镜铁山矿桦树沟V矿体低贫化放矿试验研究

酒钢镜铁山矿在其桦树沟矿区V矿体实行低贫化组合放矿方式试验。为预测低贫化放矿矿石的回收效果并指导矿山现场试验,对V矿体低贫化组合放矿方式的可行性进行了物理模型试验研究。研究表明,在V矿体进行低贫化放矿,其矿石回收率可以满足矿山现行回收指标的要求,但2 940分段采用定量放矿的放矿方式,可能造成了大量崩落矿石滞留在采场不能及时回收而且形成矿岩混杂层,并且整体岩石混入率高于矿山设计要求8%。因此,需要对目前的低贫化组合放矿方案进行必要改进,改善矿石回收效果,实现试验目标。     

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。     

某矿山无底柱分段崩落法最末分段放矿试验研究

某矿山I矿体将原有的充填采矿法更改为无底柱分段崩落法并在上部分段采用低贫化放矿,对于最末分段的放矿方式初步考虑了常规回采进路低贫化放矿+辅助回采进路截止品位放矿、常规回采进路与辅助回采进路均采用截止品位放矿2种放矿方案。为比较2种放矿方案整体的矿石回收效果,对2种放矿方案进行了放矿物理模拟试验研究,并分析对比了2种放矿方案的矿石回收指标。试验结果表明:在相同的矿石回收与放矿条件下,2种放矿方案都具有较好的矿石回收效果,表明2种方案都是可行、有效的。但常规回采进路与辅助回采进路均采用截止品位放矿方案矿石回收指标更优,因此建议在矿山推广这种方案。     

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。     

无底柱分段崩落法不同回采顺序对放矿效果的影响

为探究无底柱分段崩落法回采顺序对放矿效果的影响，建立了无底柱分段崩落法多分段相似性物理试验模型，对比研究了单回采进路放矿和双回采进路放矿对贫化率和无贫出矿效果的影响；同时建立离散元数值模拟单分段模型，对比出矿效果。研究发现：回采过程中，单进路回采方式矿石相比双进路回采方式提前出现矿石贫化现象；上一分段脊部残留矿石整体均呈现为三角形，两种方式回采脊部残留矿石无明显差异；采用单回采进路出矿方式或双回采进路出矿方式的矿石贫化率及纯矿石回采量总体变化情况一致，但双回采进路出矿方式贫化率及纯矿回采量在物理试验中效果优于单回采进路出矿，单进路回采出矿量约为双进路出矿量的92.83%。进一步研究表明：双进路回采方式纯矿石回采量多，矿岩接触面曲线下降变化慢，矿岩接触面形变晚，且损失率小于单进路出矿，能够有效增加出矿量。     

基于PFC~(2D)的某金矿低贫化放矿数值模拟实验

某金矿采用无底柱分段崩落法回采,堑沟进路结构出矿。随着开采深度的逐渐增加,矿石品位降低,矿岩愈发破碎,稳固性较差,导致矿石回采率降低,贫化率增大。为优化放矿结构参数,提高矿石回收率,利用PFC~(2D)数值模拟软件对出矿进路间距为6,7,8,9 m时低贫化放矿过程进行数值模拟实验。通过侧面放矿和不同进路间距正面放矿数值模拟,得到零贫化和低贫化时的贫化损失率。实验结果表明,放矿截止品位在30%时,最佳出矿进路间距为7 m;堑沟结构放矿时,60°以上倾角适合自溜出矿;厚大矿体开采时,低贫化放矿模式可有效提高矿石回收率。结果为矿山低贫化放矿工作提供了有利的理论指导。     

崩落法进路布置及出矿量优化研究

放矿工作是无底柱分段崩落法的核心工作,其直接决定着最终的矿石回采率及贫化率指标。以河南祁雨沟金矿为工程实例,针对生产中存在的进路布置及出矿量问题,通过单体试验揭示其放矿椭球体形态,同时开展立体放矿对比试验。试验结果表明:进路上下交错布置的回采及贫化综合指标显著优于进路上下对齐布置的指标;同时,出矿量为爆破量100%的回采及贫化指标优于出矿量115%的指标。据此指导矿山生产,在325m以下各分段将上下分段进路呈交错布置,同时严格放矿管理,控制超量出矿。     

