发布时间：2023-09-21 17:33:41
绪论：一篇引人入胜的铁矿采矿方法，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
关键词： 缓倾斜至倾斜；薄矿体；全面采矿法；回采工艺；采场通风
Key words： low-angle dip to dip；thin ore body；breast stoping；stoping technology；stope ventilation
中图分类号：TD863 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）09-0147-03
0 引言
矿体是矿物的聚合体，其是地质作用的结果，由于影响矿体形成的因素众多，最终导致矿体的特征、赋存状态、赋存环境存在差异。为确保安全开采，需根据矿床的开采技术条件选择适宜的采矿方法，以便降低采矿成本，提高矿山经济效益。不同类型、不同开采技术条件的矿体，其适宜的采矿方法也不同。矿岩稳固性较好时采用空场法进行开采，如阿尔登―拓普坎铅锌矿[1]、雷家寨铜多金属矿[2]、谦比西铜矿[3]等；矿岩稳固性差时采用崩落法进行开采，如张家洼铁矿[4]、铜坑矿[5]、羊耳山铁矿[6]等；地表不允许塌陷或有需要保护的建筑物时采用充填法进行开采，如司家营铁矿[7]、李官集铁矿[8]、会宝岭铁矿[9]等；针对深部矿山，开采时还必须对深部岩石的力学特性进行研究，如冬瓜山铜矿开采时需研究深部岩石处于频繁动态扰动状态下的动力学特性[10-12]。
综上所述，矿山开采时，尤其是地下矿山开采时，需要选择适宜的采矿方法。缓倾斜至倾斜薄矿体开采时，常遇到出矿难度大、采矿方法难以确定、采矿管理难度大等问题，故以某铁矿的缓倾斜至倾斜薄矿体为研究对象，研究适宜该特征矿体开采的采矿方法。
1 V山地质概况
为研究缓倾斜至倾斜薄矿床的采矿方法，选择某铁矿为研究对象，矿区内矿体满足缓倾斜至倾斜薄矿床的条件。矿山地质是采矿方法选择确定的前提条件，故对该铁矿的矿山地质进行简要介绍。矿区在区域构造上处于剑川-大理歹字型构造南段，褶皱、断裂、挤压带构成了极其复杂的构造组合体，其中断裂密集，以高角度压性断裂为主，张性和压扭性断裂次之，构造线总体呈北西向平行展布。矿区出露地层主要有三叠系上统祥云组（T3x）、马鞍山组（T3m）和三叠系中统云南驿组（T3y）。矿区范围内构造简单，为单斜构造，且褶皱不发育。矿化强弱与岩石节理、裂隙发育程度成正相关系，当两组节理、裂隙发育时，铁矿呈似层状和透镜状产出。
2 开采技术条件
2.1 矿体特征
该铁矿床共圈定铁矿体三个，其编号为V1、V2、V3号矿体，均以氧化矿为主，且呈透镜状分布。各矿体的具体特征如下：
①V1号矿体：位于矿区北东部，沿走向长180m，呈“弧”形状。分布于三叠系上统马鞍山组（T3m）的灰岩中，以块状及蜂窝状褐铁矿为主。主要以似层状及透镜状形态产出。矿体呈北东走向，倾向80°～190°，倾角在20°～25°，平均23°，为缓倾斜矿体，且平均厚度为2.09m，为薄矿体。
②V2矿体：位于矿区中部，沿走向长250m，同样分布于三叠系上统马鞍山组（T3m）的灰岩中，以块状及蜂窝状褐铁矿为主。矿体的产出形态主要以似层状和透镜状。矿体呈近南北走向，倾向85°～95°，倾角在35°～40°，平均37°，为倾斜矿体，且平均厚度为2.14m，为薄矿体。
