發(fā)布時間：2023-09-19 17:52:19
序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇鐵礦采礦方法，期待它們能激發(fā)您的靈感。
伊吾縣寶山鐵礦是一個建成生產(chǎn)多年的小型磁鐵礦礦山，自建礦以來對礦山范圍內(nèi)的7個礦體進行了開采，其Fe1號礦體規(guī)模最大，為主礦體，采用豎井開拓方式、普通淺孔留礦采礦法進行開采。由于斷層構(gòu)造，使Fe1號礦體西南段往主礦體下盤錯動18～22m，該段礦體的三～五中段已經(jīng)基本開采完畢。西南段剩下的一～二中段的礦體是被斷層錯動距離較大的部分，為一相對獨立礦段，現(xiàn)改稱西南礦體，采用斜井開拓方式，作為一個單獨的生產(chǎn)系統(tǒng)，劃分為兩個中段：在提升斜井內(nèi)以甩車道車場方式連接開拓613m中段（一中段），再往下開拓580m中段（二中段），中段高度為33～40m。
西南礦體受斷層錯動影響，礦體較Fe1礦體變緩，為傾斜中厚礦體。普通淺孔留礦法明顯不適宜開采該礦體。合理的采礦方法的選擇，對礦山的順利生產(chǎn)和獲取經(jīng)濟效益具有重要意義。
2、地質(zhì)概況與開采技術(shù)條件
西南礦體由1號和3號勘探線及后期加密的+1、―3、+3號勘探線控制，探明礦體側(cè)伏于地表3～18米以下，控制礦體長50米，控制礦體斜深140米。礦體產(chǎn)狀：傾向320°，傾角38°-45°，形態(tài)為透鏡狀及似層狀，厚度較穩(wěn)定，且由北東向南西逐漸變薄、變貧，平均厚度8.24-米，平均品位42.69%。
礦體圍巖主要為角巖、蝕變凝灰?guī)r，次有石榴矽卡巖和花崗巖，頂?shù)住鍘r石具有致密堅硬和孔隙率、吸水性、抗拉強度小、拉壓強度大的特點，礦巖硬度系數(shù)8-12。工程地質(zhì)條件良好，礦體頂、底板巖石具有較大的強度和較好的穩(wěn)定性；巖石的體重2.6t/m3，礦巖松散系數(shù)為1.6；礦石的體重4.33t/m3，松散系數(shù)1.6，礦石一般自然安息角45°；水文地質(zhì)簡單；環(huán)境地質(zhì)簡單，地表為荒漠戈壁，允許陷落。
3、采礦方法的選擇與應用
3.1合理的采礦方法除應保證作業(yè)安全、經(jīng)濟效益好、工藝簡單，還需滿足寶山鐵礦生產(chǎn)經(jīng)營的實際需要：
（1）采選規(guī)模擴大，F(xiàn)e1主礦體生產(chǎn)能力已不能滿足礦山的生產(chǎn)需要，西南礦體需盡快投產(chǎn)。
（2）寶山鐵礦為小型礦山，近年來鐵礦市場不景氣，要求西南礦體盡量使用現(xiàn)有的機械、電力及其它輔助設(shè)備設(shè)施，以減少成本。
3.2根據(jù)礦體賦存情況、開采技術(shù)條件和礦山具體實際，西南礦體采用分段淺孔留礦法對一中段礦體進行了開采，即將一中段礦體劃分為兩個小分段，結(jié)合淺孔留礦法原有的工藝進行回采。
采場沿走向布置，長50米，階段高度40米，分段高度15米，間柱4米，平底結(jié)構(gòu)，漏斗間距6米，分段沿走向布置電耙道，電耙道端部布置溜井出礦。回采時結(jié)合普通淺孔留礦法采礦工藝，采出的底板以下廢石盡量單獨放出。
用此采礦方法開采有以下優(yōu)點：（1）利用礦山原有的電力、壓氣等設(shè)備即能滿足生產(chǎn)需要。（2）采準切割量小，投入生產(chǎn)快，使礦山生產(chǎn)順利接續(xù)。（3）回采工藝簡單，工人易掌握。（4）人為增加采礦傾角，回采率得到提高。但在開采過程中存在以下問題：（1）上下分段放礦管理難度大，平場、頂板管理難度大。（2）礦體傾角較緩，采寬大于10米，上盤應力過大，工人在較大暴露面下作業(yè)，安全性。（3）采廢（巖石）量大，貧化率增加。
3.3針對一中段開采過程中存在的問題，礦山生產(chǎn)技術(shù)部決定在二中段尋求更加安全經(jīng)濟，便于管理的采礦方法。考慮礦山實際情況，經(jīng)過多方案對比，選擇分段礦房法對二中段礦體進行開采。
采場沿走向布置，走向長度50m；間柱4m，底柱4m.塊段之間不留頂柱。中段高度為33m，結(jié)合鑿巖設(shè)備（YGZ-90）配TJ-25鉆架，為確保所有孔都控制在20m以內(nèi)的有效鑿巖長度，礦塊分段高度為11m。
礦體兩端各布置有兩個行人天井與各分段聯(lián)系，鑿巖巷道布置在礦體下盤脈外，通過出礦穿與電耙道（運輸巷）聯(lián)通；切割天井布置在礦體中間，每個分段由切割橫巷與切割天井聯(lián)通。回采自上而下，以切割槽為自由面，后退式回采，孔徑65mm，最小抵抗線w=2m，孔底距1.5m，排距1.2m。回采時上分段超前下分段3-5排眼。一分段只爆破不單獨設(shè)電耙道，爆破后礦石靠重力自溜至二分段，經(jīng)溜井放至中段運輸巷道中。
用此采礦方法開采相對分段淺孔留礦法：（1）作業(yè)條件好，安全管理難度較小，人員不在大面積礦體頂板下作業(yè)，安全性好。（2）作業(yè)集中，勞動生產(chǎn)率高，生產(chǎn)能力大，放礦管理簡單。（3）采廢（巖石）量較小且可回收一中段采場底柱。
