四方金矿矿石流动规律和矿块结构参数优化研究.docx

四方金矿矿石流动规律和矿块结构参数优化研究郭进平王小林,汪朝潘健(西安建筑科技大学,陕西西安)(紫金矿业集团股份有限公司,福建龙岩)(陕西凤县四方金矿有限责任公司,陕西宝鸡)摘要:针对四方金矿无底柱分段崩落法分段过高导致悬顶的问题,提出的低分段方案。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,分段高度为时,矿石放出体轴长,轴长,轴长。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,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,确定最佳崩矿步距在之间。研究结果为矿山优化结构参数、避免悬顶事故提供了依据。关键词:无底柱分段崩落法;端部放矿;回贫差;结构参数优化(',',)()(.,,,):,.,,,,,,,,,,..:;;;引言陕西凤县四方金矿采用无底柱分段崩落法进行回采,阶段高度,部分地段采用×(分段高度×进路间距)的大结构参数,开拓采准工程量显著降低,但生产中频繁出现悬顶问题,严重影响矿山生产效率和安全。研究发现,悬顶主要是分段高度过高引起的。矿山使用的钻机的极限凿岩深度为,孔深超过后凿岩效率较低且炮孔偏斜严重。分段高度时,即便压低凿岩边孔角至°,最大孔深为,显然钻机无法保证炮孔的深度和精度,导致爆破控制范围不够而形成悬顶。由于生产系统和巷道断面尺寸的制约,矿山无法在短时间内更换凿岩设备。对国内相关矿山的调研结果表明,将分段高度降低到可有效解决凿岩能力不足导致的悬顶问题[][]。研究表明,分段高度、进路间距和崩矿步距是无底柱分段崩落法最重要的结构参数[],这三个参数是相互关联、相互制约的,三者相互匹配是取得好的矿石回收效果的重要前提。论文针对四方金矿分段高度下的进路间距和崩矿步距取值等问题展开研究。目前无底柱分段崩落法结构参数优化的方法主要有现场工业试验、实验室相似物理实验和数值模拟[]。现场工业试验工作量巨大,迄今只有河北铜矿[]和寿王坟铜矿[]等少数矿山进行过,相比之下实验室相似物理实验的工作量小、可操作性好。以程序为代表的数值模拟方法用于崩落法的相关研究具有灵活可重复的优点,但需首先测定矿石的宏观力学参数,然后对矿石的微观力学参数进行调试,直至反馈的矿石宏观参数与实际一致[]。论文采用实验室相似物理实验,结合椭球体放矿理论和数学回归分析,先通过端部放矿实验得到四方金矿矿石放出体的形态和参数,然后根据大间距理论求得分段高度对应的最佳进路间距,最后根据崩矿步距与回收率、贫化率之间的数学关系构建回贫差计算模型,以回贫差评价矿石回收效果,进而确定最佳崩矿步距。.矿石放出体形态和参数研究实验材料制备与装填相似物理实验必须满足几何相似、物料相似和物料级配相似的要求[],因此实验所用的散体颗粒全部由现场矿石按照的相似比例破碎而成,粒径级配与现场一致,如表。表矿石粒度及配比现场矿石粒径实验室矿石粒径占总量百分比<≤<≤<≤<≤<≤<≤<≤<≤实验模型长,宽,高,以避免模型边界影响矿石放出体的发育。矿石装填高度,矿石中垂直间隔布置一层直径的黄色标记颗粒,标记颗粒上面书写位数字编码以记录其空间位置。标记颗粒也由现场矿石制成,以保证其与矿石颗粒的运动规律相同。标记颗粒径向间距为,摆角°,通过极坐标仪精确摆