時(shí)間：2023-09-25 11:19:04
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關(guān)鍵詞：現(xiàn)代鐵礦；地下開(kāi)采；技術(shù)方法；
一、現(xiàn)代鐵礦的地下采礦
現(xiàn)代鐵礦的經(jīng)營(yíng)理念包括： 國(guó)內(nèi)國(guó)外；地上地下；高技術(shù)，高機(jī)械化，高產(chǎn)能；高性能和高可靠性；更多關(guān)注最終產(chǎn)品的成本而不是設(shè)備價(jià)格；自動(dòng)化系統(tǒng)。過(guò)程控制，連續(xù)物流；全球范圍內(nèi)與供應(yīng)商建立合作伙伴美系；性能基與價(jià)格構(gòu)成?，F(xiàn)代鐵礦的地下采礦逐漸向高機(jī)械化，高生產(chǎn)力發(fā)展。地下鐵礦的開(kāi)采方法和技術(shù)要求：適于厚大礦體的大量采礦法；不留礦柱；高生產(chǎn)率；霹復(fù)性作業(yè)；機(jī)械化自動(dòng)化。方法：無(wú)底柱分段崩蒂法；自然崩落；盤(pán)區(qū)崩落。
二、鐵礦井下開(kāi)采技術(shù)
（一）充填開(kāi)采技術(shù)。
充填采礦法在有色礦山應(yīng)用得相當(dāng)普遍，如金川鎳礦，凡口鉛鋅礦，銅陵有色金屬公司冬瓜山銅礦和安慶銅礦，大冶有色金屬公司的銅綠山銅鐵礦，山東的大部分金礦如尹格莊金礦、三山島金礦、河?xùn)|金礦等。
充填法開(kāi)采的特點(diǎn)。1）避免農(nóng)田損壞和地表建筑物的搬遷。采空區(qū)充填后，地表基本不會(huì)出現(xiàn)塌陷。2）減少了尾礦庫(kù)的建設(shè)投資和復(fù)墾費(fèi)用。尾礦回填采空區(qū)，少排或不排尾礦，尾礦庫(kù)容鼉減小甚至可以小建?？蓽p少土地使用量。3）礦山環(huán)境得到保護(hù)。地表不會(huì)塌陷，尾礦庫(kù)占地或污染大為減少。4）資源得以安全和充分地利用。經(jīng)濟(jì)合理地開(kāi)發(fā)因大水、地表等條件復(fù)雜難以利用的礦產(chǎn)資源，并能大大降低突水淹井的風(fēng)險(xiǎn)，提高開(kāi)采的安全性。
充填采礦工藝。在充填工藝上，目前傳統(tǒng)的自流輸送仍然占主導(dǎo)地位。膏體泵送工藝也已逐步推廣，如金川的二礦區(qū)、云南的會(huì)澤鉛鋅礦等采用了膏體泵送工藝。立式砂倉(cāng)放出高濃度砂漿也取得了較大的進(jìn)步，如中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司研發(fā)的立式砂倉(cāng)放砂工藝使砂倉(cāng)放砂濃度達(dá)到78%～82%。
充填采礦成本。在充填法礦山，充填采礦的成本主要受水泥耗暈影響較大，在不加水泥或加少量水泥的情況下。其直接成本比無(wú)底柱分段崩落法多10元/t左右。在礦石的損失貧化方面，無(wú)底柱分段崩落法的貧化率在 15%～25%之間，損失率在 20%～28%之間；而充填法的貧化率均在 5%～12%之間，損失率在 5%～15%之間。在地表處理尾礦的費(fèi)用上，充填法則無(wú)明顯的優(yōu)勢(shì)，如采用無(wú)底柱分段崩落法，則尾礦需全部輸送到尾礦庫(kù)，由于輸送距離遠(yuǎn)，其輸送費(fèi)用一般高于將其輸送到充填站的費(fèi)用；在尾礦庫(kù)占地費(fèi)用上則要比充填法所需費(fèi)用多得多。在排水費(fèi)用上，如采用崩落法，由于地表塌陷，井下的排水設(shè)施需加大，增加了基建投資，同時(shí)也帶來(lái)更大的安全風(fēng)險(xiǎn)，加大了安全方面的投入。在環(huán)保方面，充填法較好地保護(hù)地表，地表村莊等不需搬遷或較少搬遷，反之如采用崩落法。
（二） 深孔爆破技術(shù)。
中深孔爆破技術(shù)能夠針對(duì)不同生產(chǎn)規(guī)模的礦山地形地貌，同時(shí)能夠與其它開(kāi)采技術(shù)和鑿巖打孔設(shè)備相結(jié)合，采用多段微差爆破方式進(jìn)行開(kāi)采。這樣不但提高了礦山開(kāi)采的安全生產(chǎn)條件，減少了生產(chǎn)事故的發(fā)生，而且改善了作業(yè)條件，加大了開(kāi)采力度，提高了生產(chǎn)效率，縮短了爆破周期，減少爆破飛石的產(chǎn)生，綜合效益明顯提高。
井下開(kāi)采中深孔爆破參數(shù)：
炮孔直徑和炮孔深度。中深孔爆破炮孔直徑D主要取決于巖石性質(zhì)和鉆機(jī)的類型。工程中深孔鉆機(jī)的直徑通常為80～200mm。通常情況下，當(dāng)鉆機(jī)的型號(hào)確定以后，其孔徑就可以確定了，目前國(guó)內(nèi)常用的中深孔孔徑有 45mm、80mm、100mm、150mm 等。然而對(duì)于井下鐵礦開(kāi)采，炮孔直徑一般選擇的比較小，通常在80～100mm。
最小抵抗線。最小抵抗線W 是影響中深孔爆破效果又一重要參數(shù)。工程實(shí)踐表明，炮孔前排抵抗線過(guò)大爆破后整個(gè)炮區(qū)推不出去，后沖現(xiàn)象明顯，拉裂厲害，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量的底根，大塊率高，影響下次爆破作業(yè)的進(jìn)度；相反，抵抗線過(guò)小，不僅浪費(fèi)炸藥、加大鉆孔作業(yè)時(shí)間，影響了工程的進(jìn)度，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生飛石危害。
炮孔間距和排距。通常說(shuō)的炮孔間距a 指相同排的中深孔相鄰兩個(gè)炮孔之間的距離。孔距可以按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：即a=mW，式中的m為炮孔的密集系數(shù)，一般地它的值都大于 1.0，在較大的孔徑爆破中 m取3～4或者是更大。炮孔排距b是指相鄰兩排炮孔之間的距離。排距的確定方法和確定最小抵抗線的原理相似。
（三）光面爆破技術(shù)。
光面爆破技術(shù)是巷道掘進(jìn)中另外的一種爆破技術(shù)。此方法首先應(yīng)用在瑞典，并廣泛利用在巷道掘進(jìn)中來(lái)控制深度。該爆破技術(shù)的顯著特征是確保開(kāi)挖的作業(yè)面平整光滑，基本上不破壞周圍巖石的穩(wěn)定性。在巷道掘進(jìn)中，光面爆破眼通常是最后才會(huì)起爆，這樣做是能夠使巖石徹底的崩落，最大限度的為巷道的成形提供卸載。在進(jìn)行光面爆破前的預(yù)留巖層可以自由的移動(dòng)，這樣就對(duì)周圍巖石的破壞就大大降低了。光面爆破主要是形成巷道的輪廓，因此我們通常也稱其為輪廓爆破或成型爆破。
光面爆破就是在巷道四周巖石上布置炮孔間距比較小且相互平行的炮眼。裝藥時(shí)要嚴(yán)格控制每個(gè)炮孔的藥量，可以選擇不連續(xù)裝藥或者是爆速比較低的炸藥，并與其他炮孔一起起爆，從而在巖石四周形成巷道輪廓，也就是巷道掘進(jìn)中周邊孔的作用。光面爆破的爆破機(jī)理，學(xué)術(shù)界有不同的觀點(diǎn)，但是大家都比較贊同沖擊波和爆炸產(chǎn)生氣體共同作用理論。
光面爆破要取得好的爆破效果，需要采取以下措施：采用連續(xù)裝藥，控制藥量；炸藥選用密度比較小或者是爆炸速度比較低；要合理布置周邊孔的數(shù)目，不要太密也不要太稀疏；必須與其它炮孔一起起爆，從而獲得良好的爆破效果。通過(guò)光面爆破，使巷道的輪廓線比較清楚，能符合工程的需要，同時(shí)使巷道四周巖石壁比較穩(wěn)固，不會(huì)出現(xiàn)塌方等等。
三、結(jié)論
在我國(guó)，無(wú)論是已建礦山的露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采，還是新勘探開(kāi)發(fā)礦山，開(kāi)采深度已逐步向下延伸，地下開(kāi)采、天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采勢(shì)在必行。地下開(kāi)采與露天開(kāi)采相比有很大的差別，地下開(kāi)采要比露天開(kāi)采復(fù)雜得多。只有掌握了各類地下開(kāi)采的技術(shù)方法，才能保證生產(chǎn)效率的不斷提高。
參考文獻(xiàn)
[1] 郭滕飛，韋庫(kù)明. 我國(guó)金屬礦山開(kāi)采方法及發(fā)展前景研究[J]. 黑龍江科技信息. 2010（22）
鐵路橋涵臺(tái)背填土的組成及壓實(shí)指標(biāo)應(yīng)按設(shè)計(jì)文件及施工規(guī)范要求進(jìn)行分層填筑壓實(shí)，其檢測(cè)是按相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)在施工過(guò)程中完成。由于臺(tái)背回填區(qū)域施工空間狹窄，大型壓實(shí)機(jī)具的使用受到限制，施工中往往采用小型夯實(shí)機(jī)具進(jìn)行施作，很難達(dá)到壓實(shí)指標(biāo)要求；另外，由于填土施工過(guò)快，沒(méi)有嚴(yán)格按分層填筑、碾壓、檢測(cè)進(jìn)行施工，造成壓實(shí)指標(biāo)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求；最終導(dǎo)致回填區(qū)域填土不穩(wěn)定，工后超限沉降大，且不均勻。臺(tái)背回填區(qū)域填土屬于隱蔽工程，對(duì)于發(fā)生超限沉降及變形問(wèn)題，責(zé)任方較難認(rèn)定。
對(duì)已施工完成的回填區(qū)域填土的檢測(cè)，目前尚無(wú)統(tǒng)一的規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)可循。本文按照或參照現(xiàn)行有效的國(guó)家及行業(yè)勘察、土工試驗(yàn)規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)，采用勘察方法，對(duì)已施工完成且發(fā)生嚴(yán)重不均勻超限沉降的橋涵臺(tái)背填土進(jìn)行檢測(cè)，定性地評(píng)價(jià)回填區(qū)域填土狀況，為加固處理方案提供指導(dǎo)依據(jù)。
二、勘察執(zhí)行的主要規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)
1.《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)》TB 10077-2001、J123-2001
2.《鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》TB 10012-2007、J124-2007
3.《鐵路工程地質(zhì)原位測(cè)試規(guī)程》 TB 10018-2003、J261-2003
4.《鐵路工程地質(zhì)鉆探規(guī)程》TB 10014-2012、J1413-2012
5.《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》TB 10102-2004
6.《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》 TB10001-2005
