铁矿的地下开采方法相关研究

蓝斌

摘 要： 现如今，我国经济发展的十分迅速，矿企为我国发展做出了很大贡献。在我国，无论是已建矿山的露天转地下开采，还是新勘探开发矿山，开采深度已逐步向下延伸，地下开采、露天转地下开采势在必行。地下开采与露天开采相比有很大的差别，地下开采要比露天开采复杂得多。现介绍了地下铁矿开采的方法，在生产实际中得到了很广泛的应用。

关键词： 铁矿;地下开采;方法研究

【中图分类号】TD43     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）04-0225-01

引言：近几年来，随着我国经济的快速发展和矿产资源开采强度的日益增加，资源需求量也随之增加，大量赋存于复杂地质条件下矿体的开采力度也逐年加大。但是，越来越多的采矿实践表明，由于开采方法或回采顺序不够合理，导致采场、巷道甚至地面产生大变形，严重破坏了当地环境，给人民的生命财产与安全造成了巨大损失和隐患。因此，在复杂地质条件下，寻找合理的开采方案，最大限度地避免危害是非常必要的。

本研究通过理论分析和现场调查得出最佳的采矿方案，有效保护了矿山安全运行并提高了礦山经济效益，为同类矿山开采方案的选择提供参考与指导。

1 存在问题

（1）出矿方式为电耙出矿，电耙出矿耗能高，安全性相对较差。

（2）部分平面上矿体不连续，部分区域出现了夹石层，难以形成规则采场，且废石较多，贫化率较大。

（3）矿体下盘形态出现变化，标高起伏较大，底柱完全布置在岩石内对控制矿体不利，部分底柱需预留在矿体中，留有的底柱难以回采，矿石损失较大，加上矿体形态的复杂性，导致贫化率也较高。

（4）前期采准施工时对矿体出现的变化情况掌握不够彻底，部分巷道布置位置不够理想，导致设备转层系统不合理，铲运机上下分层乃至同分层之间都出现了转运困难的现象。同分层为方便铲运机进出，往往施工联络道，造成矿柱破坏严重，不仅会影响第二步的矿柱回采作业，也对矿房的回采带来了不良影响。而上下分层之间往往通过就近施工上山巷道完成，不仅影响到整个采准系统的整体布局，也由于部分上山巷道布置在脉内，影响了矿体的回采。

（5）采场不规则，生产连续性差，采矿效率较为低下，产能难以提升，生产处于时断时续的状态。转层巷道的复杂性，不仅使整个区域难以统一使用，降低了效率，也使部分矿房回采不规则，生产不顺畅。由于前期对矿柱的破坏，第二步矿柱回采也难以顺利展开，造成采矿效率较为低下，产能难以提升等不足。

2 铁矿的地下开采方法相关研究

2.1 充填法

充填法是较为常用的一种矿产开采方法，是在回采工作面前进过程中，用填充材料对采空区进行逐一填补，确保采空区的支撑强度能满足安全生产的需求。在特殊环境下，为了保障采空区围岩支撑强度，还可将支架与填充材料结合使用。常用的有VCR嗣后填充法、分段空场嗣后填充法、上向水平分层填充法、下向水平分层填充法和点柱式分层填充法。以上各种方法均有其自身的特征，如VCR嗣后充填法的效率高、生产能力大，工艺较为成熟，施工周期短;但该法同时也具有爆破技术要求高、钻头损耗大、难以应用于矿体厚度较小的矿山等缺点。充填法采矿工艺能有效提高回采工作的有效性，减少矿产安全事故的发生率，有利于企业经济效益的提升。

2.2 光面爆破技术

此方法首先应用在瑞典，并广泛利用在巷道掘进中来控制深度。该爆破技术的显著特征是确保开挖的作业面平整光滑，基本上不破坏周围岩石的稳定性。在巷道掘进中，光面爆破眼通常是最后才会起爆，这样做是能够使岩石彻底的崩落，最大限度的为巷道的成形提供卸载。在进行光面爆破前的预留岩层可以自由的移动，这样就对周围岩石的破坏就大大降低了。光面爆破主要是形成巷道的轮廓，因此我们通常也称其为轮廓爆破或成型爆破。

光面爆破就是在巷道四周岩石上布置炮孔间距比较小且相互平行的炮眼。装药时要严格控制每个炮孔的药量，可以选择不连续装药或者是爆速比较低的炸药，并与其他炮孔一起起爆，从而在岩石四周形成巷道轮廓，也就是巷道掘进中周边孔的作用。光面爆破的爆破机理，学术界有不同的观点，但是大家都比较赞同冲击波和爆炸产生气体共同作用理论。

光面爆破要取得好的爆破效果，需要采取以下措施：采用连续装药，控制药量;炸药选用密度比较小或者是爆炸速度比较低;要合理布置周边孔的数目，不要太密也不要太稀疏;必须与其它炮孔一起起爆，从而获得良好的爆破效果。通过光面爆破，使巷道的轮廓线比较清楚，能符合工程的需要，同时使巷道四周岩石壁比较稳固，不会出现塌方等等。

2.3 阶段崩落法

在地下铁矿开采中，对地压作出管理是确保铁矿开采安全性的有效手段。随着地下铁矿开采面的不断推动，在地压管理工作中，我们可以对围岩填充采空区进行有计划的崩落，这种方法即地下铁矿开采中经常使用到的崩落法，从其含义可以看出，这种方法仅适用于允许地表塌陷以及围岩崩落难度较小的矿体。依据回采方式的差异，地下铁矿开采中的崩落采矿法可以分为分层崩落、壁式崩落、分段崩落以及阶段崩落几大类。其中阶段崩落的特点主要表现为在阶段全高上利用重力作用和凿岩爆破来对矿石进行崩落，同时在崩落覆盖岩层下利用矿块底部结构来对矿石进行放出。

3 采矿方法选择

3.1 评价指标的确定

矿山开采方法较多，不同条件的矿山应选择合适的开采方法。方法选择之前，应对各项影响因素进行汇总，如采场机械设备和施工水平、采矿成本、采切比、矿石回收率、贫化率、安全性、劳动强度以及工艺复杂性等。

3.2 各因素权重的确定

不同因素对矿山开采方法选择的影响程度不同，为科学选取合理的开采方法，应对各影响因素的权重进行确定，减小主观因素的影响。一般来说，在确定各因素的权重时，宜采用层次分析法，通过构建层次结构模型，对各要素的重要性进行准确判断。

结语：综上所述，随着社会经济与科学技术的发展，对铁矿资源的开发力度越来越大，由于矿体开采具有一定的复杂性，必须根据铁矿工程的具体特点采用适当的开采方法与技术，文章对现阶段地下铁矿开采中的应用进行分析，以此保证开采工作的顺利进行。

参考文献

[1] 杨力.石人沟铁矿露天转地下最佳开采模式研究[D].中南大学，2012.

[2] 胡道喜.急倾斜下盘软破铁矿体采矿方法优化研究[D].西安建筑科技大学，2013.