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。     

崩落法放矿小块废石混入的防止

崩落法开采的废石混入将导致降低纯矿石回收,增加矿石损失和加大总贫化率。生产实践表明,在崩落法开采中,为了防止小块覆岩混入,必须使矿块上部的矿石块度小于覆岩破碎块度。废石混入程度决定     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

导流放矿技术在谦比希铜矿的应用

赞比亚谦比希铜矿主采区Ⅴ盘区为倾斜中厚矿体,矿岩中等稳固,应用无底柱分段崩落法开采,生产中出现的矿石损失贫化较大问题,多年来一直末得到很好解决.本文从研究倾斜壁边界条件下废石漏斗的形成过程入手,查明了覆盖层废石沿上盘边壁快速到达出矿口,是导致下盘残留体过大的直接原因.由此提出导流放矿技术措施,即在采场顶部预留上盘三角矿柱,只在下盘侧与上分段采场崩透,形成导流口,将散体重力流在放矿初期引向采场的下盘侧,以此减缓顶部废石的下移速度,该措施在谦比希实施后,试验采场的矿石损失贫化率约降低6个百分点,取得了良好的技术经济效果.     

无底柱空场采矿法的研究与应用

板石矿业公司井下矿17#矿组属于中厚以下矿体,采用无底柱分段崩落法开采,存在着矿石损失、贫化率较大的难题.经过分析和研究,对10m以下中厚矿体采用分段凿岩、阶段空场出矿法开采,可以提高矿石回采率和减少矿石损失、贫化.对矿产资源的有效利用和提高矿山经济效益具有重要意义.     

中厚矿体卸压开采技术研究现状及存在的问题

中厚矿体的开采特点是崩落矿石的空间移动条件极差,对采准工程的稳定性要求较高,如果采准工程遭到地压作用而发生破坏,其负担的矿量容易成为永久损失。此外,随着采深的增加,地压显现更加明显,严重影响着中厚矿体的开采安全。针对上述问题,本文提出了中厚矿体卸压开采思路,介绍了不同卸压开采方法并分析了其存在的问题。根据中厚矿体的开采特点提出了崩落法卸压开采方法,并分析了崩落法卸压开采应用中存在的主要技术问题,以及中厚矿体崩落法卸压开采中需要研究的主要问题。     

岩金矿山倾斜中厚矿体开采综合技术研究

针对那林金矿开采技术条件,分别采用分段崩落法、分层崩落法开采倾斜中厚矿体和倾斜薄矿体,综合运用光面爆破与喷锚网支护巷道维护技术、中深孔逐孔爆破技术和损失贫化控制技术,取得了矿块平均生产能力达214.11 t/d;矿石综合贫化率21.87%;回收率71.98%;综合成本246.04元/t的较好技术经济指标,为同类矿床的开采提供了成功范例。     

分段留矿崩落法在某低品位矿山中的应用

某矿山现使用无底柱分段崩落法回采,存在废石混入率较高,矿石损失量大,采切工程量大,矿石的运输及选矿成本高等问题。针对矿体品位较低,矿岩稳固性相对较好等条件,以及采场内矿石损失贫化较高及采切比的问题,提出采用留矿崩落采矿技术方案,引进先进的凿岩台车和遥控铲运机,通过加大采场结构参数、改变采场布置形式,优化回采出矿工艺并确定合理的开采步骤和顺序,实现矿山安全生产和经济效益的最大化。     

三山岛金矿分区进路充填采矿法

介绍了三山岛金矿中厚矿体、矿岩不稳固采场分区进路充填采矿法的设计施工和矿石损失贫化管理技术。实践证明,分区进路充填采矿法对开采缓倾斜中厚破碎矿体是一种比较合理的采矿方法。     

倾斜矿体分段崩落法高强度开采的下盘损失控制方法

针对倾斜矿体分段崩落法加大采场结构参数与下盘矿石损失增大的矛盾,分析了崩落矿石的视在放出角随放矿条件而变化的定量关系,揭示了崩落矿石有无废石覆盖的放出条件与出矿口位置对下盘残留角的影响,提出下盘崩落矿石无覆岩时空场下放矿、有覆岩时开掘斜堑沟回采的工艺技术,扩大了下盘崩落矿石的移动范围,以此来实现增大采场结构参数与控制矿石下盘损失的目标。这一工艺技术在小汪沟铁矿得到实际应用,结果表明,可降低下盘矿石损失8个百分点,并可增大采场开采强度30%以上,由此可提高前期生产能力。     

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。     

基于离散元的端部放矿矿岩运移规律研究

崩落法端部放矿矿岩直接接触,顶部、正面、侧面等多方面覆盖岩废石的混入是造成矿石贫化的主要原因,为了研究无底柱分段崩落法放矿过程中废石混入过程,对矿岩颗粒间的受力进行分析,基于离散元理论构建放矿数值模型,将模拟结果与现场实际放矿指标进行对比分析,验证了数值模拟的可靠性,模拟结果表明：矿石回采率达到85%时,总混岩率29.70%,其中正面废石占比92%,混入量最大；两侧废石混入占比7.4%,混入量次之；顶部废石混入0.86%,混入最少。矿岩放出体呈现出“上宽下窄”对称椭球体缺,放出体高度随放矿时间增大呈幂函数关系增大。放矿过程中,逐渐形成较为稳定的速度场及力场,矿岩颗粒发生运移和旋转,并伴随着力链不断的断裂与重组,在放矿口上方形成拱形放矿松动体。     

中厚矿体卸压开采影响因素及动态约束研究

中厚倾斜矿体在进行崩落法卸压开采时,需要根据卸压效果来布置采场结构及参数。分析了影响中厚矿体崩落法卸压开采的因素,确定了卸压开采与矿体条件、采场结构参数、回采参数以及崩落矿岩性质间的相互影响关系,并建立了卸压开采与影响因素间的动态约束条件。通过上述研究,为中厚矿体崩落法卸压开采的参数选择和优化提供了相应的依据和方法。     

低品位厚大缓倾斜难采矿体采矿方法优化研究

某铁矿矿体属低品位厚大缓倾斜矿体,采用传统的VCR法开采时,顶板混入废石量大,采矿损失、贫化指标分别达24.5%、21.3%,底部出矿遗留矿石多。通过改善采场布置形式和优化参数,人造下盘出矿坡度,成功解决了高贫损难题,采矿、贫化指标分别降至12.1%、11.5%,实现了安全、高效、低贫损开采。     

锡林浩特萤石矿高端壁无底柱分段崩落法

针对锡林浩特萤石矿实际生产中存在的采矿难度大,安全条件差,生产效率低等问题,提出了多作业面同时掘进、覆岩放矿+废石充填的高端壁无底柱分段崩落法开采方案。给出了适合该类矿体的崩矿参数,通过地表监测及室内试验研究塌陷坑边壁岩移的变化规律,提出协同排岩充填的方法,增强边壁与散体堆的稳定性,并依此在锡市萤石矿试验采场进行了试验。跟班标定结果表明:该采矿方法回收率较高（达到94.18%）,崩落矿石块度良好,与分析情况基本吻合,可有效解决此类急倾斜中厚矿体开采难题。