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1、10申请公布号CN103382841A43申请公布日20131106CN103382841ACN103382841A21申请号201310349147722申请日20130813E21C41/1620060171申请人中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司地址243000安徽省马鞍山市经济开发区西塘路666号72发明人王运敏陆玉根孙国权刘海林杨家冕汪亮74专利代理机构马鞍山市金桥专利代理有限公司34111代理人常前发54发明名称覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法57摘要本发明公开了一种覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法，根据矿体条件及设备能力确定分段高度H；当放矿椭球体（1）两两相切时，相邻放矿口（2）。
2、的间距即为进路间距L；由放矿椭球体纵半轴长推荐放矿步距；利用放出体高度X与放出体重量Y之间的三次函数关系进行控制放矿；根据推荐的几组采场结构参数组合建立物理立体模型及PFC3D数值模型，分别进行放矿模拟，优选最佳参数组合。本发明中采场结构参数的确定是在实际测得矿山放矿椭球体基础上确定的，针对性强，可靠性高；利用物理模拟与数值模拟相结合的方式进行论证优选，从而确定最佳参数组合与放矿方式，得到了崩落法采场结构参数优选与覆盖岩层下低贫损放矿的整套技术，提高了放矿的科学性和可靠性。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图。
3、3页10申请公布号CN103382841ACN103382841A1/1页21一种覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法，其特征在于它包括以技术方案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；2）进路间距L的确定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（1），当放矿椭球体（1）两两相切时，相邻放矿口（2）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5范围内各取几个值作为优选指标；4）确定出矿方式及出矿截止品位多分段开采时在上。
4、部几个分段按截止品位4852出矿，下部分段按传统计算所得截止品位集中出矿；5）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；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。2如权利要求1所述的覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法，其特征在于上部分段采用5截止品位，下部分段按既定的传统截止品位集中出矿。权利要求书CN103382841A1/3页3覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法技术领域0001。
5、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0002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。0003正是因为放矿工作的好坏在很大程度上决定。
6、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。0004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。
7、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7580，贫化率为2025。发明内容0005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。0006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。00072）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。
8、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。00083）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说明书CN103382841A2/3页4选指标。一般上下各取2个值或3个值为宜。00094）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4852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。
9、定截止品位集中出矿为优。截止品位4852的低贫化放矿保证了矿岩接触面的规整，减小贫化。00105）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。00116）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。
10、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。0012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。0013（2）传统的出矿方式多来源于经验，本发明采用4852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。0014（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。
11、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。0015（4）本发明利用物理模拟与数值模拟相结合的方式进行论证优选，从而确定最佳参数组合与放矿方式，得到了崩落法采场结构参数优选与覆盖岩层下低贫损放矿的一整套技术，提高了放矿的科学性和可靠性。附图说明0016图1是本发明覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法得到的放矿椭球体平面上两两相切排列确定进路宽度的原理图；图2是本发明覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法得出的既定采场结构参数下单体实验放矿放出体高度X与放出体重量Y之间的三次函数关系图；图3是本发明覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法的物理放矿试验模型结构图；图4是图3中向剖视图；图5是本发明。
12、覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法的一种三维数值模型模拟放矿示意图。0017附图标记为1放矿椭球体；2进路口；3废石；4矿石；5可抽出式铁皮；说明书CN103382841A3/3页56模型边墙。具体实施方式0018下面结合附图和实施例对本发明覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法作进一步详细说明。0019利用本发明覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法对昆钢大红山铁矿无底柱分段崩落法400M水平以下开采进行放矿方案设计。根据矿体条件及采装设备，初步拟定分段高度H为30M。0020由图1所示的本发明覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法得到的放矿椭球体平面上两两相切排列确定进路宽度的原理图看出，放矿椭球体1在平面上。
13、两两相切时，相邻放矿口2的间距即为确定的进路间距L，经测量进路间距L为24M，此时的分段高度H为30M。0021由放矿试验测量出本矿放矿椭球体发育三维模型的纵半轴长度，在其值上下一定范围内各取几个值作为优选指标，推荐放矿步距B分别为504M、616M、672M、756M。0022在400M水平以上两分段设计采用低贫化出矿，出矿截止品位为5，400M水平以下三个分段采用传统截止品位出矿方式。0023由图2所示的本发明覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法得出的既定采场结构参数下单体实验放矿放出体高度X与放出体重量Y之间的三次函数关系图看出，其三次函数关系为，采场出矿时可依据放出矿石重量Y换算出该进路口。
14、放出体高度X，进行控制放矿。0024推荐参数组合分别为分段高度H进路间距L放矿步距B分别为3024504M、3024616M、3024672M、3024756M四组，按已确定的出矿方式及截止品位进行立体试验模拟。图3所示的是本发明覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法的物理放矿试验模型结构图，图4是图3中向剖视图，试验得到各参数组合下的回收率、贫化率。图3、图4中,出矿进路的进路口2平行、分层上下布置，废石3位于覆盖岩层上部，矿石4位于覆盖岩层下部，5为可抽出式铁皮，矿石装载高度H2030302020120CM。0025再利用PFC3D软件建立与立体试验模型相同尺寸结构的三维数值放矿模型，按相同放矿。
15、方案模拟放矿，分别得到各组合参数下的回收率、贫化率。图5是本发明覆盖岩层下低贫化放矿定量控制方法的一种三维数值模型模拟放矿示意图，表明了PFC3D数值模型模拟放矿的过程。放矿后，废石3位于上部，矿石4位于下部，模型边墙6位于模型的侧面。0026综合对比分析立体试验模型与数值模型放矿回贫指标，结果显示放矿步距B为672M时回收率、贫化率指标最佳。从而得到覆岩下低贫化控制放矿整体方案即最佳采场结构参数组合为3024672M，放矿方式为400M水平以上采用低贫化放矿出矿截止品位为5，400M水平以下利用附图2中函数方程与曲线进行控制放矿。说明书CN103382841A1/3页6图1图2说明书附图CN103382841A2/3页7图3图4说明书附图CN103382841A3/3页8图5说明书附图CN103382841A。