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自然崩落法的应用考虑

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1 引言

自然崩落法(Natural Caving Method)是一种大规模的地下采矿方法,这种方法利用矿石的重力自然崩落来开采,无需大量开挖和支护工作,可进行高效的大规模采矿,它是唯一能与露天开采经济效益相媲美的高效地下采矿方法。其生产能力大,便于组织管理,作业安全,开采成本低。该采矿方法的工艺已趋于成熟,被广泛地应用于厚大矿体的开采,特别是特厚大、低品位的矿体,采用此法开采,可获得较好的经济效益。

2 特点

(1) 成本低:由于采用自然崩落,不需要大量的机械设备和能源支出,减少了大量开挖和支护工作,从而降低了采矿成本。
(2) 安全性高:自然崩落法不需要人工爆破操作,避免了人工挖掘,因此采矿过程的安全性较高,减少了事故发生的可能性。
(3) 生产率高:自然崩落法可以利用重力和内部物质移动的作用,加速矿体向下运移,从而提高采矿速度和产量。这种方法可以实现连续生产,提高了矿石的采出率。
(4) 环境影响小:自然崩落法不需要大量的化学药剂和废弃物处理,因此对环境的污染较少。由于采用自然崩落,减少了对地下环境的破坏,降低了对地表环境的影响。

3 适用范围

(1) 矿床条件:适用于厚度较大、倾斜度适中的矿床。矿石的稳定性较差,容易自然崩落。

(2) 矿石强度:矿石的强度较低,易于破碎,有利于自然崩落。

(3) 围岩条件:围岩稳定性良好,不易发生大规模的岩层塌陷。

(4) 矿石价值:适用于中、低品位的矿石开采,对于高品位矿石,采用其他更精确的采矿方法可能更为合适。


4 破碎率

自然崩落法的破碎率是指在采矿过程中,矿体自然崩落时发生的破碎程度。破碎率的高低可以影响采矿效率,具体表现如下:

(1) 破碎率高会影响采矿效率:自然崩落法采矿过程中,矿体可能会出现自然破碎现象,这会导致矿体块度变小,从而影响采矿效率。

(2) 破碎率低会影响采矿速度:自然崩落法采矿过程中,破碎率低的矿体在自然崩落过程中可能会出现阻塞现象,从而降低采矿速度。

因此,自然崩落法的破碎率对采矿效率有一定的影响。为了提高采矿效率,需要控制破碎率,避免矿体过度破碎或阻塞现象的发生。具体措施可以包括:

[1] 控制采矿参数:采矿参数的控制可以影响矿体的自然崩落速度和破碎程度,从而控制破碎率,提高采矿效率。

[2] 优化采矿方案:优化采矿方案,如采用合适的采矿顺序和采矿面积等,可以减少矿体的自然破碎和阻塞现象,从而提高采矿效率。

[3] 合理矿石处理:矿石处理过程中,可以通过合理的筛分和分级等措施,控制矿体的块度和破碎率,从而提高采矿效率。

综上所述,自然崩落法的破碎率对采矿效率有一定的影响,需要通过合理的措施进行控制,以提高采矿效率。


5 局限性

需要注意的是,自然崩落法并非适用于所有矿山或矿石类型,它只适用于特定类型的矿体,例如厚大、低品位的矿体。此外,它需要满足一些特定条件才能成功应用,例如矿体必须具有足够大的开采规模,矿化较均匀,矿体内夹石含量不宜多等。需要根据具体的矿山条件来选择采矿方法。

(1) 适用范围较窄:自然崩落法对矿体的地质条件和物理性质有一定的要求,因此适用范围相对较窄。

(2) 稳定性问题:自然崩落法需要保证矿体的稳定性,否则矿体可能会发生失稳和崩塌,影响采矿效率和安全性。

(3) 破碎率较高:自然崩落法采矿过程中,矿体可能会发生自然破碎,因此破碎率相对较高。

(4) 采矿效果难以预测:自然崩落法的采矿效果受到地质条件和矿体物理性质的影响,因此难以预测采矿效果和产量。

综合来看,自然崩落法与传统的采矿方法相比,在采矿效率、成本、安全性和环保性等方面具有一定的优势和劣势。在选择采矿方法时,需要根据具体的矿体地质条件、采矿效率要求和经济效益等因素进行综合考虑。


6 模拟方法
自然崩落法的机理研究有经验方法,概念性模型以及数值模拟方法,一个简要的总结参看【崩落地质力学(Caving Geomechanics)---基于公 众 号文章的回顾】,除了先进的数值模型IMASS外,一些在实践中使用的优化崩落操作的工具有PC-BC,Deswik Caving【采矿软件Deswik 2023使用方法】,Surpac以及用于评估破碎的BCF软件等。

来源:计算岩土力学
化学控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-05-22
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计算岩土力学
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