[发明专利]覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种覆盖岩层下采场的放矿方法，尤其是涉及无底柱分段崩落法覆盖岩层下低贫化放矿控制方法，可广泛适用于无底柱分段崩落法采场放矿设计，特别适用于运用无底柱分段崩落法开采矿体的地下矿山。

背景技术

无底柱崩落采矿法具有回采强度大、效率高以及成本低等优点，在地下矿山特别是大中型地下矿山中得到广泛使用。崩落采矿法的特点是依靠崩落围岩充填采空区、释放地压来达到管理地压的目的，采矿过程中崩落矿石与废石（崩落围岩）直接接触，形成了崩落采矿法的特殊性—覆岩下放矿。很显然，覆岩下放矿，控制不好就会造成严重的矿石损失和贫化问题，从而恶化采矿的各项技术经济指标。

正是因为放矿工作的好坏在很大程度上决定了崩落法的技术经济效果，放矿工作成为崩落采矿法各生产工序中最为重要和最为关键的工作。影响放矿工作最重要的因素包括采场结构参数与合理的放矿制度。采场结构参数主要包括分段高度、进路间距与放矿步距等，放矿制度主要包括出矿方式的确定及放矿截止品位的确定。

目前我国地下金属矿山普遍采用无底柱分段崩落法，特别是铁矿石，用该法采出的铁矿石约占总采出量的70%以上，而这些矿山的放矿方案大多依靠经验制定，其采场结构参数组合与出矿方式缺乏科学依据，在采用高分段时无法组合最佳进路间距及放矿步距，难以确定最优出矿方式及出矿截止品位，造成覆岩与爆落矿石大量混杂，矿岩接触面极不规整且难以预测控制，直接导致了各项技术经济指标的下降，目前国内采用无底柱分段崩落法采矿的地下矿山的采矿回收率平均为75%～80%，贫化率为20%～25%。

发明内容

本发明的目的就是针对目前无底柱分段崩落法放矿中存在的高贫化率、低回收率的问题，为采用无底柱分段崩落法开采的地下矿山提供一种覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法。

为实现本发明的上述目的，本发明覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法采用以下技术方案：

1）分段高度H的确定：所述的分段高度H是根据矿体条件及设备能力确定的，为降低采准切割工程量，在分析特定矿山矿体实际赋存条件和设备能力的前提下，选择较高的分段高度H。

2）进路间距L的确定：为确定最佳进路间距值，需探索特定矿山的放矿椭球体发育形态，在实验室按比例制作放矿试验模型，进行试验并绘制出放矿椭球体发育模型，平面排列放矿椭球体，当放矿椭球体两两相切时，相邻放矿口的间距即为确定的进路间距L。

3）放矿步距b的确定：分析计算放矿试验绘制出的放矿椭球体发育三维模型的纵半轴长度，初步确定该纵半轴长为放矿步距b，并在其值上下20%范围内各取几个值作为优选指标。一般上下各取2个值或3个值为宜。

4）确定出矿方式及出矿截止品位：采用“上丢下捡”的低贫化放矿方式，多分段开采时在上部几个分段按截止品位4.8%—5.2%出矿，下部分段按传统计算所得截止品位集中出矿，其中按上部分段采用5%截止品位、下部分段按既定截止品位集中出矿为优。截止品位4.8%—5.2%的低贫化放矿保证了矿岩接触面的规整，减小贫化。

5）根据先前的单体放矿试验可得到既定进路口尺寸下的放出体高度与放出体重量的三次函数方程，利用以下放出体高度x与放出体重量y之间的三次函数关系及其曲线进行控制放矿，其三次函数关系为                                                ，采场出矿时依据放出矿石重量y换算出该进路口放出体高度x，进行控制放矿，可准确放矿至上部覆岩层水平时停止，也可根据该换算公式判断出矿过程中是否有废石，实时掌握矿岩接触面的分布高度及排列情况。

6）相似试验模拟放矿：利用物理立体模拟与PFC3d数值模拟相结合的方式分别进行放矿模拟，按回收率、贫化率最优原则，确定出最佳采场结构参数组合及该参数下的出矿方式与出矿截止品位，得到覆岩下低贫化控制放矿整体技术方案。

本发明覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法采用以上技术方案后，具有以下优点：

（1）根据矿山实际放矿椭球体推荐采场结构参数，理论与实践结合，针对性强、可靠性高。

（2）传统的出矿方式多来源于经验，本发明采用4.8%—5.2%的截止品位在上部分段进行低贫化放矿，下部再集中出矿，防止矿石提早出现大面积贫化。

（3）本发明依据单体试验首次揭示出既定采场结构参数下放出体高度x与放出体重量y之间的三次函数关系，即。根据该原理可有效进行控制放矿，可根据放出矿量准确计算出放矿椭球体到达的高度，也可根据崩矿高度计算出既定截止品位下可放出的最大矿石量，可有效减少矿石贫化，提高矿石回收率。