铁矿采矿方法范文
发布时间：2023-09-21 17:33:41
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篇1
中图分类号：TD43文献标识码： A
一.关于我国铁矿矿产资源现状的分析
我国铁矿资源丰富，分布范围较广，其铁矿矿床的种类也是很多的，比如接触交代热液型矿床、沉积变质型矿床、岩浆型矿床等，这些矿床都具备各自的特点，有着不同的地域分布。沉积变质型铁矿的分布是比较广泛的，主要分布在华北区域，鞍山式铁矿是它的最主要的部分。我国的东部区域分布较多的接触交代热液型铁矿，磁铁矿是它最重要的组成部分。目前来看，我国铁矿储量及其丰富，接触交代热液型矿产是分布较为广泛，数量较多的资源。沉积变质矿的分布次之，至于岩浆性矿产，它的分布范围较低，属于贫矿资源。我国矿产总量丰富，但是相关原料是非常缺乏的。
二、新形势下铁矿开采工艺的发展现状及其背景
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、铁矿矿产开采技术的系统剖析
（1）露天开采的模式更加注重采矿系统内部环节的协调运行。它是在敞露条件下，实现对采矿资源的有效开发。其系统环节分为四个部分，主要为穿孔爆破环节、采装环节、运输环节以及排土环节。学会运行合理的露天开采方式是很必要的，这需要我们根据具体开采环境而具体实施相应方式。在处理开采面积广泛、储量丰富的矿物资源的时候，我们需要进行剥离环节的开展，在此其中，我们要利用陡帮分离的开采方式进行具体施工，并结合分期开采模式，确保分期剥离环节与集中扩帮环节的有效运行。（2）陡帮开采方式是一种应用广泛的开采技术，这种方式能够有效促进工程综合效益的提升。它突破了传统缓帮开采的局限性，实现对铁矿石成本的有效控制，有利于降低铁矿石初级阶段的投资成本，有利于采矿工作的质量效率的提升。陡帮开采技术的优势是非常明显的，它是一种在露天开采环节中进行成陡剥岩帮的开采模式，帮的跛角的构成因素是影响该技术顺利开展的重要原因。
为了实现陡帮开采方式的顺利运行，我们需要加深对其技术条件的认识。针对不同的施工环节，结合自身技术设备的优势，保证陡帮开采模式的顺利运行。比如在保证采矿技术设备稳定运行的前提下，进行工作平盘宽度的减小，以确保相应工作环节的稳定运行。在正常生产采矿 环境下，实现对平盘数量的减小。在保证平盘数量稳定的情况下，进行平盘宽度的有效减少。在保证铁矿矿产模式正常的前提下，进行生产作业线长度的延长，水平推进速度的降低，以有效提高采矿环节的工作效率。（3）地下开采环节的应用对于矿产资源的有效开发是很有必要的，它主要是一种从地下铁矿矿产中开采矿石的技术。一般来说，它分为四个环节，分别是矿床开拓环节、采准环节、切割环节以及回采环节。铁矿矿产地下开采方式也是很多的，比如自然支护开采法的应用，通过对矿柱的支撑能力与岩石本身稳固性的有效应用，实现日常地下开采工作的顺利进行，对回采过程中的采矿空区进行有效操作。这种开采方式是相对简单的，有利于日常的机械操作，它的开采成本也是相对较低的。与此同时，这种开发方式不可避免的存在着弊端，比如对大量矿柱的保留，导致铁矿石的较低的回采率。人工支护采矿方法也是应用比较广泛的方法，它主要应用于采空区域的日常维护，依靠充填的方式进行具体作业应用，以实现不稳定铁矿矿产的有效利用。这种采矿法具备高回采率、高适应性、其安全作业性强，也不可避免的导致作业成本的上升，不利于简化日常的作业工序。
（4）无底柱分段崩落法，也是我们经常运用的一种开采模式，这种技术方法的使用需要符合一定的条件，比如铁矿石中等以上的稳固性，其地表与围岩环境可以进行崩落，铁矿石矿体的急倾斜厚等。这种开采方式也存在一定的弊端，这是在所难免的，每一种开采技术都有它占优势的一面，也有不完善的一面。为了实现对开采技术的有效使用，我们需要根据矿产的实际情况，进行相应采矿技术的具体应用，以有效促进采矿作业的良好运作。为了促进矿产开采的发展，我们需要明确以下方面，在开采过程中，我们要加强对通道的有效支付，促进该通道的稳定性，有利于整体施工环境的稳定。与此同时，我们也要根据铁矿的岩层特征，进行相关操作的运行，确保通道环节的稳定发展。
四、新形势下的铁矿开采中的采矿技术分析
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.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。
3.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。
参考文献：
[1] 宋文，高岩鹏. 矿山安全科技项目质量管理创新与实践[J]. 科技管理研究.2013.1
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一、现代铁矿的地下采矿
现代铁矿的经营理念包括： 国内国外；地上地下；高技术，高机械化，高产能；高性能和高可靠性；更多关注最终产品的成本而不是设备价格；自动化系统。过程控制，连续物流；全球范围内与供应商建立合作伙伴美系；性能基与价格构成。现代铁矿的地下采矿逐渐向高机械化，高生产力发展。地下铁矿的开采方法和技术要求：适于厚大矿体的大量采矿法；不留矿柱；高生产率；霹复性作业；机械化自动化。方法：无底柱分段崩蒂法；自然崩落；盘区崩落。
二、铁矿井下开采技术
（一）充填开采技术。
充填采矿法在有色矿山应用得相当普遍，如金川镍矿，凡口铅锌矿，铜陵有色金属公司冬瓜山铜矿和安庆铜矿，大冶有色金属公司的铜绿山铜铁矿，山东的大部分金矿如尹格庄金矿、三山岛金矿、河东金矿等。
充填法开采的特点。1）避免农田损坏和地表建筑物的搬迁。采空区充填后，地表基本不会出现塌陷。2）减少了尾矿库的建设投资和复垦费用。尾矿回填采空区，少排或不排尾矿，尾矿库容鼍减小甚至可以小建。可减少土地使用量。3）矿山环境得到保护。地表不会塌陷，尾矿库占地或污染大为减少。4）资源得以安全和充分地利用。经济合理地开发因大水、地表等条件复杂难以利用的矿产资源，并能大大降低突水淹井的风险，提高开采的安全性。
充填采矿工艺。在充填工艺上，目前传统的自流输送仍然占主导地位。膏体泵送工艺也已逐步推广，如金川的二矿区、云南的会泽铅锌矿等采用了膏体泵送工艺。立式砂仓放出高浓度砂浆也取得了较大的进步，如中国恩菲工程技术有限公司研发的立式砂仓放砂工艺使砂仓放砂浓度达到78%～82%。
充填采矿成本。在充填法矿山，充填采矿的成本主要受水泥耗晕影响较大，在不加水泥或加少量水泥的情况下。其直接成本比无底柱分段崩落法多10元/t左右。在矿石的损失贫化方面，无底柱分段崩落法的贫化率在 15%～25%之间，损失率在 20%～28%之间；而充填法的贫化率均在 5%～12%之间，损失率在 5%～15%之间。在地表处理尾矿的费用上，充填法则无明显的优势，如采用无底柱分段崩落法，则尾矿需全部输送到尾矿库，由于输送距离远，其输送费用一般高于将其输送到充填站的费用；在尾矿库占地费用上则要比充填法所需费用多得多。在排水费用上，如采用崩落法，由于地表塌陷，井下的排水设施需加大，增加了基建投资，同时也带来更大的安全风险，加大了安全方面的投入。在环保方面，充填法较好地保护地表，地表村庄等不需搬迁或较少搬迁，反之如采用崩落法。
（二） 深孔爆破技术。
中深孔爆破技术能够针对不同生产规模的矿山地形地貌，同时能够与其它开采技术和凿岩打孔设备相结合，采用多段微差爆破方式进行开采。这样不但提高了矿山开采的安全生产条件，减少了生产事故的发生，而且改善了作业条件，加大了开采力度，提高了生产效率，缩短了爆破周期，减少爆破飞石的产生，综合效益明显提高。
井下开采中深孔爆破参数：
炮孔直径和炮孔深度。中深孔爆破炮孔直径D主要取决于岩石性质和钻机的类型。工程中深孔钻机的直径通常为80～200mm。通常情况下，当钻机的型号确定以后，其孔径就可以确定了，目前国内常用的中深孔孔径有 45mm、80mm、100mm、150mm 等。然而对于井下铁矿开采，炮孔直径一般选择的比较小，通常在80～100mm。
最小抵抗线。最小抵抗线W 是影响中深孔爆破效果又一重要参数。工程实践表明，炮孔前排抵抗线过大爆破后整个炮区推不出去，后冲现象明显，拉裂厉害，同时会出现大量的底根，大块率高，影响下次爆破作业的进度；相反，抵抗线过小，不仅浪费炸药、加大钻孔作业时间，影响了工程的进度，同时还会产生飞石危害。
炮孔间距和排距。通常说的炮孔间距a 指相同排的中深孔相邻两个炮孔之间的距离。孔距可以按经验公式计算：即a=mW，式中的m为炮孔的密集系数，一般地它的值都大于 1.0，在较大的孔径爆破中 m取3～4或者是更大。炮孔排距b是指相邻两排炮孔之间的距离。排距的确定方法和确定最小抵抗线的原理相似。
