意识的预留矿石,最后在最低水平集中出矿,从而减少矿石贫化过程。该方法在确保总回收率不降低的条件下,可以显著减少矿石的贫化率。以某金矿为例,拟定了8种低贫化放矿方案,通过离散元数值模拟,以回贫差作为优劣指标,对各方案进行了比较,最终确定了上面两个分段采用20%的矿石贫化率放矿,底下分段采用0.5 g/t的截止品位出矿时,回采指标最优。     

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。     

无底柱分段崩落法不贫化放矿理论基础（续二）

根据不贫化放矿理论，结合生产矿山条件，出了生产矿山施行不贫化放矿的具体方法，主要有矿石数量过渡与质量过渡方法、改变截止品位的确定方法和若干分段组和矿的方法。     

崩落矿岩散体移动密度场及速度场

研究散体移动密度和速度场是放矿理论的重要内容之一，本文基于随机介质放矿理论提出了膨胀散体移动密度函数和等密度体方程、移动速度函数，并对移动场进行了分析。     

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。