梅山铁矿多步距下端壁倾角优选研究

崩落法采矿的特点是覆岩下放矿,不合理的结构参数极易加大开采贫损指标,导致资源浪费和经济效益下降。结合梅山铁矿大间距高分段工业实验中崩矿步距优化研究,采用相似材料放矿试验和计算机放矿仿真模拟,开展80°、85°、90°端壁倾角下3.6,4,4.4,4.8 m四个步距9个物理放矿仿真实验的放矿方案的仿真放矿实验研究,以回贫差和纯矿回收率最大为判据,对实验数据进行综合分析研究,得到梅山铁矿分段高度18 m,进路间距20 m条件下,崩矿步距为4.4 m,端壁倾角为88°～90°时,放矿效果最好。     

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。     

高变分段低贫化放矿及其参数优化试验研究

放矿工作是无底柱分段崩落法的核心工作,结构参数的选取则是放矿工作所要解决的重要内容,其直接影响着采场的出矿效率及各项回贫经济指标。采场主要结构参数是分段高度、进路间距和崩矿步距,根据放矿学理论,这3个参数的不同组合将直接影响最终的回贫指标。大红山铁矿一期采用的是20 m×20 m的大结构参数组合,即分段与进路间距都为20 m,二期规划拟在400 m水平以下采用30 m×20 m的结构参数,即将分段高度提高到30 m,属于高变分段放矿形式。针对大红山铁矿二期高变分段的放矿形式,利用实验室相似材料制作放矿模型,进行低贫化放矿研究,得到了高变分段下放出体发育形态,高变分段下最优崩矿步距及进路口规格,试验结果证明采用低贫化放矿明显提高了资源回收率,有效降低了矿石的损失贫化。     

基于PFC3D的崩落法采场放矿步距优化研究

无底柱分段崩落采矿法结构参数是影响放矿损失与贫化的重 要 因 素.以 某 矿 山 崩 落 法 采 场 为 工 程 依 托,基 于PFC３D软件,建立崩落法采场三维单体数值模型,保持分段高度(２１m)与进路间距(２０ m)不变,对放矿步距进行了优化研究.结果表明,放出体的高度随着放矿步距的增加而有所增加,但当达到５．０m 放矿步距后变化不大;随着放矿步距的增加,近椭球体形态的放出体由“短粗”向“瘦长”发育.综合考虑回采率、贫化率与回贫差指标,放矿步距合理范围宜为５．５~７m.随后建立物理相似模型,取不同的放矿步距进行试验,结合实验室物理放矿结论与三维单体放矿数值模拟结论,得到２１m×２０m 采场结构参数下,以矿石回采指标为比较对象,最优放矿步距范围宜为５~６m.     

梅山铁矿无底柱分段崩落法崩矿步距研究

崩矿步距是框定放出体三维结构参数中的重要一维 ,当分段高度进路间距已定时 ,对放矿效果有着决定性的影响。为寻求适应于 15m× 15m结构参数下的合理崩矿步距 ,本文对 15m段高 ,15m间距下的放矿步距与矿石损失贫化指标的关系 ,分别进行了物理模拟、计算机仿真、放出体工业试验及现场崩矿步距工业试验。     

基于大比例尺立体模型的放矿参数优化研究

结合某铁矿实际,采用1∶50比例尺建立多分段多进路无底柱分段崩落法立体模型,进行放矿实验研究。实验严格控制矿岩粒级组成,采用铰接式活动铲斗、栅式嫁接矿壁等相似模拟技术,进一步提高了模拟相似程度。以回贫差为指标,在分段高度20 m条件下进行了11组相似模拟实验。研究结果表明,矿壁倾角是影响矿石回收指标的主要因素,最优崩矿步距为3.6m,最优矿壁倾角为85°;与20m进路间距相比,18m进路间距更有利于提高矿石回收率。实验参数来源可靠,大比例尺立体放矿相似模拟实验相似度高,对极厚大矿体室内放矿实验研究有借鉴意义,研究结果对矿山工业实验具有较高的指导价值。     

无底柱分段崩落法放矿步距优化数值模拟

通过研究无底柱分段崩落法矿岩移动规律,比较分析影响矿石回收率的若干因素,指出优化放矿步距的重要性和有效性。结合程潮铁矿实际情况,应用PFC3D颗粒流软件,针对不同放矿步距参数,进行放矿数值模拟,并进行综合比较,得到现行采场结构参数下的最优放矿步距为3 m的结论。     

基于PFC的无底柱分段崩落法崩矿步距优化

近年来,无底柱分段崩落法在地下铁矿山的开采中大量应用,采场结构参数不断增大,为了符合散体流动规律,提高回采指标,崩矿步距的优化尤其重要。本文结合梅山铁矿无底柱分段崩落法生产实践,采用PFC3D软件建立了放矿模型,并编制了相应的FISH程序,来控制矿岩颗粒的流动。对初步设计的6组崩矿步距方案进行模拟,得出在18m×20m采场结构参数条件下,最优的崩矿步距为2.2m。经过现场工业试验验证,2.2m崩矿步距下回采率和贫化率指标提升效果显著。     