（三）光面爆破技术。
光面爆破技术是巷道掘进中另外的一种爆破技术。此方法首先应用在瑞典，并广泛利用在巷道掘进中来控制深度。该爆破技术的显著特征是确保开挖的作业面平整光滑，基本上不破坏周围岩石的稳定性。在巷道掘进中，光面爆破眼通常是最后才会起爆，这样做是能够使岩石彻底的崩落，最大限度的为巷道的成形提供卸载。在进行光面爆破前的预留岩层可以自由的移动，这样就对周围岩石的破坏就大大降低了。光面爆破主要是形成巷道的轮廓，因此我们通常也称其为轮廓爆破或成型爆破。
光面爆破就是在巷道四周岩石上布置炮孔间距比较小且相互平行的炮眼。装药时要严格控制每个炮孔的药量，可以选择不连续装药或者是爆速比较低的炸药，并与其他炮孔一起起爆，从而在岩石四周形成巷道轮廓，也就是巷道掘进中周边孔的作用。光面爆破的爆破机理，学术界有不同的观点，但是大家都比较赞同冲击波和爆炸产生气体共同作用理论。
光面爆破要取得好的爆破效果，需要采取以下措施：采用连续装药，控制药量；炸药选用密度比较小或者是爆炸速度比较低；要合理布置周边孔的数目，不要太密也不要太稀疏；必须与其它炮孔一起起爆，从而获得良好的爆破效果。通过光面爆破，使巷道的轮廓线比较清楚，能符合工程的需要，同时使巷道四周岩石壁比较稳固，不会出现塌方等等。
三、结论
在我国，无论是已建矿山的露天转地下开采，还是新勘探开发矿山，开采深度已逐步向下延伸，地下开采、天转地下开采势在必行。地下开采与露天开采相比有很大的差别，地下开采要比露天开采复杂得多。只有掌握了各类地下开采的技术方法，才能保证生产效率的不断提高。
参考文献
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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。
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中图分类号：D922文献标识码： A
1、引言
蒙库铁矿是八钢公司主要铁矿石原料基地，露天转井下联合开采，设计露天年产铁矿石200万t/a,井下一期年产铁矿石约150万t/a。露天联合井下开采年产铁矿石300―350万t/a，目前井下正进行1070m以上挂帮矿体开采，采用无底柱分段崩落法，分段高度为15m。938m水平正进行新水平准备，矿山为了更好提高矿山生产效率，加快一期各分层下降速度，使露天矿闭坑后和井下产能顺利衔接，通过优化生产工艺，对于1070m~938m改变分段高度为16m和17m进行了分析。
2、矿山目前采矿方法
矿山目前采用无底柱分段崩落采矿方法。当矿体厚度大于20m时，垂直走向布置进路，小于20m时沿走向布置进路。
1070m以上挂帮矿体为多个条带型矿体，厚度较小，结合矿体赋存条件，采用沿矿体走向布置进路方式。矿块构成要素为：每108m划分一个矿块，分段高度15m，沿走向布置回采进路，在矿块中间布置分段穿脉联络巷道，其下盘一端与矿体下盘的沿脉分段巷道连接，上盘一端与矿块入风天井连接。
1070m～938m之间挂帮矿体厚度较大，结合矿体赋存条件，采用垂直矿体走向布置进路方式。矿块构成要素为：分段高度15m，进路间距18m，每4～5条进路构成一个矿块，每个矿块布置一条矿石溜井，每两个矿块布置一条岩石溜井，另外，在每个分段矿体下盘脉外8~10m处布置一条脉外联络道，把所有进路、溜井和天井连接起来，作为出矿、通风、设备的联络通道，采区斜坡道亦与每个分段的脉外联络道相通。
3、矿山目前存在的问题
根据目前蒙库铁矿的生产情况，露天矿产量加大，而井下矿由于工程建设系统尚未形成，达产相对滞后，至使露天转井下稳产过渡出现问题。针对现状，蒙库铁矿将938至1070之间分层水平由1070、1058、1043、1028、1013、998、983、968、953、938更改为1070、1054、1038、1022、1006、989、972、955、938。即前四个分层高度改为16m，后四个分层高度改为17m。
4、对改变分段高度的分析
目前世界坑内采矿业发展趋势是设备大型化、高效化、自动化、结构参数大型化，以提高劳动生产率，并进行加大分段高度和进路间距的生产尝试，效果明显。如梅山铁矿的采场结构参数为15m×20m（分段高×进路间距），程潮铁矿为17.5m×15m，杏山铁矿为15m×20m，眼前山铁矿为18m×20m，弓长岭井下铁矿为15m×20m，镜铁山铁矿为15m×18m。
对此蒙库铁矿根据本部矿山矿体的赋存条件和生产状况对分段高度改变分析如下：
1）影响分段高度主要有两个方面，一是凿岩设备有效钻进深度，二是矿体厚度和倾角。在满足凿岩设备要求的前提下，加大分段高度，可以减少采准工程量，提高爆破量，充分发挥采矿设备效率。对于蒙库铁矿现有DL310-7 凿岩台车是可以适当加大分段高度的。
2）加大分段高度，在进路间距不变的前提下，其好处是减少采准工程量，增加一次崩矿量以满足铲运机作业效率的要求，并且可降低采矿成本，提高回采率，减小损失贫化，对实现矿山规模有利。根据梅山铁矿的生产实践证实，加大无底柱分段高度和进路间距是有利的，15m与10m分段高度相比，可减少采准工程量33%。
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中图分类号： TD43 文献标识码： A
1.工程概述
1.1概况
河南省卢氏县北方矿业有限公司清南铁矿是一个年采选60万吨的中小型矿山，自1980年建成投产至今已有34年历史，采矿方法主要为浅孔留矿法，一期工程850m至635m高度5个中段已经采空，目前进入二期工程，设计高度为588m至388m中段，矿山开拓方式为矿体两翼布置717主斜井和719盲竖井。
1.2 矿体特征
清南铁矿床是酸性岩浆岩与碳酸盐岩接触形成的多种金属矿床，以铁为主，次为共生硫铁矿体，赋存在接触带内。据矿体在岩体的位置分为北矿带、南矿带和西矿带，还有斑岩铜矿带。
产于接触带上的矿体，严格受接触带的构造形态和产状控制。南、北、西三面围绕斑岩体分布，沿走向和倾向均呈舒缓波状。+600标高之上倾向岩体中心，倾角70～80°。+600标高之下近于直立，总体形态呈一喇叭状。
由于后期断层破坏，上述三个矿带并不连续。南矿带最长达1250m，北矿带居次，西矿带最短仅600余m，倾向沿深略小于走向，一般700～800m。
矿体在各矿带之中呈似层状或大的连续透镜体，一般由一个主矿体和1~2个次矿体组成。主矿体长620~930m，次矿体长200~300m，二者之间稍有间断，局部尚有重叠。
矿体总体走向290°～110°，倾向20°，倾角60～90°，根据矿体空间产出位置，共圈出7个铁矿体，其中，Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ号矿体均为褐铁矿体，主要分布在650m以上，Ⅱ号、Ⅵ号矿体为磁铁矿体，主要分布 650m～200m标高范围内。
矿体基本特征一览表 表一
矿体编号 矿石类型 矿体形态 延伸长度（m） 延伸宽度（m） 矿体
结构 赋存标高（m） 矿体厚度（m） 平均品位（%）
Ⅰ 褐铁矿石 不规则透镜状 180 0～180 1～2层 810～600 1.80～12.77 41.20
Ⅱ 磁铁矿石 透镜状 100 120～250 单层 690～555 3.85 27.90
Ⅲ 褐铁矿石 似层状 140 0～160 1～2层 820～640 1.23～6.10 38.69
Ⅳ 透镜状 70 0～80 单层 710～580 3.20～9.35 33.94
Ⅴ 似层状 100 0～250 1～2层 800～530 1.88～11.53 31.48
Ⅵ 磁铁矿石 似层状 480 120～500 多层 700～200 1.40～11.62 38.99
Ⅶ 褐铁矿石 似层状 400 20～420 多层 842～400 1.21～12.98 37.74
1.3矿床开采技术条件
水文地质条件，本区属侵蚀地形，矿区四周高，中间低，相对高差200~400m，坡度大，极利于大气降水排泄，区内水文地质条件属简单类型。但随着采矿逐步加深，低于地表水位线时坑道排水量有所增大；工程地质，矿带的围岩不同，顶板为钾长花岗斑岩，底板为白云岩，在+400～+700标高的52线与1～3线间，有两条顶板破碎带，厚2.7～7.0m，呈斜列式排列，工程地质条件较差，白云岩在矿层底板，在接触带附近岩石受构造影响，较破碎，抗压强度443 ~703kg/cm2，局部地段矿层底板为花岗斑岩，浅部不稳定；环境地质，区内多年来未发生过明显的有感地震，矿区所在地区为地震烈度VI度区。
2、目前采矿方法存在的主要问题
