发布时间：2023-10-10 10:36:57
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的铁矿采矿方法样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
【关键词】 无底柱 分段崩落法 应用
1 概述
2005年12月，娄烦县鲁地矿业有限公司铁矿成立，隶属于山东省地质矿产勘查开发局设立的山东鲁地矿业投资有限公司，行政区属山西省太原市娄烦县盖家庄乡管辖。
2007年1月娄烦县鲁地矿业有限公司铁矿（以下简称“鲁地铁矿”）正式进行基本建设，生产规模80万t/a，服务年限15.3年，地下开采，开采标高+1660m～+1460m。
2012年12月，鲁地铁矿通过了山西省安全生产监督管理局的竣工验收，取得了山西省安全生产监督管理局颁发的安全生产许可证。
鲁地铁矿是太原市最大的铁矿地下开采企业，开采狐姑山铁矿带的一段，其走向延长达数千米，资源储量丰富。与周边相邻矿山为技术边界划分，周边相邻矿山皆为露天开采。
2 矿区地质
2.1 地层
矿区出露为太古界吕梁群袁家村组和第四纪黄土，袁家村组岩层由泥质岩，基性火山岩和含铁岩石变质而成。
2.2 矿床特征
本区共有Ⅰ号、Ⅱ号矿体，主要分布于吕梁群袁家村组上部的碎屑沉积岩的地层中（即袁家村组含铁岩段）。矿体的顶底板为石英岩或云母石英片岩。矿体呈似层状、层状、矿体多夹层，但夹层一般不稳定。两个矿体基本平行，矿体产状与地层产状相一致，倾向北东45°、倾角30～55°，矿体厚度和延伸变化不大，属较稳定的矿体。
该矿类型为沉积变质鞍山式铁矿床。
2.3 矿石质量
鲁地铁矿为狐姑山铁矿带的一部分，矿石矿物主要为磁铁矿、赤铁矿，及少量黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿等，其中磁铁矿含量占金属矿物的85%以上，平均品位TFe 30.55%，SFe27.48% 。脉石矿物以石英为主，少量阳起石，角闪石、铁闪石、绿泥石等。
根据选矿试验结果，磁性铁（包括具有磁性的部分赤铁矿）的回收率达95%以上，属于易选矿石。
3 采矿方法
3.1 采矿方法选择
矿区范围内为黄土丘陵，标高+1730.0m～1570.0m，地表覆盖稀疏灌木丛，无地物；矿床水文地质类型属简单类型。
根据矿体赋存条件、围岩条件及现场情况，矿体可以采用分段空场法和无底柱分段崩落法进行开采。
无底柱分段崩落法采矿法不留底柱，回采工艺简单，采切比小，采矿安全性好（因作业空间小）、灵活性大、作业好组织、机械化程度高、可采用大型现代化采矿设备、生产能力大、劳动效率高、开采成本低。
经过采矿法分析比较，适合采用无底柱分段崩落法开采。
但我们应该看到无底柱分段崩落法除它优点外，也存在缺点：
（1）在覆盖岩下放矿，矿石的损失率和贫化率较高，要求放矿管理严格。
（2）在独头巷道内作业，通风条件较差。
（3）掘进工作量大。
（4）矿体开采会使覆盖岩石崩落，导致地面塌陷和破坏。
（5）为使矿石回收率最大、贫化率最小和用无底柱分段崩落法达到高效采矿，有关爆破矿石和围岩自流参数的资料起着极重要的作用。
因此，我们在生产实践中要不断探索、总结经验，采取有效措施解决或克服无底柱分段崩落采矿法存在的缺点。如采取利用矿石作为覆盖层，实行低贫化放矿，可以降低矿石的损失和贫化。
3.2 采矿参数选择
无底柱分段崩落采矿方法设计的主要问题，是如何确定开采的几何要素，使尽可能满足重力自流的诸参数。我们对初步设计中的采矿参数进行了现场试验，并根据矿体赋存条件、围岩条件及现场实际，对采矿参数做了修正和优化，达到了放矿效果好、矿石均匀无大块，避免了大块二次破碎带来的安全隐患和材料消耗，提高了产量，降低了成本。（如表1）
4 结语
无底柱分段崩落采矿法在鲁地铁矿经过一年多的应用，生产环境安全、其放矿量大，达到了设计生产能力，经济效益十分显著，证明该采矿方法适应于鲁地铁矿的实际。我们在生产实践中积累了一定的经验和理论，对相邻矿井由露天开采转入地下开采具有指导和借鉴作用。
5 建议
无底柱崩落法具有连续回采，在覆岩下放矿，以崩落覆岩充填采空区管理地压的特点，其方法成熟、优势显著，必然会在适合其方法的采矿企业得到推广应用。随着凿岩、出矿设备的不断改进，无底柱分段崩落采矿法也会随之不断发展，提高生产能力。因此，我们应该分析把握其发展方向，有针对性地研究以下关键技术课题：（1）增大结构参数。（2）采用高效率大型设备。（3）增大一次爆破量。（4）低贫损少采掘的变形方案。（5）远程遥控生产。
参考文献：
[关键词]铁矿 视频测井系统
[中图分类号] P631.8+1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-168-2
0引言
龙桥铁矿自2006年投产，经过近八年的生产开采，矿区东部已形成了较大的采空区，为了及时了解空区动态，满足采空区监测需要，2008年9月龙桥铁矿收集了一些国内类似矿山采空区检测方法及其所用的仪器设备，如上海地学仪器研究所的视频测井系统、安庆铜矿的CMS探测系统、江西理工大学推荐的探地雷达系统及东北大学的浅层地震仪勘察系统，最后根据龙桥铁矿采空区的实际情况及与上述单位沟通了解，选定上海地学仪器研究所的视频测井系统作为龙桥铁矿地压监测系统。
1地压监测系统的构成及工作原理
1.1地压监测系统的构成
地压监测系统由由视频测井仪、视频探头、测井绞车（包括集流环）、测井电缆、井口滑轮、笔记本电脑组成。其结构如图1所示。
1.2系统工作原理
