基于椭球体放矿理论的后和睦山采场结构参数优化

无底柱分段崩落法是和睦山铁矿-200 m中段后和睦山矿段主体的采矿方法,但存在采场结构参数(分段高度为12.5 m,进路间距为12 m,进路规格为3.2 m×2.8 m)不合理问题,2条相邻进路之间的脊部矿石在下一分段难以回收。为尽可能回收脊部残留矿石,通过对椭球体放矿理论的研究,确定适合后和睦山的无底柱分段崩落法的采场结构参数。结果表明:(1)采场合理的分段高度取值范围是12.15～12.57 m,目前后和睦山矿段采用的12.5 m分段高度是合理的;(2)通过最优回采进路间距经验公式计算,回采进路间距以8～10 m为宜;(3)根据最优放矿步距的计算公式和合理崩矿步距选择原则,确定了后和睦山矿段崩矿步距为1.7～2.6 m。     

无底柱分段崩落法放矿铲入深度与崩矿步距的关系

针对无底柱分段崩落法放矿损失贫化大这一技术难题,以大结构参数单进路放矿模型为基础,通过物理模拟实验进行了3种崩矿步距、7种铲入深度下的21组放矿实验。从放矿口出现废石的早与晚、出现废石时顶部废石漏斗凹陷深度、放出纯矿石量、损失与贫化等方面分析了铲入深度与崩矿步距之间的关系。结果表明:崩矿步距越大,正面废石侵入时间越晚;铲入深度越大,正面废石侵入时间越早。4.6 m崩矿步距条件下,铲入深度为5.32 m时,矿石回收率达到最优值59%左右,此时混岩率为16%左右。     

无底柱分段崩落法崩矿步距优化方法及应用

无底柱分段崩落法崩矿步距的影响因素很多,一直以来没有得出较好的优化方法。根据随机介质放矿理论的研究成果,对北洺河铁矿2种崩矿步距出矿时的废石混入情况进行了跟班标定,结果表明:1.7m崩矿步距时,废石从正面流出;3.4m崩矿步距时,废石先从顶部出露,说明崩矿步距合理值位于两者之间。针对1.7,2,2.2m三种步距进行了工业试验,结果为2.2m崩矿步距时,矿石回收效果最好,在北洺河铁矿现有爆破参数条件下,推荐崩矿步距值为2.2m。     

基于正交试验法的眼前山铁矿采场结构优化

针对崩落法矿山矿石损失贫化问题,基于正交试验法, 以分段高度、进路间距、崩矿步距、进路宽度为因素,矿石损 失率、矿石贫化率和采准系数为指标优化采场结构,依据正 交试验方案和眼前山铁矿东部矿体-213~-303m 阶段特 征,以1∶100比例设计并制作采场放矿模型开展放矿物理 试验。结果表明,矿石损失率影响因素序列为崩矿步距、分 段高度、进路间距、进路宽度;矿石贫化率影响因素序列为分 段高度、崩矿步距、进路间距、进路宽度;采准系数影响因素 序列为崩矿步距、分段高度、进路宽度、进路间距,建议设计 和优化采场结构时以崩矿步距和分段高度为首要因素。结 合眼前山铁矿生产实际和试验结果,设计-213~-303 m 阶段最优的采场结构参数为分段高度22.5m、进路间距26 m、崩矿步距2.3m、进路宽度7m。     

铲入深度对无底柱分段崩落法放出体形态的影响

崩落体、放出体和崩矿步距之间的相互制约关系影响着无底柱分段崩落法放矿过程中的损失贫化。以大结构参数单进路放矿试验为基础,进行了3.6 m崩矿步距条件下5种不同铲入深度的物理模拟放矿试验。通过放出标志颗粒的位置信息获取内部滑移面的位置,研究了铲入深度对放出体发育形态的影响,并分析了铲入深度与放出体之间的关系以及放出体与崩矿步距的匹配关系。结果表明：①3.6 m崩矿步距、5种不同铲入深度条件下,沿进路方向放出体发育的轮廓都大于崩落体的轮廓;②铲入深度对放出体形态的发育有一定影响,放出体发育高度随铲入深度增大呈先增加后减小的趋势,放出体沿进路方向的发育宽度呈增加趋势,从纯矿石回收量、矿石回收率方面分析,铲入深度为5.32 m较好,相应的回收率为57.74%。     