随着采矿深度的下降，矿床地质极其复杂，矿体不规则、连续性差，出现分支复合现象较多，工程布置难度大，安全系数降低，且浅孔留矿法的底柱、间柱、顶柱（简称“三柱”）留取后，因围岩破碎，后期几乎无法回收“三柱”，回采率仅仅达到67%，造成巨大浪费，缩短了矿山服务年限。
3、采矿方法选择
矿山二期工程设计服务年限17年，二期工程控制的矿体仍然是复杂多变，急倾斜、薄矿体，矿岩接触带不稳固。经2012年补充深部勘探至—800米，深部尚有较大远景储量。
针对清南矿的矿岩条件，因矿体形态不规整，且规模较小，不适宜崩落法采矿，且崩落法贫化损失较高，充填采矿法适合本矿山，其贫化损失指标低，但采矿成本较高，对于深部平均工业品位在25%的清南铁矿，应用充填法采矿显然经济上不合理。
类比国内外同类矿山，经过充分论证，继续选择浅孔留矿法，同时调整浅孔留矿法工程布置方式，在矿体下盘布置出矿进路，每8米布置一条，当矿体厚度大于15米时，在矿块上、下盘同时布置出矿进路，采场底部不留底柱，采场两端人行井布置矿体下盘脉外，间柱变更为连续性点柱（矿柱）留设，点柱间隔5m，规格4×4㎡。
3.1回采顺序
中段回采顺序自上而下，即588m到388米，采场内回采自下而上，保持阶梯状后退回采，或保持拱形状从中间向两端回采，局部矿体出现厚大时，垂直矿体走向留台阶式回采。
3.2矿块结构参数
矿块沿走向布置，中段高度50m，矿块长度40—50m，矿块宽度为矿体厚度，矿块沿脉巷作为回采切割巷，巷道断面为2.5×2.6㎡，因为矿床地质复杂，矿块长度不宜过长，每个采场下盘布置4—6条出矿进路，长度5.5—7m之间。人行通风天井布置采场两端下盘脉外，天井内每6m布置一条垂直于矿体走向的联络道，天井与联络道衔接处施工转身平台，联道与采场成丁字形连接。
3.3凿岩爆破
在进路与沿脉切割巷交汇处，用YT28钻直接上挑凿岩，孔径40mm，垂直或平巷布孔，孔间距0.5-0.8m，孔深1.8—2.2m，导爆管雷管（秒管）起化炸药爆破，当布孔较多时，用微差爆破，大块率控制在5%以内。
3.4出矿
用Z30装岩机在进路眉线口装矿车，牵引车将装好的矿车运至井底车场，提升出井，采场回采结束，各条进路眉线口要均衡、大规模连续放矿，防止围岩冒落贫化加剧，出矿至截止品位，放矿结束。
3.5采场通风
新鲜风流由717地面斜井口进入中段石门，通过运输平巷进入出矿进路，再进入采场，通过人行通风天井，将污风排至上中段通风井，最后由744主风机抽出地表，各装矿进路无粉尘和炮烟现象，通风效果良好。
3.6主要经济技术指标
主要经济技术指标 表二
采场生产能力（t/d） 采矿工效（t/班） 回采率（%） 采矿损失率（%） 矿石贫化率（%) 炸药消耗（kg/t） 采切比（m/kt）
100-150 80-100 88.5 8-15 9-11 0.4 10-15
4、结论
4.1将传统浅孔留矿法变更为进路式无底部结构浅孔留矿法，达到减少矿柱压矿的损失，回采率提高21.5%，延长了矿山服务年限，经济意义显著。
4.2采场不设底柱，不存在卡漏斗现象，也不出现高悬空现象，减少了二次解炮过程，大大提高了出矿人员的安全系数。
4.3出矿效率提高，后期放矿速度加快，大幅度提高采场出矿能力。
4.4该采矿方法的应用，中段工程密度增加，采准工程量有所上升，但是利远远大于弊，在同类矿山具有推广价值。
参考文献：
篇6
[中图分类号] P631.8+1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-168-2
0引言
龙桥铁矿自2006年投产，经过近八年的生产开采，矿区东部已形成了较大的采空区，为了及时了解空区动态，满足采空区监测需要，2008年9月龙桥铁矿收集了一些国内类似矿山采空区检测方法及其所用的仪器设备，如上海地学仪器研究所的视频测井系统、安庆铜矿的CMS探测系统、江西理工大学推荐的探地雷达系统及东北大学的浅层地震仪勘察系统，最后根据龙桥铁矿采空区的实际情况及与上述单位沟通了解，选定上海地学仪器研究所的视频测井系统作为龙桥铁矿地压监测系统。
1地压监测系统的构成及工作原理
1.1地压监测系统的构成
地压监测系统由由视频测井仪、视频探头、测井绞车（包括集流环）、测井电缆、井口滑轮、笔记本电脑组成。其结构如图1所示。
1.2系统工作原理
井下仪（视频探头）由地面钻孔下放至采空区，视频探头拍摄到的孔壁周围及下部的全景图片通过电缆传送到地面视频测井仪后在传至电脑显示，监测人员就可实时观看孔壁四周的图像，与此同时井口滑轮将深度信号传输到地面仪（视频测井仪），由电脑记录下监测过程中该深度与时间点时的图像，由此可以得出空区渣石堆高度和地板高度。
2监测点线布置
根据矿山现有采矿活动区域，龙桥矿地压监测孔沿勘探线布置，为了即将引进的CALS三维激光检测仪，监测孔控制半径50m左右，具体监测点布置见图2。
3监测效果
3.1采矿方法及工艺
鉴于龙桥铁矿矿体特点，多种采矿方法并用才能取得比较好的采矿效果，在矿体的边角区域薄矿体采用房柱法，另外根据矿体的厚度及赋存条件不同还采用了有底柱崩落法和充填法进行采矿；在矿体真厚度30米以上厚大矿体部分采用无底柱分段崩落法进行采矿。根据龙桥铁矿矿床地质构造特征可以确定当采空区暴露到一定面积时采空区顶板岩石会自然冒落的。在采用无底柱分段崩落法采矿区域沿走向布置采矿进路，每200米两端布置出矿联络道，中间进行切割向两端退采，结构参数是：分层高度12.5米，进路间距15米，上下分层进路呈菱形布置。采矿工艺采用暂留矿石作覆盖层和顶板岩石自然冒落相结合的工艺方法（图3、图4、图5、图6），具体做法是从第一分层开始，把崩落矿石的70%—80%留在采空区，第二分层崩落矿石留40%—50%在采空区，这时空区留矿的厚度已达24米，此时视其空区暴露面积、暴露时间和顶板岩石的冒落高度确定第三分层的放矿制度。从第一分层开始采矿起在出矿控制上做到每条出矿进路的眉线处不准与空区相通，已形成的空区与其它工程的通道进行封闭以防止空区中可能出现的较大面积冒落产生压缩气流造成危害。当矿体采矿结束时因采空区的暴露面积扩大崩落时间增长，冒落岩石的厚度满足垫层的要求，最后放出存在空区里的矿石。
3.2采空区现状与监测管理
龙桥铁矿从采矿开始就重视矿山的地压管理工作，早在2007年2月就委托江西理工大学进行了龙桥铁矿岩层监控技术研究，测试了龙桥铁矿的基础岩石力学数据；2008年开始与江西理工大学、哈尔滨黄金设计研究院组成的产学研结合的龙桥铁矿采空区监测及岩石冒落规律研究的课题组，几年来开展了大量的研究工作。
（1）江西理工大学于2008年6月提交《龙桥铁矿岩层监控技术研究》，获得了龙桥铁矿的基础岩石力学数据。
（2）2009年12月，江西理工大学提交了《龙桥铁矿采空区监测及岩石冒落规律研究》年度报告，报告认为随着采矿活动的进行，空区暴露面积逐渐增大，，采空区顶板岩层移动将持续进行，促使采空区顶板岩层冒落；围岩二次应力场的现场监测结果表明：龙桥铁矿地下采矿活动引起的二次应力场变化情况不明显，没有产生大面积来压现象，在目前这种状态下，矿区整体是处于稳定的。
（3）2010年12月，江西理工大学提交了《龙桥铁矿采空区监测及岩石冒落规律研究》年度报告，报告认为基于平衡拱理论，拱的高度与采空区倾向方位的跨度成正比。因此，采空区倾向方位跨度能否增加，是采空区顶板岩层冒落与否的关键所在，依据龙桥铁矿矿体赋存状况，随着后续矿体的开采，将使采空区的倾向跨度逐步增加，这最终可促使采空区顶板岩层移动冒落。围岩二次应力场的现场监测结果表明：龙桥铁矿地下采矿活动引起的二次应力场变化稳定，没有产生大面积来压现象，在目前这种状态下，矿区整体是处于稳定的。
截止到2011年4月底，龙桥铁矿有两个采空区，大采空区分布在8线～7线，东西长767.0米，南北宽平均152.8米，暴露面积117188.6m2；小采空区位于6线-279米、-295米分层，南北长64.8米，东西宽平均15.0米，面积为980.7m2。
在采空区管理上除前面采矿工艺所规定的控制放矿保证采空区中矿石、岩石垫层的厚度符合矿山安全规程的要求外，目前各分层通往采空区的所有通道均已封闭，封闭的方式有两种即压渣封闭和浇注砼墙封闭。
为了查明顶板围岩冒落情况，在地表施工监测钻孔通过仪器测量，获取岩层冒落高度数据，为采空区管理、采矿方法研究、放矿管理、损失贫化管理提供依据。自2008年3月至2011年4月，施工6个观测钻孔，其中CZK01、CZK03自2009年4月起开始逐月监测，取得成果如下表：
篇7
前言
本文针对巫峡矿业公司铁矿的资源特征和采矿方法探索并实践应用进行介绍，对轨铲运机械化开采方法特点进行重点对比分析客观评价，希望与国内地质赋存条件为缓倾斜薄矿体的类似矿山分享与借鉴，达到共同推广应用，丰富并改进传统开采方法。
1 矿区交通位置及隶属关系