3.4兩種采礦方法的技術(shù)經(jīng)濟指標
4、結(jié)論
寶山鐵礦西南礦體屬于傾斜中厚礦體，應用上述兩種采礦方法均能充分回收資源、確保回收質(zhì)量和安全；采用分段淺孔留礦法，由于采準工程量小，較快投入了生產(chǎn)，解決了礦山生產(chǎn)接續(xù)的問題，但綜合考慮安全性及生產(chǎn)效率，采用分段礦房法對該礦體進行開采更加合理。上述采礦方法在寶山鐵礦的成功應用為企業(yè)獲得了較好的經(jīng)濟效益，為開采類似礦體積累了一定的經(jīng)驗，但今后還需加強以下幾方面的工作：
（1）、不斷總結(jié)頂板管理經(jīng)驗，采取科學的輔助觀測手段，保證在分段淺孔留礦法開采的礦房中作業(yè)人員的安全。
（2）、加強施工指導和生產(chǎn)管理，提高采掘效率，降低廢石混入率。
（3）、在回采中應加強塊度控制，盡量減少二次爆破。
（4）、進一步加強綜合研究，總結(jié)采礦方法在實際應用中的優(yōu)缺點，不斷探索，努力創(chuàng)新，尋得更加適用于本礦山的采礦方法。
參考文獻：
（1）、《采礦手冊》編輯委員會.采礦手冊（第四卷）.北京：冶金工業(yè)出版社，1990.
（2）、《新編礦山采礦設(shè)計手冊》編委會.新編礦山采礦設(shè)計手冊（礦床開采卷）.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2007.
【關(guān)鍵詞】采礦新技術(shù)，鐵礦開采，采礦技術(shù)，開采方法
中圖分類號：TD43文獻標識碼： A
一.關(guān)于我國鐵礦礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀的分析
我國鐵礦資源豐富，分布范圍較廣，其鐵礦礦床的種類也是很多的，比如接觸交代熱液型礦床、沉積變質(zhì)型礦床、巖漿型礦床等，這些礦床都具備各自的特點，有著不同的地域分布。沉積變質(zhì)型鐵礦的分布是比較廣泛的，主要分布在華北區(qū)域，鞍山式鐵礦是它的最主要的部分。我國的東部區(qū)域分布較多的接觸交代熱液型鐵礦，磁鐵礦是它最重要的組成部分。目前來看，我國鐵礦儲量及其豐富，接觸交代熱液型礦產(chǎn)是分布較為廣泛，數(shù)量較多的資源。沉積變質(zhì)礦的分布次之，至于巖漿性礦產(chǎn)，它的分布范圍較低，屬于貧礦資源。我國礦產(chǎn)總量豐富，但是相關(guān)原料是非常缺乏的。
二、新形勢下鐵礦開采工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及其背景
鐵礦資源是極其寶貴的不可再生資源,資源的丟失是最大的浪費。但是，綜合目前我國的鐵礦情況來看，國有大型鐵礦在生產(chǎn)能力的設(shè)計和服務(wù)年限的選擇上都有很大不同,與實際開采過程及開采階段之間存在著很大差異。這種狀況主要是由以下原因造成的，第一，生產(chǎn)規(guī)模在社會發(fā)展和社會需求以及資源量不斷變化的過程中也在發(fā)生不斷變化。第二，地質(zhì)條件在開采的過程中也會發(fā)生變化。第三，采礦工藝的不斷改進以及采礦技術(shù)的不斷發(fā)展。第四，鐵礦資源回收率在技術(shù)不斷改進的過程中發(fā)生了變化。大多數(shù)鐵礦在經(jīng)過技術(shù)改造、采用先進的采礦工藝和采礦技術(shù)后,提高了礦井生產(chǎn)能力,縮短了礦井服務(wù)年限。
三、鐵礦礦產(chǎn)開采技術(shù)的系統(tǒng)剖析
（1）露天開采的模式更加注重采礦系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)運行。它是在敞露條件下，實現(xiàn)對采礦資源的有效開發(fā)。其系統(tǒng)環(huán)節(jié)分為四個部分，主要為穿孔爆破環(huán)節(jié)、采裝環(huán)節(jié)、運輸環(huán)節(jié)以及排土環(huán)節(jié)。學會運行合理的露天開采方式是很必要的，這需要我們根據(jù)具體開采環(huán)境而具體實施相應方式。在處理開采面積廣泛、儲量豐富的礦物資源的時候，我們需要進行剝離環(huán)節(jié)的開展，在此其中，我們要利用陡幫分離的開采方式進行具體施工，并結(jié)合分期開采模式，確保分期剝離環(huán)節(jié)與集中擴幫環(huán)節(jié)的有效運行。（2）陡幫開采方式是一種應用廣泛的開采技術(shù)，這種方式能夠有效促進工程綜合效益的提升。它突破了傳統(tǒng)緩幫開采的局限性，實現(xiàn)對鐵礦石成本的有效控制，有利于降低鐵礦石初級階段的投資成本，有利于采礦工作的質(zhì)量效率的提升。陡幫開采技術(shù)的優(yōu)勢是非常明顯的，它是一種在露天開采環(huán)節(jié)中進行成陡剝巖幫的開采模式，幫的跛角的構(gòu)成因素是影響該技術(shù)順利開展的重要原因。
