1.一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。