金山店铁矿低贫化放矿试验与应用研究

论文摘要

我国许多地下金属矿山采用无底柱分段崩落法采出矿石。该采矿法工艺比较简单,生产效率高,目前均采用截止品位放矿来控制出矿,但此放矿方法存在着废石混入面大、混入机会多、矿石贫化率高的缺陷,而贫化率高的结果造成矿山企业的一级产品质量下降,二级产品处理的费用增加,因此,为增大矿山经济效益,有必要进一步对无底柱分段崩落法的放矿方法进行研究。本论文的研究课题是为了解决金山店铁矿矿石损失与贫化大的问题而提出的。金山店在改用14 16的大间距参数后,其现采用的现行截止品位放矿在矿石损失与贫化方面尤为突出,继而导致采出品位,即入选品位降低,增加了选矿成本。针对这种损失贫化大问题,特开展低贫化放矿方法研究,并主要完成以下研究工作:首先,在实验室,采用多分间立体放矿模型,模型规格通过相似比确定。放矿材料采用矿山现有的矿石与废石,只是在几何尺寸上保持其相似性。在实验过程中,先后采用低贫化放矿和现行截止品位放矿两种不同的方案进行放矿试验,并记录实验所得数据,然后进行分析。其次,在计算机上利用PFC软件建立放矿模型;设定进行颗粒、墙体参数;根据定义不同的放矿截止条件,分别模拟低贫化放矿过程和截止品位放矿过程;然后对模拟结果进行分析探讨模拟研究,并记录研究结果。然后,在武钢矿业公司金山店铁矿张福山矿区进行低贫化放矿工业试验,分析低贫化放矿的矿石回收情况和岩石混入情况,并与之与现行截止品位放矿方法的相关指标进行比较分析。最后,综合分析对金山店铁矿分别进行低贫化放矿实验室试验、数值模拟和现场试验的三方面研究结果,确定了在金山店铁矿采用低贫化放矿的方案,解决了采场矿石贫化严重和采出品位低的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题目的和意义
• 1.2 放矿理论和放矿方法国内外研究现状
• 1.2.1 放矿理论研究现状
• 1.2.2 放矿方法研究现状
• 1.3 放矿数值模拟方法与应用现状
• 1.3.1 三维放矿仿真系统（SLS）
• 1.3.2 PFC 软件的应用以及国内外研究现状
• 1.4 本文研究内容及研究路线
• 第二章 金山店铁矿矿山地质与矿岩物理力学性质
• 2.1 概述
• 2.2 矿区地质
• 2.2.1 地层特征
• 2.2.2 构造分布
• 2.3 矿床地质
• 2.3.1 地层岩性
• 2.3.2 矿体的规模及其空间展布
• 2.4 矿区水文地质条件
• 2.5 矿床开采技术条件
• 2.5.1 矿体及顶底板围岩的稳固性
• 2.5.2 矿岩物理力学性质
• 2.6 崩落矿岩流动规律数值分析
• 2.6.1 概述
• 2.6.2 数值模拟
• 2.6.3 模拟结果分析
• 2.7 金山店铁矿生产现状
• 第三章 低贫化放矿实验
• 3.1 实验研究内容与实验方案
• 3.1.1 实验研究内容
• 3.1.2 实验方案
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 实验模型
• 3.2.2 实验准备
• 3.2.3 装矿
• 3.2.4 放矿
• 3.2.5 实验结果
• 3.2.6 结果分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 低贫化放矿数值模拟
• 4.1 引言
• 4.2 离散元法的基本原理
• 4.3 颗粒流理论
• 4.4 PFC 软件介绍及其特点
• 4.4.1 软件介绍简介
• 4.4.2 基本假设
• 4.5 颗粒流方法解题途径
• 4.6 数值模拟
• 4.6.1 模拟程序工作流程
• 4.6.2 放矿模型建立
• 4.6.3 颗粒参数选取
• 4.6.4 数值模拟模型生成
• 4.6.5 数值模拟程序编写
• 4.6.6 数值模拟放矿过程图
• 4.6.7 结果分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 现场试验
• 5.1 概述
• 5.2 低贫化放矿的实施方案
• 5.3 低贫化放矿的影响因素
• 5.3.1 放矿截止条件
• 5.3.2 放矿控制与管理
• 5.3.3 铲运机工作方式
• 5.3.4 回采巷道推进方式
• 5.3.5 采准、切割及爆破工作要求
• 5.4 低贫化放矿试验的组织与管理
• 5.5 低贫化放矿初期成果
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文
• 详细摘要