某铁矿粉末状矿石回采技术指标优化

某铁矿矿体为热液充填型矿床,矿体较为松软,且部分矿块粉矿较多,矿山采用无底柱分段崩落法,矿石崩落后大部分为粉末状,造成矿石流动性较差,放出困难,损失贫化率较高。为提高资源利用率,通过对该矿山放矿规律的研究,调整进路间距、崩矿步距等参数,同时调整爆破参数,加强出矿管理,提高了矿石回收率,降低了贫化率。     

无底柱分段崩落法放矿参数与矿石回收指标的关系

矿石贫化率取决于放矿参数。本文除了在放矿理论上作出分析外,又进行了多步距多进路多分段放矿立体模型实验,提出当前广为应用的截止品位放矿方式必须以不贫化放矿方式取代之,特别是当回采分段数多时以不(低)贫化放矿方案为最佳。     

进路宽度与边孔角对放矿效果的影响

无底柱分段崩落法广泛应用于国内地下铁矿山,具有 开采效率高、成本低等优势,但矿石损失贫化大。通过多组 进路宽度、边孔角放矿试验,从矿石贫化率、矿石回收率及结 合放出体形态发育特征探究放矿指标变化原因。结果表明: ①随着进路宽度边孔角的增加,矿石回收率随之增大,边孔 角每增加10°,矿石回收率平均增加约3.13个百分点;进路 宽度每增加0.5m,矿石回收率增加约0.82个百分点,当进 路宽度为5.5m、边孔角为55°时,矿石回收率最高;②贫化 率随着边孔角、进路宽度的增加呈先增加后减小的趋势,当 进路宽度为4m,边孔角为25°时贫化率最高,其中进路宽度 对贫化率影响明显;③进路宽度、边孔角越大,放出体形态高 度发育速度减慢,横向轴长发育速度增快,对纵向轴长发育 速度影响不大。放出体形态的变化导致顶部废石量减少,放 出矿岩量增加进而影响放矿指标。     

进路宽度对无底柱分段崩落法放矿效果的影响

无底柱分段崩落采矿法结构参数对其放矿的损失与贫化有着较大的影响,本文采用单分段、单进路的放矿模型,研究了放矿过程中进路宽度对放矿量、回收率和贫化率的影响,分析了放矿效果产生变化的原因。实验发现:(1)随着进路宽度的增加,同一崩矿步距内的放矿量明显增加,进路口眉线处矿岩结拱现象大幅减少;(2)增加进路宽度可显著提高矿岩的流动性,进路宽度每增加0.5m,矿石回收率约提高1.3个百分点;(3)随着进路宽度的增加,矿石产生贫化的时间延迟,贫化率增长速度减小,但最终贫化率呈小幅度增加趋势。研究结果表明:放矿效果发生变化的主要原因一方面是进路宽度的增加提高了滑动微面以内的矿岩总量,因而大幅提高了放出的矿石量;另一方面是在出矿过程中,进路宽度越大,进路内矿岩被重复扰动的区域越小,进而减缓了废石的侵入速度。     

倾斜中厚矿体分段崩落法损失贫化控制技术

探讨了无底柱分段崩落法放矿规律,分析了造成损失贫化的原因。提出了以控制爆破效果、设计合理放矿参数及放矿顺序、利用交叉进路回收残留矿石的综合技术来降低矿石损失贫化指标,现场应用得到了矿石贫化率21.87%,矿石损失率28.02%的较好指标。     

中厚倾斜矿体导流放矿实验研究

为了降低中厚倾斜矿体开采过程中的损失贫化,改革传统的矿岩接触形式,采用新型导流结构将覆岩与爆破矿石隔离。采用正交设计方法确定了9组实验方案,开展了斜壁导流放矿物理模拟实验。实验结果表明,与传统放矿方式相比,新型导流放矿能明显改善矿石损失贫化指标;采用极差分析法分析了矿体厚度、矿体倾角、分段高度三因素对矿石回收率、贫化率、回贫差的敏感性,得知矿体厚度对矿石回收率、贫化率的影响最为显著,分段高度对矿石回贫差的影响最为显著;作出了各因素对放矿指标影响的直观分析图,分析了各因素对放矿指标的影响规律。本研究为中厚倾斜矿体采矿技术经济评价和分段崩落法结构参数优化设计提供了依据。     

