梅山铁矿多步距下端壁倾角优选研究

崩落法采矿的特点是覆岩下放矿,不合理的结构参数极易加大开采贫损指标,导致资源浪费和经济效益下降。结合梅山铁矿大间距高分段工业实验中崩矿步距优化研究,采用相似材料放矿试验和计算机放矿仿真模拟,开展80°、85°、90°端壁倾角下3.6,4,4.4,4.8 m四个步距9个物理放矿仿真实验的放矿方案的仿真放矿实验研究,以回贫差和纯矿回收率最大为判据,对实验数据进行综合分析研究,得到梅山铁矿分段高度18 m,进路间距20 m条件下,崩矿步距为4.4 m,端壁倾角为88°～90°时,放矿效果最好。     

基于PFC~(2D)的无底柱分段崩落法放矿数值模拟

针对某铁矿采用无底柱分段崩落法开采时采场回采率低与贫化率大的问题,考虑端壁倾角与崩矿步距2个因素,对采场放矿方案进行了PFC~(2D)数值模拟,选择回贫差最大的数值模拟试验方案进行了采场现场放矿试验,取得了较好的效果。     

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。     

基于大比例尺立体模型的放矿参数优化研究

结合某铁矿实际,采用1∶50比例尺建立多分段多进路无底柱分段崩落法立体模型,进行放矿实验研究。实验严格控制矿岩粒级组成,采用铰接式活动铲斗、栅式嫁接矿壁等相似模拟技术,进一步提高了模拟相似程度。以回贫差为指标,在分段高度20 m条件下进行了11组相似模拟实验。研究结果表明,矿壁倾角是影响矿石回收指标的主要因素,最优崩矿步距为3.6m,最优矿壁倾角为85°;与20m进路间距相比,18m进路间距更有利于提高矿石回收率。实验参数来源可靠,大比例尺立体放矿相似模拟实验相似度高,对极厚大矿体室内放矿实验研究有借鉴意义,研究结果对矿山工业实验具有较高的指导价值。     

基于PFC3D对无底柱分段崩落法结构参数优化研究

为了减少矿山企业的采矿成本,提高矿山的经济效益,对无底柱分段崩落法的结构参数、多分段放矿等方面进行研究,分析与矿石的回收率和贫化率的关系。探讨以大间距结构参数为理论基础,结合矿山的实际放矿参数,确定正交试验因素,采用室内多分段放矿模型,分别对低贫化放矿和矿山现行截止品位放矿进行了试验,分别分析放矿结构参数与矿石回收率和贫化率的关系。采用计算机PFC~(3D)软件模拟低贫化放矿,将模拟所得数据采用回贫差因素分析方法进行分析,利用ORIGIN软件采用响应面法拟合函数分析回贫差和结构参数的关系,最后分析矿石回贫差与无底柱分段崩落法各结构参数的关系,结果表明提出的该矿山的无底柱分段崩落法结构参数为最优值。     

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。     

四方金矿矿石流动规律和矿块结构参数优化研究

针对四方金矿无底柱分段崩落法17m分段过高导致悬顶的问题,提出12.5m的低分段方案。通过端部放矿相似物理实验,结合椭球体放矿理论和数学回归分析,测定了反映四方金矿矿石流动规律的移动边界系数和移动迹线指数,分段高度为12.5m时,矿石放出体a轴长12.5m,b轴长4.0m,c轴长4.5m。在此基础上,根据矿石放出体大间距排列理论确定最佳进路间距为14m,根据放出体为前倾扁椭球体缺推导出崩矿步距与矿石回收率、贫化率之间的函数关系,构建回贫差计算模型,以回贫差评价矿石回收效果,确定最佳崩矿步距为3.1~3.3m。研究结果为矿山优化结构参数、避免悬顶事故提供了依据。     

庙沟铁矿崩矿步距与进路间距的耦合优化研究

基于放出体和崩落体最大程度吻合理论,耦合优化庙沟铁矿无底柱分段崩落法崩矿步距和进路间距。结合结构参数和实际体积贫化率与回收率的经验公式,推导质量回贫差的数学模型,计算不同崩矿步距的理论最优进路间距、放出体体积和质量回贫差。综合理论计算结果和工程类比法选择试验参数,进行1∶50比例尺立体模型相似模拟放矿试验,试验结果证明回贫差数学模型是可靠的,同时得出最优崩矿步距约为3.6m,最优进路间距为16.5~17m。     

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。     

不同端壁倾角对放矿指标的影响研究

无底柱分段崩落法开采损失贫化率较大,且较难控制。本文采用PFC颗粒流软件模拟不同的端壁倾角放矿,通过模拟分析,统计矿石回收指标和放出体形态,得出矿岩流动规律,为实际放矿控制提供理论指导。     

