鐵礦采礦方法范文

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關鍵詞：地下開采; 大規模; 充填采礦方法; 分段空場

Abstract: underground metal mine waste rock and tailings produced in the surface, depositing large amounts of land and farmland, underground mining can cause the surface faulting and subsidence, the destruction of the natural landscape and environment protection. In recent years, the state attaches great importance to rational development and utilization of mineral resources, reduce the waste of land protection, the protection of the natural environment, in the face of these problems, underground mining share than major iron mining, backfill mining method is used, development trend.

Key words: underground mining; mass; sublevel open stope filling mining method;

中圖分類號： P578.4+4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

1.前言

金屬礦山充填采礦方法主要用在礦石品位高的富礦，有色、稀有和貴金屬礦床開采，而鐵礦山在九十年代以前，由于多方面原因應用的甚少。1987年程潮鐵礦東區擴建改造可行性研究，長沙院和鞍山院在投標中，長沙院由于采用充填采礦方法，是未能中標的主要原因。

改革開放以來，礦業也得到迅猛發展，據有關資料統計，目前我國年采礦總量超過50億t，而產生的廢石、尾礦累積存放量達60億t（僅金屬礦山就達40億t）,且以每年近3億t的速度增長。廢石、尾礦存放在地表，直接破壞和侵占土地1.4—2.0萬hm2,且以每年200 hm2的速度增加，目前，我國人均耕地面積不足0.08 hm2，僅為世界平均水平的1/4，占用耕地面積的增加，將會影響糧食問題。地下開采引起地表錯動塌陷毀地200萬hm2，且以每年2.5萬hm2的速度增長，因地表錯動塌陷災害的城市近40個，造成嚴重災害的25個。

鑒于上述因礦山開采，產生的廢石和尾礦存放在地表，占用大量的土地和耕田，特別是尾礦存放的尾礦庫，如果設計和管理不善，會造成蔓壩和潰壩事故。由于地下開采，空區處理不當引起地表錯動和塌陷，破壞了自然景觀和環境保護，產生了各種災害。近幾年來國家高度重視礦產資源開發利用，土地保護減少浪費，環境保護等一系列法律法規文件。對于地下開采比重大的鐵礦，面對上述各種災害，應采取何種方法應對和防治措施，提出了應用充填采礦方法，是發展的方向。

近幾年來已有草樓鐵礦、李樓鐵礦、鄭家坡鐵礦、諾普鐵礦和徐樓鐵礦等設計和采用充填采礦方法，國防鐵礦方案設計亦采用充填采礦方法。

2.充填采礦方法減少廢石、尾礦存放量

地下開采產生的廢石和尾礦，存放在地表侵占大量土地和耕田，把這些廢石和尾礦還原再充填井下采空區，不但節省占用大量土地和耕田，而且能減少和防止地表大面積錯動和塌陷等許多優點。

2.1減少尾礦存放尾礦庫容積

選廠排出的尾礦充填井下，能減少尾礦在地表存放尾礦庫容積。以草樓鐵礦為例，估算能減少尾礦庫容量。

草樓鐵礦初步設計，礦山規模200萬t/a，原礦品位30.42%，采出品位26.54%，選礦工藝為三段一閉路的破碎磨礦工藝，其中中碎前篩上拋尾，產率14 .12%，干選年產量28.24萬t/a，排出尾礦尾砂產率53.85%，尾砂年產量107.7萬t/a，篩上干選尾礦和排出尾砂尾礦總量135.94萬t/a，占礦山規模68%。將選廠排出的尾砂經旋流器分級后不能用于充填的細尾礦，粒度-37um以下占14%，排放尾礦庫，其余大部分占尾礦量的86%粗尾砂充填井下，也就是說，地表庫容量比原庫容量減少86%。

2.2減少廢石存放量

地下開采，開拓掘進、采準切割和選廠中碎之前，篩上拋尾廢石，可進行破碎，使其破碎粒度能滿足充填要求時，充填井下采空區，不但能減少廢石在地表存放量，而且能補充井下充填量的不足。

3.降低礦石損失率和貧化率

3.1降低礦石損失率

金屬礦山地下開采，由于采礦方法不同，采礦工藝各異，礦石損失率也有差別。崩落采礦方法，礦石損失率在20%以上，其中無底柱分段崩落采礦方法有時高達近30%。空場采礦方法損失率在20%以下。充填采礦方法可用膠結充填，采場不留頂底柱和間柱，回采率可達85%以上。草樓鐵礦設計回收率88%，國防鐵礦方案設計，回收率85%。

3.2降低礦石貧化率

采用充填采礦方法，能夠減少井下空區周圍巖體移動和地表錯動，能減少采礦時上部巖石和砂土進入開采的礦石中，從而降低礦石貧化率。草樓鐵礦上部為四系粘土層和流沙含水層，采用充填采礦方法能防止粘土層和流沙層進入礦體，減少貧化。而且防止流沙層中最大湧水量8000—10000m³/d湧入井下，減少了坑內排水量，杜絕了流砂湧入井下發生安全事故。草樓鐵礦礦石貧化率設計9%。國防鐵礦采用由最下中段向上中段的回采順序，防止了地表第四系泥土進入礦石中，設計貧化率應是10%，但因為礦石中夾石多，不能分采不能剔除，貧化率為20%。

4，減少地表錯動防止地表塌陷

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關鍵詞：采礦方法 礦塊參數 回采率 安全條件 開采成本

一、礦床特點及地質概況

陜西省略陽縣東溝壩鉛鋅礦床位于秦嶺山脈南麓，漢江、嘉陵江支流分水嶺地段，漢江支流沮水源頭山區。礦區出露地層，主要為中上元古界碧口群，震旦系及中上泥盆統地層。區內褶皺強烈，斷層發育，構造復雜。巖漿交替發育，分布廣泛，具有多期多次入侵的特點。

鉛鋅多金屬共生礦床產于中上元古界碧口群中巖組火山巖中，主礦體賦存于第三巖性段的中上部。本巖段又分為三個巖相巖性層，主要為集塊角板巖和凝灰含英角板巖。巖石蝕變現象普遍，與成礦有關的蝕變礦化以帶硅化、絹云母化、黃鐵礦化、重晶石化為主要蝕變類型，由絹英巖、黃鐵絹英巖、閃鋅礦化絹英巖及絹英巖化的火山巖等蝕變巖石組成，其中黃鐵礦絹英巖分部最廣，是低品位鉛鋅礦體產出的主要蝕變圍巖。

所有金銀鉛鋅礦體皆分布在蝕變礦化帶內，賦存于12-0-19勘探線、660～800米標高之間，礦體呈似層狀、透鏡狀、脈狀產出；產狀變化不大，走向一般在280？左右，傾向北北東，傾角470左右，礦體厚度2～34米不等，由絹云母、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、自然金、銀金礦等礦物組成，主要有用元素為金、銀、鉛、鋅共生，伴生有黃鐵礦，有害元素含量低微。礦床平均品位：Au：1.89g/t、Ag：54.5g/t、Pb：0.93%、Zn：4.07%、S：6.56%。

礦區開采范圍為東起19線，西至12線全長700余米，標高920～710米之間。開采范圍內的礦體埋深較大，覆蓋層很厚，無露天開采條件，只適用于井下開采。因此礦山采用的是地下開采方式。

礦體產于不穩固到極不穩固礦化蝕變帶內，礦體上部地表有工、民用建筑設施，加之有東溝、劉家溝兩條小溪經區域地表流過。因此，根據礦體賦存特點和區域條件限制，一九九三年由“長沙有色冶金設計研究院”進行系統設計，涉及開采能力300噸/日。采礦方法設計采用“上向水平分層膠結充填采礦法”開采。充填物料為全粒級碎石混凝土，充填系統由采石廠、充填攪拌站、主充填井、充填運輸平巷及礦塊充填天井組成。