桃花铁矿区位于重庆市巫山县抱龙镇，矿区东西长10.5km，南北宽1.4～4.4km，总面积28.75km2，由南、北2个矿段组成。
1958～1962年四川地质局万县地质队对桃花铁矿区初步普查和勘探，提交了《四川省巫山县桃花铁矿赤铁矿区初步勘探报告》，经四川省地质局审查后该报告降为《普查报告》。2006年4月，重庆市国土资源和房屋管理局下达桃花铁矿详查工作任务，由重庆市地质矿产勘查开发局川东南地质大队承担该项目详查任务，首期详查范围为北矿体1～35号勘探线。现已探明1-31号勘探线资源储量4259万t。该矿段矿石工业类型主要为鲕状赤铁矿占90%左右，铁矿石平均地质品位（TFe）48.09%，磷含量为0.6～1.1%，具有宁乡式沉积鲕状赤铁矿床矿石的基本特点，属难选矿石。
为了积极配合重钢环保搬迁新区和扩建这一重大项目实施，缓解公司铁矿石原料供应紧张的被动局面，重庆巫峡矿业股份有限公司决定开发利用桃花铁矿石资源。
本项目初步设计阶段的建设规模按80万t/a， 由于本矿上部几个阶段矿体走向短，可布置矿块数少，矿山投产初期难以达到设计规模，宜采用“总体规划、分步实施、滚动发展”的建矿思路。
桃花铁矿区位于重庆市巫山县，长江三峡之巫峡南岸，南距巫山县城60km，抱（龙）一楂（树坪）省际公路贯穿矿区，陆路和水路至重庆市距离为550～600km。交通方便。交通地理位置见图1。
图1 矿区交通位置图
2 矿床地质概况
2.1 地质简介
矿体主要受沉积环境和贺家坪背斜控制，为一长轴呈北东向的带状体。缓倾斜矿体的形态与贺家坪背斜基本一致，由于处于沉积边缘，为不规则的波状边缘形态。
矿体走向长5900m，宽400～2000m。根据85个单工程统计，单工程矿体真厚度0.46～5.92m，矿体平均厚度2.88m。其中厚度>4～5m的分布范围在0线、7线、13-19线、31线部分工程控制范围内，厚度2～4m的分布范围在矿区内最大。矿体厚度变化特征：厚度
2.2 矿床开采技术条件
矿区属岩溶地貌，地形切割强烈，地形有利于自然排水，矿于侵蚀基准面以上，为隐伏固体矿床，埋深大，围岩单一，力学强度较高，稳定性好，适于多平硐开采。属开采技术条件简单的矿床（Ⅰ类）。
矿层底板为砂页岩，岩石较坚硬，属软弱～半坚硬岩类，稳固性好。矿体间接顶板为中～厚层状灰岩夹页岩，灰岩较坚硬完整，稳固性较好。矿体直接顶板为黄龙组中～厚层状灰岩，属软弱～半坚硬岩类。矿体顶板稳固性较好。但局部地段矿层顶板断层与岩溶发育，破坏和降低了岩体的稳固性，矿坑开采时易产生掉块或冒顶。值得一的是，矿层顶板有0.20～2.50m铝土质页岩（伪顶）。
3 采矿工艺
3.1 矿床开拓方法选择
本次设计开采原矿规模80万t/a，最低开采标高为1185m水平。
设计采用平硐开拓，各平硐均位于矿体内（即沿脉内布置中段运输平巷），采用地下自卸卡车运输矿石、废石。采场上部1285m水平附近掘进平硐出地表，作为回风出口。
3.2 矿山年产量、服务年限和工作制度
前期开采范围为已进行详查的1～31勘探线、1185m标高以上的矿体，开采原矿规模为80万t/a。
本次设计范围内地质矿量435.06万t，均为（332类）储量。考虑开采过程中的矿石回采率为80%和废石混入率5%，采出矿量为367.42万t，按采矿许可证范围内资源量共计4259万t，基建时间2年，第3年投产，第4年达产。含基建和生产总服务年限为50年（不含基建为47年）。
矿山采用连续工作制，年工作330天，每天三班，每班8小时工作制。
3.3 采矿方法选择
本次设计1185m以上开采范围内的矿体多为倾角小于30°的缓倾斜、薄矿体。在铲装运输方式上，最初设计全部采用电耙留矿法开采，根据国内外目前缓倾斜薄矿体开采现状，结合国内外地下无轨铲运设备快速发展，经过反复考察调研，对比评价分析论证，最终确定开采方法为：无轨铲运机械化开采方法，仅在局部地段（倾角大于30°的矿体）采用电耙留矿法开采。
在落矿开采方法上，根据开采范围内的矿体埋藏条件，矿体倾角多在30°以内，矿体平均厚度为2.36m的缓倾斜、薄矿体，适合的采矿方法为浅孔房柱法和壁式崩落法。
采用壁式崩落法时，采场控顶距范围内，需要采用φ200mm以上的园木立柱支护，坑木消耗量大，重复利用率低，采场生产能力与房柱法差别不大，由于木材消耗量大，不宜采用。
由此可见，该缓倾斜薄矿床的采矿方法根据落矿工艺划分采用浅孔房柱法。再根据铲装运输工艺不同，具体又分为无轨铲运机械化开采（30°以下矿体）和电耙留矿法开采（30°以上矿体）。
3.4 传统电耙留矿法开采采矿方法构成要素
（1）矿块布置参数
矿块沿矿体走向每60m布置一个，矿块高度同中段高度即25m。采场崩落矿石由电耙耙运至采场下部集矿平巷，再用电耙耙运至中段集矿溜井运出。
沿矿块走向间，留4m连续间柱，运输中段留7m底柱，矿块中留4m×4m点柱，沿走向和倾斜方向视矿体顶板稳固程度，点柱间距一般约9～10m。
每矿块设中段溜井1个，均布置在矿体下盘岩石中；沿矿体底板布置上山4条；中段电耙硐室4个。
矿块回采出矿前，采准切割产生的废石可利用一条采场矿石溜井溜放。
采出原矿块度0～400mm。
采场工作面内，岩层不稳固矿段，在工作面附近靠近矿层顶板下留30cm左右厚的矿壁，再用网度0.8m～1.2m×0.8m～1.2m左右、长2.0m×2.5m的锚杆锚固顶板。
按照设计采用的采矿方法____房柱法开采，估算的矿石回采率约80%，废石混入率约5%，采出原矿的TFe品位约47.00%，P品位约0.7%。
应当指出：矿体直接顶板为黄龙组底部铝土质页岩，该层厚度约0.2-2.5m，容易冒落。要满足废石混入率5%指标，应采用金属锚杆护顶，使该层尽量少冒落混入原矿中或留护顶矿层。
（2）回采
电耙房柱法采用浅眼凿岩，炮孔直径38～42mm，孔深一般约2m，要求采场崩落矿石块度在400mm以内；每回采队配备2台7655型气腿凿岩机。
采用2#岩石炸药，电雷管或非电雷管和导爆管起爆。爆破在班末进行。由于矿层总体上部和下部地质赋存品位较低，平均TFe30%，为满足采出平均品位在TFe47%以上，实际采用分层爆破。矿层上部崩落矿石（TFe25%～35%）不运输出巷道，直接堆存矿房内。
（3）采场通风
电耙房柱法：新风由中段运输平巷，穿脉平巷、人行通风上山、电耙耙矿横巷、进入回采工作面；污风从矿块上山，进入上中段回风系统。
每个回采队配备一台局扇加强通风。
（4）采场搬运
矿房崩落矿石采用0.3～0.5m3电耙耙运至采场底部集矿平巷（电耙耙矿横巷），再用0.3～0.5m3电耙耙至采场矿石溜井，在中段装矿平巷装入地下自卸卡车。
（5）采空区顶板管理
桃花铁矿采用房柱法开采，为保证地表稳定及生产安全，采场顶、底部及采场中点柱，一般不进行回采。
（6）采场生产能力房柱法每个矿块生产能力约4万t/a。为满足开采80万t原矿规模，一期设计配备10个回采队同时工作。电耙房柱法立面及侧面示意图如下。
4 地下无轨铲运设备机械化开采方法评价
以上针对传统电耙房柱法（比较适用于倾角30°以上），这种方法还是无法摆脱低生产效率、劳动强度大，成本高的缺点，而今，随着地下无轨铲运设备大力推广，巫山矿业经过反复考察对比实际选用地下铲运机与配套地下自卸卡车机械化一体开采方法，该方法主要优点阐述如下：
（1）基建投资省。无需布置穿脉巷道，节约基建投资。尤其对于矿体倾角度在25度以下，穿脉巷道更长，大大节约基建费用。
（2）减少电耙经常安拆，以减少繁重体力劳动作业强度。经过类似比较，实际采矿效率一般提高到传统电耙房柱法三倍。
（3）提高矿石回采率。因为无需留置连续较宽底部矿柱（一般为4米，阶段为7米宽连续底柱），尤其对于矿体倾角很缓者更甚，开采更经济。
（4）不需设置溜井，减少基建投资和放矿设备投入。
（5）工作面布置灵活，机动，便捷。根据铲运机装车地点灵活机动特点，各掌子面出矿量可实行动态调整，为柔性生产组织和配矿创造条件。
（6）减少电耙需要电力动力系统初期安装投入费用。
5 结论与建议
针对上述两种开采方法比较，不难得出以下重要结论：
（1）对于赋存30°以下薄矿体优先选择开采方法：地下无轨铲运设备机械化开采方式无疑作为首选。
（2）传统电耙房柱法适用于赋存30°以上缓倾斜薄矿体，因为铲运机爬坡能力有极限，这仅是薄矿体缓倾斜还存在传统电耙房柱法即小空间。
（3）同样地下铲运，柴油铲运成本优于电动，因电动作业率相对较低，但随着地下开采环境污染物排放要求越来越严，电动铲运也将逐渐扩大市场分额，反之，柴油铲运可通过新技术进步得到提升，比如：增压中冷技术，冷却EGR技术，多气门结构等。最终使主要CO和NOx排放浓度达标。相信随着科学技术不断发展，这些局部问题会得到解决，最终无轨铲运卡车运输机械化开采占据缓倾斜薄矿体主导优势。
参考文献：
[1]王运敏.《现代采矿手册》.北京冶金工业出版社，2012.
