均匀放矿是崩落采矿法中采下的矿石在崩落围岩覆盖下放至出矿巷道的流动过程和放出作业。

概念

均匀放矿属于崩落采矿法中的采矿步骤之一,负责将采下的矿石在崩落围岩覆盖下放至出矿巷道。随着分段和阶段崩落法的广泛应用,20世纪40年代苏联学者首先提出放出体概念,50年代提出椭球体放矿理论,60年代应用振动放矿技术。20世纪60年代以来,许多国家都在利用物理模型法、数学分析法和电子计算机模拟法研究放矿问题。放矿研究的主要问题包括:崩落覆岩下放矿的矿岩运动规律、放矿过程中矿石损失和贫化的机理及降低损失、贫化的技术措施(见贫化率、回采率)、优选崩落采矿法的合理结构参数和放矿制度、研制高效率放矿设备等。

自崩落矿块底部的一个放出孔放矿时,放出的崩落矿岩原来占据的空间,叫做放出体。因其形状类似几何学上的截头旋转椭球体,所以也称放出椭球体。放出体表面上的颗粒,在某一间隔时间内,随机地先后到达放出孔。在放出过程中,放出孔上面的松散崩落矿岩发生二次松散。二次松散体随矿石放出而扩大,其形状也类似截头椭圆体,故称松散椭球体。它的体积约为相应放出体的体积的15倍。在放出过程中,松散体内的矿岩接触面逐渐弯曲呈漏斗形。纯矿石放出体内的矿石全部放出时,弯曲的矿岩接触面的最低点正好到达放出孔,这时形成的漏斗形接触面,称放出漏斗。再继续放矿,将放出贫化矿石。无底柱分段崩落法,自回采进路端部放矿,基本符合单放出孔放矿规律,但是,崩落矿岩的运动受端壁影响,放出体形状发生畸变。

放矿有底柱崩落法,自底柱的多个放出孔放矿时,各放出孔之间将互相影响。如各放出孔间距相等,矿岩接触面水平,自各放出孔等量顺次放矿时,矿岩接触面可基本保持水平下降,直到某一极限高度。继续放矿,接触面逐渐发生弯曲。弯曲矿岩接触面的最低点到达放出孔时开始贫化。如不采取等量顺次放矿制度,水平矿岩接触面将在到达极限高度前就开始弯曲,这将使贫化提前,矿石损失增大。因此多放出孔放矿时,应选取合理的放矿制度,使矿岩接触面尽量保持水平,均匀下降。

贫化开始后,放出矿石的品位逐渐降低。放出矿石品位达到截止品位时停止放矿。如矿岩接触面是水平和垂直的,可用计算法确定矿块的最优放矿制度和结构参数。矿岩接触面的形状比较复杂时,需用模型试验法对比几个方案,然后择优选取。近年正试用电子计算机模拟和解析计算法来解决这类问题。1

意义

预防采场冒顶片帮事故在采矿作业中,最常见的事故是冒顶片帮,约占采矿作业事故的40%以上。分析该类事故的原因主要是:

1.采矿方法选择木—合理,顶板管理方法不当如采场布置方式与矿床地质条件不适应,采场阶段太高,矿块太长,顶帮暴露面积太大,时间过长,加上顶板支护、放顶时间选择不当,都容易发生冒顶事故。天井、漏斗布置在矿体上盘或切割巷道过宽都容易破坏矿体及围岩的完整,产生片帮事故。

2.作业人员疏忽大意,检查不周根据冒顶伤亡事故分析,只有极小部分的事故是由于较大型冒落引起的,大多数都属于局部冒落及浮石伤人,且多发生在爆破后1~2小时内。这是因为岩石受爆破的冲击和震动作用后,有些发生松动和开裂的岩石,稍受震动或时间一长马上就会冒落。这时如果正好有人站在下面,将被击中。所以在放炮后应加强对采场顶帮的检查和处理。另外,在节假日前后或停工时间较长后,恢复生产时,也应加强对顶帮的检查和处理。

3.处理浮石操作方法不当由于处理浮石操作不当所引起的冒顶事故,大多数是因处理前对顶板缺乏全面、细致的检查,没有掌握浮石情况而造成的。如操作时撬前面的,后面的冒落;撬左边的,右边的冒落;撬小块的浮石,却引起大面积冒落等。有时因为操作工人的技术不熟练,处理浮石时站立位置不当,当浮石下来时无法躲避而造成事故。也有一些事故是由于违反操作规程,冒险空顶作业,违章回收支柱而造成的。