井下仪（视频探头）由地面钻孔下放至采空区，视频探头拍摄到的孔壁周围及下部的全景图片通过电缆传送到地面视频测井仪后在传至电脑显示，监测人员就可实时观看孔壁四周的图像，与此同时井口滑轮将深度信号传输到地面仪（视频测井仪），由电脑记录下监测过程中该深度与时间点时的图像，由此可以得出空区渣石堆高度和地板高度。
2监测点线布置
根据矿山现有采矿活动区域，龙桥矿地压监测孔沿勘探线布置，为了即将引进的CALS三维激光检测仪，监测孔控制半径50m左右，具体监测点布置见图2。
3监测效果
3.1采矿方法及工艺
鉴于龙桥铁矿矿体特点，多种采矿方法并用才能取得比较好的采矿效果，在矿体的边角区域薄矿体采用房柱法，另外根据矿体的厚度及赋存条件不同还采用了有底柱崩落法和充填法进行采矿；在矿体真厚度30米以上厚大矿体部分采用无底柱分段崩落法进行采矿。根据龙桥铁矿矿床地质构造特征可以确定当采空区暴露到一定面积时采空区顶板岩石会自然冒落的。在采用无底柱分段崩落法采矿区域沿走向布置采矿进路，每200米两端布置出矿联络道，中间进行切割向两端退采，结构参数是：分层高度12.5米，进路间距15米，上下分层进路呈菱形布置。采矿工艺采用暂留矿石作覆盖层和顶板岩石自然冒落相结合的工艺方法（图3、图4、图5、图6），具体做法是从第一分层开始，把崩落矿石的70%—80%留在采空区，第二分层崩落矿石留40%—50%在采空区，这时空区留矿的厚度已达24米，此时视其空区暴露面积、暴露时间和顶板岩石的冒落高度确定第三分层的放矿制度。从第一分层开始采矿起在出矿控制上做到每条出矿进路的眉线处不准与空区相通，已形成的空区与其它工程的通道进行封闭以防止空区中可能出现的较大面积冒落产生压缩气流造成危害。当矿体采矿结束时因采空区的暴露面积扩大崩落时间增长，冒落岩石的厚度满足垫层的要求，最后放出存在空区里的矿石。
3.2采空区现状与监测管理
龙桥铁矿从采矿开始就重视矿山的地压管理工作，早在2007年2月就委托江西理工大学进行了龙桥铁矿岩层监控技术研究，测试了龙桥铁矿的基础岩石力学数据；2008年开始与江西理工大学、哈尔滨黄金设计研究院组成的产学研结合的龙桥铁矿采空区监测及岩石冒落规律研究的课题组，几年来开展了大量的研究工作。
（1）江西理工大学于2008年6月提交《龙桥铁矿岩层监控技术研究》，获得了龙桥铁矿的基础岩石力学数据。
（2）2009年12月，江西理工大学提交了《龙桥铁矿采空区监测及岩石冒落规律研究》年度报告，报告认为随着采矿活动的进行，空区暴露面积逐渐增大，，采空区顶板岩层移动将持续进行，促使采空区顶板岩层冒落；围岩二次应力场的现场监测结果表明：龙桥铁矿地下采矿活动引起的二次应力场变化情况不明显，没有产生大面积来压现象，在目前这种状态下，矿区整体是处于稳定的。
（3）2010年12月，江西理工大学提交了《龙桥铁矿采空区监测及岩石冒落规律研究》年度报告，报告认为基于平衡拱理论，拱的高度与采空区倾向方位的跨度成正比。因此，采空区倾向方位跨度能否增加，是采空区顶板岩层冒落与否的关键所在，依据龙桥铁矿矿体赋存状况，随着后续矿体的开采，将使采空区的倾向跨度逐步增加，这最终可促使采空区顶板岩层移动冒落。围岩二次应力场的现场监测结果表明：龙桥铁矿地下采矿活动引起的二次应力场变化稳定，没有产生大面积来压现象，在目前这种状态下，矿区整体是处于稳定的。
截止到2011年4月底，龙桥铁矿有两个采空区，大采空区分布在8线～7线，东西长767.0米，南北宽平均152.8米，暴露面积117188.6m2；小采空区位于6线-279米、-295米分层，南北长64.8米，东西宽平均15.0米，面积为980.7m2。
在采空区管理上除前面采矿工艺所规定的控制放矿保证采空区中矿石、岩石垫层的厚度符合矿山安全规程的要求外，目前各分层通往采空区的所有通道均已封闭，封闭的方式有两种即压渣封闭和浇注砼墙封闭。
为了查明顶板围岩冒落情况，在地表施工监测钻孔通过仪器测量，获取岩层冒落高度数据，为采空区管理、采矿方法研究、放矿管理、损失贫化管理提供依据。自2008年3月至2011年4月，施工6个观测钻孔，其中CZK01、CZK03自2009年4月起开始逐月监测，取得成果如下表：
从两个监测孔所观测的数据来看：CZK01孔观测的空区是2007年4月最后形成并封闭的，到2009年6月冒落的高度为11米，在空区里矿石垫层上部形成约18米厚的岩石垫层，CZK03孔观测的空区位于4线，该采场于2008年4月开始切割到2009年6月回采结束形成采空区。由于4线采区南北宽度只有100米，暴露时间短，仅1年时间就冒落7.25米，在空区里矿石垫层上部形成约11.6米的岩石垫层。CZK01钻孔自2009年7月后冒落不明显，CZK03自2010年4月后冒落亦不明显，这与江西理工大学提交的《龙桥铁矿采空区监测及岩石冒落规律研究》2010年度报告结论相符。
关键词：
高硫铁破碎厚大矿体；尾砂胶结充填；下向式采矿
中图分类号：
TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2013）19-0188-01
1 概述
毛坪矿2007新探获一矿体群，其中Ⅰ-6#矿体规模最大，该矿体呈似层状、扁柱状、扁豆状、柱状、脉状、不规则状产出，其走向延伸长约200m，倾斜延深大于150m（该矿体814中段出露标高821米，深部钻孔控制标高630m），新探获矿石量超过200万吨。
2 原有采矿方法存在的问题
采用下向式尾砂胶结充填法采矿以前，该矿在2007年至2010年间运用上向式废石充填法回采Ⅱ、Ⅲ号矿体及该矿体群端部小矿体。