篇8
由于矿山中含有大量的金属物质，而铁矿又是在日常作业中，最常遇到的矿山，因此对于铁矿采矿工艺技术的探讨则显得十分重要和必然，遇到地质条件复杂、含硫量高或者曾经历过开采等问题后，我们要结合实际情况，探究出更加完整和系统的采矿工艺。
1.铁矿采矿中可能出现的问题
位于新疆哈密的阿拉塔格铁矿于1997建设，到2005年末，已经有了完整系统的开拓运输和通风功能，为了协调开矿工程，又开采了4条竖井，随着矿体的坡角逐渐变缓，矿山的厚度也慢慢变薄，开采工程量也逐渐变大，为了保证开采施工的顺利进行，不得不放弃一直使用的浅孔留矿法，这在一定程度上就造成了开采成本的增高。随着采矿技术的不断发展，人们在采矿的同时，会对矿区环境造成程度不一的破坏，一般会表现在破坏了矿区山体地质构造的完整性，使矿区的空气中颗粒粉尘和灰尘变多，破坏地表植被等，因此采取科学高效的铁矿采矿工艺是对现如今采矿业提出的必然要求。
2.铁矿采矿中的工艺流程
2.1.尽可能采用充填技术
我国采矿工艺中对于倾坡或者坡度较缓的矿山坡，常采用的有房柱法和分段空场等方法，为了实现采矿的高度机械化，我们常采用的是无轨化的开采模式，为了达到在有限的铁矿开采资源中获取到更多的回报，对该类矿体无论采取何种采矿方法都需要达到生产能力高、安全程度高和采矿功效高等要求，多采用容易掌握、施工简单的采矿方法，对于坡度较小的铁矿矿山，我们往往建议采取爆力运搬后一次充填法，这样既能降低采切比和采矿成本，还能在较短的时间内完成作业。
在现代的铁矿采矿工艺中，充填采矿也克服了传统采矿工艺中土地资源受到破坏、固体矿山垃圾随意堆放等缺点。在科学发展观的指导下，清洁生产也成了采矿业中的重要战略举措，而绿色采矿模式正是极大程度上地减少了废旧材料的生产，提高了资源的综合利用率，不仅能够保护周边环境，还能为铁矿的开采提供全面、系统的技术指导。在绿色采矿模式中，需要采矿企业将矿区环境和经济因素结合起来，用科学发展的态度对待采矿作业。而在绿色采矿模式中，对于矿山的固定废料充填采矿是其支撑技术，它具有消除引起地表下沉和改善矿区环境的功效，还能在一定程度上降低固体废料的排放率，能够适应地形复杂的矿区作业条件。而充填采矿技术能够将大量的开采废料埋在地下，既能让矿产资源得到合理的利用，还能降低铁矿开采对环境造成的危害；利用充填技术，能够快速地支撑采矿空区的围岩，防止产生大幅度的位移，提高其稳固效果，发生坍塌等危害活动，还能在一定程度上扩大铁矿开采的范围，对于水下和建筑下的铁矿石的资源进行深层次的开采。胶结充填的采矿技术利用范围比较广泛，像一些复合矿体采用该类采矿法，不仅能够保护矿区综合环境，还能极大程度地提高出矿品位和对矿石的回收。为一些地形复杂的矿区提供了强有力的技术支撑。对于一些露天的铁矿开采，更应该采用这种充填采矿的工艺技术，提倡废料不出矿井，尽量使用条带开采等减轻地标沉降的开采技术，在选择矿井时，我们应充分地考虑如何最大限度的提高铁矿石的利用率，并对一些共生资源做到合理有效的使用。对于废旧的石场和露天坑，在综合土壤结构和地形后，要采取建设生物工程等相关措施，对该铁矿区进行稳固处理。
2.2.引用GPS智能调度模式等高科技技术
科技发展给各领域、各行业都带来了巨大的收益，对于铁矿石开采，北京速力科技有限公司开发的GPS职能调度集成系统在铁矿石的开采中得到了应用，并产生较好的回馈，该系统是由三个方面同时构成的，主要是用来对卡车、电铲等采矿设备的位置和工作流程进行监视并随时进行调整。而该系统中的智能调度系统主要起到维护和控制管道的作用，它不仅能够起到时刻显示矿车的工作状态、完成量等作用，还有着人工调度、自动调度和局部半自动调度等功能，该系统能够在最大程度上实现对整个铁矿开采区所有信息、资源的整合与开采，对各种生产和施工设备进行及时的调度和规划，保证了设备的正常工作，充分利用设备资源。其中该调度设备中对于油耗的监控，所采用的是液位传感器，它有着精度高、工作可靠稳定和能够多个温度点同时测量的功效，本身结构较轻巧，安装流程简单，测量中所得的数据可进行远距离传送，使用性能较灵活，并且环境适用力较强。而数据统计和查询系统不仅能够准确的记录各个矿车的工作 ，还为各个岗位在各个时段的工作量提供了一个系统全面的数据支持，避免人工计算产生种种误差。该系统能够自动对所有作业时间进行统计，自动分析铲车和矿车的燃油量，避免出现因为能源不足而影响工程进度的现象。
2.3.铁矿采矿工艺中技术处理
如何降低铁矿采矿中的能耗？一般采用多碎少磨的方式，这就能在一定程度上减少了磨矿费用，并严格控制了产品颗粒质量。为了能够提高矿石的入选品味，需要先将废石抛弃，将性能好的，用单一的磁选方式挑选出来，由于矿石的颗粒程度不均匀，所以往往会采用阶段式的磨矿方式，无论采取什么样铁矿采矿工艺技术，我们的出发点就是在获取铁矿资源的同时，最大程度地降低能源和原材料的损耗，保护矿区的生态和人文环境，让该地区的铁矿石的采矿生命力更加持久。
3.结语：
为了能够满足现如今和今后经济发展对于铁矿石越来越大的需求，我国的矿山开采也逐渐由零散、不全面的开采方式发展为集约化、科学化、大型化的开采，如何能够应对铁矿石开采过程中所出现的种种问题，或者如何将科技发展的产物运用到铁矿石的开采工艺中，是每个工作在矿石开采方面的工作人员要应对的问题，我们只有采取新工艺，运用新技术，发展新材料的基础之上，才能将经济发展与环境保护相结合，走出一条符合中国国情的铁矿石开采之路，而这个阶段的探索过程离不开每个专家学者和工作人员的努力，我相信我国的铁矿石开采之路会越走越久远，越走越平坦的。
篇9
高硫铁破碎厚大矿体；尾砂胶结充填；下向式采矿
中图分类号：
TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2013）19-0188-01
1 概述
毛坪矿2007新探获一矿体群，其中Ⅰ-6#矿体规模最大，该矿体呈似层状、扁柱状、扁豆状、柱状、脉状、不规则状产出，其走向延伸长约200m，倾斜延深大于150m（该矿体814中段出露标高821米，深部钻孔控制标高630m），新探获矿石量超过200万吨。
2 原有采矿方法存在的问题
采用下向式尾砂胶结充填法采矿以前，该矿在2007年至2010年间运用上向式废石充填法回采Ⅱ、Ⅲ号矿体及该矿体群端部小矿体。
上向式废石充填法采矿主要适用于矿岩相对稳固、矿体厚度不大，矿体空间形态简单的矿体。运用上向式废石充填法采矿，当矿房顶板暴露面积超过100㎡时，需要制作人工混凝土隔墙，劳动强度大，且隔墙接顶困难，从而影响混凝土隔墙对顶板的支撑效果；同时，人工在采空区内作业，极大地增加了作业人员的安全威胁。由于上述原因综合影响，导致使用上向式废石充填法采矿时，采场的贫化及损失都较高，回采率低，员工作业效率低，单采场日出矿能力低（约为100t/d）。
在运用上向式废石充填法回采该矿体群端部小矿体时，由于矿石硫铁含量高，节理裂隙发育导致顶板不稳定，不时发生小规模冒落，大大增加了采矿的支护成本及设备设施受破坏的风险，也严重威胁作业人员的人身安全，上向式废石充填法已不适用于该矿体群的回采。
3 尾砂胶结充填采矿方法
该矿体群矿岩节理裂隙较发育，以Ⅳ、Ⅴ级结构面（节理面）为主，连贯性差，矿体的变形破坏受结构面的抗剪特性、结构体的大小、形状和彼此镶嵌能力控制，且多含水。矿石结构构造复杂，最发育的为块状构造。块状铅锌矿石在矿体中广泛分布；另外矿石还呈条带状、似层状、纹层状产出。
由于上述复杂的矿石构造特征，该矿体群整体强度分布不均衡，结构疏松的黄铁矿石降低了矿岩的整体强度，呈条带状和层状产出矿石，受节理裂隙影响，容易发生顺层冒落现象。如继续沿用上向式废石充填法回采，将严重威胁作业人员的安全。
3.1 尾砂胶结充填采矿方法及其特点
尾砂胶结充填法采矿是指利用选矿产生的尾砂，根据其特有的性质，经过试验研究，然后添加适当的水泥、石灰及其他材料制备成具有类似混凝土性质的胶结体，通过输送泵和管线将胶结体输送至采空区，从而对采空区进行充填和治理的采矿方法。
该采矿方法能够实现采空区外制备胶结充填料和长距离管线输送，并能实现管道连续输送，从而保证作业的连续性，加快空区充填，缩短充填时间，提高了劳动生产率；充填站布置采空区外，保证了作业人员的安全；利用尾砂制备胶结料，减少了尾砂中化学物质对环境的影响和尾砂堆存在尾矿库带来的安全隐患，更加绿色环保。
3.2 参数的确定
2010年10月开始，该矿与湖南研究院合作开展尾砂胶结充填环管试验。目的是弄清该矿尾砂的性质，找到合理的配合比等参数，将其制作成胶结提用于井下采空区的充填。
该环管试验的管道充分考虑该矿井下坑道实际情况，设计布置不同角度的管道，测试流速、阻力、管道磨损等数据。并根据该矿尾砂性质设计不同的灰砂比、水灰比及浓度进行试验。
该试验平台输送泵选用1台HBT50.13.90S型混凝土泵。
测量数据采集选用工控系统。设计选择工控系统型号规格：工业组态软件（组态王）；数据采集器（PLC柜）。通过6个月的现场试验及室内统计分析，得出了能够满足毛平矿井下生产需要的合理灰砂比、浓度大于、塌落度等基本参数。见表1：
通过试验确定了胶结充填体参数以后，根据彝良驰宏只有YT28和7655型凿岩机的实际情况，考虑矿体的稳固性及初次尝试运用新方法和工艺，施工人员和技术人员都需要摸索学习和掌握，并结合已形成的矿体下盘脉外采准斜坡道及平巷等综合因素，设计的Ⅰ-6#矿体760中段采场结构参数如下：
毛坪矿在实际生产中，具体执行的采矿工艺流程为：进路回采凿岩爆破采场通风浮石清理支护矿石运搬进路底板整平钢筋网敷设充填分层过渡。
