放矿口尺寸对放矿效果的影响

无底柱分段崩落法是金属矿山地下开采应用较多的一种高效采矿方法，在覆盖岩层下进行放矿，矿石损失贫化大、回收效果差的问题非常突出。为了解决这一问题，国内外的大量研究集中在放矿理论、结构参数、覆盖层形成和出矿工艺等方面。无底柱分段崩落法放矿中，放矿口尺寸的大小对放矿效果有着显著的影响，是造成无底柱分段崩落法损失贫化大的一个不可忽视的因素。为了进一步研究放矿口高度和宽度对放出矿石量、废石混入的影响，采用单进路单分段 物理放矿模型，进行了12种不同放矿口尺寸的物理放矿实验。结果表明：适当扩大放矿口宽度或降低高度，会增加放出纯矿石量、提高矿石回收率、降低贫化率，且放矿口宽度小于5 m，高宽之比在0.7~1之间时，混入废石率较小。     

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.     

多分段多进路矩形放矿口尺寸对出矿效果的影响

针对无底柱分段崩落法岩石混入率较高、矿石损失较大的问题,应用多分段多进路的相似模型,进行了不同放矿口高度和宽度条件下的放矿实验,从散体流动性的影响因素和散体压力平衡拱的形成与破坏的角度,分析了矿石回收率和岩石混入率的变化规律。结果表明：当同一分段的各进路同时出矿时,适当扩大放矿口宽度或者降低放矿口高度能够增加矿石移动带宽度,改善矿石流动性,提高矿石回收率,降低岩石混入率,而且每一个分段的矿石回收率也得到明显提升。     

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。     

白银深部铜矿低贫化放矿出矿管理研究

无底柱分段崩落法低贫化放矿方式要求限制废石漏斗在出矿口的破裂。白银深部铜矿矿岩界限很不明显且围岩含有品位 ,在出矿口根据肉眼判断废石漏斗的破裂误差大 ,且出矿管理难度大 ,为此 ,采用控制放出矿量的方法 ,较好地实现了低贫化放矿问题。     

无底柱分段崩落法放矿规律的数值试验研究

为了解决无底柱分段崩落法损失贫化较大的问题,数值模拟了崩落体的形态以及放矿过程中崩落体和放出体的形态演变过程。结果表明,崩落体形态接近于椭球缺,呈上宽下窄状,崩落体的宽度约为崩矿步距的1.2~1.5倍,但崩矿步距对崩落体的高度基本没有影响;放出体的形态也是近似椭球缺形,其演变规律表现为由初态的上宽下窄逐渐演变为上尖下宽,说明随放矿进行崩落体内矿石垂直流动性逐渐加强。研究中对放矿技术指标进行了统计分析,结果表明,放矿过程中,出矿口矿石品位是震荡式降低的,造成品位震荡降低的原因是少量正面废石的混入,而造成放矿截止的主要原因是顶部废石的大量混入。     

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。     

遗传算法在低贫化放矿中的应用

采用无底柱分段崩落采矿法，国内外一直采用截止品位放矿法来控制出矿。低贫化放矿提高出矿品位，降低废石混入。用遗传算法确定最低贫化率，且归纳出检验矿山能否实施低贫化放矿的经验公式，在梅山铁矿实际应用中取得较好效果。     

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。     

进路宽度对无底柱分段崩落法放矿效果的影响

无底柱分段崩落采矿法结构参数对其放矿的损失与贫化有着较大的影响,本文采用单分段、单进路的放矿模型,研究了放矿过程中进路宽度对放矿量、回收率和贫化率的影响,分析了放矿效果产生变化的原因。实验发现:(1)随着进路宽度的增加,同一崩矿步距内的放矿量明显增加,进路口眉线处矿岩结拱现象大幅减少;(2)增加进路宽度可显著提高矿岩的流动性,进路宽度每增加0.5m,矿石回收率约提高1.3个百分点;(3)随着进路宽度的增加,矿石产生贫化的时间延迟,贫化率增长速度减小,但最终贫化率呈小幅度增加趋势。研究结果表明:放矿效果发生变化的主要原因一方面是进路宽度的增加提高了滑动微面以内的矿岩总量,因而大幅提高了放出的矿石量;另一方面是在出矿过程中,进路宽度越大,进路内矿岩被重复扰动的区域越小,进而减缓了废石的侵入速度。     