上向式废石充填法采矿主要适用于矿岩相对稳固、矿体厚度不大，矿体空间形态简单的矿体。运用上向式废石充填法采矿，当矿房顶板暴露面积超过100㎡时，需要制作人工混凝土隔墙，劳动强度大，且隔墙接顶困难，从而影响混凝土隔墙对顶板的支撑效果；同时，人工在采空区内作业，极大地增加了作业人员的安全威胁。由于上述原因综合影响，导致使用上向式废石充填法采矿时，采场的贫化及损失都较高，回采率低，员工作业效率低，单采场日出矿能力低（约为100t/d）。
在运用上向式废石充填法回采该矿体群端部小矿体时，由于矿石硫铁含量高，节理裂隙发育导致顶板不稳定，不时发生小规模冒落，大大增加了采矿的支护成本及设备设施受破坏的风险，也严重威胁作业人员的人身安全，上向式废石充填法已不适用于该矿体群的回采。
3 尾砂胶结充填采矿方法
该矿体群矿岩节理裂隙较发育，以Ⅳ、Ⅴ级结构面（节理面）为主，连贯性差，矿体的变形破坏受结构面的抗剪特性、结构体的大小、形状和彼此镶嵌能力控制，且多含水。矿石结构构造复杂，最发育的为块状构造。块状铅锌矿石在矿体中广泛分布；另外矿石还呈条带状、似层状、纹层状产出。
由于上述复杂的矿石构造特征，该矿体群整体强度分布不均衡，结构疏松的黄铁矿石降低了矿岩的整体强度，呈条带状和层状产出矿石，受节理裂隙影响，容易发生顺层冒落现象。如继续沿用上向式废石充填法回采，将严重威胁作业人员的安全。
3.1 尾砂胶结充填采矿方法及其特点
尾砂胶结充填法采矿是指利用选矿产生的尾砂，根据其特有的性质，经过试验研究，然后添加适当的水泥、石灰及其他材料制备成具有类似混凝土性质的胶结体，通过输送泵和管线将胶结体输送至采空区，从而对采空区进行充填和治理的采矿方法。
该采矿方法能够实现采空区外制备胶结充填料和长距离管线输送，并能实现管道连续输送，从而保证作业的连续性，加快空区充填，缩短充填时间，提高了劳动生产率；充填站布置采空区外，保证了作业人员的安全；利用尾砂制备胶结料，减少了尾砂中化学物质对环境的影响和尾砂堆存在尾矿库带来的安全隐患，更加绿色环保。
3.2 参数的确定
2010年10月开始，该矿与湖南研究院合作开展尾砂胶结充填环管试验。目的是弄清该矿尾砂的性质，找到合理的配合比等参数，将其制作成胶结提用于井下采空区的充填。
该环管试验的管道充分考虑该矿井下坑道实际情况，设计布置不同角度的管道，测试流速、阻力、管道磨损等数据。并根据该矿尾砂性质设计不同的灰砂比、水灰比及浓度进行试验。
该试验平台输送泵选用1台HBT50.13.90S型混凝土泵。
测量数据采集选用工控系统。设计选择工控系统型号规格：工业组态软件（组态王）；数据采集器（PLC柜）。通过6个月的现场试验及室内统计分析，得出了能够满足毛平矿井下生产需要的合理灰砂比、浓度大于、塌落度等基本参数。见表1：
通过试验确定了胶结充填体参数以后，根据彝良驰宏只有YT28和7655型凿岩机的实际情况，考虑矿体的稳固性及初次尝试运用新方法和工艺，施工人员和技术人员都需要摸索学习和掌握，并结合已形成的矿体下盘脉外采准斜坡道及平巷等综合因素，设计的Ⅰ-6#矿体760中段采场结构参数如下：
毛坪矿在实际生产中，具体执行的采矿工艺流程为：进路回采凿岩爆破采场通风浮石清理支护矿石运搬进路底板整平钢筋网敷设充填分层过渡。
分段（层）采准工程掘进结束后，进路按设计进行间隔回采，一步回采先隔三采一，然后对已回采进路进行平底和敷设钢筋网，钢筋直径Φ12，网度@300×300，最后进行充填作业。充填作业分两步进行，进路下部1.5米采用灰砂比为1∶4，浓度大于等于78%的胶结体充填，28天强度达到4.0MPa以上。剩余部分用灰砂比为1∶8，浓度大于等于78%的胶结体充填，并保证最大限度接顶，28天强度达到1.5MPa以上；充填体养护7天后可回采其相邻进路。二步回采时进路隔一采一，回采结束按采矿工艺流程作业。然后再进行第三步、第四步回采，直至分层回采结束。
4 应用情况
地表临时混凝土泵站（临时泵送充填系统）建设完成，井下管线的架设结束后，毛坪矿从2011年3月起，首先在Ⅰ-6#矿体760中段三分段进行下向胶结充填法采矿试验，经过2个分层的现场验证，该采矿方法能够适应毛坪矿厚大破碎且高硫铁矿体的回采。
在下向式尾砂胶结充填采矿法中，设计采用进路式回采，进路断面为3.0米×3.0米矩形。矩形断面的进路较金川公司龙首矿六边形断面的进路施工更简单，断面质量更容易控制。回采过程中，掘成后的进路均没有出现有顶压和侧压现象发生，该断面设计相对合理。
根据环管试验、材料对比试验及补充试验得出的胶结充填体理论灰砂比、浓度、强度等数据制备的尾砂胶结体充填采场进路后，经后期取样试验测定，其强度达到设计要求，满足采矿需要，即下分层回采时，胶结充填形成的假顶未出现断裂及垮塌现象。
成功运用该方法采矿后，该矿全年采场无事故发生。其他技术经济指标如下：
5 结论
该方法可以显著提高采场的充填能力，保证和提高矿山的出矿能力，最大限度地保障选矿厂的矿石供应，解决选矿厂矿石供应不足的问题。同时，对该方法的摸索和研究，以及现场的实际应用，大大增加了专业技术人员对尾砂胶结充填及其相关研究方面知识的学习和掌握，也大大提高了专业技术人员的技术水平，增强其应对和处理尾砂胶结充填采矿过程中出现的技术问题的能力。
（1）该方法不仅适用于极不稳固矿体的回采，也使用与急剧变化矿体的回采；
（2）该方法能使作业人员得到更高的安全保障；
（3）该方法较废石充填法采矿大大提高了劳动生产率和采场生产能力；
（4）该方法能提高资源回收率，减少贫化和损失；
（5）该采矿方法更安全环保。
参考文献
[1] Helmut Eichmeyer，胡际平.下向胶结充填采矿法——重要性日益增长的一种采矿方法[J].矿业工程，2008.