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。     

无底柱分段崩落法回收指标与分段数关系研究

无底柱分段崩落法的回收指标随着结构参数、分段数的不同而不同。在鲁中矿山公司小官庄铁矿大间距工艺参数研究攻关中，进行了分段实验室放矿实验。模拟实验选取7种进路间距、3种放矿步距、5个分段，共105个方案，得到了各组试验的岩石混入率、纯矿石回收率、回收率。对实验数据采用Matlab编程进行了回归分析，得出了随着分段数的增加，纯矿石回收率和总的矿石回收率都增加，岩石混入率减小的结果，但增加与减小的比例逐步降低，最佳回收率指标出现在进路间距B=16～17m，放矿步距L=5～6m的方案。     

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。     

铲入深度对无底柱分段崩落法放出体形态的影响

崩落体、放出体和崩矿步距之间的相互制约关系影响着无底柱分段崩落法放矿过程中的损失贫化。以大结构参数单进路放矿试验为基础，进行了3.6 m崩矿步距条件下5种不同铲入深度的物理模拟放矿试验。通过放出标志颗粒的位置信息获取内部滑移面的位置，研究了铲入深度对放出体发育形态的影响，并分析了铲入深度与放出体之间的关系以及放出体与崩矿步距的匹配关系。结果表明：①3.6 m崩矿步距、5种不同铲入深度条件下，沿进路方向放出体发育的轮廓都大于崩落体的轮廓；②铲入深度对放出体形态的发育有一定影响，放出体发育高度随铲入深度增大呈先增加后减小的趋势，放出体沿进路方向的发育宽度呈增加趋势，从纯矿石回收量、矿石回收率方面分析，铲入深度为5.32 m较好，相应的回收率为57.74%。     

兰尖铁矿无底柱分段崩落法采场结构参数研究

以兰尖铁矿尖山矿区1 300 m标高以上挂帮中厚矿体为研究背景,对倾斜边界条件下的无底柱分段崩落法采场结构参数进行研究。根据实验相似原理和达孔量法,通过自制立体放矿模型进行室内放矿模拟实验,根据整理出的实验数据运用3Dmine矿业工程软件建立放出体模型,并结合下盘残留情况得到尖山矿区中厚挂帮矿体20 m分段高度结构参数下的最佳放矿步距为5.2 m,崩矿步距为4 m。     

高分段大间距无底柱分段崩落采矿新技术

采用高分段大间距是无底柱分段崩落采矿法在世界各国的发展方向。为配合昆钢大红山铁矿400万t/a采、选、管道工程建设项目,进行了20 m分段高20 m进路间距的无底柱分段崩落采矿新技术研究。针对大间距进路应用了大间距进路放矿理论,从根本上改变了传统放矿理论放出椭球体的排列方式,实现了放出椭球体完全相切排列;用工业试验的方法研究了采用这种结构参数时的崩矿步距、炮孔排距和孔底距的最佳组合。试验表明,这样可使崩落矿石的大块率控制在3%以内,出矿贫化率控制在5%左右,矿石综合回收率在85%以上。20 m×20 m结构的无底柱分段崩落采矿法在大红山铁矿的试验成功,极大地提高了矿山的生产能力,降低了采矿成本。同时,大大地拉近了我国与国外先进采矿技术水平（分段高30 m）的距离。     

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。     

大结构参数无底柱分段崩落法在缓倾斜中厚矿体中的应用

随着无底柱分段崩落法在缓倾斜矿体应用条件的不断扩大,目前生产矿山中出现了加大采矿方法结构参数的趋势。对大结构参数无底柱分段崩落法在缓倾斜中厚矿体中应用的可行性进行了实验及理论研究。研究表明,在缓倾斜中厚矿体条件下,下盘残留矿量的回收是关键。而且在矿体的赋存条件一定的情况下,随着结构参数的加大,将使下盘范围内的残留矿量占分段回采矿量的比例显著增加。但只要下盘退采充分,即便是大结构参数的无底柱分段崩落法,其矿石也能得到比较充分的回收,大结构参数方案仍具有可行性。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。