[科普中國]-均勻放礦

均勻放礦是崩落采礦法中采下的礦石在崩落圍巖覆蓋下放至出礦巷道的流動過程和放出作業(yè)。

概念均勻放礦屬于崩落采礦法中的采礦步驟之一，負責將采下的礦石在崩落圍巖覆蓋下放至出礦巷道。隨著分段和階段崩落法的廣泛應(yīng)用，20世紀40年代蘇聯(lián)學(xué)者首先提出放出體概念，50年代提出橢球體放礦理論，60年代應(yīng)用振動放礦技術(shù)。20世紀60年代以來，許多國家都在利用物理模型法、數(shù)學(xué)分析法和電子計算機模擬法研究放礦問題。放礦研究的主要問題包括：崩落覆巖下放礦的礦巖運動規(guī)律、放礦過程中礦石損失和貧化的機理及降低損失、貧化的技術(shù)措施（見貧化率、回采率）、優(yōu)選崩落采礦法的合理結(jié)構(gòu)參數(shù)和放礦制度、研制高效率放礦設(shè)備等。

自崩落礦塊底部的一個放出孔放礦時，放出的崩落礦巖原來占據(jù)的空間，叫做放出體。因其形狀類似幾何學(xué)上的截頭旋轉(zhuǎn)橢球體，所以也稱放出橢球體。放出體表面上的顆粒，在某一間隔時間內(nèi)，隨機地先后到達放出孔。在放出過程中，放出孔上面的松散崩落礦巖發(fā)生二次松散。二次松散體隨礦石放出而擴大，其形狀也類似截頭橢圓體，故稱松散橢球體。它的體積約為相應(yīng)放出體的體積的15倍。在放出過程中，松散體內(nèi)的礦巖接觸面逐漸彎曲呈漏斗形。純礦石放出體內(nèi)的礦石全部放出時，彎曲的礦巖接觸面的最低點正好到達放出孔，這時形成的漏斗形接觸面，稱放出漏斗。再繼續(xù)放礦，將放出貧化礦石。無底柱分段崩落法，自回采進路端部放礦，基本符合單放出孔放礦規(guī)律，但是，崩落礦巖的運動受端壁影響，放出體形狀發(fā)生畸變。

放礦有底柱崩落法，自底柱的多個放出孔放礦時，各放出孔之間將互相影響。如各放出孔間距相等,礦巖接觸面水平，自各放出孔等量順次放礦時，礦巖接觸面可基本保持水平下降，直到某一極限高度。繼續(xù)放礦，接觸面逐漸發(fā)生彎曲。彎曲礦巖接觸面的最低點到達放出孔時開始貧化。如不采取等量順次放礦制度，水平礦巖接觸面將在到達極限高度前就開始彎曲，這將使貧化提前，礦石損失增大。因此多放出孔放礦時，應(yīng)選取合理的放礦制度，使礦巖接觸面盡量保持水平，均勻下降。

貧化開始后，放出礦石的品位逐漸降低。放出礦石品位達到截止品位時停止放礦。如礦巖接觸面是水平和垂直的，可用計算法確定礦塊的最優(yōu)放礦制度和結(jié)構(gòu)參數(shù)。礦巖接觸面的形狀比較復(fù)雜時，需用模型試驗法對比幾個方案，然后擇優(yōu)選取。近年正試用電子計算機模擬和解析計算法來解決這類問題。1

意義預(yù)防采場冒頂片幫事故在采礦作業(yè)中，最常見的事故是冒頂片幫，約占采礦作業(yè)事故的40%以上。分析該類事故的原因主要是：

1．采礦方法選擇木—合理，頂板管理方法不當如采場布置方式與礦床地質(zhì)條件不適應(yīng)，采場階段太高，礦塊太長，頂幫暴露面積太大，時間過長，加上頂板支護、放頂時間選擇不當，都容易發(fā)生冒頂事故。天井、漏斗布置在礦體上盤或切割巷道過寬都容易破壞礦體及圍巖的完整，產(chǎn)生片幫事故。

2．作業(yè)人員疏忽大意，檢查不周根據(jù)冒頂傷亡事故分析，只有極小部分的事故是由于較大型冒落引起的，大多數(shù)都屬于局部冒落及浮石傷人，且多發(fā)生在爆破后1～2小時內(nèi)。這是因為巖石受爆破的沖擊和震動作用后，有些發(fā)生松動和開裂的巖石，稍受震動或時間一長馬上就會冒落。這時如果正好有人站在下面，將被擊中。所以在放炮后應(yīng)加強對采場頂幫的檢查和處理。另外，在節(jié)假日前后或停工時間較長后，恢復(fù)生產(chǎn)時，也應(yīng)加強對頂幫的檢查和處理。

3．處理浮石操作方法不當由于處理浮石操作不當所引起的冒頂事故，大多數(shù)是因處理前對頂板缺乏全面、細致的檢查，沒有掌握浮石情況而造成的。如操作時撬前面的，后面的冒落；撬左邊的，右邊的冒落；撬小塊的浮石，卻引起大面積冒落等。有時因為操作工人的技術(shù)不熟練，處理浮石時站立位置不當，當浮石下來時無法躲避而造成事故。也有一些事故是由于違反操作規(guī)程，冒險空頂作業(yè)，違章回收支柱而造成的。

