陈诗墨[1]2016年在《大结构参数无底柱分段崩落法放矿方式与结构参数研究》文中进行了进一步梳理随着大型先进的凿岩铲装设备逐渐被引进到我国,无底柱分段崩落法采场结构参数日益大型化,但矿石贫化率大、回收效果不佳的问题依然普遍存在。究其原因,与大结构参数条件下无底柱分段崩落法合理放矿方式及结构参数研究不充分、缺乏科学理论及技术指导等因素有密切关系。本论文结合攀钢兰尖铁矿尖山矿区及酒钢镜铁山矿桦树沟矿区大结构参数无底柱分段崩落法结构参数及放矿方式优化研究项目的研究需要,开展了对大结构参数无底柱分段崩落法合理放矿方式与结构参数研究。论文首先对无底柱分段崩落法放矿方式以及国内外大结构参数无底柱分段崩落法的研究现状进行了归纳与总结,讨论了现行放矿方式存在的问题及影响,对比分析了大结构参数条件下无贫化放矿的合理性并通过物理实验模拟验证了大结构参数条件下无贫化放矿方式在技术上的可行性及经济上的优越性;同时,针对目前加大结构参数研究采用的原则和方法特别是基于“椭球体排列”理论提出的“大间距结构参数方案”存在的问题进行了分析研究,提出了更为科学合理的大结构参数分析及计算方法,并且结合酒泉钢铁镜铁山矿桦树沟矿区的矿体条件,开展了大结构参数条件下无底柱分段崩落法合理放矿方式及结构参数优化研究。研究表明,桦树沟矿区V矿体无底柱分段崩落法采用无贫化放矿方式较矿山原计划的截止品位与低贫化组合放矿方式矿石回收效果更好;同时,理论和实验研究表明,针对桦树沟矿区的矿体条件,20m×18m×2.8m和20m×20m×3.0m(分段高×进路间距×崩矿步距)的参数都是目前较优的结构参数;从操作层面上讲,建议先将矿山目前的15m×18m×2.2m结构参数调整为20m×18m×2.8m。如有必要,可在前期结构参数调整顺利完成后再实施20m×20m×3.0m的结构参数。此外,论文通过抗压实验进行了采场稳定性研究,加大采场结构参数包括分段高度和进路间距都可以在一定程度上提高地下采场结构的稳定性,有利于矿山生产和矿石的回收。
杨才亮[2]2004年在《无底柱分段崩落法合理放矿截止品位的研究》文中研究说明首先，本论文分析与评述了之前放矿截止品位研究的技术现状，其中重点评析了极限放矿截止品位、组合放矿截止品位、无贫化放矿截止品位这叁类研究成果；分析了放矿截止品位相关理论(松散介质、连续介质放矿理论、回贫预测方法等等)；并分析了不同放矿截止品位时的崩落矿岩移动规律。 然后，通过将理论与实验相互结合，首次探讨并揭露了不同放矿截止品位方式间的内在本质关系及更广意义上的相互转化关系，并提出了一些新观点： (1) 尽管不同放矿截止品位及其相应放矿方式在最初提出时所建立的理论基础不同，但都以椭球体放矿理论为最根本依据，都受椭球体放矿理论自身所带有的优势和局限的影响，相互间仍然存在着内在的本质关系，即极限截止品位放矿方式，无贫化截止品位放矿方式都是组合截止品位放矿方式中的特殊形式，只是各自具有不同的特点、不同的适用条件和会造成不同的经济效益等等。 (2) 组合截止品位放矿方式的组合方案最为复杂，包含了一切截止品位放矿方式，但并非各个组合方案都是最优的放矿方案，无贫化放矿应属其中最理想的方式，但由于受矿体倾角和厚度限制，且放矿管理要求更加严格，进行大规模工业生产，很难完全做到，实践中，实施适当的组合放矿截止品位方式，如逐步降低贫化率的方法较好。 (3) 不同放矿截止品位方式是源于对整个矿块最大总赢利的看法、对崩落矿岩流动空间的连续性的利用程度、对步距间或分段间放矿的相互影响的重视程度、对矿石损失和贫化间关系看法、对矿石残留体的利用程度等的不同而不同。 并在更广意义上提出了不同放矿截止品位方式进行转化时需要考虑的因素、可能面临的问题、必要的建议和措施以及具体实施中应注意的问题。 最后，分析了计算机随机模拟伪随机数产生问题，选择Visual Basic 6.0作为编程语言，在九块随机模拟放矿模型基础上，设计了无底柱分段崩落采矿法放矿的计算机流程图和编写和开发了新的随机模拟程序，较好的解决了随机数的产生问题和下移模块的判别问题，初步验证了九块放矿模拟的可行性并提高了程序的可视性和扩展性。
杨安国[3]2014年在《尖山矿区挂帮矿散体流动参数和采场结构参数研究》文中提出尖山矿区赋存条件极其复杂,为一多矿带、含多条岩石夹层矿床,矿带内矿体与夹层呈互层状产出,地下采矿方法为无底柱分段崩落法。在开采挂帮矿体过程中由于受到上覆岩层和夹石的影响,出矿损失贫化很大,夹层剔除困难,放矿控制困难。目前国内外对类似于尖山矿区这种含夹层矿床条件,在应用无底柱分段崩落法开采过程中的矿石损失贫化控制尚缺乏研究。本文以降低尖山矿区挂帮矿体损失贫化率为目的,采用室内相似模拟实验和理论分析相结合的方法,从矿区的实际开采情况入手,分析了尖山矿区矿石损失贫化大的原因,从以下几个方面去研究：测定散体流动参数,并绘出放出体形态,为矿区参数优化提供依据；结合散体流动参数,对步距进行优化；对现有的放矿方式进行改进；考察夹石对放矿过程的影响,并提出有效方案,以降低夹石引起的矿石损失贫化。通过端部放出体实验,得出了矿石散体的流动参数为：α=1.833；β=0.188；α1=1.512；β1=0.224,并根据随机介质理论确定了放出体形态。结合放出体形态和测得的流动参数初步确定矿区进路间距为17m,放矿步距为5.3-6.75m,崩矿步距范围为3.5～4.5m。进行了多分段放矿实验,得出低贫化放矿方式要优于现行截止品位放矿,低贫化放矿贫化率为10%；初步确定最优崩矿步距为4m,具体最优值还要现场试验验证。用室内实验对夹层崩落散体流动规律进行了探究,得出了夹石放出量和放出体的关系,以及夹层对各分段矿石损失贫化的影响。最后结合实验研究结论,对尖山矿区夹石剔除方法进行探讨,提出了优化配矿管理,并运用截止品位和放矿量相结合的方式控制出矿的方案。本文研究内容中,采用物理模拟放矿实验,应用3DMINE、Origin软件和理论分析方法对放矿数据进行处理,为散体流动参数研究提供了一个新的方法；从夹层散体在崩落矿岩中的流动规律和混入规律出发,分析夹石对放矿的影响规律,探讨其剔出的可行性,都是本文的创新点。研究成果为解决尖山矿区多夹层矿体损失贫化大的问题提供了依据,可为同类地质条件的矿山开采提供借鉴。