关键词：全尾砂 胶结充填 充填体性能
中图分类号：TD3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0090-02
1 矿山现状
镜铁山矿是酒泉钢铁（集团）有限责任公司下属矿山，矿区位于酒泉市南西40°方向直距60 km处，行政区划隶属于甘肃省肃南裕固族自治县管辖。
镜铁山矿分黑沟和桦树沟矿区，铜矿位于桦树沟矿区Ⅴ号铁矿体的下盘，赋存于2360～2940m水平，目前Ⅴ号铁矿体已开采至2955 m水平，由于上部尚未开采的铁矿Ⅴ矿体生产不能与铜矿生产相协调，为避免矿产资源浪费，铜矿开采必须超前铁矿开采，为协调铁、铜矿的开采，保护上盘的铁矿，避免资源损失，设计采用阶段空场事后胶结充填采矿法。
2 充填系统工艺流程
充填物料采用桦树沟铜选厂全尾砂及水泥作为充填料。通过选厂旁尾砂泵站将45%左右的尾砂通过管道从铜选厂输送到+2640 m主平硐口，沿主斜坡道输送至井下+2880 m和+2760 m充填制备站（至+2880 m距离为7.8 km，高差240 m，至+2760 m距离为8.1 km，高差120 m），尾砂输送至井下+2880 m和+2760 m充填制备站的尾砂池。充填料浆采用两段连续搅拌制备（搅拌中加入水泥），搅拌好的充填料浆通过活塞泵，经井下充填管网充填至采空区。
3 充填物料性能研究
（1）尾砂粒度测定：采用CILAS1064型激光粒度分析仪进行粒度分级测定，经测定尾砂粒级组成如下（如表1）。
结论：从图表分析得之尾砂平均粒径d=10.82μm，其中-20μm细颗粒含量为85.68%，该尾砂平均粒径较小，但颗粒分布较为均匀。参考其他矿山，如南京铅锌银矿充填尾砂平均粒径d=63.06μm，山东莱新铁矿尾砂d=60.02μm。该尾砂粒径虽然较细，但尾砂成分能粗细合理搭配，从而总体上表现为对充填体性能有利的特征。
（2）尾砂比重测定：采用容量瓶法测定。通过一系列试验，将尾砂的比重、容重、孔隙率、自然安息角等物理性能进行了测定，测定结果如下（如表2）。
（3）充填料浆沉降试验（如表3）。
结论：通过试验尾砂沉降24小时最大沉降浓度为67.57%～68.03%，平均为67.8%，尾砂料浆24小时最大沉降容重1.94～1.96 g/cm3，平均1.953 g/cm3。总体来说，镜铁山铜矿尾砂沉降较慢，生产中可以考虑通过加入絮凝剂的方式加速尾砂的沉降，以缩短充填准备时间。
（4）水泥-尾砂充填料浆坍落度测定（如表4）。
结论：通过塌落度和输送试验数据表明，水泥-尾砂充填料浆制备输送浓度为70%～72%时，相应的塌落度为28.0～29.0 cm，料浆流动性明显改善，同时在管道及采场中呈结构流动而不产生离析分层现象，在管道内径125 mm，流量70 m2/h情况下，管道输送阻力在1.47～2.95之间，结合自流输送试验及理论计算可知，在实际条件下，结合尾砂沉降性能、料浆输送对输送泵的性能要求，充填料浆制备输送浓度可按70%～72%考虑。
（5）水泥-尾砂充填材料强度配比试验
试验采用镜铁山矿尾砂，戈壁牌PC32.5级硅酸盐水泥，采用尾矿水，设计水泥-尾砂充填料浆灰砂比1∶4、1∶6两组，料浆浓度分别为70%、72%、74%三组，每组试验进行7天、28天、60天四个龄期的强度测定，采用抗压强度测试仪器检测，得到如下数据：（如表5）
结论：镜铁山矿尾砂各灰的充填料浆试块凝结硬化性能正常，如尾砂72%的浓度，灰1∶4时7天、28天、60天强度达到1.56、4.067、5.05 MPa。试块强度可以满足采矿方法对充填质量的要求，可以作为充填集料应用于生产中。胶结剂可选用普通硅酸盐水泥。并可在采场充填设计中根据充填矿体的部位和采矿方法的实际要求设计不同灰的充填料。
（6）尾砂充填料浆能否顺利实现管道输送进入采场填与多个因素有关，包括充填料粒级组成的合理性、充填料浆浓度、充填料浆输送量、充填管道直径及材质、管网布置参数等。对不同浓度的充填料浆进行了试验，得到如下数据（如表6）。
综述上述分析，含有一定比例的的-20μm颗粒的尾砂料浆，当浓度较高、塌落度为18～20 cm以上时，一旦管内流速降低到临界流速以下或静止不动，固体颗粒将在自重作用下沉淀于管道底部，即在管道中产生分层、离析等现象。高浓度尾砂料浆的流动性通过宾汉流体分析得之：由于其屈服剪切切应力t0的存在，使得在管内流速较小甚至停止流动的状态下，充填料中的粗颗粒也不会产生沉降、离析等不良现象，即料浆具有良好的稳定性，堵管危险性较小。
4 充填体参数要求
（1）充填体需要支撑铲运机运行，根据招金矿业、红透山铜矿等多家采用上向水平分层充填法的矿山充填经验，并结合本矿所用铲运机各项参数，认为充填体在15d以内能够凝固并产生强度，28d单轴抗压强度达到2.5 MPa左右，即能满足铲运机运行要求。
（2）根据金川镍矿、铜绿山铜矿等矿山实践经验，结合矿山胶结充填理论，认为当胶结料浆塌落度范围在18～22 cm时，均具有较好的流动性，可进行较长距离泵送。
5 结论
（1）全尾砂粒径不均匀系数，粒径组成较合理，对全尾砂胶结充填料的流动性和稳定性具有很好的作用
（2）通过试验，结合镜铁山矿生产能力、采矿方法等情况可确定较为合理的充填料浆制备输送参数如下。
充填料浆浓度：70%～72%。
充填料浆流量：60～70 m3/h。
灰1∶4（采场底部、顶部充填）28天强度>2.5 MPa，60天强度>3.5 MPa，可满足充填体要求。
（3）试验表明，所选用的充填材料强度满足设计要求，可以为矿山提供安全高效的开采方式。同时，将充填制备站建立在井下的成功实践，也为我国类似条件下开采的矿山提供了经验。
同时必须指出，充填质量与众多因数有关，如胶结剂品种与质量、胶结剂添加量、尾砂性能的变化、充填料浆浓度与充填系统运行稳定性、充填料浆搅拌均匀性、采空区充填体养护条件等。不同采矿方法及结构参数对充填体强度具有不同的要求，所以在今后的充填工作中必须详细设计并不断的优化，以最终满足矿山要求。
参考文献
[1] 孙恒虎.当代充填技术[M].北京冶金工业出版社.
