无底柱分段崩落法突出的特点就是在松散覆盖岩层下进行崩矿、落矿和出矿。松散覆盖岩层由粒度不同的岩块组成,随着开采深度增加和放矿的不断进行,覆盖岩层会出现粒度自下而上逐渐增大的自然分级现象。由于自然分级现象存在,覆盖岩层下部细小颗粒容易混入到崩落矿体中,加大矿石的损失与贫化,造成矿山的经济损失。论文提出了松散覆盖岩层粒度对自然分级影响的问题,根据实验的需求,设计了可研究放矿、自然分级以及颗粒运动等多种问题的实验系统装置,并完成了实验系统装置的制作与调试。通过实验系统装置进行了自然分级物理模拟实验,同时运用PFC软件进行了模拟,取得了以下几点成果:1、设计了可用来研究放矿、自然分级以及颗粒运动等多种问题的实验系统装置,完成了实验系统装置的制作与调试;2、应用研发的实验系统装置进行了松散覆盖岩层粒度对自然分级影响的物理模拟实验;3、通过物理模拟实验发现,松散覆盖岩层粒度对自然分级有重要的影响,在覆盖岩层各粒径颗粒重量比相同的情况下,粒度越均匀,越不容易产生自然分级现象,粒度越不均匀,越容易产生自然分级现象;4、运用PFC软件进行两组粒度均匀程度不同的覆盖岩层模拟实验,模拟结果进一步证明了自然分级现象的存在及粒度对自然分级的影响,其结果与物理模拟实验结果相吻合。