大结构参数无底柱分段崩落法结构参数优化研究

毛公铁矿采用大结构参数无底柱分段崩落法开采,生产过程中矿石贫损率较高,回收率低于50%。针对此问题,本文借助崩落体形态与放出体形态的匹配关系分析了崩矿步距对矿石回采指标的影响,并通过实验室物理模拟实验,研究了崩矿步距为一排炮孔和崩矿步距为两排炮孔条件下的纯矿石放出量、矿石回收率及混岩率等回采指标,得出崩矿步距为两排炮孔条件下的纯矿石放出量、矿石回收率及混岩率均好于崩矿步距为一排炮孔条件下的纯矿石放出量、矿石回收率及混岩率。本研究对于矿山实际生产有指导意义。     

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。     

溜井底部放矿漏斗角对矿石流动性的影响研究

为研究溜井底部放矿漏斗角对矿石流动性的影响,以金山店铁矿-480~-410 m段主溜井为工程背景,采用PFC2D离散元软件对放矿漏斗角分别为45°、50°、55°、60°、65°的主溜井放矿过程进行数值模拟。为定量描述不同放矿漏斗角下矿石流动性之间的差异,定义矿石质量流率比为矿石流动性评价指标,分析各放矿漏斗角下的矿石流动性特征,揭示放矿漏斗角对矿石流动性的影响机理。构建溜井放矿相似试验平台,进行溜井放矿相似模拟试验,计算矿石的质量流率比,并将其与数值模拟结果进行对比分析。研究结果表明：当放矿漏斗角为60°时,矿石质量流率比最大,矿石流动性最好;相似试验与数值模拟所得矿石质量流率比的变化趋势基本相同,相似试验结果能对数值模拟结果进行验证。     

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。     

无底柱分段崩落法开采缓倾斜矿体底盘切岩研究

基于放出体形状,本文首次提出双椭球体放出体理论,并推导了切岩回采缓倾斜矿体下盘三角带矿体放出矿岩量的理论计算公式,并以回贫差为目标函数,确定每次放矿的最优步距。基于不亏本原则,确定回采下盘三角矿体的最合理切岩高度和后退距离。     

镜铁山矿桦树沟矿区II中矿体放矿模式的研究与应用

桦树沟矿区II中矿体为薄矿体，且矿体极不规则，回采近路垂直与矿体走向，沿用目前的放矿模式（截止品位）矿石回收率偏低，达不到计划值 ，主要由于放矿模式与回采工艺不相匹配。为探求这部分矿体的放矿模式，根据放矿学原理及矿石回收难易程度，提出“组合放矿”模式，其中下盘残留区按照“出矿总量控制”出矿，要求回采率≥85%，中间部位按照“截止品位”出矿，要求掌子面围岩比例控制在40%以内，该出矿模式在镜铁山矿其他矿体应用比较成熟，上盘穿口区域按照“松动出矿”，“截止品位”交替出矿模式，“松动出矿”达到爆破补偿空间便可。为进一步论证以上出矿模式的合理性，进行了实验室放矿研究，试验综合回采率达到81.48%，贫化率为10.00%。通过4 a时间的实施，在桦树沟矿区II中矿体2 865~2 835 m取得了较好的效果。     

上向水平分层废石充填法在东大山铁矿的应用

东大山铁矿多年来主要围绕分段采矿法进行倾斜中厚矿体开采,矿石回收率一直在49.25%～55%之间、贫化率在29.92%～33.37%之间徘徊。分析表明,采用分段采矿法开采,大量的采场底盘损失是造成矿石回收率低的主要原因;此外,由于矿体形态复杂,分段采矿法的灵活性低,顶柱和间柱不能回收是造成矿石回收率低的又一原因。根据矿体开采技术条件和矿山的实际情况,提出了上向水平分层废石充填法并进行了工业试验,结果表明,采矿回收率提高到83.6%以上、贫化率降低到21.62%,经济效益显著。该法对类似矿山有一定的借鉴作用。     

大厂铜坑矿放矿试验研究

为了解决大厂铜坑矿放矿过程中矿石贫化的问题,开展放矿方式的物理试验模拟研究。利用大型物理放矿模型,分别进行平面放矿和斜面放矿两种不同放矿试验,然后以矿石回收率和贫化率为检测指标,对所得结果进行比较。结果表明,在大厂铜坑矿推行斜面放矿方式是可行的,推荐采用斜面放矿方案。     

毛公铁矿大结构参数无底柱分段崩落法多分段放矿实验

针对毛公铁矿生产中矿石回收率低、崩落矿石放出量少的问题,依据其采场结构参数,进行了1.6 m、1.8 m 2种崩矿步距条件下矿石回收、矿石残留体形态及其形成过程的物理相似模拟放矿实验。实验结果表明:首采分段放矿时,矿石回收率基本稳定在40%~50%;第2分段以后的放矿中,矿石回收率稳定在70%~90%,混岩率稳定在35%左右;上一分段脊部残留矿石将在下一分段逐渐回收;放矿过程中正面废石会较早混入放矿过程,造成矿石贫化;综合分析实验结果得出:1.8 m崩矿步距矿石回收率优于1.6 m。