挑檐式结构无底柱阶段崩落采矿法试验研究

崩落采矿法在实际生产过程中矿石损失贫化较难控制，放矿过程中废石漏斗的形成与破裂是造成矿石损失贫化的主要原因。为延缓放矿过程中废石漏斗的形成和到达放矿口的时间，提出了一种挑檐式结构的无底柱阶段崩落采矿法。该方法以阶段为单位，使得每个下分段都超前其上分段一个挑檐距离，在回采巷道工作面形成挑檐结构，回采工作都在其正上方挑檐结构的遮掩下进行。为验证挑檐结构方案的放矿效果，利用多分段放矿模型进行了挑檐结构下放矿和传统结构下放矿2组物理模拟试验，认为在保持矿石回采率80%的情况下，挑檐结构的矿石贫化率可降低5.3个百分点。在弓长岭井下矿-280~+48 m段4-5号穿脉进行了挑檐结构工业性试验，分别对挑檐结构和原结构进行了9个崩矿步距回采的放矿跟班测定。结果表明：挑檐结构与原结构相比，贫化率可降低3.8个百分点，主要原因是挑檐结构可阻挡顶部覆盖岩石，使其向本分段崩落矿石后方移动，而不出现侧漏现象，提高了纯矿石放出量，矿石贫化减小。上述分析进一步表明：挑檐结构方案施工简单，适用于中等稳定以上矿体地下开采。     

基于PFC（2D）的采场覆盖层厚度研究

无底柱分段崩落法的回采工作必须在覆盖岩石下放矿,崩落矿石和覆盖层废石直接接触,矿石在覆盖层废石的包围下从放矿口放出,矿石的贫化率及损失率较大且较难控制,因此,研究合理的覆盖层厚度对矿山生产具有重要意义。某铁矿采用无底柱分段崩落法,应用椭球体放矿理论和PFC2D数值模拟两种手段对其覆盖层厚度进行分析研究,从而确定出适合于...     

无底柱分段崩落法替代方案的探讨

无底柱分段崩落采矿法存在损失贫化大和损失贫化难以控制的缺点。指出通过改变采矿方法可以克服无底柱分段崩落法的缺点,提出了用自然崩落法、大直径深孔采矿法、充填法及有底柱分段崩落阶段出矿方案替代无底柱分段崩落法的设想。     

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。     

上向分条分层废石充填采矿法试验研究

东大山铁矿倾斜厚矿体主体采矿方法为分段崩落法,分段高度8～10 m,矿石回收率为49.25%～55%,贫化率29.92%～33.37%。研究表明,分段崩落法在该矿应用时存在采切比大、放矿时下盘矿石残留损失大、顶底柱无法回采等一系列问题。针对上述主要问题,提出采用上向分条分层废石充填采矿法。实践表明,新型采矿工艺可将矿石回收率提高到87%左右,贫化率降低到15%左右,有效地延长了矿山服务年限,因而经济效益显著。该工艺对同类矿山有一定的借鉴意义。     

镜铁山桦树沟井下矿低贫化放矿技术研究与应用

无底柱分段崩落法低贫化放矿工艺技术多年来一直是矿业界研究的重要课题。通过实验室模拟放矿研究,结合镜铁山矿V矿体低贫化放矿工业试验研究,形成低贫化放矿工艺技术标准,试验综合回采率指标达到了85.67%,贫化率达到8%左右;探索总结了截止品位向低贫化放矿方式转换的工艺技术,在桦树沟全矿区推广应用后,取得了显著的经济效益。     

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。     

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。     

无底柱分段崩落法崩落体形态的研究现状与展望

无底柱分段崩落法的最显著缺点是损失贫化大,主要由覆盖岩层下放矿引起。崩落体是放矿的对象,充分认识崩落体的形态对降低矿石损失贫化有着重要意义。在分析崩落体形态影响因素的基础上,从崩落体形态的试验研究、崩落体形态对放矿效果的影响等方面总结和探讨了其研究现状。崩落体形态受爆破参数、矿体及覆岩性质、松动体、放出体、残留体、采场结构参数与放矿工艺等的影响。目前,现场准确实测是崩落体形态研究的难点,物理模拟、数值模拟是崩落体形态研究的主要手段,寻求合适的爆破替代手段是提高物理模拟与生产实际相似性的关键。崩落体几何形状、块度组成、崩落体陷落区等均对放矿效果产生影响,应将回采过程看成一个有机整体,进一步定量研究放出体、松动体、崩落体三者之间的关系机理,从而获得最佳的放矿效果。