小粒径废石覆盖层下放矿贫化控制方法研究

论文摘要

本文以“云南金鼎锌业公司跑马坪矿段2180m以上残采”为背景,跑马坪矿于1999年开始建设,由于过去群采的原因,2220m水平以上形成巨大采空区,金鼎锌业公司对上部采空区采取了充填废石（角砾岩）形成垫层的处理方案,上部已形成厚度20-30m的废石覆盖层。2220-2180m中段现阶段正在进行开拓系统及采场建设,在小范围内回采了部分矿石,采用有底柱分段崩落法进行回采,分段高度20m,漏斗颈2x2m,电耙道间距15m。由于上部充填废石粒径极小,回采过程中部分采场出现了较严重的提前贫化现象,矿石损失率60～70%,贫化率40-50%,严重影响了矿山正常的矿石回采作业,浪费了大量的资源。针对该难题,本文对该矿矿岩散体进行了试验分析,获取了矿岩的块度、含水率、不均匀系数Cu、曲率系数Cc、孔隙当量直径Do等参数,矿石：Cu=8.70.Cc=1.63.D0=0.30mm；废石：Cu=54.44、Cc=2.74。理论分析认为放矿过程中将出现较为严重的提前贫化现象,与室内模拟试验结果相符合。昆明理工大学侯克鹏教授课题组提出采用“造团”的技术方法,尝试解决放矿过程中出现的提前贫化这一难题。“造团”即使用注浆技术通过浆液的胶结作用在上部废石覆盖层中形成一层或多层较废石颗粒自身粒径大的“团体”,进而形成一层“团体”隔离层,一方面粒径的增大可有效的降低废石自身的流动性,另一方面形成的“团体”隔离层在放矿过程中可有效的阻隔上部细小废石颗粒“穿流”至下部松散矿石中引起提前贫化。针对“造团”技术,设计了“注浆体条件下的放矿试验”和“‘造团’条件下放矿试验”两组实验方案,模拟试验结果表明其中两个方案条件下放矿,损失率降低至10-30%,废石混入率降低至10%以下,对回采过程中贫化、损失控制具有显著的效果,为实现小粒径废石覆盖层下低贫损、大结构参数回采矿石提供了一种解决方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 放矿理论的发展及成果
• 1.2.1 椭球体放矿理论研究现状
• 1.2.2 随机介质放矿理论研究现状
• 1.2.3 类椭球体放矿理论研究现状
• 1.2.4 细小颗粒的"穿流"作用研究现状
• 1.2.5 现有放矿理论研究存在的问题
• 1.2.6 放矿研究的主要手段特点
• 1.3 研究的主要内容及方法
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 研究的方法和技术路线
• 第二章 崩落矿岩散体流动规律的理论分析
• 2.1 概述
• 2.2 矿岩散体的主要物理性质
• 2.2.1 矿岩块度
• 2.2.2 矿岩散体孔隙率、孔隙比、压实度
• 2.2.3 矿岩散体松散性
• 2.2.4 矿岩散体湿度
• 2.2.5 散体内摩擦角
• 2.2.6 散体的粘聚力
• 2.3 矿岩散体流动特性影响因素分析
• 2.3.1 矿石块度组成的影响
• 2.3.2 含水量的影响
• 2.4 放矿理论模型
• 2.5 细小颗粒流动性分析
• 2.5.1 矿岩散体不均匀性分析
• 2.5.2 细小颗粒运动形式
• 2.5.3 细小颗粒穿流运动对放矿的影响
• 2.6 本章小结
• 第三章 放矿模拟试验研究
• 3.1 概述
• 3.2 试验设备及试验物料
• 3.2.1 放矿模型
• 3.2.2 试验仪器
• 3.2.3 矿岩试验参数测定
• 3.3 试验过程
• 3.3.1 试验方案
• 3.3.2 试验步骤
• 3.3.3 试验数据处理方法
• 3.4. 数据处理及放出体拟合
• 3.4.1 散体流动参数的计算
• 3.4.2 纯矿石条件下放出矿石细颗粒含量变化规律
• 3.4.3 废石覆盖层（磁铁矿）条件下贫化规律
• 3.4.4 绘制放出体
• 3.5 试验现象分析
• 3.6 采场结构参数的确定
• 3.7 小结
• 第四章 贫化控制方法模拟试验研究
• 4.1 概述
• 4.2 注浆体条件下放矿试验
• 4.2.1 试验装置及仪器
• 4.2.2 试验方案
• 4.2.3 试验现象描述及分析
• 4.3 "造团"条件下放矿试验
• 4.3.1 试验方案设计
• 4.3.2 试验现象描述及分析
• 4.4 数据处理及放出体拟合
• 4.4.1 废石混入率随放出量变化情况分析
• 4.4.2 放出体拟合
• 4.5 方案对比分析
• 4.6 小结
• 第五章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A （攻读硕士期间发表的文章及参加的科研项目）
• 附录B （达孔量表、贫化率随放出量变化情况表）
• 附录C （附图）