改流体放矿技术实验研究

为解决无底柱分段崩落法矿石回收率低的问题,以中厚倾斜矿体为研究对象,针对矿岩散体中废石的混入特征,提出了改流体放矿技术。设计了6种改流体放矿方案,通过自制室内相似模拟试验装置,开展了改流体放矿实验,得到了效果较好的改流体放矿方式。为进一步验证该技术效果,在矿体倾角45°~55°及分段高度10~14 m条件下,与常规截止品位放矿实验进行了对比。结果表明,改流体放矿技术能有效阻止废石流动,矿石回收率提高20%左右。研究成果为中厚倾斜矿体的高效开采提供了新的思路。     

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。     

基于PFC~(3D)数值模拟的金山店铁矿东区合理覆盖层厚度研究

覆盖层在无底柱分段崩落采矿法开采中起着重要作用,既要为挤压爆破和端部放矿创造必要条件,还需保证崩落法生产的安全性,选择合适的覆盖层厚度对矿山开采具有重要意义。首先,根据金山店铁矿东区采场结构参数,利用椭球体放矿理论计算出合理覆盖层厚度为20 m,并以覆盖层充当缓冲层时覆盖层厚度计算公式验证了该厚度能满足安全要求;其次,利用PFC~(3D)数值模拟软件进行三轴压缩试验找到与金山店铁矿东区岩体力学强度参数相匹配的矿岩颗粒微观参数;最后,根据矿岩微观参数建立放矿数值分析模型,通过选取的不同覆盖层厚度进行模拟放矿,依据放矿后矿石的回收率和贫化率大小来分析覆盖层厚度对开采指标的影响,认为20 m厚度覆盖层条件下的矿石回收率和贫化率达到最优值。理论计算和数值分析表明,金山店铁矿东区崩落法开采时覆盖层厚度取20 m,可取得较好的技术经济效果并保证采场安全。     

缓倾斜中厚矿体高效开采技术研究

为探索破碎顶板下缓倾斜中厚矿体的地下开采技术,实现矿体的快速、高效开采,以金厂河多金属矿缓倾斜中厚矿体为研究对象,分析了矿岩岩石力学参数及岩体质量级别,根据不同的开采技术条件,优化选取合理的采矿方法及采矿装备。根据研究成果,矿体顶板大理岩稳固性较差,矿体稳固性较好。厚大矿体采用大直径深孔嗣后充填采矿法,中厚矿体采用预留矿体护顶的中深孔空场嗣后充填采矿方法。研究表明:根据矿岩稳固性分级及矿体开采技术条件,采用不同的采矿方法,能够满足矿山开采产能和贫损指标控制的要求;破碎顶板采用支护加固处理或预定矿体顶板护顶的方式,能够很好地保障采场顶板的稳定性,为采场的大规模开采创造有利的外部条件;开采技术适用于破碎顶板下的缓倾斜中厚及厚大矿体的地下高效开采,可大幅提高开采效率,有效控制矿体开采经济指标。     

西石门铁矿南Ⅱ区深部难采矿体采矿工艺改进

西石门铁矿南Ⅱ区为缓倾斜中厚矿体,进入深部开采后,矿体进一步变缓变薄,而且底板不稳岩层进一步增厚,矿山沿用无底柱分段崩落法开采,生产中出现单分段回采与残矿损失大等突出问题。本研究根据矿岩产状及稳固性特征,提出了堑沟落矿与进路退采出矿相结合的无底柱分段崩落法改进方案。研究表明,这一改进方案能较好的适应矿岩条件,可实现矿山安全高效的开采目标。     

缓倾斜厚矿体采矿方法改进

所研究矿体为缓倾斜不稳固厚矿体,采用柔性假顶有底柱分段崩落法对P42~P46线矿体进行回采,在一定程度上解决了安全性差、矿石回收率低、贫化率高等问题。但要求多分段平行放矿,放矿管理难度大,且放矿高度下降到一定程度后,柔性假顶将破裂,会有部分红泥层混入矿石;需要采用切顶铺设钢筋柔性假顶,工艺复杂,采切工程量大,周期长,采矿成本高。针对这些问题,进行了工业试验。试验了分段空场法、崩落联合采矿方法在该矿体回采中的采场结构、矿块布置、回采工艺等参数。试验结果表明,该采矿方法能有效地解决放矿管理难度大、采矿成本高等问题。     