分段（层）采准工程掘进结束后，进路按设计进行间隔回采，一步回采先隔三采一，然后对已回采进路进行平底和敷设钢筋网，钢筋直径Φ12，网度@300×300，最后进行充填作业。充填作业分两步进行，进路下部1.5米采用灰砂比为1∶4，浓度大于等于78%的胶结体充填，28天强度达到4.0MPa以上。剩余部分用灰砂比为1∶8，浓度大于等于78%的胶结体充填，并保证最大限度接顶，28天强度达到1.5MPa以上；充填体养护7天后可回采其相邻进路。二步回采时进路隔一采一，回采结束按采矿工艺流程作业。然后再进行第三步、第四步回采，直至分层回采结束。
4 应用情况
地表临时混凝土泵站（临时泵送充填系统）建设完成，井下管线的架设结束后，毛坪矿从2011年3月起，首先在Ⅰ-6#矿体760中段三分段进行下向胶结充填法采矿试验，经过2个分层的现场验证，该采矿方法能够适应毛坪矿厚大破碎且高硫铁矿体的回采。
在下向式尾砂胶结充填采矿法中，设计采用进路式回采，进路断面为3.0米×3.0米矩形。矩形断面的进路较金川公司龙首矿六边形断面的进路施工更简单，断面质量更容易控制。回采过程中，掘成后的进路均没有出现有顶压和侧压现象发生，该断面设计相对合理。
根据环管试验、材料对比试验及补充试验得出的胶结充填体理论灰砂比、浓度、强度等数据制备的尾砂胶结体充填采场进路后，经后期取样试验测定，其强度达到设计要求，满足采矿需要，即下分层回采时，胶结充填形成的假顶未出现断裂及垮塌现象。
成功运用该方法采矿后，该矿全年采场无事故发生。其他技术经济指标如下：
5 结论
该方法可以显著提高采场的充填能力，保证和提高矿山的出矿能力，最大限度地保障选矿厂的矿石供应，解决选矿厂矿石供应不足的问题。同时，对该方法的摸索和研究，以及现场的实际应用，大大增加了专业技术人员对尾砂胶结充填及其相关研究方面知识的学习和掌握，也大大提高了专业技术人员的技术水平，增强其应对和处理尾砂胶结充填采矿过程中出现的技术问题的能力。
（1）该方法不仅适用于极不稳固矿体的回采，也使用与急剧变化矿体的回采；
（2）该方法能使作业人员得到更高的安全保障；
（3）该方法较废石充填法采矿大大提高了劳动生产率和采场生产能力；
（4）该方法能提高资源回收率，减少贫化和损失；
（5）该采矿方法更安全环保。
参考文献
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金青顶矿区采用竖井盲竖井联合开拓，机械通风，已形成侧翼对角式多级机站通风系统。主要采矿方法有无底柱浅孔留矿采矿法，分段段浅孔留矿采矿法、上向水平分层充填采矿法和削壁充填采矿法，其中无底柱浅孔留矿法的使用比例达80%-90%。
目前，金青顶矿区垂直采深达805米，最大开拓深度90米，逐渐迈入深部开采的行列开采过程中，地压显现特征明显，活动强烈，严重危及井下作业人员、管理人员和设备设施的安全。
1 金青顶矿区地压显现特征
金青顶矿区开采过程中地压活动的表现方式主要有两个方面。一是，井巷工程的破坏，包括：竖井井筒和天井围岩受压破坏导至浮石多，运输巷道、出矿进路出现底鼓、片帮、顶帮碎裂和劈裂等现象。二是，采场上盘围岩沉帮，顶板冒落。近年来，随着开采深度和开采范围的不断扩大，沉帮现象更加突出，无底柱浅孔留矿法采场上盘围岩沉帮量在某些采场达到1/2-3/4，有时连续沉帮长度可达20-30米。岩爆现象较少出现。
2 图矿区地质及矿床地质特征
2.1 矿区地质特征
金青顶矿区位于胶东隆起东部的牟平一文登隆起南缘，牟平一乳山金矿成矿带中部。
（1）断裂。区内断裂发育，以北北东向为主，纵贯全区，长20余公里，是区内重要的控矿构造，走向5°-25°，倾向多为南东，倾角75°-90°，单条断裂宽1-20米。断裂具有多期多次活动特点，以压扭性为主，局部具张扭性特征，属复合性结构面。其次，北东、北西、北东东向断裂也较为发育，规模较小，长数十米至数百米，宽1～5米，断裂内常充填含金硫化物石英脉。
（2）花岗岩。区内出露面积最大的岩浆岩为昆嵛山花岗岩，分布于牟平、乳山、文登境内，呈北北东向展布，面积达1230平方公里。
（3）脉岩。区内脉岩发育，主要有花岗闪长斑岩、闪长玢岩、煌斑岩等，尤以煌斑岩规模最大。煌斑岩走向多为25°-30°倾向南东或北西，倾角70°-80°，延长数十米至近千米，宽数厘米至数米不等。煌斑岩遇水或暴露后易风化，故其强度较低，易使巷道冒顶或边帮滑塌，采场上盘围岩沉帮。
2.2 矿床地质特征
经坑探和生产证实，矿区有十个矿体，工工号为主矿体，其次为I号、Ⅳ号矿体，其余均为零星小矿体（平行主矿体两侧）。
II矿体概概况。II号矿体呈脉状产出，以含金黄铁矿石英脉为主，赋存于4-19线间F3断裂的转弯处，赋存标高/120m～807m；长140-470米，厚度1.5-2.5m，最大厚6.7m：产状为N20°E/SE/85°～90°。矿体沿走向和倾向均呈反“S”型，上下两端比中部舒缓，剖面上比平面上开阔，深部矿体反“S”型形态更舒缓，趋于平直。矿体赋存于断裂产状由缓变陡处和走向拐弯处。
坑道涌水。矿区地下水不发育，坑道涌水主要来自于构造裂隙水，即控矿断裂F3脉状含水带。F3含水带贯穿全区，宽15-20米，总体走向20°，倾向南东，倾角75°-90°。目前，坑道正常涌水量4646m3/日，最大涌水量6329m3/日。围岩及围岩蚀变。区内矿体围岩蚀变较为发育，原岩为花岗岩时，蚀变为钾化、硅化、绢云母化和高岭土化及黄铁矿、黄铁矿绢英岩化；原岩为斜长角闪岩、片麻岩时，蚀变为绿泥石化、绢云母化及硅化、黄铁矿化。它们主要分布在矿体两侧。蚀变产物多为泥状，充填在矿体与围岩之间，致使围岩与矿体之间无任何粘结力，对矿体的稳定性具有较大的影响。
3 金青顶矿区地压控制方法
在地压控制方面，我们逐渐形成了一套具有本矿特色的控制地压的方法。具体实施方案为：施工人工混凝土假底和人工混凝土间柱形成类框架结构支撑地压；强采强出，采用废石和尾砂、水泥胶结充填采空区；合理布置回采采场，并搭配使用不同类型的采矿方法，控制采矿扰动产生的地压活动；采用光面爆破和多种支护方式来控制井巷帮、顶的破坏及采场上盘围岩沉帮和顶板冒落。
4 人工混凝土假底、混凝土间柱的施工
金青顶矿区采用下行式阶段开采，段高50米。采准作业完成后，在脉内平巷施工人工混凝土假底，然后根据矿块和间柱的总体规划布置，先回采间柱，间柱采空区采用块度350mm左右的废石和混凝土浇灌形成人工混凝土间柱。人工混凝土假底和人工混凝土间柱连接在一起形成类框架结构支撑地压。人工混凝土假底的施工。在脉内平巷挑顶1.5-1.浇米高，将矿石清理干净，露出矿体和围岩，并用水冲刷干净，排除浮石；在脉内平巷两帮放腰线（离底板1.6米高），沿走向每隔5-10米放一组，用来丈量假底厚度，按设计要求放锚杆眼（∮3浇一42mm），间距1.0米，眼深1.浇米，并将2.0米长、∮36mm圆钢锚杆楔入锚杆眼，锚杆外露0.2米；在外露的锚杆上部置、绑扎、焊接钢筋网，钢筋网用∮10mm、∮14mm、∮18mm三种型号的圆钢编织而成，并用∮21.5mm钢绞线将钢筋网吊挂在帮上；机械搅拌、浇灌混凝土，边浇灌边洒钢纤维，用振动棒捣实。设计混凝土标号为200号，采用425号普通硅酸盐水泥，重量配比为水：水泥：砂：石子0.6：1：.14：4.22。砂选用中砂，含杂质（泥）量越少越好，石子粒径25-60mm，针片状颗粒的含量按重量计不超过15%。
5 采矿方法选择
我矿已成熟使用的采矿方法有无底柱浅孔留矿采矿法、分段浅孔留矿采矿法、上向水平分层充填采矿法和削壁充填法根据矿区地质条件的差异和承压区的分布特征，在不同的区段采取与之适合的采矿方法，最大限度的降低地压活动的范围和强度得同时，采取强采强出措施，减少采空区的暴露时间，减缓了地压的释放速度；采取废石和尾砂、水泥胶结充填采空区，切断了地压的多向传递。
光面爆破的应用为了增强井下作业的安全可靠性，我矿在井巷掘进中推广使用光面爆破技术。光面爆破有利于使井巷形成规则的断面形状，降底了爆破震动和冲击波对围岩的破坏，保证了围岩的稳固性，提高了井巷的承压能力。
篇11
一、我国采矿工程的现状
改革开放以来，我国社会经济正处于高速发展时期，与此相适应的是，全国矿业开发也开始迅猛发展。在我国的现代经济社会发展中，矿业及原材料能源加工产值占工业总产值的30%以上，如果考虑制造业等下游产业，矿业支撑了70%以上的国民经济总量及其相关部门的运转，95%以上一次性能源、80%以上的工业原料、大部分农业生产资料和1/3日饮用水都取自矿产资源。由于矿产资源具有有限性和不可再生性，矿产资源储量快速消耗，后备资源严重不足。
近年来，铁、铜、铝、铅、锌的产量分别约有70%、70%、40%、50%、20%依靠进口矿产原料。矿产资源是人类生存和经济发展的重要物质基础，也是国家安全的重要保障。但是，资源紧缺、粗放利用、环境污染和生态破坏已成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈，重要金属资源供需矛盾十分突出。
二、采矿方法进行创新的必要性
（一）我国矿产资源的特点
矿产资源总量多，但人均占有量少。矿产资源总量多 但人均少 我国矿产资源总量居世界第3位较大，仅次于美国和俄罗斯。但由于我国人口基数大人均占有量仅居世界第53位。另一方面，矿产储量分布不均，贫矿偏多。我国已探明156种矿产但比较丰富的主要要煤、稀土、钨、钼等但铬铁矿、钾盐、金刚石、铂族金属等储量明显不足。另外，与世界资源大国相比，我国中型矿和小型矿偏多，大型矿床偏少。
（二）矿产资源开发技术手段落后
许多矿山经营者的经营思想严重落后，只是为了短期的经济利益。采用最原始的采矿方法，例如，手工控矿、车拉肩扛式等，工艺设备落后，加快了矿山贫化率，大大缩短矿山预期寿命。另外由于开采方法的盲目性，许多乱挖的坑道破坏了矿产的地质构造，更有甚者造成了许多矿产坍塌，对经营者的利益和工人的生命安全都造成了危害。
（三）政策的要求。
