小官庄铁矿生产矿块结构参数的试验分析-矿业114网 
首页 >> 文献频道 >> 矿业论文 >> 正文
小官庄铁矿生产矿块结构参数的试验分析
2011-07-26
随着小官庄铁矿开采深度的增加,为降低采矿成本其分段高度由原来的10 m 加大 到12. 5 m·为确定与分段高度相对应的进路间距和放矿步距,对小官庄铁矿分段高度加大到12. 5 m 后的结构参数进行了实验室模型实验·根据实验结果,采用回归分析方法,应用Matlab 编程,求 出了矿石回收指标岩石混入率、回收率、纯矿石回收率与放矿步距、进路间距之间的关系,并对小 官庄铁矿结构参数提出了建议,即综合考虑各项矿石回收指标后认为最优的进路间距、放矿步距 参数为12. 5 m ×5~6 m·
第 24卷 第 11期 2 0 0 3 年 11 月 东 北 大 学 学 报 ( 自 Journal of Northeastern University(Natural Science) 然 科 学 版 ) Vol124 ,No. 11 Nov. 2 0 0 3 文 章 编 号 : 100523026(2003) 1121092204 小 官 庄 铁 矿 生 产 矿 块 结 构 参 数 的 试 验 分 析 张 国 联 , 邱 景 平 , 宋 守 志 ( 东 北 大 学 资 源 与 土 木 工 程 学 院 , 辽 宁 沈 阳 110004) 摘 要 : 随 着 小 官 庄 铁 矿 开 采 深 度 的 增 加 ,为 降 低 采 矿 成 本 其 分 段 高 度 由 原 来 的 10 m 加 大 到 12. 5 m分为 确 定 与 分 段 高 度 相 对 应 的 进 路 间 距 和 放 矿 步 距 ,对 小 官 庄 铁 矿 分 段 高 度 加 大 到 12. 5 m 后 的 结 构 参 数 进 行 了 实 验 室 模 型 实 验 分根 据 实 验 结 果 ,采 用 回 归 分 析 方 法 ,应 用 Matlab 编 程 ,求 出 了 矿 石 回 收 指 标 岩 石 混 入 率 、回 收 率 、纯 矿 石 回 收 率 与 放 矿 步 距 、进 路 间 距 之 间 的 关 系 ,并 对 小 官 庄 铁 矿 结 构 参 数 提 出 了 建 议 ,即 综 合 考 虑 各 项 矿 石 回 收 指 标 后 认 为 最 优 的 进 路 间 距 、放 矿 步 距 参 数 为 12. 5 m 自 5~ 6 m分 关 键 词 : 无 底 柱 分 段 崩 落 法 ;结 构 参 数 ;岩 石 混 入 率 ;回 收 率 ;纯 矿 石 回 收 率 ;放 矿 步 距 ;进 路 间 距 中 图 分 类 号 : TD 231 文 献 标 识 码 : A 无 底 柱 分 段 崩 落 法 结 构 参 数 主 要 包 括 分 段 高 [ 111 截 止 放 矿 条 件 根 据 实 验 室 截 止 放 矿 时 岩 石 体 积 混 入 率 等 于 1~ 3] 度 H、进 路 间 距 B 、崩 矿 步 距 L ,鲁 中 冶 金 矿 山 公 司 小 官 庄 铁 矿 无 底 柱 分 段 崩 落 法 长 期 使 用 H 自 B = 10 m 自 10 m 的 结 构 参 数 ,随 着 开 采 深 度 增 加 , 开 采 难 度 加 大 ,为 降 低 开 矿 成 本 ,把 分 段 高 度 加 大 到 12. 5 m分为 确 定 分 段 高 度 为 12. 5 m 时 的 进 路 间 现 场 截 止 放 矿 时 岩 石 体 积 混 入 率 ,确 定 截 止 放 矿 [ 6 ,7 ] 分已 知 :现 场 截 止 放 矿 品 位 条 件 cJ = 20 %;放 矿 前 品 位 c1 = 42 %;岩 石 品 位 cy = 9. 8 %;崩 落 矿 3 石 体 积 质 量 γ k = 3. 8 t/ m ;崩 落 岩 石 体 积 质 量 γ Y [ 4~ 6] 3 距 和 放 矿 步 距 ,本 文 作 者 从 研 究 结 构 参 数 和 回 = 2. 77 t/ m ;实 验 室 矿 石 体 积 质 量 γ ′k = 2. 43 t/ 收 指 标 之 间 的 关 系 出 发 进 行 了 实 验 室 放 矿 模 拟 实 验 、取 得 了 相 应 结 果 、提 出 了 相 应 建 议 分 3 3 m ;岩 石 体 积 质 量 γ ′y = 1. 48 t/ m 分于 是 现 场 截 止 放 矿 时 岩 石 混 入 率 c1 - cJ 42 - 20 = 68132 % 分 1   实 验 方 法 YJ = c1 - cy = 42 - 918 实 验 模 型 如 图 1 所 示 ,几 何 相 似 比 取 1∶100 , 现 场 截 止 放 矿 时 岩 石 体 积 混 入 率 为 试 验 待 测 指 标 为 各 分 段 及 累 计 汇 总 的 岩 石 混 入 率 Y 、纯 矿 石 回 收 率 Hch ,k 、总 矿 石 回 收 率 Hv分 Yk YvJ = = 1 YJ γ k + - 1 γ y 3 18 = 74174 % 分 1 3 18 + - 1 自 2177 0 1683 2 实 验 室 截 止 放 矿 时 岩 石 混 入 率 为 YvJ 分γ ′ y J =γ ′k - YvJ (γ ′k - γ ′y) = Y′ 7 143 - 74174 %(2143 - 1148) 4174 % 自 1148 = 64131 % 分 2 1 12   方 案 表 分 段 高 度 和 进 路 间 距 为 12. 