③V3矿体：位于矿区中部，沿走向长50m，也分布于三叠系上统马鞍山组（T3m）的灰岩中，以块状及蜂窝状褐铁矿为主。矿体的产出形态仍为似层状和透镜状。矿体呈近南北走向，倾向85°～95°，倾角在32°～38°，平均35°，为倾斜矿体，且平均厚度为2.20m，为薄矿体。
2.2 矿岩稳固性
矿体围岩及矿体顶底板均为厚层状灰岩，硬度大，物理力学性质高，岩石的稳固性较好，有利于矿床开采，但在节理、裂隙发育区或采空区地段岩石破碎，稳定性差，可能塌方、冒落。该铁矿矿体产于三叠系上统马鞍山组（T3m）灰岩中，矿体上下盘亦主要为灰岩，矿体上下盘围岩化学成分与该层段岩石化学成分无较大差别。由于矿体上下盘围岩具有与矿体本身相同的铁矿化，矿体与围岩实际上呈过渡的渐变关系。总体来说矿体及围岩的稳定性较好，矿床工程地质类型可划为层状结构坚硬-半坚硬岩类为主的中等类型。
3 缓倾斜至倾斜薄矿体开采存在的问题
以某铁矿为基地研究缓倾斜至倾斜薄矿体的采矿方法，需以实际工程地质情况及矿体特征为前提进行探讨。根据该铁矿的实际生产经验，可总结出缓倾斜至倾斜薄矿体开采过程中遇到的主要难题：
①矿体倾角较缓，崩落的矿石无法自行落矿，导致出矿难度大，增加采矿成本。
②由于矿体倾角处于缓倾斜至倾斜范围内，导致采矿方法的选择及回采工艺的确定难度大，如选择多种采矿方法，则会造成矿山生产管理难度大。
③由于该铁矿床存在多条矿体，对采矿方法的要求较高，造成采矿方法的设计难度大，实际开采过程中，需根据各矿体的具体特征调整采矿方法的结构及参数。
4 采矿方法探讨
4.1 采矿方法选择
不同特征的矿体需选择相应的采矿方法进行开采，采矿方法的选择是矿山开采的核心工作，其决定了矿山生产的安全性及经济效益。矿床地质条件及矿体的开采技术条件是采矿方法选择的前提，矿体的倾角、厚度，以及矿岩的稳固性等都是采矿方法选择时必须考虑的因素。同时采矿方法的选择还必须遵守安全、可靠；结构简单、技术可行；工艺成熟、管理方便；损失率及贫化率较低；生产能力大，劳动生产率高；采矿成本低、经济效益好等原则。由于缓倾斜至倾斜薄矿体开采时崩落矿石无法进行自溜放矿，同时作为研究对象的某铁矿的矿岩稳固性较好，结合该铁矿矿床实际的开采技术条件、经济效益及矿山开采安全等，类比国内相似矿山，最终确定采用全面采矿法对缓倾斜至倾斜薄矿体进行回采。针对缓倾斜、倾斜两种倾角的矿体通过调整回采工作面的布置形式确保安全生产，同时采用电耙辅助运矿的方式来解决矿石出矿难的问题。
4.2 缓倾斜薄矿体采矿方法探讨
该铁矿V1号矿体倾角在20°～25°，平均23°，即倾角小于30°，且矿体厚度为2.09m，同时矿岩稳固性都较好，故采用回采工作面沿矿体倾斜方面布置的方式进行开采。沿岩矿体走向布置矿块，采场宽度设置为50m，根据矿体赋存标高，中段高度设置为25m，设置矿块间柱宽2m、顶柱及底柱高2m，采场底部溜矿小井间距设置为12m。具体的采场结构参数详见图1。
4.3 倾斜薄矿体采矿方法探讨
该铁矿V2号矿体倾角为35°～40°，平均37°，平均厚度为2.14m；V3号矿体倾角为32°～38°，平均35°，平均厚度为2.20m，即V2、V2号矿体的倾角都大于30°，若回采工作面沿矿体倾斜方面布置，采场出矿的安全性得不到有效保障。结合矿山实际情况，同时借助类似矿山的生产经验，设置回采工作面沿矿体伪倾斜方向布置，即确保工作面的真实倾角小于30°，图2中倾角C便是设计回采工作面的真实倾角，经计算为25°，小于30°，满足要求。
