无底柱分段崩落法大结构参数实验研究-矿业114网 
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无底柱分段崩落法大结构参数实验研究
2011-07-26
本文在分段高度15m 情况下对各种进路间距和放矿步距进行了三维模型实验。根据数理统 计方法, 通过Matlab 编程求出表明进路间距、放矿步距与矿石回采率、岩石混入率、纯矿石回采率关系 的回归方程。依此得出最佳进路间距为16~17m , 最佳放矿步距为5~6m。
Ξ 无 底 柱 分 段 崩 落 法 大 结 构 参 数 实 验 研 究 张 国 联宋 守 志邱 景 平 东 北 大 学 资 源 与 土 木 工 程 学 院 分沈 阳 110006) (   摘 要 本 文 在 分 段 高 度 15m 情 况 下 对 各 种 进 路 间 距 和 放 矿 步 距 进 行 了 三 维 模 型 实 验 。 根 据 数 理 统 计 方 法 , 通 过 Matlab 编 程 求 出 表 明 进 路 间 距 、 放 矿 步 距 与 矿 石 回 采 率 、 岩 石 混 入 率 、 纯 矿 石 回 采 率 关 系 的 回 归 方 程 。 依 此 得 出 最 佳 进 路 间 距 为 16~ 17m , 最 佳 放 矿 步 距 为 5~ 6m。 关 键 词 无 底 柱 分 段 崩 落 法 结 构 参 数 矿 石 回 采 率 岩 石 混 入 率 纯 矿 石 回 收 率 中 图 分 类 号 TD853131 文 献 标 识 码 B 文 章 编 号 1004 - 4051 (2003) 06 - 0057 - 03 LARGE STRUCTURE PARAMETER EXPERIMENTAL RESEARCH ON NO2PILLAR SUBLEVEL CAVING Zhang Guolian Song Shouzhi Qiu Jingping ( School of Resource and Civil Engineering Northeastern University分Shenyang 110006)   Abstract : Under 15m sublevel height , the paper conducts thre2dimensional model experiment on various drift interval and drawing pace. With the help of mathematical statistics method , the paper calculates the regression equation describing the relation between drift interval , drawing pace and rate of ore recovery , rate of rock drop2in and rate of undiluted ore recovery by Matlab programming , through which the paper obtains the optimum drift interval and drawing pace , i. e. , 16~ 17m and 5~ 6m respectively. Keywords : Structural parameter of non2pillar sublevel caving , Rate of ore recovery , Rate of rock drop2in , Rate of undiluted ore recovery 1 前 言 鲁 中 冶 金 矿 山 公 司 承 担 国 家 科 技 部“ 十 五 ”科 技 本 文 根 据 实 验 室 实 验 结 果 , 提 出 在 分 段 高 度 15m 的 情 况 下 最 佳 的 进 路 间 距 和 放 矿 步 距 。 2   实 验 方 案 攻 关 课 题“ 大 间 距 集 中 化 无 底 柱 采 矿 新 工 艺 研 究 ” , 其 中 一 项 内 容 为 小 官 庄 铁 矿 无 底 柱 分 段 崩 落 法 大 结 构 参 数 研 究 。 据 此 ,科 研 组 除 了 依 据 放 矿 理 论 提 出 确 定 最 佳 结 构 参 数 的 方 法 外 ,又 进 行 了 实 验 室 放 矿 实 验 研 究 ,得 出 结 构 参 数 与 矿 石 回 收 指 标 的 关 系 。 (1) 方 案 表 分 段 高 度 (H) 和 进 路 间 距 (B) 为 H 资 B = 15 资 15~ 20m , 放 矿 步 距 (L) 为 4~ 6m , 具 体 模 拟 参 数 见 表 1。 表 1 实 验 方 案 实 验 序 号 H (m) B (m) 1 15 15 4 2 15 15 5 3 15 15 6 4 15 16 4 5 15 16 5 6 15 16 6 7 15 17 4 8 15 17 5 9 10 15 11 15 12 15 13 15 14 15 18 5 15 15 18 6 16 15 19 4 17 15 19 5 18 15 19 6 19 15 20 4 20 15 20 5 21 15 20 6 15 17 1715 1715 1715 18 L (m) 6 4 5 6 4   (2) 实 验 模 型 实 验 模 型 如 图 1 所 示 , 几 何 相 似 比 取 1∶100 , 矿 (3) 放 矿 方 式 及 截 止 放 矿 条 件 采 用 截 止 品 位 放 矿 方 式 。 