鐵礦露天轉(zhuǎn)地下高效開采技術(shù)探析

劉銀

【摘 要】隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，為了滿足環(huán)保以及土地保護(hù)的要求，礦山開采就需要采用高效的開采技術(shù)，這樣才能滿足煤礦的開采需求。本文針對(duì)鐵礦露天轉(zhuǎn)地下高效開采技術(shù)的改進(jìn)探討，希望可以避免露天轉(zhuǎn)地下礦山過渡期間的經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生不利的影響。

【關(guān)鍵詞】鐵礦；高效；開采；改進(jìn)

中圖分類號(hào)： TD861.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）13-0097-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.045

隨著礦體逐漸從地標(biāo)朝著較深的部位延伸，礦山必定會(huì)面臨露天轉(zhuǎn)地下開采這一段過渡的時(shí)期。隨著露天礦山產(chǎn)量的逐漸降低，生產(chǎn)能力的銜接問題會(huì)對(duì)礦山的正常生產(chǎn)產(chǎn)生直接的影響。所以，在尋求露天邊緣礦的同時(shí)，就會(huì)提前加快地下開采的基建進(jìn)度，所以，本文以鐵礦為例，對(duì)于露天轉(zhuǎn)地下高效開采技術(shù)進(jìn)行探討。

1 露天轉(zhuǎn)地下開采過渡法

針對(duì)露天轉(zhuǎn)地下開采而言，一般使用的開采方法如下：

（一）房柱式采礦法

針對(duì)房柱式采礦法，又包含了空?qǐng)龇ā⒘舻V法以及充填法。這一類方法的使用，需要讓露天和地下保持在同一垂直面之內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，并且露天底和地下采礦場(chǎng)之間還應(yīng)該具有一定厚度的隔離頂住。另外，隨時(shí)都需要控制好地下采場(chǎng)暴露面的大小、地下爆破規(guī)模、間柱強(qiáng)度等方面。相比一般的地下開采，其受到的條件限制要復(fù)雜很多。由于充填法本身的成本較高，一般會(huì)用于貴重金屬的開采，所以，充填采礦法的礦石損失貧化較小，針對(duì)贏利的降低，就可以選擇通過增加貴重金屬的回收率來進(jìn)行合理的補(bǔ)償[1]。

（二）崩落法

崩落法又劃分為分段和階段兩種方式。選擇崩落法，要求在礦石崩落的同時(shí)能夠崩落圍巖，直接用于采空區(qū)的充填，并且做好地壓的控制和管理。在回采之中，不需要?jiǎng)澐值V塊，整個(gè)礦塊都能夠成為回采單元，并且按照一定的順序，就可以進(jìn)行連續(xù)性的單步驟回采，這樣的方法需要在開采區(qū)的上部留下一定的安全緩沖層，其工藝和地下的一般開采方法相同。

（三）聯(lián)合采礦法

聯(lián)合采礦法，就是將多種采礦方法相互的結(jié)合。這一類方式主要是在第一階段開采之中，選擇兩個(gè)步驟來進(jìn)行。

2 鐵礦露天轉(zhuǎn)地下采礦方法的改進(jìn)

本文所研究的鐵礦屬于沉積變質(zhì)礦床，其礦體與近礦圍巖中等穩(wěn)固。針對(duì)露天轉(zhuǎn)地下采訪方法的改進(jìn)。在設(shè)計(jì)之中選擇階段高度120-150m，分段的高度為12-12.5m，原本的設(shè)計(jì)采用垂直礦體走向來進(jìn)行布置。

但是，經(jīng)過方案的分析比較之后，發(fā)現(xiàn)大部分中厚礦體群選擇這一種回采進(jìn)路的方式，雖然可以將采空區(qū)的問題處理，但是存在較大的崩落夾層廢石量，會(huì)增大損失貧化。之后，直接改變成為統(tǒng)一結(jié)構(gòu)參數(shù)，直接沿著礦體走向布置回采進(jìn)路。其回采的平面布置與剖面分別見圖1與圖2所示。

分析礦體的開采條件，其露天轉(zhuǎn)地下的主體需要選擇無底柱的分段崩落法，不過考慮到對(duì)于礦體群的開采要比單條礦體開采復(fù)雜，所以按照礦體的成因，對(duì)于這一種不規(guī)則、分支較多、賦存復(fù)雜的礦體情況，就需要選擇單一無底柱分段崩落法或者是留礦法來進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣無法滿足礦體形態(tài)的變化，由于礦體本身出現(xiàn)了分枝復(fù)合尖滅再現(xiàn)的情況，就會(huì)出現(xiàn)分段平面之中的礦巖夾雜，通過固定的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)來進(jìn)行開采，會(huì)出現(xiàn)大量的崩落以及采出廢石，導(dǎo)致礦石之中包含大量的巖石，再加上礦品位本身帶來的限制，就會(huì)存在崩落礦石無法放出，進(jìn)而造成礦石的損失貧化[2]。

想要解決這一問題，可以選擇不規(guī)則的礦體分布，基于巖體冒落規(guī)律、地壓活動(dòng)規(guī)律以及散體流動(dòng)規(guī)律等適應(yīng)性的原理，就可以構(gòu)建出采場(chǎng)結(jié)構(gòu)以及采礦方法，最終取得適宜的結(jié)構(gòu)參數(shù)，這樣就可以確保各種礦體得到最大限度的回采。

