无底柱分段崩落法以其工艺安全简单、机械化程度高等优点在国内外矿山得到广泛使用,但是该采矿方法的典型特征是在覆岩下出矿,存在十分严重的矿石损失贫化问题。所以,为了改善矿石资源的回收效益,改进工艺参数、优化采场结构等一直是有关这种采矿方法的重要研究课题。以鄂东程潮铁矿为工程背景,以提升矿石回收效益为出发点,提出了三个方面的研究内容,包括矿石散体的流动规律和贫化损失机理研究、端部放矿放出体理论剖面形态研究及低贫化放矿的实现途径研究。首先,进行端部单进路放矿相似试验,通过标记颗粒的方法测试放矿空间上达孔量值的分布情况,并基于达孔量曲线绘制放出体剖面形态;分析放出体实验形态并结合基于Bergmark-Roos方程的放矿理论,推导出端部放矿条件下放出体的理论形态公式,将结果与随机介质理论进行对比;紧接着通过颗粒流数值模拟软件,按照截止品位和低贫化放矿的原则分别进行放矿数值模拟,探索不同放矿方式下矿石的损失贫化机理;最后,结合上述研究结论,通过优化放矿条件及放矿管理办法,制定可靠的低贫化开采方案。研究结果发现,端部放矿条件下放出体呈上宽下窄的近似椭球缺,端壁对散体流动起阻碍作用;基于Bergmark-Roos方程推导的放出体剖面理论形态与随机介质理论相比,方程更加简明、参数物理意义更加明确,有利于实际应用。结合上述研究成果,总结低贫化放矿现存问题,提出了适应于低贫化放矿的采场结构参数优化方法,构建放矿总量和放出矿石平均品位关系式,达到通过控制放矿量就可以控制出矿品位的目的,形成可靠的低贫损开采方案。