為了實現(xiàn)陡幫開采方式的順利運行，我們需要加深對其技術(shù)條件的認識。針對不同的施工環(huán)節(jié)，結(jié)合自身技術(shù)設(shè)備的優(yōu)勢，保證陡幫開采模式的順利運行。比如在保證采礦技術(shù)設(shè)備穩(wěn)定運行的前提下，進行工作平盤寬度的減小，以確保相應工作環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運行。在正常生產(chǎn)采礦 環(huán)境下，實現(xiàn)對平盤數(shù)量的減小。在保證平盤數(shù)量穩(wěn)定的情況下，進行平盤寬度的有效減少。在保證鐵礦礦產(chǎn)模式正常的前提下，進行生產(chǎn)作業(yè)線長度的延長，水平推進速度的降低，以有效提高采礦環(huán)節(jié)的工作效率。（3）地下開采環(huán)節(jié)的應用對于礦產(chǎn)資源的有效開發(fā)是很有必要的，它主要是一種從地下鐵礦礦產(chǎn)中開采礦石的技術(shù)。一般來說，它分為四個環(huán)節(jié)，分別是礦床開拓環(huán)節(jié)、采準環(huán)節(jié)、切割環(huán)節(jié)以及回采環(huán)節(jié)。鐵礦礦產(chǎn)地下開采方式也是很多的，比如自然支護開采法的應用，通過對礦柱的支撐能力與巖石本身穩(wěn)固性的有效應用，實現(xiàn)日常地下開采工作的順利進行，對回采過程中的采礦空區(qū)進行有效操作。這種開采方式是相對簡單的，有利于日常的機械操作，它的開采成本也是相對較低的。與此同時，這種開發(fā)方式不可避免的存在著弊端，比如對大量礦柱的保留，導致鐵礦石的較低的回采率。人工支護采礦方法也是應用比較廣泛的方法，它主要應用于采空區(qū)域的日常維護，依靠充填的方式進行具體作業(yè)應用，以實現(xiàn)不穩(wěn)定鐵礦礦產(chǎn)的有效利用。這種采礦法具備高回采率、高適應性、其安全作業(yè)性強，也不可避免的導致作業(yè)成本的上升，不利于簡化日常的作業(yè)工序。
（4）無底柱分段崩落法，也是我們經(jīng)常運用的一種開采模式，這種技術(shù)方法的使用需要符合一定的條件，比如鐵礦石中等以上的穩(wěn)固性，其地表與圍巖環(huán)境可以進行崩落，鐵礦石礦體的急傾斜厚等。這種開采方式也存在一定的弊端，這是在所難免的，每一種開采技術(shù)都有它占優(yōu)勢的一面，也有不完善的一面。為了實現(xiàn)對開采技術(shù)的有效使用，我們需要根據(jù)礦產(chǎn)的實際情況，進行相應采礦技術(shù)的具體應用，以有效促進采礦作業(yè)的良好運作。為了促進礦產(chǎn)開采的發(fā)展，我們需要明確以下方面，在開采過程中，我們要加強對通道的有效支付，促進該通道的穩(wěn)定性，有利于整體施工環(huán)境的穩(wěn)定。與此同時，我們也要根據(jù)鐵礦的巖層特征，進行相關(guān)操作的運行，確保通道環(huán)節(jié)的穩(wěn)定發(fā)展。
四、新形勢下的鐵礦開采中的采礦技術(shù)分析
1.優(yōu)化開采布置
伴隨著科技的不斷進步，為了適應時代的發(fā)展，在鐵礦開采中采用新技術(shù)可以提高生產(chǎn)效率節(jié)省資源，因此鐵礦開采也在不斷的更新和優(yōu)化開采技術(shù)，進而使得開采水平得到有效提高。通過對現(xiàn)有的采鐵技術(shù)和開采布置進行改進和完善，可以提高生產(chǎn)效益，在最大限度上實現(xiàn)開采效益，要加大對開采巷道布置、鐵礦的地質(zhì)條件以及技術(shù)評價體系的專家系統(tǒng)的研究，這樣才能從根本實現(xiàn)他們之間最合理優(yōu)化的匹配，進而實現(xiàn)在最大程度上獲得開采效益。可以通過這樣的方法來實現(xiàn)：第一，不斷優(yōu)化開拓部署和巷道布置系統(tǒng)，不斷對采取和工作面的參數(shù)進行優(yōu)化；第二，對集中準備和回采的關(guān)鍵核心技術(shù)加大研究力度，降低巖巷的掘進率，盡量增多回采的開采量，進而使得毛石的含量在最大程度上減少；第三，盡量對毛石在井下直接處理，這樣在很大程度上可以降低能耗、減少污染并能實現(xiàn)對環(huán)境的保護，可以使得生產(chǎn)系統(tǒng)得到優(yōu)化，同時還為高產(chǎn)高效集中開采提供了保證，因此對該方面應該引起足夠的重視。
2.建立“采礦自動化“系統(tǒng)
目前，國內(nèi)鐵礦山行業(yè)采礦自動化系統(tǒng)的建立已是大勢所趨，礦山通過采礦自動化系統(tǒng)的建立得以實現(xiàn)資源消耗最低、產(chǎn)量最大化、提高工作和生產(chǎn)效率、加強采礦管理等目標，同時通過采礦自動化系統(tǒng)與選礦自動化、辦公自動化、管理自動化等系統(tǒng)的連接，大力提高礦山企業(yè)的核心競爭力。
3.優(yōu)化巷道布置，減少毛石排放的開采技術(shù)