在《中国的矿产资源政策》白皮书中曾经谈到，“坚持科技进步与创新。实施科技兴国战略，加强矿产资源调查评价、勘查开发及综合利用、矿山环境污染防治等关键技术和成果的攻关和推广应用，加强新能源、新材料技术和海洋矿产资源开发等高新技术的研究与开发，加强新理论、新方法、新技术等基础研究。提高劳动者素质，培养一批掌握先进科学理论、有创新能力的矿产资源勘查开发科技队伍和人才，促进矿产资源勘查与开发由传统产业向现代产业、由劳动密集型向技术密集型、由粗放经营向集约经营的转变。”
三、采矿方法的创新与实践
针对我国采矿工程的现状和特点，我们必须要对我国的采矿工程进行创新和改进，例如采掘设备的大型化、自动化和智能化、采矿工艺的连续或半连续化、矿山生产与管理的计算机技术普及化。但是最重要的是对采矿方法进行革新和普及。例如将空场采矿法、 充填采矿法、 崩落采矿法等已经在大规模采矿工程中使用的方法进行推广。另外在传统开采方法基础上进行的创新结果，如深井采矿技术、 溶浸采矿技术、 机械化连续采矿技术等先进技术。使采矿方法机械化程序越来越高， 并逐步向智能化方向发展。
（一）空场采矿法
这种方法是我国开采史应用最早且技术较为成熟的采矿方法。有关这种方法有的文献指除留矿采矿法以外的自然支护采矿法中的各类方法，有的则指自然支护采矿法的全部；也有的仅指阶段矿房采矿法和横撑支柱采矿法，或仅指全面法采矿和房柱采矿法。这种方法主要靠围岩本身的稳固性和矿柱的支撑能力维护回采过程中形成的采空区，有的用支架或采下矿石作辅助或临时支护。这种采矿法要求围岩和矿石稳固。现阶段我国有色金属、黄金及化工矿山应用相当普遍。该法最显著的优点就是成本低、生产能力大、采准时间短。这种方法在应用过程中也进行了适当的革新，现在这种开采方法在一些矿岩破碎的矿体中也得到了应用。例如在云南鹤庆的锰矿，它属于缓倾斜中厚矿体并且采场顶板不稳固。但是为了提高该富锰矿体的矿石回采率，拉动该地区的经济发展，1989～ 1992年，许多科研专家经过缜密的研究和探讨在该矿进行了人工柱锚杆房柱法试验。该方法采用片石砌筑人工矿柱代替矿石矿柱，回采中采用超快硬普通水泥卷锚杆加挂10#―20#铁丝网加固采场不稳固顶板，提高了采场顶板的稳固性，大大地改善了采场作业条件和安全条件，矿块回采率达到 92.74 %，使矿山经济效益大幅度增长，目前该矿已推广应用。
由此可见，空场采矿法通过在实践中的创新。应经达到了支护手段日益完善，与充填法组合应用使用范围扩大。并且结构也越来越合理简单，生产效率也不断提高的良好效果
（二）深井采矿技术
由于对矿产资源的开采加剧，表层的资源已经开采殆尽，采矿工程不断向纵深发展。所以，对深井开采方法的创新和安全性探究是十分必要的。当前我国普遍的标准是，地下开采垂直深度超过 800m 以上时界定为深部开采。在南非、俄罗斯、加拿大、美国、澳大利亚、 印度等国家深部开采甚至已经进行到地下1000米以下的深度。露采转入地采， 地下转入深部开采的已经越来越明显。我国最早进入深部开采的是石嘴子铜矿（ 1969年闭矿） ， 近年我国已有红透山铜矿、 冬瓜山铜矿、 弓长岭铁矿、 夹皮沟金矿、湘西金矿等一批地下矿山进入深井开采。 此外， 还有寿王坟铜矿、 凡口铅锌矿、 金川镍矿、 乳山金矿、 高峰锡矿等许多矿山， 预计将在本世纪上半叶进入深部开采。
深井开采面临许多地面开采所没遇到过的难题。首先，开采环境十分恶劣。由于开采深度增加，导致地压增大，温度也在升高。开采就是要在 “三高”这样的特殊条件下进行，其次，需要解决诸多技术性问题。比如矿山的提升运输、排水、支护和通风，开采机械的选择。
随着社会的发展需要，人类对矿产资源的需求也不断增加，在这种强大的压力和我国的国情之下，我国的采矿工程事业必须要跟紧世界形势，不断对开采方法进行创新，开发利用好有限的资源。
参考文献：
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中图分类号：TD3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0090-02
1 矿山现状
镜铁山矿是酒泉钢铁（集团）有限责任公司下属矿山，矿区位于酒泉市南西40°方向直距60 km处，行政区划隶属于甘肃省肃南裕固族自治县管辖。
镜铁山矿分黑沟和桦树沟矿区，铜矿位于桦树沟矿区Ⅴ号铁矿体的下盘，赋存于2360～2940m水平，目前Ⅴ号铁矿体已开采至2955 m水平，由于上部尚未开采的铁矿Ⅴ矿体生产不能与铜矿生产相协调，为避免矿产资源浪费，铜矿开采必须超前铁矿开采，为协调铁、铜矿的开采，保护上盘的铁矿，避免资源损失，设计采用阶段空场事后胶结充填采矿法。
2 充填系统工艺流程
充填物料采用桦树沟铜选厂全尾砂及水泥作为充填料。通过选厂旁尾砂泵站将45%左右的尾砂通过管道从铜选厂输送到+2640 m主平硐口，沿主斜坡道输送至井下+2880 m和+2760 m充填制备站（至+2880 m距离为7.8 km，高差240 m，至+2760 m距离为8.1 km，高差120 m），尾砂输送至井下+2880 m和+2760 m充填制备站的尾砂池。充填料浆采用两段连续搅拌制备（搅拌中加入水泥），搅拌好的充填料浆通过活塞泵，经井下充填管网充填至采空区。
3 充填物料性能研究
（1）尾砂粒度测定：采用CILAS1064型激光粒度分析仪进行粒度分级测定，经测定尾砂粒级组成如下（如表1）。
结论：从图表分析得之尾砂平均粒径d=10.82μm，其中-20μm细颗粒含量为85.68%，该尾砂平均粒径较小，但颗粒分布较为均匀。参考其他矿山，如南京铅锌银矿充填尾砂平均粒径d=63.06μm，山东莱新铁矿尾砂d=60.02μm。该尾砂粒径虽然较细，但尾砂成分能粗细合理搭配，从而总体上表现为对充填体性能有利的特征。
（2）尾砂比重测定：采用容量瓶法测定。通过一系列试验，将尾砂的比重、容重、孔隙率、自然安息角等物理性能进行了测定，测定结果如下（如表2）。
（3）充填料浆沉降试验（如表3）。
结论：通过试验尾砂沉降24小时最大沉降浓度为67.57%～68.03%，平均为67.8%，尾砂料浆24小时最大沉降容重1.94～1.96 g/cm3，平均1.953 g/cm3。总体来说，镜铁山铜矿尾砂沉降较慢，生产中可以考虑通过加入絮凝剂的方式加速尾砂的沉降，以缩短充填准备时间。
（4）水泥-尾砂充填料浆坍落度测定（如表4）。
结论：通过塌落度和输送试验数据表明，水泥-尾砂充填料浆制备输送浓度为70%～72%时，相应的塌落度为28.0～29.0 cm，料浆流动性明显改善，同时在管道及采场中呈结构流动而不产生离析分层现象，在管道内径125 mm，流量70 m2/h情况下，管道输送阻力在1.47～2.95之间，结合自流输送试验及理论计算可知，在实际条件下，结合尾砂沉降性能、料浆输送对输送泵的性能要求，充填料浆制备输送浓度可按70%～72%考虑。
（5）水泥-尾砂充填材料强度配比试验
试验采用镜铁山矿尾砂，戈壁牌PC32.5级硅酸盐水泥，采用尾矿水，设计水泥-尾砂充填料浆灰砂比1∶4、1∶6两组，料浆浓度分别为70%、72%、74%三组，每组试验进行7天、28天、60天四个龄期的强度测定，采用抗压强度测试仪器检测，得到如下数据：（如表5）
结论：镜铁山矿尾砂各灰的充填料浆试块凝结硬化性能正常，如尾砂72%的浓度，灰1∶4时7天、28天、60天强度达到1.56、4.067、5.05 MPa。试块强度可以满足采矿方法对充填质量的要求，可以作为充填集料应用于生产中。胶结剂可选用普通硅酸盐水泥。并可在采场充填设计中根据充填矿体的部位和采矿方法的实际要求设计不同灰的充填料。
（6）尾砂充填料浆能否顺利实现管道输送进入采场填与多个因素有关，包括充填料粒级组成的合理性、充填料浆浓度、充填料浆输送量、充填管道直径及材质、管网布置参数等。对不同浓度的充填料浆进行了试验，得到如下数据（如表6）。
综述上述分析，含有一定比例的的-20μm颗粒的尾砂料浆，当浓度较高、塌落度为18～20 cm以上时，一旦管内流速降低到临界流速以下或静止不动，固体颗粒将在自重作用下沉淀于管道底部，即在管道中产生分层、离析等现象。高浓度尾砂料浆的流动性通过宾汉流体分析得之：由于其屈服剪切切应力t0的存在，使得在管内流速较小甚至停止流动的状态下，充填料中的粗颗粒也不会产生沉降、离析等不良现象，即料浆具有良好的稳定性，堵管危险性较小。
4 充填体参数要求
（1）充填体需要支撑铲运机运行，根据招金矿业、红透山铜矿等多家采用上向水平分层充填法的矿山充填经验，并结合本矿所用铲运机各项参数，认为充填体在15d以内能够凝固并产生强度，28d单轴抗压强度达到2.5 MPa左右，即能满足铲运机运行要求。
（2）根据金川镍矿、铜绿山铜矿等矿山实践经验，结合矿山胶结充填理论，认为当胶结料浆塌落度范围在18～22 cm时，均具有较好的流动性，可进行较长距离泵送。
5 结论
（1）全尾砂粒径不均匀系数，粒径组成较合理，对全尾砂胶结充填料的流动性和稳定性具有很好的作用
（2）通过试验，结合镜铁山矿生产能力、采矿方法等情况可确定较为合理的充填料浆制备输送参数如下。
充填料浆浓度：70%～72%。
充填料浆流量：60～70 m3/h。
灰1∶4（采场底部、顶部充填）28天强度>2.5 MPa，60天强度>3.5 MPa，可满足充填体要求。
（3）试验表明，所选用的充填材料强度满足设计要求，可以为矿山提供安全高效的开采方式。同时，将充填制备站建立在井下的成功实践，也为我国类似条件下开采的矿山提供了经验。
同时必须指出，充填质量与众多因数有关，如胶结剂品种与质量、胶结剂添加量、尾砂性能的变化、充填料浆浓度与充填系统运行稳定性、充填料浆搅拌均匀性、采空区充填体养护条件等。不同采矿方法及结构参数对充填体强度具有不同的要求，所以在今后的充填工作中必须详细设计并不断的优化，以最终满足矿山要求。
参考文献
[1] 孙恒虎.当代充填技术[M].北京冶金工业出版社.
