[发明专利]一种确定无底柱分段崩落法崩落体形态的方法

摘要

本发明涉及一种确定无底柱分段崩落法崩落体形态的方法，根据放矿理论及最小耗能原理，得出崩落体和松动体相似，其形态为椭球缺，且三者偏心率相同，在此基础上建立崩落体的数学模型；由一次松散系数及采场参数确定崩落体体积，通过数学转换导出崩落椭球缺的体积计算公式并结合崩落体体积确定崩落体三轴长度，最终确定崩落体的高度、沿回采进路方向的厚度和垂直回采进路方向的宽度。本发明对进一步地研究崩落体形态、优化结构参数、降低矿石的损失贫化、提高矿山经济效益具有重要意义。

主权项

一种确定无底柱分段崩落法崩落体形态的方法，其特征在于，基于放出体、崩落体和松动体三者为相似椭球缺,且三者偏心率相同，通过计算崩落体体积及崩落体三轴长度，最终确定崩落体的高度、垂直进路方向的宽度和沿进路方向的厚度；具体步骤如下：第一步，计算被爆矿体的体积Q矿；设采场参数分段高度为H、进路间距为L、崩矿步距为B、巷道截面宽为m、巷道截面高为n；则被爆矿体的体积为：Q矿＝B·(H·L‑m·n)   公式1第二步，计算极限松散系数KJX：式中：Q散——松散矿石体积，m3；G散——松散矿石重力，N；γ散——松散矿石容重，N/m3；G矿——矿石重力，N；γ矿——被爆矿体容重，N/m3；公式2、3、4联立，则有：现场取岩样和松散矿石，在实验室测定松散矿石的容重γ散以及被爆破矿体的容重γ矿，由公式5求出放出矿石散体的极限松散系数KJX；第三步，计算崩落体体积Q崩：Q崩＝Ks·Q矿   公式7式中：Ks——次松散系数；Kss——二次松散系数，取经验值Kss＝1.060～1.100；第四步，求解崩落体的三轴长度：由最小耗能原理得到崩落体和松动体相似，是被端壁所截切的椭球缺，根据放矿理论可知放出体和松动体相似，为被端壁所截切的椭球缺，因此崩落体、松动体和放出体三者为相似椭球缺，且偏心率相同；无底柱分段崩落采矿法采用端部放矿时放出椭球缺、崩落椭球缺和松动椭球缺中心轴线与端壁面存在偏角θ，即轴偏角，取值为2°～5°；计算崩落椭球缺几何体积Q崩如下：式中：Q崩——崩落体体积，m3；a崩——崩落体的长轴，m；b崩——崩落体垂直回采进路方向短轴，m；c崩——崩落体沿回采进路方向短轴，m；对崩落椭球缺，已知其长轴为a崩，则式中：εb——崩落体垂直进路方向偏心率，0<εb<1；εc——崩落体沿进路方向偏心率,0<εc<1；将公式7、9代入公式8，得到联立公式9、10，得到崩落体三轴长度如下：第五步：确定崩落体的高度、垂直回采进路方向的宽度和沿回采进路方向的厚度；崩落椭球缺中心轴线与端壁面存在轴偏角θ，通过θ将崩落体的三轴长度转换为崩落体的高度Z、垂直回采进路方向的宽度X和沿回采进路方向的厚度Y，如下式：崩落体形态由崩落体的高度Z、垂直回采进路方向的宽度X和沿回采进路方向的厚度Y进行描述。