论无底柱分段崩落法放矿方式.pdf

“ “ 以下， 经济效益最高； 当不能一步到位地施行无贫化放矿 时， 可用低贫化放矿， 逐渐提高截止品位而趋向无贫化放矿。 关键词无底柱分段崩落法现行截止品位放矿无贫化放矿低贫化放矿 “ “ . C C “ , . I . B B / . F “ ’ “ “ I ’ H “ /E C C “ K ’ F “ F “ C ’ D，C - . H C “ “ C “ I ’ ’ F I , “ “ K C L “ D B - C ’ B “ D . E I . ’C , “ “ M “ I - C “ D ’ “ C “ G，B ’ E D B - C ’ D . E I . , “ - “ D. D C “ I - C J ’ K K . D “ I . , “ . D - . B B / . “ D C ’ E . D D B - C ’ B “ D . E 8 9 ） R精矿售价 （元 ／C） R 8 0 0 ; S 上述原则和方法确定的截止品位， 可称之为现 行截止品位， 以现行截止品位作为截止放矿条件控 制放矿， 可称之为 “现行截止品位放矿” 。 无底柱分段崩落法放矿贫化大的问题由来已 久， 为了解决该问题， 曾经从方法结构、 结构参数和 放矿管理等方面进行过许多研究， 但收效有限。 步距放矿过程是， 首先放出纯矿石， 放出一定数 量之后出现岩石产生贫化。贫化随着放出量的增大 而增大， 在混入大量岩石之后， 使当次放出矿石品位 降低到规定的截止品位时才停止放矿。贫化大的问 题就是由于允许放出大量岩石形成的。 现行截止品位是根据步距放矿边际品位收支平 衡原则确定的， 故截止品位最低， 因此现行截止品位 放矿的贫化率最大， 构成现行截止品位放矿的一项 基本特征。 按步距考核放矿的回收指标 （矿石损失与贫化） 和经济效益， 是确定现行截止品位放矿原则的主要 技术思路。该技术思路没有考虑崩落法放矿时崩落 矿岩移动空间连续性的特点。由于移动空间存在连 续性， 故上下分段放矿之间存在联系和制约， 如移动 T 万方数据 空间条件好， 上面残留的矿石可以在下面有一而再、 再而三的回收机会。 崩落法放矿移动空间条件是影响矿石损失贫 化， 特别是损失的重要因素。故不能只按一个分段 更不能按一个步距放矿情况确定放矿截止品位。必 须从整体 （矿体、 矿块） 出发， 综合考虑矿石回收指标 与经济效益来确定截止放矿条件。可见， 确定现行 截止品位放矿原则与方法的技术思路是不合适的。 多年来一直沿用现行截止品位放矿的原因， 可 能和人们对崩落法放矿的矿石损失贫化传统认识有 关。所谓传统认识就是认为矿石损失与贫化关系是 此起彼伏的， 即降低贫化率就是随之减少放出矿石 增大损失； 反之， 增大贫化率就可提高矿石回采率。 研究中发现了这种认识具有片面性。在多分段 放矿实验中， 改用它种 （提高） 截止品位放矿时发现， 和现行截止品位对比， 在矿石回收率不降低情况下， 可使矿石贫化率 （岩石混入率） 下降， 甚至有大幅度 下降， 这是一次重要的发现。 虽然现行截止品位放矿应用于多分段放矿， 出 现很大弊端， 但对只有一次性回收的矿石还是合适 的。例如最后一个分段的放矿， 以及下盘残留区的 放矿， 还应使用现行截止品位控制放矿。 无 （不） 贫化放矿 “ 无贫化放矿的概念 改革现行截止品位放矿， 解决无底柱分段崩落 法放矿贫化大的问题， 我们提出过无贫化放矿。无 贫化放矿就是当矿岩界面正常到达出矿口水平时， 也就是说当放矿口一出现正常到达的覆岩时便停止 放出， 以此保持矿岩界面的完整性， 不使矿岩产生混 杂。每个步距、 每条进路和每个分段都如此放出， 当 然放出的矿石为无贫化 （无岩石混入） 的矿石，“无贫 化放矿” 一词就是这样叫出的。 按该种放矿方式的实质称之为 “无贫化放矿” 是 有道理的。但为了判定覆岩 （矿岩接触面） 是否正常 到达， 迄今为止只能靠放出一定数量的岩石来判定， 因此无贫化放矿的放出结果还有一定的贫化率。 