小 官 庄 矿 截 止 品 位 20 %。 石 颗 粒 平 均 粒 径 0146cm , 岩 石 颗 粒 平 均 粒 径 0161cm。 Ξ 注 : 国 家 科 技 部 “ 十 五 ” 科 技 攻 关 课 题 无 底 柱 分 段 崩 落 法 大 结 构 参 数 实 验 研 究 57 表 2 实 验 结 果 进 路 间 距 放 矿 步 距 累 计 纯 累 计 回 实 验 累 计 换 算 成 现 矿 石 回 收 率 试 验 次 序 收 率 岩 石 混 入 场 岩 石 混 率 入 率 ( %) ( m) (m) 4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 6 ( %) ( %) ( %) 1 2 15 15 35181 50126 54138 34164 44182 51122 33101 45162 52134 31145 39164 49129 31125 40177 49197 28187 41187 50139 27119 37135 48191 83147 89175 85111 88177 91156 89138 92121 90151 88170 88163 84161 84114 83128 82189 81151 81110 79184 79170 78176 77136 77113 19166 14123 12188 20146 16116 17111 20185 15119 17111 22109 13174 12199 20174 15165 14192 21155 15151 12160 18104 13146 11133 22166 16156 15103 23154 18174 19181 23197 17166 19181 25134 16101 15116 23185 18117 17134 24174 18102 14172 20185 15169 13127 3 15 4 16 5 16 6 16 7 17 图 1 实 验 模 型 8 17 9 17 模 拟 现 场 截 止 放 矿 原 则 : 实 验 室 截 止 放 矿 时 岩 石 体 积 混 入 率 = 矿 山 截 止 放 矿 时 岩 石 体 积 混 入 率 已 知 : 矿 山 截 止 品 位 cj = 20 %; 工 业 矿 石 品 位 c1 = 42 %; 岩 石 品 位 cy = 918 %; 矿 石 体 重 γ k = 10 11 12 13 14 15 1715 1715 1715 18 3 3 18t/ m ; 岩 石 体 重 γ y = 2177t/ m 实 验 室 矿 石 体 重 3 3 18 3 18 γ k′= 2143t/ m ; 实 验 室 岩 石 体 重 γ y′ = 1148t/ m 。 1 1 6 7 19 矿 山 截 止 放 矿 时 岩 石 混 入 率 : 19 c1 - cj 42 - 20 = 68132 % Yj = = 18 19 c1 - cy 42 - 918 1 2 9 0 20 矿 山 截 止 放 矿 时 岩 石 体 积 混 入 率 : 20 γ k Yvj = 21 20 γ k + ( Y1j - 1)γ y 3 18 回 归 方 程 模 式 : = = 74174 % 1 3 18 + (0 - 1) 资 2177 Y 16832 实 验 室 截 止 放 矿 时 岩 石 混 入 率 : i j k m Hv = c1 + c2分B + c3分L + c4分B 分L + c5分B + c6分L Hchk Yvj分γ ′ y Yj ′ =γ k′ - Yvj (γ k′ - Yy′) 4174 % 资 1148 143 - 74174 %(2143 - 1148) 程 序 框 图 。 采 用 Matlab 编 辑 , 其 框 图 见 图 2。 7 = 2 实 验 结 果 实 验 结 果 见 表 2 , 其 中 实 验 室 累 计 岩 石 混 入 率 = 64131 % 3 要 换 算 成 现 场 的 岩 石 混 入 率 , 公 式 如 下 : Y′ Y =γ y′分γ k (1 +γ y′分γ k ) Y′ γ 分γ ′ y k γ y分γ k′ + 式 中 , Y 、 Y′分 别 为 现 场 和 实 验 室 岩 混 入 率 : γ k 、 γ y 、 γ k′、 γ y′分 别 为 现 场 矿 石 、 现 场 岩 石 、 实 验 室 矿 石 、 实 验 室 岩 石 体 重 。 4 实 验 结 果 的 回 归 分 析 (1) 岩 石 混 入 率 ( Y) 、 总 回 收 率 ( Hv) 、 纯 矿 图 2 程 序 框 图 石 回 收 率 (Hchk) 与 进 路 间 距 (B) 、 放 矿 步 距 (L) 的 回 归 方 程 回 归 方 程 及 检 验 。 用 F 检 验 方 法 检 验 回 归 方 程 , 即 每 次 回 归 求 得 的 F 值 满 足 : 5 8 中 国 矿 业 2003 年 第 12 卷 第 6 期 S回 / f 回 S剩 / f 剩 5   结 论 小 官 庄 矿 受 设 备 限 制 , 原 用 分 段 高 度 10m , 后 F = > F0101 ( f 回 , f 剩 ) 岩 石 混 入 率 回 归 方 程 及 检 验 : Y = 234194 - 3194 B - 60188L - 010009 B L 由 于 凿 岩 工 作 的 改 进 , 现 已 改 为 1215m。 