[00876057]无底柱分段崩落法理论创新与核心技术工程应用

项目所属科学技术领域：采矿工程技术领域。该项目是国家科技支撑计划课题“地下矿山新型崩落采矿技术与应用（编号：2013BAB02B08)”的主要研究内容。针对无底柱分段崩落法普遍存在的损失贫化大的技术难题，开展了以下研究工作。（1)回采过程各环节相互关系研究。通过对无底柱分段崩落法回采过程各环节的研究，首次提出了崩落体的概念，并以崩落体为核心，将回采过程各环节作为一个有机整体进行了研究，建立了崩落体、放出体、松动体三者之间关系的数学模型。崩落体形态及其崩落体形成机理研究。（2)首次进行了崩落体形成过程的实验室模拟研究，揭示了崩落体形成机理，得出了崩落体的实际形态，提出了用放出性来衡量崩落体的形态优劣。建立了崩落体形成过程的耗散函数。并应用PFC2d数值软件模拟研究崩落体形状和放矿过程中崩落体的状态变化。（3)松散覆盖岩层自然分级研究。提出了自然分级的概念，通过理论研究与实验研究，证实了自然分级的存在，并研究了其对放矿的影响。指出松散覆盖岩层块度组成是影响自然分级的主要因素。（4)崩落体形态的控制研究。创立了以崩落体为核心的系统优化理论。研发了崩落体控制技术，确定了其形态、特征及其在回采系统中的决定性作用，通过调整系统状态参数，使崩落体的放出系数最大。（5)废石混入控制技术研究进行了覆盖岩层自然分级研究，证实了自然分级现象及其对矿石损失贫化的影响。通过控制矿岩接触带相对粒度，成功研发了废石混入控制技术。（6)研究成果在鞍钢弓长岭地下铁矿、眼前山铁矿得到成功应用，回采技术指标明显改善，经济效益和社会效益显著。项目特点：以首次提出的崩落体为核心，通过研究崩落体的形态、特征和形成机理以及与放出体、松动体之间的关系，将回采过程各环节作为一个有机整体进行系统研究和优化。创立了以崩落体为核心的系统优化理论，研发了崩落体控制技术、矿岩接触带废石混入控制技术。2014年8月31日项目通过中国钢铁工业协会鉴定，专家认为“成果创新性强，实现了理论与技术的重大突破，整体技术水平达到了国际领先水平。”成果在弓长岭地下铁矿、眼前山铁矿得到成功应用，回采技术指标明显改善，经济效益和杜会效益显著。该研究成果有效地解决了冶金地下矿山应用无底柱崩落法开采的高损失、高贫化的问题，开辟了降低矿石损失贫化的新途径，具有广泛的推广应用前景。