无贫化放矿提出的主要依据也是无贫化放矿的 主要技术思路， 有个方面 一为充分考虑覆岩下放 矿和崩落矿岩移动空间连续性条件， 综合分析矿石 回收指标与经济效益； 二是保持矿岩界面完整性， 不 使矿岩界面破裂， 不能像现行截止品位放矿从破裂 处放出大量岩石。由于无底柱分段崩落法放矿口密 集， 崩落矿岩移动区内的矿岩界面是完全可控的。 “ 不同截止品位放矿方案多分段放矿实验 放矿方案 工业矿石品位为 ， 用’种放矿 截止品位和相当于种放矿方式， 列于表。 表“不同截止品位放矿方案 方 案 “ 截止品位 ／ 放矿方式 无贫化 放矿 低贫化 放矿 （） 低贫化 放矿 （） 现行截止 品位放矿 多分段放矿实验的矿石回收指标见表， 根据 实验获得如图的矿石贫化过程和规律。 表不同放矿方案矿石回收指标 实验方案回收指标 分段 ’ 、 无贫化 放矿 “、 低贫化 放矿 （） 、 低贫化 放矿 （） 、 现行截止 品位放矿 矿石回采率 “ “ * * “ , “ , “ , 岩石体积混入率 “ , “ “ * “ *, “ 矿石回采率 , “ , “ * “ “ * “ ’ 岩石体积混入率 “ , “ ’ ’ “ “ * “ 矿石回采率 , , “ * “ * “ , “ ’ “ 岩石体积混入率 * “ , “ ’ “ ’ ’ “ ’ ’ “ , * 矿石回采率 “ , “ , ’ “ “ “ 岩石体积混入率 “ “ “ ’ “ , “ ’ 图“各放矿方案的分段矿石回采率 “（） 和分段岩石体积混入率（） （）无底柱分段崩落法放矿可分为两段； 第 段 （第’分段以上） 为变化段， 其特点是各分段的矿 石损失贫化值各异， 贫化率相差小， 回采率相差大， 这是由于各分段在放矿过程中矿岩界面移动、 放出 体与矿石残留体不同造成的。它们之间存在着一定 联系和制约， 经过第’分段放矿的相互调节和 适应， 到第分段放矿时便基本平衡， 进入稳定段。 稳定段特点是放出体、 矿岩界面移动和矿石残留体 基本稳定不变， 各分段的损失贫化值也随之稳定不 变。 （）在变化段中分段矿石回采率开始时以现行 , 总第 期金属矿山 ’年第期 万方数据 截止品位放矿为高， 随着回采分段数增加， 各放矿方 案在保持贫化率具有较大差异情况下， 矿石回采率 逐渐接近， 放到第分段时基本相同， 推测以后的分 段矿石回收指标不会再有较大起伏。这是无贫化放 矿可获得 “矿石回采率同现行截止品位放矿基本相 同条件下矿石贫化率大幅度下降” 效果的重要依据。 （“）第分段的矿石回采率为 ’ ’， 可近似取 ’， 应是无底柱分段崩落法放 矿稳定后矿石回采率可能达到的数值， 起码应该是 实验结构参数 （ * * “*） 和直壁条件下放 矿可能达到的矿石回采率， 可作为评价矿石回收情 况的依据。 （）矿石贫化率在放矿变化段中虽有变化， 但 变化范围较小， 在进入放矿的稳定段， 贫化率也随之 稳定。就整个放矿过程看， 贫化率变化不是很大。 上述各放矿方案 （截止品位） 间的矿石贫化率差 异大， 并在整个放矿过程中保持大的差异， 可见矿石 贫化率取决于截止品位。 上面多分段放矿的矿石损失贫化规律应是无贫 化放矿的主要理论依据。 上述放矿实验与理论分析， 使我们坚信无贫化 放矿的可行性。但由于井下生产随机因素较多， 没 有得到生产实践的证明之前， 还不能最后肯定它的 价值。 “年“月在酒钢镜铁山铁矿编制无贫化 放矿的可行性研究和试验方案， ,月正式开始结合 生产进行试验， 到 -年“月总结止， 取得了好的 效果， 全面实现并超出了计划指标。 试验预计矿石回采率不低于现行截止品位放矿 回采率, . - ’， 岩石混入率从 “ ’ ’降到 , ’。经过“个分段回采近“年的无贫化放矿试验， 试验期间累计矿石回采率达, , ’， 累计岩石混 入率为 - ’。 总之， 无贫化放矿从理论分析研究、 实验室实验 到生产试验， 所得出的结果都是一致的， 即无贫化放 矿和现行截止品位放矿对比， 在矿石回采率不降低 情况下， 岩石混入率 （贫化率） 有大幅度下降。 