發(fā)布時(shí)間：2023-10-10 10:36:57
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的鐵礦采礦方法樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】 無底柱 分段崩落法 應(yīng)用
1 概述
2005年12月，婁煩縣魯?shù)氐V業(yè)有限公司鐵礦成立，隸屬于山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局設(shè)立的山東魯?shù)氐V業(yè)投資有限公司，行政區(qū)屬山西省太原市婁煩縣蓋家莊鄉(xiāng)管轄。
2007年1月婁煩縣魯?shù)氐V業(yè)有限公司鐵礦（以下簡稱“魯?shù)罔F礦”）正式進(jìn)行基本建設(shè)，生產(chǎn)規(guī)模80萬t/a，服務(wù)年限15.3年，地下開采，開采標(biāo)高+1660m～+1460m。
2012年12月，魯?shù)罔F礦通過了山西省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局的竣工驗(yàn)收，取得了山西省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局頒發(fā)的安全生產(chǎn)許可證。
魯?shù)罔F礦是太原市最大的鐵礦地下開采企業(yè)，開采狐姑山鐵礦帶的一段，其走向延長達(dá)數(shù)千米，資源儲(chǔ)量豐富。與周邊相鄰礦山為技術(shù)邊界劃分，周邊相鄰礦山皆為露天開采。
2 礦區(qū)地質(zhì)
2.1 地層
礦區(qū)出露為太古界呂梁群袁家村組和第四紀(jì)黃土，袁家村組巖層由泥質(zhì)巖，基性火山巖和含鐵巖石變質(zhì)而成。
2.2 礦床特征
本區(qū)共有Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)礦體，主要分布于呂梁群袁家村組上部的碎屑沉積巖的地層中（即袁家村組含鐵巖段）。礦體的頂?shù)装鍨槭r或云母石英片巖。礦體呈似層狀、層狀、礦體多夾層，但夾層一般不穩(wěn)定。兩個(gè)礦體基本平行，礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀相一致，傾向北東45°、傾角30～55°，礦體厚度和延伸變化不大，屬較穩(wěn)定的礦體。
該礦類型為沉積變質(zhì)鞍山式鐵礦床。
2.3 礦石質(zhì)量
魯?shù)罔F礦為狐姑山鐵礦帶的一部分，礦石礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦，及少量黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦等，其中磁鐵礦含量占金屬礦物的85%以上，平均品位TFe 30.55%，SFe27.48% 。脈石礦物以石英為主，少量陽起石，角閃石、鐵閃石、綠泥石等。
根據(jù)選礦試驗(yàn)結(jié)果，磁性鐵（包括具有磁性的部分赤鐵礦）的回收率達(dá)95%以上，屬于易選礦石。
3 采礦方法
3.1 采礦方法選擇
礦區(qū)范圍內(nèi)為黃土丘陵，標(biāo)高+1730.0m～1570.0m，地表覆蓋稀疏灌木叢，無地物；礦床水文地質(zhì)類型屬簡單類型。
根據(jù)礦體賦存條件、圍巖條件及現(xiàn)場情況，礦體可以采用分段空?qǐng)龇ê蜔o底柱分段崩落法進(jìn)行開采。
無底柱分段崩落法采礦法不留底柱，回采工藝簡單，采切比小，采礦安全性好（因作業(yè)空間小）、靈活性大、作業(yè)好組織、機(jī)械化程度高、可采用大型現(xiàn)代化采礦設(shè)備、生產(chǎn)能力大、勞動(dòng)效率高、開采成本低。
經(jīng)過采礦法分析比較，適合采用無底柱分段崩落法開采。
但我們應(yīng)該看到無底柱分段崩落法除它優(yōu)點(diǎn)外，也存在缺點(diǎn)：
（1）在覆蓋巖下放礦，礦石的損失率和貧化率較高，要求放礦管理嚴(yán)格。
（2）在獨(dú)頭巷道內(nèi)作業(yè)，通風(fēng)條件較差。
（3）掘進(jìn)工作量大。
（4）礦體開采會(huì)使覆蓋巖石崩落，導(dǎo)致地面塌陷和破壞。
（5）為使礦石回收率最大、貧化率最小和用無底柱分段崩落法達(dá)到高效采礦，有關(guān)爆破礦石和圍巖自流參數(shù)的資料起著極重要的作用。
因此，我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中要不斷探索、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，采取有效措施解決或克服無底柱分段崩落采礦法存在的缺點(diǎn)。如采取利用礦石作為覆蓋層，實(shí)行低貧化放礦，可以降低礦石的損失和貧化。
3.2 采礦參數(shù)選擇
無底柱分段崩落采礦方法設(shè)計(jì)的主要問題，是如何確定開采的幾何要素，使盡可能滿足重力自流的諸參數(shù)。我們對(duì)初步設(shè)計(jì)中的采礦參數(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，并根據(jù)礦體賦存條件、圍巖條件及現(xiàn)場實(shí)際，對(duì)采礦參數(shù)做了修正和優(yōu)化，達(dá)到了放礦效果好、礦石均勻無大塊，避免了大塊二次破碎帶來的安全隱患和材料消耗，提高了產(chǎn)量，降低了成本。（如表1）
4 結(jié)語
無底柱分段崩落采礦法在魯?shù)罔F礦經(jīng)過一年多的應(yīng)用，生產(chǎn)環(huán)境安全、其放礦量大，達(dá)到了設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，證明該采礦方法適應(yīng)于魯?shù)罔F礦的實(shí)際。我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和理論，對(duì)相鄰礦井由露天開采轉(zhuǎn)入地下開采具有指導(dǎo)和借鑒作用。
5 建議
無底柱崩落法具有連續(xù)回采，在覆巖下放礦，以崩落覆巖充填采空區(qū)管理地壓的特點(diǎn)，其方法成熟、優(yōu)勢顯著，必然會(huì)在適合其方法的采礦企業(yè)得到推廣應(yīng)用。隨著鑿巖、出礦設(shè)備的不斷改進(jìn)，無底柱分段崩落采礦法也會(huì)隨之不斷發(fā)展，提高生產(chǎn)能力。因此，我們應(yīng)該分析把握其發(fā)展方向，有針對(duì)性地研究以下關(guān)鍵技術(shù)課題：（1）增大結(jié)構(gòu)參數(shù)。（2）采用高效率大型設(shè)備。（3）增大一次爆破量。（4）低貧損少采掘的變形方案。（5）遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)：
[關(guān)鍵詞]鐵礦 視頻測井系統(tǒng)
[中圖分類號(hào)] P631.8+1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-7-168-2
0引言
龍橋鐵礦自2006年投產(chǎn)，經(jīng)過近八年的生產(chǎn)開采，礦區(qū)東部已形成了較大的采空區(qū)，為了及時(shí)了解空區(qū)動(dòng)態(tài)，滿足采空區(qū)監(jiān)測需要，2008年9月龍橋鐵礦收集了一些國內(nèi)類似礦山采空區(qū)檢測方法及其所用的儀器設(shè)備，如上海地學(xué)儀器研究所的視頻測井系統(tǒng)、安慶銅礦的CMS探測系統(tǒng)、江西理工大學(xué)推薦的探地雷達(dá)系統(tǒng)及東北大學(xué)的淺層地震儀勘察系統(tǒng)，最后根據(jù)龍橋鐵礦采空區(qū)的實(shí)際情況及與上述單位溝通了解，選定上海地學(xué)儀器研究所的視頻測井系統(tǒng)作為龍橋鐵礦地壓監(jiān)測系統(tǒng)。
1地壓監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理
1.1地壓監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成
地壓監(jiān)測系統(tǒng)由由視頻測井儀、視頻探頭、測井絞車（包括集流環(huán)）、測井電纜、井口滑輪、筆記本電腦組成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.2系統(tǒng)工作原理
