专利名称：无底柱分段崩落采矿法中确定崩矿步距的方法
技术领域：
本发明属于地下采矿技术领域，涉及无底柱分段崩落法采矿优化的方法，尤其是矿山生产单位选择无底柱分段崩落采矿法的采场结构参数——崩矿步距的确定方法。
背景技术：
无底柱分段崩落法是一种标准、灵活、高效的采矿方法，广泛应用于黑色冶金地下矿山，在有色矿山、化工矿山等领域也占有较大比重。它以矿块为单元、以进路为工作面、以崩矿步距为作业循环开展采矿工作。
分段高度、进路间距、崩矿步距是无底柱分段崩落采矿法的主要参数，在分段高度、进路间距确定后，崩矿步距灵活性较大，优化实施起来也比较方便。长期以来，我国应用无底柱分段崩落采矿法的矿山，在选择崩矿步距时均采用工程类比法或生产过程中逐步优化的方法，没有定量的计算公式，这些方法确定的崩矿步距与优值步距往往相差较大，从而影响了矿山的技术经济指标。由于崩矿步距的取值大小以及合理与否对矿山生产组织管理、采矿成本、损失贫化指标有很大影响，因此，有必要形成一种快速、科学的崩矿步距确定方法。
多年来，我国理论界采用多种理论研究方法，从不同角度对无底柱分段崩落法端部放矿时单个放出体进行了研究，得出了一些重要的基本规律，很少有人考虑对试验数据进行利用。因此，在教科书、设计手册中给出的崩矿步距均是经验数值或是采用类比法确定，矿山在生产应用过程中需要经过长时间的摸索。目前未有直接的方法确定崩矿步距。
发明内容
本发明的目的是为设计和生产单位提供一种定量化、精度较高的估算回采炮孔量的方法，为生产矿山提供一种紧密结合生产实际、快速选择与确定崩矿步距的方法，崩矿步距参数获得后直接用于确定放炮炮孔排间距和作业循环，并进行开采连续作业。
本发明的目的是这样实现的一种确定无底柱分段崩落采矿法中崩矿步距的方法，以矿块为单元、以进路为工作面、以崩矿步距为作业循环开展采矿工作，其特征是当采用高分段结构形式采矿时，优化参数为Hf≈H，Hf——放矿高度(m)，H表示分段高度；当采用大间距结构形式采矿时，优化参数为Hf≈2H(H为分段高度)；崩矿步距的优化参数是以下述方法选取R＝-0.00071Hf2+0.185Hf-0.542(1)
式中R——崩矿步距(m)；Hf——放矿高度(m)。
上述参数有极好的指导作用，崩矿步距也可以在设定值±5％的范围内应用。
因为通常采用高分段结构或采用大间距结构进行采矿高分段结构参数时Hf≈H，Hf——放矿高度(m)，H表示分段高度；大间距结构时Hf≈2H；这两种情况下均以矿块为单元、以进路为工作面、以崩矿步距确定放炮炮孔排间距和作业循环，并进行开采连续作业。以本发明的方法确定合适的崩矿步距可以降低采矿成本、提高采矿效率，降低损失贫化指标。
在过去数十年间，我国在无底柱分段崩落采矿法应用研究方面，在一些典型矿山开展了工业放出体试验，得出了真实、可靠的现场工业放出体体形。本发明以放出体工业试验数据为基础，采用数据回归法得到了崩矿步距随放矿高度变化的曲线方程，并以此来确定不同放矿高度条件下崩矿步距的取值，从而保证了参数确定的可靠性。下表为我国典型矿山现场工业放出体数据。由现场工业放出体数据，回归得到本发明方法中的参数。
采用本发明选择的崩矿步距具有一次崩矿量大、采矿损失贫化指标好、生产效率高、采矿成本低等优点。
表1崩矿步距随放矿高度变化表
通常情况下，分段高度与矿体赋存条件、矿山的技术经济水平有关。在分段高度、进路间距确定以后，由公式(1)可方便地计算出大间距结构形式或高分段结构形式时的崩矿步距。
3、本发明特点是①以崩落体与放出体相吻合为原则，根据工业放出体形态和放矿高度来确定崩矿步距，最大限度地增加一次崩矿量，减少采矿循环次数。
②采用定量计算的方法来选择无底柱分段崩落采矿法的崩矿步距，改变了过去靠经验和工程类比定参数存在的优值不优的状况。
③本发明方法简单明了、准确性高、适应性强，可在国内外不同类型的无底柱矿山采矿生产中应用。