7.《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》TB10106-2010 、J1078-2010
8.《巖土工程勘察規(guī)范》（2009年版）GB 50021-2001
9.《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》（試行）TB10621-2009及《新建時(shí)速200～250公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》鐵建設(shè)（2005）140號(hào)文過(guò)渡段相關(guān)要求
三、勘察方法
根據(jù)橋涵臺(tái)背回填區(qū)域填土設(shè)計(jì)及施工采用分層填筑級(jí)配碎石（水泥摻入量5%）至橋涵混凝土結(jié)構(gòu)頂齊平（地基系數(shù)K30≥150MPa/m，孔隙率n=28%），其上為三七灰土（28天抗壓強(qiáng)度不小于0.7MPa），采用與之相適宜的勘察方法如下：
1．鉆探：采用油壓XY-130型鉆機(jī)。用于鑒定填土名稱、顏色、組成、密實(shí)程度、塑性狀態(tài)、充填物等情況；采取原狀土樣和擾動(dòng)土樣、進(jìn)行孔內(nèi)重型（N63.5）動(dòng)力觸探及標(biāo)準(zhǔn)（N63.5）貫入試驗(yàn)原位測(cè)試等。
2．原位測(cè)試
1）重型（N63.5）動(dòng)力觸探試驗(yàn)：試驗(yàn)設(shè)備主要由觸探頭、觸探桿和穿心錘三部分組成；采用自動(dòng)落錘裝置，穿心錘重63.5kg，自由落距76cm，探桿直徑42mm，探頭直徑74mm，錐角60度。用于對(duì)級(jí)配碎石填料進(jìn)行重型（N63.5）動(dòng)力觸探試驗(yàn)測(cè)試，采用連續(xù)貫入的方法，每貫入10cm記錄其相應(yīng)的擊數(shù)。
2）標(biāo)準(zhǔn)（N63.5）貫入試驗(yàn)：試驗(yàn)設(shè)備主要由刃口型的貫入器靴、對(duì)開(kāi)圓筒式貫入器身和貫入器頭三部分組成；采用自動(dòng)落錘裝置，穿心錘重63.5kg，自由落距76cm，探桿直徑42mm。用于對(duì)灰土填料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)（N63.5）貫入試驗(yàn)測(cè)試，采用每次貫入45cm的方法，預(yù)貫入15cm后，再記錄貫入30cm相應(yīng)的擊數(shù)。
3．室內(nèi)試驗(yàn)：依據(jù)《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》TB10102-2004、《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》（試行）TB10621-2009及《新建時(shí)速200～250公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》鐵建設(shè)（2005）140號(hào)文過(guò)渡段相關(guān)要求進(jìn)行試驗(yàn)。
四、勘探工作量布置及完成情況
在橋涵臺(tái)背兩側(cè)回填區(qū)域各布置鉆探4孔，鉆孔間距5m，孔深至填土底以下1m。完成的勘探工作量見(jiàn)下表：
完成的勘探工作量
工作
內(nèi)容 鉆探（m/孔） 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（處） 重型動(dòng)力觸探（處） 室內(nèi)試驗(yàn)
擾樣（個(gè)）
（級(jí)配碎石） 原狀土樣（組）
（灰土）
工作量 90.7m/8孔 11 77 5 7
五、級(jí)配碎石參數(shù)力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)
級(jí)配碎石參數(shù)力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)是按《鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》B10012-2007、J124-2007有關(guān)公式進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)。通過(guò)對(duì)單孔同層級(jí)配碎石參數(shù)力學(xué)指標(biāo)分類匯總、對(duì)比、分析數(shù)據(jù)離散原因、剔除異常數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)不足6個(gè)時(shí)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果給出統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)、最大值、最小值、平均值及推薦值；統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)為6個(gè)及以上時(shí)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果給出統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)、最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)值、變異系數(shù)、修正系數(shù)、推薦值。
六、級(jí)配碎石密實(shí)程度確定
本次勘察分別采用《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)》及《巖土工程勘察規(guī)范》（2009年版）對(duì)碎石類土（級(jí)配碎石）密實(shí)程度的劃分及分類原則，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的重型（N63.5）動(dòng)力觸探原位測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)合鉆探情況分析對(duì)比，綜合確定級(jí)配碎石的密實(shí)程度。
依據(jù)《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)》TB10077-2001、J123-2001“碎石類土密實(shí)程度的劃分”對(duì)碎石類土（級(jí)配碎石）密實(shí)程度進(jìn)行劃分。其碎石類土密實(shí)程度是按結(jié)構(gòu)特征、天然坡和開(kāi)挖情況、鉆探情況劃分為松散、稍密、中密及密實(shí)四種程度。按結(jié)構(gòu)特征分析，骨架顆粒交錯(cuò)愈緊密、愈連續(xù)接觸、孔隙愈填滿，密實(shí)程度愈趨于密實(shí)；按天然坡和開(kāi)挖情況分析，邊坡愈穩(wěn)定、鎬挖掘愈困難，密實(shí)程度愈趨于密實(shí)；按鉆探情況分析，鉆進(jìn)愈困難，密實(shí)程度愈趨于密實(shí)，反之，密實(shí)程度愈趨于松散。
依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（2009年版）GB 50021-2001“碎石土密實(shí)度按N63.5分類”（見(jiàn)下表），對(duì)碎石土（級(jí)配碎石）密實(shí)程度進(jìn)行分類。
碎石土密實(shí)度按N63.5分類
重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)N63.5 ≤5 5 ＜N63.5≤ 10 10 ＜N63.5≤ 20 ＞20
密實(shí)度 松散 稍密 中密 密實(shí)
碎石土密實(shí)度是按重型（N63.5）動(dòng)力觸探（修正后）錘擊數(shù)分類為松散、稍密、中密及密實(shí)四種密實(shí)度。從表中數(shù)值分析，重型（N63.5）動(dòng)力觸探錘擊數(shù)愈大，密實(shí)度愈趨于密實(shí)，反之，密實(shí)度愈趨于松散。
《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)》與《巖土工程勘察規(guī)范》（2009年版）對(duì)碎石類土密實(shí)程度的劃分及分類，盡管內(nèi)容有所不同，但兩者的劃分及分類對(duì)碎石類土密實(shí)程度的確定趨勢(shì)是一致的。
本次在鉆孔內(nèi)不同深度對(duì)級(jí)配碎石共進(jìn)行77處重型（N63.5）動(dòng)力觸探原位測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果確定級(jí)配碎石密實(shí)程度：稍密47處（占61%）、中密23處（占30%）、密實(shí)7處（占9%）；與鉆進(jìn)難易程度確定的級(jí)配碎石密實(shí)程度分布范圍基本相符。
七、灰土塑性狀態(tài)確定
塑性狀態(tài)是反映黏性土在不同含水量時(shí)的表現(xiàn)狀態(tài)。由于目前對(duì)灰土塑性狀態(tài)的劃分沒(méi)有規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)可循，考慮灰土與黏性土性質(zhì)相近，本次檢測(cè)參照《鐵路工程地質(zhì)原位測(cè)試規(guī)程》TB10018-2003、J261-2003“黏性土的塑性狀態(tài)”（見(jiàn)下表），對(duì)灰土塑性狀態(tài)進(jìn)行劃分。
黏性土的塑性狀態(tài)劃分
N(擊/30cm) ≤2 2＜N≤ 8 8 ＜N≤ 32 ＞32
塑性狀態(tài) 流塑 軟塑 硬塑 堅(jiān)硬
塑性狀態(tài)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（N63.5）貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)劃分為流塑、軟塑、硬塑、堅(jiān)硬狀態(tài)。從表中數(shù)值分析，標(biāo)準(zhǔn)（N63.5）貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)愈大，塑性狀態(tài)愈趨于堅(jiān)硬；反之，塑性狀態(tài)愈趨于流塑。
本次在鉆孔內(nèi)不同深度對(duì)灰進(jìn)行11處標(biāo)準(zhǔn)（N63.5）貫入試驗(yàn)原位測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果確定灰土塑性狀態(tài)：軟塑7處（占64%）、硬塑3處（占27%）、堅(jiān)硬1處（占0.9%）。
八、室內(nèi)試驗(yàn)
1.級(jí)配碎石試驗(yàn)
1）級(jí)配碎石顆粒組成
本次對(duì)鉆孔內(nèi)采取的5個(gè)級(jí)配碎石擾動(dòng)土樣按過(guò)渡段碎石粒徑級(jí)配相關(guān)要求進(jìn)行顆粒組成試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)“過(guò)渡段碎石粒徑級(jí)配范圍匯總對(duì)比表”如下：
過(guò)渡段碎石粒徑級(jí)配范圍匯總對(duì)比表
