有限回采空间内贫矿资源无底柱分段崩落法低贫损开采方案研究

做好无底柱分段崩落法的贫损控制对于矿山经济效益及环境保护具有重要意义,但当矿床开采条件复杂、矿石品位较低时,矿石贫损控制难度将会大幅增加,在此条件下如何做好矿石贫损控制一直是崩落法开采方向的重要关注点。金川龙首矿西二采区无底柱分段崩落法采场仅可布置4个分段,回采空间十分有限,不利于矿石的贫损控制,加之西二采区矿石品位较低但经济价值较高,因此在开采过程中需要严格控制矿石贫损。针对西二采区的复杂开采条件及贫损控制需求,提出了一种“首采分段总量控制出矿、中间分段低贫化出矿、最末分段低贫化出矿+辅助进路回收残留矿石”的组合式低贫损回采方案。以西二采区为工程背景,设计并制作了一种高仿真度的物理放矿模型并对该方案展开了试验研究。结果表明:即便是在暂时不考虑回收最末分段残留矿石的情况下,该方案可使西二采区崩落法采场的矿石回收率达到75.6%,而废石混入率仅为6.0%,在确保矿石回收率的基础上显著降低了矿石贫化。该方案在现场应用后,实际的矿石回收指标与试验结果基本接近,表明该方案在西二采区有限回采空间内实现了贫矿资源低成本、高质量回收的总体目标。

无底柱分段崩落法结构参数的影响因素及计算

分析无底柱分段崩落法的特征及其优缺点,整理了该采矿方法主要结构参数的影响因素,并归纳了主要结构参数的理论计算公式,同时通过尖山采场的室内放矿实验及现场实际效果,对归纳整理的主要结构参数计算公式进行验证。可为采用无底柱分段崩落法的矿山提供设计依据。

基于Aegis的无底柱分段崩落法中深孔爆破过程模拟与应用

无底柱分段崩落法因其回采效率高、结构简单、安全性高等优势被广泛应用于地下金属矿开采,其落矿方式常采用中深孔爆破。针对传统无底柱分段崩落法中深孔爆破设计过程繁琐、模拟效果不够直观等问题,开展了基于爆破设计与分析软件Aegis的中深孔爆破过程模拟与应用研究。首先介绍了该软件的模块构成和功能,并梳理和总结了模拟分析流程;其次研究了利用模型边界限制爆破空间以及利用爆炸能量的交错状态校验孔网参数的两项关键技术;最后基于该软件对某地下矿山无底柱分段崩落法中深孔爆破进行了数值模拟。研究结果表明:单排炮孔内爆炸能量集中且充盈了整个爆腔,连续耦合的装药结构以及0.3 kg/t的炸药单耗设计较为合理;临排炮孔间爆腔壁呈相切的状态,可能存在排间能量不足以完全破碎岩体的情况,2.2 m的炮孔排距稍大;预测的多条进路爆破块度质量分布结果均出现大块占比偏高的情况,与现场的工程实践结果一致,并以其中一次爆破后的爆堆照片为例进行说明,其大块率达到了18.03%。结合Aegis软件的模拟结果,分析炮孔排距偏大可能是导致大块率偏高的主要原因。此外还对实验分段的6个开采进路进行了12次爆破试验并加以模拟验证,得到了基本一致的爆破块度质量占比结果,有效佐证了该软件的现场应用效能。

采用无底柱分段崩落法的矿山爆破技术优化研究

矿山爆破技术是提升矿山生产效果的核心手段。本研究以无底柱分段崩落法为切入点,深入探究其爆破技术的优化策略。通过实地考察与理论分析,我们成功构建了无底柱分段崩落法的矿山与爆破模型,并经过多次试验确定了最佳爆破参数与方案。研究表明,优化后的爆破技术不仅显著提升了矿山生产效率和资源利用率,而且有效降低了安全风险,确保了矿山生产的稳定与持续。此外,该技术具有广阔的推广前景,有望在其他类型的矿山采矿作业中发挥重要作用,为矿山工业的可持续发展贡献力量。总的来说,通过对无底柱分段崩落法的矿山爆破技术进行优化,可以在保证生产效果和安全度的同时,实现对矿山资源的高效利用。这个研究成果对矿山工业的发展具有重要参考意义。

边孔角对无底柱分段崩落法放矿效果的影响

边孔角作为无底柱分段崩落法的重要参数,对无底柱分段崩落法放矿效果有着较大的影响,边孔角与放出体形态、矿石残留体、放矿过程的混岩特征、放矿指标等密切相关,在回采作业阶段,首采分段放矿条件下,放矿效果与边孔角的大小呈正相关;在多分段放矿条件下,放矿效果与边孔角大小先呈负相关,待边孔角达到一定角度后,又呈正相关;回采分段逐渐下降,运用该方法采矿时受到边孔角的影响较大。本文主要对边孔角对无底柱分段崩落法放矿效果的影响进行了分析,以期为采矿人员有效调节边孔角的大小提供参考。

