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《地下采礦課件第七章崩落采礦法崩落法放礦理論基礎(chǔ)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第七章崩落采礦法—崩落法放礦理論基礎(chǔ)主講教師：張志貴一、概述1、放礦理論是隨著崩落采礦法在地下礦山的大量使用而發(fā)展起來的。由于崩落采礦法具有回采強(qiáng)度大、效率高以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，在地下礦山特別是大中型地下礦山中得到廣泛使用。但是，崩落采礦法的特點(diǎn)之一是依靠崩落圍巖充填采空區(qū)、釋放地壓來達(dá)到管理地壓的目的，采礦過程中崩落礦石與廢石（崩落圍巖）直接接觸，形成了崩落采礦法的特殊性—覆巖下放礦。很顯然，覆巖下放礦，控制不好就會造成嚴(yán)重的礦石損失和貧化問題，從而惡化采礦的各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。正是因為放礦工作的好壞在很大程度上影響到崩落法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，放礦工作成為崩落采礦法各生產(chǎn)工序中最為
2、重要和最為關(guān)鍵的工作之一，為此，國內(nèi)外采礦界都對覆巖下放礦問題進(jìn)行了長期深入而細(xì)致的研究。世界上對崩落法放礦問題的研究最早始于二十世紀(jì)四十年代的前蘇聯(lián)，兩位采礦工程師塔爾塔柯夫斯基和米納耶夫?qū)Ρ缆浞ǚ诺V問題進(jìn)行了卓有成效的初期研究。對崩落法放礦問題最有成效的研究則是二十世紀(jì)五十年代由前蘇聯(lián)學(xué)者馬拉霍夫在大量實驗的基礎(chǔ)上提出的橢球體理論為代表。橢球體理論的提出，標(biāo)志著放礦理論研究開始形成較為完整的理論體系。由于橢球體理論是在大量實驗的基礎(chǔ)上建立并在生產(chǎn)實踐中得到證實，對指導(dǎo)崩落法礦山的生產(chǎn)特別是放礦工作取得良好效果起到了積極作用，因而被廣大采礦理論及實踐工作者所接受。雖然其后也
3、有人提出過這樣或那樣的理論體系，但都因為固有的缺陷或是因為實用性太差而未被廣泛接受。長期以來，橢球體理論在崩落法放礦理論研究中一直占有主導(dǎo)地位。鑒于橢球體理論的實踐性和實用性，我們對無底柱分段崩落法放礦的研究，仍然是以橢球體理論為基礎(chǔ)進(jìn)行的。2、橢球體理論與單孔放礦時的礦巖移動規(guī)律（1）橢球體放礦理論：單孔放礦時，從漏孔或放礦口放出的礦石在原采場崩落礦巖堆中所占的空間位置在形態(tài)上近似為一旋轉(zhuǎn)橢球體，這一橢球體被稱之為放出橢球體。隨著礦石的放出，在采場的崩落礦巖堆體中相應(yīng)產(chǎn)生松動范圍的形態(tài)也近似為一旋轉(zhuǎn)橢球體，稱之為松動橢球體。在松動范圍內(nèi)各水平層呈漏斗狀凹下，稱之為移動漏斗，
4、已到達(dá)放礦口的移動漏斗稱之為降落漏斗。(2)單孔放礦時崩落礦巖的移動規(guī)律放出體和松動范圍在形態(tài)上近似旋轉(zhuǎn)橢球體的論斷已被大量的實驗室研究和生產(chǎn)實踐所證明,如圖所示。Qf——放出橢球體Hf—放出橢球體高度Hs—松動橢球體高度Qs—松動橢球體QL1—移動漏斗QL2—降落漏斗QL3—破裂漏斗J—礦巖顆粒移動跡線Qf—漏孔放出礦石量圖單孔放礦時崩落礦巖移動規(guī)律3、經(jīng)過抽象后的放出體的基本性質(zhì)主要有以下三點(diǎn)：（1）放出體的形狀近似為一旋轉(zhuǎn)橢球體根據(jù)散體流動連續(xù)性特征可將放出體簡化為完全橢球體，其體積計算式為：πQf=—Hf3(1-ε2)6式中：Qf—放出橢球體體積；Hf—放出橢球體高度
5、；ε—放出橢球體偏心率。放出橢球體偏心率ε是表征和影響放出橢球體形態(tài)的重要參數(shù)：ε等于1時為柱體，ε為0時為圓球體；ε大小主要受礦巖的松散性、濕度、漏口寬度以及塊度組成狀況等因素的影響，通常通過實驗方法確定。圖為實驗室測定的放出橢球體偏心率變化曲線。（2）放出體在放出過程中，其表面仍保持近似橢球體形態(tài)在礦石的放出過程中，放出橢球體的表面仍保持近似的橢球體形態(tài)，稱之為移動橢球體。隨著礦石的放出，移動橢球體不斷向上發(fā)展，體積不斷增加，其表面的顆粒點(diǎn)被同時放出。橢球體的這個基本性質(zhì)可用下圖來說明。圖2-3橢球體放出過程（a）放出橢球體的縮小過程；(b)放出橢球體表面的移動過程（3）
6、移動橢球體表面上各顆粒點(diǎn)的高度相關(guān)系數(shù)（X/H）在放出橢球體移動過程中保持不變即：X0X1X2高度相關(guān)系數(shù)=—=—=—……H0H1H2放出體的基本性質(zhì)是橢球體理論的重要組成部分，崩落礦巖移動規(guī)律的表達(dá)式大都是根據(jù)放出體基本性質(zhì)建立的，它同時也為放礦過程計算機(jī)數(shù)值模擬奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。二、多孔放礦時的礦巖移動規(guī)律1、概述;多孔放礦時崩落礦巖移動規(guī)律仍然以橢球體理論為基礎(chǔ)，但多孔放礦時相鄰漏孔之間會產(chǎn)生相互影響，產(chǎn)生聯(lián)合作用，礦巖顆粒的位移發(fā)生疊加。由于礦巖界面的移動和礦石殘留體的大小對放礦過程中礦石損失貧化的大小有顯著影響，因此，在研究多漏孔放礦的礦巖移動規(guī)律時，礦巖界面的移動狀
7、況以及礦石殘留體情況成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。多漏孔放礦時的礦巖界面移動及礦石殘留體情況主要與漏孔采取的放礦方式（放礦順序）有關(guān)，具體分為平面放礦、立面放礦和斜面放礦三種。2、平面放礦亦稱等量均勻放礦，也就是說，放礦時每個漏孔按順序（或同時）均勻放出等量的礦石。由于實行等量均勻放礦，放礦時相鄰漏孔間的相互影響基本相同，礦巖界面首先是近似平面狀的平緩下降，當(dāng)?shù)V巖界面在下降到一定高度（極限高度）后開始出現(xiàn)凹凸不平現(xiàn)象。隨著礦石的不斷放出，礦巖界面的凹凸不平現(xiàn)象愈加明顯，直至礦巖界面到達(dá)漏孔，在漏孔間形成最初也是最