現(xiàn)有的鐵礦開采方法的布置需要有新的改變，主要是為了實現(xiàn)采礦效益的最大化，研究開發(fā)鐵礦地質(zhì)條件開采巷道布置及工藝技術(shù)評價體系專家系統(tǒng)，保證采礦方法、開采布置等互相適應。推廣毛石充填、嗣后一次充填等采礦方法，毛石不需要運出地面，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，同時實現(xiàn)采掘與充填同步發(fā)展，這樣就能大大提高生產(chǎn)效率。重點研究高產(chǎn)高效礦井，開拓部署與巷道布置的系統(tǒng)優(yōu)化，減化巷道布置，完善采區(qū)的工作參數(shù)，研究集中開拓，挖掘集中準備、集中回采的關(guān)鍵技術(shù)，降低采掘比；研究毛石在井下直接處理、作為充填材料的技術(shù)，這畢竟是一項減少污染的有效措施，還是減化生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵，能提高鐵礦的集中化生產(chǎn)水平，提高開采效益。
參考文獻：
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[2]陳敏，鄭偉強.無底柱分段崩落采礦法的損失、貧化問題探討[J].南方金屬，2007，（11）
Abstract： This paper analyzes the mining technical conditions of V1， V2， V3 ore bodies in a iron mine， and obtains the conditions of the good stability of the ore rock and the condition of the ore body to meet the low-angle dip to dip thin ore body. According to the mining of the coal mine is difficult， the mining method is difficult to determine， mining management is difficult and other problems， a comprehensive mining method is proposed in which the mining face is arranged along the inclined direction or pseudo inclined direction of the ore body. Through the study of stope structure parameters， mining technology， ventilation lines， it is concluded that the comprehensive mining method is suitable for the mining of the low-angle dip to dip thin ore bodies.
關(guān)鍵詞： 緩傾斜至傾斜；薄礦體；全面采礦法；回采工藝；采場通風
Key words： low-angle dip to dip；thin ore body；breast stoping；stoping technology；stope ventilation
中圖分類號：TD863 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）09-0147-03
0 引言
礦體是礦物的聚合體，其是地質(zhì)作用的結(jié)果，由于影響礦體形成的因素眾多，最終導致礦體的特征、賦存狀態(tài)、賦存環(huán)境存在差異。為確保安全開采，需根據(jù)礦床的開采技術(shù)條件選擇適宜的采礦方法，以便降低采礦成本，提高礦山經(jīng)濟效益。不同類型、不同開采技術(shù)條件的礦體，其適宜的采礦方法也不同。礦巖穩(wěn)固性較好時采用空場法進行開采，如阿爾登―拓普坎鉛鋅礦[1]、雷家寨銅多金屬礦[2]、謙比西銅礦[3]等；礦巖穩(wěn)固性差時采用崩落法進行開采，如張家洼鐵礦[4]、銅坑礦[5]、羊耳山鐵礦[6]等；地表不允許塌陷或有需要保護的建筑物時采用充填法進行開采，如司家營鐵礦[7]、李官集鐵礦[8]、會寶嶺鐵礦[9]等；針對深部礦山，開采時還必須對深部巖石的力學特性進行研究，如冬瓜山銅礦開采時需研究深部巖石處于頻繁動態(tài)擾動狀態(tài)下的動力學特性[10-12]。
綜上所述，礦山開采時，尤其是地下礦山開采時，需要選擇適宜的采礦方法。緩傾斜至傾斜薄礦體開采時，常遇到出礦難度大、采礦方法難以確定、采礦管理難度大等問題，故以某鐵礦的緩傾斜至傾斜薄礦體為研究對象，研究適宜該特征礦體開采的采礦方法。
1 V山地質(zhì)概況