4.地质情况变化,自然条件不好如在采矿体中有小断层、裂隙、溶洞、软岩、泥夹层、破碎带、裂隙水等等,都容易引起冒顶片帮,在开采中要特别注意。

5.地压活动的影响有些矿山在开采后对采空区未能及时有效地处理,随着开采深度不断增加,矿山的生产区域不同程度地受到采空区地压活动的影响,容易导致井下采场和巷道发生大面积冒顶片帮事故。

矿山浓密机自动均匀放矿系统改造应用研究背景

浓密机是黄金矿山选矿、氰化工艺中用于脱水、脱药、洗涤的主要设备。浓密机放矿一直是选冶厂难以控制和管理的问题。采用传统的人工放矿不仅操作条件差,而且人工检测排矿浓度不及时、不准确。管理稍有放松就会出现浓密机积矿、溢流跑浑甚至压耙子等事故。放矿浓度时常偏高偏低,造成流程波动,不能满足生产中恒定浓度连续放矿的要求。影响脱药、浸出和洗涤的作业效果。所以对浓密机放矿过程进行自动检测与控制是提高选冶厂技术水平和管理水平的有效途径。

国内相关技术(或产品)发展水平、现状:国外浓密机自动均匀放矿等氰化浸出过程控制相对做得完善一些,但国内氰化厂,过程动态控制水平起点相对还较低。氰化厂浓密机自动均匀放矿系统改造控,有一小部分设备在氰化厂运用,但在氰化厂全面系统化应用则很少。该项目完成后对浸出过程的矿浆的均衡稳定,从而最优化生产指标及材料消耗,有一定的推广价值。

自动均匀放矿系统实施方案

(1)技术特点、关键技术和关键工艺

自动放矿属于氰化过程控制的一部分,关键在于在线实时检测排矿浓度,通过其变化进行动态控制。

(2)产品外观形状图、结构图和原理工艺(见图1)

①系统工作原理:本系统设计要达到的目标是实现浓密机自动恒定浓度连续放矿,排矿浓度为主控参数。由核子浓度计在线实时检测排矿浓度,浓度信号送到控制微机,微机根据排矿浓度的高低,利用人工智能原理对浓密机放矿泵进行变频控制调节。当检测排矿浓度偏高时,微机控制变频器频率对放矿泵提高转速和调节阀门加大开度以提高放矿量,当检测排矿浓度偏低时,微机控制放矿泵降低转速和调节阀门减小开度以减少放矿量,从而实现恒定浓度连续放矿。

②系统组成:检测部分由核子浓度计分别检测4台浓密机的实时排矿浓度。工业微机完成放矿过程的监视、数据收集、数据处理、数据存储、异常报警、过程控制执行部分根据现场需要,能自压放矿的选用电动调节阀,不能自压放矿的选用变频器,调节器、浓度计组成的调节系统。浓度计实时监控浓度的变化,当浓度变化时,变频器接受微机控制信号通过调节器驱动放矿泵电机进行调速,从而确保放矿的连续均匀与稳定。为确保系统运行的可靠性,集中控制柜上设有手动/自动转换开关和放矿浓度显示仪表,一旦微机出现故障,系统可以转换到手动操作。

(3)实施的具体内容和技术路线

通过放矿系统连续自动均衡控制浸出过程给矿,自动化仪表动态监控过程数据,保证洗涤效率、工艺材料的消耗及指标的最优化。

达到的技术性能指标

该系统运行稳定、可靠,明显地提高了浓密机的作业效果,杜绝了积矿、跑浑和压耙子事故的发生。洗涤率提高0.5%左右,脱药效果和浸出指标都有明显提高。该系统应用后节电效果特别显著;通过稳定控制、避免氰化钠的大幅波动造成的挥发,有利于周边环境保护,该系统的应用提高了生产指标,大大地减轻了工人的劳动强度,改善了工人的操作条件,提高了企业的设备装备水平。2

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学

均匀放矿

图文简介

均匀放矿是崩落采矿法中采下的矿石在崩落围岩覆盖下放至出矿巷道的流动过程和放出作业。