5 m 自 10~ 15 m , 放 矿 步 距 取 为 4~ 6 m ,具 体 模 拟 参 数 和 条 件 如 表 图 1 实 验 模 型 Fig. 1 The model of experiment 收 稿 日 期 : 2003206206 基 金 项 目 : 国 家“ 十 五 ”科 技 攻 关 项 目 (2001BA609A210) 分 作 者 简 介 : 张 国 联 (1965 - ) ,男 ,辽 宁 辽 阳 人 ,东 北 大 学 副 教 授 ; 宋 守 志 (1940 - ) ,男 ,辽 宁 辽 阳 人 ,东 北 大 学 教 授 ,博 士 生 导 师 分 第 11 期 张 国 联 等 : 小 官 庄 铁 矿 生 产 矿 块 结 构 参 数 的 试 验 分 析 1093 阵 [ Y] 、[ H ]v 、[ H ]ch ,k , 用 Matlab 程 序 求 常 数 矩 1 所 示 分 [ 10~ 13 ] 阵 C : 表 1 试 验 方 案 Table 1 Test scheme Y 序 号 H/ m B/ m L / m Y/ % Hv/ % Hch ,k/ % Hv = 6 Ci 分 f i ( B , L ) = [ f ( B , L) ] 分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12. 5 10 12. 5 10 12. 5 10 12. 5 12. 5 12. 5 12. 5 12. 5 12. 5 12. 5 15 12. 5 15 12. 5 15 4 5 6 4 5 6 4 5 6 25. 09 20. 58 25. 02 19. 17 18. 41 20. 79 21. 99 17. 32 20. 50 91. 73 94. 59 79. 81 92. 05 90. 52 89. 57 79. 61 86. 06 78. 66 42. 26 42. 53 33. 89 45. 75 42. 13 39. 53 31. 97 45. 52 42. 04 Hch’k [ [ C ]y [ C ]y C ]v ] [ C ]v = [ C ]ch ,k [ C ]ch ,k [ Y3 ] [ Hv3 ] - 1 分 [ f ( B , L) ] [ Hc3h ,k ] 分 方 差 57. 94 301. 21 182. 21 求 出 每 个 回 归 方 程 之 后 ,计 算 出 该 回 归 方 程 模 式 下 , F 检 验 方 法 中 的 F 值 ,选 择 F 值 最 大 的 回 归 方 程 作 为 最 后 采 用 的 回 归 方 程 ,并 使 F 值 满 足 S回 ÷ f 回 2 实 验 结 果 回 归 分 析 [ 7~ 9 ] ,总 回 归 方 程 模 式 选 择 表 2 中 11 种 类 型 F = S剩 ÷ f 剩 > F0101 ( f 回 , f 剩 ) 分 的 形 式 都 可 表 达 成 因 变 量 矩 阵 [ Y ] 、 [ H ]v 、 [ H ]ch ,k等 于 常 数 项 矩 阵 C 和 自 变 量 矩 阵 [ f ( B 、 式 中 , S回 和 S剩 分 别 为 回 归 变 量 和 剩 余 变 量 的 方 差 , f 回 和 f 剩 分 别 为 回 归 变 量 和 剩 余 变 量 的 自 由 度 分 L) ]之 积 分于 是 就 可 根 据 各 组 参 数 下 实 验 得 到 的 自 变 量 矩 阵 [ f ( B 、L) ]和 由 指 标 得 到 的 因 变 量 矩 表 2 回 归 方 程 模 式 的 选 择 Table 2 The selection of regression equation pattern 编 号 回 归 方 程 模 式 F( Y) F( Hch ,k) F( Hv) 34. 58 182. 21 196. 89 6 B L 1 C1 + 6 C 分 i i =1 i 2 3 4 5 6 7 8 9 C1 + C2lnB + C3lnL + C4ln( B/ L ) 21. 43 2. 58 104. 96 B L B/ L L/ B C1 + C2 e + C3 e + C4 e + C5 e 23. 30 152. 75 249. 88 49. 46 156. 12 269. 96 31. 61 177. 62 174. 87 54. 00 178. 81 300. 69 45. 78 181. 81 275. 95 53. 23 152. 37 274. 89 50. 16 143. 79 277. 17 57. 93 174. 50 283. 35 49. 78 145. 62 275. 