二、原設計采礦方法在實際應用中存在的問題

“長沙有色冶金設計研究院” 設計采用的“上向水平分層膠結充填采礦法”為：垂直礦體走向布置，礦房寬度5m，礦柱寬度4m，礦塊底柱高6m，礦塊頂柱高3m，采礦中斷高30m，6m底柱在礦塊回采結束后再進行二次回收，3m頂柱作為永久礦主保留。按照設計：礦塊實際可采高度只有27m。而且在6m底柱以上的首采分層要鋪設300×300間距的鋼筋網，便于二次底柱回采時充填體不會脫落。該采礦方法在實際應用中存在以下問題：⒈頂柱不能回采，礦塊回采率低，只能達到82%；⒉由于礦巖穩固性較差，礦房、礦柱寬度偏大，采礦過程中片幫冒頂時有發生；⒊礦房、礦柱間采，爆破對兩壁影響比較嚴重，采礦房時對礦柱造成影響，采礦柱時對礦房充填體造成影響；⒋二次底柱回采時充填難度較大，多一次接頂施工；⒌由于鋪設鋼筋網和多次接頂，綜合采礦成本較高。

三、采礦方法的優化與應用

原設計的“上向水平分層膠結充填采礦法”在實際應用中，通過反復調整礦塊參數進行試驗，最終確定為：垂直礦體走向布置，礦房寬度3m，不采用礦房礦柱間采的方式，同時不留頂柱和底柱，直接在下一中斷平面開始第一分層拉底，將礦體每50—80m分為一個塊段，由中間向兩邊推進，每3m一個采幅，呈階梯狀布置，相鄰采幅高差控制在5m以上，由下一中斷一直推進到上一中斷。通過近五年以上的實際應用，與原采礦方法相比：綜合采礦成本得到大幅降低，礦塊開采安全條件得到絕對提高。為礦山取得了十分可觀的經濟效益和社會效益。

四、采礦方法優化后所產生的優勢

通過對采礦方法各項技術參數的優化后，基本解決了原采礦方法在對不穩固到極不穩固礦體開采中存在的技術難題。優化后的采礦方法與原采礦方法對比，主要體現了以下幾方面的優勢：1.礦塊頂、底柱均可一次性回采，解決了3m頂柱不能回采，6m底柱需要二次回采的問題。礦塊回采率由原來的82%提高到92%以上，回采率提高了10%。2.采幅寬度由原來的4～5m減小到3m，采礦過程中片幫冒頂現象得到了完全控制，落礦、出礦安全條件得到全面改善。3.不采用礦房礦柱間采的布置方式，完全解決了爆破對礦柱的破壞，大大降低了礦床開采安全風險和出礦貧化率，出礦貧化率由原設計的12%降低到現在的8%，貧化率降低了4%。4.首采分層不用制作礦塊底部結構，不需要在采第一分層時鋪設鋼筋網，同事減少了底柱二次回采時的充填接頂工作，減少了礦塊開采施工工序，大幅降低了礦塊開采成本。

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關鍵詞：金屬礦床；大水礦床；類型；地下采礦

中圖分類號：TD43 文獻標識碼：A 文章編號：

大水礦床的主要特征就是涌水量每日可以達到數萬立方米，而我國此類礦床分布較為廣泛，一部分因為開采難度大、經濟效益差等原因而關閉或是緩建，還有一部分因為防水措施處理不好而很難開采，但是大部分還是可以通過運用科學合理的方法，能夠順利開采。

一、我國大水礦床充水類型

大水礦產充水條件一般較為復雜，充水的水源呈多樣化態勢。有多種水源共同補給礦坑，例如孔隙、巖溶水、裂隙水、大氣降水以及地表水等；有以孔隙水、巖溶水作為主要充水水源的礦床；有以一般季節性巖溶水為主，到了雨季以降雨匯聚的地表水為主要充水水源的礦床。總而言之，大致可以分成兩大類，即以孔隙含水層充水為主要來源的礦床和以巖溶含水層充水為主要來源的礦床。如香化嶺鉛鋅礦；覆蓋類型具有統一的含水層與地下水位，由于存在嚴重的地面塌陷，井下存有泥沙，其地下水較大而影響正常生產。礦坑的含水量特點上，所補給的水量充沛，補給量比較穩定；埋藏類型也具有統一的含水層與地下水位，由于豐富的高壓巖溶水以及礦層頂、底板突水，使得部分地面塌陷、井下泥沙成為生產過程中常見的危險，礦坑的含水量特點上，補給的水流充沛且儲存量大，補給穩定。

二、我國大水礦床采礦方法演變

我國大水礦床的采礦方法演變如下：進行留設隔水礦柱之房柱法，其生產能力大，例如業莊礦區以及泗頂鉛鋅礦等；到空場嗣后充填采礦法，利于進行地壓的有效控制，例如草樓鐵礦、南河鐵礦等等；點柱式的充填采礦法，例如三山島金礦、南京鉛鋅銀礦、白象山鐵礦等。

地下開采主要的三種開采方式。鐵礦礦產的地下開采法的分類也很多，通常可以分為以下三類：一是自然支護采礦法，主要是依賴周圍巖石本身的穩固性和礦柱的支撐能力來支撐回采過程中形成的采礦空區，這種回采方式較為簡單，便于機械操作，采礦的成本也較低。但是由于這種方式需要保留大量的礦柱，造成鐵礦石的回采率較低；二是人工支護采礦法，該方法主要依賴充填的方式來維護采空區域，適用于周圍巖體不穩定的鐵礦礦產，人工支護采礦法的優點是適應性強，回采率高，作業安全，但是工藝較為復雜，成本高；三是崩落采礦法，這種開采技術是隨著開采工作面的不斷推進，有順序的崩落周圍巖體來填充采空區的方式，適用于地表允許坍塌的鐵礦礦產。無底柱的分段崩落法，是我國現在鐵礦地下開采中最主要的方法。

無底柱分段崩落法。對于鐵礦產地下礦床的開采，具體采用什么方式要根據礦產的情況而定，每個采礦技術都有其最佳使用條件。無底柱分段崩落法的使用條件為：地表和圍巖允許崩落；鐵礦石中等以上穩固；鐵礦石礦體急傾斜厚；鐵礦石中需要剔除夾石。每個開采技術其本身都有完善和不完善的一面，無底柱分段崩落采礦法，跟其他的方法相比，也同樣如此。無底柱分段崩落法的優點：安全性好；結構簡單，回采工藝簡單；適用高效無軌設備、機械化程度高；可以實現鐵礦石的分級出礦。無底柱分段崩落法的缺點：回采通道的通風困難；鐵礦石的損失貧化大。任何一個技術都是需要不斷改進和不斷的完善的，對于無底柱分段崩落法的缺點，我認為應該做以下的完善。在具體的采礦實踐中主要應該做好以下幾個方面：要加強通道的支護。保持通道的穩定安全是該法運用的重要前提，而且在開采礦產的時候還要根據鐵礦的具體巖層特征，決定使用光面爆破、縮短通道存續時間長等多種方式來維護通道的穩定性。要擴大炮孔的直徑。炮孔的變形問題也是無底柱分段崩落法的一個重要技術難題，金山店鐵礦、大冶鐵礦的尖林山采區原來所用的都是直徑50～60mm的中孔，結果出現了很嚴重的錯孔現象，無法進行正常的爆破。炮孔的擴大，大大減少了炮孔的錯堵現象，提高了爆破效果。

（一）點柱式充填采礦法實例

第一，采場的結構參數以及回采工藝。某個礦床位于一個海灣，礦體從陸地向著太平洋而傾斜延伸，全礦由上而下被若干個的斷層切成3個主要礦區A、B、C。正在開采中的C段，其海底和礦的最近的距離為45米，延深垂高為350米，走向全長350—450米，厚度為10—50米，傾角在30°—45°之間。礦體賦存在矽卡巖當中,圍巖為大理巖與角頁巖，礦體的直接頂板處有一條寬度比較大的主斷層，礦體與圍巖的節理發育較好,屬于中等穩固。整個礦井的地下涌水不大，和海水不存在直接的水力聯系。上述礦源起初采取露天開采，到了上世紀70年代后轉為坑內開采，并基本上實現了全無軌化的開采。

