一种测定端部放矿废石混入情况的实验方法与流程

技术领域

本发明属于地下采矿方法技术领域，尤其涉及一种测定端部放矿废石混入情况的实验方法。

背景技术：

作为大规模放矿的崩落采矿法由于具有采场结构简单、开采强度大、机械化程度高、成本低和安全可靠等优点，应用非常广泛，尤其在冶金矿山占绝对优势。

崩落采矿法放矿属于端部放矿,放矿过程中逐渐形成废石漏斗，随着矿石的持续放出，废石漏斗不断下移，当废石漏斗底部到达放矿口，废石会随矿石一起放出，降低放出矿石品位，达到截止品位时，停止放矿。遗留下的矿石与岩石混杂，一部分在下个分段能够放出，另一部分则永久损失在地下，矿石损失贫化大是该类采矿法的突出问题。

实质上，端部放矿是两种相邻离散介质借助重力在同一个出口放出的问题，矿石在废石包裹下放出，有顶部、正面和侧面多方面的废石混入，矿石损失贫化是由于废石的混入，因此研究废石混入情况是解决矿石损失贫化问题的关键。

传统放矿相似性物理模拟实验，通常采用木条或钢条制作一个长方体放矿模型，框架四周镶嵌透明有机玻璃，按模拟矿山的采场结构参数以模型比例（为方便计算，通常采用1：50或1：100）在模型正面布置放矿口，即在模型正面有机玻璃上挖孔当作放矿口，选取黑色的磁铁矿作为矿石模拟材料，选用白色无磁性的岩石作为覆盖岩模拟材料，模型内按崩落矿石形态和覆盖岩的形态装填矿岩，在正面回采巷道用小铲一铲一铲挖取矿岩，通过透明的有机玻璃可以观测到矿岩流动的情况，一般采用等量放矿方式，用磁铁矿分离矿石和岩石，分别称重，并记录，当截止放矿时，将所有放出矿岩数据绘成一个“矿石量-废石混入率”曲线。

但传统方法只可以得到整体上的矿石量与废石混入情况，不能得到废石来自顶部、正面和侧面各方面的废石混入情况。

技术实现要素：

本发明的目的是针对以上存在的问题，提出一种拆分测定端部放矿废石混入情况的实验方法。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种测定端部放矿废石混入情况的实验方法,包括先进行实验准备，制作实验模型，按模拟矿山的采场结构参数按模型比例1：50或1：100在模型正面布置放矿口，其特征在于采用菱形布置三层放矿口，第一层一个放矿口，第二层两个放矿口，第三层一个放矿口，采用黑色磁铁矿作为矿石模拟材料，白色无磁性的岩石作为覆盖岩模拟材料，模拟矿岩材料分别破碎，按采场结构参数装填矿岩材料，按放矿口分层顺序模拟放矿，放完一个再放下一个，用小铲一铲一铲依次在放矿口挖取矿岩，采用等量放矿方式，用磁铁分离矿石和岩石，称重并记录，当每个放矿口截止放矿时，在模型正面有机玻璃上可以看到该放矿口留下一个倒锥形废石漏斗，用量角器量取废石漏斗边线与水平线的夹角，即每个废石漏斗角，对各放矿口量得的废石漏斗角求平均即废石漏斗角，其特征在于测量废石混入情况实验分三次进行，第一次实验，在第一层放矿口周围以废石漏斗角围成的倒锥形废石漏斗区域装填废石，其余装填矿石，第二次实验，在第二层两个放矿口周围分别以废石漏斗角围成的倒锥形废石漏斗区域装填废石，其余装填矿石，第三次实验，在模型正面壁一个崩矿步距范围装填矿石，其余装填岩石，每次实验装填矿岩后，都在第三层放矿口进行放矿，用小铲模拟放矿，采用等量放矿方式，用磁铁将放出矿岩中矿石和岩石分离开，分别给分离出的矿石和岩石称重，并记录，最后绘出每次实验放矿的“矿石量-废石混入率”曲线，分别得到正面废石混入、侧面废石混入和顶部废石混入曲线。

与现有技术相比，本发明的具有如下优点：

本发明将传统实验方法的一次性实验拆分为三次实验，尽管复杂，但可以得到顶部、正面和侧面废石混入的情况。

附图说明

图1为实验模型示意图。

图2为标准菱形布置放矿口废石漏斗形态示意图。

图3为本发明第三次实验装填矿岩示意图。

图4为本发明三次实验绘制的“矿石量-废石混入率”示意图。

1为顶部废石漏斗，2为侧部废石漏斗， k1为第一分段放矿口，k2和k3为第二分段放矿口，k4为第三分段放矿口，α各放矿口废石漏斗角，z1、z2分别为本发明第三次实验装填矿石和岩石区域，x1、x2和x3分别为正面废石混入、侧面废石混入和顶部废石混入曲线。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1-4所示，本发明的一种测定端部放矿废石混入情况的实验方法,包括先进行实验准备，制作实验模型，按模拟矿山的采场结构参数按模型比例1：50或1：100在模型正面布置放矿口，其特征在于采用菱形布置三层放矿口，第一层一个放矿口k1，第二层两个放矿口k2和k3，第三层一个放矿口k4，采用黑色磁铁矿作为矿石模拟材料，白色无磁性的岩石作为覆盖岩模拟材料，模拟矿岩材料分别破碎，按采场结构参数装填矿岩材料，按放矿口k1~k3顺序模拟放矿，放完一个再放下一个，用小铲一铲一铲依次在放矿口挖取矿岩，采用等量放矿方式，用磁铁分离矿石和岩石，称重并记录，如图2所示，当每个放矿口截止放矿时，在模型正面有机玻璃上可以看到该放矿口留下一个倒锥形废石漏斗，用量角器量取废石漏斗边线与水平线的夹角，即每个废石漏斗角α，对各放矿口量得的废石漏斗角求平均即废石漏斗角ā，其特征在于测量废石混入情况实验分三次进行，第一次实验用来测定顶部废石混入情况，在第一层放矿口k1周围以废石漏斗角ā围成的倒锥形废石漏斗区域1装填废石，其余装填矿石，第二次实验用来测定侧面废石混入情况，在第二层两个放矿口k2和k3周围分别以废石漏斗角ā围成的倒锥形废石漏斗区域2装填废石，其余装填矿石，如图3所示，第三次实验用来测定正面废石混入情况，在模型正面壁一个崩矿步距范围z1装填矿石，其余装填岩石z2，每次实验装填矿岩后，都在第三层放矿口k4进行放矿，采用小铲模拟放矿，采用等量放矿方式，用磁铁将放出矿岩中矿石和岩石分离开，分别给分离出的矿石和岩石称重，并记录，如图4所示，最后绘出每次放矿的“矿石量-废石混入率”曲线，x1、x2和x3分别为正面废石混入、侧面废石混入和顶部废石混入曲线。