[2] 查剑峰.矸石充填开采沉陷控制基础问题研究[J].煤炭学报，2010，35（3）：357-362.
[3] 赵兴东，石长岩，刘建波，等.红透山铜矿威震检测系统及其应用[J].东北大学学报：自然科学版，2008，29（3）：399-402.
关键词：分层采矿，光面爆破，控顶
【分类号】：TD853
1.吴集铁矿采矿方法的概述：
吴集铁矿矿床属于沉积变质铁矿床，沉积环境属浅海或滨海相。矿石类型为磁铁矿，铁矿石品位一般在20～40范围之内。矿体倾角上缓下陡，南缓北陡，一般30～70度。根据矿体赋存条件以及矿山现有的开拓系统情况，采用房柱采矿法。矿房的长轴沿矿体的走向方向布置，长轴长度为86米，宽度15米，高20米，间柱宽10米，阶段高30米。在确定的采场中间施工一个切割巷，规格3*2.7，完成采准切割工作以后，就可以开始回采矿房。首先拉底段高4米，随后二层段高8米，最后段高20米。 见图1所示
2、光面爆破在采场各阶段中的应用
光面爆破主要特点是在爆破控制边界采取较密布孔，不耦合间隔装药，爆破后形成光面，以起到控制和保护爆破边界，减少爆破对边界的影响和破坏，从而减少对控制边界的处理和支护成本。
2.1拉底。（段高4米）
充分利用采准切割的三个自由工作面进行刷帮压顶，拉底层高度4米。中间高4.5米，两侧高3.5米，见图2所示。两墙要求光爆，光爆眼距不得大于800mm，特殊地段500～600mm，且采场光爆施工的保护层不得大于800mm。炮眼施工必须平直，不得有上调及外挑现象。光爆施工炮眼采用导爆索进行施爆。顶部必须采用操作平台进行施工，不得有明显凹凸不平及炮孔外挑现象，采场大块炸毁及时，不影响铲车出矿作业。
2.2二层压顶（段高8米）
顶板及两墙必须光爆施工，光爆眼距不得大于800mm，光爆层厚度不得大于800mm，必须按设计图纸施工，见图3所示。
2.3三层压顶（段高20米）
顶板及两墙必须光爆施工，顶板要平整顺直，两墙起拱位置要圆滑；为保证顶板的稳固，及出矿的安全，采场光爆施工的保护层厚度为1.6米，分两次爆破：上下层厚度各为0.8米，在施工采场光爆保护层时炮眼也不得有上挑及外挑的现象。见图4所示
3.光面爆破控顶技术的应用效果
运用这种技术，爆破对新岩壁破坏很小，孔痕清晰可见，成型规整，不超挖、欠挖，使采场顶板形状、尺寸可控性好，开挖出来的采场两墙平直、顶板呈拱形光面，松石少，稳定性好，安全可靠，为作业人员提供了较好的作业条件。尤其在难采采场及冒顶采场中，经过光面爆理后，采场顶板基本稳定，便于作业。从2011年至今，由于推广应用光面爆破技术，吴集铁矿采用光面爆破房柱法进行回采后，为难采采场的回采提供了安全上的保证，大大地提高了难采采场的回采能力其优势得到了充分发挥；2012创造最高月产19万吨，年产达215万吨的好成绩。同时，大大提高了回采率，降低了贫化率，降低了生产成本，提高了生产效益。
4、应用中应注意的问题
在普及应用的过程中必须加强爆破工的素质教育，提高作业人员理论认识水平和实践操作能力。光面爆破技术是一项技术含量较高的控制爆破，并且在使用中必须因地制宜，灵活运用传统的光面爆破技术，在布眼、装药、起爆顺序等方面要视采场的安全条件、矿岩结构等现场实际情况而定，合理设计施工，才能确保光面爆破质量，取得理想的效果。
5、结语
在地下采矿过程中应用光面爆破技术控制采场，大大地减少了采场安全处理和支护工作量，减小了矿损，加快了回采速度，提高了采矿效率，具有明显的经济效益，在同类矿山中有推广应用价值。
参考文献
1、《采矿工程设计手册》，2001冶金工业出版社
关键词：铁矿工作面 工作面衔接 图表计算 自动化
中图分类号：TF521 文献标识码：A 文章编号：
一、工作面衔接图表方面存在的问题
虽然现在地下铁矿的采集方法和技术相对于以前都有了显著的提高，在方法上先后出现了充填采矿法和空场采矿法两种比较实用的方法，在采集技术上，也渐渐的走向智能化和自动化，在某些地方，甚至已经开始推动无人智能采矿技术的发展。但是，就目前而言，不管是什么方法亦或是什么技术，从根本上，还是没有缩小对于图表的依赖。所有的采矿生产组织的工作想要做到最有计划， 最有效益的实施，都要依赖于各种各样的图表来完成。
这些图表，预先将开采工作的规划设计好，从空间和时间上规定了相关的工作顺序。借助于这类图表，在组织生产上，能够优化分配各种资源，按照预先规定好的生产任务，可以根据所开采矿物的数量和质量的具体要求，对所拥有的人力，物力以及设备等进行合理的分配。
地下铁矿生产计划系统的基础是年度工作面衔接图表。而年度工作面图表，包含了大量的信息，包括了每个季度，每个月，甚至是每个周对于各矿块的各项工作量。除此之外，工作的时候还必须考虑到实际情况，开采的时候各阶段，各组队的工作进程，他们每个组队在每个阶段所完成的矿石开采量以及开采的矿石铁的平均含量，这些都是需要考虑的。基于庞大的信息量和复杂的计算方案，所以，在工作面图表衔接的时候，经常会造成一些不易察觉的错误，对于接下来的工作造成一定的影响，浪费人力物力。
另外，在地质勘测方面的失误以及在矿石开采方面的错误判断，也是影响图表准确性的重要因素，往往因为开始的时候一个小小的失误在开采过程中的被发现，开始设计好的图表就报废了，必须重新计算，无故损失大量的资源，类似于这样的问题可谓是随处可见。由此可见工作面衔接图表计算自动化的紧迫性和必要性。