井下儀（視頻探頭）由地面鉆孔下放至采空區(qū)，視頻探頭拍攝到的孔壁周圍及下部的全景圖片通過電纜傳送到地面視頻測井儀后在傳至電腦顯示，監(jiān)測人員就可實(shí)時(shí)觀看孔壁四周的圖像，與此同時(shí)井口滑輪將深度信號(hào)傳輸?shù)降孛鎯x（視頻測井儀），由電腦記錄下監(jiān)測過程中該深度與時(shí)間點(diǎn)時(shí)的圖像，由此可以得出空區(qū)渣石堆高度和地板高度。
2監(jiān)測點(diǎn)線布置
根據(jù)礦山現(xiàn)有采礦活動(dòng)區(qū)域，龍橋礦地壓監(jiān)測孔沿勘探線布置，為了即將引進(jìn)的CALS三維激光檢測儀，監(jiān)測孔控制半徑50m左右，具體監(jiān)測點(diǎn)布置見圖2。
3監(jiān)測效果
3.1采礦方法及工藝
鑒于龍橋鐵礦礦體特點(diǎn)，多種采礦方法并用才能取得比較好的采礦效果，在礦體的邊角區(qū)域薄礦體采用房柱法，另外根據(jù)礦體的厚度及賦存條件不同還采用了有底柱崩落法和充填法進(jìn)行采礦；在礦體真厚度30米以上厚大礦體部分采用無底柱分段崩落法進(jìn)行采礦。根據(jù)龍橋鐵礦礦床地質(zhì)構(gòu)造特征可以確定當(dāng)采空區(qū)暴露到一定面積時(shí)采空區(qū)頂板巖石會(huì)自然冒落的。在采用無底柱分段崩落法采礦區(qū)域沿走向布置采礦進(jìn)路，每200米兩端布置出礦聯(lián)絡(luò)道，中間進(jìn)行切割向兩端退采，結(jié)構(gòu)參數(shù)是：分層高度12.5米，進(jìn)路間距15米，上下分層進(jìn)路呈菱形布置。采礦工藝采用暫留礦石作覆蓋層和頂板巖石自然冒落相結(jié)合的工藝方法（圖3、圖4、圖5、圖6），具體做法是從第一分層開始，把崩落礦石的70%—80%留在采空區(qū)，第二分層崩落礦石留40%—50%在采空區(qū)，這時(shí)空區(qū)留礦的厚度已達(dá)24米，此時(shí)視其空區(qū)暴露面積、暴露時(shí)間和頂板巖石的冒落高度確定第三分層的放礦制度。從第一分層開始采礦起在出礦控制上做到每條出礦進(jìn)路的眉線處不準(zhǔn)與空區(qū)相通，已形成的空區(qū)與其它工程的通道進(jìn)行封閉以防止空區(qū)中可能出現(xiàn)的較大面積冒落產(chǎn)生壓縮氣流造成危害。當(dāng)?shù)V體采礦結(jié)束時(shí)因采空區(qū)的暴露面積擴(kuò)大崩落時(shí)間增長，冒落巖石的厚度滿足墊層的要求，最后放出存在空區(qū)里的礦石。
3.2采空區(qū)現(xiàn)狀與監(jiān)測管理
龍橋鐵礦從采礦開始就重視礦山的地壓管理工作，早在2007年2月就委托江西理工大學(xué)進(jìn)行了龍橋鐵礦巖層監(jiān)控技術(shù)研究，測試了龍橋鐵礦的基礎(chǔ)巖石力學(xué)數(shù)據(jù)；2008年開始與江西理工大學(xué)、哈爾濱黃金設(shè)計(jì)研究院組成的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的龍橋鐵礦采空區(qū)監(jiān)測及巖石冒落規(guī)律研究的課題組，幾年來開展了大量的研究工作。
（1）江西理工大學(xué)于2008年6月提交《龍橋鐵礦巖層監(jiān)控技術(shù)研究》，獲得了龍橋鐵礦的基礎(chǔ)巖石力學(xué)數(shù)據(jù)。
（2）2009年12月，江西理工大學(xué)提交了《龍橋鐵礦采空區(qū)監(jiān)測及巖石冒落規(guī)律研究》年度報(bào)告，報(bào)告認(rèn)為隨著采礦活動(dòng)的進(jìn)行，空區(qū)暴露面積逐漸增大，，采空區(qū)頂板巖層移動(dòng)將持續(xù)進(jìn)行，促使采空區(qū)頂板巖層冒落；圍巖二次應(yīng)力場的現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明：龍橋鐵礦地下采礦活動(dòng)引起的二次應(yīng)力場變化情況不明顯，沒有產(chǎn)生大面積來壓現(xiàn)象，在目前這種狀態(tài)下，礦區(qū)整體是處于穩(wěn)定的。
（3）2010年12月，江西理工大學(xué)提交了《龍橋鐵礦采空區(qū)監(jiān)測及巖石冒落規(guī)律研究》年度報(bào)告，報(bào)告認(rèn)為基于平衡拱理論，拱的高度與采空區(qū)傾向方位的跨度成正比。因此，采空區(qū)傾向方位跨度能否增加，是采空區(qū)頂板巖層冒落與否的關(guān)鍵所在，依據(jù)龍橋鐵礦礦體賦存狀況，隨著后續(xù)礦體的開采，將使采空區(qū)的傾向跨度逐步增加，這最終可促使采空區(qū)頂板巖層移動(dòng)冒落。圍巖二次應(yīng)力場的現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明：龍橋鐵礦地下采礦活動(dòng)引起的二次應(yīng)力場變化穩(wěn)定，沒有產(chǎn)生大面積來壓現(xiàn)象，在目前這種狀態(tài)下，礦區(qū)整體是處于穩(wěn)定的。
截止到2011年4月底，龍橋鐵礦有兩個(gè)采空區(qū)，大采空區(qū)分布在8線～7線，東西長767.0米，南北寬平均152.8米，暴露面積117188.6m2；小采空區(qū)位于6線-279米、-295米分層，南北長64.8米，東西寬平均15.0米，面積為980.7m2。
在采空區(qū)管理上除前面采礦工藝所規(guī)定的控制放礦保證采空區(qū)中礦石、巖石墊層的厚度符合礦山安全規(guī)程的要求外，目前各分層通往采空區(qū)的所有通道均已封閉，封閉的方式有兩種即壓渣封閉和澆注砼墻封閉。
為了查明頂板圍巖冒落情況，在地表施工監(jiān)測鉆孔通過儀器測量，獲取巖層冒落高度數(shù)據(jù)，為采空區(qū)管理、采礦方法研究、放礦管理、損失貧化管理提供依據(jù)。自2008年3月至2011年4月，施工6個(gè)觀測鉆孔，其中CZK01、CZK03自2009年4月起開始逐月監(jiān)測，取得成果如下表：
從兩個(gè)監(jiān)測孔所觀測的數(shù)據(jù)來看：CZK01孔觀測的空區(qū)是2007年4月最后形成并封閉的，到2009年6月冒落的高度為11米，在空區(qū)里礦石墊層上部形成約18米厚的巖石墊層，CZK03孔觀測的空區(qū)位于4線，該采場于2008年4月開始切割到2009年6月回采結(jié)束形成采空區(qū)。由于4線采區(qū)南北寬度只有100米，暴露時(shí)間短，僅1年時(shí)間就冒落7.25米，在空區(qū)里礦石墊層上部形成約11.6米的巖石墊層。CZK01鉆孔自2009年7月后冒落不明顯，CZK03自2010年4月后冒落亦不明顯，這與江西理工大學(xué)提交的《龍橋鐵礦采空區(qū)監(jiān)測及巖石冒落規(guī)律研究》2010年度報(bào)告結(jié)論相符。
關(guān)鍵詞：
高硫鐵破碎厚大礦體；尾砂膠結(jié)充填；下向式采礦
中圖分類號(hào)：
TB
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1672-3198（2013）19-0188-01
1 概述
毛坪礦2007新探獲一礦體群，其中Ⅰ-6#礦體規(guī)模最大，該礦體呈似層狀、扁柱狀、扁豆?fàn)?、柱狀、脈狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出，其走向延伸長約200m，傾斜延深大于150m（該礦體814中段出露標(biāo)高821米，深部鉆孔控制標(biāo)高630m），新探獲礦石量超過200萬噸。
2 原有采礦方法存在的問題
采用下向式尾砂膠結(jié)充填法采礦以前，該礦在2007年至2010年間運(yùn)用上向式廢石充填法回采Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體及該礦體群端部小礦體。
上向式廢石充填法采礦主要適用于礦巖相對(duì)穩(wěn)固、礦體厚度不大，礦體空間形態(tài)簡單的礦體。運(yùn)用上向式廢石充填法采礦，當(dāng)?shù)V房頂板暴露面積超過100㎡時(shí)，需要制作人工混凝土隔墻，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且隔墻接頂困難，從而影響混凝土隔墻對(duì)頂板的支撐效果；同時(shí)，人工在采空區(qū)內(nèi)作業(yè)，極大地增加了作業(yè)人員的安全威脅。由于上述原因綜合影響，導(dǎo)致使用上向式廢石充填法采礦時(shí)，采場的貧化及損失都較高，回采率低，員工作業(yè)效率低，單采場日出礦能力低（約為100t/d）。
