无底柱分段崩落法结构参数研究_吴爱祥

无底柱分段崩落法放矿过程控制系统研究摘要：针对无底柱分段崩落法放矿管理粗放、损失贫化大的问题，提出一种无底柱分段崩落法放矿过程智能控制系统。

使用RFID技术、WIFI技术、组网技术以及传感器技术对铲运机进行智能定位、出矿量计量、品位估算、视频监控以及安全预警，使管理人员能精确实时掌握铲运机作业状态以及出矿指标完成情况。

在蒙库铁矿的实例实施结果表明：系统建立之后，实现了放矿过程的综合管控和远程监测，便于矿山工作人员更加合理的调控，保证溜井矿量和品位的均衡，对于提高矿山运转效率，降低安全生产风险有着重要意义。

关键词：无底柱分段崩落法；放矿管理；RFID技术；智能定位Discussion on the Ore-drawing Process Control System of Non-pillar Sublevel Caving MethodSHI RuipengAbstract：Aiming at the problems of extensive management and large loss and depletion in sublevel caving without pillar, an intelligent ore-drawing control system for the process of non-pillar sublevel caving method. The use of RFID technology, WIFI, networking technology and sensor technology to the scraper intelligent positioning, ore production measurement, grade estimation, video monitoring and safety warning, so that managers can accurately and real-time grasp the scraper operation status and the completion of mining indicators. The implementation results of Mengku Iron Mine show that: after the establishment of the system, the comprehensive control and remote monitoring of the ore drawing process are realized, which is convenient for mine workers to more reasonable regulation and control, and ensure the balance of ore flow and grade, which is of greatsignificance for improving mine operation efficiency and reducing safety production risks.Key words：Non-pillar sublevel caving method; Draw control; RFID technology; Intelligent positioning1前言随着社会的不断发展，人类对矿产资源的需求量持续增加，浅部资源逐步枯竭，使得地下矿山开采规模逐渐扩大。

无底柱分段崩落法崩落体研究发布时间：2021-07-08T10:04:04.010Z 来源：《基层建设》2021年第11期作者：杜兴光[导读] 摘要：无底柱分段崩落法是我国早就开始使用的一种采矿方法，它具有开采强度大、开采效率高、开采成本低以及开采过程安全等许多的优点，所以无底柱分段崩落法至今仍然还在许多的采矿工程中投入使用。

中国华冶科工集团有限公司辽宁朝阳 122100摘要：无底柱分段崩落法是我国早就开始使用的一种采矿方法，它具有开采强度大、开采效率高、开采成本低以及开采过程安全等许多的优点，所以无底柱分段崩落法至今仍然还在许多的采矿工程中投入使用。

随着无底柱分段崩落法的广泛应用，它存在的一些问题和不足也被暴露出来。

这些问题和不足将会影响开采的效率和质量，并且还会对开采过程带来极大的安全隐患，所以相关部门应该对这些问题和不足引起足够的重视，然后采取相应的行之有效的措施来进行处理和解决。

