貴州某磷礦采礦方法的優(yōu)化選擇研究

摘要：磷礦作為礦產(chǎn)資源開發(fā)利用，在貴州省經(jīng)濟發(fā)展過程中占著重要的地位。本文主要論述了國內(nèi)外非煤礦山的采礦技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)礦山地質(zhì)條件、礦體賦存特征、現(xiàn)有采礦技術(shù)，通過綜合方案優(yōu)化，提出最佳采礦方法。

關(guān)鍵詞：采礦方法 磷礦 方案優(yōu)化

0 引言

某礦段是一個礦體邊界平整、結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)造破壞小、厚度變化小的大型磷礦塊巖礦床。礦區(qū)工業(yè)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(zhì)、硅質(zhì)、白云質(zhì)磷塊巖，中上部為淺灰、灰色中厚層白云質(zhì)磷塊巖；a、b兩礦層夾一層較為穩(wěn)定的白云巖夾層。a、b兩礦層頂?shù)捉缇€清楚，礦層較為穩(wěn)定。經(jīng)計算核實，在初步設(shè)計開采范圍內(nèi)，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(nèi)外類似礦體采礦技術(shù)

1.1 國內(nèi)外開采現(xiàn)狀 根據(jù)對國內(nèi)外急傾斜中厚至厚礦體礦山的統(tǒng)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(chǎn)出，平均厚度為8m，傾角30°-90°，礦體與圍巖較穩(wěn)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(nèi)。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(fā)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(shè)備來提高采礦效率，變革采礦工藝；與科學的管理方法相結(jié)合，形成一個優(yōu)化的礦山生產(chǎn)系統(tǒng)，大幅度提高礦山綜合生產(chǎn)能力，改善企業(yè)的總體效益。未來發(fā)展趨勢如下：①無軌設(shè)備的進一步普及、提高和成套化應(yīng)用；②進一步發(fā)展組合式采礦方案，實現(xiàn)優(yōu)勢方案的互補；③大盤區(qū)無間柱連續(xù)強化開采技術(shù)；④振動輸送技術(shù)；⑤廢棄物回填的無廢開采技術(shù)；⑥爆力運搬及深孔崩礦技術(shù)。

2 礦段采礦方法的優(yōu)化與選擇

2.1 方案優(yōu)化 根據(jù)某礦段實地調(diào)查資料，某礦段礦體露頭大部分已經(jīng)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(diào)，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(lián)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(tǒng)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(lián)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(yīng)根據(jù)礦山實際情況以及礦體厚度變化和圍巖穩(wěn)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(jīng)驗類比、模擬計算及數(shù)學理論計算分析，為確保礦體開采安全，頂柱安全厚度統(tǒng)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(jié)構(gòu)參數(shù)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(jié)構(gòu)參數(shù)為：間柱寬8-10m，礦房長約40m，底柱高15m。

3 結(jié)論和建議

3.1 某礦段已有的巖石力學參數(shù)相對欠缺，建議進行礦區(qū)原巖應(yīng)力測量和礦巖物理力學性質(zhì)測試系統(tǒng)試驗，為優(yōu)化采場結(jié)構(gòu)參數(shù)、提高采礦效率和控制地壓災(zāi)害等提供詳細的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 某礦段初步設(shè)計開采規(guī)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?shù)字葰埖V回收面臨諸多的安全風險，為充分保證頂?shù)字厥展ぷ靼踩V山應(yīng)構(gòu)建礦房充填體、礦柱、巷道包含應(yīng)力、位移、聲發(fā)射監(jiān)測在內(nèi)的遠程、實時地壓監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3.4 采礦費用中采切工程費用和空區(qū)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(yōu)化方案采切工程布置以及設(shè)計合理的空區(qū)充填方案，降低膠結(jié)尾砂充填比例，開發(fā)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(nèi)采礦方法概述[J].礦業(yè)快報，2008（6）：10-12.