勘探孔編號(hào)：ZD-01取樣深度：2~5m
級(jí)配 編號(hào) 通過(guò)篩孔（mm）質(zhì)量百分率（%）
50 40 30 25 20 10 5 2.5 0.5 0.075
1 100
(100) 90～100
(98.6) ―
―
60～90
(71.4) ―
30～65
(51.2) 20～50
(41.2) 10～30
(28.3) 2～10
(21.7)
2 ― 100
(98.6) 95～100
(90.4) ―
60～90
(71.4) ―
30～65
(51.2) 20～50
(41.2) 10～30
(28.3) 2～10
(21.7)
3 ―
―
100
(90.4) 95～100
(78.3) ―
50～80
(59) 30～65
(51.2) 20～50
(41.2) 10～30
(28.3) 2～10
(21.7)
注：括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)室顆粒組成含量數(shù)據(jù)。
過(guò)渡段碎石粒徑級(jí)配范圍匯總對(duì)比表
勘探孔編號(hào)：ZD-03取樣深度：5~8m
級(jí)配編號(hào) 通過(guò)篩孔（mm）質(zhì)量百分率（%）
50 40 30 25 20 10 5 2.5 0.5 0.075
1 100
90～100
(100) ―
―
60～90
(73.8) ―
30～65
(50.2) 20～50
(42.5) 10～30
(28.9) 2～10
(21.4)
2 ―
100
(100) 95～100
(91.1) ―
60～90
(73.8) ―
30～65
(50.2) 20～50
(42.5) 10～30
(28.9) 2～10
(21.4)
3 ―
―
100
(91.1) 95～100
(81.1) ―
50～80
(58.5) 30～65
(50.2) 20～50
(42.5) 10～30
(28.9) 2～10
(21.4)
注：括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)室顆粒組成含量數(shù)據(jù)。
過(guò)渡段碎石粒徑級(jí)配范圍匯總對(duì)比表
勘探孔編號(hào)：ZD-05取樣深度：2~6m
級(jí)配編號(hào) 通過(guò)篩孔（mm）質(zhì)量百分率（%）
50 40 30 25 20 10 5 2.5 0.5 0.075
1 100
(100) 90～100
(96.8) ―
―
60～90
(70.6) ―
30～65
(48.9) 20～50
(38.5) 10～30
(25.2) 2～10
(18.8)
2 ―
100
(96.8) 95～100
(83.3) ―
60～90
(70.6) ―
30～65
(48.9) 20～50
(38.5) 10～30
(25.2) 2～10
(18.8)
3 ―
―
100
(83.3) 95～100
(78.1) ―
50～80
(57.9) 30～65
(48.9) 20～50
(38.5) 10～30
(25.2) 2～10
(18.8)
注：括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)室顆粒組成含量數(shù)據(jù)。
過(guò)渡段碎石粒徑級(jí)配范圍匯總對(duì)比表
勘探孔編號(hào)：ZD-07 取樣深度：6~10m
級(jí)配編號(hào) 通過(guò)篩孔（mm）質(zhì)量百分率（%）
50 40 30 25 20 10 5 2.5 0.5 0.075
1 100
(100) 90～100
(97.9) ―
―
60～90
(75.2) ―
30～65
(56.3) 20～50
(44.2) 10～30
(29.9) 2～10
(22.8)
2 ―
100
(97.9) 95～100
(90.2) ―
60～90
(75.2) ―
30～65
(56.3) 20～50
(44.2) 10～30
(29.9) 2～10
(22.8)
3 ― ―
100
(90.2) 95～100
(82.1) ― 50～80
(64.0) 30～65
(56.3) 20～50
(44.2) 10～30
(29.9) 2～10
(22.8)
注：括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)室顆粒組成含量數(shù)據(jù)。
過(guò)渡段碎石粒徑級(jí)配范圍匯總對(duì)比表
勘探孔編號(hào)：ZD-08 取樣深度：6~11m
級(jí)配編號(hào) 通過(guò)篩孔（mm）質(zhì)量百分率（%）
50 40 30 25 20 10 5 2.5 0.5 0.075
1 100
90～100
(100) ―
―
60～90
(89.6) ―
30～65
(71.4) 20～50
(57.6) 10～30
(37.3) 2～10
(27.1)
2 ―
100
(100) 95～100
(97.4) ―
60～90
(89.6) ―
30～65
(71.4) 20～50
(57.6) 10～30
(37.3) 2～10
(27.1)
3 ―
―
100
(97.4) 95～100
(91.7) ―
50～80
(85.4) 30～65
(71.4) 20～50
(57.6) 10～30
(37.3) 2～10
(27.1)
注：括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)室顆粒組成含量數(shù)據(jù)。
從以上表中對(duì)比數(shù)值可以看出，5個(gè)級(jí)配碎石樣品部分粒徑級(jí)配均超出范圍，特別是≤0.075 mm粒徑級(jí)配超標(biāo)嚴(yán)重，屬級(jí)配不良，不符合相關(guān)要求。
2）級(jí)配碎石顆粒中針狀及片狀碎石含量試驗(yàn)
本次對(duì)鉆孔內(nèi)采取的5個(gè)級(jí)配碎石擾動(dòng)土樣進(jìn)行顆粒中針狀及片狀碎石含量試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)“顆粒中針狀及片狀碎石含量匯總表”如下：
顆粒中針狀、片狀碎石含量匯總表
勘探孔編號(hào) ZD-01 ZD-03 ZD-05 ZD-07 ZDz-08
取樣深度（m） 2～5 5～8 2～6 6～10 6～11
針片狀含量（%） 0.3 0 0 0.3 1.5
從表中數(shù)值可以看出，5個(gè)級(jí)配碎石樣品顆粒中針狀、片狀碎石含量試驗(yàn)結(jié)果為0.0~3.0%，滿足規(guī)范要求的顆粒中針狀、片狀碎石含量不大于20%。
3）級(jí)配碎石粘土團(tuán)含量試驗(yàn)
本次對(duì)鉆孔內(nèi)采取的5個(gè)級(jí)配碎石樣品進(jìn)行粘土團(tuán)含量試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)“粘土團(tuán)含量匯總表”如下：
粘土團(tuán)含量匯總表
勘探孔編號(hào) ZD-01 ZD-03 ZD-05 ZD-07 ZD-08
取樣深度（m） 2～5 5～8 2～6 6～10 6～11
粘土團(tuán)含量（%） 10.1 7.9 9.3 17.4 23.7
從表中數(shù)值可以看出，5個(gè)級(jí)配碎石樣品粘土團(tuán)含量試驗(yàn)結(jié)果為7.9~23.7%，均超過(guò)規(guī)范要求的粘土團(tuán)含量不得超過(guò)2%。
2.灰土試驗(yàn)
本次在鉆孔內(nèi)共采取7組灰土原狀土樣進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)“灰土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度匯總表”如下：
灰土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度匯總表
勘探孔編號(hào) ZD-01 ZD-02 ZD-03 ZD-04 ZDz-05 ZD-07 ZD-08
取樣深度（m） 0.5 0.9 0.7 1.2 0.6 1.5 1.7
抗壓強(qiáng)度（MPa） 0.1 0.07 0.08 0.27 0.09 0.22 0.24
從表中數(shù)值可以看出，7組灰土原狀土樣無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值為0.07~0.24MPa，均低于設(shè)計(jì)（抗壓強(qiáng)度值不小于0.7MPa）要求；與標(biāo)準(zhǔn)（N63.5）貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)確定的灰土塑性狀態(tài)分布的范圍基本相符。
九、結(jié)論及建議
1．結(jié)論：根據(jù)鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，橋涵臺(tái)背回填區(qū)域級(jí)配碎石填料屬于級(jí)配不良、密實(shí)程度差，灰土整體強(qiáng)度低，主要檢測(cè)項(xiàng)目不能滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)要求。由于回填區(qū)域土體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、強(qiáng)度小、壓縮變形大，是造成不均勻超限沉降的直接原因。
2．建議：對(duì)橋涵臺(tái)背回填區(qū)域進(jìn)行注漿加固處理。加固處理后的回填區(qū)域仍按此檢測(cè)方法進(jìn)行復(fù)檢，目的是檢測(cè)注漿加固效果。
十、幾點(diǎn)說(shuō)明
1．盡管級(jí)配碎石填料壓實(shí)指標(biāo)地基系數(shù)K30及孔隙率n與重型（N63.5）動(dòng)力觸探原位測(cè)試確定的級(jí)配碎石密實(shí)程度之間沒(méi)有關(guān)系式可循，但其反映土體密實(shí)程度的趨勢(shì)是一致的，即地基系數(shù)K30愈大及孔隙率n愈小，密實(shí)程度也就愈趨于密實(shí)。
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(chǎng)通風(fēng)
Key words： low-angle dip to dip；thin ore body；breast stoping；stoping technology；stope ventilation
中圖分類號(hào)：TD863 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(dǎo)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(kāi)采，需根據(jù)礦床的開(kāi)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(jì)效益。不同類型、不同開(kāi)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(shí)采用空?qǐng)龇ㄟM(jìn)行開(kāi)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(shí)采用崩落法進(jìn)行開(kāi)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(hù)的建筑物時(shí)采用充填法進(jìn)行開(kāi)采，如司家營(yíng)鐵礦[7]、李官集鐵礦[8]、會(huì)寶嶺鐵礦[9]等；針對(duì)深部礦山，開(kāi)采時(shí)還必須對(duì)深部巖石的力學(xué)特性進(jìn)行研究，如冬瓜山銅礦開(kāi)采時(shí)需研究深部巖石處于頻繁動(dòng)態(tài)擾動(dòng)狀態(tài)下的動(dòng)力學(xué)特性[10-12]。