限制性空间内无底柱分段崩落法组合式放矿方案及实验研究

以金川龙首矿西二区上部中段由下向分层胶结充填法转无底柱分段崩落法开采为例,研究了限制性空间内无底柱分段崩落法采场各分段的矿石回采和回收特点,构建了一种以分段为放矿控制单元的组合式放矿方案:第一、二分段采用总量控制方式出矿以确保顶板安全冒落形成覆盖层;第三分段采用低贫化方式出矿以避免无效贫化,实现矿石的高质量回收;第四分段采用正常回采进路低贫化放矿+辅助回收进路截止品位放矿以实现矿石的充分、有效回收。设计并开展了3种不同放矿方案的物理实验,结果表明,本文设计的组合式放矿方案在限制性空间实现崩落法安全高效开采和损失贫化控制方面具有显著优势,可使矿山整体开采经济效益处于较优水平,为后期工程实践提供科学的理论和技术指导。

破碎矿体无底柱分段崩落法开采过早贫化原因分析及对策

龙首矿西二采区在破碎矿岩条件下采用无底柱分段崩落法进行采矿的过程中,出现了放矿过早贫化的问题,严重影响了矿石的正常回采指标。通过对现场矿石爆破质量和出矿量进行分析可知,由于矿岩条件破碎导致炮孔变形破坏以及眉线破坏情况严重,加之装药结构设计不合理和现场装药工作管理不到位,对矿石的正常崩落和正常流动放出造成了极大的影响,从而导致步距出矿过程中废石过早出现,加大了矿石的损失与贫化。为解决采场矿石贫化过早的问题,提出了加强现场装药作业管理、采用交错装药结构、采取预装药方案以及引进疏孔设备等一系列措施,并在现场进行应用。现场工程试验表明,采取以上优化措施能够有效地改善矿石爆破质量以及出矿情况,解决了出矿过早贫化的问题,显著改善了矿石回收指标。

无底柱分段崩落法损失贫化研究现状及改进措施探讨

无底柱分段崩落法生产安全性高、开采强度大效率高、回采工艺简单,在地下开采中占有较大比重,但损失贫化大的问题限制了该方法在贵重金属矿山的应用。介绍了目前无底柱分段崩落法法损失贫化控制中采场结构、回采巷道参数布置、边界矿量回采、覆盖层结构与放矿生产管理4个方面的研究现状,系统分析了仍存在的问题,并提出控制无底柱分段崩落法损失贫化指标的方向,对矿山进一步控制损失贫化指标具有理论指导意义。

松湖铁矿深部矿体无底柱分段崩落法放矿参数优化研究

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。

金山店铁矿无底柱分段崩落法崩矿步距数值模拟优化研究

以金山店铁矿张福山矿区东区无底柱分段崩落法回采为工程背景,详细分析了顶部覆盖岩层与正面废石混入对放矿回贫指标的影响。基于PFC3D数值模拟软件平台建立单漏斗放矿模型,分别对2.0m、2.5m、3.0m、3.5m、4.0m五种崩矿步距方案开展数值模拟试验。研究结果表明:①贫化率随崩矿步距的增大而减小,在试验区间内呈近似线性变化规律;②回采率随崩矿步距的增大呈抛物线变化规律;③金山店铁矿东区无底柱分段崩落法采场结构参数为14m×16m(分段高度×进路间距),最佳崩矿步距为3.5m,可以达到回采率85.67%,贫化率16.96%的技术经济指标。

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1518、1509、1500 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。

基于PFC^(2D)的无底柱分段崩落法矿石流动规律与结构参数优化研究

无底柱分段崩落法出矿进路端部矿石流动规律直接影响着矿石贫损指标。以某金属矿山为研究对象,设计了崩矿步距、分层高度、放矿截止品位3项变量的正交实验,采用PFC^(2D)离散元分析方法构建了端部放矿仿真模型,分析了端部矿石放矿的流动规律,获得了采场结构参数对放矿贫损指标的作用机理。研究结果表明:①崩落采矿法中进路端部的靠壁残留体对矿石的回收具有重要意义;②崩矿步距与分层高度比值(d/H)直接决定靠壁残留体的形态和矿石贫损指标,且d/H为0.28时效果最优;③根据分段高度散点分布规律和最优d/H值,得到最优崩矿步距,通过优化铲运机出矿方式,可大幅降低矿石贫损指标。

塔矿项目无底柱分段崩落法损失及贫化率控制

无底柱分段崩落法在爆破、出矿过程中存在贫化与损失,而采矿损失及其贫化率控制是矿山生产的重要环节之一,其直接影响到矿山的经济效益和服务年限。根据项目实际施工参数及生产放矿结果,从矿山生产探矿程度、采场结构参数、采场采出矿管理等三个方面系统地分析了影响无底柱分段崩落法损失及贫化率的影响因素,提出了采取加密地质钻探、优化采场结构参数以及提高现场管理水平等措施并予以实施,达到了降低损失及贫化率的目的。