為研究緩傾斜至傾斜薄礦床的采礦方法，選擇某鐵礦為研究對象，礦區(qū)內(nèi)礦體滿足緩傾斜至傾斜薄礦床的條件。礦山地質(zhì)是采礦方法選擇確定的前提條件，故對該鐵礦的礦山地質(zhì)進行簡要介紹。礦區(qū)在區(qū)域構(gòu)造上處于劍川-大理歹字型構(gòu)造南段，褶皺、斷裂、擠壓帶構(gòu)成了極其復雜的構(gòu)造組合體，其中斷裂密集，以高角度壓性斷裂為主，張性和壓扭性斷裂次之，構(gòu)造線總體呈北西向平行展布。礦區(qū)出露地層主要有三疊系上統(tǒng)祥云組（T3x）、馬鞍山組（T3m）和三疊系中統(tǒng)云南驛組（T3y）。礦區(qū)范圍內(nèi)構(gòu)造簡單，為單斜構(gòu)造，且褶皺不發(fā)育。礦化強弱與巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育程度成正相關(guān)系，當兩組節(jié)理、裂隙發(fā)育時，鐵礦呈似層狀和透鏡狀產(chǎn)出。
2 開采技術(shù)條件
2.1 礦體特征
該鐵礦床共圈定鐵礦體三個，其編號為V1、V2、V3號礦體，均以氧化礦為主，且呈透鏡狀分布。各礦體的具體特征如下：
①V1號礦體：位于礦區(qū)北東部，沿走向長180m，呈“弧”形狀。分布于三疊系上統(tǒng)馬鞍山組（T3m）的灰?guī)r中，以塊狀及蜂窩狀褐鐵礦為主。主要以似層狀及透鏡狀形態(tài)產(chǎn)出。礦體呈北東走向，傾向80°～190°，傾角在20°～25°，平均23°，為緩傾斜礦體，且平均厚度為2.09m，為薄礦體。
②V2礦體：位于礦區(qū)中部，沿走向長250m，同樣分布于三疊系上統(tǒng)馬鞍山組（T3m）的灰?guī)r中，以塊狀及蜂窩狀褐鐵礦為主。礦體的產(chǎn)出形態(tài)主要以似層狀和透鏡狀。礦體呈近南北走向，傾向85°～95°，傾角在35°～40°，平均37°，為傾斜礦體，且平均厚度為2.14m，為薄礦體。
③V3礦體：位于礦區(qū)中部，沿走向長50m，也分布于三疊系上統(tǒng)馬鞍山組（T3m）的灰?guī)r中，以塊狀及蜂窩狀褐鐵礦為主。礦體的產(chǎn)出形態(tài)仍為似層狀和透鏡狀。礦體呈近南北走向，傾向85°～95°，傾角在32°～38°，平均35°，為傾斜礦體，且平均厚度為2.20m，為薄礦體。
2.2 礦巖穩(wěn)固性
礦體圍巖及礦體頂?shù)装寰鶠楹駥訝罨規(guī)r，硬度大，物理力學性質(zhì)高，巖石的穩(wěn)固性較好，有利于礦床開采，但在節(jié)理、裂隙發(fā)育區(qū)或采空區(qū)地段巖石破碎，穩(wěn)定性差，可能塌方、冒落。該鐵礦礦體產(chǎn)于三疊系上統(tǒng)馬鞍山組（T3m）灰?guī)r中，礦體上下盤亦主要為灰?guī)r，礦體上下盤圍巖化學成分與該層段巖石化學成分無較大差別。由于礦體上下盤圍巖具有與礦體本身相同的鐵礦化，礦體與圍巖實際上呈過渡的漸變關(guān)系。總體來說礦體及圍巖的穩(wěn)定性較好，礦床工程地質(zhì)類型可劃為層狀結(jié)構(gòu)堅硬-半堅硬巖類為主的中等類型。
3 緩傾斜至傾斜薄礦體開采存在的問題
以某鐵礦為基地研究緩傾斜至傾斜薄礦體的采礦方法，需以實際工程地質(zhì)情況及礦體特征為前提進行探討。根據(jù)該鐵礦的實際生產(chǎn)經(jīng)驗，可總結(jié)出緩傾斜至傾斜薄礦體開采過程中遇到的主要難題：
①礦體傾角較緩，崩落的礦石無法自行落礦，導致出礦難度大，增加采礦成本。
②由于礦體傾角處于緩傾斜至傾斜范圍內(nèi)，導致采礦方法的選擇及回采工藝的確定難度大，如選擇多種采礦方法，則會造成礦山生產(chǎn)管理難度大。
③由于該鐵礦床存在多條礦體，對采礦方法的要求較高，造成采礦方法的設(shè)計難度大，實際開采過程中，需根據(jù)各礦體的具體特征調(diào)整采礦方法的結(jié)構(gòu)及參數(shù)。
4 采礦方法探討
4.1 采礦方法選擇
不同特征的礦體需選擇相應的采礦方法進行開采，采礦方法的選擇是礦山開采的核心工作，其決定了礦山生產(chǎn)的安全性及經(jīng)濟效益。礦床地質(zhì)條件及礦體的開采技術(shù)條件是采礦方法選擇的前提，礦體的傾角、厚度，以及礦巖的穩(wěn)固性等都是采礦方法選擇時必須考慮的因素。同時采礦方法的選擇還必須遵守安全、可靠；結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)可行；工藝成熟、管理方便；損失率及貧化率較低；生產(chǎn)能力大，勞動生產(chǎn)率高；采礦成本低、經(jīng)濟效益好等原則。由于緩傾斜至傾斜薄礦體開采時崩落礦石無法進行自溜放礦，同時作為研究對象的某鐵礦的礦巖穩(wěn)固性較好，結(jié)合該鐵礦礦床實際的開采技術(shù)條件、經(jīng)濟效益及礦山開采安全等，類比國內(nèi)相似礦山，最終確定采用全面采礦法對緩傾斜至傾斜薄礦體進行回采。針對緩傾斜、傾斜兩種傾角的礦體通過調(diào)整回采工作面的布置形式確保安全生產(chǎn)，同時采用電耙輔助運礦的方式來解決礦石出礦難的問題。
4.2 緩傾斜薄礦體采礦方法探討