05 C1 + C2 ( B/ L ) + C3 ( B/ L ) 2 + C4 B L + C5lnB + C6 2 2 L/ B e C1 + C2 ( B/ L ) + C3 ( B/ L ) 2 + C4 ( L / B) + C5 ( L / B) 2 C1 + C2 ( B/ L ) + C3 ( L / B) + C4 ( B/ L ) 2 + C5 B L + C6lnB + C7 C1 + C2 ( B/ L ) + C3 ( L / B) + C4 ( B/ L ) 2 + C5 ( L / B2) + C6lnB + C7 2 2 L/ B e 2 L/ B e 2 B L/ B C1 B + C2 L + C3 ( B/ L ) + C4 ( L / B) + C5lnB + C6 e + C7e 2 L/ B e C1 B + C2 L + C3 L + C4 ( B/ L ) + C5 ( L / B) + C6lnB + C7 C1 B + C2 ( B/ L ) 2 + C3 L + C4 ( B/ L ) + C5 ( L / B) + C6lnB + C7 C1 B + C2 ( BL ) 2 + C3 L + C4 ( B/ L ) + C5 ( L / B) + C6lnB + C7 2 L/ B e L/ B 1 1 0 1 2 e ( 1) 岩 石 混 入 率 Y 的 回 归 方 程 B L L B Hv = 1 286 + 1 052 + 11 055 - 选 择 表 2 中 方 程 10 进 行 回 归 得 : 2 2 B L / B + 45lnB - 5 151 e B L 2 B L 1 05 Y = 6 B + 3814 + 114 L - 37012 - 分 L 检 验 : S总 = 301. 21; S回 = 300. 693 3; S剩 = S总 - S回 = 0152 ; L B L / B - 15016lnB + 1 65919 e 3 75211 分 检 验 : S总 = 57194 ; S回 = 571934; S剩 = S总 - S回 = 01006 ; S回 ÷ f 回 = 300169 ÷ 6 = F = S剩 ÷ f 剩 0152 ÷ 2 F = SS剩回 ÷ f 回 = 571934 ÷ 7 = 192175 > F0101 (6 ,2) = 9913 分 ÷ f 剩 01906 ÷ 1 ( 3) 纯 矿 石 回 收 率 Hch ,k的 回 归 方 程 1 379 > F0105 (7 ,1) = 593 分 ① 选 择 表 2 中 方 程 1 进 行 回 归 得 : ( 2) 总 回 收 率 Hv 的 回 归 方 程 2 B L B L Hch ,k = - 40 889 + 97 883 - 96 077 + 选 择 表 2 中 方 程 6 进 行 回 归 得 : 1 094 东 北 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 24 卷 3 4 L / B 216lnB - 190 510 e B L B L 6 分 4 2 9 567 136 - 14 185 + 检 验 : S总 = 182. 21; S回 = 181. 81; S剩 = S总 - S回 = 0. 4; 5 B B L - 132 分 L F = SS剩回 ÷ f 回 = 181181 ÷ 6 = 检 验 : S总 = 182. 21 ; S回 = 182. 209; S剩 = S总 - S回 = 0. 001; ÷ f 剩 014 ÷ 2 15115 > F0101 (6 ,2) = 9913 分 Y ( B , L ) 、Hv ( B , L ) 、 Hch ,k ( B , L ) 三 维 曲 线 Y 、Hv 、Hch ,k等 值 线 如 图 2 ,图 3 所 示 分 虽 然 上 述 两 回 归 方 程 都 是 显 著 的 ,但 比 较 两 S回 ÷ f 回 = 1821209 ÷ 6 = F = S剩 ÷ f 剩 01001 ÷ 2 60 736 > F0101 (6 ,2) = 9913 分 及 ② 选 择 表 2 中 方 程 7 进 行 回 归 得 : B L L B 种 回 归 方 程 的 Hch ,k ( B , L ) 三 维 曲 线 图 3 可 看 出 方 程 7 更 符 合 试 验 数 据 分   Hch ,k = 220 885 - 5 783 + 114 675 + 2 2 B L 4 24 + 183 173 - 2 L B 图 2 岩 石 混 入 率 和 回 收 率 与 进 路 间 距 和 放 矿 步 距 的 关 系 Fig. 2 The relation between Y/ H and B/ L v 图 3 纯 矿 石 回 收 率 与 进 路 间 距 和 放 矿 步 距 的 关 系 Fig. 3 The relation between rate of undiluted ore recovery and drift interval/ drawing pace (a) — 方 程 1 ; (b) — 方 程 7分 ( 3) 纯 矿 石 回 收 率 和 总 回 收 率 与 放 矿 步 距 、 3 结 论 进 路 间 距 之 间 存 在 1215 m 自 4 m → 15 m 自 5 m 和 10 m 自 5 m → 1215 m 自 6 m 两 条 峰 值 带 ,纯 矿 石 回 收 率 在 12. 5 m 自 4 m → 15 m 自 5 m 范 围 更 突 出 ,而 总 回 收 率 在 10 m 自 5 m → 12. 