各采场回采工作面沿矿体伪倾斜方向布置，同时沿岩矿体走向布置矿块，采场宽度同样设置为50m，根据矿体赋存标高，中段高度同样设置为25m，设置矿块间柱宽2m、顶柱及底柱高2m，采场底部溜矿小井间距设置为12m。具体的采场结构参数详见图2。
4.4 采场回采及通风
①采准切割：矿块沿矿体走向布置，同时为减少矿柱矿量和提高回采率，满足生产能力及装车运输量的要求，中段运输巷道采用脉外布置。首先自中段运输平巷开掘人行材料通风井和放矿溜井，然后在矿房底部沿矿体底板（下盘）开凿拉底平巷、接着开凿采场上山（采场上山通地表或联通上中段电耙道）。
②采场回采：矿块回采的顺序为后退式回采，同时根据矿体倾角大小，V1矿体的工作面沿矿体倾斜方向布置，V2、V3矿体的工作面沿矿体伪倾斜方向布置，采场内的回采顺序为从采场一侧向另一侧全厚推进。采场内采用YTP26型凿岩机进行凿岩，凿岩孔径一般为36mm～44mm，孔深1.5m～2m，排距1.5m～2m。钻孔钻凿完成后，采用人工装药的方式进行装药，采用非电毫秒导爆管起爆方式起爆2#岩石凿岩进行爆破。爆破后待炮烟散净，处理采场矿房顶、底板岩层及顶部松、浮石。最后采用2DPJ-22型电耙将崩落的矿石耙运至采场底部的溜矿小井，矿石经溜矿小井放入中段平巷内的0.7m3翻斗式矿车中，运出地表。
③采场通风：V1、V2、V3号矿体开采时的采矿方法都为全面采矿法，区别在于回采工作面布置的形式不同。在主风机形成风流的前提下，每个采场配制一台JK55-2-N04型局扇辅助通风，便可确保采场的通风安全。新鲜风流经平硐口进入中段运输巷，经人行通风井、拉底巷道及采场联络道进入采场，清洗工作面后，污风排至上中段回风平巷再抽出地表或直接排出地表。具体通风线路见图3，图中箭头表示风流流向。
5 结论
以某铁矿为研究对象，研究缓倾斜至倾斜薄矿床的采矿方法，针对矿床开采存在的问题，经研究得出如下结论：
①分析了某铁矿的开采技术条件及矿岩的稳固性，得出矿体满足缓倾斜至倾斜薄矿体的条件，同时得出矿岩稳固性较好，有利于矿床的开采。
②提出采用全面采矿法进行开采，通过布置回采工作面的形式及采用电耙辅助运矿，有效解决了运矿难及回采工艺难管理的难题。
③探讨了适用于缓倾斜及倾斜薄矿体开采的全面采矿法的结构参数，同时分析了采场回采工艺及步骤、通风线路，得出全面采矿法适用于缓倾斜至倾斜薄矿体的开采。
参考文献：
[1]张明峰，姜仁义，苏建军.阿尔登―拓普坎铅锌矿采矿方法的选择[J].金属矿山，2012（11）：49-51.
[2]王文丽，王春.雷家寨铜多金属矿采矿方法选择探讨[J].有色金属（矿山部分），2013，65（3）：29-32.
[3]刘松伟，杨育峰，吴俊俊.谦比西铜矿下向嗣后空场法的应用[J].现代矿业，2013（6）：69-70.
[4]张国，邱景平，宋守志.张家洼矿无底柱分段崩落法结构参数灰色决策[J].东北大学学报（自然科学版），2006，27（4）：454-457.
[5]石富文，李明，罗先伟，等.组合式崩落法在铜坑矿92#矿体中的应用研究[J].金属矿山，2014（8）：33-36.
[6]丁明福，周王贞.无底柱分段崩落法在羊耳山铁铜矿的应用[J].有色金属（矿山部分），2015，67（5）：14-16.
[7]周冬冬，高谦，余伟健，等.司家营铁矿阶段充填法开采流固耦合数值模拟[J].矿业研究与开发，2010，30（2）：19-22.
[8]胡道喜.上向进路与上向分层充填法在李官集铁矿的应用[J].金属矿山，2011（4）：21-23.