④本发明方法采用了我国典型无底柱分段崩落采矿法矿山工业放出体数据，得出的结果真实可靠，不存在技术风险。
⑤采用本发明确定的崩矿步距与工业放出体匹配情况较好，在矿山生产中应用生产效率高、损失贫化指标好、采矿成本低。
四
图1为崩矿步距随放矿高度示意中a为放矿体长半轴半径(m)；b为放矿体短半轴半径(m)；c为放矿体纵半轴半径(m)，R——崩矿步距(m)。
五具体实施例方式
本发明用于梅山铁矿有着较好的效果。
梅山铁矿是我国最早应用无底柱分段崩落法采矿的大型黑色金属矿山，设计年采选综合生产能力400万吨。矿山采用无底柱分段崩落法采矿参数的优化工作，一期采用10～12m×10m采场结构参数，崩矿步距1.6～1.8m，二期采用15m×15m采场结构参数，崩矿步距2.0～2.2m，经研究后优化为3.2m，在十五国家科技攻关计划课题研究期间采用15m×20m采场结构参数，崩矿步距3.2m。随着矿山采场结构参数、崩矿步距的不断优化，大幅度提高了一次崩矿量和采矿强度，大幅度降低了矿山采矿成本，经济效益十分明显。尽管如此，矿山在崩矿步距的选择方面均采用了类比和逐步优化相结合的方法，没有采用定量的计算的办法。
采用本发明方法梅山铁矿一期采矿生产应用12m×10m采场结构参数，中孔凿岩采用1.8m崩矿步距、大孔凿岩采用2.7m和3.2m崩矿步距，采矿回收率均达到80％以上，后者一次崩矿量大，生产循环次数少、采矿效率高。采用该结构参数时，放矿高度约为24m，按照公式(1)计算，崩矿步距为3.49m，矿山可根据现场实际情况采用3.5m的崩矿步距。
又如在十五国家科技攻关计划期间，梅山铁矿应用大间距采矿新技术，将采场结构参数优化为15m×20m，放矿高度约为30m，按照公式(1)计算，崩矿步距为4.44m，现场应用时采用4.4m或4.5m的崩矿步距。根据现场测定数据，当崩矿步距为3.0m时，采矿回收率为81.04％，当崩矿步距为3.4m时，采矿回收率为83.76％，当崩矿步距为3.5m时，采矿回收率为90.69％。而矿山目前生产中采用3.2m崩矿步距，因此，有必要对崩矿步距进行优化。北洺河铁矿采用15m×18m采场结构参数、崩矿步距为3.7m，取得了良好的矿石回收效果。
本发明依据国内典型矿山工业放出体参数，采用数学回归的办法，得出了不同放矿高度条件下崩矿步距选择的计算方法，从而为矿山确定崩矿步距提供了定量、准确、快速的办法。
再如1979年11月，由解世俊等编著冶金工业出版社出版的高等学校教学用书《金属矿床地下开采》P189～191中的一个实例某铁矿采用无底柱分段崩落采矿法，采场结构参数为10m×10m，崩矿步距为2.8m(最小抵抗线为1.4m，每次爆破两排)。而按照本发明的方法来判断，当放矿高度为20m时，崩矿步距为2.87m。也具有非常好的符合率。
权利要求
1.一种无底柱分段崩落采矿中确定崩矿步距的方法，在以矿块为单元、以进路为工作面、以崩矿步距为作业循环开展采矿工作，其特征是当采用高分段结构形式采矿时，优化参数为Hf≈H，Hf——放矿高度(m)，H表示分段高度；当采用大间距结构形式采矿时，优化参数为Hf≈2H(H为分段高度)；崩矿步距的优化参数是以下述方法选取R＝-0.00071Hf2+0.185Hf-0.542(1)式中R——崩矿步距(m)；Hf——放矿高度(m)。
2.由权利要求1所述的无底柱分段崩落采矿中确定崩矿步距的方法，其特征是崩矿步距在设定值±5％的范围内应用。
全文摘要
一种无底柱分段崩落采矿中确定崩矿步距的方法，在以矿块为单元、以进路为工作面、以崩矿步距为作业循环开展采矿工作，当采用高分段结构形式采矿时，优化参数为H
文档编号E21C41/00GK1818338SQ20051009570
公开日2006年8月16日 申请日期2005年11月18日 优先权日2005年11月18日
发明者范庆霞, 金闯 申请人:宝钢集团上海梅山有限公司