二、相关计算方法
由于在地下铁矿的开采方面对于先进的技术和高科技的开采设备的追求和改进，人们不知不觉的忽略了工作面图表计算自动化的发展，现在，能够使用的数学计算方法实在是有限，这里，就简单的举几个例子，以供参考。
1、三级矿量的计算
三级矿量，分别指的是开拓矿量，采准矿量和备采矿量。其中，开拓矿量指的是在井田中，形成完整的开拓系统。位于阶段运输巷以上的矿量叫开拓矿量。采准矿量指的是开拓矿量的一部分，凡是矿块中完成采矿方法所规定的采准工程，该矿块的矿量叫采准矿量。备采矿量指的是采准矿量的一部分，凡是矿块中完成采矿方法规定的切割工作此矿块的矿量叫备采矿量。
三级矿量之间的关系分为三个方面，前两种时间方面和空间方面是需要列表规划的，而数量方面，则是需要数学计算的。
（1）、时间方面
一般来说，时间方面指的是三级矿量在时间上处于渐变的关系。如果从三级矿量来说，一定储量的矿量， 由于完成了开拓工程，其性质由地质储量转变为开拓储量。在开拓工程的基础上进一步完成采准工程。其矿量的性质由开拓矿量变成了采准矿量，当然，少部分的付产矿量被提升到地表，通过更进一步的切割工程，其采准矿量的性质又成了备采矿量，当然也有部分付产矿石采出。也就是说从时间上开拓矿量超前采准矿量，采准矿量超前备采矿量。从数量上来说，开拓矿量大于采准矿量，或者说备采矿量是采准矿量的一部分，采准矿量又是开拓矿量的一部分。从空间上来说，开拓矿量范围最大，采准矿量次之，备采矿量范围最小。除开拓、采准、切割付产的矿石以外，全部的开拓矿量的矿石最终都要转变为备采矿量的矿石。不考虑损失贫化都要被采出。
（2）空间方面
空间方面相对于三级矿量，主要分为三个不同的工程。
①、开拓矿量的控制工程
开拓系统的主要开拓巷道、通风井、主充填井、石门、井底车场、主要阶段运输段专用回风巷、井下中央变电所、水仓水泵房、井下机修硐室、炸药库、机电库等辅助硐室。
②、采准矿量的控制工程
人行通风天井、沿脉或穿脉阶段运输巷。通风运输平巷、材料设备井、充填井、电耙巷道、拉底巷道、切割天井，进路、小溜井等。
③、备采矿量的控制工程
主要分为补充切割和切割两个小方面，补充切割包括采场切割上山、切割天井、切割平巷、斗穿、斗颈、凿岩硐室。而切割则包括拉底、辟漏、切割槽、堑沟。
最后的数量方面，涉及到的是关于三级矿量的一些计算。
（3）数量方面
①开拓矿量计算
式中：A——矿井年产量
t k——开拓矿量的保有期
r——废石混入率
k——矿石回收率
b、采准矿量计算
式中：t z——采准矿量保有期
c、 备采矿量计算
式中：a——备采矿量保有期
2、矿床开采的损失贫化
矿床开采的损失贫化主要包括损失、贫化以及岩石混入三个方面。损失指的是在矿床开采过程中，必有一部分工业矿石永久的损失在地下。贫化是指围岩或夹石混入造成采出矿石品位的下降。而岩石混入指的是在矿床开采过程中，必有一部分围岩或夹石混入到采出矿石中来，反映混入岩石的程度用岩石混入率来表示。
主要计算方法如下所示：
损失率：
回收率：
贫化率：
岩石混入率：
根据以上的几个公式，我们还可以推导一下废石的混入率：
根据矿床开采过程中矿石量平衡：
根据矿床开采过程中金属量平衡：
将以上两式联立整理得：
代入整理得：该式所得，就是废石的混入率。
注：式中的字母分别代表：
Q：工业储量
A：工业矿石品位
R：混入岩石量
a″：混入岩石品位
QS：损失工业矿石量
Q′：采出矿石量
a′：采出矿石品位
Q″：采出工业矿石（采出纯）量
有了以上这几个通用的计算公式，在整理图表的时候，在相关的计算上就有了一定的优势，能够节省出一定的时间，对于人力物力的资管规划，也会起到更好的分配效果。
例如：
表1 原始数据
表2结果数据
除此之外，如果矿块或矿井采区能力或计划产量任务的原始数据不足以获得符合其全部要求的解决方案，那么，可从偏离指定条件的所有可能方案中选用最接近的方案。通过以上的方法，就可以有效的节省人力物力，实现资源优化。
结束语：
在如今的地下铁矿的开采中，工作面的衔接图表变得越来越重要，即使是将来开采技术变成清一色的机械机动化，也脱离不了对于工作面衔接图表的依赖性，而为了不必要的失误和损失，工作面衔接图表计算的自动化又迫切的需要解决。希望在未来的一段时间内，人们能够对图表的计算自动化重视起来，找到更多更好的计算方法。
参考文献：
【关键词】地下金属矿山；采矿技术；现状分析；发展趋势
引言
我国矿山总数的百分之九十左右是属于地下金属矿山，但是我国的铁矿资源有百分之九十是露天开采的，面对越来越少的地面金属矿产资源，我国应该加强向地下金属矿山开采的发展。随着我国社会经济的不断发展，我国的地下采矿技术在不断的发展，出现了跟多的新技术和新工艺。在我国的地下金属矿山采矿技术的发展历程中，各种采矿方法和回采工艺技术有着很明显的变化，采矿作业的效率和回采率逐渐的升高，正在朝着机械化和半自动化的方向发展。
一、地下金属矿山采矿工艺技术发展
（一）主要采矿方法的进展
我国的地下金属矿山的采矿工艺技术有很多，应用最广泛的是充填采矿法、崩落采矿法和空城采矿法等等。由于各种原因得到广泛应用的充填采矿法，各种新工艺技术和设备的发展和应用，充填采矿法的适用范围也在逐渐增大，对我国地下金属矿山采矿方法的应用比重的变化起到了不可忽视的影响。
