无底柱分段崩落法矿石覆盖层回收实验

攀钢兰尖铁矿从露天转入地下后采用无底柱分段崩落法进行开采,并在顶部分段预留了40 m左右的矿石覆盖层以保证下部分段回采的安全.为了探究最佳的回收方式回收预留在采场的这部分矿石覆盖层,设计了无贫化、低贫化、截止品位以及按步距崩矿量100%的比例出矿方式,并进行回收模拟实验.通过对各方案放矿后的回收率、贫化率及放矿后矿岩界面的完整度比较分析得出,采用无贫化放矿方式带来的经济效益最佳并且放矿后矿岩界面相对完整,对下面分段继续回收纯矿石创造了条件,为类似矿山矿石覆盖层回收方案的选择提供参考.     

基于未确知测度理论的崩矿步距优选模型

 无底柱分段崩落法的分段高度、进路间距和崩矿步距的不同组合,严重影响放矿损失贫化指标,从而影响了矿山的经济效益。本文运用未确知测度理论和层次分析法,建立单位精矿盈利的评价模型。评价模型综合考虑了影响单位精矿盈利的各种因素,如贫化率、回收率、混入废石的品位和尾矿品位等。利用实测数据建立单指标未确知测度矩阵,然后通过层次分析法（AHP）计算出各指标因素的权重,依照置信度识别准则对单位精矿盈利进行评级,进而对崩矿步距进行优选。实例分析结果显示,大红山铁矿440分层崩矿步距为4.8m时,单位精矿盈利为优,从而确定为最优崩矿步距。     

无底柱分段崩落法多端壁倾角下崩矿步距优化

分析了崩矿步距优化的原则,确定以"回贫差最大"作为最优指标判据,以端部放矿实验为手段来测绘该结构参数下的放出体形态,利用实验获得的形态参数,计算崩矿步距的最优范围,辅助"相似矿山类比法和经验法",最终确定崩矿步距的最优范围为3.6~4.8 m.此外,考虑端壁前倾对降低贫化率和废石混入率具有较好的效果,参照国外生产矿山实际应用,以1∶50相似比开展了端壁倾角为80°,85°,90°条件下最优步距范围内3.6,4.0,4.4,4.8 m的放矿步距相似实验.实验结果表明,步距4.4 m,倾角90°方案对应的参数为梅山铁矿18 m×20 m条件下最佳结构参数.     

期望体理论的实验研究及端部放矿崩矿步距优化

放出体形态研究是研究崩落矿岩流动规律和确定最优采场结构参数的基础.基于标志颗粒法,通过底部与端部放矿物理实验,研究无限边界条件和半无限边界条件下放出体形态及其变化规律,验证期望体理论的可靠性和适用性.在此基础上,开展了18 m×20 m结构参数下端部放矿崩矿步距的优化实验研究.研究结果表明：实际放出体形态并不是标准的椭球体,而是与期望体更为相近;在无限边界条件和半无限边界条件下,放矿量与放出体高度满足幂函数关系,与放出体半径满足指数函数关系;建议在18 m×20 m结构参数下,优先选用无贫化放矿方式和4.6 m的崩矿步距.     

基于刚体离散元模型的矿岩散体流动规律

针对崩落采矿法矿石损失与贫化大的问题,利用刚体离散元原理和方法,成功研究了多种放矿制度下覆盖岩层与矿石的相互作用和界面动态变化过程.研究表明:在1 213 m左出矿口放矿时,其右上方约9 m位置矿石被废石包裹,即使再采用相邻或相间出矿口放矿,被包裹矿石也难以放出,矿石贫化损失最大:采用中出矿口放矿时,矿岩界面增大,呈漏斗状,贫化次之;采用左中右三个出矿口均衡放矿时,矿岩界面最短且近似平行下降,矿石贫化与损失最少.模拟结果对于预测不同放矿制度下,矿石的贫化与损失指标提供了可靠依据.     

覆岩下放矿过程的盈亏分析和确定截止品位的静态盈利指标体系

放矿截止品位的选择和资源回收率、盈利及每年精矿产量密切相关,从而影响到综合技术经济效果。本文仅侧重讨论其中的盈利指标。 文中推荐用三种盈利性指标去评价经济效果:1)每吨报销工业矿量盈利;2)每吨采出矿石盈利;3)利本率。从边际效益的角度分析了边际效益和平均盈利的关系,进而分别导出了上列诸盈利指标的极大值判据。应用这些判据和两个盈亏转折点,可把放矿过程划分成几个效益不同的区间,从而为最终选定截止品位提供经济依据。 使用覆岩下放矿的崩落采矿法时,矿石损失和贫化的高低,极大地影响矿床开采的经济效果。在矿床条件、崩落矿岩品位及流动特性、以及采矿方法结构参数和放矿方法一定的情况下,损失和贫化指标将主要取决于放矿截止品位的选择。 最优放矿截止品位的选定应该满足企业盈利性,资源回收率,以及最终产品的年生产能力等要求。考虑到盈利是企业活动效果的综合表现,反映了损失和贫化的影响,在决策中具有重要意义,本文拟主要就盈利性指标进行初步讨论。     