关键词：无底柱分段崩落法；崩落体；研究引言：无底柱分段崩落法主要是在松散的岩层的环境之下进行采矿工作的，对于其它环境下的采矿工作并不适合使用无底柱分段崩落法。

而作为无底柱分段崩落法的放矿对象，崩落体成为了影响无底柱分段崩落法进行采矿的效率和质量的重要因素之一。

为了保障无底柱分段崩落法能够高质量、高效率地完成采矿工作，需要在正式采矿工作开始之前对崩落体进行一定的分析。

所以本篇文章就无底柱分段崩落法中的崩落体进行深入的分析和研究，并且提出一些相应的建议和看法。

一、无底柱分段崩落法以及崩落体的概述分析所谓无底柱分段崩落法顾名思义就是指通过对周围的岩层进行崩落，从而实现地下气压管理的一种采矿方法。

简单来说就是在崩落矿石的过程中，同时崩落矿石周围的岩层，从而让崩落的岩石崩落来填充矿石所在位置的空缺，用来控制和管理地下的气压。

由此可见，无底柱分段崩法的主要特点为无底柱分段崩落法的开采过程是一个至上往下的一个阶段进行的；其次就是在无底柱分段崩落法中不仅要崩落矿石，而且还要对周围的岩石进行崩落，因为矿石被崩落、开采出来之后，就会造成地下的气压不平衡，容易导致坍塌等现象的出现，所以需要崩落周围的岩层来进行填补，来起到对地下气压的管理和控制的作用；无底柱分段崩落法的最后一个特点就是它没有对矿石进行矿柱还有矿房的分类，以整个矿块的形式来进行开采工作。

金山店铁矿无底柱分段崩落法大间距结构试验研究的开题报告开题报告：金山店铁矿无底柱分段崩落法大间距结构试验研究一、课题背景与意义：金山店铁矿是我国最大的地下铁矿之一，其采用传统的分段崩落法进行采矿。

然而，在采矿过程中，由于无底柱和矿柱等结构特点，会出现结构失稳和崩落等问题，严重影响了矿山的生产效率和安全性。

近年来，对于无底柱结构的研究越来越受到矿业界的重视，但是对于大间距结构下无底柱分段崩落法的研究相对较少。

因此，本课题旨在通过设计和进行实验，研究大间距结构下无底柱分段崩落法的工作面稳定性和矿柱变形等影响因素，并为金山店铁矿的实际生产提供参考依据。

二、研究内容：1.矿体力学参数分析：对于大间距结构下的无底柱分段崩落法，需要对于矿体的力学参数进行分析和计算，包括岩石强度、控制矿柱宽度和高度等参数。

2.试验设计：通过设计和搭建实验模型，模拟矿山实际采矿过程中的结构特点和操作过程，分段模拟崩落，观测试验模型中的矿柱变形和工作面稳定性等参数。

3.数据分析和结果呈现：通过对于实验数据的重复测试和分析，得出实验结果，并根据实验结果提出相应的建议和改进措施，并将试验研究结果呈现在论文中。

三、研究方法：1.使用现有的岩石力学试验设备，对于矿体的力学参数进行实验测量和计算。

2.根据矿山实际情况和模拟参数，进行试验模型的设计和搭建。

3.通过现有的计算机软件和数据采集设备，对于试验数据进行实时监测和统计分析。

四、研究预期结果：通过本课题的研究，可以得出结论是否可以将无底柱分段崩落法应用于大间距结构下，同时还可以进一步改进和提高无底柱结构在大间距结构下的稳定性和安全性，为金山店铁矿的实际生产提供科学依据和技术支持。

分析无底柱分段崩落法中深孔爆破参数试验摘要:本文对于某磁铁矿地质条件以及现有数据参数基础上，采取利文斯顿爆破能量平衡原理，利用现场系列爆破漏斗试验方法确定某磁铁矿大结构参数下无底柱分段崩落法中深孔爆破参数。

基于此，本文结合某磁铁矿工作，结合爆破漏斗机理，分析无底柱分段崩落法中深孔爆破参数试验方案。

关键词：无底柱分段崩落法；爆破漏斗；中深孔爆破参数；试验引言我国磁铁矿早在上世纪60年代就开始应用无底柱崩落采矿方案，该方法具有回收率高、强度大、二次爆破成本低、贫损指标低、大块率低等优势，这也让该项技术在化工、冶金、建材等行业矿山应用十分广泛。

很多磁铁矿新型条件复杂、爆破条件不理想，经过多次采矿强度、大块率研究，依然无法满足质量要求，同时还会增加爆破成本。

所以为了能够解决这些加问题，优化中深孔爆破参数，必须要采取系列爆破漏斗试验工作，确定最佳的中深孔爆破参数，保证磁铁矿的开采效益。

1.工程案例某磁铁矿为了提升采矿效益和效率，建设现代化矿井，采取大结构参数回采，在-377.5m分段开始，最初近路间距为10m，经探究之后增加到了15m，分段高度也从最初的14m增加到了17.5m。

