类椭球体放矿理论移动过渡方程的研究

为优化类椭球体放矿理论,在建立类椭球体放矿理论移动过渡方程的基础上,根据质量守恒定律,推导出理想散体的移动过渡方程;进一步分析实际散体放出过程中的质量平衡状态,建立了实际散体的移动过渡方程。研究发现,理想散体移动过渡方程是实际散体移动过渡方程η=1时的特殊方程。研究结果丰富了类椭球体放矿理论的理论基础。

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。

基于椭球体放矿理论的后和睦山铁矿脊部残留原因分析

后和睦山铁矿生产中发现,相邻进路中间的脊部矿石在下一分段难以回收,而冒险在中间增加一条进路以提高回收率的思路又增大了危险性.本文运用椭球体放矿理论,找到了导致该铁矿脊部残留矿量多的原因,并优化了进路间距.基于矿岩散体的整体流动特性,分析多漏斗放矿时的松动椭球体形态,并结合该铁矿无底柱分段崩落法开采的生产数据,最终反推得到相邻漏斗松动椭球体的空间形态关系,为优化进路间距提供依据.结果表明,该铁矿松动椭球体短半轴bs与放出体短半轴b之间的关系为bs=1.82b;bs的范围是5.90～7.96 m,即相邻漏斗松动椭球体不相互影响或相切是导致该铁矿存在脊部残留的主要原因；进路间距以8～10 m为宜.该方法为使用无底柱分段崩落法的矿山分析存在脊部残留的原因提供了一条路径.

矿岩移动规律基本方程的应用

本文对已建立的实际散体移动规律基本方程的应用进行了研究 ,得出矿岩移动规律基本方程是类椭球体放矿理论的基本方程 ,利用该方程能够得出放矿中观察到的很多现象 ,解决实际生产中的很多问题 ,例如放出体形、放矿漏斗、移动过渡、相关关系以及确定矿岩接触面及其变化、控制矿石的放出量等问题 ,理论与实践验证矿岩移动规律基本方程能够反映散体的移动规律 ,完善了类椭球体放矿理论。

基于PFC^(3D)数值模拟的金山店铁矿东区合理覆盖层厚度研究

覆盖层在无底柱分段崩落采矿法开采中起着重要作用,既要为挤压爆破和端部放矿创造必要条件,还需保证崩落法生产的安全性,选择合适的覆盖层厚度对矿山开采具有重要意义。首先,根据金山店铁矿东区采场结构参数,利用椭球体放矿理论计算出合理覆盖层厚度为20 m,并以覆盖层充当缓冲层时覆盖层厚度计算公式验证了该厚度能满足安全要求;其次,利用PFC^(3D)数值模拟软件进行三轴压缩试验找到与金山店铁矿东区岩体力学强度参数相匹配的矿岩颗粒微观参数;最后,根据矿岩微观参数建立放矿数值分析模型,通过选取的不同覆盖层厚度进行模拟放矿,依据放矿后矿石的回收率和贫化率大小来分析覆盖层厚度对开采指标的影响,认为20 m厚度覆盖层条件下的矿石回收率和贫化率达到最优值。理论计算和数值分析表明,金山店铁矿东区崩落法开采时覆盖层厚度取20 m,可取得较好的技术经济效果并保证采场安全。

大结构无底柱分段崩落法覆盖层厚度研究

为了确定30m×20m大结构参数无底柱分段崩落法合理的覆盖层厚度,通过理论计算和数值模拟方法对覆盖层厚度进行了研究。先根据放矿椭球体理论、缓冲冲击气浪计算出覆盖层厚度分别为43.8m、22.5m;然后利用PFC^3D对不同覆盖层厚度下放矿进行了模拟,得出矿石回收率、废石混入率指标最优时的覆盖层厚度为45m。综合理论计算和数值模拟结果,推荐矿山合理的覆盖层厚度为45m,可确保生产安全并取得较好技术经济指标。

基于PFC^(2D)的采场覆盖层厚度研究

无底柱分段崩落法的回采工作必须在覆盖岩石下放矿,崩落矿石和覆盖层废石直接接触,矿石在覆盖层废石的包围下从放矿口放出,矿石的贫化率及损失率较大且较难控制,因此,研究合理的覆盖层厚度对矿山生产具有重要意义。某铁矿采用无底柱分段崩落法,应用椭球体放矿理论和PFC2D数值模拟两种手段对其覆盖层厚度进行分析研究,从而确定出适合于该矿采场的合理覆盖层厚度。