基于随机介质理论自然崩落法矿岩流动特性

为准确掌握自然崩落法崩落矿岩流动特性,提出属性块体建模与随机介质理论相结合的方法,进行崩落矿岩流动模拟.建立属性块体模型拟合目标区域,实现目标区域离散化;建立适宜程序实现的颗粒体数据结构和随机介质空位传递模型;提出放出指数和块度指数概念.分别模拟和分析固定目标放矿区域、不同放矿高度以及不同块度条件下的矿岩流动,并在数字矿山软件平台上用C++编程语言予以实现.结果表明:该方法得到了崩落矿岩流动过程中品位变化及形态发育规律.     

自然崩落采矿法的颗粒流数值模拟

以自然崩落采矿法为研究对象,利用二维颗粒流数值模拟(PFC2D)的原理和方法,研究了自然崩落法矿体崩落规律. 以某镍铜矿的地质条件及矿岩物理力学性质为依据,采用数值模拟的方法分析了自然崩落法的崩落规律. 结果表明:PFC2D模型在分析自然崩落过程中力学机理的同时,能有效地模拟自然崩落法采矿过程,并且能直观地给出矿体在崩落过程中各种参数的具体形态变化. 利用PFC2D模型预测该镍铜矿自然崩落法初始崩落拉底半径为10 m,连续崩落的拉底半径为22 m,有效地指导该矿自然崩落法的放矿.     

无底柱小分段崩落采矿法在碎裂金矿体回采中的应用

以无底柱分段崩落采矿法为基本采矿方法,对昌马金矿180m中段矿体回采进行了无底柱小分段崩落采矿法试验应用。通过矿块构成要素、采切工程、爆破参数及放矿方式的合理确定,取得了较好的回采效果,并为后续的矿体回采提供了技术支持。     

自然崩落法矿山井下大规模开采综合评价及模拟技术

为降低矿山采用自然崩落法存在的风险,为后续井下安全大规模开采提供保障,对自然崩落法矿岩可崩性和崩落后的块度分布规律进行综合评价及模拟,提出一种矿岩可崩性三维数字化评价方法和矿岩崩落块度预测算法。通过对评价区域的三维建模,基于地质统计学理论将矿岩岩体参数推估反演到离散化后的矿岩工程模型中,根据三维节理面Monte Carlo模拟原理对矿岩崩落块度进行三维重现。将上述方法用于云南省普朗铜矿进行验证。研究结果表明:普朗铜矿III级和IV级矿岩质量分数之和为99.1%,矿岩可崩性级别为III至IV,适合应用自然崩落法开采;原始崩落块度等效尺寸大于1.65 m的块体筛上累积百分比为40%,建议普朗铜矿放矿口长×宽为5.00 m×5.00 m,此时放矿堵塞概率较小。     

急倾斜薄矿脉崩落法开采及崩落散体的承载机理

以金厂沟梁金矿为工程依托,利用崩落矿岩散体的承载机理,提出了急倾斜薄矿脉破碎矿体崩落法开采方案.运用数值计算手段,研究崩落矿岩散体的承载机制,分析分段高度对崩落矿岩散体承载效果的影响.计算结果表明:与空场法开采相比,崩落法开采有效改善了采场围岩的稳定性,围岩塑性区体积减小了58.4%.随着分段高度的增大,崩落矿岩散体对围岩的支撑作用相应减弱,但影响较小.研究结果表明,采用崩落法回采急倾斜薄矿脉破碎矿体是合理的、可行的,同时也为该类矿体的回采提供了新的思路.     