涂文知[4]2007年在《大间距结构参数过渡分段放矿方式优化的研究》文中研究表明无底柱分段崩落法的发展趋势是增大采场结构参数,许多矿山在增大采场结构参数时,都存在进路间距由小向大过渡的问题。本文针对过渡分段出现的放矿问题,在理论分析的基础上,以金山店铁矿为例,对该矿现场的大量数据进行分析计算,并与物理模拟实验数据进行比较,得出更接近实际的端部放矿椭球体的偏心率,在此基础上,以无底柱低贫化放矿理论为指导思想,提出综合考虑多分段的优化放矿方式,用计算机仿真的方式进行多方案试验,并与物理模拟实验结果进行印证,得出各影响因素的最佳组合方案。并在此基础上,提出实现最优放矿的措施,即参考根据生产工艺流程计算的经济合理放矿截止品位,通过加强现场实际出矿量与出矿品位的信息反馈与控制,综合现场出矿量与品位的变化情况来确定过渡分段的下分段停止出矿时机;采取合理的出矿顺序管理及出矿工艺控制。针对下盘矿岩接触带的特殊情况提出了在过渡分段使用大小两种进路间距,提高了回收指标;并通过适当调整使用两种进路间距的比例,给过渡分段的生产组织找到了一种可供选择的新方案。根据过渡分段的崩矿步距和几何特点,提出了最优的爆破设计,并现场测试爆破震动,分析爆破对采矿进路的破坏情况,印证爆破方案的安全性。
江兵[5]2008年在《大冶铁矿无底柱分段崩落法采场结构参数优化的研究》文中指出本文从研究合理放矿截止品位入手,从理论分析、数值模拟和物理模拟试验叁个方面对无底柱分段崩落法采场结构参数优化问题展开了研究。在理论分析方面,作者根据椭球体放矿理论及合理确定截止品位的相关理论分析了极限放矿截止品位、组合放矿截止品位、无贫化放矿截止品位的相互关系,以及与采场结构参数的关系、对矿山生产效益所产生的影响。确定大冶铁矿井下车间无底柱分段崩落法采场采用多分段组合放矿方法,即在上几个分段采用无贫化截止品位放矿,在最下一个分段采用极限截止品位放矿。在数值模拟方面,采用数值软件PFC进行了放矿过程不同阶段颗粒间接触力的图形显示和变化规律的研究工作,直观的再现了无底柱分段崩落法放矿过程。针对大冶铁矿的实际情况,设计、分析了八种可能的采场结构参数组合方案,最终推荐采用分段高度12m、进路间距15m和崩矿步距2.5～3.0m的采场结构参数组合。物理模拟试验方面,为了验证数值模拟结果的可靠性,进行了不同的分段高度、进路间距和放矿步距相互组合方案的室内模拟放矿试验。经过试验结果分析,推荐最优采场结构参数为:分段高度12m,进路间距15m、崩矿步距3.2m左右。根据数值模拟和物理模拟放矿试验得到的最优采场结构参数,考虑井下车间采场实际状况,对采场结构参数进行回采爆破优化设计。
黄泽[6]2011年在《金山店铁矿无底柱分段崩落法大间距结构试验研究》文中研究指明无底柱分段崩落法在我国有着相当广泛的应用,随着采装机械的大型化,众多矿山结构参数急待大型化以满足机械发展的需求。采场结构参数大型化有提高分段高度、加大进路间距或两者同时增加的方法。本文通过室内试验对传统结构、大间距结构崩落矿石堆体与放出体形态吻合程度进行对比研究,确定大间距结构脊部残留矿石与下分段放出椭球体吻合程度好,可以很好的回收,通过在巷道上部加铁板阻挡废石的流入,可以很好回收正面残留矿石。本文模拟放矿试验中,固定分段高度,变动进路间距值与放矿步距值,通过这一系列对比试验,得出分段高度、进路间距与放矿步距的最优组合,并对回采进路断面形状及规格、铲取制度等辅助参数进行计算。本文试验停止出矿条件是矿岩体积比4:1,比金山店铁矿低贫化工业试验贫化率更低,且矿石回收率甚至超过了目前的截止品位放矿的回收率,金山店铁矿在低贫化放矿方面还有潜力可挖。本文通过分析:传统参数向大参数结构过渡,大间距结构实施起来更容易,保持分段高度不变,凿岩等设备无需更换,通过加大进路间距使参数朝大型化发展。同时运用FLAC软件对大间距结构与原始结构应力状况进行分析,大间距结构开挖巷道周边应力小于原始结构,有利于解决地压问题。