4．地質(zhì)情況變化，自然條件不好如在采礦體中有小斷層、裂隙、溶洞、軟巖、泥夾層、破碎帶、裂隙水等等，都容易引起冒頂片幫，在開采中要特別注意。

5．地壓活動的影響有些礦山在開采后對采空區(qū)未能及時有效地處理，隨著開采深度不斷增加，礦山的生產(chǎn)區(qū)域不同程度地受到采空區(qū)地壓活動的影響，容易導(dǎo)致井下采場和巷道發(fā)生大面積冒頂片幫事故。

礦山濃密機自動均勻放礦系統(tǒng)改造應(yīng)用研究背景濃密機是黃金礦山選礦、氰化工藝中用于脫水、脫藥、洗滌的主要設(shè)備。濃密機放礦一直是選冶廠難以控制和管理的問題。采用傳統(tǒng)的人工放礦不僅操作條件差，而且人工檢測排礦濃度不及時、不準確。管理稍有放松就會出現(xiàn)濃密機積礦、溢流跑渾甚至壓耙子等事故。放礦濃度時常偏高偏低，造成流程波動，不能滿足生產(chǎn)中恒定濃度連續(xù)放礦的要求。影響脫藥、浸出和洗滌的作業(yè)效果。所以對濃密機放礦過程進行自動檢測與控制是提高選冶廠技術(shù)水平和管理水平的有效途徑。

國內(nèi)相關(guān)技術(shù)(或產(chǎn)品)發(fā)展水平、現(xiàn)狀：國外濃密機自動均勻放礦等氰化浸出過程控制相對做得完善一些，但國內(nèi)氰化廠，過程動態(tài)控制水平起點相對還較低。氰化廠濃密機自動均勻放礦系統(tǒng)改造控，有一小部分設(shè)備在氰化廠運用，但在氰化廠全面系統(tǒng)化應(yīng)用則很少。該項目完成后對浸出過程的礦漿的均衡穩(wěn)定，從而最優(yōu)化生產(chǎn)指標及材料消耗，有一定的推廣價值。

自動均勻放礦系統(tǒng)實施方案（1）技術(shù)特點、關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵工藝

自動放礦屬于氰化過程控制的一部分，關(guān)鍵在于在線實時檢測排礦濃度，通過其變化進行動態(tài)控制。

（2）產(chǎn)品外觀形狀圖、結(jié)構(gòu)圖和原理工藝(見圖1)

①系統(tǒng)工作原理：本系統(tǒng)設(shè)計要達到的目標是實現(xiàn)濃密機自動恒定濃度連續(xù)放礦，排礦濃度為主控參數(shù)。由核子濃度計在線實時檢測排礦濃度，濃度信號送到控制微機，微機根據(jù)排礦濃度的高低，利用人工智能原理對濃密機放礦泵進行變頻控制調(diào)節(jié)。當檢測排礦濃度偏高時，微機控制變頻器頻率對放礦泵提高轉(zhuǎn)速和調(diào)節(jié)閥門加大開度以提高放礦量，當檢測排礦濃度偏低時，微機控制放礦泵降低轉(zhuǎn)速和調(diào)節(jié)閥門減小開度以減少放礦量，從而實現(xiàn)恒定濃度連續(xù)放礦。

②系統(tǒng)組成：檢測部分由核子濃度計分別檢測4臺濃密機的實時排礦濃度。工業(yè)微機完成放礦過程的監(jiān)視、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、異常報警、過程控制執(zhí)行部分根據(jù)現(xiàn)場需要，能自壓放礦的選用電動調(diào)節(jié)閥，不能自壓放礦的選用變頻器，調(diào)節(jié)器、濃度計組成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。濃度計實時監(jiān)控濃度的變化，當濃度變化時，變頻器接受微機控制信號通過調(diào)節(jié)器驅(qū)動放礦泵電機進行調(diào)速，從而確保放礦的連續(xù)均勻與穩(wěn)定。為確保系統(tǒng)運行的可靠性，集中控制柜上設(shè)有手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)和放礦濃度顯示儀表，一旦微機出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)換到手動操作。

（3）實施的具體內(nèi)容和技術(shù)路線

通過放礦系統(tǒng)連續(xù)自動均衡控制浸出過程給礦，自動化儀表動態(tài)監(jiān)控過程數(shù)據(jù)，保證洗滌效率、工藝材料的消耗及指標的最優(yōu)化。

達到的技術(shù)性能指標該系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，明顯地提高了濃密機的作業(yè)效果，杜絕了積礦、跑渾和壓耙子事故的發(fā)生。洗滌率提高0.5%左右，脫藥效果和浸出指標都有明顯提高。該系統(tǒng)應(yīng)用后節(jié)電效果特別顯著；通過穩(wěn)定控制、避免氰化鈉的大幅波動造成的揮發(fā)，有利于周邊環(huán)境保護，該系統(tǒng)的應(yīng)用提高了生產(chǎn)指標，大大地減輕了工人的勞動強度，改善了工人的操作條件，提高了企業(yè)的設(shè)備裝備水平。2

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

陳紅 - 副教授 - 西南大學(xué)