在我国的众多铁矿山采矿作业中，主要的是采用崩落采矿法进行的；在黄金矿山的采矿作业中，主要采用的是空场采矿法和充填采矿法两种，有色金属矿山的采矿作业中，主要采用的崩落采矿法和空场采矿法，充填采矿发也有不少的比例，可以说较为均衡。近几年我国的充填采矿技术在不断的发展，而崩落采矿法和空场采矿法也在不断的进行改进和完善。
（二）深部开采
我国不少的矿山正在朝着深部开采的方向发展，开采的深度和范围也在不断的发展，但是深度开采的地质条件及其他环境因素与浅层开发有很大的不同，应该对深层开发进行充分的研究，提高我国深部开发的作业质量，保证我国的深部开发的发展，提高矿产资源的出产量。
（三）原地溶浸采矿法
原地溶浸采矿是一项直接在地下提取金属矿物的开采工艺，将开采、选矿和冶金技术进行结合。我国的很多金属矿场都是可以进行原地溶浸采矿作业的，并且正在不断的成功试验。相对于常规的采矿方法工艺，采矿技术在进行采矿的时候不需要对地表进行挖掘，没有废石和尾矿的产出，保护矿场当地的地表植被和生态环境；因为没有废石和尾矿的产出，所以节省了运输废石和尾矿的费用，节省了作业成本；许多矿场会因为开采技术和经济问题等方面的原因导致不适宜矿产资源开采，针对这种情况可以进行原地溶浸采矿技术进行作业，能够保证矿产资源的利用率；在劳动量和劳动条件上进行了改变，能够较为安全的进行采矿作业。
二、地下金属矿山采矿技术研究方向
首先要做好对尾矿的处理，可以将尾矿进行处理之后作为充填材料对采空区进行充填，不但能够废物利用，还能在环境的治理上做出贡献，正因为如此我国应该加强对尾矿造成的环境问题的处理研究。
要对采矿工艺的生产能力进行研究，采取措施来提高生产能力，对深孔阶段充填采矿法和分段充填采矿法进行着重的研究和改进。对大直径深孔阶段矿房采矿法和自然崩落采矿法等方法记性改进，提高作业的效率，降低生产的成本和矿产资源的贫化。
需要加大对大型、高效的无轨化矿山设备的研制。通过对高效率打孔穿爆设备和井巷钻进机械等装运设备及相应的辅助配套机械设备的研制，最大化的实现矿场作业的无轨化、自动化和半自动化，提高作业效率。另外，还有利用激光设备进行采矿的侧位、利用计算机来实现对凿岩台车和铲运机的控制、对高效连续式装载在和自卸式运输设备的车厢内部粘连无的自动清除等方向的发展。通过岁大型全盘机械化的引进与应用，实现对矿场作业的控制和自动化。
对矿场的地质条件进行详细的分析，不但能够在进行采矿作业设计的时候合理的选用开采技术，还能够根据不同的地质条件对资源的回收打好基础。在不少的深井开采、矿岩软松矿床的开采进行研究，对老矿山进行二次的矿产资源的回采等等。
我国的充填采矿技术有着不少的应用，虽然充填采矿具有一定的自身优势，但是还是会受到充填材料质量和成本的影响，不少市场上的填充材料虽然性能良好，但是成本却较为昂贵，而用较为低廉的充填材料则不能是充填料达到相应标准，这就要求我们应该加强对充填材料的研究，促进充填采矿技术的发展。某矿场研制的高压风流态化造浆充填工艺，其生产的充填物浓度较高，而相应的充填系统的成本较小，能够实现较大的自动化作业；还有块石胶结充填也在试验成功之后得到了相应的应用。
顺应信息化的发展，利用电子计算机和无线电通讯、远距离遥控和监控设备来实现对常产资源的储量品位和边界的存储、快速的实现对矿场作业的检测和调配，对各种风险也能很好的进行监测和预报。加强对新型采矿工艺技术的研发和应用，合理的结合运用各种采矿工艺技术，提高矿场的出矿量和出矿效率。
三、地下金属矿山采矿技术发展趋势
（一）采矿设备的研发
自从上世纪六十年代的后期推行了无轨采矿技术之后，在采矿技术上仅仅是进行完善而没有进行充分的改革，在当今的社会形势下，应该加强对开矿技术的改革程度的研究，为采矿作业的自动化和遥控技术打下基础。
（二）监控系统的完善
根据长臂法采矿的具体实例，我们可以发现在进行矿场作业在线监控的重要性，然而这只是监控系统在矿场作业中的一个方向，还有很多方面也需要应用监控系统进行对矿产作业进行辅助，比如对作业环境和地质灾害的监控等等，这些方向的应用逐渐的在不少的矿山作业中进行使用。
（三）数字化和智能化
数字化矿场作业是数字地球的一个应用，对矿场方方面面的数据进行信息化的处理，建立和完善矿山空间信息系统。通过对矿山信息系统、空间信息系统和虚拟现实系统等系统的多方向的联系来建立完善的矿山信息系统体系。
（四）地下开采及运输的露天化
相对与地下开采，露天开采能够更好的进行矿产资源的开采，所以可以加强对地下开采向露天开采的转化，应该在生产成本等方面进行控制。在运输方面，进行地下开采的时候会出现较长时间的基础建设，不但浪费的作业时间，还会带来投资的增加。为了实现较为方面的开采运输，可以利用原先的露天坑内的斜坡道进行基础建设，实现地下开采和露天开采的运输方式的结合，实现对作业设备的合理利用，降低采矿作业的投资。
结语
通过对我国地下金属矿山采矿技术的现状进行分析，对地下金属矿山采矿技术的研究方向进行了论述，在不同方面探究了其将来的发展趋势。
参考文献
[1]郭金峰. 我国地下金属矿山采矿技术现状和发展趋势[A]. 中国冶金矿山企业协会、中国金属学会采矿分会、中钢集团马鞍山矿山研究院.2005年全国金属矿山采矿学术研讨与技术交流会论文集[C].中国冶金矿山企业协会、中国金属学会采矿分会、中钢集团马鞍山矿山研究院：，2005：6.
