自20世纪60年代无底柱分段崩落法引入我国以来,凭其安全性好,回采效率高、成本低等优点,已经在我国地下金属矿山广泛应用。但是该法存在一个较为严重的问题,也是困扰着采矿界专家学者的难题之一,即矿石贫化非常严重。产生矿石贫化的主要原因是放矿过程中矿岩直接接触,造成废石混入面大,混入机会多。如果不合理的控制废石的混入,将造成矿山企业的一级产品质量下降,二级产品处理的费用增加。采场结构参数组合的选择合理与否也是影响矿石回收指标的因素之一,合理的采场结构参数会给矿山带来丰盈的经济效益,相反,不合理的结构参数组合会增大采出矿石的贫化率,减小回收率等指标。因此,为提高矿山企业总体经济效益,有必要对采场结构参数进行优化研究。本论文的课题是针对大红山铁矿矿石贫化损失严重,矿石回收率较低等问题而提出的,大红山铁矿一期采用20×20的大结构参数之后,矿石损失贫化问题尤为突出。针对大红山铁矿这一问题展开如下研究:1、在实验室进行单体放矿实验,采用单放矿口进行放矿,由标志颗粒放出的顺序及达孔量绘制出放出体形态,并对放出体进行回归拟合得出矿石散体流动参数:α=1.814;β=0.179;α1=1.535;β1=0.313;k=0.192,利用经验公式法和散体流动有效带法初步确定大红山铁矿进路间距为23.8m和崩矿步距为5.2~5.5m。2、采用正交试验设计表L9(34)安排9组不同结构参数组合的放矿方案,并采用多分段立体放矿模型进行室内实验放矿,实验矿岩取自于矿山取样部,在放过过程中分别进行低贫化和现行截止品位放矿,确定矿山放矿截止品位为18%,并初步得出当分段高度为30m、进路间距为25m或20m、崩矿步距为4.5~5.5m时,矿石回收指标取得较好。3、通过PFC计算机仿真模拟,分别建立不同结构参数组合的放矿模型,放矿过程中,采用低贫化和截止品位矿两种放矿方式严格控制放矿,当放出矿石与废石质量之比达到设定截止条件时,停止放矿,分别记录放出矿岩球体个数并保存,然后对放出数据和结果进行统计分析,得出分段高度×进路间距为30×25m的结构参数其放矿所得回贫指标优于30×20m。综合分析对大红山铁矿进行单体放矿、多分段立体放矿实验和数值模拟的研究结果,确定了矿山低贫化放矿方案,提出适宜大红山铁矿采场结构参数为:分段高度30m、进路间距25m、崩矿步距5.2~5.5m、进路巷道尺寸6.1×4.1m(宽×高)。