崩落法采矿中放出体流动特性的影响因素

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,开展崩落法采矿中放出体流动特性影响因素研究。运用统计学知识确定对放出体流动特性有显著影响的主要因素及其敏感性,得出其与放出体流动特性的关系,并通过已有研究结论与模拟结果的对比分析,验证了基于PFC3D程序的放矿模型在放出体流动特性影响因素研究中的适宜性与可靠性。研究表明：放出体颗粒形状、摩擦系数及放矿口尺寸三种因素是显著影响崩落矿岩流动特性的重要参数。在放矿初始阶段,放矿口尺寸对放出体形态影响最大,其次为摩擦系数,颗粒形状对其影响最小;在之后的放矿过程中,颗粒形状对放出体形态影响最大,其次为放矿口尺寸和摩擦系数。散体颗粒形状越不规则、散体内摩擦角越大以及放矿口尺寸越小则放矿越困难。     

矿体下盘岩石最佳开掘高度的确定

对应用无底柱分段崩落法开采矿床时的矿石损失过程进行了分析·在开采倾斜及缓倾斜矿体时,为改善因矿体倾角小而大量残留矿石的状况,可以通过采用开掘下盘部分岩石的方法,提高矿产资源的回收率·分析了矿体下盘倾角与下盘矿石残留量的关系,通过计算机模拟,得出了下盘岩石不同开掘高度与放出矿岩量的变化规律,随着开掘高度的增加,下盘矿石单位高度放出量相应减少,可按盈利总额最大原则确定出最佳开掘高度·在矿山生产实际中,下盘岩石最佳开掘高度随着矿产品价格和生产成本的波动而变化·研究结果表明:采用计算机模拟放矿过程,尤其是放矿控制方面,优于实验室物理模型放矿·     

立体摄影测量对矿块崩落法引起地表移动的监测研究

我国首次在某铜矿采用的矿块崩落法是一种先进的高强度高效率采矿方法，但由于矿块崩落法引起地表下沉，所以如何监测，这对于该法能否成功地采用十分重要。作者研制了一种以计算机辅助地面立体摄影的测量方法，该法能通过自行设计的软件来计算陷落岩柱体积，能精确绘制塌陷区地形图；同时提出了一种分析岩矿体中崩落状态的方法，通过对比在连续时间内的放矿体积与陷落体积，得出了该矿陷落过程正常，不存在大的空洞的结论，这个项目的研究方法在国内外均为首创。     

深部厚矿床崩落开采法的新发展

针对深厚矿床崩落开采法的问题,通过回顾深部矿床崩落开采法的新技术,提出改进的端部放矿分段崩落采矿法,在矿井能够从跨落的岩石下回收所有的矿石,具有最好的矿石回收参数,高开采强度,较有利的安全的工作条件.当开低、中品位的矿石时,采用控制顶板跨落的连续房式开采方法在经济和技术参数方面要好于基本的硬化充填法,并且在深矿床的复杂的地质力学条件下,能够保证采矿工作安全.     

基于节理网络模拟和分形理论预测矿岩体块度

块度尺寸和分布特征是自然崩落法选择与设计的重要依据之一,块度预测的可靠性决定采矿方法设计的成败。以金川镍矿Ⅲ矿区贫矿自然崩落采矿法可行性研究为工程背景,开展了岩体块度预测研究;根据Ⅲ矿区开拓工程所揭示的工程岩体,进行了3个区域的岩体节理裂隙调查与统计分析,获得了节理裂隙统计结果及空间分布特征参数;采用蒙特卡罗随机模拟方法生成节理网络模型,并结合岩体分形理论,推导出矿岩体块度尺寸与分布的预测模型;基于所建立的预测模型进行矿岩体初始块度预测。结果表明,当特征尺寸确定为1.2m时,根据1 570m中段调查的4个区域的矿岩体大块率分别达到8.8%,20%,14.83%,6.51%,平均大块率为12.54%;虽然Ⅲ矿区矿岩体破碎,但矿石比岩石强度高,导致矿岩体初始块度的大块率较高,不利于自然崩落法的放矿控制和连续生产。本研究结果为金川矿山的采矿方法选择与决策提供了理论依据。     

