CN111749696B - 一种可完整获取崩落法放矿模拟试验后矿石残留体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可完整获取崩落法放矿模拟试验后矿石残留体的方法，包括：制作可拆解的分段崩落法放矿模型；进行放矿实验；散体胶结；矿石残留体完整获取。与现有技术相比，本发明采用注液胶结的方法固结模拟放矿后的散体，通过对胶结体中废石的逐步剥离，得到完整的矿石残留体。该法揭露的矿石残留体较为完整，形态更直观、形象，使研究人员、学生、采矿设计人员、生产施工人员更好的理解工作对象，指导矿山更加充分的回收矿量，对研究崩落法损失矿量及制定损失贫化控制措施具有实际应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及地下金属矿山无底柱分段崩落法采矿技术领域，特别是一种可完整获取崩落法放矿模拟试验后矿石残留体的方法。
背景技术
崩落采矿法在地下金属矿床开采中广泛应用，损失贫化大是该法的主要问题之一，而残留体对放矿效果影响很大，直接影响损失贫化，了解放矿结束后残留体形态对制定崩落法的回收措施、降低损失贫化具有直接指导意义。室内模拟放矿实验是研究崩落法回采指标并分析损失贫化原因的有效手段之一，放矿后可通过观测残留体形态以制定损失控制措施。目前对于放矿试验后残留体形态揭露的方法主要有两种：一种是通过试验装置的透明材料对模拟放矿试验的可见部位进行观测，对其视在形态进行圈绘；二是物理模拟放矿实验后逐层剥离矿岩，逐层圈绘，最后组合为三维形态。这目前两种方法对揭露残留体形态均具有一定的局限性。第一种，由于散体覆盖影响，被废石遮挡的内部无法看到，模拟开采实验得出的残留体仅为视在形态或局部形态，非其完整形态；第二种，使用逐层剥离方式描绘残留体，在剥离的过程中未免会出现扰动，破坏残留体的完整性，并对判断混入过程造成干扰。为了更好的指导回收，需对残留体完整形态进行揭露。
残留体对于崩落法的损失贫化影响很大，只有完整揭示残留体并获取其相关特征对崩落法损失贫化措施制定的指导意义才最大。而目前通过理论分析、放矿模型观测、散体逐层剥离方式对残留体进行揭示存在抽象、揭示不完整、破坏残留体等弊端，在此基础上描述的残留体特征也缺乏可靠性，而寻求放矿试验后残留体完整揭示和精确表征方法，是进行残留体特征研究的基础，进而为指导崩落法损失贫化措施制定提供可靠依据。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种可完整获取崩落法放矿模拟试验后矿石残留体的方法。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种可完整获取崩落法放矿模拟试验后矿石残留体的方法，包括以下步骤：
S1、制作可拆解的分段崩落法放矿模型，并设定可拆解的分段崩落法放矿模型的分段数、分段高度和进路间距；
S2、进行放矿实验：
选用磁铁矿和白云岩分别模拟矿石和废石；测定磁铁矿和白云岩的密度，模拟矿石和废石位置向制作的可拆解的分段崩落法放矿模型内装填磁铁矿和白云岩，并记录装入的磁铁矿的量；按照矿山生产步骤，由上至下从各分段进路放出，各个分段由矿体上盘至矿体下盘按步距放出，当次放出的矿石和岩石体积比达到设定的截止品位时停止该步距的放矿，直到最后一个分段放矿结束；
S3、散体胶结：
放矿结束后，采用胶结剂对可拆解的分段崩落法放矿模型内的磁铁矿和白云岩进行灌注胶结，形成胶结散体；
S4、矿石残留体完整获取：
对可拆解的分段崩落法放矿模型进行拆解，获取胶结散体，对胶结散体中白云岩进行逐步剥离，获取完整的磁铁矿残留体。
进一步，所述步骤S1中可拆解的分段崩落法放矿模型的各构件之间通过活页或螺丝连接。
进一步，所述步骤S3中胶结剂用质量比为45:55的水玻璃和氯化钙，水玻璃的模数为2.5～3.0，浓度为43°～45°波美度，氯化钙溶液的相对密度为1.26～1.23，浓度为30°～32°波美度。
进一步，所述步骤S4中采用物理方式对胶结散体中白云岩进行逐步剥离。
进一步，所述步骤S3中水玻璃与氯化钙溶液交替注入可拆解的分段崩落法放矿模型内。
与现有技术相比，本发明采用注液胶结的方法固结模拟放矿后的散体，通过对胶结体中废石的逐步剥离，得到完整的矿石残留体。该法揭露的矿石残留体较为完整，形态更直观、形象，使研究人员、学生、采矿设计人员、生产施工人员更好的理解工作对象，指导矿山更加充分的回收矿量，对研究崩落法损失矿量及制定损失贫化控制措施具有实际应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例的无底柱分段崩落法开采为例制作可拆解的分段崩落法放矿模型的结构示意图。