由于增加了采矿结构参数，导致现场生产中出现很多问题。

深孔崩矿参数和采矿结构参数不匹配；增加了中深孔爆破回采区域，每排炮孔承担的矿量有所提升，增加了中深孔爆破对地质结构造成的质量影响。

该磁铁矿针对此类问题对提升采矿强度、降低大块率进行多次研究，但由于地质条件复杂、爆破条件较差，现场爆破后的效果依然难以满足开采需求。

爆破大块非常多，大块率在10%以上，增加了二次爆破成本。

2.系列暴露漏斗试验试验层岩性为磁铁矿，主要为中粒结构、块状构造，局部存在着斑岩，呈现为红色、黑色。

该区域的裂缝倾斜角度较大，大约在60-70°之间，主要是块状岩体结构。

2.1试验地选择在试验地选择中，必须要保证试验地和开采地的矿岩性接近或相同。

为了掌握矿体裂隙对爆破漏洞试验的影响，确定钻孔间距、直径，要事先对试验场地节理裂隙进行调查。

小议无底柱分段崩落采矿法拉槽技术崩落采矿法试验结构参数崩落采矿法试验共分3个分段开采,分段段高9m,各分段之间采用3．2m×3．0m 规格斜坡道联通。

斜坡道到达矿体下盘后,开凿3．2m×3．0m规格的沿脉运输巷,由沿脉巷每隔12m掘进3．0m×3．0m规格的穿脉进路,为改善放矿效果各分段进路采用菱形布置;为保证切割槽形成效果采用切割巷－切割天井联合拉槽法。

采用SimbaH157型中深孔凿岩台车凿岩,使用ST3．5型柴油铲运机出矿,掘进面和各条进路采用压入式通风。

无底柱分段崩落采矿法切割拉槽方法由于矿体明显受断裂构造及岩性控制,靠近上盘的切割巷顶板易坍塌,导致拉槽困难(见图1)。

针对上述问题,尹格庄金矿研究提出了2种解决方案:第一方案,采用浅孔挑顶、“留矿登渣”作业逐步落出中深孔爆破自由面;第二方案,采用倾斜浅孔、深孔组合微差爆破集中一次爆出中深孔爆破自由面。

这2种方案的具体参数比较见表1。

比较2种方案,第一方案凿岩、爆破循环作业,且施工人员暴露在已坍塌顶板下较危险;第二方案采用SimbaH157型中深孔凿岩台车,凿岩效率高,且施工人员在崩落回采进路中作业较安全,故采用第二方案。