第二，采場的系統與特點。不進行運輸階段與溜礦井設置。無回采分段平巷，直接采用露天礦用鏟運機進行改裝，進而和裝載量為35—40噸的卡車直接進入到采場裝車并運輸至地表的卸礦站。階段高為75米，每一個階段都只作為回采初始的切割分層，而非運輸水平。

第三，采場的構成要素。海床底部留有60米高的護頂柱;采場的尺寸以及分割后礦體自然的尺寸，通常長為50—100米,寬為10—50米;方形的點柱斷面為6米×6米,基本上不留間柱。回采10年之后，則將點柱斷面改為5米×5米。點柱和點柱之間的凈寬為8—10米,點柱的中心距為14米;階段頂底柱為15—20米，段高為75米。

第四，回采工作。回采步驟從斜坡道的采場聯絡道起，第一層回采的切割層高為4—5米，充填高為3米，留有1—2米的空頂，作為下一個分層回采的通風與出礦用。第二層回采的切割層高為3.5米，充填高為3米，留有1—2米的空頂。在正常的生產期間，所有的采場都可以同時鑿巖與出礦，日出礦石在1500噸上下。鑿巖設備主要為雙臂臺車,在礦體較比較薄的小采場則采用手持式鑿巖機。

第五，經濟技術指標。礦產的掌子面工人，其平均工班的勞動生產率在48噸左右。采場的平均生產能力為300—600噸，通過計算點柱礦石的損失率理論上為18.5%。

（二）點柱式充填采礦法使用條件分析

首先，需要一定數量礦柱用來支撐上盤，保護海底免于遭受破壞，從而防止海水滲到坑內。其次，機械化的程度與勞動生產率高，可采取生產靈活便捷的無軌設備，保證海水一旦滲入到井下，可隨時的撤離設備。最后，采場內部可以進行分選，以靈活控制開采礦石品位，穩定或經過加固的點柱受制于三維方向的充填體，受力狀況得到改善，能安全牢固地支撐住頂板，對于保護海底防止沉降過大十分有幫助。為保證生產安全，對礦石進行構造地質學的分類，且采取相應的措施支護。此外，存有比較大的斷裂構造區域，或者存有節理的裂隙發育區域，采取長錨索進行加固，使得礦體在回采時冒落情況大大地減少，回收率得到提升，貧化現象也大大降低。

三、結論

隨著經濟快速增長，對資源的需求量不斷加大。防治水技術以及采礦技術不斷發展進步，特別是填充技術取得新進展，使得大水礦床的地下開采采礦方法逐漸成熟。根據趨勢，大水礦床的地下開采采礦方法將基本上演變成充填采礦法,則點柱式充填法是重要的發展方向。

參考文獻:

[1]中國有色金屬采礦信息網.復雜及特殊條件下礦床開采調研報告[R].長沙:中國有色金屬采礦信息網, 1995.

[2]5采礦手冊6編委會.采礦手冊第四卷[M].北京:冶金工業出版社, 1990.

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and Thick Ore in Yu'erya Gold Mining

Yu Junzhi； Geng Yanjun

（Hebei Yu'erya Gold Mining Co.，Ltd.，Chengde 067601，China）

摘要：峪耳崖金礦通過進行采礦工藝革新，提出了電耙出礦漏斗式底部結構淺孔留礦采礦法，并詳細介紹了該采礦方法的構成要素、采切工程布置、回采步驟以及礦柱回收方法等，具有一定的借鑒和指導意義。

Abstract: Yu'erya Gold Mining proposed scraper production mine funnel-type bottom structure shallow hole shrinkage mining method, and introduced the elements, mining cut project arrangement, recovery steps and mineral extraction pillar recovery methods of this mining methods, which have some reference and guidance role.

關鍵詞：低品位 厚大礦體 底部結構 淺孔留礦法

Key words: low grade；thick ore；the bottom of the structure；shallow hole shrinkage method

中圖分類號：TD8文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）15-0058-01

0引言

河北峪耳崖金礦是中金黃金股份有限公司下屬的重點巖金礦山之一，目前已建成生產能力為800噸/天的采、選、冶綜合企業。開采礦體多為高品位極薄礦脈，采用空場法和削壁充填采礦法回采，采場生產能力10～30t/d，生產能力較低。近年來，探礦過程中發現了盲8、盲6、新Ⅰ、新Ⅱ、新Ⅲ等多條低品位水平厚大礦體。由于對厚大礦體探礦程度不夠，對礦體規模認識不足，在邊探邊采的過程中，造成礦石損失、貧化較大。為適應當前生產需要，提高采場供礦能力，降低損失貧化，緩解井下供礦緊張的壓力，2000年我礦對這種特殊礦體進行了技術經濟研究，提出了電耙出礦漏斗式底部結構淺孔留礦采礦法，并在大井采區外盲8礦體試用，取得了良好的效果。

1礦床開采技術條件

峪耳崖金礦礦床為巖漿熱液型礦床，礦帶主要分布在花崗巖或接觸帶附近，礦化類型為含金黃鐵礦石英單脈型和細脈浸染型。主要金屬礦物為黃鐵礦，礦石呈塊狀、脈狀或細脈浸染型構造。礦體形態、規模、產狀和空間分布嚴格受接觸帶或斷裂帶構造控制。目前探明的厚大礦體有盲5、盲6、外盲8、盲19、新Ⅰ、新Ⅱ、新Ⅲ等礦體。礦體呈扁豆狀，多為水平或微傾斜，走向長度為60～100m，短軸長度30～50m，厚度10～40m。礦石品位較低，一般2～8克/砘，平均3.5克/噸。礦巖界限不明顯，礦石屬中等穩固，f=8～10。礦體圍巖主要為花崗巖、白云質灰巖。巖石質密堅硬，f=10～12，屬中等穩固，局部受構造影響，較破碎，易坍落。礦巖自然安息角為40°。

2采礦方法選擇

2.1 根據厚大礦體地質特征和礦山現有技術水平，采礦方法選擇應遵循如下原則：①礦石損失率低、貧化率小；②方法靈活，適應性強；③工藝簡單，便于管理；④作業條件好，施工安全，生產可靠；⑤生產能力可調節余地大，緩解供礦緊張局面；⑥采礦成本要低，綜合經濟效益好。

2.2 采礦方法選擇根據礦體開采技術條件，選擇崩落法或充填法，在技術上有成熟的經驗，但峪耳崖金礦是個技術力量和裝備水平相對落后的老礦山，且這兩種采礦方法成本相對較高，對這種低品位礦體顯然不可行。按照采礦方法選擇的基本原則，根據礦脈賦存特點和開采技術條件，結合礦山實際，經多方案比較，確定采用“電耙出礦漏斗式底部結構淺孔留礦采礦法”。

3電耙出礦漏斗式底部結構淺孔留礦采礦法

3.1 采場構成要素礦房垂直礦體走向布置，礦房長度視礦體短軸長度而定，為30～50m，礦房寬度12m，礦塊階段高度視礦體厚度而定。礦房間房間柱寬8m。底部結構為電耙出礦漏斗式，布置在礦體下盤，底柱高為6m。礦房回采自下而上分層進行，淺孔落礦，漏斗式底部結構布置在礦體下盤脈外，礦房間留設間柱，間柱兩端設行人天井，通過聯絡道進入相臨礦房。待相臨礦房回采結束后及時回采間柱，采用分段中深孔（或淺孔）落礦將礦石崩落至相臨礦房，由底部結構放出。

3.2 采準切割工程布置采準切割工作主要是掘進沿脈運輸巷道、電耙巷道、斗川、斗頸、辟漏、行人天井、聯絡道以及為回采房間柱開掘的分層聯絡道和鑿巖硐室等。沿脈運輸巷布置在礦體兩側下盤脈外，在沿脈運輸巷礦體一側每間隔20米開鑿穿脈電耙巷，電耙巷標高比運輸巷抬高1.4m，規格2.0×2.0m2。在電耙巷兩側交錯布置斗川，斗川間距6m，斗川長度3.6m，規格2×2m2。在斗川掌頭垂直上掘斗頸，高度2m，規格2×2m2。之后，以45°傾角擴漏斗與相臨漏斗貫通，形成礦房拉底。底部結構完成。行人天井布置在房間柱兩端，每隔5m掘聯絡道，與兩側礦房側壁貫通。在房間柱垂直方向間隔10米開鑿分層聯絡道，在分層聯絡道兩側間隔10m掘鑿巖硐室，規格2×2.5m2。也可利用行人井聯絡道作為鑿巖硐室。