綜上所述，礦山開(kāi)采時(shí)，尤其是地下礦山開(kāi)采時(shí)，需要選擇適宜的采礦方法。緩傾斜至傾斜薄礦體開(kāi)采時(shí)，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(wèn)題，故以某鐵礦的緩傾斜至傾斜薄礦體為研究對(duì)象，研究適宜該特征礦體開(kāi)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(duì)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(duì)該鐵礦的礦山地質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)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(fù)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(jiǎn)單，為單斜構(gòu)造，且褶皺不發(fā)育。礦化強(qiáng)弱與巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育程度成正相關(guān)系，當(dāng)兩組節(jié)理、裂隙發(fā)育時(shí)，鐵礦呈似層狀和透鏡狀產(chǎn)出。
2 開(kāi)采技術(shù)條件
2.1 礦體特征
該鐵礦床共圈定鐵礦體三個(gè)，其編號(hào)為V1、V2、V3號(hào)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(hào)礦體：位于礦區(qū)北東部，沿走向長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(xué)性質(zhì)高，巖石的穩(wěn)固性較好，有利于礦床開(kāi)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(pán)亦主要為灰?guī)r，礦體上下盤(pán)圍巖化學(xué)成分與該層段巖石化學(xué)成分無(wú)較大差別。由于礦體上下盤(pán)圍巖具有與礦體本身相同的鐵礦化，礦體與圍巖實(shí)際上呈過(guò)渡的漸變關(guān)系?？傮w來(lái)說(shuō)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(jiān)硬-半堅(jiān)硬巖類為主的中等類型。
3 緩傾斜至傾斜薄礦體開(kāi)采存在的問(wèn)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(shí)際工程地質(zhì)情況及礦體特征為前提進(jìn)行探討。根據(jù)該鐵礦的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，可總結(jié)出緩傾斜至傾斜薄礦體開(kāi)采過(guò)程中遇到的主要難題：
①礦體傾角較緩，崩落的礦石無(wú)法自行落礦，導(dǎo)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(dǎo)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(huì)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(duì)采礦方法的要求較高，造成采礦方法的設(shè)計(jì)難度大，實(shí)際開(kāi)采過(guò)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(yīng)的采礦方法進(jìn)行開(kāi)采，采礦方法的選擇是礦山開(kāi)采的核心工作，其決定了礦山生產(chǎn)的安全性及經(jīng)濟(jì)效益。礦床地質(zhì)條件及礦體的開(kāi)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(shí)必須考慮的因素。同時(shí)采礦方法的選擇還必須遵守安全、可靠；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)生產(chǎn)率高；采礦成本低、經(jīng)濟(jì)效益好等原則。由于緩傾斜至傾斜薄礦體開(kāi)采時(shí)崩落礦石無(wú)法進(jìn)行自溜放礦，同時(shí)作為研究對(duì)象的某鐵礦的礦巖穩(wěn)固性較好，結(jié)合該鐵礦礦床實(shí)際的開(kāi)采技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)效益及礦山開(kāi)采安全等，類比國(guó)內(nèi)相似礦山，最終確定采用全面采礦法對(duì)緩傾斜至傾斜薄礦體進(jìn)行回采。針對(duì)緩傾斜、傾斜兩種傾角的礦體通過(guò)調(diào)整回采工作面的布置形式確保安全生產(chǎn)，同時(shí)采用電耙輔助運(yùn)礦的方式來(lái)解決礦石出礦難的問(wèn)題。
4.2 緩傾斜薄礦體采礦方法探討
該鐵礦V1號(hào)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(shí)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(jìn)行開(kāi)采。沿巖礦體走向布置礦塊，采場(chǎng)寬度設(shè)置為50m，根據(jù)礦體賦存標(biāo)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(chǎng)底部溜礦小井間距設(shè)置為12m。具體的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)詳見(jiàn)圖1。
4.3 傾斜薄礦體采礦方法探討
該鐵礦V2號(hào)礦體傾角為35°～40°，平均37°，平均厚度為2.14m；V3號(hào)礦體傾角為32°～38°，平均35°，平均厚度為2.20m，即V2、V2號(hào)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(chǎng)出礦的安全性得不到有效保障。結(jié)合礦山實(shí)際情況，同時(shí)借助類似礦山的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，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(shí)傾角小于30°，圖2中傾角C便是設(shè)計(jì)回采工作面的真實(shí)傾角，經(jīng)計(jì)算為25°，小于30°，滿足要求。
各采場(chǎng)回采工作面沿礦體偽傾斜方向布置，同時(shí)沿巖礦體走向布置礦塊，采場(chǎng)寬度同樣設(shè)置為50m，根據(jù)礦體賦存標(biāo)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(chǎng)底部溜礦小井間距設(shè)置為12m。具體的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)詳見(jiàn)圖2。
4.4 采場(chǎng)回采及通風(fēng)
①采準(zhǔn)切割：礦塊沿礦體走向布置，同時(shí)為減少礦柱礦量和提高回采率，滿足生產(chǎn)能力及裝車運(yùn)輸量的要求，中段運(yùn)輸巷道采用脈外布置。首先自中段運(yùn)輸平巷開(kāi)掘人行材料通風(fēng)井和放礦溜井，然后在礦房底部沿礦體底板（下盤(pán)）開(kāi)鑿拉底平巷、接著開(kāi)鑿采場(chǎng)上山（采場(chǎng)上山通地表或聯(lián)通上中段電耙道）。
②采場(chǎng)回采：礦塊回采的順序?yàn)楹笸耸交夭?，同時(shí)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(chǎng)內(nèi)的回采順序?yàn)閺牟蓤?chǎng)一側(cè)向另一側(cè)全厚推進(jìn)。采場(chǎng)內(nèi)采用YTP26型鑿巖機(jī)進(jìn)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?fù)瓿珊?，采用人工裝藥的方式進(jìn)行裝藥，采用非電毫秒導(dǎo)爆管起爆方式起爆2#巖石鑿巖進(jìn)行爆破。爆破后待炮煙散凈，處理采場(chǎng)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(yùn)至采場(chǎng)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(yùn)出地表。
③采場(chǎng)通風(fēng)：V1、V2、V3號(hào)礦體開(kāi)采時(shí)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(fēng)機(jī)形成風(fēng)流的前提下，每個(gè)采場(chǎng)配制一臺(tái)JK55-2-N04型局扇輔助通風(fēng)，便可確保采場(chǎng)的通風(fēng)安全。新鮮風(fēng)流經(jīng)平硐口進(jìn)入中段運(yùn)輸巷，經(jīng)人行通風(fēng)井、拉底巷道及采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道進(jìn)入采場(chǎng)，清洗工作面后，污風(fēng)排至上中段回風(fēng)平巷再抽出地表或直接排出地表。具體通風(fēng)線路見(jiàn)圖3，圖中箭頭表示風(fēng)流流向。
5 結(jié)論
以某鐵礦為研究對(duì)象，研究緩傾斜至傾斜薄礦床的采礦方法，針對(duì)礦床開(kāi)采存在的問(wèn)題，經(jīng)研究得出如下結(jié)論：
①分析了某鐵礦的開(kāi)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(shí)得出礦巖穩(wěn)固性較好，有利于礦床的開(kāi)采。
②提出采用全面采礦法進(jìn)行開(kāi)采，通過(guò)布置回采工作面的形式及采用電耙輔助運(yùn)礦，有效解決了運(yùn)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(kāi)采的全面采礦法的結(jié)構(gòu)參數(shù)，同時(shí)分析了采場(chǎng)回采工藝及步驟、通風(fēng)線路，得出全面采礦法適用于緩傾斜至傾斜薄礦體的開(kāi)采。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：采礦方法改進(jìn)；回采率提升；經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)