矿区南距洛南县城41公里，西南距金堆城矿区12 公里，属洛南县石门镇黄龙铺村所辖，已有多年钼矿开采历史。
该矿区开采的是黄龙铺矿区西沟钼矿段v号矿体，由于矿体厚大，矿体采用分段空场采矿法开采，1410 中段以上正常开采已经结束，本文就采场底柱及边角矿的开采方法、开采顺序等工艺进行选择和论述。
2 矿区地质条件
2.1 矿区地质及构造特征
矿区位于华北地台南缘，太古隆起与洛南―卢氏沉降带过渡带的路家街―白花岭向斜北翼，褶皱、断裂发育。区内地层为倾向北西的单斜地层，断层以东北―北东东向为主。
2.2 矿体特征
矿体出露于西沟两侧，呈不规则的大脉状，矿体长750米，工程矿体厚度6.5―280米，工程矿体品位钼0・06%―0・278%，靠近地表为氧化钼，下部为硫化钼。
矿体及顶底板岩性以变石英砂岩及绢云砂质板岩为主，成矿后期断层不发育。
矿石矿物主要有辉钼矿、黄铁矿、磁铁矿等。
矿体顶底板围岩均以变石英砂岩为主，岩石硬度较大，一般不需要支护，矿岩普氏硬度系数：矿体 f =7-9 围岩 f =8-10 。
水文地质条件简单，矿体底部标高、地下水位标高在侵蚀基准面以上，主要矿体分布地形利于自然排水。
硫化矿体呈脉状产出，矿体倾角60―80°。
3 采矿方法选择
本文涉及的对象是前期矿山生产留下的矿柱和部分边角矿体，矿体各部分的赋存情况差别较大，所以本文分别选用三种采矿方法来实施设计范围内矿体的开采，即无底柱分段崩落法、房柱采矿法、分段矿房法。其中无底柱分段崩落法主要用于前期开采留下的底柱部分；房柱采矿法主要用在矿层高度低于20米的边角矿体和未采矿体；分段矿房法主要用在矿层高度大于20米的部分矿体。各方法分述如下：
3.1 无底柱分段崩落法
无底柱分段崩落法的特点是将矿块划分为分段，在分段进路中作业，不需要开掘专用的底部结构，崩落的矿石在崩落围岩覆盖下。
（1）矿块结构参数
无底柱分段崩落法与阶段高度的制约关系不太大，一般为50―70米，分段高度一般为5―12米，本文涉及利用该采矿方法的矿体只是前期回采的底柱，其高度一般在15米以内，所以阶段高度就是矿层的高度，无需分段。
（2）进路间距
一般为7―12米，本矿区以前采矿的切割巷道可作为回采进路使用，其间距为30米左右，由于待采矿体在垂直切割巷道方向呈山形断面存在，所以设计确定在两条相邻切割巷之间增加一条切割巷道，切割巷道作为回采进路，其间距表面上看是15米，其实开采宽度只有10米左右。
（3）采准切割
采准切割工程主要是切割槽，其方法是在切割巷的尽头以切割天井为自由面，从切割道中钻凿中深孔爆破，扩大为切割槽，切割槽的宽度一般不小于2米。
（4）回采
采用TY25型圆盘式台架，配YGZ90外回转重型凿岩机在回采进路中钻凿扇形中深孔进行落矿，采用FZY100型风动装药器装药，每次落矿爆破1～2排炮孔，崩矿步距3米。
（5）通风
由于工作面是独头巷道，只能在回采进路中安装局扇进行通风。
（6）注意事项
回采进路的规格和形状对出矿工作有很大的影响，在保证巷道顶板和眉线稳固的条件下，回采进路要尽可能大，以增加放出体的宽度，提高矿石回收率和便于设备运行。回采进路的高度在满足凿岩设备及通风管道布置的要求时应尽可能低，以减少残留在进路正面的矿石损失。回采进路的顶板以平顶为宜，以便矿石能均匀地在全宽上放出。要在覆盖岩层或氧化矿下出矿，需要时进行放顶。
3.2 房柱采矿法
（1）结构参数
根据矿山的地质情况，确定把矿体沿走向划分为规则的矿房和矿柱，在长度方向上每隔100米作为一个盘区，在盘区之间留4米宽的盘区矿壁，矿房长度50米，矿房跨度一般为10米，房间矿柱3×4米，矿柱间距8米，矿房顶底柱宽度均为3米。
（2）采准与切割
根据矿区内矿体特征和实际生产情况，确定矿块采准切割工程中不设漏斗和电耙硐室，只设阶段运输巷道、切割巷道和切割上山。
（3）回采
矿块回采方式分两种：矿层厚度小于3・5米时，整层回采；矿体厚度大于3・5米时，分层回采。整层回采时，工作面从切割巷道开始，以一字形工作面向前推进，随着回采工作面的推进，落后于工作面5-10米形成房间矿柱。较破碎时要用锚杆支护。
分层回采包括拉底和挑顶两个步骤，先拉底后挑顶，拉底高度一般3米，拉底工作与整层回采相同。拉底层上部的矿体按2米一层向上逐层回采，每次爆破后，人力出矿30%左右，其余的留在矿场内作为工作平台。
3.3 分段矿房法
分段矿房法的特点是在划分阶段的基础上，再将阶段划分为分段，每个分段形成独立的出矿和通风系统。
（1）矿块结构参数
阶段高度50米，分段高度8-10米，矿块长度一般为30-40米，间柱宽6-7米，底柱高4-6米，顶柱高5米。
（2）采准切割工作
采准切割工作主要有阶段运输巷道、分段凿岩巷道、底部结构和切割槽。
切割槽的形成和步骤：首先在分段巷道的一侧和紧靠已采矿房的矿柱一侧掘进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，依次进行爆破。
（3）回采