3.3 回采工作采切工作結束后，以漏斗擴漏形成的拉底空間作爆破自由面，采用YT-27氣腿式鑿巖機鑿巖，自下而上分層回采，每分層高度為2～2.5m。第一層采用上向孔落礦；第二層采用水平孔落礦，以后交替進行。孔深2～2.5m，孔距1.2m，排距0.8m。采用多排微差起爆，一次落礦量可達100噸。爆破后，礦石借自重自漏斗溜到電耙巷。用電耙倒運部分礦石（約1/3）至木制耙礦平臺裝車運出。局部放礦時，控制好各漏斗出礦量，確保均衡出礦，保證采場作業平臺平整。

3.4 礦柱回采礦房間有8m寬間柱。兩側礦房回采結束后，視房間柱穩固情況，在房間柱鑿巖硐室用YG-90型中深孔鉆機鑿扇形炮孔。一次性爆破，礦石借爆力崩落到兩側礦房中，從底部結構中放出。

4采礦方法中存在的主要問題及改進方向

4.1 該方法存在的主要問題及缺點如下：①由于礦體勘探程度不夠，對礦體邊界及厚度變化掌握不清，造成個別礦塊回采高度低，采準工程浪費大；②礦房回采期出礦能力受到限制；③采場撬茬工作量較大；④間柱回采后，頂板易塌落，房間柱回采損失貧化大；⑤礦體內夾石不能剔除。

4.2 改進方向①在今后的工作中應加大探礦工程的投入，結合不同采礦方法的采準工程合理布置探礦工程。②通過技術經濟比較，確定不同采礦方法品位和厚度臨界點，對高品位礦段以充填法為主，而低品位礦段且厚度較大者（一般大于13米）選用該方法較為合理，厚度在13米以下者可采用房柱法分層回采。

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關鍵詞：無底柱; 貧化損失; 回采過程; 合理定位

一、概述

無底柱分段崩落采礦法近30年來在我國的地下開采礦山中，特別是鐵礦山開采中應用極為廣泛。長期實踐表明，無底柱分段崩落采礦法礦石損失率約為20%，貧化率約為20% ～ 30%。是無底柱分段崩落采礦法重要的經濟指標之一，該方法可應用于礦巖穩固性中等以上，回采巷道不需要大量支護的礦山；它具有采場結構簡單、產量高、勞動力少和機械化程度高、效率高等明顯優點。因此，應十分注重對貧化、損失兩項指標的管理。

在現代許多礦山中，無底柱分段崩落采礦方法，一般采用截止品位放礦，因此會出現如下兩個問題。

1) 放礦過程中橢圓球體的存在，使得放礦過程中多種殘留體的存在，如脊部殘留體、正面殘留體等，更嚴重的是在放礦過程中，當放出一定量 (礦量的35% ～ 40% )之后開始有廢石混入，產生貧化，并且貧化隨著放出礦石量增大而增大， 從而放出礦石品位越來越低. 當使用截止品位放礦時，即當放礦品位到截止品位 (礦石和一定量廢石混合后達到一定的工業品位 )時才停止放礦， 而且反復每個步距都是如此，其工藝是上部殘留下部回收，前一步距殘留，后一步距回收，但由于每個步距所放的礦量并不大，而每次都有一定量的廢石混入， 因此總體而言，就造成了礦石貧化大的缺點。

2) 使用截止品位放礦，很難具體把握放出礦石的截止品位，也就是說沒有一個很明顯的放礦標準.而目前國內對出礦品位的獲得，主要是依靠取樣進行化學分析，這種方法速度慢，而放礦周期又短，出礦品位變化大。這樣，取樣化驗滿足不了現場生產的要求. 所以， 在實際生產中，通常不得不依靠出礦工人和工程技術人員的經驗，根據放出礦石的顏色、比重和塊度等情況的變化，用肉眼或感覺來識別礦石的貧化程度，這樣準確度很難保證.對于放礦損失及貧化的問題，現在有許多相關的研究，這些研究普遍提出的是 無貧化放礦。其總的特點亦是上部殘留，下部回收，前一步距殘留，下一步距回收，但與截止品位放礦最大不同在于其放礦停止的標準是當覆巖正常達到放礦口時，就立即停止放礦，其放出的全部是礦石，因此殘留體的回收只是在不同步距，不同分段得以回收，但混入的廢石量得以相對減少了， 因而貧化得以減少.雖然殘留體可以回收，但如果一次放礦不能最大限度地把礦石放出，所留殘留體也會較多，損失較大。由于放礦橢球體的存在，一次放礦殘留體越多，可能與所崩落的廢石相混合的也就越多，即使最后一次把殘留體放走，但也夾雜著不少廢石。因此，一次放礦的徹底性相對來說就比較重要了。

二、損失及貧化問題探討

2.1.1地質圖件的質量和精度不夠引起的貧化、損失。

礦體形態復雜、斷層結構難以判斷，地質素描基礎工作做的不完善，使地質形態控制不住或推測礦石界線的錯誤，致使采準工程布置進入誤區，造成礦石在回采過程中引起貧化和損失。

2.2.2采礦設計方面引起的礦石貧化和損失。

在設計中未考慮單獨的廢石漏斗，雖然在某個程度上漏斗可以分期利用，但由于礦體形態不完整含有夾石帶，雖總體含有量不大，但在采準設計上難以單獨剔出。因此，在同一進路中回采時很難做到分期分裝，這種現象在開拓掘進時也會常常遇到，導致礦石的貧化率升高。采準設計時沒有考慮礦體的整個形態，沒有做到上中下3個水平的采礦進路形成菱形結構布置。根據出礦橢球體的定義，如果沒有形成巷道菱形結構布置，另一側的頂板圍巖易混入，引起貧化、損失。

2.2.3 開采緩傾斜礦體的貧化、損失。

漓渚鐵礦東西礦的西礦區，礦體傾向類似于該情況。該采礦進路設計布置基本上采用垂直于礦體走向，但在緩傾的礦體中，這種布置由于上下分層礦體重疊較少，因此上下進路完整的礦石菱形結構也少，放礦時完整的放礦體就少，采礦的效果就差。另由于整個礦體傾角較緩，放礦時頂部圍巖也容易冒落，使礦石產生損失、貧化。再則，由于礦體底板傾角小， 落礦后很容易混入底板圍巖，如果想減少礦石的損失，就會造成貧化，同樣在頂板部分也會產生該情況。

2.2.4 采礦方法的結構參數不合理引起礦石的貧化、損失。

分層高度、回采巷道中心距、回采巷道斷面大小應根據使用的設備、崩落礦石的流動性、礦體的傾斜性來決定。選擇的結構參數不合理， 會導致正常的正面脊部損失礦石量的增多， 而且這部分損失的礦石往往在下一個分層也不能大量回采出。

2.2.5 炮孔設計的參數與崩礦步距布置引起的礦石貧化、損失。

炮孔孔底距過大，在爆破崩落礦石時，使礦石塊度過大，容易擱阻，影響礦石的流動性。同時也有可能產生懸頂、立墻; 炮孔的邊孔角度過小，崩落的礦石未能得到松動， 而且角度小的炮孔易被礦堆埋住，使后排爆破產生一定的困難，從而影響了礦石的回收率。崩礦步距的過小，使上部的廢石過早混入，產生貧化; 崩礦步距的過大，使正面脊部礦石損失增加。在實際生產中礦石的貧化、損失主要是由這兩種原因所引起的。

2.2.6生產管理不合理、出礦不勻時引起礦石的貧化、損失。

在廢石覆蓋下出礦時，出到一定數量的純礦石后，廢石逐步混入，貧化開始逐漸增大; 當達到出礦截止品位時應停止出礦，否則會加大貧化。同時， 加強對爆破人員技術和責任的管理， 爆破效果如不好，容量產生大塊多，造成出礦困難，還會引起爆破事故，如拒爆、爆破立墻和懸頂等等事故，這些都將引起礦石的貧化、損失。

三 結語

總之，無底柱分段崩落采礦方法是一種高效、安全的采礦方法。但由于其損失及貧化問題較為嚴重，是此采礦方法的主要突出問題，因此損失及貧化的研究成為此采礦方法是否能夠廣泛推廣的重要課題。實際上不可能達到零損失和零貧化，但只要在采礦的設計和施工中能夠準確把握，實踐中摸索經驗，準確找出合理的采場結構參數，便可以大大降低其損失和貧化程度。

參考文獻

[1] 周攄誠， 彭續承， 王妙欽等.金屬礦床地下開采[M ].長沙中南工業大學出版社， 1985.

