自然崩落采矿法研究及应用

自然崩落法是一种高技术含量的地下开采方法,在国外有较好的应用。为更好推广应用自然崩落采矿法,对自然崩落法进行综合评述,包括自然崩落法适用条件和优缺点,放矿理论、矿岩流动特性、放矿控制、放矿生产计划、放矿管理等方面,以及自然崩落法国内外的应用现状。可以得出:前期放矿理论研究,以矿岩流动概率密度函数和放出体形态为主,对矿岩流动过程中品位的变化考虑不足;放矿计划以均匀放矿为目标,没能实现日出矿品位均衡,放矿管理不能进行放矿反馈控制和主动控制。自然崩落法发展趋势是放矿过程考虑出矿品位均衡,使用数据库管理及系统集成,实现放矿可视化、信息化、智能化。     

自然崩落法放矿控制管理系统开发

针对自然崩落法放矿易产生较大贫化损失的难点,开发出自然崩落法放矿与生产管理控制系统。该系统主要解决自然崩落采矿过程中的出矿计划编制、出矿量控制、出矿品位预测、出矿大块率统计等管理技术问题,实现数据采集自动化、数据处理智能化、指令输出数字化的总体目标。该系统的建立,对矿山高度智能化控制具有实际意义。     

自然崩落采矿法放矿控制要素研究与管理系统开发应用

为保证自然崩落采矿法矿山企业正常生产，实现矿岩自然崩落过程中科学、高效的放矿管理控制。在目前自然崩落采矿法控制要素研究的基础上，利用SQL Server Express数据库、MFC开发框架和VTK可视化工具，使用C++开发语言作为编程语言，开发了具有出矿计划编制、出矿量统计、放矿控制、矿石品位预测、大块率统计等自动化管理功能的自然崩落采矿法放矿控制集成管理系统，在自然崩落法采矿过程中通过该系统应用能够有效的提高放矿控制管理效率，实现高效、自动化的放矿管理。     

无底柱分段崩落法放矿方式计算机模拟研究

概述了无底柱分段崩落法放矿计算机模拟(SLS)系统的特点及功能,分析了无底柱分段崩落法截止品位放矿、无贫化放矿和低贫化放矿的特点和适用条件。利用SLS系统对3种放矿方式进行多分段放矿模拟研究后认为,截止品位放矿的贫化率最大;无贫化放矿与截止品位放矿相比较,在矿石回收率基本相同的情况下,贫化率可大幅度降低,在8％以下,当不能一步到位地施行无贫化放矿时,可采用低贫化放矿,逐渐提高截止品位,从而过渡到无贫化放矿。     

自然崩落法放矿排产品位连续预测模型

简单介绍了自然崩落法的放矿原理,阐述了劳伯斯特品位估值法的原理,针对目前该方法不能计算任意放矿阶段出矿品位的缺点,提出了连续品位预测模型,并采用VB语言和Access数据库技术实现了排产品位预测软件。     

无底柱分段崩落法放矿模型研究及应用

推导了无底柱分段崩落法放矿过程中各放矿指标的定量关系,确定了当次出矿质量系数、出矿品位、矿石回收系数、贫化率与出矿系数的理论模型,通过室内物理模拟实验验证和现场放矿实验的修正,对其适用性进行了分析。该模型描述了无底柱分段崩落法矿山放矿指标的动态关联规律,为生产现场的截止品位控制提供了理论依据。     

自然崩落法漏斗放矿规律三维模拟

为了优选自然崩落法低损贫的放矿方案,引进REBOP软件开展镍矿下盘、上盘及中部多排漏斗放矿规律三维数值模拟及损贫预测。结果表明,3种方案均匀放矿30 d后放矿点上方均形成近70 m的移动单元体及超30m的放矿单元体。矿体下盘、上盘及中部放矿时平均出矿率依次为85.6%、85.4%及85.7%,出矿品位依次为0.56%、0.43%及0.47%。此外,下盘放矿时极限放出矿量及放出矿石品位均优于其他方案,且放矿周期内矿石品位均达到设计品位,故优选为最佳放矿方案。     

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.     

