限制性空间内无底柱分段崩落法组合式放矿方案及实验研究

以金川龙首矿西二区上部中段由下向分层胶结充填法转无底柱分段崩落法开采为例,研究了限制性空间内无底柱分段崩落法采场各分段的矿石回采和回收特点,构建了一种以分段为放矿控制单元的组合式放矿方案：第一、二分段采用总量控制方式出矿以确保顶板安全冒落形成覆盖层;第三分段采用低贫化方式出矿以避免无效贫化,实现矿石的高质量回收;第四分段采用正常回采进路低贫化放矿+辅助回收进路截止品位放矿以实现矿石的充分、有效回收。设计并开展了3种不同放矿方案的物理实验,结果表明,本文设计的组合式放矿方案在限制性空间实现崩落法安全高效开采和损失贫化控制方面具有显著优势,可使矿山整体开采经济效益处于较优水平,为后期工程实践提供科学的理论和技术指导。     

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。     

无底柱分段崩落法低贫化放矿数值模拟

分析了无底柱分段崩落法现行截止品位放矿的缺点,提出了低贫化放矿管理方法。与前者相比,该方法的特点是以一个回采区域为统计目标,上部回采时有意识的预留矿石,最后在最低水平集中出矿,从而减少矿石贫化过程。该方法在确保总回收率不降低的条件下,可以显著减少矿石的贫化率。以某金矿为例,拟定了8种低贫化放矿方案,通过离散元数值模拟,以回贫差作为优劣指标,对各方案进行了比较,最终确定了上面两个分段采用20%的矿石贫化率放矿,底下分段采用0.5 g/t的截止品位出矿时,回采指标最优。     

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.     

某矿无底柱分段崩落法的不同结构参数放矿试验

某矿为降低开采成本,提高矿山经济效益,决定改用无底柱分段崩落法开采,且初选了12m×15m×2.0m与15m×15m×2.2m两种结构参数方案。为对比分析两结构参数方案矿石回收效果的优劣,采用低贫化放矿与截止品位放矿相结合的"组合放矿"方式对两种结构参数方案进行了放矿模拟试验,并对比研究了其矿石回收效果。研究表明,在同样的矿石回采与放矿条件下,12m×15m×2.0m结构参数方案的矿石回收效果更优,不仅其矿石回收率高出15m×15m×2.2m结构参数方案近2个百分点,废石混入率也低1.5个百分点。     

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。     

低贫损分段崩落法在夏甸金矿的应用研究

根据夏甸金矿Ⅶ号矿体的特点，研究采用了“诱导冒落、设回收进路”的无底柱分段崩落法改进方案，提出了低贫化和截止品位组合放矿、设置回收进路等综合措施，有效地降低和控制了损失贫化，取得了较好的应用效果。     

低贫化放矿的PFC~(2D)数值模拟

以无底柱分段崩落法放矿作为研究对象,利用PFC2D程序分别模拟截止品位放矿和低贫化放矿,以矿石回收率和废石混入率作为比较指标,对所得结果进行对比分析,得出低贫化放矿方式更为合理的结论,能够有效改善矿石的回收效果。     

无底柱分段崩落法合理放矿方式探讨

在对无底柱分段崩落法采场出矿的现行截止品位放矿、低贫化放矿、无贫化放矿等方式的工艺特点、贫化形成过程比较的基础上，分析了3种放矿工艺的应用指标及可能对矿山生产产生的问题，最后认为低贫化放矿工艺是矿山降低贫化有效方式。     

论无底柱分段崩落法放矿方式

无底柱分段崩落法放矿方式有3种：一为现行截止品位放矿；二为无贫化放矿；三为低贫化放矿。对3种放矿方式的特点和适用条件分析后认为，现用截止品位放矿的贫化率最大和经济效益最差；无贫化放矿与前者比较，在矿石回收率基本相同的情况下，贫化率降低到8％以下，经济效益最高；当不能一步到位地施行无贫化放矿时，可用低贫化放矿，逐渐提高截止品位而趋向无贫化放矿。     

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。     

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。     

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。     

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。     

无底柱分段崩落法不贫化放矿理论基础（续二）

根据不贫化放矿理论，结合生产矿山条件，出了生产矿山施行不贫化放矿的具体方法，主要有矿石数量过渡与质量过渡方法、改变截止品位的确定方法和若干分段组和矿的方法。     

无底柱分段崩落法采场结构与放矿方式研究

分析了无底柱分段崩落法传统的采场结构与放矿方式存在的问题，提出自放顶、设回收进路的采场结构和低贫化一截止品位组合式放矿方式，仿真研究表明，实施该开采方案，可使无底柱分段崩落法的应用范围更为广泛，且可成为一种高回采率、底贫化率的采矿方法。     

长安金矿无底柱分段崩落法首采中段损失贫化控制方法

长安金矿露天转入地下开采,采用无底柱分段崩落法,出现覆盖层形成困难的问题,且现场矿岩物理力学性质相似,较难区分,使得矿石损失贫化不易控制。为此,设计3种试验方案对3个分段在不同出矿量、不同贫化率条件下展开室内放矿试验研究,优选放矿方案并提出了量化控制方法。试验结果表明：方案1视在回收率和回贫差均高于方案2;其留下的矿石垫层厚度最大,且废石混入率、矿石贫化率均比方案2和方案3低,综合分析方案1为最优方案。首采分段出矿控制有利于保持矿岩界面均匀下降,能够有效缓解覆盖层厚度不足的问题。分析方案1第2分段可知,放出矿量控制在65%～70%时,可以有效地降低矿石贫化率;结合矿石当次品位和当次贫化率随放出矿量的变化关系式,提出了对放出矿量进行相应的量化控制从而有效地降低矿石损失贫化的方法。试验结果在长安金矿1 518、1 509、1 500 m等分段得到实践应用,效果良好,对类似矿山有一定的参考意义。     

无底柱分段崩落法出矿贫化程度与矿石回收关系的研究

本文在实验基础上分析了无底柱分段崩落法出矿贫化程度与矿石回收的关系，得出了放矿正常后，采用不同贫化程度出矿，分段矿石回收率趋于一致的结论。研究表明，造成无底柱分段崩落法来出矿石贫比大的根本原因在于采用了不合理的截止品位放矿方式，无贫化放矿是无底柱分段崩落法最为理想的放矿方式。     

金山店铁矿低贫化放矿试验研究

为了解决金山店铁矿由于采用了改进的大间距结构参数后所带来的矿石贫化率增大的问题,开展了低贫化放矿实验室模拟研究。利用多分间立体放矿模型,分别进行了低贫化放矿方法和现行截止品位放矿方法2种不同的放矿试验;然后对所得结果进行比较,发现在金山店推行低贫化放矿方法完全可行,并推荐采用放矿截止品位为30%的低贫化放矿方案。