徐志强[7]2004年在《梅山铁矿低贫化放矿可行性研究》文中研究表明国内地下金属矿山采用无底分段崩落法采出的矿量占绝大多数。该采矿法工艺比较简单，均采用截止品位放矿来控制出矿，此放矿方式存在着废石混入面大、混入机会多、矿石贫化率高的缺陷，而贫化率高的结果造成矿山企业的一级产品质量下降，二级产品处理的费用增加。因而此采矿方法的研究和应用在世界和国内的矿山都是一个关心的课题。随着科技在矿业中的逐步应用，矿山一直在寻求用不同的方法来解决此问题，本论文以梅山铁矿作为依托着重研究低贫化放矿工艺并用神经网络进行实时优化预测，确定合理的贫化率指标和其他技术经济指标，来指导和加强放矿管理。所谓低贫化放矿即在保证矿山总体回收率基本不变的情况下，逐步降低贫化率，提高出矿品位，从而降低废石混入，为企业带来效益。 神经网络是基于实例的研究方法，它对非线性系统有较好的逼近效果，它能总结归纳出变量之间的关系，快速实时预测优化技术经济指标，它对指导生产，加强管理，具有重要意义。因此，采用神经网络方法为优化预测低贫化放矿技术经济指标提供了一种新的研究方法，它可以充分挖掘经验数据和信息，进行仿真优化组合，为低贫化放矿技术经济指标提供最优的变化区域。 本文主要讲述了低贫化放矿的原理以及与截止品位放矿的区别，接着对神经网络的理论进行了简介，通过对低贫化放矿的剖析，针对梅山建立了低贫化放矿的模型，通过神经网络模型实时预测出较优的贫化率，最后确定梅山铁矿实行低贫化放矿的具体定量指标。低贫化放矿的推广应用对于实行无底分段崩落法的矿山具有一定的社会价值和经济价值。
谭宝会[8]2014年在《锦宁矿业缓倾斜矿体无底柱分段崩落法合理回采工艺研究》文中研究指明四川锦宁矿业(原泸沽铁矿)大顶山矿区矿体属于缓倾斜中厚矿体,采用无底柱分段崩落法,矿山在扩能改造之后生产规模及结构参数有了较大变化,回采工艺不够合理导致矿山迟迟不能达产,严重制约了企业的发展和经济效益的提高。本文对大顶山矿区回采工艺中存在的主要问题进行了深入分析。结合矿体赋存特点对矿山在中深孔施工设计、爆破施工管理、切割工艺方面存在的问题提出了解决措施；针对矿区悬顶严重并缺乏有效处理措施的问题,首次提出了一种利用侧向倾斜孔处理悬顶的新技术；针对矿山下盘矿石损失贫化严重的问题提出了一种利用下盘切岩结合辅助进路回收下盘矿石的新方案,大大增加了无底柱分段崩落法的适用范围：同时,在物理模拟放矿实验方面,首次通过研究得出,对于缓倾斜矿体大结构参数无底柱分段崩落法而言,只要下盘退采充分仍然可以得到较为理想的矿石回收率,实验也证明上下分段进路偏移及重迭对矿石回收的不利影响并没有预期那样显着,与分段高度过渡方案相比较,进路间距过渡方案的矿石回收率仅降低约4%而已,这些成果为大结构参数无底柱分段崩落法在缓倾斜矿体中的应用奠定了极为重要的理论基础。本课题针对大顶山矿区所提出的部分合理回采工艺陆续在矿山试验成功并推广。实践证明,合理的回采工艺大大度提高了矿区矿石回采率,降低了贫化损失,提高了企业经济效益,减缓了生产压力,同时也为相似条件的矿山提供了有价值的参考依据。
