半无限边界条件.ppt

无底柱分段崩落法放矿方式的分析与采场结构的改进周宗红2010年10月无底柱分段崩落法是世界范围内广泛使用的一种高机械化、低成本的采矿方法，我国从20世纪60年代开始引入并在地下铁矿山迅速得到推广应用。我国黑色金属矿山地下采矿中用崩落法采出的矿量高达85%以上，而有色金属矿山则为40%，国际上使用崩落法开采的矿山个数约占25%。无底柱分段崩落法的采场结构如图所示，以步距为回采单元，一个步距一个步距地崩矿、放矿。正常回采时，每个步距崩落的矿石至少有两个面（顶面与正面）接触废石，一般都是三个面（顶面、正面与侧面）接触废石，这样矿岩动态接触面积比其它崩落法大，废石混入源多，因此该法对放矿方式与采场结构合理性的要求比较严格。总的来说，采场结构与放矿方式是影响采矿效果的不可分割的两部分，两者合理配合共同适应崩落矿岩的移动规律，才能获得最佳的开采指标——矿石回采率高而贫化率低。3.3.1截止品位放矿方式的分析目前使用无底柱分段崩落法的矿山，现行的放矿方式为截止品位放矿方式。这种放矿方式的出矿过程可分为两个阶段，前一阶段放出的矿石为纯矿石，放到一定数量后，出矿口出现废石进入第二阶段，纯矿石掺杂着废石放出，称为贫化矿放出，在贫化矿放出期间，随着放矿的进行，放出矿石中废石含量不断增大，矿石品位不断降低，从而使每吨矿石的盈利额不断减少。当放出矿石品位低到一定数值时，从当次放出量中提取成品（精矿）的销售额恰好与其放矿以后发生的采、选等项费用平衡，此时的品位值，称为放矿截止品位，简称截止品位。停止放出，转入下一步距回采。采用截止品位放矿方式，在经济合理范围内，对矿、岩堆体形态已经确定的单个步距来说，放出的矿石量最多；对矿岩接触面形态已经确定的单一分段来说，残留于采场内的矿石量最少。但这种放矿方式每一步距都放出一些废石，整个矿块废石混入次数多、混入总量大，造成矿石贫化率大。无底柱分段崩落法每一分段垂直进路方向出矿口间距等于进路间距，由于进路间距较大，出矿结束时每两条进路之间存留一条较大的矿石脊部残留体。受此残留体影响，实际放出体形态与采场结构关系如图3.9所示放出体体积只有一小部分位于出矿分段，绝大部分位于上一分段。这表明上一分段矿量的绝大部分，需在下一分段回收。这种特征称之为“转段回收”。“转段回收”特性告诉我们，残留于采场内的矿石量并不等于损失，可转移到下分段回收。放矿平面实验与立体实验表明，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，因此可在其下分段得到充分回收。“转段回收”特性告诉我们，残留于采场内的矿石量并不等于损失，可转移到下分段回收。放矿平面实验与立体实验表明，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，因此可在其下分段得到充分回收。截止品位放矿方式以允许较大的废石混入为代价，来追求暂时的单个步距的矿石放出量最大，这对于其下没有接收条件的进路来说，自然是有益的，但对于矿石移动空间条件较好的矿体、且有良好接收条件的进路来说，实际上等于将那些本可以在下分段得到较好回收的残留矿量以较大的贫化率为代价提前回收，其结果是在放出的矿石中混入大量的废石。改进无底柱分段崩落法技术准则从放矿过程考察无底柱分段崩落法，存在着矿石贫化较大的缺点，形成该缺点的主要原因是每个步距崩矿量少，并且每个步距都要产生一次矿石贫化。增大崩矿量和减少贫化次数可作为改进无底柱分段崩落法结构及其参数的一项基本原则；第二项准则是，扩大放矿时的移动范围，减少残留矿石量，尤其是紧靠下盘部分更应如此。3.3.2无底柱分段崩落法低贫化放矿研究表明，废石混入的根本原因是废石漏斗的破裂，如果利用无底柱分段崩落法的“转段回收”特征，废石漏斗一旦破裂就停止放出，将遗留于采场内的矿石转移到下一分段回收，则可大大减少废石的混入量，从而大幅度降低矿石贫化率。这种见到废石漏斗为止的放矿方式称之为低贫化放矿方式。低贫化放矿方式仅放出矿岩接触面掺杂的少量废石，以及废石漏斗尖部的少量废石，这样就有效地限制了废石的混入源。据物理模拟实验结果，采用低贫化放矿方式，可使矿石贫化率由15～25％下降到4～6％。低贫化放矿的理论基础，除了消除废石漏斗的扩展外，主要是矿岩流动空间的连续性，即存留于采场内的崩落矿石不会被覆盖岩石阻隔、可于下面分段回收的性质。这种连续性允许人们有计划地出矿，避免以大量废石混入为代价去放出矿石，而将那些必须混着岩石才能放出的矿石，暂时残留于采场，转到下分段摆脱废石掺杂，以纯矿石形式或少量混岩形式放出。从放矿管理角度来说，低贫化放矿的核心，是扩大纯矿石放出量，减少贫化矿放出量。它将贫化矿的放出局限于辨认废石漏斗的过程中，一旦发现废石漏斗正常到达出矿口，便停止放出。低贫化放矿方式并不排斥优化采场结构参数的重要