該鐵礦V1號礦體傾角在20°～25°，平均23°，即傾角小于30°，且礦體厚度為2.09m，同時礦巖穩(wěn)固性都較好，故采用回采工作面沿礦體傾斜方面布置的方式進行開采。沿巖礦體走向布置礦塊，采場寬度設(shè)置為50m，根據(jù)礦體賦存標高，中段高度設(shè)置為25m，設(shè)置礦塊間柱寬2m、頂柱及底柱高2m，采場底部溜礦小井間距設(shè)置為12m。具體的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)詳見圖1。
4.3 傾斜薄礦體采礦方法探討
該鐵礦V2號礦體傾角為35°～40°，平均37°，平均厚度為2.14m；V3號礦體傾角為32°～38°，平均35°，平均厚度為2.20m，即V2、V2號礦體的傾角都大于30°，若回采工作面沿礦體傾斜方面布置，采場出礦的安全性得不到有效保障。結(jié)合礦山實際情況，同時借助類似礦山的生產(chǎn)經(jīng)驗，設(shè)置回采工作面沿礦體偽傾斜方向布置，即確保工作面的真實傾角小于30°，圖2中傾角C便是設(shè)計回采工作面的真實傾角，經(jīng)計算為25°，小于30°，滿足要求。
各采場回采工作面沿礦體偽傾斜方向布置，同時沿巖礦體走向布置礦塊，采場寬度同樣設(shè)置為50m，根據(jù)礦體賦存標高，中段高度同樣設(shè)置為25m，設(shè)置礦塊間柱寬2m、頂柱及底柱高2m，采場底部溜礦小井間距設(shè)置為12m。具體的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)詳見圖2。
4.4 采場回采及通風
①采準切割：礦塊沿礦體走向布置，同時為減少礦柱礦量和提高回采率，滿足生產(chǎn)能力及裝車運輸量的要求，中段運輸巷道采用脈外布置。首先自中段運輸平巷開掘人行材料通風井和放礦溜井，然后在礦房底部沿礦體底板（下盤）開鑿拉底平巷、接著開鑿采場上山（采場上山通地表或聯(lián)通上中段電耙道）。
②采場回采：礦塊回采的順序為后退式回采，同時根據(jù)礦體傾角大小，V1礦體的工作面沿礦體傾斜方向布置，V2、V3礦體的工作面沿礦體偽傾斜方向布置，采場內(nèi)的回采順序為從采場一側(cè)向另一側(cè)全厚推進。采場內(nèi)采用YTP26型鑿巖機進行鑿巖，鑿巖孔徑一般為36mm～44mm，孔深1.5m～2m，排距1.5m～2m。鉆孔鉆鑿完成后，采用人工裝藥的方式進行裝藥，采用非電毫秒導爆管起爆方式起爆2#巖石鑿巖進行爆破。爆破后待炮煙散凈，處理采場礦房頂、底板巖層及頂部松、浮石。最后采用2DPJ-22型電耙將崩落的礦石耙運至采場底部的溜礦小井，礦石經(jīng)溜礦小井放入中段平巷內(nèi)的0.7m3翻斗式礦車中，運出地表。
③采場通風：V1、V2、V3號礦體開采時的采礦方法都為全面采礦法，區(qū)別在于回采工作面布置的形式不同。在主風機形成風流的前提下，每個采場配制一臺JK55-2-N04型局扇輔助通風，便可確保采場的通風安全。新鮮風流經(jīng)平硐口進入中段運輸巷，經(jīng)人行通風井、拉底巷道及采場聯(lián)絡(luò)道進入采場，清洗工作面后，污風排至上中段回風平巷再抽出地表或直接排出地表。具體通風線路見圖3，圖中箭頭表示風流流向。
5 結(jié)論
以某鐵礦為研究對象，研究緩傾斜至傾斜薄礦床的采礦方法，針對礦床開采存在的問題，經(jīng)研究得出如下結(jié)論：
①分析了某鐵礦的開采技術(shù)條件及礦巖的穩(wěn)固性，得出礦體滿足緩傾斜至傾斜薄礦體的條件，同時得出礦巖穩(wěn)固性較好，有利于礦床的開采。
②提出采用全面采礦法進行開采，通過布置回采工作面的形式及采用電耙輔助運礦，有效解決了運礦難及回采工藝難管理的難題。
③探討了適用于緩傾斜及傾斜薄礦體開采的全面采礦法的結(jié)構(gòu)參數(shù)，同時分析了采場回采工藝及步驟、通風線路，得出全面采礦法適用于緩傾斜至傾斜薄礦體的開采。
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關(guān)鍵詞：地下鐵礦；設(shè)計；創(chuàng)新
Abstract: since the reform and opening up, design institute and enterprise of market economy since, from the leadership to the design staff gradually transforms the design train of thought, assume many design project, gained very great success, but due to the influence of past planned economy, walk along old road and the old set pattern malady, still very serious. I think it necessary to sum up experience and lesson foundation, meet a challenge, walk along our country underground mine design innovation road.
