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板石沟铁井下矿矿体倾角55°~80°,厚度2~25m,应用无底柱分段崩落法开采,由于矿体形态变化复杂,矿石损失率与贫化率均高达25%以上,严重影响了矿山生产的经济效益。本文运用随机介质放矿理论的研究成果,分析了矿石损失贫化大的原因,提出了无底柱分段崩落法、空场出矿分段崩落法与浅孔留矿法联合开采方案,并在实测散体流动参数的基础上,分析研究了三种采矿方法采场结构参数的合理值。通过室内物理模拟实验测得端部放矿的散体流动参数(α=1.4682,β=0.1326,α1=1.2931,β1=0.3281,k=0.1044)和矿石散体的放出角(θ=50.6°),应用随机介质放矿理论的放出体方程:r2=(α+1)[βzαlnH/z绘制放出体,结合矿体形态分析得出,无底柱分段崩落法适宜于开采厚度8m以上的矿体,而当矿体厚度小于12m时,适宜于沿走向布置进路。为此,将多层矿体平行出露、单层矿体厚度小于12m的矿段,由垂直走向布置进路改为沿走向布置进路,并将进路紧靠下盘布置,以减小崩矿过程中的矿岩掺杂和充分回收崩落矿石;当矿体厚度大于12m时,沿用垂直走向布置进路形式,但根据放出纯矿石最大的原则对采场结构参数进行优化,在现用分段高度10m条件下,优化后的进路间距为11m。理论分析与现场观察得出,崩矿步距的合理值为1.8m。
当矿体厚度在8~12m之间,矿体倾角小于65°时,由于用无底柱分段崩落法开采矿石下盘损失较大,经研究分析,设计了空场出矿的分段崩落法开采方案,该方案正在板石沟矿进行工业实验。
17号矿体中厚度小于8m的矿体走向长度短、形态变化复杂,适合于浅孔落矿,为此推荐浅孔留矿法开采。文中设计了浅孔留矿法开采方案,分析了浅孔留矿法开采的优越性,并用工程类比法预测了浅孔留矿法开采的技术经济指标。
改进的分段崩落法与浅孔留矿法联合开采方案,可以较好的适应17号矿体条件,因此可使显著降低矿石损失率与贫化率。该方案正在实施中。