图2为图1的A-A向剖视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。
一种可完整获取崩落法放矿模拟试验后矿石残留体的方法，包括以下步骤：
如图1、图2所示，以无底柱分段崩落法开采为例，制作可拆解的分段崩落法放矿模型5，可拆解的分段崩落法放矿模型5内的设有由上至下设有分段一1、分段二2和分段三3，分段高度取15cm，进路4间距取15cm，可拆解的分段崩落法放矿模型5的材料为亚克力，各部件用活页和螺丝等可拆卸部件取代粘结剂进行连接。
放矿实验：选用磁铁矿和白云岩分别模拟矿石和废石，磁铁矿和白云岩的粒径不超1cm；测定磁铁矿和白云岩的密度，模拟矿石和废石位置向制作的可拆解的分段崩落法放矿模型内装填磁铁矿和白云岩，并记录装入的磁铁矿的量；按照矿山生产步骤，由上至下从各分段进路4放出，各个分段由矿体上盘至矿体下盘按步距7放出，当次放出的矿石和岩石体积比为1：1时停止该步距的放矿，直到最后一个分段放矿结束。
散体胶结：放矿结束后，采用质量比为45:55的水玻璃和氯化钙(水玻璃的模数为2.5～3.0，浓度为43°～45°波美度，氯化钙溶液的相对密度为1.26～1.23，浓度为30°～32°波美度)配置而成的胶结剂对可拆解的分段崩落法放矿模型内的磁铁矿和白云岩用注液装置6从可拆解的分段崩落法放矿模型5顶端交替注入胶结，形成胶结散体。由于需粘结的磁铁矿和白云岩为散体，为了需获取残留体外观，胶结剂应具有较好的渗透性和透明性，水玻璃为无色、淡黄色或青灰色透明的粘稠液体，建筑上常被用作土壤固化剂，将水玻璃与氯化钙溶液交替注入土壤中，两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，起到胶结和填充孔隙的作用。因此，本实施例也采用质量比为45:55的水玻璃和氯化钙作为胶结剂。
矿石残留体完整获取：对可拆解的分段崩落法放矿模型进行拆解，获取胶结散体，对胶结散体中白云岩用物理方法逐步剥离，获取完整的磁铁矿残留体。
采用上述实施例的方法获取的矿石残留体较为完整，形态更直观、形象，使研究人员、学生、采矿设计人员、生产施工人员更好的理解工作对象，指导矿山更加充分的回收矿量，对研究崩落法损失矿量及制定损失贫化控制措施具有实际应用价值。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可完整获取崩落法放矿模拟试验后矿石残留体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制作可拆解的分段崩落法放矿模型，并设定可拆解的分段崩落法放矿模型的分段数、分段高度和进路间距；
S2、进行放矿实验：
选用磁铁矿和白云岩分别模拟矿石和废石，根据模拟矿石和废石位置向制作的可拆解的分段崩落法放矿模型内装填磁铁矿和白云岩；按照矿山生产步骤，由上至下从各分段进路放出，各个分段由矿体上盘至矿体下盘按步距放出，当次放出的矿石和岩石体积比达到设定的截止品位时停止该步距的放矿，直到最后一个分段放矿结束；
S3、散体胶结：
放矿结束后，采用胶结剂对可拆解的分段崩落法放矿模型内的磁铁矿和白云岩进行灌注胶结，形成胶结散体；
S4、矿石残留体完整获取：
对可拆解的分段崩落法放矿模型进行拆解，获取胶结散体，对胶结散体中白云岩进行逐步剥离，获取完整的磁铁矿残留体。
2.根据权利要求1所述的可完整获取崩落法放矿模拟试验后矿石残留体的方法，其特征在于，所述步骤S1中可拆解的分段崩落法放矿模型的各构件之间通过活页或螺丝连接。
3.根据权利要求1所述的可完整获取崩落法放矿模拟试验后矿石残留体的方法，其特征在于，所述步骤S3中胶结剂用质量比为45:55的水玻璃和氯化钙，水玻璃的模数为2.5～3.0，浓度为43°～45°波美度，氯化钙溶液的相对密度为1.26～1.23，浓度为30°～32°波美度。
4.根据权利要求1所述的可完整获取崩落法放矿模拟试验后矿石残留体的方法，其特征在于，所述步骤S4中采用物理方式对胶结散体中白云岩进行逐步剥离。
5.根据权利要求3所述的可完整获取崩落法放矿模拟试验后矿石残留体的方法，其特征在于，所述步骤S3中水玻璃与氯化钙溶液交替注入可拆解的分段崩落法放矿模型内。
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