Key words: underground mine design; innovation;
中圖分類號：P578.4+4文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
我國地下鐵礦現(xiàn)狀及未來展望
我國十二大鋼鐵集團公司（鞍鋼、首鋼、本鋼、武鋼、包鋼、寶鋼、酒鋼、唐鋼、攀鋼、山東萊鋼、江蘇沙鋼和南京鋼鐵集團），鐵礦石自給量僅占50%左右，其余均靠進口鐵礦石維持。國內(nèi)鐵礦山建設(shè)嚴重滯后，造成鋼鐵工業(yè)因過度依靠進口礦，成本增加，整體效益呈逐年下降趨勢。在利用兩種資源政策前提下，不應忽視國內(nèi)鐵礦資源的合理開發(fā)。
我國鐵礦資源量約為631億噸，排名世界前五名，屬鐵礦資源大國。但我國鐵礦資源特點多為貧礦，平均品位TFe25~30%,需選礦加工成鐵精礦方可利用。尚未開發(fā)的鐵礦床，尚存在埋藏較深，水文地質(zhì)條件復雜等特點，大都需采用地下開采。另外，我國各大鋼鐵集團的重點礦山大都為露天開采，處于深凹開采階段，面臨向地下開采過程問題。也就是今后鐵礦山設(shè)計項目屬難采的地下開采的礦山，設(shè)計單位必須有清醒的認識。
為適應鐵礦山設(shè)計市場的新形勢，我們必須強化地下開采設(shè)計隊伍的建設(shè)，認真研究地下鐵礦設(shè)計的新思路、新舉措和新方法，實現(xiàn)思路更新，走創(chuàng)新之路。
轉(zhuǎn)變設(shè)計理念，樹立設(shè)計新思路
我院技術(shù)骨干，大都在上世紀六十年代至八十年代，參與了我國十大地下鐵礦的設(shè)計工作，這些礦山已達產(chǎn)多年，已成為鋼鐵公司的骨干礦山，詳見表1。本世紀初我國自主設(shè)計的地下鐵礦列于表2。
眾所周知，鞍山院為承擔酒鋼鏡鐵山和梅山鐵礦設(shè)計，從上世紀六十年代至八十年代，從瑞典引進先進的采礦技術(shù)和設(shè)備，形成自己的設(shè)計思路，在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，在設(shè)計中采用如下的先進技術(shù)：
大型多繩箕斗豎井提升技術(shù)；
增大階段高度，設(shè)置主運輸水平；
廣泛采用高效率的無底柱分段崩落法；
采掘設(shè)備大型化、無軌化；
多級機站通風；
豎井采用鋼繩罐道。
該設(shè)計思路概括為設(shè)備大型化、采礦高效化、運輸和提升自動化。
表1 我國自主設(shè)計已達產(chǎn)的大型地下鐵礦
進入21世紀，我院承擔的礦山設(shè)計任務(wù)發(fā)生了變化，設(shè)計思路也要與時俱進，才能適應市場，維持設(shè)計院的生存，必須盡快掌握新技術(shù)，才能完成設(shè)計任務(wù)。我院必須在以下方面，有所作為：
（1）豎井提升要突破舊框框
長期以來，我院習慣在設(shè)計中采用單箕斗（帶平衡錘）豎井提升，礦山生產(chǎn)實際證明，采用雙箕斗提升是可行的，兩中段過渡時，上中段通過采區(qū)溜井將礦石溜至主運輸水平。同一臺多繩提升機，需采用雙箕斗提升，提升能力將提高30~40%，是增產(chǎn)節(jié)能重大舉措。
（2）對混合提升豎井，應重新認識
許多老同志，對混合井反感，而有色系統(tǒng)設(shè)計院近年來在設(shè)計中廣泛采用混合井。采用混合井的好處是減少開拓井筒數(shù)量，地面總圖布置緊湊，井下車場減少井巷工程量。其缺點有二，一是井筒內(nèi)隔離困難易磨蝕，二是井口入風粉塵超標。目前前者可用防腐材料解決（如玻璃鋼），后者可用密閉解決。我院目前在開拓設(shè)計中，開拓豎井數(shù)量偏多，造成礦山基建投資偏大，且基建時間拖長。
（3）由于新項目，地質(zhì)條件復雜，埋藏深，再加上地面尾礦庫選址困難，或因安全、環(huán)保要求，往往要求將選廠尾礦就近充進地下采空區(qū)，因此，深孔崩礦嗣后充填采礦方法應運而生，解決此問題。
如果我院盡快掌握以上三項關(guān)鍵技術(shù)，也是對地下鐵礦設(shè)計，在新形勢下的創(chuàng)新。
地下充填是礦山解決無廢開采，實現(xiàn)礦山循環(huán)經(jīng)濟的重大舉措
近十年來，隨著國內(nèi)增產(chǎn)鐵礦石的需要，過去認定埋藏深、水文地質(zhì)條件復雜的鐵礦床合理開采問題，已呈現(xiàn)在設(shè)計院面前。南京鋼鐵集團草樓鐵礦就是一個實例。實踐證明，該礦在200m第四紀內(nèi)含充水流砂層下，采用高效率深孔崩礦嗣后充填采礦方法在技術(shù)上是成功的。為我國大型地下鐵礦開采，采用膠結(jié)充填法，走出一條成功之路。現(xiàn)簡述如下：
地面充填站設(shè)計是充填工藝設(shè)計的核心
草樓鐵礦年產(chǎn)礦石200萬t/a；干選尾礦產(chǎn)率14.12%，粒度-70mm，用于地面建筑工程；用于井下充填的尾礦量135.99t/h（干重），尾礦濃度ρ=11.88%，尾礦密度2.78t/ m³，該尾礦由磁選車間排出，全部用于充填井下采空區(qū)。
地面充填站的組成（詳見附圖1）：
地面充填站共設(shè)4套充填系統(tǒng)，每套系統(tǒng)由立式砂倉、水泥倉、高濃度攪拌槽以及相關(guān)輔助設(shè)施組成。
