[發(fā)明專利]覆蓋巖層下低貧化放礦定量控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310349147.7
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN103382841A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王運敏;陸玉根;孫國權(quán);劉海林;楊家冕;汪亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?34111
• 代理人: 常前發(fā)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種覆蓋巖層下采場的放礦方法，尤其是涉及無底柱分段崩落法覆蓋巖層下低貧化放礦控制方法，可廣泛適用于無底柱分段崩落法采場放礦設(shè)計，特別適用于運用無底柱分段崩落法開采礦體的地下礦山。

背景技術(shù)

無底柱崩落采礦法具有回采強度大、效率高以及成本低等優(yōu)點，在地下礦山特別是大中型地下礦山中得到廣泛使用。崩落采礦法的特點是依靠崩落圍巖充填采空區(qū)、釋放地壓來達到管理地壓的目的，采礦過程中崩落礦石與廢石（崩落圍巖）直接接觸，形成了崩落采礦法的特殊性—覆巖下放礦。很顯然，覆巖下放礦，控制不好就會造成嚴重的礦石損失和貧化問題，從而惡化采礦的各項技術(shù)經(jīng)濟指標。

正是因為放礦工作的好壞在很大程度上決定了崩落法的技術(shù)經(jīng)濟效果，放礦工作成為崩落采礦法各生產(chǎn)工序中最為重要和最為關(guān)鍵的工作。影響放礦工作最重要的因素包括采場結(jié)構(gòu)參數(shù)與合理的放礦制度。采場結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括分段高度、進路間距與放礦步距等，放礦制度主要包括出礦方式的確定及放礦截止品位的確定。

目前我國地下金屬礦山普遍采用無底柱分段崩落法，特別是鐵礦石，用該法采出的鐵礦石約占總采出量的70%以上，而這些礦山的放礦方案大多依靠經(jīng)驗制定，其采場結(jié)構(gòu)參數(shù)組合與出礦方式缺乏科學依據(jù)，在采用高分段時無法組合最佳進路間距及放礦步距，難以確定最優(yōu)出礦方式及出礦截止品位，造成覆巖與爆落礦石大量混雜，礦巖接觸面極不規(guī)整且難以預(yù)測控制，直接導致了各項技術(shù)經(jīng)濟指標的下降，目前國內(nèi)采用無底柱分段崩落法采礦的地下礦山的采礦回收率平均為75%～80%，貧化率為20%～25%。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對目前無底柱分段崩落法放礦中存在的高貧化率、低回收率的問題，為采用無底柱分段崩落法開采的地下礦山提供一種覆蓋巖層下低貧化放礦定量控制方法。

為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明覆蓋巖層下低貧化放礦定量控制方法采用以下技術(shù)方案：

1）分段高度H的確定：所述的分段高度H是根據(jù)礦體條件及設(shè)備能力確定的，為降低采準切割工程量，在分析特定礦山礦體實際賦存條件和設(shè)備能力的前提下，選擇較高的分段高度H。

2）進路間距L的確定：為確定最佳進路間距值，需探索特定礦山的放礦橢球體發(fā)育形態(tài)，在實驗室按比例制作放礦試驗?zāi)Ｐ停M行試驗并繪制出放礦橢球體發(fā)育模型，平面排列放礦橢球體，當放礦橢球體兩兩相切時，相鄰放礦口的間距即為確定的進路間距L。

3）放礦步距b的確定：分析計算放礦試驗繪制出的放礦橢球體發(fā)育三維模型的縱半軸長度，初步確定該縱半軸長為放礦步距b，并在其值上下20%范圍內(nèi)各取幾個值作為優(yōu)選指標。一般上下各取2個值或3個值為宜。

4）確定出礦方式及出礦截止品位：采用“上丟下?lián)臁钡牡拓毣诺V方式，多分段開采時在上部幾個分段按截止品位4.8%—5.2%出礦，下部分段按傳統(tǒng)計算所得截止品位集中出礦，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礦為優(yōu)。截止品位4.8%—5.2%的低貧化放礦保證了礦巖接觸面的規(guī)整，減小貧化。

5）根據(jù)先前的單體放礦試驗可得到既定進路口尺寸下的放出體高度與放出體重量的三次函數(shù)方程，利用以下放出體高度x與放出體重量y之間的三次函數(shù)關(guān)系及其曲線進行控制放礦，其三次函數(shù)關(guān)系為????????????????????????????????????????????????，采場出礦時依據(jù)放出礦石重量y換算出該進路口放出體高度x，進行控制放礦，可準確放礦至上部覆巖層水平時停止，也可根據(jù)該換算公式判斷出礦過程中是否有廢石，實時掌握礦巖接觸面的分布高度及排列情況。

6）相似試驗?zāi)M放礦：利用物理立體模擬與PFC3d數(shù)值模擬相結(jié)合的方式分別進行放礦模擬，按回收率、貧化率最優(yōu)原則，確定出最佳采場結(jié)構(gòu)參數(shù)組合及該參數(shù)下的出礦方式與出礦截止品位，得到覆巖下低貧化控制放礦整體技術(shù)方案。

本發(fā)明覆蓋巖層下低貧化放礦定量控制方法采用以上技術(shù)方案后，具有以下優(yōu)點：

（1）根據(jù)礦山實際放礦橢球體推薦采場結(jié)構(gòu)參數(shù)，理論與實踐結(jié)合，針對性強、可靠性高。

（2）傳統(tǒng)的出礦方式多來源于經(jīng)驗，本發(fā)明采用4.8%—5.2%的截止品位在上部分段進行低貧化放礦，下部再集中出礦，防止礦石提早出現(xiàn)大面積貧化。

（3）本發(fā)明依據(jù)單體試驗首次揭示出既定采場結(jié)構(gòu)參數(shù)下放出體高度x與放出體重量y之間的三次函數(shù)關(guān)系，即。根據(jù)該原理可有效進行控制放礦，可根據(jù)放出礦量準確計算出放礦橢球體到達的高度，也可根據(jù)崩礦高度計算出既定截止品位下可放出的最大礦石量，可有效減少礦石貧化，提高礦石回收率。