无底柱分段崩落法在四方金矿的放矿规律研究

由于四方金矿品位分布不均匀、矿岩界限不明显及矿岩性质的特殊性,其放矿规律较为复杂。主要采用现场工业试验和理论数据分析的方法,探讨无底柱分段崩落法在四方金矿的放矿规律问题。结果显示纯矿石回收阶段出矿量为设计崩矿量的40%左右;覆盖岩层混入阶段出矿品位波动性较大,这与金矿品位分布不均、泥矿到达采场、上部残留崩落矿石较多有很大关系。同时重点分析了泥矿的形成原因和品位分布特征,认为水和千枚岩相互作用导致进路出现泥矿;下分段泥矿品位高于上分段泥矿品位。该研究成果对四方金矿的放矿管理起到了至关重要的作用。     

放矿图形的程序设计及应用

本文介绍了铜矿峪矿自然崩落法放矿控制的特点及利用计算机来绘制放矿图形的程序,制图的原则、方法。利用图形可以直观地显示每个放出漏斗的担负矿量高度及剩余矿量高度,形象地反映相邻漏斗放矿状态的差异,为放矿管理人员提供形象直观的采场内部状况,以利于技术人员更好地指导放矿控制工作。     

基于Monte Carlo模拟的矿岩块度预测

在确定矿岩可崩性的基础上,根据岩体中节理面的空间分布规律,采用Monte Carlo技术模拟节理系统,对矿岩块度影响因素进行定量分析,利用矿岩块度预测三维模型及软件系统Makeblock,对矿岩块度进行有效预测.将上述方法应用到金川Ⅲ矿区矿岩块度预测中,并对该矿区崩落矿石块度进行综合评价.     

矿岩崩落块度预测的节理面三维模拟技术及其应用

基于传统二维状态下块度预测存在的弊端, 提出以构造面的空间展布规律为基础, 利用Monte Carlo技术模拟节理系统, 采用三维实体切割技术建立块体三维截取模型的矿岩块度预测新模型, 实现了矿岩崩落块度的三维预测, 并开发了相应软件OFP 1.0(Ore Fragments Prediction)。研究成果应用于某特大型斑岩铜矿, 预测结果表明: 该矿山等效尺寸大于1.65 m的块体筛上累积百分比为40%, 大于1.26 m的块体筛上累积百分比为59.85%。根据等效尺寸与块体体积的转换关系, 建议放矿口尺寸设置为5 m×5 m, 此时放矿口堵塞几率较小。研究成果为自然崩落法矿山采矿方法设计和工程中的放矿控制提供了重要依据。     

罗卜岭铜钼矿自然崩落法安全开采方案研究

罗卜岭铜钼矿是紫金山金铜矿的接续生产矿山,该矿床矿体厚大、矿石低品较低,需要进行大规模高效开采,但RQD值较高,给常规自然崩落法开采带来了较大难度。根据矿床地质条件并利用岩芯数据,按Q分级法进行了可崩性分级,建立了Q值的三维空间模型,展示了可崩性的空间变化关系。结合矿体形态提出了自然崩落法的改进方案,即用不同的拉底工程,以适应矿体不同的节理裂隙发育程度,由此控制初始冒落块度,并根据矿体赋存条件,设计了分区开采方案。研究表明:所提出的改进拉底方式的分区开采方案,可有效适应罗卜岭铜钼矿矿体规模大、矿石微节理发育的特性,既可有效控制矿体初始冒落块度,又可满足矿山产量需求,可实现该矿自然崩落法安全开采。     