5 m 自 6 m 范 围 更 突 ( 1) 贫 化 率 最 小 的 方 案 ( B 自 L ) 是 15 m 自 5 m ;回 收 率 最 大 的 方 案 是 10 m 自 5 m ;纯 矿 石 回 收 率 最 大 的 方 案 是 1215 m 自 4 m 和 15 m 自 5 m分 ( 2) 岩 石 混 入 率 随 着 进 路 间 距 增 大 而 减 小 ; 出 分 当 放 矿 步 距 L = 4~ 5 m 时 ,岩 石 混 入 率 随 着 放 矿 步 距 增 大 而 减 小 ,放 矿 步 距 为 5~ 6 m 时 ,岩 石 混 (4) 进 路 间 距 和 放 矿 步 距 对 岩 石 混 入 率 的 影 响 大 于 对 回 收 率 和 纯 矿 石 回 收 率 的 影 响 分 入 率 随 着 放 矿 步 距 的 增 大 而 增 大 分 (5) 综 合 各 指 标 ,最 后 推 荐 进 路 间 距 、放 矿 步 第 11 期 张 国 联 等 : 小 官 庄 铁 矿 生 产 矿 块 结 构 参 数 的 试 验 分 析 1095 foundation of non2pillar sublevel caving [J ]. Metal Mine , 995 ,30 (11) :23 - 28. ) 6 ] Bruno M S. Pore pressure influence on tensile fracture propagation in sedimentary rock[J ]. Int J Rock Mech Min Sci & Geomech Abstr , 1991 ,28 (4) :261 - 273. 距 参 数 为 12. 5 m 自 5~ 6 m分 6) 用 Matlab 编 程 对 岩 石 混 入 率 、矿 石 总 回 1 ( [ 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 地 预 测 各 实 验 点 以 外 各 参 数 对 应 的 矿 石 回 收 指 标 分 [ 7 ] 刘 兴 国 ,张 志 贵 分 不 贫 化 放 矿 理 论 与 实 践 [J ]分 中 国 矿 业 , 1998 ,7(1) :38 - 41分 ( Liu X G, Zhang Z G. The theory and practice of non2 dilution drawing[J ]. China Mining Industry , 1998 ,7 (1) : 8 - 41. ) 8 ] 刘 兴 国 3 [ ,周 骥 分 放 矿 理 论 基 础 [ M ]分 北 京 :冶 金 工 业 出 版 , 1995. 113 - 117分 Liu X G, Zhou J . Drawing theoretical f oundation [ M ]. 参 考 文 献 : 社 ( [ 1 ] 刘 兴 国 ,张 志 贵 分 无 底 柱 分 段 崩 落 法 不 贫 化 放 矿 研 究 [J ]分 Beijing : Metallurgical Industry Press , 1995. 113 - 117. ) 9 ] David J . Computer simulation of the movement of ore and waste in an underground mining pillar [J ]. The Canadian Mining and Metallurgical , 1968 ,67 (2) :854 - 859. 金 属 矿 山 , 1991 ,26 (7) :20 - 23分 Liu X G, Zhang Z G. The non2dilution drawing research of non2pillar sublevel caving[J ]. Metal Mine , 1991 ,26 (7) :20 23. ) [ [ ( - 10 ] 单 守 智 ,任 凤 玉 分 矿 岩 软 硬 缓 倾 斜 中 厚 矿 体 采 矿 方 法 [J ]分 东 北 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) , 1995 ,16 (1) :6 - 10分 Shan S Z , Ren F Y. The slow sloping medium ore2body [ 2 ] Wittke W , Pierau B. Foundations for the design and construction of tunnel in swelling rock[ A ]. Proceedings of the 4 th International Congress on Rock Mechanics [ C ]. Montreux :AIME , 1979. 216 - 219. ( mining method of soft and hard ore and rock[J ]. Journal of Northeastern University ( Natural Science) , 1995 ,16 (1) :6 [ [ 3 ] Singh S P. Burst energy release index[J ]. Rock Mechanics and Rock Engineering , 1988 ,21 (1) :149 - 155. 