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

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

作者簡介：

劉官虎（1983-），男，貴州六盤水人，本科，助教，主要從事煤礦開采技術(shù)方向的教學和研究工作。endprint

摘要：磷礦作為礦產(chǎn)資源開發(fā)利用，在貴州省經(jīng)濟發(fā)展過程中占著重要的地位。本文主要論述了國內(nèi)外非煤礦山的采礦技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)礦山地質(zhì)條件、礦體賦存特征、現(xiàn)有采礦技術(shù)，通過綜合方案優(yōu)化，提出最佳采礦方法。

關(guān)鍵詞：采礦方法 磷礦 方案優(yōu)化

0 引言

某礦段是一個礦體邊界平整、結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)造破壞小、厚度變化小的大型磷礦塊巖礦床。礦區(qū)工業(yè)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(zhì)、硅質(zhì)、白云質(zhì)磷塊巖，中上部為淺灰、灰色中厚層白云質(zhì)磷塊巖；a、b兩礦層夾一層較為穩(wěn)定的白云巖夾層。a、b兩礦層頂?shù)捉缇€清楚，礦層較為穩(wěn)定。經(jīng)計算核實，在初步設(shè)計開采范圍內(nèi)，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(nèi)外類似礦體采礦技術(shù)

1.1 國內(nèi)外開采現(xiàn)狀 根據(jù)對國內(nèi)外急傾斜中厚至厚礦體礦山的統(tǒng)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(chǎn)出，平均厚度為8m，傾角30°-90°，礦體與圍巖較穩(wěn)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(nèi)。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(fā)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(shè)備來提高采礦效率，變革采礦工藝；與科學的管理方法相結(jié)合，形成一個優(yōu)化的礦山生產(chǎn)系統(tǒng)，大幅度提高礦山綜合生產(chǎn)能力，改善企業(yè)的總體效益。未來發(fā)展趨勢如下：①無軌設(shè)備的進一步普及、提高和成套化應(yīng)用；②進一步發(fā)展組合式采礦方案，實現(xiàn)優(yōu)勢方案的互補；③大盤區(qū)無間柱連續(xù)強化開采技術(shù)；④振動輸送技術(shù)；⑤廢棄物回填的無廢開采技術(shù)；⑥爆力運搬及深孔崩礦技術(shù)。

2 礦段采礦方法的優(yōu)化與選擇

2.1 方案優(yōu)化 根據(jù)某礦段實地調(diào)查資料，某礦段礦體露頭大部分已經(jīng)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(diào)，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(lián)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(tǒng)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(lián)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(yīng)根據(jù)礦山實際情況以及礦體厚度變化和圍巖穩(wěn)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(jīng)驗類比、模擬計算及數(shù)學理論計算分析，為確保礦體開采安全，頂柱安全厚度統(tǒng)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(jié)構(gòu)參數(shù)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(jié)構(gòu)參數(shù)為：間柱寬8-10m，礦房長約40m，底柱高15m。

3 結(jié)論和建議

3.1 某礦段已有的巖石力學參數(shù)相對欠缺，建議進行礦區(qū)原巖應(yīng)力測量和礦巖物理力學性質(zhì)測試系統(tǒng)試驗，為優(yōu)化采場結(jié)構(gòu)參數(shù)、提高采礦效率和控制地壓災(zāi)害等提供詳細的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 某礦段初步設(shè)計開采規(guī)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?shù)字葰埖V回收面臨諸多的安全風險，為充分保證頂?shù)字厥展ぷ靼踩V山應(yīng)構(gòu)建礦房充填體、礦柱、巷道包含應(yīng)力、位移、聲發(fā)射監(jiān)測在內(nèi)的遠程、實時地壓監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3.4 采礦費用中采切工程費用和空區(qū)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(yōu)化方案采切工程布置以及設(shè)計合理的空區(qū)充填方案，降低膠結(jié)尾砂充填比例，開發(fā)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(nèi)采礦方法概述[J].礦業(yè)快報，2008（6）：10-12.