中圖分類號(hào)： TD43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1.工程概述
1.1概況
河南省盧氏縣北方礦業(yè)有限公司清南鐵礦是一個(gè)年采選60萬(wàn)噸的中小型礦山，自1980年建成投產(chǎn)至今已有34年歷史，采礦方法主要為淺孔留礦法，一期工程850m至635m高度5個(gè)中段已經(jīng)采空，目前進(jìn)入二期工程，設(shè)計(jì)高度為588m至388m中段，礦山開(kāi)拓方式為礦體兩翼布置717主斜井和719盲豎井。
1.2 礦體特征
清南鐵礦床是酸性巖漿巖與碳酸鹽巖接觸形成的多種金屬礦床，以鐵為主，次為共生硫鐵礦體，賦存在接觸帶內(nèi)。據(jù)礦體在巖體的位置分為北礦帶、南礦帶和西礦帶，還有斑巖銅礦帶。
產(chǎn)于接觸帶上的礦體，嚴(yán)格受接觸帶的構(gòu)造形態(tài)和產(chǎn)狀控制。南、北、西三面圍繞斑巖體分布，沿走向和傾向均呈舒緩波狀。+600標(biāo)高之上傾向巖體中心，傾角70～80°。+600標(biāo)高之下近于直立，總體形態(tài)呈一喇叭狀。
由于后期斷層破壞，上述三個(gè)礦帶并不連續(xù)。南礦帶最長(zhǎng)達(dá)1250m，北礦帶居次，西礦帶最短僅600余m，傾向沿深略小于走向，一般700～800m。
礦體在各礦帶之中呈似層狀或大的連續(xù)透鏡體，一般由一個(gè)主礦體和1~2個(gè)次礦體組成。主礦體長(zhǎng)620~930m，次礦體長(zhǎng)200~300m，二者之間稍有間斷，局部尚有重疊。
礦體總體走向290°～110°，傾向20°，傾角60～90°，根據(jù)礦體空間產(chǎn)出位置，共圈出7個(gè)鐵礦體，其中，Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ號(hào)礦體均為褐鐵礦體，主要分布在650m以上，Ⅱ號(hào)、Ⅵ號(hào)礦體為磁鐵礦體，主要分布 650m～200m標(biāo)高范圍內(nèi)。
礦體基本特征一覽表 表一
礦體編號(hào) 礦石類型 礦體形態(tài) 延伸長(zhǎng)度（m） 延伸寬度（m） 礦體
結(jié)構(gòu) 賦存標(biāo)高（m） 礦體厚度（m） 平均品位（%）
Ⅰ 褐鐵礦石 不規(guī)則透鏡狀 180 0～180 1～2層 810～600 1.80～12.77 41.20
Ⅱ 磁鐵礦石 透鏡狀 100 120～250 單層 690～555 3.85 27.90
Ⅲ 褐鐵礦石 似層狀 140 0～160 1～2層 820～640 1.23～6.10 38.69
Ⅳ 透鏡狀 70 0～80 單層 710～580 3.20～9.35 33.94
Ⅴ 似層狀 100 0～250 1～2層 800～530 1.88～11.53 31.48
Ⅵ 磁鐵礦石 似層狀 480 120～500 多層 700～200 1.40～11.62 38.99
Ⅶ 褐鐵礦石 似層狀 400 20～420 多層 842～400 1.21～12.98 37.74
1.3礦床開(kāi)采技術(shù)條件
水文地質(zhì)條件，本區(qū)屬侵蝕地形，礦區(qū)四周高，中間低，相對(duì)高差200~400m，坡度大，極利于大氣降水排泄，區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型。但隨著采礦逐步加深，低于地表水位線時(shí)坑道排水量有所增大；工程地質(zhì)，礦帶的圍巖不同，頂板為鉀長(zhǎng)花崗斑巖，底板為白云巖，在+400～+700標(biāo)高的52線與1～3線間，有兩條頂板破碎帶，厚2.7～7.0m，呈斜列式排列，工程地質(zhì)條件較差，白云巖在礦層底板，在接觸帶附近巖石受構(gòu)造影響，較破碎，抗壓強(qiáng)度443 ~703kg/cm2，局部地段礦層底板為花崗斑巖，淺部不穩(wěn)定；環(huán)境地質(zhì)，區(qū)內(nèi)多年來(lái)未發(fā)生過(guò)明顯的有感地震，礦區(qū)所在地區(qū)為地震烈度VI度區(qū)。
2、目前采礦方法存在的主要問(wèn)題
隨著采礦深度的下降，礦床地質(zhì)極其復(fù)雜，礦體不規(guī)則、連續(xù)性差，出現(xiàn)分支復(fù)合現(xiàn)象較多，工程布置難度大，安全系數(shù)降低，且淺孔留礦法的底柱、間柱、頂柱（簡(jiǎn)稱“三柱”）留取后，因圍巖破碎，后期幾乎無(wú)法回收“三柱”，回采率僅僅達(dá)到67%，造成巨大浪費(fèi)，縮短了礦山服務(wù)年限。
3、采礦方法選擇
礦山二期工程設(shè)計(jì)服務(wù)年限17年，二期工程控制的礦體仍然是復(fù)雜多變，急傾斜、薄礦體，礦巖接觸帶不穩(wěn)固。經(jīng)2012年補(bǔ)充深部勘探至—800米，深部尚有較大遠(yuǎn)景儲(chǔ)量。
針對(duì)清南礦的礦巖條件，因礦體形態(tài)不規(guī)整，且規(guī)模較小，不適宜崩落法采礦，且崩落法貧化損失較高，充填采礦法適合本礦山，其貧化損失指標(biāo)低，但采礦成本較高，對(duì)于深部平均工業(yè)品位在25%的清南鐵礦，應(yīng)用充填法采礦顯然經(jīng)濟(jì)上不合理。
類比國(guó)內(nèi)外同類礦山，經(jīng)過(guò)充分論證，繼續(xù)選擇淺孔留礦法，同時(shí)調(diào)整淺孔留礦法工程布置方式，在礦體下盤(pán)布置出礦進(jìn)路，每8米布置一條，當(dāng)?shù)V體厚度大于15米時(shí)，在礦塊上、下盤(pán)同時(shí)布置出礦進(jìn)路，采場(chǎng)底部不留底柱，采場(chǎng)兩端人行井布置礦體下盤(pán)脈外，間柱變更為連續(xù)性點(diǎn)柱（礦柱）留設(shè)，點(diǎn)柱間隔5m，規(guī)格4×4㎡。
3.1回采順序
中段回采順序自上而下，即588m到388米，采場(chǎng)內(nèi)回采自下而上，保持階梯狀后退回采，或保持拱形狀從中間向兩端回采，局部礦體出現(xiàn)厚大時(shí)，垂直礦體走向留臺(tái)階式回采。
3.2礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)
礦塊沿走向布置，中段高度50m，礦塊長(zhǎng)度40—50m，礦塊寬度為礦體厚度，礦塊沿脈巷作為回采切割巷，巷道斷面為2.5×2.6㎡，因?yàn)榈V床地質(zhì)復(fù)雜，礦塊長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，每個(gè)采場(chǎng)下盤(pán)布置4—6條出礦進(jìn)路，長(zhǎng)度5.5—7m之間。人行通風(fēng)天井布置采場(chǎng)兩端下盤(pán)脈外，天井內(nèi)每6m布置一條垂直于礦體走向的聯(lián)絡(luò)道，天井與聯(lián)絡(luò)道銜接處施工轉(zhuǎn)身平臺(tái)，聯(lián)道與采場(chǎng)成丁字形連接。
3.3鑿巖爆破
在進(jìn)路與沿脈切割巷交匯處，用YT28鉆直接上挑鑿巖，孔徑40mm，垂直或平巷布孔，孔間距0.5-0.8m，孔深1.8—2.2m，導(dǎo)爆管雷管（秒管）起化炸藥爆破，當(dāng)布孔較多時(shí)，用微差爆破，大塊率控制在5%以內(nèi)。
3.4出礦
用Z30裝巖機(jī)在進(jìn)路眉線口裝礦車，牽引車將裝好的礦車運(yùn)至井底車場(chǎng)，提升出井，采場(chǎng)回采結(jié)束，各條進(jìn)路眉線口要均衡、大規(guī)模連續(xù)放礦，防止圍巖冒落貧化加劇，出礦至截止品位，放礦結(jié)束。
3.5采場(chǎng)通風(fēng)
新鮮風(fēng)流由717地面斜井口進(jìn)入中段石門(mén)，通過(guò)運(yùn)輸平巷進(jìn)入出礦進(jìn)路，再進(jìn)入采場(chǎng)，通過(guò)人行通風(fēng)天井，將污風(fēng)排至上中段通風(fēng)井，最后由744主風(fēng)機(jī)抽出地表，各裝礦進(jìn)路無(wú)粉塵和炮煙現(xiàn)象，通風(fēng)效果良好。
3.6主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)
主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 表二
采場(chǎng)生產(chǎn)能力（t/d） 采礦工效（t/班） 回采率（%） 采礦損失率（%） 礦石貧化率（%) 炸藥消耗（kg/t） 采切比（m/kt）
100-150 80-100 88.5 8-15 9-11 0.4 10-15
4、結(jié)論
4.1將傳統(tǒng)淺孔留礦法變更為進(jìn)路式無(wú)底部結(jié)構(gòu)淺孔留礦法，達(dá)到減少礦柱壓礦的損失，回采率提高21.5%，延長(zhǎng)了礦山服務(wù)年限，經(jīng)濟(jì)意義顯著。
4.2采場(chǎng)不設(shè)底柱，不存在卡漏斗現(xiàn)象，也不出現(xiàn)高懸空現(xiàn)象，減少了二次解炮過(guò)程，大大提高了出礦人員的安全系數(shù)。
4.3出礦效率提高，后期放礦速度加快，大幅度提高采場(chǎng)出礦能力。
4.4該采礦方法的應(yīng)用，中段工程密度增加，采準(zhǔn)工程量有所上升，但是利遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弊，在同類礦山具有推廣價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】 分段鑿巖階段礦房法 淺孔留礦法 中深孔爆破
1 概況
建宇鐵礦礦體控制長(zhǎng)度1017m，厚度1.97-21.91m，平均厚度10.84m。礦體產(chǎn)于黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖中，呈脈狀或似層狀產(chǎn)出，形態(tài)總體不規(guī)則，沿走向傾向厚度變化較大，產(chǎn)狀323°∠80°。該礦在680米以上為露天開(kāi)采，開(kāi)采深度98m；下部采用豎井+斜坡道聯(lián)合開(kāi)拓，采礦方法主要為平底結(jié)構(gòu)淺孔留礦法。
2 開(kāi)采技術(shù)條件
礦體圍巖為片麻巖，為層狀巖石結(jié)構(gòu)，巖石質(zhì)量為中等，據(jù)相關(guān)資料，此類巖石抗壓強(qiáng)度500～200MPa，抗拉強(qiáng)度5～20MPa。礦體圍巖因風(fēng)化作用，近地表巖石裂隙發(fā)育，巖石力學(xué)性能降低，巖石穩(wěn)定性差，深部巖石節(jié)理、裂隙不發(fā)育，巖石完整，致密堅(jiān)硬，力學(xué)性能很高，巖石穩(wěn)固性較好。礦體與圍巖均屬相同地質(zhì)作用形成，礦體與圍巖的力學(xué)性具有統(tǒng)一性。多年采礦證實(shí)，絕大部分采礦工程未發(fā)生嚴(yán)重坍塌，冒頂?shù)裙こ痰刭|(zhì)問(wèn)題。
3 采礦方法選擇