在運(yùn)用上向式廢石充填法回采該礦體群端部小礦體時(shí)，由于礦石硫鐵含量高，節(jié)理裂隙發(fā)育導(dǎo)致頂板不穩(wěn)定，不時(shí)發(fā)生小規(guī)模冒落，大大增加了采礦的支護(hù)成本及設(shè)備設(shè)施受破壞的風(fēng)險(xiǎn)，也嚴(yán)重威脅作業(yè)人員的人身安全，上向式廢石充填法已不適用于該礦體群的回采。
3 尾砂膠結(jié)充填采礦方法
該礦體群礦巖節(jié)理裂隙較發(fā)育，以Ⅳ、Ⅴ級(jí)結(jié)構(gòu)面（節(jié)理面）為主，連貫性差，礦體的變形破壞受結(jié)構(gòu)面的抗剪特性、結(jié)構(gòu)體的大小、形狀和彼此鑲嵌能力控制，且多含水。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，最發(fā)育的為塊狀構(gòu)造。塊狀鉛鋅礦石在礦體中廣泛分布；另外礦石還呈條帶狀、似層狀、紋層狀產(chǎn)出。
由于上述復(fù)雜的礦石構(gòu)造特征，該礦體群整體強(qiáng)度分布不均衡，結(jié)構(gòu)疏松的黃鐵礦石降低了礦巖的整體強(qiáng)度，呈條帶狀和層狀產(chǎn)出礦石，受節(jié)理裂隙影響，容易發(fā)生順層冒落現(xiàn)象。如繼續(xù)沿用上向式廢石充填法回采，將嚴(yán)重威脅作業(yè)人員的安全。
3.1 尾砂膠結(jié)充填采礦方法及其特點(diǎn)
尾砂膠結(jié)充填法采礦是指利用選礦產(chǎn)生的尾砂，根據(jù)其特有的性質(zhì)，經(jīng)過試驗(yàn)研究，然后添加適當(dāng)?shù)乃唷⑹壹捌渌牧现苽涑删哂蓄愃苹炷列再|(zhì)的膠結(jié)體，通過輸送泵和管線將膠結(jié)體輸送至采空區(qū)，從而對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填和治理的采礦方法。
該采礦方法能夠?qū)崿F(xiàn)采空區(qū)外制備膠結(jié)充填料和長距離管線輸送，并能實(shí)現(xiàn)管道連續(xù)輸送，從而保證作業(yè)的連續(xù)性，加快空區(qū)充填，縮短充填時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；充填站布置采空區(qū)外，保證了作業(yè)人員的安全；利用尾砂制備膠結(jié)料，減少了尾砂中化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響和尾砂堆存在尾礦庫帶來的安全隱患，更加綠色環(huán)保。
3.2 參數(shù)的確定
2010年10月開始，該礦與湖南研究院合作開展尾砂膠結(jié)充填環(huán)管試驗(yàn)。目的是弄清該礦尾砂的性質(zhì)，找到合理的配合比等參數(shù)，將其制作成膠結(jié)提用于井下采空區(qū)的充填。
該環(huán)管試驗(yàn)的管道充分考慮該礦井下坑道實(shí)際情況，設(shè)計(jì)布置不同角度的管道，測試流速、阻力、管道磨損等數(shù)據(jù)。并根據(jù)該礦尾砂性質(zhì)設(shè)計(jì)不同的灰砂比、水灰比及濃度進(jìn)行試驗(yàn)。
該試驗(yàn)平臺(tái)輸送泵選用1臺(tái)HBT50.13.90S型混凝土泵。
測量數(shù)據(jù)采集選用工控系統(tǒng)。設(shè)計(jì)選擇工控系統(tǒng)型號(hào)規(guī)格：工業(yè)組態(tài)軟件（組態(tài)王）；數(shù)據(jù)采集器（PLC柜）。通過6個(gè)月的現(xiàn)場試驗(yàn)及室內(nèi)統(tǒng)計(jì)分析，得出了能夠滿足毛平礦井下生產(chǎn)需要的合理灰砂比、濃度大于、塌落度等基本參數(shù)。見表1：
通過試驗(yàn)確定了膠結(jié)充填體參數(shù)以后，根據(jù)彝良馳宏只有YT28和7655型鑿巖機(jī)的實(shí)際情況，考慮礦體的穩(wěn)固性及初次嘗試運(yùn)用新方法和工藝，施工人員和技術(shù)人員都需要摸索學(xué)習(xí)和掌握，并結(jié)合已形成的礦體下盤脈外采準(zhǔn)斜坡道及平巷等綜合因素，設(shè)計(jì)的Ⅰ-6#礦體760中段采場結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：
毛坪礦在實(shí)際生產(chǎn)中，具體執(zhí)行的采礦工藝流程為：進(jìn)路回采鑿巖爆破采場通風(fēng)浮石清理支護(hù)礦石運(yùn)搬進(jìn)路底板整平鋼筋網(wǎng)敷設(shè)充填分層過渡。
分段（層）采準(zhǔn)工程掘進(jìn)結(jié)束后，進(jìn)路按設(shè)計(jì)進(jìn)行間隔回采，一步回采先隔三采一，然后對(duì)已回采進(jìn)路進(jìn)行平底和敷設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋直徑Φ12，網(wǎng)度@300×300，最后進(jìn)行充填作業(yè)。充填作業(yè)分兩步進(jìn)行，進(jìn)路下部1.5米采用灰砂比為1∶4，濃度大于等于78%的膠結(jié)體充填，28天強(qiáng)度達(dá)到4.0MPa以上。剩余部分用灰砂比為1∶8，濃度大于等于78%的膠結(jié)體充填，并保證最大限度接頂，28天強(qiáng)度達(dá)到1.5MPa以上；充填體養(yǎng)護(hù)7天后可回采其相鄰進(jìn)路。二步回采時(shí)進(jìn)路隔一采一，回采結(jié)束按采礦工藝流程作業(yè)。然后再進(jìn)行第三步、第四步回采，直至分層回采結(jié)束。
4 應(yīng)用情況
地表臨時(shí)混凝土泵站（臨時(shí)泵送充填系統(tǒng)）建設(shè)完成，井下管線的架設(shè)結(jié)束后，毛坪礦從2011年3月起，首先在Ⅰ-6#礦體760中段三分段進(jìn)行下向膠結(jié)充填法采礦試驗(yàn)，經(jīng)過2個(gè)分層的現(xiàn)場驗(yàn)證，該采礦方法能夠適應(yīng)毛坪礦厚大破碎且高硫鐵礦體的回采。
在下向式尾砂膠結(jié)充填采礦法中，設(shè)計(jì)采用進(jìn)路式回采，進(jìn)路斷面為3.0米×3.0米矩形。矩形斷面的進(jìn)路較金川公司龍首礦六邊形斷面的進(jìn)路施工更簡單，斷面質(zhì)量更容易控制?；夭蛇^程中，掘成后的進(jìn)路均沒有出現(xiàn)有頂壓和側(cè)壓現(xiàn)象發(fā)生，該斷面設(shè)計(jì)相對(duì)合理。
根據(jù)環(huán)管試驗(yàn)、材料對(duì)比試驗(yàn)及補(bǔ)充試驗(yàn)得出的膠結(jié)充填體理論灰砂比、濃度、強(qiáng)度等數(shù)據(jù)制備的尾砂膠結(jié)體充填采場進(jìn)路后，經(jīng)后期取樣試驗(yàn)測定，其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足采礦需要，即下分層回采時(shí)，膠結(jié)充填形成的假頂未出現(xiàn)斷裂及垮塌現(xiàn)象。
成功運(yùn)用該方法采礦后，該礦全年采場無事故發(fā)生。其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下：
5 結(jié)論
該方法可以顯著提高采場的充填能力，保證和提高礦山的出礦能力，最大限度地保障選礦廠的礦石供應(yīng)，解決選礦廠礦石供應(yīng)不足的問題。同時(shí)，對(duì)該方法的摸索和研究，以及現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用，大大增加了專業(yè)技術(shù)人員對(duì)尾砂膠結(jié)充填及其相關(guān)研究方面知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握，也大大提高了專業(yè)技術(shù)人員的技術(shù)水平，增強(qiáng)其應(yīng)對(duì)和處理尾砂膠結(jié)充填采礦過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題的能力。
（1）該方法不僅適用于極不穩(wěn)固礦體的回采，也使用與急劇變化礦體的回采；
（2）該方法能使作業(yè)人員得到更高的安全保障；
（3）該方法較廢石充填法采礦大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和采場生產(chǎn)能力；
（4）該方法能提高資源回收率，減少貧化和損失；
（5）該采礦方法更安全環(huán)保。
參考文獻(xiàn)
[1] Helmut Eichmeyer，胡際平.下向膠結(jié)充填采礦法——重要性日益增長的一種采礦方法[J].礦業(yè)工程，2008.