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

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

作者簡介：

劉官虎（1983-），男，貴州六盤水人，本科，助教，主要從事煤礦開采技術(shù)方向的教學和研究工作。endprint

摘要：磷礦作為礦產(chǎn)資源開發(fā)利用，在貴州省經(jīng)濟發(fā)展過程中占著重要的地位。本文主要論述了國內(nèi)外非煤礦山的采礦技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)礦山地質(zhì)條件、礦體賦存特征、現(xiàn)有采礦技術(shù)，通過綜合方案優(yōu)化，提出最佳采礦方法。

關(guān)鍵詞：采礦方法 磷礦 方案優(yōu)化

0 引言

某礦段是一個礦體邊界平整、結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)造破壞小、厚度變化小的大型磷礦塊巖礦床。礦區(qū)工業(yè)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(zhì)、硅質(zhì)、白云質(zhì)磷塊巖，中上部為淺灰、灰色中厚層白云質(zhì)磷塊巖；a、b兩礦層夾一層較為穩(wěn)定的白云巖夾層。a、b兩礦層頂?shù)捉缇€清楚，礦層較為穩(wěn)定。經(jīng)計算核實，在初步設(shè)計開采范圍內(nèi)，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(nèi)外類似礦體采礦技術(shù)

1.1 國內(nèi)外開采現(xiàn)狀 根據(jù)對國內(nèi)外急傾斜中厚至厚礦體礦山的統(tǒng)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(chǎn)出，平均厚度為8m，傾角30°-90°，礦體與圍巖較穩(wěn)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(nèi)。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(fā)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(shè)備來提高采礦效率，變革采礦工藝；與科學的管理方法相結(jié)合，形成一個優(yōu)化的礦山生產(chǎn)系統(tǒng)，大幅度提高礦山綜合生產(chǎn)能力，改善企業(yè)的總體效益。未來發(fā)展趨勢如下：①無軌設(shè)備的進一步普及、提高和成套化應(yīng)用；②進一步發(fā)展組合式采礦方案，實現(xiàn)優(yōu)勢方案的互補；③大盤區(qū)無間柱連續(xù)強化開采技術(shù)；④振動輸送技術(shù)；⑤廢棄物回填的無廢開采技術(shù)；⑥爆力運搬及深孔崩礦技術(shù)。

2 礦段采礦方法的優(yōu)化與選擇

2.1 方案優(yōu)化 根據(jù)某礦段實地調(diào)查資料，某礦段礦體露頭大部分已經(jīng)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(diào)，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(lián)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(tǒng)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(lián)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(yīng)根據(jù)礦山實際情況以及礦體厚度變化和圍巖穩(wěn)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(jīng)驗類比、模擬計算及數(shù)學理論計算分析，為確保礦體開采安全，頂柱安全厚度統(tǒng)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(jié)構(gòu)參數(shù)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(jié)構(gòu)參數(shù)為：間柱寬8-10m，礦房長約40m，底柱高15m。

3 結(jié)論和建議

3.1 某礦段已有的巖石力學參數(shù)相對欠缺，建議進行礦區(qū)原巖應(yīng)力測量和礦巖物理力學性質(zhì)測試系統(tǒng)試驗，為優(yōu)化采場結(jié)構(gòu)參數(shù)、提高采礦效率和控制地壓災(zāi)害等提供詳細的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 某礦段初步設(shè)計開采規(guī)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?shù)字葰埖V回收面臨諸多的安全風險，為充分保證頂?shù)字厥展ぷ靼踩V山應(yīng)構(gòu)建礦房充填體、礦柱、巷道包含應(yīng)力、位移、聲發(fā)射監(jiān)測在內(nèi)的遠程、實時地壓監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3.4 采礦費用中采切工程費用和空區(qū)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(yōu)化方案采切工程布置以及設(shè)計合理的空區(qū)充填方案，降低膠結(jié)尾砂充填比例，開發(fā)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(nèi)采礦方法概述[J].礦業(yè)快報，2008（6）：10-12.

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

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

作者簡介：

劉官虎（1983-），男，貴州六盤水人，本科，助教，主要從事煤礦開采技術(shù)方向的教學和研究工作。endprint