[9]纂晓磊，宋肖杰.中深孔高分段空场嗣后充填法在会宝岭铁矿中的应用[J].有色金属（矿山部分），2013，65（3）：21-23.
1 概述
2005年12月，娄烦县鲁地矿业有限公司铁矿成立，隶属于山东省地质矿产勘查开发局设立的山东鲁地矿业投资有限公司，行政区属山西省太原市娄烦县盖家庄乡管辖。
2007年1月娄烦县鲁地矿业有限公司铁矿（以下简称“鲁地铁矿”）正式进行基本建设，生产规模80万t/a，服务年限15.3年，地下开采，开采标高+1660m～+1460m。
2012年12月，鲁地铁矿通过了山西省安全生产监督管理局的竣工验收，取得了山西省安全生产监督管理局颁发的安全生产许可证。
鲁地铁矿是太原市最大的铁矿地下开采企业，开采狐姑山铁矿带的一段，其走向延长达数千米，资源储量丰富。与周边相邻矿山为技术边界划分，周边相邻矿山皆为露天开采。
2 矿区地质
2.1 地层
矿区出露为太古界吕梁群袁家村组和第四纪黄土，袁家村组岩层由泥质岩，基性火山岩和含铁岩石变质而成。
2.2 矿床特征
本区共有Ⅰ号、Ⅱ号矿体，主要分布于吕梁群袁家村组上部的碎屑沉积岩的地层中（即袁家村组含铁岩段）。矿体的顶底板为石英岩或云母石英片岩。矿体呈似层状、层状、矿体多夹层，但夹层一般不稳定。两个矿体基本平行，矿体产状与地层产状相一致，倾向北东45°、倾角30～55°，矿体厚度和延伸变化不大，属较稳定的矿体。
该矿类型为沉积变质鞍山式铁矿床。
2.3 矿石质量
鲁地铁矿为狐姑山铁矿带的一部分，矿石矿物主要为磁铁矿、赤铁矿，及少量黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿等，其中磁铁矿含量占金属矿物的85%以上，平均品位TFe 30.55%，SFe27.48% 。脉石矿物以石英为主，少量阳起石，角闪石、铁闪石、绿泥石等。
根据选矿试验结果，磁性铁（包括具有磁性的部分赤铁矿）的回收率达95%以上，属于易选矿石。
3 采矿方法
3.1 采矿方法选择
矿区范围内为黄土丘陵，标高+1730.0m～1570.0m，地表覆盖稀疏灌木丛，无地物；矿床水文地质类型属简单类型。
根据矿体赋存条件、围岩条件及现场情况，矿体可以采用分段空场法和无底柱分段崩落法进行开采。
无底柱分段崩落法采矿法不留底柱，回采工艺简单，采切比小，采矿安全性好（因作业空间小）、灵活性大、作业好组织、机械化程度高、可采用大型现代化采矿设备、生产能力大、劳动效率高、开采成本低。
经过采矿法分析比较，适合采用无底柱分段崩落法开采。
但我们应该看到无底柱分段崩落法除它优点外，也存在缺点：
（1）在覆盖岩下放矿，矿石的损失率和贫化率较高，要求放矿管理严格。
（2）在独头巷道内作业，通风条件较差。
（3）掘进工作量大。
（4）矿体开采会使覆盖岩石崩落，导致地面塌陷和破坏。
（5）为使矿石回收率最大、贫化率最小和用无底柱分段崩落法达到高效采矿，有关爆破矿石和围岩自流参数的资料起着极重要的作用。
因此，我们在生产实践中要不断探索、总结经验，采取有效措施解决或克服无底柱分段崩落采矿法存在的缺点。如采取利用矿石作为覆盖层，实行低贫化放矿，可以降低矿石的损失和贫化。
3.2 采矿参数选择
无底柱分段崩落采矿方法设计的主要问题，是如何确定开采的几何要素，使尽可能满足重力自流的诸参数。我们对初步设计中的采矿参数进行了现场试验，并根据矿体赋存条件、围岩条件及现场实际，对采矿参数做了修正和优化，达到了放矿效果好、矿石均匀无大块，避免了大块二次破碎带来的安全隐患和材料消耗，提高了产量，降低了成本。（如表1）
4 结语
无底柱分段崩落采矿法在鲁地铁矿经过一年多的应用，生产环境安全、其放矿量大，达到了设计生产能力，经济效益十分显著，证明该采矿方法适应于鲁地铁矿的实际。我们在生产实践中积累了一定的经验和理论，对相邻矿井由露天开采转入地下开采具有指导和借鉴作用。