[2] 查剑峰.矸石充填开采沉陷控制基础问题研究[J].煤炭学报，2010，35（3）：357-362.
篇13
1 引言
30年的改革开放，中国一直处于快速推进阶段的工业化，这是现在在工业化，经济快速增长的中间。以购买力平价（PPP）衡量方面，中国的人均GDP已经达到4000-5000美元，接近世界中等收入国家的水平。迅速推进工业化进程不可避免地导致了大量消费和矿产资源的需求。目前，中国已成为世界上煤炭，铁矿石，铝，铜，在全国最大的水泥消费量，世界石油消费量排名第二的一大资源消耗国在世界上。因为在储量和开采成本的一些重要的矿物质丰富的不具有比较优势，以进口来弥补国内供需缺口的需要。2009年，中国的原油1.99亿吨的净进口，首次对外依存度超过50%的警戒线；进口铁矿石及其精矿628 000万t，同比增长41.6% ；煤炭净进口超过亿吨，同比增长211.9 % 。在同一时间，环境污染日益增多。我国正处于脆弱的生态环境承载的人口最多的历史，担负着前所未有的资源消耗和经济活动的历史，最突出的历史上面临的生态环境挑战。
2 中国的金属矿产资源现状
矿产资源总量在中国的特点是量大，但人均很低人均量仅为58%，是世界上矿产储量平均水平范围，但结构不合理，截至2007年底，中国已发现171种矿产已探明159种储量，中国有大量的探明的矿产资源，占世界的12%，位列世界三大。但是，世界的矿产储量的主要比例并不高，如铁矿石储量占世界总储量的只有13.13%（探明储量位居四个世界第一），锰矿储量占53 %，铬矿石占1.29%，占5.53%的铜，铝产量占8.56%（探明储量位居5世界第一），占4.29 %，镍产量，黄金储备占2.892个百分点。此外，已探明的铅，锌，钨，锡，锑，稀土，菱镁矿和其他队伍储备1号。六种有色金属储量的静态保证生活的顺序为：镍矿34A，25A铝土矿，铜16A，锌8A， 5A方铅矿，锡5A。
近10年来一直是中国采矿业的快速发展，采矿业继续扩大投资规模在2004年的2009国家有色金属矿，有色金属矿投资规模分别达到44.9 %的平均增幅， 46.8 %，在2010年第一黑色半，有色金属矿业投资增加大小与去年同期相比也增长了14.1 % ， 34.6 % ，如表l所示和图1 。新建，改建和扩建的建设规模地雷也不同程度的持续增长。
3 开采工艺的研究过程及趋势
3.1 深部开采
随着资源的逐渐枯竭而浅的枯竭，中国已经开始获取资源深的地下，预计在未来10?20A ，我们的煤矿将进入1000-2000米深部开采。该矿20世纪六七十年代已经建设成为深部开采的一部分，一些新的矿山开采深度也很大。近年来国内已达到或接近开采深度600米金川矿区有两个矿山，会泽，张家洼铁矿，程潮铁矿，钨矿等张向东；开采深度接近1ooom铜矿有红透矿，大红山铜矿，铅和锌等樊口；开采深度比1ooom冬瓜山铜矿那里。此外，建议矿场本世纪初，云南红山铁矿在600μm以下，安徽龙桥铁矿在600千米。随着开采深度增加，地层压力增大，由此引发的岩爆（矿震）不可避免地逐渐增加。可以预见的是第一本世纪20年代，中国将有更多的金属矿山的深部开采。随着开采，地压，岩爆及岩层控制，通风和冷却，排水脱水，开采方法和处理采空区的深度增加，所以是受技术问题需要解决。如何确保中国经济的可持续发展，在安全和效率的重要因素成为深部开采时。
深部开采带来安全生产的一系列技术问题：地面压力的深部开采力度加大，增加了岩爆的可能性；地面温度升高，热污染井下工作环境；深工作区到新鲜空气供应源处理脏风流困难。以上几点也是矿山生产的世界性难题，这些技术解决不了这样的问题，这些公司的人员伤亡不但存在和职业危害的风险，也使正常的生产无法顺利进行，许多进入我们国家的人深部开采矿山安全生产带来许多风险。
3.2 深大露天矿开采技术
目前，中国已经成为我的一部分，成为一个大的深露天矿开采。随着开采深度的增加，空间操作采场尺寸缩小，准备探索运输难度一个新的水平，并增加开采强度降低，运输距离的增长，重型车跑长距离的斜坡，降低设备的效率，生产力下降。同时越来越多的露天矿边坡。随着不断深化露天矿，增加斜坡的垂直高度，有的长达400米的矿井上面，采取胁迫，地下水，区域生产爆破震动和冲击更为严重，边坡失稳概率增加对采矿生产影响的安全深场越来越大。其次是日益繁重的环境污染。采场进深，露天尖锐的空气质量，环境和劳动条件恶化的下跌后，坑形成“大锅饭”极其困难的天然水，各种生产过程中产生大量的粉尘，炮烟，尘汽车排气等难以清除和消散，导致有毒粉尘沙坑工作表面的浓度增加，空气污染，开采条件越来越差。
3.3 存放露天开采技术领域
许多大型露天矿山冶金逐步进入我们的后期开采，但由于技术和经济制约，遗留大量的露天矿产资源领域之外。如果展开的境界，可能导致矿山的经济指标恶化，以及大量征地，破坏生态环境的。全国16个大型露天铁矿不完全统计， 1.2十亿矿产资源领域外的空地遗留吨多。只有钢铁，攀钢的矿山位于近5亿吨的领域之外。包头白云鄂博铁矿地质储量1.23十亿T，旨在划定9.5亿吨储量，露天储量280 000万t的范围之外；攀钢Zhujiabaobao兰铁尖有近2亿吨的境界外汇储备。这些储备并不是通过扩大开放状态恢复。
3.4 复杂富水矿床开采技术
据初步统计，铁矿石资源国的金额是一项复杂而艰巨开采有色金属资源的床大约8.5十亿T，也就是约4.6十亿T，的特点复杂富水矿床资源金属和矿产资源被赋予特殊条件第四纪地层，含水层和富水砂矿床中富水和深层破碎存款及其他采矿环境下存在重科是非常复杂的，很难把我的。由于复杂矿体条件，严格要求挖掘地域限制和保护环境。相关研究机构在这方面有专门的研究。如果保证金的采矿方法在复杂的研究，上部矿石开采，压力流量双场灾难分析方法，富水矿床开采削减措施结合水控水下岩石变形，高效选矿厂尾矿，尾矿胶结从抽灌技术长方面进行了系统的实验研究已取得水危害预防治疗，全面的采矿阶段的技术成果。
3.5 无废开采
无废矿开采和可持续发展有着千丝万缕的关联。一方面，在开采过程中发展和发展方面往往聚集，
形成一个社区，或者一定量的相当数量的城市，其中有一个重要的环境意义的人口，在另一方面，如果忽略无废开采，不注重使用和保护环境和资源，过早成品矿产资源，采矿业和经济势必造成巨大的损失。因此，我们必须规划长远的眼光，以矿山的开采，确保矿山的长期可持续发展。
4 结论
21世纪是一个充满挑战和富有想象力的世纪。随着时间的推移，采矿方法，现有各类可能遇到改变得面目全非，没有采矿，海底采矿，太空采矿等将成为现实。采矿业将需要一个想象力来描绘我们的人类文明和伴随着的形象。
参考文献：