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關鍵詞：采礦方法 磷礦 方案優化

0 引言

某礦段是一個礦體邊界平整、結構簡單、構造破壞小、厚度變化小的大型磷礦塊巖礦床。礦區工業磷礦層為二層，即a層礦和b層礦。a礦層賦存于Z1y2地層中，巖性為淺灰、灰色中厚層狀細晶白云巖；b礦層賦存于Z1y4地層中，底部為一套含炭質、硅質、白云質磷塊巖，中上部為淺灰、灰色中厚層白云質磷塊巖；a、b兩礦層夾一層較為穩定的白云巖夾層。a、b兩礦層頂底界線清楚，礦層較為穩定。經計算核實，在初步設計開采范圍內，某礦段保有的地下開采資源儲量111b+122b+333級9003.48萬t，P2O5平均品位22.70%。

1 國內外類似礦體采礦技術

1.1 國內外開采現狀 根據對國內外急傾斜中厚至厚礦體礦山的統計，主要的采礦方法有：有（無）底柱分段崩落法、分段礦房法、階段礦房法、上向充填法等。

分段礦房法：贊比亞某銅礦礦體呈條帶狀產出，平均厚度為8m，傾角30°-90°，礦體與圍巖較穩固。無底柱分段崩落法：瑪姆貝爾格特礦是瑞典第二大鐵礦，目前85%以上的礦石是由無底柱分段崩落法開采出來的。分段高度20m，進路間距22.5m，使采準工程量大大減少。上向充填法：瑞典Kristinberg礦體賦存于絹云母或綠泥石片巖、石英巖內。在礦體的上盤為滑石綠泥巖泥石片巖。礦體由兩條平行的礦帶組成，走向長約130m，傾角45°-70°，礦山采用上向進路充填采礦法。

1.2 未來發展趨勢 研究和采用高效率、高回收率的采礦方法和工藝；研制和使用無軌化、液壓化、自動化程度高的無軌自行采掘設備來提高采礦效率，變革采礦工藝；與科學的管理方法相結合，形成一個優化的礦山生產系統，大幅度提高礦山綜合生產能力，改善企業的總體效益。未來發展趨勢如下：①無軌設備的進一步普及、提高和成套化應用；②進一步發展組合式采礦方案，實現優勢方案的互補；③大盤區無間柱連續強化開采技術；④振動輸送技術；⑤廢棄物回填的無廢開采技術；⑥爆力運搬及深孔崩礦技術。

2 礦段采礦方法的優化與選擇

2.1 方案優化 根據某礦段實地調查資料，某礦段礦體露頭大部分已經在無序民采活動中被小型露天開采，露采降深約50-100m左右，其采剝嚴重失調，形成的露天坑底犬齒狀高低不平。急傾斜中厚礦體是指傾角大于55°，厚度4-15m的礦體。該類礦體傾角較大，采場崩落礦石依靠重力可以順利放出，開采時一般采用平硐豎井聯合開拓的方法。急傾斜礦體往往沿傾向長度很大，礦體厚度又屬于中等厚度，因此開拓系統工程量大、采掘比較高。此類礦體開采時，往往都是采取幾種方法聯合開采的方式。某段礦體平均厚度為12.47m（a層）、18.57m（b層），礦體傾角80°以上，是屬于中厚至厚急傾斜礦體。

某礦段應根據礦山實際情況以及礦體厚度變化和圍巖穩固性等采取合理的采礦方法，以最安全高效的方法回收礦石，降低貧化率。

2.2 方案選擇 通過經驗類比、模擬計算及數學理論計算分析，為確保礦體開采安全，頂柱安全厚度統一取15m，最終建議采用大直徑深孔階段空場嗣后充填采礦方案（垂直走向）時采場結構參數為34×15×55m（長×寬×高）；采用沿走向高分段中深孔階段空場嗣后充填采礦方案（分采分運）時，采場結構參數為：間柱寬8-10m，礦房長約40m，底柱高15m。

3 結論和建議

3.1 某礦段已有的巖石力學參數相對欠缺，建議進行礦區原巖應力測量和礦巖物理力學性質測試系統試驗，為優化采場結構參數、提高采礦效率和控制地壓災害等提供詳細的基礎數據。

3.2 某礦段初步設計開采規劃分前期工程、中期工程、后期工程，推薦前期工程中采用階段下行式回采順序，中期和后期工程中可考慮采用階段上行式回采順序。

3.3 頂底柱等殘礦回收面臨諸多的安全風險，為充分保證頂底柱回收工作安全，礦山應構建礦房充填體、礦柱、巷道包含應力、位移、聲發射監測在內的遠程、實時地壓監測網絡系統。

3.4 采礦費用中采切工程費用和空區充填費用占的比例比較高，如想降低采礦費用，就要更多考慮優化方案采切工程布置以及設計合理的空區充填方案，降低膠結尾砂充填比例，開發可替代水泥的膠凝材料，減少水泥消耗。

參考文獻：

[1]邱建萍.國內采礦方法概述[J].礦業快報，2008（6）：10-12.

[2]魏鵬.我國磷礦分布特點及主要開采技術[J].武漢工程大學學報，2011，33（2）：108-111.

[3]屈進.中深孔爆破技術在磷礦開采中的運用[J].中國礦業，2012，21（8）：56-59.

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關鍵詞：金屬礦床；開采；運輸方案；技術性

Abstract: the scheme demonstration and strive to reflect the modern ultra deep metal deposit mining and transportation science and technology, focusing on deep mining theory, technology and transportation scheme and improve the innovation. To realize the deep mineral resource is efficient use, in deep and high stress, high temperature, Takai Fuka's special environment, combining deep well under high stress condition of hard rock fracturing theory and technology, thermal environment control, filling system and transportation technology and other aspects of professional theory and technology, put forward deep metal ore mining and to develop transportation technical scheme demonstration, for academic and production practice of.

Key words: metal deposit; mining; transport; technical

中圖分類號：P578.4+4文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

一、國內外深部礦床開采現狀及研究概況

中國工程院院士古德生教授在現代金屬礦床開采科學技術上有過深入細致的闡述和分析：

1、國內深部礦床開采現狀

目前，我國金屬礦山面臨的形勢是進入淺部礦產逐漸枯竭，開采條件大大惡化，大中型露天礦逐年減少，不少礦山已開采到臨界深度，面臨關閉或轉向地下開采的情況，大規模開發深部礦床刻不容緩。針對深部開采環境的特殊性和復雜性，業內普遍認同的深部開采界定深度大于800-1000m時，既為深部開采。

2、國外深部礦床開采現狀

國外開采規模超千米的金屬礦山將近100座，其中最多的是南非，南非西部深水平金礦開采深度達到3800m，常用的深部采礦方法有充填法、空場法和崩落法。遵循自上而下的開采順序，先中間后兩翼，連續回采，連續作業或提高作業面推進速度的設計原則。

