鐵礦采礦方法優化選擇

■劉鐵成

（吉林省安圖縣峻銘礦業有限公司 吉林延邊 133000）

鐵礦采礦方法優化選擇

■劉鐵成

（吉林省安圖縣峻銘礦業有限公司 吉林延邊 133000）

隨著現代社會的進一步發展，人類生存以及社會發展對礦產資源的需求量不斷增加，礦石資源的短缺對經濟發展的制約越來越明顯，同時加上對礦石品種的需求更加多樣化，對不可再生資源的高效開發利用成為必然要求。對此，本文以吉林安圖峻銘小黃泥屯峻銘鐵礦為例，對鐵礦采礦方法的優化選擇進行了討論。

鐵礦采礦方法優化選擇

小黃泥屯峻銘位吉林省安圖縣境內，礦區周邊以農業為主，地下水較為豐富。通過出去探礦估算鐵礦資源儲量總計65.41萬噸。該鐵礦為新建礦山，采礦規模為9萬t/a，礦山目前已經完成基建工作，進入到生產探礦階段。鐵礦的開采方法選擇不當會對開采效率產生較大的影響，同時還會造成礦石損失、貧化率增加，并影響作業安全，因此，需要對采礦方法進行優選，以提高開采效率，保證作業安全。

1 采礦方案初步確定

根據小黃泥屯峻銘礦體賦存形態以及礦巖穩定性，制定了下面兩種開放方案[1]：

（1）上向水平分層充填采礦法。該方案采用垂直礦體走向布置形式，分礦房、礦柱兩個步驟分別進行回采。第一步驟回采過程中，將兩側礦體作為礦柱，第二步驟回采過程中，兩側則為充填土。該方案具有工程布置簡單、充填質量高、回采礦石貧化率低、損失小等特點。但是采礦作業安全性會隨著暴露面積的增加而不斷降低。另外，在第一步驟回采時，對充填質量要求極高，如果充填質量不合格，就容易造成較大的損失。同時，在第二步驟回采時，需要對采切工程進行重新布置，增加了工藝的復雜程度。

（2）點柱式分層充填采礦法。該方案是在點柱支撐的暴露空間下進行回采和充填施工，依靠永久點柱以及充填體實現對頂板的共同支撐，能夠很好的避免頂板發生大面積下沉。充填與上向分層相同，充填體需要澆筑強度較高的面層，下層可以采用少量的膠結料，有效降低成本。當時如果頂板的穩固性較低，則需要較多的點柱進行支撐，礦石會出現較大的損失；同時，在回采過程中，如果頂板大面積不穩定，點柱網的調整和布置存在較大的難度；當遇到大量節理和裂隙發育的不穩定頂板，如果無法實現強采強充、及時調整點柱網的布置形式以及加強護頂支護，則可能在暴露面積稍大的情況下，發生冒頂現象。該方案在采礦過程中，無法對點柱網的形式進行及時調整，施工速度較慢，對常規的作業安全造成了一定的影響。

2 采礦方法優化選擇

在進行采礦方法的選擇時，需要考慮多方面因素的影響，以單一條件選擇采礦方法缺乏科學性，因此對采礦方法進行綜合評價，然后再進行選擇。根據采礦方法選擇的特點，本文選擇基于模糊綜合評價的方法進行采礦方法的優化選擇。

2.1 選擇采礦方法的綜合評價指標

對采礦方法選擇產生影響的因素較多，主要需要考慮采場的生產能力、生產成本、采切比、礦石回收率、貧化率、作業安全性、通風狀況、勞動強度、采礦工藝復雜情況以及適應性。

2.2 指標權重確定

如果CI≤0.1，則認為判斷矩陣相容性較好，否則需要對判斷矩陣進行重新調整。通過計算確定得到的模糊判斷矩陣具有較好的相

容性，然后根據下面的公式對各因素的權重值進行計算：

得出矩陣權重值并經過歸一化處理后具體如下：

因此，各因素對目標層A的總排序權重值如下：

2.3 多目標模糊決策優選采礦方法

在開始多目標模糊優選前，需要對各個指標進行無量綱化處理，從而使各個因素具有可比性。具體方法如下：

對于定量指標，利用下面的公式確定：

公式中的fjmax和fjmin分別用于表示j因素指標的最大值和最小值，d表示級差，fij表示方案i的j因素的指標值。

表1 各方案主要因素指標表

由此可得這兩種采礦方案的評價模糊矩陣R為：

通過加權平均對兩個方案進行評價，具體結果如下：

通過對兩種方案進行對比分析可以發現，各種采礦方法各有優缺點，不同的采礦方案適用不同的采礦條件。結合小黃泥屯峻銘鐵礦的實際情況及各回采方案工藝與技術特點，并通過模糊綜合評判方法的比較，最后確定點柱式分層充填采礦法更具優勢，推薦采用。

3 結束本文以小黃泥屯峻銘鐵礦為例，結合該鐵礦的開采現狀，首先初選出兩種適合該鐵礦的開采方案，介紹了不同方案的采礦工藝技術，并分別總結了兩種方案各自的優缺點。最后利用模糊綜合評判方法對兩種方案進行綜合評判分析，確定了點柱式分層充填采礦法更具優勢。本文基于模糊綜合評價的鐵礦采礦方法優選研究對相關工作具有一定的借鑒意義。

[1]張茂盛，白立遠，王平.某鐵礦采礦方法優選及采場結構參數優化 [J].有色金屬：礦山部分，2015，67（2）：15-18.

[2]陳海遠，汪亮，李全京.基于模糊數學優選采礦方法的研究 [J].現代礦業，2012（8）：65-67.

TF521[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-82-1