倾斜深孔拉槽倾斜深孔拉槽是以切割巷和进路为自由面,采用逐步增大扇形孔前倾角的方法拉槽,这种方法巷道掘进工程量小,但深孔凿岩工程量大。

在黑色金属矿山中,鲁中矿业有限公司张家洼铁矿、小官庄铁矿,五矿邯邢矿业有限公司西石门铁矿等矿岩接触带不够稳固,难以开掘切割巷和切割天井,均采用深孔爆破拉槽法。

但是在确定炮孔参数时,仅给出炮孔的排面倾角,而对每个炮孔的倾角研究较少。

1.倾斜炮孔参数切割拉槽为崩落采矿法提供爆破自由面,直接影响崩落爆破的效果。

目前,国内采用崩落采矿法的金属矿山,为保证拉槽效果基本采用切割巷－切割天井联合拉槽法。

倾斜深孔拉槽法具有节省掘进工程、作业安全的明显优点,值得在矿岩接触带不稳固的矿体开采中推广应用。

地下采矿方法学——无底柱分段崩落采矿法(一)主要内容无底柱分段崩落采矿法基本特征1结构参数2采准工作3切割工作4⚫将阶段矿体划为分段，自上而下回采分段，在分段巷道内崩矿和出矿，在崩落岩石覆盖下出矿，崩落围岩处理空区并控制地区；⚫先掘进设备井、溜井、通风天井、分段联络道和进路等，然后在矿块分段前端形成切槽；⚫用自进路钻凿的上向扇形深孔崩矿，崩下矿石在崩落岩石覆盖下用无轨设备从进路端部装运至溜井，紧随矿石下降的覆盖岩石充填空区；⚫采准、凿岩和出矿分别在不同分段进行，互不干扰。

1、2-上、下阶段脉外运输平巷；3-溜井；7-分段联络平巷；4-设备井；8-进路；5-斜坡道；9-设备井联络道；6-人行天井；10-分段切割平巷；11-切井；12-上向扇形深孔图11-1-1 无底柱分段崩落法（1）矿块高度：矿块高度一般为50-70m，若矿岩稳固，矿体倾角陡急，形态规整，高天井掘进有一定把握，高度50-70m 可取大值；有的矿山将矿块高度增大到80-90m，国外有的高达100-150m 。

（2）矿块尺寸：以一条回采进路所控制的范围作为回采的基本单元；以一个溜井的服务范围划为一个矿块；矿块长度等于相邻两个溜井的间距；使用装运机时，进路垂直走向布置时，溜井间距为40-60m；沿走向布置时，为60-80m；使用铲运机时，溜井间距增至150-200m。

40-60m（3）分段高度主要根据凿岩技术和矿体赋存条件确定,采用重型凿岩机(有效孔深15-18m)时，分段高度为10-12m；采用中型凿岩机时，为7-8m。

（4）进路间距多取8-10m。

（1）设备井设备井一般布置于本阶段陷落带外的下盘岩石中；若矿体陡，下盘岩石不稳固和主要开拓巷道靠近上盘方向时，此井也可布置于上盘；矿体长度大时，依需要沿走向约300m布置一设备井。

电梯设备井断面（2）采准斜坡道采准斜坡道的间距250-500m，坡度16-25%，宽度为设备宽再加0.9-1.2m，高度为设备高再加0.6-0.75，路面用混凝土、沥青或碎石铺设。

无底柱分段崩落法采矿技术在露天转地下铁矿开采研究与应用摘要：为提高无底柱分段崩落法施工质量及降低矿块损失与贫化产生的影响，文章以无底柱分段崩落法采矿技术在露天转地下铁矿开采研究为讨论方向。

首先对无底柱分段崩落法技术特点、适应条件及优势展开讨论与分析后，论述了无底柱分段崩落法采矿技术在露天转地下铁矿开采中的具体应用。

在无底柱分段崩落法在露天转地下铁矿开采应用中，主要针对布置、矿块结构参数、采准与切割及回采等施工流程和注意事项进行了讨论，通过对相关技术的论述与分析，以期为广大人员提供技术指导。

关键词：无底柱分段崩落法；采矿技术；露天转地下铁矿开采；应用研究引言：改革开放至今，矿产资源开采为我国社会经济发展及建设提供了有力支撑。

铁矿作为我国重要产业，目前对于国民经济建设具有重要意义。

诚然，目前我国铁矿资源经过多年开采，现阶段多数露天矿山企业已经进入菜场闭坑阶段，为保障露天转地下铁矿开采质量，依托无底柱分段崩落法展开铁矿开采有利于提高整体质量。

对此，文章以无底柱分段崩落法在露天转地下铁矿开采的研究进行讨论，以期为广大学者提供参考帮助。

1无底柱分段崩落法概述1.1特点在具体矿山开采过程中，通过将矿块分成多个区段的同时，并在区段中展开落矿、出矿等回采操作，无需开挖专门的出矿底板，且落矿石在崩落围岩覆盖下放出，具有机械化高的特点。