關(guān)鍵詞：全尾砂 膠結(jié)充填 充填體性能
中圖分類號(hào)：TD3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（c）-0090-02
1 礦山現(xiàn)狀
鏡鐵山礦是酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司下屬礦山，礦區(qū)位于酒泉市南西40°方向直距60 km處，行政區(qū)劃隸屬于甘肅省肅南裕固族自治縣管轄。
鏡鐵山礦分黑溝和樺樹溝礦區(qū)，銅礦位于樺樹溝礦區(qū)Ⅴ號(hào)鐵礦體的下盤，賦存于2360～2940m水平，目前Ⅴ號(hào)鐵礦體已開采至2955 m水平，由于上部尚未開采的鐵礦Ⅴ礦體生產(chǎn)不能與銅礦生產(chǎn)相協(xié)調(diào)，為避免礦產(chǎn)資源浪費(fèi)，銅礦開采必須超前鐵礦開采，為協(xié)調(diào)鐵、銅礦的開采，保護(hù)上盤的鐵礦，避免資源損失，設(shè)計(jì)采用階段空?qǐng)鍪潞竽z結(jié)充填采礦法。
2 充填系統(tǒng)工藝流程
充填物料采用樺樹溝銅選廠全尾砂及水泥作為充填料。通過選廠旁尾砂泵站將45%左右的尾砂通過管道從銅選廠輸送到+2640 m主平硐口，沿主斜坡道輸送至井下+2880 m和+2760 m充填制備站（至+2880 m距離為7.8 km，高差240 m，至+2760 m距離為8.1 km，高差120 m），尾砂輸送至井下+2880 m和+2760 m充填制備站的尾砂池。充填料漿采用兩段連續(xù)攪拌制備（攪拌中加入水泥），攪拌好的充填料漿通過活塞泵，經(jīng)井下充填管網(wǎng)充填至采空區(qū)。
3 充填物料性能研究
（1）尾砂粒度測定：采用CILAS1064型激光粒度分析儀進(jìn)行粒度分級(jí)測定，經(jīng)測定尾砂粒級(jí)組成如下（如表1）。
結(jié)論：從圖表分析得之尾砂平均粒徑d=10.82μm，其中-20μm細(xì)顆粒含量為85.68%，該尾砂平均粒徑較小，但顆粒分布較為均勻。參考其他礦山，如南京鉛鋅銀礦充填尾砂平均粒徑d=63.06μm，山東萊新鐵礦尾砂d=60.02μm。該尾砂粒徑雖然較細(xì)，但尾砂成分能粗細(xì)合理搭配，從而總體上表現(xiàn)為對(duì)充填體性能有利的特征。
（2）尾砂比重測定：采用容量瓶法測定。通過一系列試驗(yàn)，將尾砂的比重、容重、孔隙率、自然安息角等物理性能進(jìn)行了測定，測定結(jié)果如下（如表2）。
（3）充填料漿沉降試驗(yàn)（如表3）。
結(jié)論：通過試驗(yàn)尾砂沉降24小時(shí)最大沉降濃度為67.57%～68.03%，平均為67.8%，尾砂料漿24小時(shí)最大沉降容重1.94～1.96 g/cm3，平均1.953 g/cm3?？傮w來說，鏡鐵山銅礦尾砂沉降較慢，生產(chǎn)中可以考慮通過加入絮凝劑的方式加速尾砂的沉降，以縮短充填準(zhǔn)備時(shí)間。
（4）水泥-尾砂充填料漿坍落度測定（如表4）。
結(jié)論：通過塌落度和輸送試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，水泥-尾砂充填料漿制備輸送濃度為70%～72%時(shí)，相應(yīng)的塌落度為28.0～29.0 cm，料漿流動(dòng)性明顯改善，同時(shí)在管道及采場中呈結(jié)構(gòu)流動(dòng)而不產(chǎn)生離析分層現(xiàn)象，在管道內(nèi)徑125 mm，流量70 m2/h情況下，管道輸送阻力在1.47～2.95之間，結(jié)合自流輸送試驗(yàn)及理論計(jì)算可知，在實(shí)際條件下，結(jié)合尾砂沉降性能、料漿輸送對(duì)輸送泵的性能要求，充填料漿制備輸送濃度可按70%～72%考慮。
（5）水泥-尾砂充填材料強(qiáng)度配比試驗(yàn)
試驗(yàn)采用鏡鐵山礦尾砂，戈壁牌PC32.5級(jí)硅酸鹽水泥，采用尾礦水，設(shè)計(jì)水泥-尾砂充填料漿灰砂比1∶4、1∶6兩組，料漿濃度分別為70%、72%、74%三組，每組試驗(yàn)進(jìn)行7天、28天、60天四個(gè)齡期的強(qiáng)度測定，采用抗壓強(qiáng)度測試儀器檢測，得到如下數(shù)據(jù)：（如表5）
結(jié)論：鏡鐵山礦尾砂各灰的充填料漿試塊凝結(jié)硬化性能正常，如尾砂72%的濃度，灰1∶4時(shí)7天、28天、60天強(qiáng)度達(dá)到1.56、4.067、5.05 MPa。試塊強(qiáng)度可以滿足采礦方法對(duì)充填質(zhì)量的要求，可以作為充填集料應(yīng)用于生產(chǎn)中。膠結(jié)劑可選用普通硅酸鹽水泥。并可在采場充填設(shè)計(jì)中根據(jù)充填礦體的部位和采礦方法的實(shí)際要求設(shè)計(jì)不同灰的充填料。
（6）尾砂充填料漿能否順利實(shí)現(xiàn)管道輸送進(jìn)入采場填與多個(gè)因素有關(guān)，包括充填料粒級(jí)組成的合理性、充填料漿濃度、充填料漿輸送量、充填管道直徑及材質(zhì)、管網(wǎng)布置參數(shù)等。對(duì)不同濃度的充填料漿進(jìn)行了試驗(yàn)，得到如下數(shù)據(jù)（如表6）。
綜述上述分析，含有一定比例的的-20μm顆粒的尾砂料漿，當(dāng)濃度較高、塌落度為18～20 cm以上時(shí)，一旦管內(nèi)流速降低到臨界流速以下或靜止不動(dòng)，固體顆粒將在自重作用下沉淀于管道底部，即在管道中產(chǎn)生分層、離析等現(xiàn)象。高濃度尾砂料漿的流動(dòng)性通過賓漢流體分析得之：由于其屈服剪切切應(yīng)力t0的存在，使得在管內(nèi)流速較小甚至停止流動(dòng)的狀態(tài)下，充填料中的粗顆粒也不會(huì)產(chǎn)生沉降、離析等不良現(xiàn)象，即料漿具有良好的穩(wěn)定性，堵管危險(xiǎn)性較小。
4 充填體參數(shù)要求
（1）充填體需要支撐鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)行，根據(jù)招金礦業(yè)、紅透山銅礦等多家采用上向水平分層充填法的礦山充填經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合本礦所用鏟運(yùn)機(jī)各項(xiàng)參數(shù)，認(rèn)為充填體在15d以內(nèi)能夠凝固并產(chǎn)生強(qiáng)度，28d單軸抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa左右，即能滿足鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)行要求。
（2）根據(jù)金川鎳礦、銅綠山銅礦等礦山實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合礦山膠結(jié)充填理論，認(rèn)為當(dāng)膠結(jié)料漿塌落度范圍在18～22 cm時(shí)，均具有較好的流動(dòng)性，可進(jìn)行較長距離泵送。
5 結(jié)論
（1）全尾砂粒徑不均勻系數(shù)，粒徑組成較合理，對(duì)全尾砂膠結(jié)充填料的流動(dòng)性和穩(wěn)定性具有很好的作用
（2）通過試驗(yàn)，結(jié)合鏡鐵山礦生產(chǎn)能力、采礦方法等情況可確定較為合理的充填料漿制備輸送參數(shù)如下。
充填料漿濃度：70%～72%。
充填料漿流量：60～70 m3/h。
灰1∶4（采場底部、頂部充填）28天強(qiáng)度>2.5 MPa，60天強(qiáng)度>3.5 MPa，可滿足充填體要求。
（3）試驗(yàn)表明，所選用的充填材料強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，可以為礦山提供安全高效的開采方式。同時(shí)，將充填制備站建立在井下的成功實(shí)踐，也為我國類似條件下開采的礦山提供了經(jīng)驗(yàn)。
同時(shí)必須指出，充填質(zhì)量與眾多因數(shù)有關(guān)，如膠結(jié)劑品種與質(zhì)量、膠結(jié)劑添加量、尾砂性能的變化、充填料漿濃度與充填系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、充填料漿攪拌均勻性、采空區(qū)充填體養(yǎng)護(hù)條件等。不同采礦方法及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)充填體強(qiáng)度具有不同的要求，所以在今后的充填工作中必須詳細(xì)設(shè)計(jì)并不斷的優(yōu)化，以最終滿足礦山要求。
參考文獻(xiàn)
[1] 孫恒虎.當(dāng)代充填技術(shù)[M].北京冶金工業(yè)出版社.