特厚煤层综放开采地表沉陷预计模型算法改进

近浅埋深特厚煤层综放开采因其一次性采出煤层厚度大,其地表移动变形特殊性较明显,该地质采矿条件下按概率积分法进行地表沉陷预计结果与实际情况有一定程度的偏差。对试验区近浅埋深特厚煤层综放开采条件下的地表移动变形特殊性进行了分析,考虑到厚硬岩层对地表沉陷的控制作用,并基于层状弹性梁板岩层沉陷控制理论和随机介质理论,建立适合近浅埋深特厚煤层综放开采沉陷预计模型。实践应用表明:该沉陷预计模型算法与实测结果吻合程度较好,适合于特厚煤层综放开采地表沉陷预计应用;较好地解决了概率积分法边界收敛迅速、盆地两侧不对称等问题,提高了地表沉陷的预计精度。     

低品位破碎矿体崩落法开采技术改进与应用

崩落法开采低品位矿岩破碎矿体存在的普遍问题是贫化率太高,采出矿石品位太低,直接影响企业经济效益。某铜矿前期采用分段崩落法,因贫化率太高,矿山陷入困境。针对该矿山开采技术条件,开展崩落法开采技术研究,采用分段挤压爆破留矿,分段和阶段联合出矿的方式,大幅降低了贫损指标,提高了采出矿石品位,实现了扭亏为盈,获得了较好的经济效益,对采用崩落法开采低品位矿石具有借鉴作用。     

自然崩落法放矿的地表沉陷预计研究

利用自然崩落法放出矿柱与开采工作面的相似性,建立自然崩落法放矿的地表沉陷预计物理模型,将物理模型与放矿计划相结合,把计划周期内放出矿柱视为开采沉陷预计中的条带状工作面,将多漏斗放矿下的地表沉陷预计转化为条带状工作面开采的地表沉陷预计,使用概率积分法进行地表沉陷预计。设计地表沉陷预计数据结构和预计流程,并在数字矿山软件平台上用C⁺⁺编程语言予以实现。实践表明:该方法方便地实现了自然崩落法多漏斗放矿下的地表沉陷预计。     

三维矿岩崩落块度模拟技术在某铜矿中的应用

以钻孔和坑道调查获得的参数为样本, 通过建立矿岩地质块段模型, 应用区域化变量统计函数进行节理分布规律统计, 利用DIMINE自然崩落块度模拟系统软件, 实现了某铜矿首采区矿岩崩落块度大小和分布范围的模拟与预测。结果表明: 采区下盘岩体的块度最大, 略大于矿体, 上盘岩体的块度最小, 但三者的等效尺寸最大值比较接近, 在2.1~2.5 m之间变化; 形状系数分布差别不大, 主要集中在0.02~0.2之间, 形状以盘状和块状块体居多。     

露天转地下平稳过渡大量采矿技术研究

保障生产能力的平稳过渡是矿山露天转地下过程中的关键问题。阶段强制崩落采矿法与无底柱分段崩落法均为适宜于开采低品位大型矿体的高效率采矿方法。根据杏山铁矿挂帮矿、地下矿开采技术条件,提出了大参数无底柱分段崩落法、基于大直径深孔采矿的阶段空场连续崩落法的露天转地下联合开采方案。经过开采技术经济比较,阶段空场连续崩落法采用大矿块参数阶段开采方式,在强化开采、提高生产规模、降低开采成本等方面都具有优越性。     

岩爆预测的Vague集模型

为合理准确地预测岩爆烈度,提出了一种新的Vague集岩爆预测模型。选取岩石单轴抗压强度、硐室最大切向应力、岩石抗拉强度及岩石弹性能量指数进行分析,并采用Vague熵确定各指标权重。将传统岩爆烈度等级细化为若干微元等级,基于Vague集的相似度量建立岩爆预测模型,根据相似度量曲线预测岩爆烈度等级。将国内外30个岩爆实例参数代入该模型进行验证,结果表明该模型具有较高的准确性。最后将该模型应用于马路坪矿和大相岭隧道的岩爆预测,结果与实际情况相符,且可预测处于同一传统岩爆等级中不同岩爆实例的烈度大小,提高了岩爆预测精度,为岩爆预测提供了一种新方法。