张巍元[9]2013年在《低贫化放矿的叁维数值模拟研究》文中进行了进一步梳理无底柱分段崩落法具有作业效率高、安全性好、开采成本低等突出特点，已在国内外的金属矿山工程中获得迅速推广，目前应用该方法采出的矿量约占地下铁矿山采出矿石总量的80%以上。该方法在开采过程中矿岩接触面较大，矿石和废石混合严重，导致矿石损失贫化问题突出，严重影响矿区生产效益。沙厂矿区由露天开采转为地下开采，部分矿块采用无底柱分段崩落法进行开采，以现行截止品位进行放矿管理，目前正面临矿石回收率低与矿石贫化等问题。尽管许多学者和矿山工作人员对无底柱分段崩落法矿山高矿石贫化率机理进行了诸多有益研究和实践，并取得了一定成果，但高矿石贫化率问题依然没有得到很好的解决方式。无底柱分段崩落法放矿过程中矿岩移动规律复杂，有必要对其放矿空间矿岩移动规律进行深入研究，但多分段物理模型实验和叁维数值模拟研究尚少。本文以北京首云沙厂矿区为背景，对无底柱分段崩落法采用截止品位放矿方式和无（低）贫化放矿方式的矿岩流动规律进行探究，为降低矿石贫化率提供理论依据和实验验证。本文主要完成以下研究内容：建立PFC3D单出矿口放矿模型，确定数值模型参数取值，并证明该软件可应用于单放出体发育放矿模拟；进行单分间立体模型放矿实验，以及相应模型PFC3D放矿模拟，证明了该软件可应用于多放出体相互作用放矿模拟；建立PFC3D多分间立体模型，分别采用现行截止品位放矿和无（低）贫化放矿，研究了两种放矿方式矿岩流动的规律。所得结论如下：PFC3D可以应用于无底柱分段崩落法矿山工程模拟；采用截止品位放矿方式放矿，矿石回收率在第四分段及以后分段保持稳定；采用无（低）贫化放矿方式放矿，矿石回收率在第四分段及以后分段以较高水平保持稳定，并维持非常低的矿石贫化率；采用截止品位放矿方式放矿，放矿进路内正面残留体和放矿进路上方一定放矿空间内矿岩混合非常严重是导致矿石贫化率大的主要原因；贴壁残留体对步距间矿石回收起到了很好的调节效果；无（低）贫化放矿方式可以应用于沙厂矿区，并将带来巨大效益。
安龙[10]2015年在《急倾斜薄矿脉开采矿岩移动规律与崩落控制研究》文中研究表明随着国民经济快速发展对能源和资源的大量需求,使得矿产资源的开采逐渐向深部和难采矿体推进。急倾斜薄矿脉在我国黄金和有色金属矿山中占有很大比重,其特殊的产状,使此类矿体在开采过程中出现了一系列技术难题,如爆破夹制作用大、矿石损失贫化难于控制、作业循环多、机械化程度低、生产效率低、安全性差等。尽管中深孔采矿法已被试验应用于开采急倾斜薄矿脉,但至今尚未得到大规模的推广应用,究其原因主要是受到采幅制约,爆破夹制作用大,影响中深孔爆破效果;矿体和围岩欠稳固时,围岩易冒落,矿石的损失贫化难于控制。因此,如何解决薄矿脉中深孔爆破的夹制作用以及有效控制回采过程中矿石的损失和贫化,对于促进中深孔采矿法在急倾斜薄矿脉条件下的应用,具有极其重要的意义。本文以金厂沟梁金矿急倾斜薄矿脉破碎矿体为工程背景,基于崩落围岩充填采空区的地压管理方式、中深孔落矿工艺以及连续开采的工艺思想,提出了无底柱分段崩落法的回采方案。