3、深部開采的研究概況

由于深部開采的特殊環境，深部開采存在的開采困難大，成本高，安全條件差等客觀問題，目前國內還未取得特別突出的成果，技術專家只能結合實踐逐步創新和探討。

二、方案論證項目簡要說明

D鐵礦是世界上目前發現埋藏最深的特大型鐵礦床，探明儲量為35億噸，平均品位TFe 31.56%，見礦深度達1000m左右。對于這種超深特大型鐵礦床的地下開采設計，國內目前尚無先例，中國冶金礦業鞍山冶金設計研究單位集中了采、選等各專業設計技術骨干，組織多名教授級專家結合南京XX鐵礦（400萬t/a）、酒鋼XX鐵礦（500萬t/a）的設計實踐經驗，并多次組織技術團隊赴世界開采規模最大的地下鐵礦山——瑞典基律納鐵礦（3000萬t/a）實地考察，將收集整理的第一手技術資料作為此項目深部開采及開拓運輸方案的技術基礎。

依據項目開發方提供的礦床普查報告，中國冶金礦業鞍山冶金設計研究單位該項目的綜合開發利用方案進行了深入細致的研究，并編制出了《D鐵礦地下開采開拓方案技術經濟論證報告》，在項目論證會上，項目開發方主要負責人、東北大學XXX教授、冶金界國內著名專家XXX教授、膠帶運輸專家XXX教授等專家聽取了中國冶金礦業鞍山冶金設計研究單位關于《D鐵礦地下開采開拓方案技術經濟論證報告》的匯報，與會專家對中國冶金礦業鞍山冶金設計研究單位提出的深部開采及膠帶斜井開拓運輸方案給予了高度評價和充分肯定，經過更深層次的技術研討和創新，最終編制完成了《D鐵礦預可行性研究報告》。

三、方案論證項目開發建設及生產的最新設計理念

1、堅持大礦大開的原則，以大規模提高經濟效益；

2、采用大運量、低能耗的新型開拓運輸方案；

3、采用國內外最為先進的采、選技術和大型設備；

4、分期開采，自上而下強化采礦；

5、采用先進的高強度、低成本、高效率的采礦方法；

6、生產工藝由全面機械化向功能自動化過渡；

7、機修設施大中修外包，備品備件外購，礦山僅設維修設施；

8、采礦、選礦工程協調有序進行建設，以降低初期投資；

9、礦山規模采取滾動發展的方針，利用企業收益進行擴大再生產，力爭不斷的提高經濟效益。

上述新的設計理念，將對D鐵礦項目未來的建設和生產帶來不可

估量的經濟效益。

四、方案論證項目建設及生產的創新開拓方案

1、開拓運輸方案的選擇與確定

近20年來，膠帶輸送機在國內外發展較快。在地下礦山，由于高強度膠帶輸送機的研制成功，以及新型驅動裝置和整機監測控制系統的投入使用，國內外采用新型高強度膠帶輸送機斜井開拓的礦山日益增多。采用膠帶輸送機斜井提升礦石至地面選礦廠，具有生產能力大、連續化、自動化、生產工藝系統簡單等特殊優越性。

2、中國冶金礦業鞍山冶金設計研究單位在膠帶運輸方面的優勢

中國冶金礦業鞍山冶金設計研究單位早在九十年代開始就對膠帶運輸進行了深入研究，熟知國內外金屬礦膠帶運輸的應用與發展情況，并掌握大量國內外膠帶運輸的實例、各種使用條件和參數，并出版過多篇學術論文，掌握國內最先進的膠帶運輸計算微機軟件，多位膠帶運輸專家如大孤山鐵礦及齊大山鐵礦膠帶輸送機的設計者，高級工程師、膠帶專家XXX參與設計，使中國冶金礦業鞍山冶金設計研究單位在膠帶運輸設計能力方面具備國內其它設計單位不能比擬的優勢。

3、國內、外膠帶運輸應用實例及參數

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關鍵詞 緩傾斜多層礦體；深孔合采；井下礦廢分離；連續采礦

中圖分類號 TD8 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）112-0201-02

緩傾斜多層礦體技術當前依然是困擾廣大礦工企業的一個重大難題，在整個礦山開采工作中占據了相當重要的比例，因為如果未能夠做出一些有效的突破，必然會成為礦工企業進一步發展與進步的阻礙。現階段，突破傳統技術，不斷探索新型緩傾斜多層礦體采礦的新技術，已經成為采礦技術的重要課題。因為本文研究不僅具有重要的現實意義，也具有一定的學術價值。

1 開采條件概況

某一礦山企業的礦體儲存標高在1860m~1310m之間，埋置深度介于540m~1090m之間。經勘查表明一共存在礦體結構47個，全部的礦產資源的儲存量達到了865萬噸，其中主要以有色金屬為主，經評估潛在價值達到了70億。然而給地區礦體結構大部分均是緩傾斜礦體，傾角基本都低于30 °，同時礦體層數上從1層到5層不等，其中最薄的礦體達到了1m，最后的礦體則高達25m，遠高于國內同類礦體。另外，勘查還表明該地區巖石類礦產資源主要集中在以赤鐵礦和褐鐵礦為主的大量的松軟土狀氧化礦，而一旦遇水，就有可能分解進而形成一種表現為泥漿狀態的物質，這也給開采工作加大了難度。

2 開采技術方案

結合該地區的實際情況，在進行本地的礦產資源開采時，可以從礦段巖體結構性能存在明顯差異且容易分離的特征來作為突破點，借助大直徑深孔落礦技術來實施開采工作，同時還應當借助集中篩洗分離技術來對于礦物質中存在的大量廢石進行分離，完成后則可以把廢石直接填入采空區，使其得以循環利用，達到連續不斷的采礦目的，提高資源利用率。

2.1采礦方法

采礦時，可以首先將礦體劃分為兩個部分，一是盤區，一是礦段，然后以礦段來作為回采單元，是以下向平行深孔、側向平崩礦和二次水平破碎等多種方式來采礦，除此之外，也有一些是利用上述幾種方式綜合進行的，主要采用電動機車運輸礦石，工序上主要包括采切、落礦、出礦以及填充等，各工序分級別在相連的礦段平行開采，從而有效加快了采礦工作的開展進度。

2.2采礦工藝系統

勘察結果顯示，該地區礦段開采中，礦石主要集中在土狀氧化礦，而夾石也多數為白云巖和大理巖為主。所以，在具體的開采過程中，充分利用礦巖崩落的塊度的不同且易于分離的特點，可以對采下礦巖采取集中篩選的處理方式，對于這些分離出的廢石不要采取出坑處理，可以將其直接回填井下采空區，而這些經過篩選后的礦漿則可以直接運送到地表，并通過濃縮后直接轉運到選廠，具體情況如圖1所示。這種模式的好處不僅在于提高了開采效率，還能夠有效減少由于廢石堆積而導致的礦井場地面積的占用。

圖1采礦工藝流程圖

3 效果評價

本文所探討的采礦方法和傳統技術相比，存在著較為明顯的四點優勢：第一，通過大直徑深孔合采緩傾斜的多層松軟礦體，實現了對于傳統分采工藝的創新，從而達到了多層礦體的高效采礦目標；第二，改變了我國地下礦山進行礦巖分離的傳統手段，在井下完成了礦巖集中分離，同時用廢石回填采空區，并堅持廢石不出坑，從而也就達到了無廢開采的目標，與此同時廢石也得到了二次利用，實現了連續不斷的才可目的；第三，采用的是從坑內到選廠通過礦漿輸送的手段來進行礦石運輸，這種模式不僅在很大程度上降低了運輸量，同時還大大降低了運輸成本，節省了費用；第四，在緩傾斜多層礦體開采中，真正完成了大量落礦的高效連續采礦目標。因而在開采的過程中使用的是不留間柱的一步驟回采，從而防止了因為間柱回收而造成的作業面分散或者多中段作業等多種問題，也可以有效解決生產管理復雜、井下工人平均勞動生產率較低等問題，同時對于改變間柱回收安全性能差、效率低、花費成本高、資源浪費嚴重等現象也具有重要意義。

從具體的技術指標來看，使用新工藝后，日出礦量達到了900（t/d），遠高于傳統開采方式的600（t/d），勞動生產率從原來的323%提升到了現在的507%，采礦損失率從原來的11%降低到了現在的7%。而在經濟指標上，原礦成本從原來的244.22萬元降低到了現在的225.09萬元，利潤總額從原來的1669.71萬元提升到了現在的3597.53萬元，提升幅度超過了50%，經濟效益非常顯著。

4 結論

綜上所述，采礦企業應當始終堅持“安全、高效、低成本”的基本開采原則，致力于采礦技術的不斷進步，特別是針對緩傾斜多層礦體開采這一世界性難題，應當在滲入研究和實踐的基礎上，積極開展以連續開采為主的工作措施，通過引入深孔合采井下礦廢分離連續采礦技術，以提高采場的生產能力、降低材料損耗、提升經濟效益，為整個開采工作的可持續推進提供保障。

參考文獻

[1]鄒正勤，王宏劍.構建“1+6”產業格局打造現代冶金礦山發展新模式――河北鋼鐵集團礦業公司發展模式研究[J].冶金經濟與管理，2012(5).

