关于如何降低无底柱分段崩落采矿法贫损指标的探讨

关于如何降低无底柱分段崩落采矿法贫损指标的探讨一、无底柱分段崩落法应用现状无底柱分段崩落采矿法自20世纪60年代中期在我国开始使用以来，在金属矿山获得迅速推广,特别是铁矿山更为广泛。该方法可应用于矿岩稳固性中等以上,回采巷道不需要大量支护的矿山。它具有采场结构简单、安全性好、生产能力大、劳动效率高等优点。随着采矿工业的发展和开采深度的加大，可以预见无底柱分段崩落法的应用比例将进一步加大。无底柱分段崩落法采矿的特点之一在覆岩下放矿，放矿过程中发生矿岩混杂。而且由于放矿椭球体的存在，放矿过程中会留有一些残留体无法一次放出,如脊部残留体、端部残留体等。目前矿山中的无底柱分段崩落采矿方法一般采用截止品位放矿。由于无底柱分段崩落法放矿步距数多,且每次都要混进大量岩石而贫化到截止品位时才停止出矿,因而混入的废石量也大.多次大量废石混入是造成无底柱分段崩落法矿石贫化大的根本原因。所以采场结构参数不合理或放矿管理不当，都可能造成较大的损失贫化。长期实践表明,无底柱分段崩落采矿法矿石损失率约为20%,贫化率约为20%～30%。所以过大的损失贫化是此种采矿方法的主要缺点，也是影响经济效益的重要因素。因此，降低损失贫化指标和改进放矿工艺，对提高无底柱崩落法采矿的经济效益具有重要意义。二、降低贫损指标措施2.1优化采场结构无底柱分段崩落法的损失贫化是影响经济效益的重要因素，而采场的结构参数是影响矿石的损失贫化的重要因素，所以优化采场结构参数是降低损失贫化指标、提高经济效益的重要措施。回采进路间距（B）、分段高度（H）、和崩矿步距（L）是无底柱分段崩落法三个重要的结构参数，改变B、H和L值，可使崩落矿石层形状与放出体形状相适应，以期求得最好的矿石回收指标（即此时的经济效益最大），而此时的结构参数被称为最佳结构参数。根据无底柱分段崩落法放矿时矿石的移动规律得知，最佳的结构参数实质上是指B、H、和L三者最佳的配合。而这三个参数是相互联系相互制约的，其中任一个参数不能离开另外两个参数而单独存在最佳值。下面就这三个参数展开讨论。2.1.1回采进路间距B根据图1,为了减少矿石的损失和贫化,分段回采进路的间距可以设计成使相邻分段回采进路上的极限椭球体彼此相切,且下一水平的分段回采进路应位于上水平的两个分段回采进路之间的中心线上,回采进路形成菱形分布,这样可以回采上分段的脊部损失,如果不能够形成菱形分布,那么脊部损从就难以回收。放矿角度看,当回采巷道间距过大时,相邻两条回采巷道的放出椭球体不相切,在放矿的时候两个椭球体之间的矿石残留,因而矿石损失加大。当回采巷道间距过小时两个椭球体相交,当一个椭球体矿石放出后,两个椭球体的相交部分已经充填了废石。再放出另一个椭球体的矿石时,两椭球体相交部分废石将随矿石放出,因而增加了贫化。2.1.2分段高度H无底柱分段崩落法的分段高度往往受凿岩设备的有效钻孔深度的限制,但在满足设备要求的同时,为了取得较好的放矿效果,分段高度亦需注意以下两点:1)若分段高度过高,且矿体不规则时,在矿体边部,上下分段难以按菱形布置,放矿时,损失贫化增大。分段高度受矿体倾角的限制,特别是当矿体倾角小于70°时,增大分段高度会使下盘损失增大,这部分在下分段又难于回收。2)若分段高度过低,决定崩矿步距亦会过小,导致矿石的损失和贫化较大。而且分段过小,将会增加回采巷道数目,增加开拓量。根据我国使用无底柱分段崩落采矿法的经验情况,一般分段高度控制在9～12m,最好10m左右较为适宜。2.1.3崩矿步距L在既定的H和B的条件下，步距过大,则放矿椭球体很快深入上部的废石中,上部废石提前渗入混合矿石一起放出。截止放矿时,端面残留体较多,矿石一次放矿损失较大。如图2。如果步距过小,则放出椭球体很快伸入正面废石中,正面废石随着放矿的进行,提前混合矿石被放出,并切断上部矿石的流入。截止放矿时矿石上部残留较多,矿石一次放矿损失较大。虑到上分段残留下分段回收前步距残留后步距回收的可能，但就每个分层每个步距放矿都留有损失来看，一次放矿残留体越多,可能与所崩落的废石相混合的也就越多,即使最后一次把残留体放走,但仍夹杂着不少废石。步距过大或过小对损失贫化指标依然有很大影响。而且实际上往往是由于考虑到B和H对开采等的其他条件影响限制而既定，而L值是没有限制可以改动的，所以要想获得最佳结构参数必须找到相对应的L值。2.2改进放矿工艺2.2.1截止品位放矿目前矿山中的无底柱分段崩落采矿方法一般采用截止品位放矿。放矿过程中,当放出矿量的35%～40%之后便开始有废石混入产生贫化，并且贫化随着放出矿石量增大而增大,从而使放出矿石的品位越来越低。当使用截止品位放矿时,每步距崩落矿石量小,产生贫化次数多,同时每个步距放矿都是在大量岩石混入之后才停止放出,这是该种方法矿石贫化大的根本原因。另外使用截止品位放矿很难具体把握放出矿石的截止品位,即没有一个很明显的放矿标准。而目前国内对出矿品位的获得主要是依靠取样进行化学分析,这种方法速度慢而放矿周期又短,出矿品位变化大，这样取样化验满足不了现场生产的要求。所以在实际生产中通常不得不依靠出矿工人和工程技术人员的经验,根据放出矿石的颜色、比重和块度等情况的变化用肉眼或感觉来识别矿石的贫化程度这样准确度很难保证。2.2.2无贫化放矿其总的特点：上部残留,下部回收,前一步距残留,下一步距回收。但与截止品位放矿最大不同在于其放矿停止的标准是当覆岩正常达到放矿口时就立即停止放矿。放出的全部是矿石,而残留体的回收只是在不同步距,不同分段得以回收,但混入的废石量得以相对减少了,因而贫化得以减少。虽然残留体可以回收,但如果一次放矿不能最大限度地把矿石放出,所留残留体也会较多,损失较大。三、结语无底柱分段崩落采矿方法是一种简单、高效、安全的采矿方法。但由于其损失及贫化问题较为严重,因此损失及贫化的研究成为此采矿方法是否能够广泛推广的重要课题。实际上不可能达到零损失和零贫化,但只要在采矿的设计和施工中能够准确把握,实践中摸索经验,准确找出合理的采场结构参数,便可以大大降低其损失和贫化程度。降低损失贫化只是提高经济效益的措施，并不只是一味追求降低而最终目的是要提高经济效益，。而且设计参数时还要全面考虑设备，施工，安全，地质成本等因素，以免造成不必要的事故。复杂因素都可能造成损失贫化须综合全面考虑各个影响因素才能把损失贫化降到最低，经济效益最大。