浅析无底柱分段崩落采矿法回采设计方法.doc

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1、浅析无底柱分段崩落采矿法回采设计方法［摘要］在矿山开采的过程中安全是非常重要的一项内容，采用何种方法能保证开采的安全，应根据矿山的特点进行确定，本文就无底柱分段崩落采矿法进行阐述。［关键词］无底柱；分段丿期落；采矿法；优点；设计中图分类号：S611文献标识码：A■、”•■-—、刖ri无底柱分段崩落采矿法是矿山开采过程中常用的一种方法，通过此方法能保证矿山开采的安全，具有广泛的使用性。二、无底柱分段崩落采矿法优点无底柱分段崩落法凭借其在矿山开采中的优势，在国内外金属矿山开采中得到前所未有的发展，其重要优势在于：采矿方法和施工结构简

2、便；采矿适应性较强，机动灵活性较大；矿产回采工艺流程精简，施工开采机械化程度较高，施工强度和效率大幅提升；施工作业安全性高；施工人员釆矿生产效率高，成产能力强筹。因此，无底柱分段刖落采矿法适应于世界范围内的各种矿山开采，其设计参数和结构都可以根据实际进行修止，确保矿山开采的质量和安全。三、崩落体形成过程崩落体是在爆破作用下，在松散覆盖岩中形成的矿石堆，最终要被放出。影响躺落体形态的因素很多，包括爆破参数、进路结构参数以及松散覆岩的松散情况等。研究将无底柱分段崩落法落矿这一环节中的矿石散体颗粒运动分为挤压与沉实两步。首先，无底柱分

3、段丿期落法落矿一般是挤压爆破，是一种将崩落矿石散体推向松散覆岩的挤压爆破。崩落矿石在爆破后形成第一次松散，在松动介质内具有一定的松散性和流动性，它的密度变小，孔隙度变大，颗粒之间的结构、连接粘聚力发生变化。其次，挤压爆破后崩落矿石立刻要向下部进路放矿出口沉实，最终完成一次松散过程。在上述过程中，挤压和沉实对加落体的形态至关重要。挤压不仅对崩落矿石在覆岩下的形成状态有影响，而口对放矿过程中矿石流动性有制约作用。挤压主要是横向的，把崩落体的初始上表面边界近似为平面状态，并略高于崩矿高度，因为地压作用和最小耗能原理，崩落矿石借助爆破冲

4、击能压入松散围岩形成图中的形态（图1左）是有可靠性的。沉实是崩落体落矿阶段矿石最后的运动过程，它最终影响到崩落体塌陷区的状态，并对下一步的放矿有重要影响。也就是说，塌陷区是矿石散体经过爆破作用后沉实到新的平衡状态下产生的，因为爆破作用极其复朵且是高速运作，可以把它考虑成瞬时的横向挤压过程，但在横向挤压同时或随后，由于自重作用会在一定范围内形成“沉实”过程。（图1右）图1崩落体的形成四、放矿研究方法1、物理相似模拟按相似准则，在实验室用模型和松散物料进行放矿物理模型实验，是研究无底柱分段加落法放矿的主要方法。实验室模型所用试验材料

5、的放出体与现场崩落矿岩的放出体儿何相似，模型的边界条件与现场的边界条件几何相似。这种实验方法主要是研究在放矿过程中购落矿岩的运动规律，以确定采矿方法的合理结构参数，了解影响矿石损失、贫化的各种因索以及寻求更好的放矿方法和合理的放矿管理制度。模型的儿何比例一般为1：50或1：100,放矿实验屮一般用经过破碎分级的磁铁矿石和白云石颗粒模拟矿岩。做放出体基本性能实验或进行方案比较时，实验物料可采用单一粒级;在模拟具体矿山的放矿实验时，常采用混合粒级。在研究放出体形状和其基本性能时，一般采用单体模型试验;在研究采场结构参数、崩落矿岩的运

6、动规律及不同放矿方案的损失贫化指标时，一般采用平面模型;而综合放矿试验可采用立体模型。东北大学王述红等采用比例尺为1：100的物理模拟实验，采用“达孔量”法测定放出体形态，研究了散体的流动状态。对所得放出体进行回归拟合，得到了白银铜矿端部放矿的散体流动参数值。东北大学任凤玉教授利用放矿平面实验与综合性立体实验，查明了矿岩接触面在下移过程屮矿、岩块体的掺杂状况。实验结果表明残留于采场内的矿石不会在下移过程中与其上废石发生大规模混杂，可在下分段得到充分回收;放出矿石中废石混入的主要原因是放出口处废石漏斗的破裂，而不是矿岩颗粒在移动过

7、程中相互混杂。任凤玉教授利用单体实验模型验证了半无限（端壁）边界条件下崩落矿岩移动规律，证明崩落矿岩移动概率方程、移动规律方程等具有较高的精度，并说明了这些方程的实用性。2、放矿仿真模拟冃前应用最为成熟的计算机仿真方法之一是随机模拟，它可以模拟各种复杂边界条件的放矿条件及放矿方式，并得到各个阶段的放矿结果；显示崩落矿岩移动的全过程及移动规律，包括:矿石残留体、矿石放出体、崩落矿岩界面移动和混杂过程;利用随机模拟研究结构参数对矿石冋收指标的影响。日前，计算机放矿仿真卩FC离散元软件和东北大学研制的SLS系统应用较为广泛。武汉科技大

8、学李彬、许梦国等应用PFC3D颗粒流软件，针对不同放矿步距，进行数值模拟，得到程潮铁矿最优放矿步距为3叽西安建筑科技大学孙锋刚等利用颗粒流的离散元数值模拟方法，研究杨家坝铁矿在覆岩下放矿的崩落矿岩移动规律，以及矿石损失与贫化过程，得出依次向后递推放矿方式最优。北