基于随机介质放矿理论的端部放矿贫化损失计算

分析了无底柱分段崩落法端部放矿时矿石损失贫化的原因以及损失率和贫化率计算中存在的问题,采用随机介质放矿理论,视端部放矿时的放出体为旋转体,推导了端部放矿时贫化率和损失率的计算公式。测量出矿岩散体流动参数后,根据该计算公式,可给出不同放矿方式下的贫化率和损失率。结合一具体工程实例,计算了该矿山端部放矿时的理论损失率和贫化率,并与现场实践结果进行了对比。对比结果表明,理论预测值与实际值基本相符,说明所建立的贫化率与损失率的计算公式符合实际情况。

无底柱分段崩落法端部放矿口的影响机理研究

目前,大型凿岩设备和无轨出矿设备在无底柱崩落法中得到普遍应用,大型设备运行的采场进路断面也相应增大。本文分析了端部放出口散体流动速度分布,揭示了端部放矿条件下放出口沿进路方向的散体有效流动范围,进路宽度及出矿方式对放矿的影响。指出增大放出口散体的有效流动范围,有利于顶部矿岩平稳下降。实际放矿中,应尽量增大铲运机的铲入深度,出矿方式应保持全断面均匀出矿,可使矿岩散体层平整与均匀下降,是降低矿石贫化与损失的有力措施。

端部放矿贫化损失的预测研究

放矿贫化损失指标的预测和控制方法是放矿理论研究的重要内容,现有的端部放矿理论仅研究了放出体正面废石混入贫化率的计算方法,无法实现生产实际放矿过程中,对多方废石混入贫化损失指标的预测和控制。为此,研究了端部放矿过程中多方废石混入贫化损失的形成机理。在现有放出体正面废石混入贫化率计算的基础上,提出了放出体顶部废石混入贫化损失指标的计算方法,放出体侧面废石混入及放出体多方废石混入贫化和损失指标的计算方法,建立了较完整的端部放矿贫化损失指标的预测计算体系。

端部放矿废石移动规律试验研究

针对端部放矿损失贫化大的问题,对废石移动规律进行了试验研究。结果表明,端部放矿过程中,上分段相邻进路遗留下的废石漏斗中的废石会较早地在两侧形成燕尾状侧漏,造成大量的矿岩混杂。如果进路间距过小,侧漏过快汇合,会使顶部矿石不能有效放出。适当增加进路间距,能改善回采效果,为优化进路间距提出了一条新的依据。

端部放矿随机介质理论方程

端部放矿理论研究是放矿理论研究的重心。应用随机介质理论,基于散体随机移动与移动概率分布的一致性关系,且考虑散体二次松散的影响,建立了端部放矿时矿岩散体移动概率密度方程、颗粒移动迹线方程、速度场方程、移动漏斗方程、放出体方程,比较全面地考虑了采场放矿边界因素与散体流动参数对移动规律的影响。各方程中相应参数的物理意义较为明确,并且与模拟放矿实验结果符合良好,对无底柱分段崩落法采场设计和放矿控制具有指导意义。

端部放矿下矿岩结拱的相似模拟实验研究

针对地下铁矿山端部放矿时经常出现的内部结拱问题,以矿山通用参数为基础,以侧压力监测的实验模拟手段探讨了矿岩堆积的结拱形成条件和结拱位置确定问题。实验结果显示,矿岩堆积高度超过10m后,放矿中就存在结拱的可能,放矿过程中发生结拱的位置距离放矿口约11m。研究结果在指导矿山改进放矿工艺方面具有借鉴意义。

缓倾斜薄矿体端部放矿的崩落采矿法

本文叙述了在某些先前已报废的矿床进行二次开采时所遇到的问题,介绍了较安全的端部放矿新采矿法及其试验结果。

无底柱放矿中岩石提前混入原因分析及预防措施

岩石的提前混入使得矿石过早贫化,研究分析发现导致镜铁山矿桦树沟矿区岩石提前混入的主要原因是推排、大块卡堵放矿漏斗、不合理的出矿方法以及端部放矿废石移动规律。本文结合镜铁山矿的实际生产经验对这4种导致岩石提前混入的主要原因的作用机制进行分析,提出对应的预防措施。

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。

基于散体侧压力分布的急倾斜矿体结拱规律研究

端部放矿时崩落矿岩散体结拱影响着地下铁矿山采矿过程中的损失贫化,以实际矿山参数为参照,进行了4种不同爆破端壁倾角的物理模拟放矿试验,通过散体侧压力分布分析结拱出现的规律。结果表明:散体矿岩颗粒的结拱强度与爆破端壁倾角有明确关系,在75°~90°倾角范围内,爆破端壁倾角越小越容易出现结拱现象,且结拱强度更高,结拱形成时机更早;散体颗粒结拱的高度与爆破端面倾角关系不大,都是在距出矿口11.2 m位置处形成了主结拱;放矿过程中,主结拱和弱结拱同时出现和发展,主结拱高度高、强度大、数量少,弱结拱高度低、强度小、数量多。

诱导冒落技术及其在北洺河铁矿的应用

无底柱分段崩落法按分段连续回采,当回采面积足够大时,完全可以利用第一分段的连续采空区诱导上部矿岩安全冒落。北洺河铁矿应用这一技术形成诱导冒落与强制崩落相结合的无底柱高效采矿工艺,创造了投产19个月达产的国内最好纪录。

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。

梅山铁矿大结构参数下合理崩矿步距研究

针对梅山铁矿亟需确定的18 m×20 m结构参数下最优崩矿步距取值问题,分析了优选最优崩矿步距的数学分析方法,确定以端部放矿实验为手段来测定该结构参数下放出体的形态特征,并利用放出体的形态参数,以回贫差为目标函数,通过求极值的方法,计算最优的崩矿步距。理论计算表明,崩矿步距对矿石回收指标影响较大,崩矿步距为4.31～5.38 m时,更有利于矿石回收。实践表明,用数学分析法确定的最优崩矿步距对生产实际具有一定的指导作用。

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。

无底柱分段崩落法开采复杂倾斜厚矿体几个问题的研究

近年来,由于新的凿岩和装运设备相继出现,采矿工艺有了较大的改进,使无底柱分段崩落法已成为机械化程度和生产效率高的采矿方法之一,应用日益广泛。但是,在应用中遇到下列问题时,常常不易解决: 1.矿体中含有厚度不大的倾斜夹石层,应如何分采? 2.回采倾斜厚矿体时,如何降低上下盘三角矿柱的损失贫化? 为此,我们在实验室里进行了模拟试验,得出了初步结果,现分述如下:

覆盖层岩块容重对岩石混入的影响

针对无底柱分段崩落法端部放矿损失贫化大的问题,以理论力学为基础,分析岩块容重、合力大小、岩石混入三者之间的关系。同时以生产矿山采场参数为依据,设计制作实验模型,选取一定粒度和容重的岩石和矿石材料,对覆盖层岩块容重对岩石混入的影响进行了实验研究。研究表明:覆盖层岩块容重的大小对岩石混入率的影响较为明显。在其他条件一定的情况下,岩石混入率随着覆盖层岩块容重的增大而增加,随容重的减小而减少。生产矿山在形成覆盖层时,要考虑岩块容重对放矿的影响。如果覆盖层岩块容重较大,废石漏斗很快形成,废石过早混入,会使顶部矿石不能有效放出。在条件允许范围内,选用容重较小的岩石作为覆盖层,为矿山科学合理形成覆盖层提出了一条新的依据,对降低矿山矿石的损失贫化,提高经济效益具有指导意义。