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急倾斜厚矿体端部放矿损失贫化及其控制研究

2021-11-30丁文俊安东亮靳西传

中国金属通报 2021年4期
关键词:废石步距品位

丁文俊,安东亮,靳西传

(1.昆明理工大学国土资源工程学院,云南 昆明 650093;2.云南德成规划设计有限公司,云南 昆明 650093)

1 矿石损失贫化的原因分析

研究表明无底柱分段崩落法的矿石损失贫化大的原因是其覆岩下的放矿方式和采场结构参数与崩落矿岩的移动规律不适应[1]。放出体的形态和收受体相差不大,矿岩进入其中都会被放出,岩石在放出体增大的过程中进入其中的量来说明矿石损失贫化的过程:可以发现,矿石损失贫化的主要因素是放矿过程中废石的混入,混入废石的源头在于放出体形态以及矿岩接触面条件。

2 无底柱分段崩落法废石混入过程

基于矿石移动面的接触过程矿石贫化:当废石漏斗还没到达放矿前,放出的矿石都是纯矿石,此时的放出体还未达到废石层;当废石漏斗刚刚好到达放矿口时,放出体的顶端刚好到达矿岩接触面的起始位置,放出的纯矿石量达到最大值;随着放矿的继续进行,废石漏斗破裂,其顶点位置的废石被放出,放出体也到达了废石层,矿石因为有废石的混入进入贫化阶段,随着放矿的进行,废石漏斗破裂的断面尺寸不断增大,放出的废石量也不断增加,废石的比例也逐渐升高,开采出的矿石品位也不断降低,当放出矿石的品位达到截止品位后,放矿结束。

显而易见,矿石的损失贫化是由废石漏斗的破裂造成,矿石与废石的混杂起始于放矿口的位置;矿石和废石的混杂程度,是由废石漏斗破裂口断面与出矿口断面面积的相对比例,以及散体出口速度的分布特征决定的。

矿岩接触面为平面时,矿石与废石混杂的过程中,垂直进路方向的矿石与废石的接触面形态与移动过程在实际放矿时可以发现,废石漏斗在移动过程中的主体形态并不相同,但位于放矿口附近的变化规律几乎一致,表明矿石和废石的混杂情况在实际放矿中仍然是由废石漏斗在放矿口破裂造成的。

基于放矿过程考察矿石贫化:无底柱分段崩落法是以崩矿步距为单位进行回采,在回采过程中,每次崩矿都会有矿石的混入,造成矿石的贫化状况,因此,崩矿步距小是无底柱分段崩落法矿石贫化的一个很重要原因,增大崩矿步距,可以减少矿石贫化的次数,降低矿石的贫化情况可以作为一个改进无底柱分段崩落法结构及其参数的一项基本原则;矿石贫化的一个很重要的原因就是没有尽可能多的将矿石放出,造成矿石残留,因此,扩大放矿时的移动范围,尤其是紧靠下盘的部分可以作为第二项准则。

3 放矿方式的改进

3.1 截止品位放矿方式的分析

当放出矿石品位低到一定数值时,从当次放出量中提取成品(精矿)的销售额恰好与其放矿以后发生的采、选等项费用平衡,此时的品位值,称为放矿截止品位,简称截止品位。停止放出,转入下一步距回采。截止品位放矿方式放出的矿量相对于低贫化放矿是最多的,但废石的混入量大,矿石的贫化率高。

3.2 低贫化放矿方式的分析

废石漏斗的破裂是造成矿石贫化的最主要原因,而低贫化放矿方式是一种一见到废石漏斗就停止放矿的放矿方式,其利用了无底柱分段崩落法的“转段回收”特征,将本分段遗留的大量矿石放在下一分段回收[2],限制了废石漏斗的破裂,仅仅在废石漏斗破裂初期混入很少的矿岩接触面以及废石漏斗尖部的少量废石,极大程度限制了废石的混入量,大大降低了矿石的贫化率。

4 结论与建议

当开采倾斜~急倾斜、中厚~厚矿体,由于矿体厚度不足,而且地压较大,此时的分段高度(H)、进路间距(S)、崩矿步距(L)与回收进路开掘岩石高度四个参数及放矿方式,对回采效率、生产可靠性与回采指标等影响重大,需进一步研究优化,分析无底柱分段崩落法矿石损失贫化的原因,提出改进采场结构和放矿方式等控制方法。

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