4 ] Tang C A. Influence of heterogeneity on crack propagation modes in brittle rock [J ]. Chinese Journal of Geophysics , - 10. ) [ [ 11 ] Paidousis M P , Luu T P. Dynamics of a pipe aspirating fluid such as might be used in ocean mining[J ]. Transactions of the AS M E , 1985 ,107 (5) :25 - 29. 2 000 ,43 (1) :116 - 121. 12 ] Houstrulid W A. Underground mining methods handbook [ 5 ] 刘 兴 国 ,张 志 贵 分 无 底 柱 分 段 崩 落 法 不 贫 化 放 矿 理 论 基 础 [ 1 M ]. Washington : Society of Mining Engineers of AIME , 982. 543 - 576. [ J ]分 金 属 矿 山 , 1995 , 30 (11) :23 - 28分 ( Liu X G, Zhang Z G. The non2dilution drawing theoretical Experimental Analysis of Constructional Parameters of Nugget Mining in Xiaoguanzhuang Iron Mine ZHA N G Guo2lian , QIU Jing2ping , SON G S hou2zhi ( lian , associate professor , E2mail : guolian196688 @ sina. com) School of Resource & Civil Engineering , Northeastern University , Shenyang 110004 , China. Correspondent : ZHAN G Guo2 Abstract : With the mining depth of increased , the sublevel height was increased correspondingly to 1215 m from 10 m so as to decrease mining cost. A 32dimensional model experiment was therefore carried out in lab with the intention of determining such constructional parameters as drift intervals and drawing pace to meet the mining requirements after the sublevel height has been up to 1215 m. The experimental data were processed through regression analysis , and the regression equations were solved using Matlab programming to express the relationships between drift interval/ drawing pace and the rate of ore recovery/ rate of rock drop2in/ rate of undiluted ore recovery. Then , based on such relationships , some suggestions are put forward for the constructional parameters of nugget mining in the mine area , i. e. , the optimum combination of drift interval with drawing pace is 1215 m 自 5~ 6 m after an overall consideration of various ore recovery indices. Key words : constructional parameter ; non2pillar sublevel caving ; rate of rock drop2in ; rate of ore recovery ; rate of undiluted ore recovery ; drawing pace ; drift interval ( Received June 6 , 2003)
  • 中矿传媒与您共建矿业文档分享平台下载改文章所需积分:  5
  • 现在注册会员立即赠送 10 积分


皖公网安备 34050402000107号