为了解决无贫化放矿 “具有一定数量的贫化率” 与 “无贫化” 一词相矛盾问题， 我们也曾将 “无贫化放 矿” 改称为 “低贫化放矿” 。但经过反复思考之后， 认 为 “低贫化” 一词也不适合。 “低” 的内涵不好界定， “低” 应是一个范围， 似乎比现行截止品位放矿贫化 率低的各种截止品位放矿方案都可称之为低贫化放 矿， 故低贫化放矿从其所含有的截止品位方案讲具 有一定群体性。而无贫化放矿仅仅指截止品位最高 的接近工业矿石品位的放矿方案 （或贫化率最低的 放矿方案） 。若将无贫化放矿改称为低贫化放矿， 实 质是将它混同到低贫化放矿中， 将使它失去本身的 唯一性 （独特性） 。 总之， 希望能从该种放矿方式提出原理和它的 本质来理解它的名称。无贫化放矿在镜铁山是第一 家也是第一次生产实践， 控制尺度有意地放宽些。 尽管如此， 它的岩石混入率已经低到世界无双了。 低贫化放矿 由于各种条件 （如准备矿量不足， 掘进与凿岩能 力有限以及精矿产量不允许暂时降低等） 的限制， 不 能一步到位地施行无贫化放矿。可采用过渡办法， 逐渐提高截止品位， 逐渐降低贫化率， 亦即逐渐趋向 无贫化放矿， 可称此种放矿方式为低贫化放矿。 低贫化放矿是由现行截止品位放矿向无贫化放 矿过渡型的放矿方式， 以无贫化放矿为目标， 随着向 下回采逐渐提高截止品位， 不应是稳定不变的截止 品位。 过去经常以步距为考核矿石回收指标和经济效 益单元， 此时的矿石损失与贫化关系是此起彼伏的， 故以此种矿石损失贫化关系绘制的经济效益曲线必 定存在峰值， 和峰值对应的当次放出矿石品位就是 所谓的最佳截止品位。 无贫化放矿与低贫化放矿就多分段放矿讲， 矿 石损失贫化之间不存在此起彼伏的关系， 经济效益 曲线也不存在峰值。截止品位愈接近无贫化放矿， 贫化率下降幅度愈大， 随之经济效益愈大。 实施低贫化放矿后， 对只有一次性回收的矿石 也要按现行截止品位放出。这是目前实施低贫化放 矿的矿山应该关注的问题。 “种放矿方式的技术经济比较如下。 无贫化放矿 （/） 低贫化放矿 现行截止品位放矿 （0） 1 截止品位最高；1 截止品位高于0低于/；1 截止品位最低； 2 贫化率最低；2 贫化率低于0高于/；2 贫化率最高； 3 经济效益最佳；3 经济效益高于0低于/；3 经济效益最差； 4 具有唯一性和极 限， 应有单独称呼 4 具有群体性， 可以有统 称； 4 具有唯一性和极限， 应有单独称号 “ 结语 （）无底柱分段崩落法贫化率大的问题， 是由 于采用现行截止品位放矿方式造成的， 现行截止品 位放矿的贫化率最高， 经济效益最差。 （下转第 页） 刘兴国等 论无底柱分段崩落法放矿方式 . 年第.期 万方数据 了无贫化放矿方式， 即在生产控制时均采用见到废 石就停止出矿的应用方式， 进行的是矿块试验。从 试验结果来看均取得了较好的试验指标。 由于无贫化放矿工艺的特点所限定， 在矿山生 产应用该工艺时要求见到废石就停， 在采场内残留 了大量的已崩落矿石， 要求矿山有较多的三级矿量 贮备， 给矿山在应用初期形成了较大困难 （因此而使 该个矿山未能在全矿进行全面推广应用） 。 针对此种情况， “ “ 年， 马钢桃冲铁矿 与马鞍山矿山研究院合作， 在国内首次试验并工业 性地全矿全面应用了逐步降低贫化率 （平均每年降 低 ’ ） 的低贫化放矿方式 ［“］ ， 其主要试验指 标见表“。 表桃冲铁矿低贫化放矿主要指标 指标地质品位 采出品位贫化率回收率备注 试验前 ’ * * , “ 年 “ “ , ’ * “ *年 ’ ““ ’ * “ 年 “ , “ “ * “ , 第三分层 从矿山应用结果来分析， 低贫化放矿工艺由于 其操作简单， 实施难度小， 应用效果明显， 是矿山降 低矿石贫化率的一种有效途径， 该工艺是无贫化放 矿的理论转化为矿山生产力的理想模式， 随着该放 矿方式的逐步改进， 从初期提出的无贫化放矿到目 前应用较好的低贫化放矿工艺， 逐步从理论走向了 实践， 并成功地解决了长期困扰矿山的贫化率大的 难题， 低贫化放矿工艺的形成与应用研究成功， 为我 国无底柱分段崩落采矿法的应用和发展， 为推动我 国地下矿山的技术进步将起到积极的作用。 “ 结语 （“） 低贫化放矿工艺是一种可以较大程度地降 低无底柱采矿的采场贫化率的放矿工艺， 是对现行 截止品位放矿工艺的变革； （） 低贫化放矿是截止品位放矿与无贫化放矿 之间的一个区间， 在这个区间中矿山可以根据自身 条件进行多种放矿方案的对比选择， 从而可以选择 出适合本矿条件的应用方式； （） 低贫化放矿工艺对矿山在应用时的三级矿 量要求低， 便于矿山推广及进行全面应用。 （） 无贫化放矿工艺由于其在实际操作中很难 达到贫化为零 （如以接近零论则就是低贫化放矿， 此 时已经由量变转化为质变） 的目标， 同时矿山是一个 已经形成先期投资的系统， 贫化为零未必就具有最 佳的经济效果， 因此， 真正意义上的无贫化放矿工艺 在矿山尚不具备应用价值。 参考文献 “ 胡杏保， 焦诗云， 王岩炯-桃冲铁矿低贫化放矿工业试验与应用 研究-金属矿山， , , “ （） “ , “ （收稿日期 , , . “ , . ’ ） （上接第页） （）无贫化放矿是以矿岩界面正常到达放矿口 水平作为停止放矿条件， 在矿石回采率与现行截止 品位放矿基本相同情况下， 贫化率大幅度下降， 是贫 化率最低、 经济效益最好的放矿方式。无贫化放矿 的岩石混入率生产试验为 ； 实验室实验体积 岩石混入率约为’ 。 （）受各种条件限制不能一步到位施行无贫化 放矿时， 可用低贫化放矿方式逐渐趋近无贫化放矿， 所以低贫化放矿的截止品位不应是固定不变， 而是 随着向下回采逐渐提高的。 （）对只有一次性回收条件的矿石， 无论是无 贫化放矿或者是低贫化放矿都只能采用现行截止品 位放矿。 （’）无底柱分段崩落法多分段放矿可分为两 段， 前段 （“ 分段） 为变化段， 各分段的矿石损失 贫化各异； 第分段以下为稳定段， 此时的放出体、 矿石残留体和矿岩界面移动基本稳定， 矿石回采率 与贫化率也随之稳定下来。 （）从第’分段起， 各种放矿方式 （截止品位） 的矿石回采率基本相同， 与截止品位和贫化率无关。 此种矿石回采率可作为无底柱分段崩落法可能达到 的矿石回采率。 （）矿石贫化率取决于截止品位， 截止品位低 贫化率就大， 反之， 截止品位高贫化率就低。 （*）无贫化放矿的无底柱分段崩落法可以取代 厚矿体、 允许地表崩落的充填法和空场法， 取代后， 将使生产安全大有改善， 经济效益和生产能力都会 有较大提高。 （收稿日期 , , . “ , . ’） ,“ 总第 期金属矿山 , , 年第期 万方数据 论无底柱分段崩落法放矿方式论无底柱分段崩落法放矿方式 作者刘兴国， 张国联 作者单位东北大学 刊名 金属矿山 英文刊名METAL MINE 年，卷期20042 被引用次数9次 引证文献9条引证文献9条 1.郑成英.邓志高.张青松.姚香 崩落采矿法放矿的理论与实践研究[期刊论文]-有色矿冶 20094 2.熊平文 花桥金矿残矿回采生产实践[期刊论文]-中国矿山工程 20094 3.刘召胜.柳小波.刘伟.刘国强 梅山铁矿放矿方式计算机模拟研究[期刊论文]-矿业工程 20091 4.张维滨 岩金开采无底柱崩落采矿法的几个关键技术探讨[期刊论文]-现代矿业 20105 5.刘兴国.张国联.柳小波 无底柱分段崩落法矿石损失贫化分析[期刊论文]-金属矿山 20061 6.周宗红 夏甸金矿倾斜中厚矿体低贫损分段崩落法研究[学位论文]博士 2006 7.柳小波.姚江.孙豁然.刘晓军 无底柱分段崩落法放矿方式计算机模拟研究[期刊论文]-矿业研究与开发 20045 8.柳小波 基于.NET平台的崩落法放矿计算机仿真系统（SLS）的研发与应用[学位论文]硕士 2004 9.宋世生.郭明春.严鹏.郭树林.姚香.邓志高.张青松 无底柱分段崩落采矿法在那林金矿的试验研究[期刊论文]-黄 金 201010 本文链接