5 建议
无底柱崩落法具有连续回采，在覆岩下放矿，以崩落覆岩充填采空区管理地压的特点，其方法成熟、优势显著，必然会在适合其方法的采矿企业得到推广应用。随着凿岩、出矿设备的不断改进，无底柱分段崩落采矿法也会随之不断发展，提高生产能力。因此，我们应该分析把握其发展方向，有针对性地研究以下关键技术课题：（1）增大结构参数。（2）采用高效率大型设备。（3）增大一次爆破量。（4）低贫损少采掘的变形方案。（5）远程遥控生产。
中图分类号：TF521文献标识码： A 文章编号：
一、前言
随着社会经济的不断发展，铁矿工业也得到了很大程度的发展。随着科学技术的进步，铁矿开采技术也得到了进一步的改进和完善。在现在的社会发展的新形势下，铁矿开采技术也越来越现代化，采矿工艺也越来越具有中国的发展特色。随着社会及经济的发展，我国在资源上也有着越来越高的需求，所以，在新形势下我们更要注意铁矿开采技术的改进工作。
二、新形势下铁矿开采工艺的发展现状及其背景
1.采矿工艺的方法
开发铁矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采矿装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井条件下的采矿机械化,进步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采矿过程中机械化的程度和水平。
2.新形势下采矿技术的发展现状和背景
铁矿资源是极其宝贵的不可再生资源,资源的丢失是最大的浪费。但是，综合目前我国的铁矿情况来看，国有大型铁矿在生产能力的设计和服务年限的选择上都有很大不同,与实际开采过程及开采阶段之间存在着很大差异。这种状况主要是由以下原因造成的，第一，生产规模在社会发展和社会需求以及资源量不断变化的过程中也在发生不断变化。第二，地质条件在开采的过程中也会发生变化。第三，采矿工艺的不断改进以及采矿技术的不断发展。第四，铁矿资源回收率在技术不断改进的过程中发生了变化。大多数铁矿在经过技术改造、采用先进的采矿工艺和采矿技术后,提高了矿井生产能力,缩短了矿井服务年限。
三、新形势下的铁矿开采中的采矿技术分析
铁矿企业可持续发展与科学发展的基础是采矿方法与采矿工艺的改善与进步。采矿工艺的发展是铁矿开采各环节发生变革与发展的基础和前提条件。总体上来讲，现代采矿工艺发展的基本方向和基本理念是高产、高效、高安全性和高可靠性。实现现代铁矿企业科学发展和可持续发展的途径是通过采矿技术与现代高新技术的结合，在强化各种开发力强、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采矿设备和生产监控系统的设备与技术基础上，对采矿的工艺进行不断地完善和改进。发展现代化的采矿工艺，必须要坚持多层次和多样化的基本方向，建立符合中国国情的具有中国特色的采矿工艺理论。
1.优化开采布置
伴随着科技的不断进步，为了适应时代的发展，在铁矿开采中采用新技术可以提高生产效率节省资源，因此铁矿开采也在不断的更新和优化开采技术，进而使得开采水平得到有效提高。通过对现有的采铁技术和开采布置进行改进和完善，可以提高生产效益，在最大限度上实现开采效益，要加大对开采巷道布置、铁矿的地质条件以及技术评价体系的专家系统的研究，这样才能从根本实现他们之间最合理优化的匹配，进而实现在最大程度上获得开采效益。可以通过这样的方法来实现：第一，不断优化开拓部署和巷道布置系统，不断对采取和工作面的参数进行优化；第二，对集中准备和回采的关键核心技术加大研究力度，降低岩巷的掘进率，尽量增多回采的开采量，进而使得毛石的含量在最大程度上减少；第三，尽量对毛石在井下直接处理，这样在很大程度上可以降低能耗、减少污染并能实现对环境的保护，可以使得生产系统得到优化，同时还为高产高效集中开采提供了保证，因此对该方面应该引起足够的重视。