1.2适用条件严格意义上来看，无底柱分段崩落法虽然可以显著提高铁矿开采效率及质量，但在具体实施中仍要结合具体矿山情况，检查矿山是否符合相关标准，具体可参考表1所述。

表1 无底柱分段崩落法适用条件具体内容序号1矿体应具有较强的稳定性，同时进口无需过多维护工作，眉线在爆炸后不会掉下、炮眼不会发生变形，确保装药包正常工作。

2围岩岩体大块自然垮落，或者采取人工垮落的方法。

3适用于大倾角中厚型、小倾角的厚型。

由于各段间进路为菱形排列，上部各段进路间的部分矿块将在下部各段进行回收，若3-5段无法沿纵向重叠排列，势必会导致矿块损耗过大。

无底柱分段崩落法采场结构参数确定探讨作者：王臣赵铁成来源：《价值工程》2013年第33期摘要：无底柱分段崩落法是我国地下矿山采矿方法的发展方向之一。

通过放矿理论分析，大间距和高分段结构形式是放矿效果最优的两种形式，结合我国矿山设备现状，大间距结构形式是我国无底柱分段崩落法的发展方向。

通过对无底柱分段崩落法采场结构参数影响因素的分析，指出了确定结构参数应综合考虑矿体赋存状态、矿山凿岩、出矿设备以及采场地压等因素的影响，以使结构参数最优化，确保矿山安全、高效生产。

Abstract： The non-pillar sublevel caving is a way of the underground mining methods in China's underground mines. By the drawing theoretical analysis， there are the best results in the form of drawing， which are the high sublevel form and the large space form. On the base of China's mining equipment status， the large space parameter form is the orientation of non-pillar caving development. By the analysis of the structure parameters' impact， determining the structure parameters， some factors must be considered， such as the formation of orebody， the rock-drilling equipment and digging equipment，and ground pressure， etc.， which may make the structure parameters become optimization and ensure the mine safe and efficient production.关键词：大间距；无底柱分段崩落法；采场地压；放矿理论Key words： large spacing；non-pillar sublevel caving；ground pressure；drawing theory中图分类号：TD8 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）33-0324-030 引言20世纪60世纪初，我国从瑞典引进了无底柱分段崩落法，目前，80%以上的铁矿石都是用无底柱分段崩落法开采出来的，采用此法开采有色金属矿也占了很大的比重。

无底柱分段崩落采矿法合理爆破参数的探讨摘要：无底柱分段崩落法的工艺较为成熟，同时其成本较低，因此其在金属矿山的开采当中得到了极为广泛的应用，同时随着我们研究的逐渐深入，对于其结构参数的设定也有了更加科学的理解，因此我们将通过对其进行优化来实现爆破效率的提升，本文对于无底柱分段崩落法爆破参数进行了分析和探讨，为其进一步发展提供了创新的思路。

关键词：无底柱分段崩落法；采矿；爆破；参数1 引言无底柱分段崩落法的技术是较为成熟的，因此其在矿山开采当中应用广泛，但是我们通过对其结构进行分析和探讨后认为对其进行优化可以使得其爆破效果得到有效的提升，目前来说，我国在某些地区存在着参数设计不够合理的情况，使得矿石的贫化率较高，因此这样会影响到采矿的进行，如果这个问题迟迟得不到解决，就会使得无底柱分段崩落法的结构参数受到影响，因此我们必须对于爆破参数进行优化，对于无底柱分段崩落法的爆破参数进行研究，这有着极为重要的现实意义。

因此我们必须加强爆破可靠性试验和仿真试验、电子技术、系统和运用工程、计算机应用技术、机械设备、控制技术等业务，在相关专业得到显著性成果，并且保持着国内先进水平。

2 无底柱分段崩落采矿法合理爆破参数的优化途径2.1 单位炸药消耗量炸药单耗值主要受矿石的可爆性、孔径、炸药性能和采幅宽度等因素影响，其最佳值应能使吨矿最终成本最低，此值亦可进行中深孔爆破漏斗试验得出。