缓倾斜中厚矿体崩落开采矿石流动规律仿真与放矿参数优化

采用正交数值仿真和盈利因子评价函数,建立了分段高度(H)、进路间距(L)、崩矿边孔角(α)、截止贫化率(g)四因素三水平的正交仿真模型,获得矿岩放矿流动行为规律。研究结果表明:4个因素对放矿最优效果的影响权重从大到小依次为进路间距L,截止贫化率g,崩矿边孔角α,分段高度H。得到(H-L-α-g)的最优组合,即H=12m,L=8 m,α=30°,g=0.5,在此条件下,可以使放出矿石经济效益达到最大,盈利因子F=17.38。对于缓倾斜中厚矿体,适当降低采场结构参数,采用低贫化放矿管理方式,有利于提高矿石回收率,降低贫化率。     

采场结构参数过渡分段放矿优化

随着采矿设备的大型化,无底柱分段崩落法的发展趋势也是增大采场结构参数,因此现行许多矿山都存在如何使采场结构参数从普通问距向大闻距过渡的问题。以板石矿业公司上青矿4、5、6矿组为例,针对参数过渡分段出现的放矿问题,以无底柱分段崩落法无贫化放矿理论为指导思想,提出综合考虑多分段的优化放矿方式,得出与之相匹配的崩矿步距,并在此基础上,提出实现最优放矿的措施,即爆破优化,放矿管理及截止出矿矿石占有率的控制。     

小官庄铁矿生产矿块结构参数的试验分析

随着小官庄铁矿开采深度的增加,为降低采矿成本其分段高度由原来的10m加大到12.5m·为确定与分段高度相对应的进路间距和放矿步距,对小官庄铁矿分段高度加大到12.5m后的结构参数进行了实验室模型实验·根据实验结果,采用回归分析方法,应用Matlab编程,求出了矿石回收指标岩石混入率、回收率、纯矿石回收率与放矿步距、进路间距之间的关系,并对小官庄铁矿结构参数提出了建议,即综合考虑各项矿石回收指标后认为最优的进路间距、放矿步距参数为12.5m×5～6m·     

不同端壁倾角条件下放出体形态研究及最优崩矿步距的确定

为分析端部放矿中放出体形态,获得大结构参数下最优的崩矿步距,基于颗粒元理论和PFC3D程序,构建具有矿石散体细观力学性质的放矿模型. 通过已有研究结论与模拟结果的对比分析,验证了基于PFC程序的放矿模型的可靠性. 在此基础上,开展18m×20m结构参数下不同端壁倾角崩矿步距研究. 研究结果表明,不同倾角端壁条件下放出体形态不完整,并不是一个规则的椭球体. 当放矿量相同时,放出体高度随端壁倾角的减小而增大,放出体整体形态也随之越来越"瘦长".在无限边界和不同倾角端壁条件下,放出体高度的变化趋势均可概括为两个阶段:在放矿初始阶段,放出体高度呈指数形式快速增加,随放矿量的增加,其增长率逐渐减小;随后,放出体高度将随放矿量的增加而呈线性增长的趋势. 建议在18 m × 20 m结构参数下采用85°~90°的端壁倾角,4. 8 m的崩矿步距.     

无底柱分段崩落法在低品位矿床开采中的应用与实践

无底柱分段崩落采矿方法本身具有矿石贫化大的缺点,但镜铁山铁矿通过在低品位矿床开采中的应用和实践,提出了改现行截止品位放矿方式为低贫化放矿方式,在得到矿石回采率略有提高的同时,大幅度降低了矿石的贫化率,取得了较好的经济效益。     

垂直分区与组合放矿在倾斜中厚矿体中的应用

针对无底柱分段崩落法应用于倾斜中厚矿体时易出现矿石贫损大的问题,提出了垂直分区与组合放矿方案.通过物理模型进行了三组放矿实验方案,方案一采取截止品位放矿,方案二和方案三采取组合放矿.方案二与方案三的不同之处是方案三增大了下盘区段的贫化率.实验结果表明,方案一回收率最高(η=86.3%),对应的岩石混入率也最高(ρ=29.5%),方案二和方案三的回收率均达到了80%以上,但方案二的岩石混入率(ρ=18.2%)比方案一下降了11.3%.对三组实验结果进行经济评价,得出方案二为最优方案.通过采区试验,进一步验证了该方案的可行性及优越性.     