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[關鍵詞]薄礦體 無軌設備 連續 高效

中圖分類號：TU15 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）29-0213-02

1 地質概況

13-8#礦群位于白龍井地段，礦體為變玄武巖硫化物銅和接觸帶矽卡巖硫化礦體，該礦群總體產狀受變玄武巖產狀制約，呈層狀產出。礦體走向N50°E，傾向SE，傾角0～15°，厚度1～21m。礦石主要產于變玄武巖及其夾層碳酸鹽巖（大理巖）上下界面，局部呈透鏡體產于變玄武巖體內。呈層狀、脈狀、塊狀產出。一般在變玄武巖與花崗巖直接接觸時，其接觸部位礦體產出較好，在變玄武巖內礦體除局部地段礦化厚度增大外，一般礦體較薄。

13-8#礦群是以花崗巖側向凹陷構造及有利含礦層（變玄武巖）形成的礦體群，是賦存于老卡巖體東部13-2花崗巖凹陷構造內的一個礦體群，它是花崗巖侵入時受變玄武巖或T2g11含泥質（地）層阻擋，穿刺后沿層間軟弱帶呈花崗巖舌狀侵入體與下部花崗巖構成側向凹陷構造控礦為基本特征。變玄武巖呈層狀產出，中間夾若干層厚薄不等、延長較不穩定的灰巖（大理巖）層，厚度10～80米不等。按其礦物組合特征可劃分為陽起石變玄武巖、金云母陽起石變玄武巖、金云母變玄武巖三種類型，變玄武巖中杏仁狀構造較發育，杏仁體成分較為復雜，有沸石、硅質體、磁黃鐵礦、方解石等。

礦石中金屬礦物主要以磁黃鐵礦、黃鐵礦為主；次為黃銅礦、錫石，少量鈦鐵礦、自然金、閃鋅礦及方鉛礦等；礦石中的脈石礦物主要有金云母、陽起石，其次為透閃石、透輝石、斜長石、綠簾石、黑云母、石英、方解石等。礦石結構主要有粒狀變晶結構、鱗片纖狀變晶結構、他形粒狀變晶結構、填隙結構。構造主要有致密塊狀構造、斑雜狀構造、杏仁構造、脈狀構造、浸染狀構造、紋層條帶狀構造，角礫狀構造等。

2 資源儲量

13-8#礦群（13-8-1#～13-8-7#礦體）礦石量為528萬噸，銅金屬量為54792噸，其中為3米以下礦體儲量為197萬噸，占總礦量的38%，金屬量為18101噸，占總金屬量的33%。

3 采礦方法的選擇

13-8#礦體的礦石主要產于變玄武巖及其夾層碳酸鹽巖（大理巖）上下界面，而本次設計主要針對3米以下薄礦體的采礦方法，通過類比法得出使用全面發進行回采（如圖1，圖2）。

3.1 適用條件

本法適用于礦體厚度3m以下，上盤圍巖中等以上穩固的礦體或者下盤圍巖中等以上穩固的礦體。以及上盤和下盤圍巖中等以上穩固的礦體。為滿足高效設備的正常運行、作業，開采傾角應不超過12°。

該方法主要用于13-8#礦群中的13-8-1#、13-8-2#、13-8-3#、13-8-4#、13-8-5#、13-8-6#、13-8-6-1#礦體。

3.2 采場布置及構成要素

礦體沿走向，或局部偽傾向布置采場，采場長度80～100m。采場寬度為15米～21米，間柱寬為6米，進路規格為3m×3m。

3.3 回采順序

由中央向梢斫行回采，可減少設備及人員在較大暴露面積的空區內的運作時間，且頂板管理簡單。若選擇兩翼向中央回采，當回采到中央最后1～2條回采進路時，回采進路將承受較大的支承壓力，導致頂板管理困難，

3.4 采切工程布置

沿偽傾斜間柱內掘進采場進路，在主進路內沿走向或偽傾斜方向施工一條回采進路，端部與回風系統聯通，既作為最初的崩礦自由面，又可以作為回風通道。當礦體頂板為大理巖時，回采進路間距為隔21m，當頂板為玄武巖時，回采進路間距為15米，確保人員與設備在可控的、暴露面積不大的空區內作業運行。

3.5 回采工藝及主要設備

回采時，以布置在采場中間的回采進路為最初的自由面向礦體的兩翼回采，一個回采步距為長30m，寬3m。采用Boomer K41X掘進鑿巖臺車在工作面上施工傾角為45°的平行炮孔，其孔徑φ54mm，孔間距1.0m，孔深3～4m。礦體厚度小于3m時要進行廢石剝離回填工作，當礦體頂板為玄武巖，底板為大理巖時，為不破壞頂板，減少頂板暴露時間，先剝離巖石再回采礦石；當頂板為大理巖，底板為玄武巖時，頂板巖石穩固，先采礦石再拋廢石。當回采至間柱邊緣時，可同時回采間柱的一半，間柱回采時只剝離礦石，不拋廢石。采場回采過程中崩下的礦石采用ST-2D鏟運裝入12t礦用卡車后由采場進路運至中段溜井中。

3.6 頂板管理

隨著工作面的推進，采空區暴露面積也隨著增大，應及時加強工作面頂板的管理：①在剝離廢石或礦石的時候采用光面爆破保護頂板不受損壞；②采用后退式回采，減少設備在采空區內運行的時間、路程；③由中央向兩翼回采，回采礦石時盡量采用擠壓爆破，使爆堆相對集中，剝離廢石時采用暴力搬運，以方便設備運搬，減少鏟裝時間，剝離出的廢石就近回填采空區。

3.7 采場通風

新鮮風流由采場主進路進入采場，洗刷工作面后的污風經端部回風巷道進入中段回風系統，最后排出地表。

3.8 損失貧化管理

嚴格按照設計施工落礦炮孔，防止頂板圍巖混入，造成貧化。加強現場監督取樣工作，加強廢石隔離工作，采場結束前要認真清理殘礦。

3.9 生產能力

設礦體厚度為1.5米時，回采回采步距為長30m（回采步距為長可根據所需采場生產能力適當調節），寬3m。每個回采布距崩落礦石量為447噸。（礦石比重3.311t/m3）。孔間距1.0m，每行布兩個眼，總布眼數為60個。孔深3～4m，單孔打眼時間為1.5分鐘，總打眼時間為1.5小時，裝藥時間為1小時，輔助工作及鑿巖設備運行時間算1小時，通風時間0.5小時。鏟運機出礦或碴子回填空區用時每個來回平均5分鐘，每次鏟運2m3，崩落礦石量為168m3（松散系數為0.8），出礦或回填空區時間為7小時。一個循環總用時11小時。在條件允許下采用多臺設備同時運作則用時可明顯減少。

一個工作日分兩個大班，一個班落礦出礦，另一個班剝離廢石，回填空區，則單個采場每天的生產能力為447噸。

4 結論

地下開采方法的結構和工藝趨于簡化是今后發展的總方向，采場鑿巖、運搬等采用無軌設備是地下開采的重要發展趨勢。無軌設備在薄礦體開采過程中的使用相對于傳統設備開采，大大提升了開采能力，無軌設備更高效更靈活，但設備的使用、維護維修成本較之更高些，油煙污染較為突出，使用無軌設備的采場通風要求更高些。

全面連續高效采礦在薄礦體中的運用時，剝離的廢石就近回填了空區，維護了頂板，使頂板暴露面在可控的范圍內，增加了采場寬度，減少了采準工作量。

回采過程中先崩落礦石或先剝離廢石都能大大增加了礦石的回收率，減少了礦石了貧化率。

參考文獻

[1] 《有色金屬礦山生產技術規程》.