自然崩落法矿岩崩落特性及崩落规律

介绍了矿岩崩落机理，矿体崩落规律，矿体可崩性综合评价与可崩性分级，矿石三级块度预测和放出块度实测，崩落控制方法等一系列理论和技术研究成果。     

应用有底柱分段崩落法提高倾斜厚矿体的回收率

应用有底柱分段崩落法提高了倾斜厚矿体的矿块回收率,降低了贫化。     

崩落采矿法放矿的离散元仿真

简述了离散元法的基本原理,并用其对崩落采矿法多漏孔放矿过程进行了仿真。结果表明离散元法对于解决放矿问题是可行的和较为全面的,它不仅能从运动方面研究崩落矿岩的移动形态,而且还能从动力学方面分析矿岩块之间的力学关系。后者是离散元法所特有的功能。     

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。     

高端壁无底柱分段崩落采矿方法

1979年由冶金部下达科研任务,在寿王坟铜矿研究试验高端壁无底柱分段崩落采矿方法。 该法分段高度达40m,设2～3个凿岩水平,利用爆堆通风,铲运机出矿,多进路齐次爆破,铲运机出矿。与低分段无底柱分段崩落采矿方法相比具有下述优点: 1.矿块采矿强度高,生产能力达33万吨/年,约高一倍。 2.一次爆破量大,达5万吨,可充分利用大生产能力自行设备。有利于降低损失     

多放矿口条件下崩落矿岩流动特性

基于离散元理论和PFC3D程序构建放矿模型,探究多放矿口条件下崩落矿岩流动特性,实现多放矿口条件下放出体及矿石残留体形态变化过程的可视化。同时,将模拟结果与已有研究结论进行对比分析,验证基于PFC程序的放矿模型在崩落矿岩流动特性研究中的可靠性。放矿PFC模拟结果表明,多放矿口条件下放出体形态会因各放矿口间的相互影响而产生交错、缺失等程度的不同变异,并不是一个规则的椭球体。在单一放矿口和多放矿口条件下,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。矿石损失率随放矿口尺寸及崩落矿石层高度的增大而减小,随放矿口间距的增大而增大。当相邻放矿口间产生相互影响时,平面放矿方式与立面放矿方式相比,其矿石残留量更小,且崩落矿岩接触面呈近似水平状态下降。     

电算机随机模拟放矿及其相似条件初探

本文介绍了电算机随机模拟放矿的原理,数学模型和电算框图。它把崩落矿块中的崩落矿岩抽象为集装箱似的方块,自下部漏口一个一个地放出。上部方块向下移动填补放出空位是随机的。提出了用电算模拟试验法确定模拟相似条件的方法。相似原则是相同条件下放矿时,放出体体积必定相等。给出了计算相似条件的电算框图和初步计算结果。研究表明电算随机模拟放矿是研究崩落采矿法复岩下放矿问题的一个有前途的方法。在附录中给出了计算模拟相似条件的电算程序。     

基于开采环境再造深孔诱导崩矿方案优化研究

针对新疆喀拉通克铜镍矿高价值软破矿体的特征,提出了开采环境再造深孔诱导崩矿采矿技术,并主要从维护采场稳定性和保证矿石合格块度率的角度,对崩矿方案进行优化研究.首先,运用FLAC3D软件对侧向挤压崩矿和水平分层崩矿过程进行数值模拟,分别从位移场和应力场的分布和变化来分析不同方案对采场结构稳定性的影响;其次,分析了节理裂隙分布对原始矿体的切割作用,以及爆破挤压作用对崩落块度的影响.研究结果表明,侧向挤压崩矿更有利于维护采场结构的稳定,引导节理裂隙对矿体的合理切割,并能充分发挥挤压效应,提高崩落矿石块度的合格率.图4,表1,参14.     

金翅岭金矿矿床涌水来源分析

针对矿床涌水来源是治理矿床涌水的关键问题,本文通过对山东招远金翅岭矿矿水和各可能补给来源的丰水期、枯水期水化学特征、同位素特征进行对比分析,发现矿水和浅部水有明显水力联系,并通过动态特征分析进一步证实,同时排除了构造裂隙水补给的可能,论证了该矿涌水的补给来源主要是地表水、浅层地下水通过构造裂隙和矿井连通,导致矿井水连续稳定突出,并建议进一步调查研究界河潜流水质及物探探测构造裂隙.     

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.