基于离散元理论的自然崩落法放矿细颗粒渗移过程研究

为探讨自然崩落法放矿过程中废石细颗粒的渗移规律及诱因,利用离散元软件EDEM分别从粗细颗粒数量比、直径比及矿岩含水率三个方面对细颗粒的渗移过程进行模拟,并设置标志颗粒对不同区域的相邻粗细颗粒进行跟踪。研究结果表明：放矿提前贫化率随粗细颗粒数量比的增大不断降低;废石细颗粒渗移速率随粗细颗粒直径比的增大而增大,且受含水率影响显著;相邻位置的细颗粒的渗移速度大于粗颗粒的下降速度。研究结果为进一步探讨矿石损失贫化、确定采场结构参数及优化放矿管理制度提供理论支持。     

中厚急倾斜矿体改流体放矿实验研究

采用无底柱分段崩落法开采中厚急倾斜矿体时,如果采场结构与矿岩流动特征不匹配,则会造成矿石的损失与贫化,对矿产资源造成浪费。为解决此类问题,采用改流体放矿技术,在矿体倾角60°～70°及矿体厚度6～10 m的条件下,设计了9种放矿实验方案。每种方案采用改流体放矿方法与常规放矿方法进行对比。实验结果表明：利用改流体技术进行开采可以将矿石回收率提高19.25%～25.98%;在废石混入率相同的情况下,依旧可以将矿石回收率提高15.68%～25.46%;验证了改流体放矿技术用于中厚急倾斜矿体的可行性,也为中厚急倾斜矿体的开采提供了良好的思路。与此同时,实验探究了矿体倾角和矿体厚度两个影响因素对矿石回收率、贫化率的影响规律,结果显示：矿体倾角与矿体厚度对改流体放矿实验影响较大,对常规放矿实验影响较小。     

无底柱分段崩落法崩矿步距的优化

基于分段高度、进路间距和崩矿步距的不同组合,对放矿损失贫化指标具有重要影响,研究结构参数优化的方法,在利用端部放矿理论贫化损失指标的计算公式确定崩矿步距的基础上,建立单位工业储量盈利最大化和单位精矿盈利最大化为目标函数的数学模型。研究结果表明:该方法改变了传统的仅考虑贫化损失指标最佳确定结构参数的方法,开辟了从保障矿床开采整体经济效益最大化确定结构参数的新途径。     

急倾斜薄矿脉中深孔落矿崩矿步距实验研究

以金厂沟梁金矿18#薄矿脉为工程依托,以实验室相似材料实验为手段,开展倾斜边壁约束条件下端部放矿实验研究.约束边壁条件下,测得12,14 m段高时沿进路方向放矿椭球体宽度分别为1.7和2.1 m,流轴角为4°,向下盘倾斜.确定步距仿真实验范围为1,2,3 m.通过步距仿真实验,以回贫差指标最大为判据,得到12和14 m段高下,步距为1 m时方案最优.利用三维激光扫描系统CMS对1 m步距下的工业实验区域进行扫描,探测结果表明:爆破后矿岩散体基本全部放出,实验区域下盘局部出现少量欠挖,上盘围岩基本完整,整体爆破效果良好.     

无底柱分段崩落法回收指标与结构参数关系

无底柱分段崩落法自上而下逐分段多分段回采，各分段矿石回收指标随着结构参数变化而有较大不同。通过不同进路间距、不同放矿步距下的多分段放矿实验，得到了各结构参数下的各分段回收指标，并用Matlab编程对分段回收指标与结构参数的关系进行了回归分析，得出了岩石混入率、纯矿石回收率、回收率与分段、放矿步距、进路间距之间的回归方程，阐明了不同分段结构参数对回收指标的影响。’     

崩落采矿法放矿贫化损失预测的电算模拟方法

崩落采矿法是地下开采的一种重要方法,占有色矿山地下开采的30％。占黑色矿山地下开采的70％。崩落采矿法的特点之一是在覆盖岩面下放矿,废面的混入造成矿面的贫化和矿面的损失是这种采矿法的关键问题。目前除了费时、费工、难以大量应用的物理模拟外,尚无可靠简便迅速的预测方法。电算模拟放矿的研究成功为崩落采矿法降低     

矿岩散体流动参数物理模拟实验

结合崩落矿岩散体的力学特性,利用随机介质放矿理论,介绍了矿岩散体流动参数测定的物理模拟实验,测定了不受边界约束和端部放矿两种方式下的散体流动参数·研究了矿岩散体的流动形态(放出体形态)·认为采用低贫损开采模式,可有效地降低矿石损失贫化·工业试验表明,对于采用无底柱崩落法的矿山,利用模型实验,测定现场矿岩散体流动形态(参数),优化采场结构参数,可有效地降低矿石损失与贫化,提高矿山整体经济效益·     

张家洼矿无底柱分段崩落法结构参数灰色决策

以张家洼铁矿-250 m中段矿体赋存条件为背景,进行了无底柱分段崩落法不同结构参数的放矿模拟试验.引入灰色局势决策理论,成功地将回收率、纯矿石回收率、岩石混入率等多目标优化问题转化为单目标优化问题.根据试验结果,采用灰色决策方法得出了张家洼铁矿-250 m中段无底柱分段崩落法的最佳结构参数为分段高度12.5 m,进路间距12 m,放矿步距4~5 m.研究结果为矿山采准设计提供了依据,研究方法为采矿工程的优化拓宽了途径.