[2] 查劍峰.矸石充填開采沉陷控制基礎(chǔ)問題研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，2010，35（3）：357-362.
[3] 趙興東，石長巖，劉建波，等.紅透山銅礦威震檢測系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].東北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，29（3）：399-402.
關(guān)鍵詞：分層采礦，光面爆破，控頂
【分類號(hào)】：TD853
1.吳集鐵礦采礦方法的概述：
吳集鐵礦礦床屬于沉積變質(zhì)鐵礦床，沉積環(huán)境屬淺?；?yàn)I海相。礦石類型為磁鐵礦，鐵礦石品位一般在20～40范圍之內(nèi)。礦體傾角上緩下陡，南緩北陡，一般30～70度。根據(jù)礦體賦存條件以及礦山現(xiàn)有的開拓系統(tǒng)情況，采用房柱采礦法。礦房的長軸沿礦體的走向方向布置，長軸長度為86米，寬度15米，高20米，間柱寬10米，階段高30米。在確定的采場中間施工一個(gè)切割巷，規(guī)格3*2.7，完成采準(zhǔn)切割工作以后，就可以開始回采礦房。首先拉底段高4米，隨后二層段高8米，最后段高20米。 見圖1所示
2、光面爆破在采場各階段中的應(yīng)用
光面爆破主要特點(diǎn)是在爆破控制邊界采取較密布孔，不耦合間隔裝藥，爆破后形成光面，以起到控制和保護(hù)爆破邊界，減少爆破對(duì)邊界的影響和破壞，從而減少對(duì)控制邊界的處理和支護(hù)成本。
2.1拉底。（段高4米）
充分利用采準(zhǔn)切割的三個(gè)自由工作面進(jìn)行刷幫壓頂，拉底層高度4米。中間高4.5米，兩側(cè)高3.5米，見圖2所示。兩墻要求光爆，光爆眼距不得大于800mm，特殊地段500～600mm，且采場光爆施工的保護(hù)層不得大于800mm。炮眼施工必須平直，不得有上調(diào)及外挑現(xiàn)象。光爆施工炮眼采用導(dǎo)爆索進(jìn)行施爆。頂部必須采用操作平臺(tái)進(jìn)行施工，不得有明顯凹凸不平及炮孔外挑現(xiàn)象，采場大塊炸毀及時(shí)，不影響鏟車出礦作業(yè)。
2.2二層壓頂（段高8米）
頂板及兩墻必須光爆施工，光爆眼距不得大于800mm，光爆層厚度不得大于800mm，必須按設(shè)計(jì)圖紙施工，見圖3所示。
2.3三層壓頂（段高20米）
頂板及兩墻必須光爆施工，頂板要平整順直，兩墻起拱位置要圓滑；為保證頂板的穩(wěn)固，及出礦的安全，采場光爆施工的保護(hù)層厚度為1.6米，分兩次爆破：上下層厚度各為0.8米，在施工采場光爆保護(hù)層時(shí)炮眼也不得有上挑及外挑的現(xiàn)象。見圖4所示
3.光面爆破控頂技術(shù)的應(yīng)用效果
運(yùn)用這種技術(shù)，爆破對(duì)新巖壁破壞很小，孔痕清晰可見，成型規(guī)整，不超挖、欠挖，使采場頂板形狀、尺寸可控性好，開挖出來的采場兩墻平直、頂板呈拱形光面，松石少，穩(wěn)定性好，安全可靠，為作業(yè)人員提供了較好的作業(yè)條件。尤其在難采采場及冒頂采場中，經(jīng)過光面爆理后，采場頂板基本穩(wěn)定，便于作業(yè)。從2011年至今，由于推廣應(yīng)用光面爆破技術(shù)，吳集鐵礦采用光面爆破房柱法進(jìn)行回采后，為難采采場的回采提供了安全上的保證，大大地提高了難采采場的回采能力其優(yōu)勢得到了充分發(fā)揮；2012創(chuàng)造最高月產(chǎn)19萬噸，年產(chǎn)達(dá)215萬噸的好成績。同時(shí)，大大提高了回采率，降低了貧化率，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益。
4、應(yīng)用中應(yīng)注意的問題
在普及應(yīng)用的過程中必須加強(qiáng)爆破工的素質(zhì)教育，提高作業(yè)人員理論認(rèn)識(shí)水平和實(shí)踐操作能力。光面爆破技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)含量較高的控制爆破，并且在使用中必須因地制宜，靈活運(yùn)用傳統(tǒng)的光面爆破技術(shù)，在布眼、裝藥、起爆順序等方面要視采場的安全條件、礦巖結(jié)構(gòu)等現(xiàn)場實(shí)際情況而定，合理設(shè)計(jì)施工，才能確保光面爆破質(zhì)量，取得理想的效果。
5、結(jié)語
在地下采礦過程中應(yīng)用光面爆破技術(shù)控制采場，大大地減少了采場安全處理和支護(hù)工作量，減小了礦損，加快了回采速度，提高了采礦效率，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，在同類礦山中有推廣應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
1、《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，2001冶金工業(yè)出版社
關(guān)鍵詞：鐵礦工作面 工作面銜接 圖表計(jì)算 自動(dòng)化
中圖分類號(hào)：TF521 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、工作面銜接圖表方面存在的問題
雖然現(xiàn)在地下鐵礦的采集方法和技術(shù)相對(duì)于以前都有了顯著的提高，在方法上先后出現(xiàn)了充填采礦法和空?qǐng)霾傻V法兩種比較實(shí)用的方法，在采集技術(shù)上，也漸漸的走向智能化和自動(dòng)化，在某些地方，甚至已經(jīng)開始推動(dòng)無人智能采礦技術(shù)的發(fā)展。但是，就目前而言，不管是什么方法亦或是什么技術(shù)，從根本上，還是沒有縮小對(duì)于圖表的依賴。所有的采礦生產(chǎn)組織的工作想要做到最有計(jì)劃， 最有效益的實(shí)施，都要依賴于各種各樣的圖表來完成。
這些圖表，預(yù)先將開采工作的規(guī)劃設(shè)計(jì)好，從空間和時(shí)間上規(guī)定了相關(guān)的工作順序。借助于這類圖表，在組織生產(chǎn)上，能夠優(yōu)化分配各種資源，按照預(yù)先規(guī)定好的生產(chǎn)任務(wù)，可以根據(jù)所開采礦物的數(shù)量和質(zhì)量的具體要求，對(duì)所擁有的人力，物力以及設(shè)備等進(jìn)行合理的分配。
地下鐵礦生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)的基礎(chǔ)是年度工作面銜接圖表。而年度工作面圖表，包含了大量的信息，包括了每個(gè)季度，每個(gè)月，甚至是每個(gè)周對(duì)于各礦塊的各項(xiàng)工作量。除此之外，工作的時(shí)候還必須考慮到實(shí)際情況，開采的時(shí)候各階段，各組隊(duì)的工作進(jìn)程，他們每個(gè)組隊(duì)在每個(gè)階段所完成的礦石開采量以及開采的礦石鐵的平均含量，這些都是需要考慮的。基于龐大的信息量和復(fù)雜的計(jì)算方案，所以，在工作面圖表銜接的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)造成一些不易察覺的錯(cuò)誤，對(duì)于接下來的工作造成一定的影響，浪費(fèi)人力物力。
另外，在地質(zhì)勘測方面的失誤以及在礦石開采方面的錯(cuò)誤判斷，也是影響圖表準(zhǔn)確性的重要因素，往往因?yàn)殚_始的時(shí)候一個(gè)小小的失誤在開采過程中的被發(fā)現(xiàn)，開始設(shè)計(jì)好的圖表就報(bào)廢了，必須重新計(jì)算，無故損失大量的資源，類似于這樣的問題可謂是隨處可見。由此可見工作面銜接圖表計(jì)算自動(dòng)化的緊迫性和必要性。
二、相關(guān)計(jì)算方法
由于在地下鐵礦的開采方面對(duì)于先進(jìn)的技術(shù)和高科技的開采設(shè)備的追求和改進(jìn)，人們不知不覺的忽略了工作面圖表計(jì)算自動(dòng)化的發(fā)展，現(xiàn)在，能夠使用的數(shù)學(xué)計(jì)算方法實(shí)在是有限，這里，就簡單的舉幾個(gè)例子，以供參考。
1、三級(jí)礦量的計(jì)算
三級(jí)礦量，分別指的是開拓礦量，采準(zhǔn)礦量和備采礦量。其中，開拓礦量指的是在井田中，形成完整的開拓系統(tǒng)。位于階段運(yùn)輸巷以上的礦量叫開拓礦量。采準(zhǔn)礦量指的是開拓礦量的一部分，凡是礦塊中完成采礦方法所規(guī)定的采準(zhǔn)工程，該礦塊的礦量叫采準(zhǔn)礦量。備采礦量指的是采準(zhǔn)礦量的一部分，凡是礦塊中完成采礦方法規(guī)定的切割工作此礦塊的礦量叫備采礦量。