基于多金屬磁鐵礦床，礦石本身的開采價(jià)值較大，并且儲(chǔ)量不夠充足，為了滿足最大化的開采受益，就需要選擇正確的采礦方法，并且做好采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理優(yōu)化，從而確保礦石損失率和貧化率得到有效的控制，最終提升開采效率。為此，就需要做好現(xiàn)場(chǎng)的合理調(diào)研，能夠針對(duì)礦巖實(shí)施穩(wěn)定性分級(jí)，從而最終得到，地下揭露的礦石和圍巖本身都處于中等穩(wěn)定的狀態(tài)，也就是巖體允許暴露面積超過200m2。并且在這一基礎(chǔ)上，針對(duì)礦體產(chǎn)狀以及實(shí)際的分布特點(diǎn)、礦巖穩(wěn)定性，直接分析了礦石損失貧化發(fā)生的，并且能夠滿足適應(yīng)性原理的采礦改進(jìn)方案。

為了有效的控制損失貧化，就應(yīng)該按照礦體開采，選擇的采礦方法以及結(jié)構(gòu)參數(shù)，都需要對(duì)礦體的賦存條件和形態(tài)存在極強(qiáng)的適應(yīng)性。另外，還需要合理的利用夾層圍巖的可冒性，做好采空區(qū)的處理，并且利用工作面的合理防護(hù)，就可以解決安全生產(chǎn)問題，滿足礦體群開采的需求。

基于上述的分析，按照“因礦生法”，針對(duì)礦體的開采技術(shù)條件以及幾何條件，做好采礦方法以及采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理選擇[3]。

對(duì)于礦體形態(tài)的正確認(rèn)識(shí)，才是采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和采礦方法優(yōu)選的關(guān)鍵。本鐵礦的礦體最小可采厚度：致密塊狀的礦石為0.5m，侵染型的礦石為1m；夾石的剔除厚度為2m。

通過研究沿進(jìn)路設(shè)計(jì)方案的水平圖以及剖面圖之后，回采的進(jìn)路絕大部分都處于巖石之中，這樣就會(huì)影響正常的回采，導(dǎo)致礦石的損失和貧化增大，?；谶@一情況，就需要從剖面圖出發(fā)，按照具體的情況來布置回采進(jìn)路。經(jīng)過對(duì)于各個(gè)水平的礦體形態(tài)研究，基于因礦生法以及放款近礦圍巖混入量限制的基本原則來進(jìn)行采礦方法和采礦結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，就可以直接得到改進(jìn)方案。

在下述的改進(jìn)方案之中，基本上都是按照礦體的實(shí)際厚度以及傾角來進(jìn)行采礦方法的合理選擇。如果礦體本身的厚度超過8m，就需要沿著走向布置進(jìn)路的無底柱分段崩落法來進(jìn)行開采；當(dāng)?shù)V體的厚度低于3m，可以選擇潛孔留礦的方法進(jìn)行開采；如果礦體本身的厚度在3-8m的時(shí)候，按照礦體的傾角以及規(guī)整的實(shí)際程度來確定采礦的具體方法，其礦體傾角大于55°，并且其形態(tài)處于規(guī)則的時(shí)候，就可以選擇利用空?qǐng)霰缆浣M合的方式進(jìn)行開采；針對(duì)其余的礦體，可以選擇分段或者是潛孔留礦的方式進(jìn)行開采。針對(duì)平行產(chǎn)出的多層礦體，則可以考慮將空?qǐng)霰缆涞姆椒ńY(jié)合無底柱分段崩落法來進(jìn)行組合。

就無底柱分段崩落法采場(chǎng)來說，無論礦體本身的厚度大小，其原則上都是需要沿著走向布置進(jìn)路采場(chǎng)結(jié)構(gòu)，這樣就可以對(duì)下盤礦石的殘留量進(jìn)行控制，沿著脈進(jìn)路的實(shí)際位置，根據(jù)礦體的實(shí)際傾角大小來進(jìn)行判斷，如果礦體的傾角超過60°，就需要沿著脈進(jìn)路，布置在下盤的圍巖之中，并且在巷道斷面之中只能有一個(gè)拱角出路礦體最佳[4]。

針對(duì)留礦法和空?qǐng)龇ǖ幕夭?，相鄰礦體需要保持先上盤，后下盤的方式進(jìn)行回采，或者是直接選擇同步的回采方式。尤其是當(dāng)夾層的水平后續(xù)低于5m、鄰近的礦體本身的高度超過30m，就應(yīng)該保持礦體的同步回采，這樣就可以避免圍巖失穩(wěn)冒落，給作業(yè)人員帶來安全威脅。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對(duì)于礦山的開采技術(shù)的要求也在不斷的提高。本文通過鐵礦露天轉(zhuǎn)地下高效回采技術(shù)的使用，希望可以幫助礦山實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過渡，減少投資，讓礦山開采可以順利的實(shí)施下去。

【參考文獻(xiàn)】

[1]單曉聃.鞍山某大型鐵礦露天開采對(duì)含水層影響的研究[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，2014（06）：10-14.

[2]徐興華.桑園鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采方法的選擇[J].金屬礦山，2014（09）：21-25.

[3]姜鵬.眼前山鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采關(guān)鍵技術(shù)分析[J].礦業(yè)工程，2012（01）：15-17.

[4]代碧波，陳順育，孫麗軍，李何林.峨口鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采產(chǎn)能平穩(wěn)過渡技術(shù)研究[J].金屬礦山，2011（07）：1-7.