因礦山擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，選廠礦石處理量增大，井下采礦壓力大增。淺孔留礦法已不適合礦山發(fā)展形勢(shì)。井下急需解決的問(wèn)題：（1）改善回采安全條件；（2）增大采場(chǎng)生產(chǎn)能力；（3）提高礦石的回采率。為此就需選擇低成本、高強(qiáng)度、高效率的采礦方法。
建宇鐵礦礦體傾角平均80度，屬于急傾斜礦體，且礦體和圍巖均較穩(wěn)固，硬度系數(shù)f=8～14。對(duì)于這種穩(wěn)固的急傾斜礦體適合的常用采礦方法有：充填法、空?qǐng)龇ê捅缆浞ā８鶕?jù)礦體賦存條件和開(kāi)采技術(shù)條件，參考國(guó)內(nèi)大中型礦山成功應(yīng)用的采礦方法，選擇的采礦方法為分段鑿巖階段礦房法。
礦體厚度6～20m的塊段采用分段鑿巖階段礦房法回采，對(duì)于礦體厚度小于6m的局部塊段，沿用礦山原有的淺孔留礦采礦法。采空區(qū)嗣后充填處理。
4 分段鑿巖階段礦房采礦法
4.1 礦塊布置
礦塊沿礦體走向布置，礦塊長(zhǎng)60-80m，礦塊寬為礦體厚度，礦塊高為中段高度60m，分段高度12m，間柱寬10m，底部結(jié)構(gòu)由無(wú)軌運(yùn)輸巷、出礦穿脈巷、集礦塹溝、裝車硐室等組成。
無(wú)軌運(yùn)輸巷沿礦體走向下盤(pán)脈外布置，距下盤(pán)礦體12m，單塹溝受礦，集礦塹溝沿走向布置于礦體厚度中央，斜面傾角45°。出礦穿脈巷連接運(yùn)輸巷與集礦塹溝，斜交布置，交角45°～50°左右，間距11～12m。
4.2 采準(zhǔn)、切割工程
采準(zhǔn)工作有脈外運(yùn)輸巷、穿脈巷、通風(fēng)人行天井、分段鑿巖巷、、出礦穿脈、裝載硐室、切割巷、切割天井等。
中段運(yùn)輸平巷沿礦體走向布置于下盤(pán)脈外，穿脈運(yùn)輸巷間距60-80m。礦塊即以穿脈運(yùn)輸巷劃分，兩端穿脈運(yùn)輸巷內(nèi)設(shè)有脈內(nèi)人行通風(fēng)天井，貫通上下兩水平。從此天井底部水平開(kāi)始，向上每隔一定距離（即分段高度12m）掘進(jìn)一條分段鑿巖巷道，分段鑿巖巷道位于礦體厚度中央。裝運(yùn)出礦水平的鑿巖巷道由上向扇形中深孔爆破形成集礦塹溝。切割天井的位置，位于礦體的上盤(pán)。
切割槽形成采用切割平巷與切割天井聯(lián)合拉槽法。切割立槽寬度為4m，以切割天井為自由面，采用中深孔爆破。
4.3 回采工作
切割立槽在礦房全高形成后，即可正式回采礦房。
落礦工作是以切割立槽為自由面，在分段巷道內(nèi)用YGZ-90型鑿巖機(jī)鉆鑿垂直扇形中深孔，炮孔直徑65mm，排距1.6m，孔底距1.8～2.2m。分段微差爆破，非電導(dǎo)爆管起爆，自拉槽小補(bǔ)償空間逐排爆破落礦。爆破選用乳化巖石炸藥，裝藥機(jī)械選用BQF-100型裝藥器。
上下分段保持垂直工作面或上分段超前一排炮孔，以保證分段爆破作業(yè)的安全。
自各分段崩落的礦石借自重落入礦塊底部的集礦塹溝內(nèi)，在出礦穿內(nèi)采用zl-50裝載機(jī)將礦石裝運(yùn)至運(yùn)輸巷道，直接裝車，運(yùn)到選廠。裝載機(jī)效率為350t/臺(tái)班（25×104t/臺(tái)年），大塊礦石在出礦穿內(nèi)二次爆理。
4.4 采場(chǎng)通風(fēng)
通風(fēng)采用JK58―1№4.0型局扇加強(qiáng)通風(fēng)，新鮮風(fēng)流從中段平巷、天井、分段巷道進(jìn)入作業(yè)面，污濁風(fēng)流經(jīng)作業(yè)面、切割天井、回風(fēng)平巷排至上中段回風(fēng)巷。
4.5 礦柱回采
間柱盡可能布置在礦體厚度較小的部位，做為永久礦柱保留。礦體較厚部位的間柱，待礦房出礦工作結(jié)束后，予以部分回采。在分段巷內(nèi)鉆鑿上向扇形孔，采取一次性打眼，一次性爆破進(jìn)行間柱的回收。
4.6 采空區(qū)處理
為減少礦柱損失，礦塊底部采用水泥尾砂比為1：4膠結(jié)充填，作為下中段礦塊的頂柱，充填高度8m，其它部分采用非膠結(jié)尾砂與廢石充填。
5 分段鑿巖階段礦房法應(yīng)用效果
建宇鐵礦應(yīng)用分段鑿巖階段礦房法代替淺孔留礦法解決了井下采場(chǎng)供礦不足和安全性差等問(wèn)題，應(yīng)用效果明顯。通過(guò)對(duì)兩種采礦方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比，不難看出，相比淺孔留礦法，該方法鑿巖、爆破、裝運(yùn)等作業(yè)均在巷道中進(jìn)行，所以作業(yè)人員與所用設(shè)備一般不進(jìn)入采空區(qū)，因而安全性好；由于礦房?jī)?nèi)同時(shí)作業(yè)的鑿巖工作面多，落礦與礦石的裝運(yùn)作業(yè)可平行進(jìn)行，中深孔爆破礦石量大，故礦房的生產(chǎn)能力大；應(yīng)用無(wú)軌裝運(yùn)設(shè)備，生產(chǎn)效率高，靈活性大，回采強(qiáng)度高等明顯優(yōu)勢(shì)。
兩種采礦方法主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比（如表1）
【關(guān)鍵詞】水平分層；干式充填；采礦法；應(yīng)用
1.分層干式充填采礦法優(yōu)點(diǎn)
1.1黑金頂分礦特殊的地質(zhì)、地理?xiàng)l件所決定
黑金頂分礦是一座超大型的含金礦山，礦石類型按礦物組合劃分主要為含金黃鐵礦脈型、含金黃鐵礦絹英巖型，及含金多金屬硫化物型；礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、毒砂、菱鐵礦、黝銅礦、自然銀；非金屬礦物主要有石英、絹云母、方解石、鈉長(zhǎng)石和微斜長(zhǎng)石等。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂充填結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)以及包含結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要為致密塊狀、細(xì)脈狀、條帶狀、浸染狀、角礫狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造；礦石穩(wěn)固性一般，圍巖主要為花崗閃長(zhǎng)巖，穩(wěn)固性較好。水文地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，對(duì)施工影響不大。
1.2提高回收率，最大限度地利用資源
黑金頂分礦礦體總體產(chǎn)狀116o∠60o，礦體水平厚度0.97米，平均品位3.96g/t，賦存條件不規(guī)則，礦體變化大，采用一般的急傾斜礦井的采礦方法，回采率只有50％左右，大量寶貴的礦產(chǎn)資源丟在采空區(qū)，造成資源的浪費(fèi)。
1.3提高采礦作業(yè)的安全性高
礦石結(jié)構(gòu)主要為自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂充填結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)以及包含結(jié)構(gòu)，賦存不穩(wěn)定，頂、底板巖性較差，遇水易膨脹、跨落，給礦山的安全開(kāi)采帶來(lái)的影響極大。
2.上向水平分層干式充填采礦法
2.1基本設(shè)計(jì)
黑金頂分礦原來(lái)一直采用巷道采礦方式回采，采區(qū)回采率只有50％左右，資源浪費(fèi)大，開(kāi)采過(guò)程中容易自燃發(fā)火。為解決上述問(wèn)題，黑金頂分礦工程技術(shù)人員經(jīng)長(zhǎng)達(dá)2年的研究、實(shí)驗(yàn)、論證，摸索出一套適于在黑金頂分礦使用的采礦方法——“上向水平分層干式充填采礦法”。在對(duì)黑金頂分礦進(jìn)行改造設(shè)計(jì)時(shí)，省采礦設(shè)計(jì)院、有色冶金設(shè)計(jì)院的有關(guān)專家及礦山工程技術(shù)人員對(duì)新擴(kuò)建后的采礦方法進(jìn)行了研討，經(jīng)過(guò)對(duì)有色冶金設(shè)計(jì)院提出的水沙充填采礦方法、省煤炭設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的掩護(hù)支架全部充填采礦方法及偽斜工作面走向長(zhǎng)壁分層全部充填采礦法和黑金頂分礦設(shè)計(jì)的上向水平分層干式充填采礦法進(jìn)行了論證比較，最終決定采用黑金頂分礦設(shè)計(jì)的上向水平分層干式充填采礦法，見(jiàn)圖1。
2.2實(shí)現(xiàn)方法
采礦的過(guò)程中，其前期井巷施工產(chǎn)生了大量的矸石，以往矸石只能尋找一處矸石山堆放，這一來(lái)，將占用大量的土地資源，并對(duì)其周邊環(huán)境造成污染。
黑金頂分礦利用塑料編織袋將掘進(jìn)中開(kāi)挖出來(lái)的矸石裝袋，運(yùn)到回采工作面對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填?；夭身樞?yàn)閺南孪蛏戏瓕?，每個(gè)分層2－2.2m，充填層作為下一分層的底板，回采過(guò)程中，隨采隨充填，最大控頂距離3.2米，最小控頂距2.2米。為保證在下一階段不受采空區(qū)積水的影響，在每一個(gè)階段設(shè)一至兩層鋼筋混凝土隔水層，隔水層向一個(gè)方向傾斜，在下一階段將水排到水倉(cāng)，經(jīng)礦井排水系統(tǒng)排出井外。實(shí)施過(guò)程中，在條件允許的情況下，黑金頂分礦是在掘進(jìn)工作面后方選擇一處堆放地點(diǎn)，直接在掘進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)裝袋后運(yùn)到采場(chǎng)使用，這樣可減少充填料的運(yùn)輸成本和工序。有一部分在礦井翻矸場(chǎng)裝袋后再運(yùn)到采場(chǎng)。
3、應(yīng)用效果分析
3.1上向水平分層干式充填采礦法采礦，在回采時(shí)采空區(qū)得到及時(shí)充填，采空區(qū)空間體積減少到最小，隔絕了礦石與空氣的接觸路徑，有效的延緩了礦石的氧化時(shí)間。
3.2采用上向水平分層干式封包充填采礦法后，回采率達(dá)到95％以上，并根據(jù)原有資料分析，利用下部充填區(qū)作繞道，進(jìn)入上階段因品位較低而廢棄的塊段，采出含金礦近3萬(wàn)噸，使寶貴的金礦資源的到最大限度的回收利用。
3.3采用水平分層充填采空區(qū)，采空區(qū)空頂距離縮小，暴露面積小，暴露時(shí)間短、加之充填及時(shí)，下沉量小，基本杜絕了冒頂事故發(fā)生。
4、結(jié)論
上向水平分層干式充填采礦法后提高了采區(qū)回采率，采區(qū)回采率達(dá)到95%以上，有效的利用了珍貴的礦產(chǎn)資源。極大的提高了在急傾斜、頂?shù)装鍢O端不穩(wěn)定礦層回采的回采率。有效的保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境?；夭珊蠡究刂屏瞬煽諈^(qū)的塌陷、下沉，保護(hù)了當(dāng)?shù)丨h(huán)境地貌不因采礦塌陷而破壞。礦井基建過(guò)程中產(chǎn)生大量的矸石，每年排矸量達(dá)到33600m3，上向水平分層干式充填采礦法后，每月充填用矸量平均2500m3，年充填用矸量30000m3，這還未包含采場(chǎng)在現(xiàn)場(chǎng)直接封包的量，減少了矸石排放量，減少了環(huán)境污染，可節(jié)省大筆環(huán)境治理費(fèi)用。參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：鐵礦采礦；工藝技術(shù)；探索