按药包最优埋置深度的漏斗爆破量，来核定最佳单位炸药消耗量，但得出的指标偏低，还应结合实验与实践适当调整计算值。

2.2 崩矿步距我们在对于分段高度和回采巷道间距进行分析和探讨的时候可以发现，崩矿步距是存在最优值的，在进入方向和垂直矿岩进行相切的时候，可以得到最多的矿石，使得废石尽量的减少，但是正面的矿石损失却较大，在崩矿步距增大的时候，可以使得崩矿层的厚度提升，但是松散介质中的有效补偿空间将会压缩，使得崩落体改变，产生贴槽等爆破的严重问题，使得放出体的形成受到一定的影响，因此再放出矿岩品位在略大于截止品位的时候，这样的崩矿步距是最合适的。

无底柱分段崩落法结构参数研究吴爱祥;武力聪;刘晓辉;孙希文;周颖;尹升华【摘要】为减少矿石生产成本,提高矿山经济效益,对无底柱分段崩落法结构参数进行研究.以大间距结构参数理论为基础,通过正交试验法确定9组不同的结构参数,利用多分段立体放矿模型,分别进行实验室放矿试验和计算机放矿数值模拟,然后,将2种不同方法所获得的实验数据采用直接分析法和Matlab回归分析法对比研究,分析无底柱分段崩落法各结构参数对矿石回收率等的影响,并最终确定合理的无底柱分段崩落法采场结构参数.%To reduce the cost of ore production and increase the economic benefits of mine, a study of structure parameters on sublevel caving was carried out. Based on large space structural parameters theory and nine sets of different structural parameters turned from orthogonal experiments, the laboratory ore drawing experiment and computer ore drawing numerical simulation experiment were conducted using the multi-cell 3D Ore Drawing model. The results from two experiments were then analyzed and compared further by direct analysis approach and Matlab regression analysis approach respectively to find out the influence of each afore-mentioned structural parameter on the ore recovery rate. A reasonable sublevel caving structural parameter thus was established.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(043)005【总页数】6页(P1845-1850)【关键词】无底柱分段崩落法;结构参数;正交试验法;多分段立体放矿模型;回归分析【作者】吴爱祥;武力聪;刘晓辉;孙希文;周颖;尹升华【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;有色金属矿产地质调查中心,北京,100012;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;有色金属矿产地质调查中心,北京,100012;北京大地盛业房地产土地评估有限公司,北京,100013;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TD853.36采矿方法结构参数不仅直接影响到开拓、采准以及回采准备的工程量，而且相应影响到投资、成本和采矿效益等。

小东沟钼矿无底柱分段崩落法结构参数优化研究的开题报告一、研究背景小东沟钼矿是中国重要的钼矿之一，其中的无底柱分段崩落法是一种高效安全的采矿方法。

该方法具有矿柱储量大、回采率高、矿柱应力释放充分等优点，已被广泛应用于国内外钼矿的采矿工程中。

然而，为了保障无底柱分段崩落法的安全高效运行，需要对崩落法中的关键结构参数进行优化研究。

因此，本研究旨在探究小东沟钼矿无底柱分段崩落法结构参数优化的相关问题。

二、研究内容本研究主要探究小东沟钼矿无底柱分段崩落法的结构参数优化问题，包括以下研究内容：1.归纳总结国内外钼矿无底柱分段崩落法的研究现状和应用情况；2.分析小东沟钼矿崩落破坏机理和矿柱应力状态，明确影响结构参数的关键因素；3.建立小东沟钼矿无底柱分段崩落法的力学数学模型，利用数值模拟分析不同结构参数下的矿柱崩落情况；4.根据数值模拟结果，确定优化方案，并进行现场实验验证。