立式砂倉直徑為Φ10m，有效容積1500 m³，砂倉本體采用鋼結(jié)構(gòu)。砂倉頂部設(shè)料位計，底部設(shè)造漿系統(tǒng)和放砂管路，放砂濃度70%左右，放砂濃度和流量均設(shè)儀表檢測，放砂流量由電動調(diào)節(jié)閥門控制。
每個水泥倉有效容積為170 m³，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，其下部漏斗為鋼結(jié)構(gòu)。水泥倉頂部設(shè)除塵器、料位計，水泥倉底部設(shè)有雙管螺旋給料機一臺，該給料機采用變頻控制，將低標號水泥送至高濃度攪拌槽。
高濃度攪拌槽將充填料攪拌均勻后由充填料管道放至充填鉆孔，充填料經(jīng)充填鉆孔自溜至井下采空區(qū)。充填料管道設(shè)流量，濃度檢測儀表以及流量控制。
采礦方法選擇至關(guān)重要（見附圖2）
按鐵礦床賦存特點，儲量大、礦體厚、急傾斜，盡量選用高效率高強度采礦方法，草樓鐵礦就選用深孔崩礦嗣后充填采礦方法。而待形成采空區(qū)后再行充填，這就區(qū)別于有色礦山邊采邊充的低效率高成本采礦方法。
關(guān)鍵詞：采礦方法、分段高度、采準工程。
中圖分類號：D922文獻標識碼： A
1、引言
蒙庫鐵礦是八鋼公司主要鐵礦石原料基地，露天轉(zhuǎn)井下聯(lián)合開采，設(shè)計露天年產(chǎn)鐵礦石200萬t/a,井下一期年產(chǎn)鐵礦石約150萬t/a。露天聯(lián)合井下開采年產(chǎn)鐵礦石300―350萬t/a，目前井下正進行1070m以上掛幫礦體開采，采用無底柱分段崩落法，分段高度為15m。938m水平正進行新水平準備，礦山為了更好提高礦山生產(chǎn)效率，加快一期各分層下降速度，使露天礦閉坑后和井下產(chǎn)能順利銜接，通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝，對于1070m~938m改變分段高度為16m和17m進行了分析。
2、礦山目前采礦方法
礦山目前采用無底柱分段崩落采礦方法。當?shù)V體厚度大于20m時，垂直走向布置進路，小于20m時沿走向布置進路。
1070m以上掛幫礦體為多個條帶型礦體，厚度較小，結(jié)合礦體賦存條件，采用沿礦體走向布置進路方式。礦塊構(gòu)成要素為：每108m劃分一個礦塊，分段高度15m，沿走向布置回采進路，在礦塊中間布置分段穿脈聯(lián)絡(luò)巷道，其下盤一端與礦體下盤的沿脈分段巷道連接，上盤一端與礦塊入風天井連接。
1070m～938m之間掛幫礦體厚度較大，結(jié)合礦體賦存條件，采用垂直礦體走向布置進路方式。礦塊構(gòu)成要素為：分段高度15m，進路間距18m，每4～5條進路構(gòu)成一個礦塊，每個礦塊布置一條礦石溜井，每兩個礦塊布置一條巖石溜井，另外，在每個分段礦體下盤脈外8~10m處布置一條脈外聯(lián)絡(luò)道，把所有進路、溜井和天井連接起來，作為出礦、通風、設(shè)備的聯(lián)絡(luò)通道，采區(qū)斜坡道亦與每個分段的脈外聯(lián)絡(luò)道相通。
3、礦山目前存在的問題
根據(jù)目前蒙庫鐵礦的生產(chǎn)情況，露天礦產(chǎn)量加大，而井下礦由于工程建設(shè)系統(tǒng)尚未形成，達產(chǎn)相對滯后，至使露天轉(zhuǎn)井下穩(wěn)產(chǎn)過渡出現(xiàn)問題。針對現(xiàn)狀，蒙庫鐵礦將938至1070之間分層水平由1070、1058、1043、1028、1013、998、983、968、953、938更改為1070、1054、1038、1022、1006、989、972、955、938。即前四個分層高度改為16m，后四個分層高度改為17m。
4、對改變分段高度的分析
目前世界坑內(nèi)采礦業(yè)發(fā)展趨勢是設(shè)備大型化、高效化、自動化、結(jié)構(gòu)參數(shù)大型化，以提高勞動生產(chǎn)率，并進行加大分段高度和進路間距的生產(chǎn)嘗試，效果明顯。如梅山鐵礦的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)為15m×20m（分段高×進路間距），程潮鐵礦為17.5m×15m，杏山鐵礦為15m×20m，眼前山鐵礦為18m×20m，弓長嶺井下鐵礦為15m×20m，鏡鐵山鐵礦為15m×18m。
對此蒙庫鐵礦根據(jù)本部礦山礦體的賦存條件和生產(chǎn)狀況對分段高度改變分析如下：
1）影響分段高度主要有兩個方面，一是鑿巖設(shè)備有效鉆進深度，二是礦體厚度和傾角。在滿足鑿巖設(shè)備要求的前提下，加大分段高度，可以減少采準工程量，提高爆破量，充分發(fā)揮采礦設(shè)備效率。對于蒙庫鐵礦現(xiàn)有DL310-7 鑿巖臺車是可以適當加大分段高度的。
2）加大分段高度，在進路間距不變的前提下，其好處是減少采準工程量，增加一次崩礦量以滿足鏟運機作業(yè)效率的要求，并且可降低采礦成本，提高回采率，減小損失貧化，對實現(xiàn)礦山規(guī)模有利。根據(jù)梅山鐵礦的生產(chǎn)實踐證實，加大無底柱分段高度和進路間距是有利的，15m與10m分段高度相比，可減少采準工程量33%。
據(jù)此，從減少采準工程量，降低采礦成本的角度考慮，加大分段高度是可行的，但存在兩個問題：