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。     

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。     

无底柱分段崩落法采场结构参数确定方法研究

基于放矿随机介质理论,分析了直立端壁条件下矿岩散体速度场的空间分布形式及散体场内各处颗粒的移动状态,指出散场移动场内存在明显的有效移动带.矿岩散体的移动速度决定其放出时间,速度大的颗粒放出时间早,处于有效移动带内的崩落矿石散体放出比较容易,而处于有效移动带以外的散体因速度小不易放出,若继续放出则需以大贫化为代价.由此提出根据崩落矿岩散体有效移动带设计采场结构参数,给出了无底柱分段崩落法采场结构参数的近似计算公式,实践证明,近似计算结果是合理的.     

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。     

缓倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法下盘残留矿石合理回采工艺研究

详细分析了下盘残留矿石比例以及下盘残留矿石回收的特殊性对矿山矿石回收效果的影响。分析 表明,下盘残留矿量比例主要受矿体赋存条件以及采矿方法主要结构参数影响,矿体厚度越小、 倾角越缓,结构参数越大,下盘残留矿量比例越大,由矿岩混采造成的下盘残留矿石回收效果越 差,改进下盘残留矿石回采工艺是保证下盘残留矿石充分回收以及矿石整体回收效果的关键。最 后针对传统切岩回采下盘残留矿石工艺造成的矿体下盘残留矿石退采不充分及矿石回收效果差问 题,提出了下盘切岩开采+上分段下盘进路间柱辅助回采进路回采下盘残留矿石新工艺以及增大 矿体下盘崩矿步距、矿体下盘边孔角等降低矿石损失贫化技术措施,对目前国内相关矿山具有重 要的借鉴意义。     

基于运动学模型的多漏口放矿规律

介绍了放矿运动学模型的基本原理。分析了根据运动学模型得出的放出体与实际放出体不相符的原因,并指出了放矿运动学模型的使用范围。改进了散体空位扩散系数D P 的取值方法,并推导了二维和三维问题的速度场方程、颗粒移动迹线方程以及放出体方程等。在此基础上,建立了描述多漏口放矿时的矿岩移动规律的数学方程。根据该理论可确定多漏口放矿时的松散矿岩移动迹线,放出体以及矿石残留体形态,可为崩落法采场设计、采场结构参数优化等提供理论参考。     

凤凰山银矿中厚破碎矿体采矿方案改进

以凤凰山银矿为背景,分析了现采矿方案存在的问题,提出了急倾斜中厚矿体在围岩不稳定的条件下,沿走向布置回采进路的无底柱分段崩落法。优化了采场的结构参数,保证了出矿进路靠近下盘布置,增加了崩落矿石的流动范围,减少了下盘残留,提高了矿石回收率。     

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。     

沿脉进路无底分段崩落法的进路参数研究

分析了无底柱分段崩落法回采工作面放矿口尺寸对矿岩散体移动规律的影响，并根据椭球体放矿理论和随机介质放矿理论，得出了增大出矿口尺寸和全断面均匀放矿可改善矿石散体的移动条件进而增大矿石放出量的结论。将此结论应用到厚度中等及以下、倾角较大、下盘围岩不稳固矿体的无底柱分段崩落法开采实践中，其放矿效果明显改善，极大地提高了矿石回收率。     

凤凰山银矿中厚破碎矿体采矿方案改进

以凤凰山银矿为背景,分析了现采矿方案存在的问题,提出了急倾斜中厚矿体在围岩不稳定的条件下, 沿走向布置回采进路的无底柱分段崩落法。优化了采场的结构参数, 保证了出矿进路靠近下盘布置, 增加了崩落矿石的流动范围, 减少了下盘残留, 提高了矿石回收率。     

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。     

急倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法结构参数优化研究

本文通过实验室物理模拟试验和现场工业试验，详细研究了急倾斜中厚矿体在下盘围岩不稳定的条件下，沿走向布置回采进路的无底柱分段崩落法。优化了采场的结构参数，通过出矿前扩大回采进路的断面，保证了出矿进路靠近下盘布置，增加了崩落矿石的流动范围，减少了下盘残留，提高了矿石回收率。     

分段空场-崩落组合法采场结构参数估算方法研究

弓长岭铁矿采用分段空场-崩落组合法开采极倾斜薄矿体,在空场出矿与覆岩下放矿分段的转化过程中,需要围岩大量垮落形成覆盖层,以减少落矿过程中的矿岩混杂。针对这一需求,结合弓长岭铁矿地质条件,分析建立了空区围岩的失稳垮落模型和失稳条件,得出空场尺度的估算方法。理论分析与生产实践表明,该估算方法能合理确定分段空场-崩落组合法的采场结构参数,可使3个以上分段出矿的采场回采率超过90%,矿石总贫化率控制在10%以内。     