三級(jí)礦量之間的關(guān)系分為三個(gè)方面，前兩種時(shí)間方面和空間方面是需要列表規(guī)劃的，而數(shù)量方面，則是需要數(shù)學(xué)計(jì)算的。
（1）、時(shí)間方面
一般來說，時(shí)間方面指的是三級(jí)礦量在時(shí)間上處于漸變的關(guān)系。如果從三級(jí)礦量來說，一定儲(chǔ)量的礦量， 由于完成了開拓工程，其性質(zhì)由地質(zhì)儲(chǔ)量轉(zhuǎn)變?yōu)殚_拓儲(chǔ)量。在開拓工程的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完成采準(zhǔn)工程。其礦量的性質(zhì)由開拓礦量變成了采準(zhǔn)礦量，當(dāng)然，少部分的付產(chǎn)礦量被提升到地表，通過更進(jìn)一步的切割工程，其采準(zhǔn)礦量的性質(zhì)又成了備采礦量，當(dāng)然也有部分付產(chǎn)礦石采出。也就是說從時(shí)間上開拓礦量超前采準(zhǔn)礦量，采準(zhǔn)礦量超前備采礦量。從數(shù)量上來說，開拓礦量大于采準(zhǔn)礦量，或者說備采礦量是采準(zhǔn)礦量的一部分，采準(zhǔn)礦量又是開拓礦量的一部分。從空間上來說，開拓礦量范圍最大，采準(zhǔn)礦量次之，備采礦量范圍最小。除開拓、采準(zhǔn)、切割付產(chǎn)的礦石以外，全部的開拓礦量的礦石最終都要轉(zhuǎn)變?yōu)閭洳傻V量的礦石。不考慮損失貧化都要被采出。
（2）空間方面
空間方面相對(duì)于三級(jí)礦量，主要分為三個(gè)不同的工程。
①、開拓礦量的控制工程
開拓系統(tǒng)的主要開拓巷道、通風(fēng)井、主充填井、石門、井底車場、主要階段運(yùn)輸段專用回風(fēng)巷、井下中央變電所、水倉水泵房、井下機(jī)修硐室、炸藥庫、機(jī)電庫等輔助硐室。
②、采準(zhǔn)礦量的控制工程
人行通風(fēng)天井、沿脈或穿脈階段運(yùn)輸巷。通風(fēng)運(yùn)輸平巷、材料設(shè)備井、充填井、電耙巷道、拉底巷道、切割天井，進(jìn)路、小溜井等。
③、備采礦量的控制工程
主要分為補(bǔ)充切割和切割兩個(gè)小方面，補(bǔ)充切割包括采場切割上山、切割天井、切割平巷、斗穿、斗頸、鑿巖硐室。而切割則包括拉底、辟漏、切割槽、塹溝。
最后的數(shù)量方面，涉及到的是關(guān)于三級(jí)礦量的一些計(jì)算。
（3）數(shù)量方面
①開拓礦量計(jì)算
式中：A——礦井年產(chǎn)量
t k——開拓礦量的保有期
r——廢石混入率
k——礦石回收率
b、采準(zhǔn)礦量計(jì)算
式中：t z——采準(zhǔn)礦量保有期
c、 備采礦量計(jì)算
式中：a——備采礦量保有期
2、礦床開采的損失貧化
礦床開采的損失貧化主要包括損失、貧化以及巖石混入三個(gè)方面。損失指的是在礦床開采過程中，必有一部分工業(yè)礦石永久的損失在地下。貧化是指圍巖或夾石混入造成采出礦石品位的下降。而巖石混入指的是在礦床開采過程中，必有一部分圍巖或夾石混入到采出礦石中來，反映混入巖石的程度用巖石混入率來表示。
主要計(jì)算方法如下所示：
損失率：
回收率：
貧化率：
巖石混入率：
根據(jù)以上的幾個(gè)公式，我們還可以推導(dǎo)一下廢石的混入率：
根據(jù)礦床開采過程中礦石量平衡：
根據(jù)礦床開采過程中金屬量平衡：
將以上兩式聯(lián)立整理得：
代入整理得：該式所得，就是廢石的混入率。
注：式中的字母分別代表：
Q：工業(yè)儲(chǔ)量
A：工業(yè)礦石品位
R：混入巖石量
a″：混入巖石品位
QS：損失工業(yè)礦石量
Q′：采出礦石量
a′：采出礦石品位
Q″：采出工業(yè)礦石（采出純）量
有了以上這幾個(gè)通用的計(jì)算公式，在整理圖表的時(shí)候，在相關(guān)的計(jì)算上就有了一定的優(yōu)勢，能夠節(jié)省出一定的時(shí)間，對(duì)于人力物力的資管規(guī)劃，也會(huì)起到更好的分配效果。
例如：
表1 原始數(shù)據(jù)
表2結(jié)果數(shù)據(jù)
除此之外，如果礦塊或礦井采區(qū)能力或計(jì)劃產(chǎn)量任務(wù)的原始數(shù)據(jù)不足以獲得符合其全部要求的解決方案，那么，可從偏離指定條件的所有可能方案中選用最接近的方案。通過以上的方法，就可以有效的節(jié)省人力物力，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化。
結(jié)束語：
在如今的地下鐵礦的開采中，工作面的銜接圖表變得越來越重要，即使是將來開采技術(shù)變成清一色的機(jī)械機(jī)動(dòng)化，也脫離不了對(duì)于工作面銜接圖表的依賴性，而為了不必要的失誤和損失，工作面銜接圖表計(jì)算的自動(dòng)化又迫切的需要解決。希望在未來的一段時(shí)間內(nèi)，人們能夠?qū)D表的計(jì)算自動(dòng)化重視起來，找到更多更好的計(jì)算方法。
參考文獻(xiàn)：
【關(guān)鍵詞】地下金屬礦山；采礦技術(shù)；現(xiàn)狀分析；發(fā)展趨勢
引言
我國礦山總數(shù)的百分之九十左右是屬于地下金屬礦山，但是我國的鐵礦資源有百分之九十是露天開采的，面對(duì)越來越少的地面金屬礦產(chǎn)資源，我國應(yīng)該加強(qiáng)向地下金屬礦山開采的發(fā)展。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的地下采礦技術(shù)在不斷的發(fā)展，出現(xiàn)了跟多的新技術(shù)和新工藝。在我國的地下金屬礦山采礦技術(shù)的發(fā)展歷程中，各種采礦方法和回采工藝技術(shù)有著很明顯的變化，采礦作業(yè)的效率和回采率逐漸的升高，正在朝著機(jī)械化和半自動(dòng)化的方向發(fā)展。
一、地下金屬礦山采礦工藝技術(shù)發(fā)展
（一）主要采礦方法的進(jìn)展
我國的地下金屬礦山的采礦工藝技術(shù)有很多，應(yīng)用最廣泛的是充填采礦法、崩落采礦法和空城采礦法等等。由于各種原因得到廣泛應(yīng)用的充填采礦法，各種新工藝技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用，充填采礦法的適用范圍也在逐漸增大，對(duì)我國地下金屬礦山采礦方法的應(yīng)用比重的變化起到了不可忽視的影響。
在我國的眾多鐵礦山采礦作業(yè)中，主要的是采用崩落采礦法進(jìn)行的；在黃金礦山的采礦作業(yè)中，主要采用的是空?qǐng)霾傻V法和充填采礦法兩種，有色金屬礦山的采礦作業(yè)中，主要采用的崩落采礦法和空?qǐng)霾傻V法，充填采礦發(fā)也有不少的比例，可以說較為均衡。近幾年我國的充填采礦技術(shù)在不斷的發(fā)展，而崩落采礦法和空?qǐng)霾傻V法也在不斷的進(jìn)行改進(jìn)和完善。
（二）深部開采
我國不少的礦山正在朝著深部開采的方向發(fā)展，開采的深度和范圍也在不斷的發(fā)展，但是深度開采的地質(zhì)條件及其他環(huán)境因素與淺層開發(fā)有很大的不同，應(yīng)該對(duì)深層開發(fā)進(jìn)行充分的研究，提高我國深部開發(fā)的作業(yè)質(zhì)量，保證我國的深部開發(fā)的發(fā)展，提高礦產(chǎn)資源的出產(chǎn)量。
（三）原地溶浸采礦法
原地溶浸采礦是一項(xiàng)直接在地下提取金屬礦物的開采工藝，將開采、選礦和冶金技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。我國的很多金屬礦場都是可以進(jìn)行原地溶浸采礦作業(yè)的，并且正在不斷的成功試驗(yàn)。相對(duì)于常規(guī)的采礦方法工藝，采礦技術(shù)在進(jìn)行采礦的時(shí)候不需要對(duì)地表進(jìn)行挖掘，沒有廢石和尾礦的產(chǎn)出，保護(hù)礦場當(dāng)?shù)氐牡乇碇脖缓蜕鷳B(tài)環(huán)境；因?yàn)闆]有廢石和尾礦的產(chǎn)出，所以節(jié)省了運(yùn)輸廢石和尾礦的費(fèi)用，節(jié)省了作業(yè)成本；許多礦場會(huì)因?yàn)殚_采技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題等方面的原因?qū)е虏贿m宜礦產(chǎn)資源開采，針對(duì)這種情況可以進(jìn)行原地溶浸采礦技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，能夠保證礦產(chǎn)資源的利用率；在勞動(dòng)量和勞動(dòng)條件上進(jìn)行了改變，能夠較為安全的進(jìn)行采礦作業(yè)。