三、研究意义小东沟钼矿无底柱分段崩落法的结构参数优化是保障该采矿方法安全、高效运行的关键问题。

本研究的开展有以下意义：1.对国内外钼矿无底柱分段崩落法的研究现状和应用情况进行归纳，有助于总结经验和提高研究水平；2.通过分析小东沟钼矿的矿柱应力状态和崩落机理，明确影响结构参数的关键因素，为优化设计提供理论基础；3.建立小东沟钼矿无底柱分段崩落法的数学模型，可以实现对不同结构参数下采场运行状况的预测和优化；4.通过验证优化方案的实验，进一步确定无底柱分段崩落法的结构参数，提高采矿效率和安全性。

四、研究方法本研究将采用数值分析和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：1.收集和归纳国内外钼矿无底柱分段崩落法的研究现状和应用情况；2.分析小东沟钼矿崩落破坏机理和矿柱应力状态，确定影响结构参数的关键因素；3.基于Flow3D软件，建立小东沟钼矿无底柱分段崩落法的数学模型，分析不同结构参数下的采场运行状况；4.设计现场实验，验证数值模拟结果；5.对实验数据进行分析，确定最佳结构参数。

无底柱分段崩落采矿法爆破参数的数值研究无底柱分段崩落采矿法是一种常用的矿山开采方法，其特点是采矿过程中不设支柱，而是通过爆破将矿岩炸成小块，然后利用重力将其崩落。

在无底柱分段崩落采矿法中，爆破参数的正确选择至关重要，因为它直接影响到采矿效率和安全。

为了研究无底柱分段崩落采矿法爆破参数的数值，我们可以采用以下方法:
1. 建立爆破方程
首先需要建立爆破方程，用来描述爆破过程中矿岩的破碎和运动规律。

爆破方程应该包括矿岩的物理特性、爆破参数和矿岩的破碎模型等因素。

2. 计算爆破参数
根据爆破方程，可以计算出爆破参数，包括炸药量、炸药布置方式、爆破时机等。

这些参数的计算应该考虑到矿岩的物理特性、采矿场的几何条件以及爆破效果等因素。

3. 优化爆破参数
优化爆破参数是为了使爆破效果达到最佳状态，从而提高采矿效率和安全。

优化方法可以采用数值模拟、实验验证等方法。

4. 应用研究结果
将研究结果应用到实际采矿过程中，以验证其有效性和可行性。

应用过程中应该注意矿岩的物理特性、采矿场的几何条件等因素的变化，以便及时调整爆破参数。

收稿日期2019-06-02基金项目国家自然科学基金项目（编号：51174110）；辽宁省教育厅科学技术研究项目（编号：009702）；辽宁科技大学研究生科技创新项目（编号：LKDYC201920）。

作者简介周宝坤（1995—），男，硕士研究生。

通信作者陈晓青（1967—），男，教授，博士，硕士研究生导师。

总第537期2021年第3期金属矿山METAL MINE基于响应曲面法的崩落法采场结构参数优化周宝坤1陈晓青1，2田迎春3马东3宫国慧3翟小东3邓皓泽3（1.辽宁科技大学矿业工程学院，辽宁鞍山114051；2.辽宁科技大学院士专家工作站，辽宁鞍山114051；3.鞍钢集团弓长岭矿业有限公司，辽宁辽阳111008）摘要针对无底柱分段崩落法放矿过程中顶部、侧面和正面等各部位废石混入情况无法定量分析的问题，设计了一种原位替换法相似性物理模拟试验，得到了各部位废石混入量，找到了各部位废石混入关键点。

利用Design-Expert 中Box-Behnken 方法设计了15组试验，系统研究了分段高度、进路间距和崩矿步距之间交互作用对废石混入的影响，构建了以混岩率为响应值的二次响应面模型，运用响应面分析法得到了最优采场结构参数，并对优化结果采用原位替换法进行了验证。