2.研发新设备
想要使得采矿技术得到发展，新型设备是不可缺少的条件，生产工具作为很重要的生产要素，会直接影响生产率，如果生产工具得不到保证，就谈不上实现生产效率的最大化，而且还会造成一些不必要的损失和浪费。所以在铁矿开采中要加强对这些方面的研究：第一，在深矿井中开采对热害进行治理的设备和技术；第二，深矿井监测监控技术以及冲击地压防治技术；第三，要研究实现矿井高产高效相配套的设备和技术；第四，在深矿井开采之后需要采取一定的维护措施，因此就需要相应的维护设备。而新型设备具有更高的安全性和可靠性，而且适用性也比较强，尽量采用新型设备，实现安全高效生产。在国外，铁矿开采工艺中机械化程度高,巷道断面大,岩巷掘进普遍采用凿岩台车，凿岩速度快，安全性高。而我国目前的铁矿采矿中，机械化程度相对较低，巷道断面小，岩巷掘进通常采用手扶风动气腿式凿岩机，工效低，速度慢。机械化程度上的差异在很大程度上影响了我国铁矿开采的发展，这两者之间的矛盾很难得到解决，所以对优化开采方法，推广凿岩机、喷浆手等大型机械设备的应用等问题要加强研究。我国在大型采矿机械设备的研发生产上和国际上的相比依然存在一定的差距，我国大多数厂家生产的液压凿岩机稳定性指标均在500m左右(不拆机检修)，而世界先进水平的瑞典产品则规定为6000 m。国内只有中国地质大学生产的DZYG38B型液压凿岩机样机的工业性试验才达到这一世界水平的指标。国内液压凿岩机与国际先进水平尚存在很大差距，引进机型现在尚未完全国产化,其关键零部件仍依赖进口。因此，必须不断加大设备的研究力度，提高设备的先进性，增强我国在大型采矿机械设备上的国际竞争力。
3.建立“采矿自动化“系统
目前，国内铁矿山行业采矿自动化系统的建立已是大势所趋，矿山通过采矿自动化系统的建立得以实现资源消耗最低、产量最大化、提高工作和生产效率、加强采矿管理等目标，同时通过采矿自动化系统与选矿自动化、办公自动化、管理自动化等系统的连接，大力提高矿山企业的核心竞争力。
4.优化巷道布置，减少毛石排放的开采技术
现有的铁矿开采方法的布置需要有新的改变，主要是为了实现采矿效益的最大化，研究开发铁矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，保证采矿方法、开采布置等互相适应。推广毛石充填、嗣后一次充填等采矿方法，毛石不需要运出地面，简化生产系统，同时实现采掘与充填同步发展，这样就能大大提高生产效率。重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置的系统优化，减化巷道布置，完善采区的工作参数，研究集中开拓，挖掘集中准备、集中回采的关键技术，降低采掘比；研究毛石在井下直接处理、作为充填材料的技术，这毕竟是一项减少污染的有效措施，还是减化生产系统的关键，能提高铁矿的集中化生产水平，提高开采效益。
四、开采方法上应注意的因素
采矿方法的选择要科学，首先，铁矿开采过程中，必须坚持安全、经济、回采率高的原则。在采矿方法的选择上也要严格遵守以上原则，大力提高铁矿的回采率，根据不同地质条件选择适合的采矿方法，要因地制宜，减少资源浪费和人工浪费，加强环保。
五、结语
目前，在我国的资源供应问题上，铁矿开采有着非常重要的作用。为了满足国民经济发展的需要，在铁矿资源的开发上也会有很大的发展。因此，我们要采取一些新型的采矿工艺，利用先进和科学的采铁技术，确保铁矿开采的安全和高效，并且实现我国的可持续发展的道路。
参考文献：
[1]李富欣 新形势下铁矿开采中的采矿技术分析[J]科技传播 2011(11)