倾斜中厚矿体下盘残留体采场结构参数正交试验模拟及敏感性分析

采场结构参数对下盘残留体的影响是无底柱分段崩落法能否在倾斜中厚矿体开采时取得较好的回收指标需要研究的关键问题。以矿体倾角、分段高度、矿体厚度为因素,进行3因素4水平正交方案设计,用PFC2D模拟不同方案的残留体形态和放出的矿岩量指标,计算废石体积混入率和纯矿石体积回收率,并进行直观分析。结果表明,矿体倾角和分段高度对倾斜中厚矿体崩落法的回收指标影响最为显著,矿体厚度影响最小。     

矿岩散体粒级对自然安息角影响的试验研究

矿岩散体堆积状态普遍存在于采矿生产中，是关系矿山生产安全及矿石回收效果的主要因素之一。散体堆积角度（自然安息角）是其流动性的主要表现特征之一，是散体颗粒的重要物理参数。利用自制测 定装置开展物理试验，研究了静态与采场放矿条件下，不同粒级矿岩散体自然安息角的变化规律。结果表明：静态与采场放矿条件下，随着矿岩散体粒级增大，其自然安息角呈逐渐增大的趋势，且在非均匀矿岩散体 中，大粒级矿岩散体占比增大，其自然安息角随之增大；静态试验条件与溜井放矿、漏斗放矿、排土场堆积等条件相似，在选择溜井与漏斗放矿倾斜角、确定排土场占地面积及坡面角度时，可根据散体粒级进行相应 的参数调整；从采场放矿条件试验结果来看，适当增加散体粒级，可降低散体自出矿口流出的距离及堆体体积，改善铲运机作业条件，有利于提高生产效率；小粒级散体流动性优于大粒级散体，应使覆盖岩层的粒级 大于矿石粒级，有利于矿石流出。     

无底柱分段崩落采矿法端部放矿放出体体积计算的探讨

为了降低无底柱分段崩落采矿法的损失贫化指标,必须摸清在复岩下放矿时矿岩的流动规律,其中最主要的问题就是必须摸清放出体的体形。只有对它有了全面的了解,弄清矿石及废石在放出体内所占的不同的空间位置之后,才能有目的地改变放矿结构参数,使之矿石及废石在放出体内占据适当的位置,以适应放矿规律,从而降低损失贫化指标。为此我们进     

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。     

急倾斜薄矿脉崩落法开采矿岩散体流动规律研究

针对急倾斜薄矿脉破碎矿体的开采技术条件，采用无底柱分段崩落法开采工艺，利用崩落矿岩散体充填采空区，可有效减缓上下盘围岩的垮落，保证作业人员安全，但覆岩下放矿又带来了矿石损失贫化的新问题。为此，本文采用室内相似物理模型试验，开展倾斜边壁窄小空间条件下的矿岩散体流动规律研究。试验结果表明：受倾斜边壁影响，放矿过程中矿岩散体的流轴迅速向矿体上盘边壁靠近，放出体发生变异，随着累计放出矿量的增加，放出体呈“侵入状”沿上盘倾斜边壁发展，得到了放出体宽度和放出体高度与累计放出矿量的关系。依据放出体的形态特征，将倾斜边壁窄小空间条件下放矿过程中的散体移动区域划分为放矿口控制区、过渡区和倾斜边壁控制区三个典型区域，由试验得到放矿口控制区范围为Z＜10cm，过渡区范围为10cm≤Z＜32cm，倾斜边壁控制区范围为Z≥32cm，且无底柱分段崩落法的分段高度不易超过过渡区范围。     

矿石回收率与贫化率关系的实验研究

分析了非均匀崩落矿岩散体在放矿过程中的流动特点，通过相似模拟实验，得出了非均匀矿岩散体在放矿过程中，放出矿石贫化的主要原因是放出口矿岩界面漏斗破裂，而不是矿岩颗粒在下移过程中的相互掺杂；在覆岩废石颗粒粒径大于或与矿石颗粒粒径接近时，采用见到废石漏斗破裂便停止放出放矿方式，可取得较好的放矿指标；当覆岩废石颗粒粒径小于矿石时，由于细小废石颗粒的穿流作用，使放出矿石过早地产生贫化，为了提高矿石回收率，就应该适当地增加废石的混入量，按照低贫化放矿方式直到见到矿岩界面正常到达出矿水平才停止放矿。采用低贫化放矿方式，低的矿石贫化率同样可以达到较高的矿石回收率。     

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。