篇10

【關鍵詞】VCR采礦法；裝藥結構；深孔爆破

VCR采礦法即垂直深孔落礦階段礦房法，是柱狀裝藥爆破技術在采礦工程中的具體應用。該法的特點是在礦房上部開掘鑿巖硐室，在礦房底部形成拉底空間，在鑿巖硐室內向下鉆鑿大直徑深孔，再從孔的下端按自下而上的順序逐層爆破。VCR采礦法能改善爆破質量，最大限度地減少采準工作量，穩定礦巖狀態，裝藥和爆破作業簡單，是一種低成本、安全、高效的地下采礦方法。

1.具體施工方案

該鐵礦鑿巖硐室長為礦體厚度，高為3.6m，寬為16m，礦房寬15m，即礦房兩邊各超出礦房邊界0.5m，方便礦房兩邊邊孔的鑿巖施工。為了減少硐室的跨度和暴露面積，在硐室中央設計預留一條寬為2.4m的條形間柱，將鑿巖硐室的跨度由16m轉變為2個6.8m。

1.1孔網參數

根據開采方案，統一采用3m*3m的孔網參數，平行布孔，礦房寬15m按排距3m計算可分為6排，周邊孔孔距可適當縮小（1～1.2m）即在保證最小抵抗線（3～3.5m）的情況下布置斜孔，最大限度的回采礦石。鉆孔直徑沿用國內常用孔徑165mm。

根據VCR法的理論基礎，C.W.利文斯頓的研究成果，所謂球形藥包是即長度與直徑之比小于6的藥包，此時破碎原理和效果與球狀藥包相似。小斷面掏槽時，我們設計每段裝藥500mm；大規模側向崩礦由于增加了側向自由面，設計實施竹竿間隔裝藥結構裝藥，每次爆破8～14m高度。

1.2鉆孔作業

采用T-150高氣壓環形潛孔鉆機進行鉆鑿，該鉆機工作氣壓達到1.7MPa，高風壓可迫使鉆頭高速穿過非均質礦石而使炮孔不易偏移，成孔質量好，偏斜率小于1%。鉆孔作業應注意三點：①人身安全；②嚴格按照各孔參數鑿孔，鑿巖過程中，每個鉆孔孔口安裝長0.8m的孔口管，確保鉆孔偏斜率在設計范圍內；③注意鉆孔返砂情況，做好記錄（即幾米處出現夾石，高度多少），以便于了解夾層在鉆孔的具置。

1.3測孔

深孔爆破所受夾制較大，易產生堵孔、孔底葫蘆等現象，掏槽爆破尤為突出。所以在每次爆破前認真測孔，收集孔深、孔底表面形狀及底部補償空間等資料，為后續爆破設計提供有效的基礎數據。

測孔采用測繩、膠皮管、皮尺等，測繩系于膠皮管上，將其下放于孔內至孔底后，讀出數據測出孔底高度、爆堆高度，檢查多分層藥包和填砂高度，仔細對比分析并詳細記錄在案，借以繪制分層崩落等高線圖，保證爆破過程的可塑性。

2.爆破作業實施

2.1爆破設計

2.1.1VCR法小斷面掏槽

具體實施步驟：

（1）球形藥包重量的確定：VCR法小斷面掏槽，必須考慮球形藥包的重量。孔徑為165mm，我們確定球形藥包長度為500mm，符合所謂球狀藥包是即長度與直徑之比小于6的理論要求，根據炸藥密度計算，球形藥包重量確定為9kg。

（2）VCR法小斷面掏槽前，在采場中間施工一個2m*2m矩形切割天井輔助掏槽，確保掏槽成功。設計每次爆破為切割天井周邊4～6個孔。采用單分層爆破時，以切割天井和拉底空間為自由面，每層可崩落高度約0.8～1.2m，實際操作中可以根據補償空間的高度，確定每次崩落的高度，從而確定每次崩落幾層。

2.1.2分段側向崩礦

側向崩礦以掏槽區為中心向采場四周爆破，每次區域爆破炮孔2～3排，崩礦步距6～9m，一次爆破高度8～14m；單響藥量控制在126kg以下，爆破總藥量控制在1200kg以內，裝藥結構采用多層袋裝乳化藥包竹竿間隔裝藥，分層裝藥量為9kg（一節袋裝乳化藥包，長50cm，重9kg。），層間竹竿間隔長度0.6m，下部用巖粉堵塞，堵塞長度0.8～1.2m，最上層藥包填塞料為巖粉或河砂，堵塞長度1.2～1.4m。相鄰炮孔藥包交錯布置，以提高爆破效果。

2.2爆破施工

2.2.1堵孔

堵孔作業時，鐵絲綁扎Φ=150mm混凝土塞中心處吊環，下放混凝土塞至孔底以上0.2～0.4m區間處進行上部孔口固定，隨后向孔內填河砂或巖粉0.8～1.2m厚。

2.2.2裝藥

人工裝藥，將導爆索綁扎在起爆藥包的中上部，掛于吊繩上吊裝至孔內，竹竿間隔裝藥，其余藥包依次吊裝。

2.2.3聯網

起爆系統是將孔內單根導爆索與孔口非電毫秒延時導爆管雷管依次聯結起來，保證單孔單響。

2.2.4爆破警戒

按設計要求由爆破負責人安排各崗位人員各司其職，做好爆破警戒，確保人員設備安全。警戒排除前，當班爆破負責人應對所有警戒人員進行分工并詳細交底，警戒人員必須在規定時間內做好各自轄區的警戒工作，并保持良好的通訊聯絡，有特殊情況必須及時向爆破負責人匯報，在沒有發出解除警報前，警戒人員必須堅持崗位。

2.2.5爆后檢查

爆破后，經通風吹散炮煙、檢查確認井下空氣合格后，等待時間超過15分鐘，爆破人員進入作業地點，先檢查各斷面有無冒頂、危巖現象，支撐是否破壞，炮煙是否排除，如果存在這類危險因素，當通知相關人員處理后再進入爆破區，檢查爆破效果，是否存在盲炮等，如有盲炮，嚴格按照《爆破安全規程》的相關規定進行處理。

3.綜合分析

在多次實驗中，我們在VCR采礦法礦房回采過程中，側向崩礦時利用竹竿間隔裝藥結構爆破回采方法與空氣間隔裝藥結構爆破回采方法進行了幾方面的比對，如下：

3.1經濟性

竹竿間隔裝藥結構需用的竹竿、自制混凝土石塊遠比空氣間隔裝藥結構需用的起爆具、空氣間隔器便宜。

3.2實用性

竹竿取材方便、價格低廉，空氣間隔器需要在專業廠家采購且價格比竹竿貴。竹竿使用時簡單，直接投放即可；空氣間隔器投放時需要一些的技巧。竹竿間隔裝藥可實現孔內不耦合裝藥，炸藥能量可被充分利用。

4.結語

VCR采礦法深孔爆破中應用竹竿間隔裝藥，大大降低了大塊率，減輕了二次爆破的勞動強度，減少了炸藥消耗，節約了施工成本，降低了損失，提高了礦房生產效率，取得了良好的效果。本文闡述的竹竿干間隔裝藥結構在實際生產中計算的炸藥單耗為0.33kg/t，且爆破震動小，對地表建構筑物不會造成影響，為礦山和周邊村莊和諧發展，提供了良好的基礎。實踐證明該方法是一種爆破質量好，生產效率高，作業安全，經濟效益好的采礦方法。值得同類礦山借鑒參考。

【參考文獻】

[1]馬維清，張生良.垂直深孔落礦階段礦房（VCR）法在草樓鐵礦的應用[J].現代礦業，2010（1）：93-95.

[2]王青.采礦學[M].北京：冶金工業出版社，2002.

[3]劉殿中.工程爆破實用手冊.冶金工業出版社，1999.5.