无底柱分段崩落法具有作业效率高、安全性好、开采成本低等突出特点，已在国内外的金属矿山工程中获得迅速推广，目前应用该方法采出的矿量约占地下铁矿山采出矿石总量的80%以上。该方法在开采过程中矿岩接触面较大，矿石和废石混合严重，导致矿石损失贫化问题突出，严重影响矿区生产效益。沙厂矿区由露天开采转为地下开采，部分矿块采用无底柱分段崩落法进行开采，以现行截止品位进行放矿管理，目前正面临矿石回收率低与矿石贫化等问题。尽管许多学者和矿山工作人员对无底柱分段崩落法矿山高矿石贫化率机理进行了诸多有益研究和实践，并取得了一定成果，但高矿石贫化率问题依然没有得到很好的解决方式。无底柱分段崩落法放矿过程中矿岩移动规律复杂，有必要对其放矿空间矿岩移动规律进行深入研究，但多分段物理模型实验和三维数值模拟研究尚少。本文以北京首云沙厂矿区为背景，对无底柱分段崩落法采用截止品位放矿方式和无（低）贫化放矿方式的矿岩流动规律进行探究，为降低矿石贫化率提供理论依据和实验验证。本文主要完成以下研究内容：建立PFC3D单出矿口放矿模型，确定数值模型参数取值，并证明该软件可应用于单放出体发育放矿模拟；进行单分间立体模型放矿实验，以及相应模型PFC3D放矿模拟，证明了该软件可应用于多放出体相互作用放矿模拟；建立PFC3D多分间立体模型，分别采用现行截止品位放矿和无（低）贫化放矿，研究了两种放矿方式矿岩流动的规律。所得结论如下：PFC3D可以应用于无底柱分段崩落法矿山工程模拟；采用截止品位放矿方式放矿，矿石回收率在第四分段及以后分段保持稳定；采用无（低）贫化放矿方式放矿，矿石回收率在第四分段及以后分段以较高水平保持稳定，并维持非常低的矿石贫化率；采用截止品位放矿方式放矿，放矿进路内正面残留体和放矿进路上方一定放矿空间内矿岩混合非常严重是导致矿石贫化率大的主要原因；贴壁残留体对步距间矿石回收起到了很好的调节效果；无（低）贫化放矿方式可以应用于沙厂矿区，并将带来巨大效益。