无底柱分段崩落法采场下盘残留矿石回采方式研究及应用

当采用无底柱分段崩落法开采倾斜矿体时，下盘部位易产生矿石残留损失。首先，从理论上分析了矿体厚度、矿体倾角以及分段高度、进路间距等因素对下盘残留矿量占比的影响，分析结果表明，下盘残留矿量随矿体厚度及倾角的增大而减小，随分段高度和进路间距的增大而增加。随后，在倾斜中厚矿体条件下分析了下盘切岩退采至不同部位时的下盘残留矿量占比，结果表明，单纯地采用中深孔切岩退采无法实现下盘矿石的充分回采，下盘残留矿量的占比通常会达到分段矿量的10%～15%,甚至更高。为充分回采下盘残留矿石，研究提出了“下盘切岩退采+辅助进路回采下盘残留矿石”的技术方案，并通过物理放矿模拟试验对该方案的有效性进行了验证，试验结果表明，相对于单一的中深孔下盘切岩退采方式，该方案可使矿石回采率提高6.4个百分点，而贫化率仅增加0.4个百分点。最后，将该方案应用于现场生产实际，两条辅助进路共采出残留原矿5680 t,取得了较好的应用效果。     

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。     

镜铁山铁矿低贫化放矿的初步实践

镜铁山铁矿在Ⅱ号矿体进行了低贫化放矿的现场试验。初步实践表明，试验取得了较好的技术经济指标，在矿石回采率基本不变的条件下可大幅度降低岩石混入率，提高出矿品位。低贫化放矿方法已在全矿推广应用，获得了较好的经济效益。     

西石门铁矿缓倾斜破碎矿体崩落法开采损失贫化控制

西石门铁矿北区新探矿体为缓倾斜破碎的厚-中厚矿体,地压显现严重,属于极度难采矿体。矿山采用无底柱分段崩落法开采,受矿体倾角和厚度限制,开采中损失贫化较大。为制定损失贫化控制措施,在研究矿石散体流动规律、矿岩冒落规律和损失贫化发生过程的基础上,根据垂直方向上回采分段数量的差异将矿体划分为不同开采区域,分别制定了损失贫化控制措施。针对3个分段的回采区域,因其贫化会较大,主要制定的贫化控制措施是实行当次废石混入率与单一步距总的放出量2项指标控制的低贫化放矿;针对小于3个分段的回采区域,若矿石被崩入空区,由于下部分段无回收条件,损失会较大,需控制损失,可采用双进路同步距回采的方式,促使矿岩快速冒落形成覆岩下放矿条件,减少崩入空区矿石量;另外总结了回采过程中脊部存留矿石问题的处理措施。这些措施在西石门铁矿北区新探矿体开采过程中得以应用,损失率为16.34%,贫化率为22.51%,效果良好。     

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。     

西石门铁矿缓倾斜破碎矿体崩落法开采损失贫化控制

西石门铁矿北区新探矿体为缓倾斜破碎的厚-中厚矿体，地压显现严重，属于极度难采矿体。矿山采用无底柱分段崩落法开采，受矿体倾角和厚度限制，开采中损失贫化较大。为制定损失贫化控制措施，在研究矿石散体流动规律、矿岩冒落规律和损失贫化发生过程的基础上，根据垂直方向上回采分段数量的差异将矿体划分为不同开采区域，分别制定了损失贫化控制措施。针对3个分段的回采区域，因其贫化会较大，主要制定的贫化控制措施是实行当次废石混入率与单一步距总的放出量2项指标控制的低贫化放矿；针对小于3个分段的回采区域，若矿石被崩入空区，由于下部分段无回收条件，损失会较大，需控制损失，可采用双进路同步距回采的方式，促使矿岩快速冒落形成覆岩下放矿条件，减少崩入空区矿石量；另外总结了回采过程中脊部存留矿石问题的处理措施。这些措施在西石门铁矿北区新探矿体开采过程中得以应用，损失率为16.34%，贫化率为22.51%，效果良好。     

大厂铜坑矿放矿试验研究

为了解决大厂铜坑矿放矿过程中矿石贫化的问题,开展放矿方式的物理试验模拟研究。利用大型物理放矿模型,分别进行平面放矿和斜面放矿两种不同放矿试验,然后以矿石回收率和贫化率为检测指标,对所得结果进行比较。结果表明,在大厂铜坑矿推行斜面放矿方式是可行的,推荐采用斜面放矿方案。