二、地下金屬礦山采礦技術(shù)研究方向
首先要做好對(duì)尾礦的處理，可以將尾礦進(jìn)行處理之后作為充填材料對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填，不但能夠廢物利用，還能在環(huán)境的治理上做出貢獻(xiàn)，正因?yàn)槿绱宋覈鴳?yīng)該加強(qiáng)對(duì)尾礦造成的環(huán)境問題的處理研究。
要對(duì)采礦工藝的生產(chǎn)能力進(jìn)行研究，采取措施來提高生產(chǎn)能力，對(duì)深孔階段充填采礦法和分段充填采礦法進(jìn)行著重的研究和改進(jìn)。對(duì)大直徑深孔階段礦房采礦法和自然崩落采礦法等方法記性改進(jìn)，提高作業(yè)的效率，降低生產(chǎn)的成本和礦產(chǎn)資源的貧化。
需要加大對(duì)大型、高效的無軌化礦山設(shè)備的研制。通過對(duì)高效率打孔穿爆設(shè)備和井巷鉆進(jìn)機(jī)械等裝運(yùn)設(shè)備及相應(yīng)的輔助配套機(jī)械設(shè)備的研制，最大化的實(shí)現(xiàn)礦場作業(yè)的無軌化、自動(dòng)化和半自動(dòng)化，提高作業(yè)效率。另外，還有利用激光設(shè)備進(jìn)行采礦的側(cè)位、利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)鑿巖臺(tái)車和鏟運(yùn)機(jī)的控制、對(duì)高效連續(xù)式裝載在和自卸式運(yùn)輸設(shè)備的車廂內(nèi)部粘連無的自動(dòng)清除等方向的發(fā)展。通過歲大型全盤機(jī)械化的引進(jìn)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦場作業(yè)的控制和自動(dòng)化。
對(duì)礦場的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的分析，不但能夠在進(jìn)行采礦作業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候合理的選用開采技術(shù)，還能夠根據(jù)不同的地質(zhì)條件對(duì)資源的回收打好基礎(chǔ)。在不少的深井開采、礦巖軟松礦床的開采進(jìn)行研究，對(duì)老礦山進(jìn)行二次的礦產(chǎn)資源的回采等等。
我國的充填采礦技術(shù)有著不少的應(yīng)用，雖然充填采礦具有一定的自身優(yōu)勢，但是還是會(huì)受到充填材料質(zhì)量和成本的影響，不少市場上的填充材料雖然性能良好，但是成本卻較為昂貴，而用較為低廉的充填材料則不能是充填料達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，這就要求我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)充填材料的研究，促進(jìn)充填采礦技術(shù)的發(fā)展。某礦場研制的高壓風(fēng)流態(tài)化造漿充填工藝，其生產(chǎn)的充填物濃度較高，而相應(yīng)的充填系統(tǒng)的成本較小，能夠?qū)崿F(xiàn)較大的自動(dòng)化作業(yè)；還有塊石膠結(jié)充填也在試驗(yàn)成功之后得到了相應(yīng)的應(yīng)用。
順應(yīng)信息化的發(fā)展，利用電子計(jì)算機(jī)和無線電通訊、遠(yuǎn)距離遙控和監(jiān)控設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對(duì)常產(chǎn)資源的儲(chǔ)量品位和邊界的存儲(chǔ)、快速的實(shí)現(xiàn)對(duì)礦場作業(yè)的檢測和調(diào)配，對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)也能很好的進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)報(bào)。加強(qiáng)對(duì)新型采礦工藝技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，合理的結(jié)合運(yùn)用各種采礦工藝技術(shù)，提高礦場的出礦量和出礦效率。
三、地下金屬礦山采礦技術(shù)發(fā)展趨勢
（一）采礦設(shè)備的研發(fā)
自從上世紀(jì)六十年代的后期推行了無軌采礦技術(shù)之后，在采礦技術(shù)上僅僅是進(jìn)行完善而沒有進(jìn)行充分的改革，在當(dāng)今的社會(huì)形勢下，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)開礦技術(shù)的改革程度的研究，為采礦作業(yè)的自動(dòng)化和遙控技術(shù)打下基礎(chǔ)。
（二）監(jiān)控系統(tǒng)的完善
根據(jù)長臂法采礦的具體實(shí)例，我們可以發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行礦場作業(yè)在線監(jiān)控的重要性，然而這只是監(jiān)控系統(tǒng)在礦場作業(yè)中的一個(gè)方向，還有很多方面也需要應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)礦產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行輔助，比如對(duì)作業(yè)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)控等等，這些方向的應(yīng)用逐漸的在不少的礦山作業(yè)中進(jìn)行使用。
（三）數(shù)字化和智能化
數(shù)字化礦場作業(yè)是數(shù)字地球的一個(gè)應(yīng)用，對(duì)礦場方方面面的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化的處理，建立和完善礦山空間信息系統(tǒng)。通過對(duì)礦山信息系統(tǒng)、空間信息系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等系統(tǒng)的多方向的聯(lián)系來建立完善的礦山信息系統(tǒng)體系。
（四）地下開采及運(yùn)輸?shù)穆短旎?/p>
相對(duì)與地下開采，露天開采能夠更好的進(jìn)行礦產(chǎn)資源的開采，所以可以加強(qiáng)對(duì)地下開采向露天開采的轉(zhuǎn)化，應(yīng)該在生產(chǎn)成本等方面進(jìn)行控制。在運(yùn)輸方面，進(jìn)行地下開采的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)較長時(shí)間的基礎(chǔ)建設(shè)，不但浪費(fèi)的作業(yè)時(shí)間，還會(huì)帶來投資的增加。為了實(shí)現(xiàn)較為方面的開采運(yùn)輸，可以利用原先的露天坑內(nèi)的斜坡道進(jìn)行基礎(chǔ)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)地下開采和露天開采的運(yùn)輸方式的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)設(shè)備的合理利用，降低采礦作業(yè)的投資。
結(jié)語
通過對(duì)我國地下金屬礦山采礦技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)地下金屬礦山采礦技術(shù)的研究方向進(jìn)行了論述，在不同方面探究了其將來的發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn)
[1]郭金峰. 我國地下金屬礦山采礦技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[A]. 中國冶金礦山企業(yè)協(xié)會(huì)、中國金屬學(xué)會(huì)采礦分會(huì)、中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院.2005年全國金屬礦山采礦學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流會(huì)論文集[C].中國冶金礦山企業(yè)協(xié)會(huì)、中國金屬學(xué)會(huì)采礦分會(huì)、中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院：，2005：6.