工 业 试 验 应 用 新 式 凿 岩 设 备 , 分 段 高 度 取 15m , 并 根 据 H = 2 2 - 2 115 - 11341114 B + 17194 L (1) 1 2 5m 选 取 实 验 范 围 B = 15~ 20m、 L = 4~ 6m。 按 1 个 方 案 的 实 验 结 果 和 回 归 分 析 得 出 下 列 结 论 : 检 验 : S总 = 273173 ; S回 = 244101 ; S剩 = S总 - S回 = 29172 ( 1) 实 验 结 果 : 岩 石 混 入 率 最 小 的 方 案 (B 资 S回 / f 回 S剩 / f 剩 244101/ 5 = 24167 > F0101 (5 ,15) = 29172/ 15 L) 是 20 资 6m ; 回 收 率 最 大 的 方 案 是 17 资 4 ; 纯 矿 石 回 收 率 最 小 的 方 案 是 15 资 6。 回 归 结 果 : 岩 石 混 入 率 最 小 的 方 案 (B 资 L) 是 20 资 6m : 回 收 率 最 大 的 方 案 是 16110 资 4152m ; 纯 矿 石 回 收 率 最 大 的 方 案 是 15 资 6。 F = 4156 回 收 率 回 归 方 程 及 检 验 : = Hv = - 22442 - 3799B + 15L + 16073B 15 + 99B 15 - 5L115 0 1 2 (2) ( 2) 矿 石 总 回 收 率 受 进 路 间 距 影 响 较 大 , 以 检 验 : S总 = 45811 ; S回 = 40019 ; S剩 = S总 - S回 = 5711 1 6110m 为 分 界 点 , 小 于 16110m 时 , 随 着 进 路 间 距 加 大 , 回 收 率 增 大 , 大 于 16110m 时 , 随 着 进 路 加 大 而 降 低 。 S回 / f 回 40019/ 5 = 2110215 > F0101 (5 , = 5711/ 15 F = S剩 / f 剩 ( 3) 岩 石 混 入 率 随 着 放 矿 步 距 增 大 而 减 小 : 进 1 1 5) = 4156 纯 矿 石 回 收 率 回 归 方 程 及 检 验 : 路 间 距 小 于 1618m 时 , 随 着 进 路 间 距 增 大 而 增 大 , 进 路 间 距 大 于 1618m 时 , 随 着 进 路 间 距 的 增 大 而 减 小 。 - 2 - Hchk = - 4617 - 115 B + 4418 L + 356413 B 1 15 117 L (3) ( 4) 纯 矿 石 回 收 率 随 着 进 路 间 距 增 大 而 降 低 , 检 验 : S总 = 14891623 ; S回 = 14511900 ; S剩 = S总 - S回 = 371723 随 着 放 矿 步 距 的 增 大 而 增 大 。 目 前 国 内 矿 山 采 用 的 步 距 普 遍 偏 小 , 有 的 矿 山 多 年 使 用 崩 矿 步 距 115m , 是 纯 矿 石 回 收 率 低 、 矿 石 贫 化 大 的 主 要 原 因 。 S回 / f 回 = 145119/ 5 = 11519 > F0101 (5 ,15) F = S剩 / f 剩 3717/ 15 ( 5) 进 路 间 距 对 矿 石 回 收 率 的 影 响 比 对 纯 矿 石 = 4156 可 见 , 上 述 回 归 方 程 均 显 著 , 有 效 。 2) Y (B 、 L ) 、 HV (B 、 L ) 、 Hchk (B 、 L ) 回 收 率 和 岩 石 混 入 率 的 影 响 大 ; 放 矿 步 距 对 纯 矿 石 回 收 率 的 影 响 比 对 岩 石 混 入 率 和 总 回 收 率 的 影 响 大 。 ( 三 维 曲 线 、 等 值 线 的 绘 制 ( 6) 综 合 各 指 标 , 进 路 间 距 推 荐 16~ 17m , 放 上 述 回 归 方 程 用 计 算 机 程 序 绘 制 出 三 维 曲 线 和 等 值 线 , 见 图 3。 矿 步 距 推 荐 5~ 6m。 需 要 说 明 的 是 , 本 研 究 的 目 的 是 在 分 段 高 度 15m 情 况 下 , 研 究 进 路 间 距 、 放 矿 步 距 与 回 收 指 标 的 关 系 , 以 及 它 们 三 者 之 间 的 变 化 规 律 。 不 能 从 中 直 接 选 出 最 佳 参 数 方 案 , 因 为 较 好 的 参 数 方 案 的 矿 石 损 失 贫 化 经 常 出 现 此 起 彼 伏 现 象 , 此 时 必 须 用 经 济 计 算 方 法 求 得 各 方 案 统 一 的 经 济 指 标 (盈 利 额 ) , 根 据 统 一 经 济 指 标 的 优 劣 选 出 最 佳 结 构 参 数 方 案 。 ( 7) 用 Matlab 编 程 对 岩 石 混 入 率 、 矿 石 总 回 收 率 、 纯 矿 石 回 收 率 与 进 路 间 距 、 放 矿 步 距 的 多 元 回 归 是 有 效 的 , 绘 制 的 图 形 直 观 、 明 了 , 利 用 回 归 方 程 或 图 形 可 以 方 便 的 预 测 各 实 验 点 以 外 各 参 数 对 应 的 矿 石 回 收 指 标 。 ( a) 等 值 线 ; (b) 三 维 曲 线 图 图 3 岩 石 混 入 率 与 进 路 间 距 和 放 矿 步 距 的 关 系 (收 稿 日 期 : 2003 年 1 月 20 日 ) 无 底 柱 分 段 崩 落 法 大 结 构 参 数 实 验 研 究 59
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