由于礦山中含有大量的金屬物質(zhì)，而鐵礦又是在日常作業(yè)中，最常遇到的礦山，因此對(duì)于鐵礦采礦工藝技術(shù)的探討則顯得十分重要和必然，遇到地質(zhì)條件復(fù)雜、含硫量高或者曾經(jīng)歷過(guò)開(kāi)采等問(wèn)題后，我們要結(jié)合實(shí)際情況，探究出更加完整和系統(tǒng)的采礦工藝。
1.鐵礦采礦中可能出現(xiàn)的問(wèn)題
位于新疆哈密的阿拉塔格鐵礦于1997建設(shè)，到2005年末，已經(jīng)有了完整系統(tǒng)的開(kāi)拓運(yùn)輸和通風(fēng)功能，為了協(xié)調(diào)開(kāi)礦工程，又開(kāi)采了4條豎井，隨著礦體的坡角逐漸變緩，礦山的厚度也慢慢變薄，開(kāi)采工程量也逐漸變大，為了保證開(kāi)采施工的順利進(jìn)行，不得不放棄一直使用的淺孔留礦法，這在一定程度上就造成了開(kāi)采成本的增高。隨著采礦技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?cè)诓傻V的同時(shí)，會(huì)對(duì)礦區(qū)環(huán)境造成程度不一的破壞，一般會(huì)表現(xiàn)在破壞了礦區(qū)山體地質(zhì)構(gòu)造的完整性，使礦區(qū)的空氣中顆粒粉塵和灰塵變多，破壞地表植被等，因此采取科學(xué)高效的鐵礦采礦工藝是對(duì)現(xiàn)如今采礦業(yè)提出的必然要求。
2.鐵礦采礦中的工藝流程
2.1.盡可能采用充填技術(shù)
我國(guó)采礦工藝中對(duì)于傾坡或者坡度較緩的礦山坡，常采用的有房柱法和分段空?qǐng)龅确椒ǎ瑸榱藢?shí)現(xiàn)采礦的高度機(jī)械化，我們常采用的是無(wú)軌化的開(kāi)采模式，為了達(dá)到在有限的鐵礦開(kāi)采資源中獲取到更多的回報(bào)，對(duì)該類礦體無(wú)論采取何種采礦方法都需要達(dá)到生產(chǎn)能力高、安全程度高和采礦功效高等要求，多采用容易掌握、施工簡(jiǎn)單的采礦方法，對(duì)于坡度較小的鐵礦礦山，我們往往建議采取爆力運(yùn)搬后一次充填法，這樣既能降低采切比和采礦成本，還能在較短的時(shí)間內(nèi)完成作業(yè)。
在現(xiàn)代的鐵礦采礦工藝中，充填采礦也克服了傳統(tǒng)采礦工藝中土地資源受到破壞、固體礦山垃圾隨意堆放等缺點(diǎn)。在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，清潔生產(chǎn)也成了采礦業(yè)中的重要戰(zhàn)略舉措，而綠色采礦模式正是極大程度上地減少了廢舊材料的生產(chǎn)，提高了資源的綜合利用率，不僅能夠保護(hù)周邊環(huán)境，還能為鐵礦的開(kāi)采提供全面、系統(tǒng)的技術(shù)指導(dǎo)。在綠色采礦模式中，需要采礦企業(yè)將礦區(qū)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)因素結(jié)合起來(lái)，用科學(xué)發(fā)展的態(tài)度對(duì)待采礦作業(yè)。而在綠色采礦模式中，對(duì)于礦山的固定廢料充填采礦是其支撐技術(shù)，它具有消除引起地表下沉和改善礦區(qū)環(huán)境的功效，還能在一定程度上降低固體廢料的排放率，能夠適應(yīng)地形復(fù)雜的礦區(qū)作業(yè)條件。而充填采礦技術(shù)能夠?qū)⒋罅康拈_(kāi)采廢料埋在地下，既能讓礦產(chǎn)資源得到合理的利用，還能降低鐵礦開(kāi)采對(duì)環(huán)境造成的危害；利用充填技術(shù)，能夠快速地支撐采礦空區(qū)的圍巖，防止產(chǎn)生大幅度的位移，提高其穩(wěn)固效果，發(fā)生坍塌等危害活動(dòng)，還能在一定程度上擴(kuò)大鐵礦開(kāi)采的范圍，對(duì)于水下和建筑下的鐵礦石的資源進(jìn)行深層次的開(kāi)采。膠結(jié)充填的采礦技術(shù)利用范圍比較廣泛，像一些復(fù)合礦體采用該類采礦法，不僅能夠保護(hù)礦區(qū)綜合環(huán)境，還能極大程度地提高出礦品位和對(duì)礦石的回收。為一些地形復(fù)雜的礦區(qū)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。對(duì)于一些露天的鐵礦開(kāi)采，更應(yīng)該采用這種充填采礦的工藝技術(shù)，提倡廢料不出礦井，盡量使用條帶開(kāi)采等減輕地標(biāo)沉降的開(kāi)采技術(shù)，在選擇礦井時(shí)，我們應(yīng)充分地考慮如何最大限度的提高鐵礦石的利用率，并對(duì)一些共生資源做到合理有效的使用。對(duì)于廢舊的石場(chǎng)和露天坑，在綜合土壤結(jié)構(gòu)和地形后，要采取建設(shè)生物工程等相關(guān)措施，對(duì)該鐵礦區(qū)進(jìn)行穩(wěn)固處理。
2.2.引用GPS智能調(diào)度模式等高科技技術(shù)
科技發(fā)展給各領(lǐng)域、各行業(yè)都帶來(lái)了巨大的收益，對(duì)于鐵礦石開(kāi)采，北京速力科技有限公司開(kāi)發(fā)的GPS職能調(diào)度集成系統(tǒng)在鐵礦石的開(kāi)采中得到了應(yīng)用，并產(chǎn)生較好的回饋，該系統(tǒng)是由三個(gè)方面同時(shí)構(gòu)成的，主要是用來(lái)對(duì)卡車、電鏟等采礦設(shè)備的位置和工作流程進(jìn)行監(jiān)視并隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。而該系統(tǒng)中的智能調(diào)度系統(tǒng)主要起到維護(hù)和控制管道的作用，它不僅能夠起到時(shí)刻顯示礦車的工作狀態(tài)、完成量等作用，還有著人工調(diào)度、自動(dòng)調(diào)度和局部半自動(dòng)調(diào)度等功能，該系統(tǒng)能夠在最大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鐵礦開(kāi)采區(qū)所有信息、資源的整合與開(kāi)采，對(duì)各種生產(chǎn)和施工設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的調(diào)度和規(guī)劃，保證了設(shè)備的正常工作，充分利用設(shè)備資源。其中該調(diào)度設(shè)備中對(duì)于油耗的監(jiān)控，所采用的是液位傳感器，它有著精度高、工作可靠穩(wěn)定和能夠多個(gè)溫度點(diǎn)同時(shí)測(cè)量的功效，本身結(jié)構(gòu)較輕巧，安裝流程簡(jiǎn)單，測(cè)量中所得的數(shù)據(jù)可進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，使用性能較靈活，并且環(huán)境適用力較強(qiáng)。而數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和查詢系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的記錄各個(gè)礦車的工作 ，還為各個(gè)崗位在各個(gè)時(shí)段的工作量提供了一個(gè)系統(tǒng)全面的數(shù)據(jù)支持，避免人工計(jì)算產(chǎn)生種種誤差。該系統(tǒng)能夠自動(dòng)對(duì)所有作業(yè)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)分析鏟車和礦車的燃油量，避免出現(xiàn)因?yàn)槟茉床蛔愣绊懝こ踢M(jìn)度的現(xiàn)象。
2.3.鐵礦采礦工藝中技術(shù)處理
如何降低鐵礦采礦中的能耗？一般采用多碎少磨的方式，這就能在一定程度上減少了磨礦費(fèi)用，并嚴(yán)格控制了產(chǎn)品顆粒質(zhì)量。為了能夠提高礦石的入選品味，需要先將廢石拋棄，將性能好的，用單一的磁選方式挑選出來(lái)，由于礦石的顆粒程度不均勻，所以往往會(huì)采用階段式的磨礦方式，無(wú)論采取什么樣鐵礦采礦工藝技術(shù)，我們的出發(fā)點(diǎn)就是在獲取鐵礦資源的同時(shí)，最大程度地降低能源和原材料的損耗，保護(hù)礦區(qū)的生態(tài)和人文環(huán)境，讓該地區(qū)的鐵礦石的采礦生命力更加持久。
3.結(jié)語(yǔ)：
為了能夠滿足現(xiàn)如今和今后經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于鐵礦石越來(lái)越大的需求，我國(guó)的礦山開(kāi)采也逐漸由零散、不全面的開(kāi)采方式發(fā)展為集約化、科學(xué)化、大型化的開(kāi)采，如何能夠應(yīng)對(duì)鐵礦石開(kāi)采過(guò)程中所出現(xiàn)的種種問(wèn)題，或者如何將科技發(fā)展的產(chǎn)物運(yùn)用到鐵礦石的開(kāi)采工藝中，是每個(gè)工作在礦石開(kāi)采方面的工作人員要應(yīng)對(duì)的問(wèn)題，我們只有采取新工藝，運(yùn)用新技術(shù)，發(fā)展新材料的基礎(chǔ)之上，才能將經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合，走出一條符合中國(guó)國(guó)情的鐵礦石開(kāi)采之路，而這個(gè)階段的探索過(guò)程離不開(kāi)每個(gè)專家學(xué)者和工作人員的努力，我相信我國(guó)的鐵礦石開(kāi)采之路會(huì)越走越久遠(yuǎn)，越走越平坦的。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：坑道涌水地面塌陷礦體自燃防范措施
中圖分類號(hào)：P631文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
Adverse factors and preventive measures
of pyrite resources mining ditch silver home
Wang Shuansheng
(Limited by Share Ltd Lingbao Jinyuan miningLingbao City, Henan Province, 472500)
Abstract: Based on the influencefactos , swallet,surface collapse,and spontaneous ignition on pyrite ore,analyzing these kinds of potential safety hazards and protective measures in the pyrite mining.These measures could direct mining in depth in the future.