礦區(qū)南距洛南縣城41公里，西南距金堆城礦區(qū)12 公里，屬洛南縣石門鎮(zhèn)黃龍鋪村所轄，已有多年鉬礦開采歷史。
該礦區(qū)開采的是黃龍鋪礦區(qū)西溝鉬礦段v號(hào)礦體，由于礦體厚大，礦體采用分段空?qǐng)霾傻V法開采，1410 中段以上正常開采已經(jīng)結(jié)束，本文就采場底柱及邊角礦的開采方法、開采順序等工藝進(jìn)行選擇和論述。
2 礦區(qū)地質(zhì)條件
2.1 礦區(qū)地質(zhì)及構(gòu)造特征
礦區(qū)位于華北地臺(tái)南緣，太古隆起與洛南―盧氏沉降帶過渡帶的路家街―白花嶺向斜北翼，褶皺、斷裂發(fā)育。區(qū)內(nèi)地層為傾向北西的單斜地層，斷層以東北―北東東向?yàn)橹鳌?/p>
2.2 礦體特征
礦體出露于西溝兩側(cè)，呈不規(guī)則的大脈狀，礦體長750米，工程礦體厚度6.5―280米，工程礦體品位鉬0?06%―0?278%，靠近地表為氧化鉬，下部為硫化鉬。
礦體及頂?shù)装鍘r性以變石英砂巖及絹云砂質(zhì)板巖為主，成礦后期斷層不發(fā)育。
礦石礦物主要有輝鉬礦、黃鐵礦、磁鐵礦等。
礦體頂?shù)装鍑鷰r均以變石英砂巖為主，巖石硬度較大，一般不需要支護(hù)，礦巖普氏硬度系數(shù)：礦體 f =7-9 圍巖 f =8-10 。
水文地質(zhì)條件簡單，礦體底部標(biāo)高、地下水位標(biāo)高在侵蝕基準(zhǔn)面以上，主要礦體分布地形利于自然排水。
硫化礦體呈脈狀產(chǎn)出，礦體傾角60―80°。
3 采礦方法選擇
本文涉及的對(duì)象是前期礦山生產(chǎn)留下的礦柱和部分邊角礦體，礦體各部分的賦存情況差別較大，所以本文分別選用三種采礦方法來實(shí)施設(shè)計(jì)范圍內(nèi)礦體的開采，即無底柱分段崩落法、房柱采礦法、分段礦房法。其中無底柱分段崩落法主要用于前期開采留下的底柱部分；房柱采礦法主要用在礦層高度低于20米的邊角礦體和未采礦體；分段礦房法主要用在礦層高度大于20米的部分礦體。各方法分述如下：
3.1 無底柱分段崩落法
無底柱分段崩落法的特點(diǎn)是將礦塊劃分為分段，在分段進(jìn)路中作業(yè)，不需要開掘?qū)Ｓ玫牡撞拷Y(jié)構(gòu)，崩落的礦石在崩落圍巖覆蓋下。
（1）礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)
無底柱分段崩落法與階段高度的制約關(guān)系不太大，一般為50―70米，分段高度一般為5―12米，本文涉及利用該采礦方法的礦體只是前期回采的底柱，其高度一般在15米以內(nèi)，所以階段高度就是礦層的高度，無需分段。
（2）進(jìn)路間距
一般為7―12米，本礦區(qū)以前采礦的切割巷道可作為回采進(jìn)路使用，其間距為30米左右，由于待采礦體在垂直切割巷道方向呈山形斷面存在，所以設(shè)計(jì)確定在兩條相鄰切割巷之間增加一條切割巷道，切割巷道作為回采進(jìn)路，其間距表面上看是15米，其實(shí)開采寬度只有10米左右。
（3）采準(zhǔn)切割
采準(zhǔn)切割工程主要是切割槽，其方法是在切割巷的盡頭以切割天井為自由面，從切割道中鉆鑿中深孔爆破，擴(kuò)大為切割槽，切割槽的寬度一般不小于2米。
（4）回采
采用TY25型圓盤式臺(tái)架，配YGZ90外回轉(zhuǎn)重型鑿巖機(jī)在回采進(jìn)路中鉆鑿扇形中深孔進(jìn)行落礦，采用FZY100型風(fēng)動(dòng)裝藥器裝藥，每次落礦爆破1～2排炮孔，崩礦步距3米。
（5）通風(fēng)
由于工作面是獨(dú)頭巷道，只能在回采進(jìn)路中安裝局扇進(jìn)行通風(fēng)。
（6）注意事項(xiàng)
回采進(jìn)路的規(guī)格和形狀對(duì)出礦工作有很大的影響，在保證巷道頂板和眉線穩(wěn)固的條件下，回采進(jìn)路要盡可能大，以增加放出體的寬度，提高礦石回收率和便于設(shè)備運(yùn)行?；夭蛇M(jìn)路的高度在滿足鑿巖設(shè)備及通風(fēng)管道布置的要求時(shí)應(yīng)盡可能低，以減少殘留在進(jìn)路正面的礦石損失?；夭蛇M(jìn)路的頂板以平頂為宜，以便礦石能均勻地在全寬上放出。要在覆蓋巖層或氧化礦下出礦，需要時(shí)進(jìn)行放頂。
3.2 房柱采礦法
（1）結(jié)構(gòu)參數(shù)
根據(jù)礦山的地質(zhì)情況，確定把礦體沿走向劃分為規(guī)則的礦房和礦柱，在長度方向上每隔100米作為一個(gè)盤區(qū)，在盤區(qū)之間留4米寬的盤區(qū)礦壁，礦房長度50米，礦房跨度一般為10米，房間礦柱3×4米，礦柱間距8米，礦房頂?shù)字鶎挾染鶠?米。
（2）采準(zhǔn)與切割
根據(jù)礦區(qū)內(nèi)礦體特征和實(shí)際生產(chǎn)情況，確定礦塊采準(zhǔn)切割工程中不設(shè)漏斗和電耙硐室，只設(shè)階段運(yùn)輸巷道、切割巷道和切割上山。
（3）回采
礦塊回采方式分兩種：礦層厚度小于3?5米時(shí)，整層回采；礦體厚度大于3?5米時(shí)，分層回采。整層回采時(shí)，工作面從切割巷道開始，以一字形工作面向前推進(jìn)，隨著回采工作面的推進(jìn)，落后于工作面5-10米形成房間礦柱。較破碎時(shí)要用錨桿支護(hù)。
分層回采包括拉底和挑頂兩個(gè)步驟，先拉底后挑頂，拉底高度一般3米，拉底工作與整層回采相同。拉底層上部的礦體按2米一層向上逐層回采，每次爆破后，人力出礦30%左右，其余的留在礦場內(nèi)作為工作平臺(tái)。
3.3 分段礦房法
分段礦房法的特點(diǎn)是在劃分階段的基礎(chǔ)上，再將階段劃分為分段，每個(gè)分段形成獨(dú)立的出礦和通風(fēng)系統(tǒng)。
（1）礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)
階段高度50米，分段高度8-10米，礦塊長度一般為30-40米，間柱寬6-7米，底柱高4-6米，頂柱高5米。
（2）采準(zhǔn)切割工作
采準(zhǔn)切割工作主要有階段運(yùn)輸巷道、分段鑿巖巷道、底部結(jié)構(gòu)和切割槽。
切割槽的形成和步驟：首先在分段巷道的一側(cè)和緊靠已采礦房的礦柱一側(cè)掘進(jìn)切割天井和切割巷道，然后在切割巷道中打平行深孔或扇形深孔，依次進(jìn)行爆破。
（3）回采