无底柱分段崩落法结构参数研究

为减少矿石生产成本,提高矿山经济效益,对无底柱分段崩落法结构参数进行研究。以大间距结构参数理论为基础,通过正交试验法确定9组不同的结构参数,利用多分段立体放矿模型,分别进行实验室放矿试验和计算机放矿数值模拟,然后,将2种不同方法所获得的实验数据采用直接分析法和Matlab回归分析法对比研究,分析无底柱分段崩落法各结构参数对矿石回收率等的影响,并最终确定合理的无底柱分段崩落法采场结构参数。

大结构参数无底柱分段崩落法的发展及技术问题探讨

无底柱分段崩落法引入我国已有近50 a的历史,在铁矿石开采中占有重要地位,也取得了丰硕的研究成果,近年来正向大结构参数发展。从历史地位、铁矿石经济发展需求、待开发矿体赋存特征、露天转地下的适应性等方面分析了无底柱分段崩落法仍将是未来主要的采矿方法。并从设备配套、爆破问题、基于现场出矿的放矿理论等方面论述了我国大结构参数发展下需要注意的问题,对大结构参数的快速发展,充分发挥大结构参数无底柱分段崩落法的优越性具有积极意义。

无底柱分段崩落法采场结构参数优化研究

分析了目前崩落法结构参数优化的常用方法及存在问题,采用随机介质放矿理论建立了进路间距优化的数学模型,并推导出崩矿步距的理论计算公式;为了评价结构参数的综合经济技术指标,给出了采场结构参数与采出率和贫化率之间的计算公式;最后,将所提出的方法在矿山进行了实际应用,并与传统的采场结构参数优化方法进行了对比。对比结果表明,所提出的优化方法与实际基本相符。

无底柱分段崩落法采场稳定性分析

无底柱分段崩落法是国内外地下矿山广泛采用的采矿方法。长期以来由于受凿岩、装药以及出矿设备的制约,国内矿山大多采用小结构参数的无底柱分段崩落法,所产生的地压问题十分严重,开采效率低。近年来无底柱分段崩落法朝着增大采场结构参数的方向发展,不但有利于改善采场稳定性,同时还降低了生产成本。因此,开展采场稳定性分析有利于实现安全、高效开采。采用三维有限元方法对10 m×10 m、15 m×15 m、15 m×20 m共3种不同结构参数的崩落法采场进行了数值模拟,对进路开挖与矿石回采两个不同过程的巷道顶板竖直位移、主应力进行分析。数值计算结果表明:进路开挖时15 m×20 m与10 m×10 m的结构参数相比较,巷道顶板的竖直位移降低了20.1%,最小主应力下降了约18.8%;开采过程中顶板的竖直位移、主应力值都比进路开挖时小,采场地压得到改善;进路开挖与矿石回采过程巷道顶板的竖直位移和主应力值都随着结构参数的增大而降低。因此,大结构参数能更好地改善采场地压,增强采场稳定性,采用大结构参数的无底柱分段崩落法是安全可行的。

无底柱分段崩落法矿石损失贫化分析

从无底柱分段崩落法结构参数、放矿方式、多分段放矿和回采边界条件等4个方面分别分析与矿石损失贫化关系,用“自适应”原理解说进路间距在一定范围内变化时损失贫化变化不大的原因以及多分段放矿矿石损失由变化到稳定的关系;分析矿岩混杂层形成、回收和计算及其对矿石回收的影响;得出使用多分段同时回采是缩短无贫化(低贫化)放矿初期影响矿石产量时间的有效措施;倾斜厚矿体使用无贫化(低贫化)放矿与截止品位放矿组合方式可大幅度降低贫化率等。最后提出矿石损失贫化综合分析方法。

边孔角对无底柱分段崩落法放矿影响的颗粒流数值模拟研究

以无底柱分段崩落法为研究对象,应用二维颗粒流数值模拟(PFC2D)的方法,研究了扇形炮孔边孔角变化对放矿过程的影响规律,并对其内部复杂的运动场、内力场,尤其是放矿过程中矿石颗粒对端壁产生的侧压力进行了模拟分析。研究结果表明,随着边孔角的增大,端壁所受的侧压力也随之增大;边孔角越小,极限平衡拱形成和崩解的现象发生得越频繁。

缓倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法下盘残留矿石合理回采工艺研究

详细分析了下盘残留矿石比例以及下盘残留矿石回收的特殊性对矿山矿石回收效果的影响。分析表明,下盘残留矿量比例主要受矿体赋存条件以及采矿方法主要结构参数影响,矿体厚度越小、倾角越缓,结构参数越大,下盘残留矿量比例越大,由矿岩混采造成的下盘残留矿石回收效果越差,改进下盘残留矿石回采工艺是保证下盘残留矿石充分回收以及矿石整体回收效果的关键。最后针对传统切岩回采下盘残留矿石工艺造成的矿体下盘残留矿石退采不充分及矿石回收效果差问题,提出了下盘切岩开采+上分段下盘进路间柱辅助回采进路回采下盘残留矿石新工艺以及增大矿体下盘崩矿步距、矿体下盘边孔角等降低矿石损失贫化技术措施,对目前国内相关矿山具有重要的借鉴意义。