采用室内相似材料实验,3DEC数值模拟,颗粒流数值模拟,SOM数据挖掘和现场原位试验等手段,围绕急倾斜薄矿脉崩落法开采矿石损失贫化大,中深孔爆破夹制作用大等问题开展研究。具体研究工作如下:(1)基于3DEC程序,分析急倾斜薄矿脉破碎矿体回采过程中的应力迁移规律,探讨不同回采方式下的地压分布特征,从地压管理角度为开采方案的选择和采场结构参数的优化提供理论支撑。(2)开展倾斜壁边界条件下单漏口放矿相似材料实验,测定该条件下放出体的发育过程及形态特征,分析矿体厚度和壁面粗糙度对散体流动规律的影响,探讨倾斜壁边界条件下散体流动的分区特性及不同区域的影响范围,实现对矿石放出体的定量表征。(3)基于进化神经网络算法,结合大量数值实验,实现离散元细观参数的标定;基于离散元程序PFC3D,开展端部放矿数值实验,验证基于PFC3D放矿数值模拟方法和离散元细观参数标定结果的可靠性;开展倾斜壁边界条件下单漏口放矿PFC3D数值实验,分析放矿过程中颗粒的位移场、速度场和接触力场的分布特征和变化规律,从放矿动力学角度揭示倾斜壁边界条件下矿岩散体的流动机理。(4)开展崩落法结构参数的物理仿真实验,分析分段高度,崩矿步距和截止放矿品位对矿石损失贫化指标的影响,应用自组织神经网络算法,对物理仿真实验数据进行聚类分析,并以此为基础,建立采场结构参数与矿石损失贫化指标间的神经网络模型,实现采场结构参数的优选,有效控制崩落法回采过程中的矿石损失贫化。(5)基于LS-DYNA和PFC程序,考虑爆破过程中爆炸应力波和爆生气体的综合作用,建立岩体爆破的离散元数值模拟方法,提出表征薄矿脉爆破夹制作用的定量评价指标,对单孔柱状药包的爆破过程进行数值模拟,分析采幅与最小抵抗线对爆破夹制作用的影响,开展薄矿脉中深孔回采爆破参数优化研究,以爆破超欠挖体积和爆破块度为评价指标,分析不同孔网参数条件下的爆破效果,并以此为依据进行金厂沟梁金矿急倾斜薄矿脉回采爆破参数的优化,减小薄矿脉中深孔爆破的夹制作用。(6)将所得到的优化结果应用于金厂沟梁金矿六采区七中段7181矿块,采用CMS叁维激光扫描手段,对爆破后的空区进行精细扫描,实现对爆破效果的定量评估,验证回采爆破参数的准确性。
参考文献：
[1]. 大结构参数无底柱分段崩落法放矿方式与结构参数研究[D]. 陈诗墨. 西南科技大学. 2016
[2]. 无底柱分段崩落法合理放矿截止品位的研究[D]. 杨才亮. 武汉科技大学. 2004
[3]. 尖山矿区挂帮矿散体流动参数和采场结构参数研究[D]. 杨安国. 昆明理工大学. 2014
[4]. 大间距结构参数过渡分段放矿方式优化的研究[D]. 涂文知. 武汉科技大学. 2007
[5]. 大冶铁矿无底柱分段崩落法采场结构参数优化的研究[D]. 江兵. 武汉科技大学. 2008
[6]. 金山店铁矿无底柱分段崩落法大间距结构试验研究[D]. 黄泽. 武汉科技大学. 2011
[7]. 梅山铁矿低贫化放矿可行性研究[D]. 徐志强. 西安建筑科技大学. 2004
[8]. 锦宁矿业缓倾斜矿体无底柱分段崩落法合理回采工艺研究[D]. 谭宝会. 西南科技大学. 2014
[9]. 低贫化放矿的叁维数值模拟研究[D]. 张巍元. 哈尔滨工业大学. 2013
[10]. 急倾斜薄矿脉开采矿岩移动规律与崩落控制研究[D]. 安龙. 东北大学. 2015