结果表明：①采用矿山原结构参数分段高度、进路间距和崩矿步距分别为12m、12m 和3m 进行原位替换法相似性物理模拟试验，当矿石回采率为80%时，正面废石、两侧废石和顶部废石的混入率分别为16.7%、8.3%和2.5%，矿石总混岩率为27.5%；②对响应面模型进行分析，分段高度、进路间距和崩矿步距及其交互作用均对矿石混岩率有显著影响，回归模型拟合的相关系数接近于1，方程的预测数据和实际数据之间具有一致性，优化后的分段高度、进路间距和崩矿步距分别为16.59m、17.42m 和4.02m；③矿石回采率为80%时，优化后的结构参数与原结构参数相比，正面和两侧废石混入率分别降低3.6%和1.7%，顶部废石混入率增加0.7%，总混岩率降低4.6%，取得了较好的放矿效果。

无底柱分段崩落采矿法结构参数优化及应用摘要：根据无底分段柱崩落采矿法“椭球体”放矿理论，无底柱分段崩落采矿法的结构参数，直接影响着实际生产中的工程量大小和损失、贫化现象。

为了减少生产中的损失和贫化，对无底柱分段崩落采矿法中的，回采进路间距、崩矿步距、分段高度进行参数优化。

关键词：放矿椭球体；损失；贫化引言：无底柱分段崩落采矿法在我国的地下开采矿山中，特别是铁矿开采中应用较为广泛，西石门铁矿就是其中之一。

长期实践表明，无底柱分段崩落采矿法，矿石损失率约为15～20%，贫化率约为20%～30%。

根据放矿“椭球体”理论，无底分段柱崩落采矿法的结构参数，包括回采进路间距、分段高度、崩矿步距，三个方面［1］。

一、西石门铁矿南采区现状及原结构参数1.1 南采区现状西石门铁矿是一个大型的地下矿山，现在已经进入矿山末期。

南采区已全部进入残采阶段，采场是以回收残留矿量为主。

残留矿量赋存形式主要有以下几方面：（1）采场因受地压和民采破坏的影响，巷道围岩不稳固，采场进路进行大量的支护，在接近矽卡岩和矿体中的工程，U型拱架进行了二次或三次支护，巷道变形严重，造成中孔施工难度加大，局部还无法施工，不能及时进行回采，在本分段形成了矿量损失。

本分段的矿量损失，只能转到下分段进行回收。

如89m分层6#、7#采场的部分工程。

（2）下部负40m中段为缓倾斜薄矿体，矿体底部为闪长岩、节理发育、有蚀变现象，稳固性一般。

并受到民采的破坏。

（3）有底柱采场的残留，主要是有底柱的底部结构靠近矿体下部的边缘，造成耙道、堑沟等工程可能在矽卡岩中，工程稳定性较差，施工难度较大。

在厚大矿体中，还设计施工双堑沟和双层耙道。

受当时支护条件的限制，很多采场就没有完成施工，完成施工的采场，因采用一次爆破，造成底部结构坍塌，采场矿量无法采出，形成损失。

如南采区120m中段0#穿的025 – 028采场。

1.2现采场结构参数南采区的中段高度为40m，分段高度为10-12m，进路间距为10m，排距为1.5m，边孔角采用45°，崩矿步距为一次崩矿1-2排。

非对称采场无底柱分段崩落法
吴爱祥
【期刊名称】《江西有色金属》
【年(卷),期】1994(008)001
【摘要】作者运用尖槽原理，根据生产实际，打破传统概念，提出非对称布置采场，并可进行连续后退回采的新方案。

引证大量的国内外资料，并经室内模拟试验检验。

为开采急倾斜松软厚矿体，提供了一个优化开采新方案。

【总页数】5页(P5-8,4)
【作者】吴爱祥
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TD853.362
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