“三软”条件下金矿采场结构参数优化研究

为了解决贵州某金矿上向水平分层胶结充填法存在的问题,以采矿方法的优选和采场结构参数优化为切入点,采用室内试验、数值模拟和理论分析方法,构建了基于未确知测度理论的采矿方法优选模型,最终确定采用下向中深孔落矿嗣后充填法进行开采,可以有效扩大矿山生产能力,提高矿山经济效益。在此基础上,根据下向中深孔落矿嗣后充填法的特点、开采经验和矿体特征,采用数值模拟软件FLAC3D开展采场结构参数优化,从采场顶板下沉、应力分布、塑性区范围等方面综合评估采场稳定性,得出采场结构合理的参数为采场宽和高为4.5m×15m或5m×13m,采场沿走向布置,长度为100m。随后对采场生产能力和充填能力进行验证,证明选用的采矿方法和采场结构参数完全可以满足生产需求。研究成果对“三软”条件下金矿采场结构参数的优化选取具有重要的指导意义和参考价值。     

松湖铁矿深部矿体无底柱分段崩落法放矿参数优化研究北大核心

一般而言,制约无底柱分段崩落法回采指标优劣的关键参数包括放矿方式、分段高度、进路间距与崩矿步距等。随着国内外相关采矿设备的发展,上述放矿参数也在逐步增大。以松湖铁矿无底柱分段崩落法采矿为例,在分析现有放矿参数存在的问题后,提出了从放矿方式、进路间距、放矿步距(崩矿步距)三个方面优化确定合理的放矿参数。借助Image Pro Plus图像处理软件,对井下出矿进路爆堆及地表摊平矿堆进行拍照分析,确定了松湖铁矿崩落法采场实际矿岩块度粒级。根据相似物理模型试验要求,相似比选择为1∶100,通过对比5 mm以下原矿与10 mm以下原矿、5 mm以下原矿与6 mm以下配矿的椭球体形态参数,确定了采用6 mm以下配矿散体用来模拟原矿全粒级的放矿椭球体形态。在上述基础上,通过开展单口放矿试验与多口放矿试验,以回贫差作为评判指标,推荐松湖铁矿采用无贫化放矿方式组织生产作业,确定了最佳进路间距宜采用13.5 m,并且综合确定了最优崩矿步距为4 m。采用上述放矿参数之后,贫化率由现在的21.35%降低至8.77%,损失率由现在的23.61%降低至13.4%,改善了崩落法采矿的回采指标,为松湖铁矿深部矿体回采参数设计提供了技术支撑。     

镜铁山矿桦树沟矿区II中矿体放矿模式的研究与应用

桦树沟矿区II中矿体为薄矿体,且矿体极不规则,回采近路垂直与矿体走向,沿用目前的放矿模式（截止品位）矿石回收率偏低,达不到计划值 ,主要由于放矿模式与回采工艺不相匹配。为探求这部分矿体的放矿模式,根据放矿学原理及矿石回收难易程度,提出“组合放矿”模式,其中下盘残留区按照“出矿总量控制”出矿,要求回采率≥85%,中间部位按照“截止品位”出矿,要求掌子面围岩比例控制在40%以内,该出矿模式在镜铁山矿其他矿体应用比较成熟,上盘穿口区域按照“松动出矿”,“截止品位”交替出矿模式,“松动出矿”达到爆破补偿空间便可。为进一步论证以上出矿模式的合理性,进行了实验室放矿研究,试验综合回采率达到81.48%,贫化率为10.00%。通过4 a时间的实施,在桦树沟矿区II中矿体2 865~2 835 m取得了较好的效果。     

张家夏楼铁矿缓倾斜、倾斜中厚至厚大矿体开采方案设计

张家夏楼铁矿矿床上覆有厚大第四系,且为倾斜、缓倾斜中厚至厚大难采矿体。为实现其安全高效开采,分别采用厚跨比法、结构力学梁理论、经验公式法以及数值模拟法,对护顶矿柱厚度进行了计算,确定的最优值为24 m。在此基础上,针对该矿矿体特征,提出了空场进路出矿和下盘脉外出矿的分段空场嗣后充填法2种方案。通过技术经济比较,认为采用遥控铲运机的空场进路出矿方案可有效降低采切工程量,吨矿可比开采成本可降低20%以上,故推荐该矿采用空场进路出矿的分段空场嗣后充填法生产。     

金山店铁矿崩落法过渡分段放矿指标优化研究

采用无底柱分段崩落法回采的矿山,在向大结构参数的转变过程中,正常布置的大结构参数不适用于过渡分段的放矿。根据金山店铁矿开采技术条件,采用图解法、物理模拟和现场放矿试验等研究方法,得到初始过渡分段合理的采场结构参数是14 m×16 m×3.4 m;在过渡分段的放矿中,通过采取截止品位的放矿制度、增加放矿步距、加强地测工作、提高爆破质量等技术措施,过渡分段回收率可以达到77.97%,过渡分段完成生产指标是可行的。