Key words: swallet,surface collapse,spontaneous ignition on pyrite ore
河南省靈寶市銀家溝硫鐵礦素有“中原硫鐵王國(guó)”之稱，隨著礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)規(guī)模擴(kuò)大，一些不利于開(kāi)采的因素嚴(yán)重制約礦山的正常開(kāi)采。一是隨著開(kāi)采深度的不斷增深，銀家溝硫鐵礦富水礦床的特性逐漸顯現(xiàn)，礦坑涌水一直影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，水害嚴(yán)重制約礦山企業(yè)的發(fā)展，使相當(dāng)數(shù)量的礦石資源無(wú)法開(kāi)發(fā)。二是根據(jù)銀家溝硫鐵礦礦床的賦存特性，礦山一直采用無(wú)底柱分段崩落法采礦，隨著采礦深度的降低，引發(fā)的地面塌陷問(wèn)題越發(fā)突出，目前已成為礦山的主要地質(zhì)災(zāi)害。三是隨著礦床的開(kāi)采，遺留在采場(chǎng)損失的礦石不斷增加，進(jìn)而引發(fā)礦石的自燃，采場(chǎng)作業(yè)環(huán)境溫度高，影響施工作業(yè)，甚至造成停產(chǎn)。本文通過(guò)對(duì)制約硫鐵礦開(kāi)采的主要因素及現(xiàn)狀進(jìn)行分析，總結(jié)近年來(lái)，礦山在開(kāi)采過(guò)程中所采用的措施，僅供其它同類礦山同類借鑒。
一、水患
河南省靈寶市銀家溝硫鐵礦是小秦嶺地區(qū)有名的大水礦床，礦坑涌水一直影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，水害嚴(yán)重制約礦山企業(yè)的發(fā)展，使相當(dāng)數(shù)量的礦石資源無(wú)法開(kāi)發(fā)。礦床水文地質(zhì)條件，礦區(qū)內(nèi)可溶性碳酸鹽巖分布于花崗斑巖巖體周圍，礦區(qū)內(nèi)地下水在礦山開(kāi)采前，主要接受大氣降水補(bǔ)給，其次是地表河流入滲補(bǔ)給。大氣降水通過(guò)各類巖石的裂隙、溶隙和構(gòu)造破碎帶滲入地下，形成地下水，為礦區(qū)內(nèi)礦坑充水的主要水源，礦區(qū)主要儲(chǔ)水構(gòu)造為白云巖、接觸帶斷裂帶和礦體。
根據(jù)以往的突水情況分析表明，斷裂構(gòu)造帶是礦井突水的主因及控制因素。針對(duì)以上情況，礦山采用以下措施，一疏降底板高承壓含水層水壓；二區(qū)域截流；三注漿加固；四建防水閘和防水門(mén)。另外，礦山堅(jiān)持“有疑必探、先探后掘”的疏水原則。在井巷工程靠近含水層是，利用坑道鉆疏水。既先用￠91mm的鉆桿開(kāi)孔，再用￠75mm的鉆桿鉆進(jìn)，孔口安裝閥門(mén)，有計(jì)劃的放水，有效的防止突水。近年來(lái)礦山在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ號(hào)礦體疏水中，共完成放水鉆孔158個(gè)，進(jìn)尺4497.3米，有效的控制了突水情況的發(fā)生，為安全開(kāi)發(fā)利用資源提供了保障。
二、地面塌陷
礦山于1991年籌建，1995年已形成10萬(wàn)噸/年采選能力，至今已形成40萬(wàn)噸/年采選能力。屬地下開(kāi)采，豎井和斜井聯(lián)合開(kāi)拓方式，采礦方法主要為無(wú)底柱分段崩落法，局部采用空?qǐng)龇?，中段高?0米，分段高度10米，采礦允許地面塌陷。
㈠區(qū)塌陷區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查
從地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的成因和塌陷特征，將分地面塌陷為采空地面塌陷和熔巖地面塌陷。采空地面塌陷是主要的礦山地質(zhì)災(zāi)害，是由地下開(kāi)采引起的地面塌陷，伴隨塌陷往往還有地面裂縫及山體開(kāi)裂。巖溶地面塌陷是由開(kāi)發(fā)排水（包括礦坑突水）為主導(dǎo)因素引起的巖溶塌陷。隨著各個(gè)礦體采深增加，地面已形成多處塌陷。Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ號(hào)礦體塌陷區(qū)屬于采空地面塌陷。Ⅱ號(hào)礦體地面塌陷形成時(shí)間是1999年4月，塌陷面積3806.1米2；Ⅳ號(hào)礦體地面塌陷時(shí)間是1997年7月，塌陷面積5866米2；Ⅴ號(hào)礦體地面塌陷時(shí)間是2003年5月，塌陷面積1647.5米2；Ⅵ、Ⅶ號(hào)礦體地面塌陷時(shí)間是2006年 10月，塌陷面積分別是656.5米2、476.5米2。Ⅲ號(hào)礦體地表裂縫屬于巖溶塌陷。Ⅲ號(hào)礦體是一個(gè)富水礦體，礦體從2000年開(kāi)始疏水，日排水量為8000米3。長(zhǎng)期的排水導(dǎo)致2005年4月山體出現(xiàn)裂縫，形成一條北北東向裂縫，長(zhǎng)約200米，寬0.2―5米不等。
㈡礦山地面塌陷趨勢(shì)分析
該礦區(qū)礦體一般受斷裂帶和接觸帶控制，傾角60°―80°，礦體在近地表表現(xiàn)為褐鐵礦，較破碎，淺部風(fēng)化帶穩(wěn)定性差，根據(jù)巖體的滑落角推算最終Ⅱ號(hào)塌陷區(qū)的面積為32426.7米2，Ⅳ號(hào)塌陷區(qū)的面積為28546.5米2，Ⅴ號(hào)塌陷區(qū)的面積為36930米2，最終各個(gè)塌陷區(qū)將連為一體。地面塌陷直接破壞地表植被和地表水系，尤其是Ⅳ號(hào)礦體的地面塌陷橫穿山溝，直接威脅礦區(qū)的一條主干路。
㈢礦山地面塌陷防治措施
礦山地面塌陷是由于人類開(kāi)采礦產(chǎn)資源誘發(fā)的，因此防治應(yīng)以人文本，既要預(yù)防和減輕地質(zhì)災(zāi)害帶來(lái)的破壞和損失，又能保障礦產(chǎn)資源有序開(kāi)發(fā)。結(jié)合礦山實(shí)際情況，提出如下防治建議。建立健全地面塌陷區(qū)的管理規(guī)章制度；建立塌陷區(qū)應(yīng)急救援預(yù)案；嚴(yán)格執(zhí)行塌陷區(qū)檢測(cè)和日?qǐng)?bào)制度；在塌陷區(qū)周邊挖設(shè)排洪渠，防止洪水灌入塌陷區(qū)；對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行封堵，防止人、畜入內(nèi)；在塌陷區(qū)邊設(shè)立溫馨提醒等?；靥罘ㄊ且环N常見(jiàn)和有效的治理方法，截止目前Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ號(hào)地面塌陷已累計(jì)回填石渣362386.73米3，延緩了塌陷范圍的進(jìn)一步擴(kuò)張。
三、礦體自燃
Ⅱ號(hào)礦體為礦區(qū)所控制的七個(gè)礦體之一，占礦區(qū)總儲(chǔ)量的11.3%，從1995年5月份開(kāi)始采礦。采礦方法采用無(wú)底柱分段崩落法，首采標(biāo)高1005米，分段高50米，分層高10米。1998年，礦體開(kāi)采到940分層時(shí)出現(xiàn)高溫，2004年，在回采910、900分層時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)明火， 2007年9月該礦體停采。
2007年11月，我公司與中南大學(xué)合作對(duì)Ⅱ號(hào)礦體硫礦自燃進(jìn)行調(diào)查研究并提出滅火方案。選擇在Ⅱ號(hào)礦體890、880分層著火區(qū)施工鉆孔注阻化劑滅火。2008年3月―2009年5月，先后施工40個(gè)鉆孔，總進(jìn)尺1096.3米,進(jìn)行注阻化劑滅火，但滅火效果不明顯。后來(lái)又在地表火區(qū)對(duì)應(yīng)位置垂直施工一鉆孔從地表灌水滅火，因?yàn)榕懦龅乃缓F離子，污水處理后無(wú)法達(dá)標(biāo)排放。2009年6月，滅火工作暫停，總投資96.7萬(wàn)元。
2009年12月我礦與三門(mén)峽黃金設(shè)計(jì)院合作做Ⅱ號(hào)自燃礦體采礦方法試驗(yàn)研究，期望用改變采礦方法以達(dá)到正常生產(chǎn)的目的。該設(shè)計(jì)的核心是“將Ⅱ號(hào)礦體850至860層面10米段高的實(shí)體作為頂柱,通過(guò)一定網(wǎng)度的長(zhǎng)錨索對(duì)頂柱進(jìn)行支護(hù)加固,設(shè)計(jì)孔眼數(shù)386個(gè),錨索長(zhǎng)度合計(jì)4678.5米。通過(guò)長(zhǎng)錨索吊頂，將860層面以上的自燃區(qū)域與下部回采施工區(qū)隔離；確保850層面以下回采施工安全，850以下采用空?qǐng)龇ú傻V。該工程共完成850層面頂柱長(zhǎng)錨索支護(hù)錨索加固孔眼382個(gè),長(zhǎng)錨索3898.5米，采礦輔助工程419.1米。2011年3月份開(kāi)始正?；夭?，至7月底共采出礦石量3.66萬(wàn)噸。
結(jié)束語(yǔ):合理開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源，有效預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害，需要科學(xué)合理的規(guī)劃和嚴(yán)格的落實(shí)機(jī)制，要因地制宜、講究實(shí)效。結(jié)合我礦實(shí)際情況，采取有效措施解決了礦床涌水、礦石自燃和地表塌陷等問(wèn)題，預(yù)防和降低了地質(zhì)災(zāi)害帶來(lái)的破壞和損失，提高了資源回收率，保障了礦產(chǎn)資源有序開(kāi)發(fā)。
參考文獻(xiàn)
（1）靈寶市銀家溝硫鐵礦Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號(hào)礦體勘察報(bào)告