无底柱分段崩落法崩落体形成机理与控制

无底柱分段崩落法在国内外金属矿山广泛应用，但矿石损失贫化大一直是个技术难题。我们从1988年开始对这一难题进行了多年研究，提出了降低矿石损失贫化应对回采系统进行整体优化的思想，发现了在回采系统中起决定作用的崩落体，它对降低矿石损失贫化、提高资源回采率影响很大。崩落体是被爆矿体爆落后在松散覆盖岩层中形成的矿石松散堆体，是放矿的对象，是崩落采矿法研究的基础和前提。然而，以往的研究与应用没有考虑崩落体的实际形态，对崩落矿石仅建立在假设基础上，对崩落体及其形成机理缺乏研究，致使对崩落体形态难以控制。.本项目运用最小耗能原理、松散介质动力学、爆破理论等研究崩落体形成机理，并对崩落体实施控制，使之达到最优形态，从而大幅度降低矿石损失贫化。.本研究将架起崩落法回采系统各环节的桥梁，解决这一采矿方法的关键技术难题。对于采矿理论研究、优化开采技术参数、提高矿山经济效益，具有重要的理论意义和应用前景。

无底柱分段崩落法以其安全高效的优越性在国内外地下铁矿山广泛应用，矿石损失贫化大是该采矿方法的突出问题，其原因之一是对在回采系统中起着决定作用的放矿对象——崩落体缺乏研究。.本项目以崩落体为核心，通过理论研究、实验室研究、数值模拟以及现场试验等，把无底柱分段崩落法回采系统作为一个有机整体，对影响崩落体形成的主要因素、崩落体的形态及其特征、崩落体的形成机理以及崩落体控制准则与控制方法等进行研究，取得了以下创新性成果：.1、弄清了影响崩落体形成的主要因素，阐明了回采系统各影响因素的相互关系，发现了崩落体在系统中的决定性作用，阐明了崩落体对放矿影响，揭示了松散覆盖岩层自然分级及其对矿石损失贫化的影响，提出当D岩 ＞ D矿时，可有效降低矿石损失贫化。.2、弄清了崩落体的形态及其特征，发现崩落体是在松动体内形成的曲面体，其高度、长度和宽度分别大于分段高度、进路间距和崩矿步距，爆破块度自下而上逐渐增大，周围存在矿岩混杂区。当相对补偿空间较大时，在崩落体上部靠近矿体处存在崩落体陷落区。.3、提出了崩落体放出性的概念，它是衡量崩落体放出难易程度的指标。崩落体放出矿石体积与崩落体体积之比，称为放出系数。放出系数越大表明崩落体放出性越好。提出了崩落体放出系数的测定方法。.4、阐明了崩落体的形成机理，建立了爆破作用下崩落体形成过程的数学模型。 .5、提出了崩落体控制准则与控制方法，通过调整爆破参数、结构参数等系统参数，可实现对崩落体的控制，进而优化崩落体的形态，使崩落体的放出性达到最佳。.本研究成果在弓长岭铁矿得到了应用，使回采技术经济指标明显改善。