鐵礦露天轉地下高效開采技術探析

劉銀

【摘 要】隨著技術的不斷進步，為了滿足環保以及土地保護的要求，礦山開采就需要采用高效的開采技術，這樣才能滿足煤礦的開采需求。本文針對鐵礦露天轉地下高效開采技術的改進探討，希望可以避免露天轉地下礦山過渡期間的經營產生不利的影響。

【關鍵詞】鐵礦；高效；開采；改進

中圖分類號： TD861.1 文獻標識碼： A 文章編號： 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朝著較深的部位延伸，礦山必定會面臨露天轉地下開采這一段過渡的時期。隨著露天礦山產量的逐漸降低，生產能力的銜接問題會對礦山的正常生產產生直接的影響。所以，在尋求露天邊緣礦的同時，就會提前加快地下開采的基建進度，所以，本文以鐵礦為例，對于露天轉地下高效開采技術進行探討。

1 露天轉地下開采過渡法

針對露天轉地下開采而言，一般使用的開采方法如下：

（一）房柱式采礦法

針對房柱式采礦法，又包含了空場法、留礦法以及充填法。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進行作業，并且露天底和地下采礦場之間還應該具有一定厚度的隔離頂住。另外，隨時都需要控制好地下采場暴露面的大小、地下爆破規模、間柱強度等方面。相比一般的地下開采，其受到的條件限制要復雜很多。由于充填法本身的成本較高，一般會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，針對贏利的降低，就可以選擇通過增加貴重金屬的回收率來進行合理的補償[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能夠崩落圍巖，直接用于采空區的充填，并且做好地壓的控制和管理。在回采之中，不需要劃分礦塊，整個礦塊都能夠成為回采單元，并且按照一定的順序，就可以進行連續性的單步驟回采，這樣的方法需要在開采區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）聯合采礦法

聯合采礦法，就是將多種采礦方法相互的結合。這一類方式主要是在第一階段開采之中，選擇兩個步驟來進行。

2 鐵礦露天轉地下采礦方法的改進

本文所研究的鐵礦屬于沉積變質礦床，其礦體與近礦圍巖中等穩固。針對露天轉地下采訪方法的改進。在設計之中選擇階段高度120-150m，分段的高度為12-12.5m，原本的設計采用垂直礦體走向來進行布置。

但是，經過方案的分析比較之后，發現大部分中厚礦體群選擇這一種回采進路的方式，雖然可以將采空區的問題處理，但是存在較大的崩落夾層廢石量，會增大損失貧化。之后，直接改變成為統一結構參數，直接沿著礦體走向布置回采進路。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，其露天轉地下的主體需要選擇無底柱的分段崩落法，不過考慮到對于礦體群的開采要比單條礦體開采復雜，所以按照礦體的成因，對于這一種不規則、分支較多、賦存復雜的礦體情況，就需要選擇單一無底柱分段崩落法或者是留礦法來進行設計，這樣無法滿足礦體形態的變化，由于礦體本身出現了分枝復合尖滅再現的情況，就會出現分段平面之中的礦巖夾雜，通過固定的采場結構參數來進行開采，會出現大量的崩落以及采出廢石，導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，就會存在崩落礦石無法放出，進而造成礦石的損失貧化[2]。

想要解決這一問題，可以選擇不規則的礦體分布，基于巖體冒落規律、地壓活動規律以及散體流動規律等適應性的原理，就可以構建出采場結構以及采礦方法，最終取得適宜的結構參數，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，礦石本身的開采價值較大，并且儲量不夠充足，為了滿足最大化的開采受益，就需要選擇正確的采礦方法，并且做好采場結構參數的合理優化，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，就需要做好現場的合理調研，能夠針對礦巖實施穩定性分級，從而最終得到，地下揭露的礦石和圍巖本身都處于中等穩定的狀態，也就是巖體允許暴露面積超過200m2。并且在這一基礎上，針對礦體產狀以及實際的分布特點、礦巖穩定性，直接分析了礦石損失貧化發生的，并且能夠滿足適應性原理的采礦改進方案。

為了有效的控制損失貧化，就應該按照礦體開采，選擇的采礦方法以及結構參數，都需要對礦體的賦存條件和形態存在極強的適應性。另外，還需要合理的利用夾層圍巖的可冒性，做好采空區的處理，并且利用工作面的合理防護，就可以解決安全生產問題，滿足礦體群開采的需求。

基于上述的分析，按照“因礦生法”，針對礦體的開采技術條件以及幾何條件，做好采礦方法以及采場結構參數的合理選擇[3]。

對于礦體形態的正確認識，才是采場結構參數和采礦方法優選的關鍵。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。

通過研究沿進路設計方案的水平圖以及剖面圖之后，回采的進路絕大部分都處于巖石之中，這樣就會影響正常的回采，導致礦石的損失和貧化增大，?；谶@一情況，就需要從剖面圖出發，按照具體的情況來布置回采進路。經過對于各個水平的礦體形態研究，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行采礦方法和采礦結構的設計，就可以直接得到改進方案。

在下述的改進方案之中，基本上都是按照礦體的實際厚度以及傾角來進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路的無底柱分段崩落法來進行開采；當礦體的厚度低于3m，可以選擇潛孔留礦的方法進行開采；如果礦體本身的厚度在3-8m的時候，按照礦體的傾角以及規整的實際程度來確定采礦的具體方法，其礦體傾角大于55°，并且其形態處于規則的時候，就可以選擇利用空場崩落組合的方式進行開采；針對其余的礦體，可以選擇分段或者是潛孔留礦的方式進行開采。針對平行產出的多層礦體，則可以考慮將空場崩落的方法結合無底柱分段崩落法來進行組合。

就無底柱分段崩落法采場來說，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路采場結構，這樣就可以對下盤礦石的殘留量進行控制，沿著脈進路的實際位置，根據礦體的實際傾角大小來進行判斷，如果礦體的傾角超過60°，就需要沿著脈進路，布置在下盤的圍巖之中，并且在巷道斷面之中只能有一個拱角出路礦體最佳[4]。

針對留礦法和空場法的回采，相鄰礦體需要保持先上盤，后下盤的方式進行回采，或者是直接選擇同步的回采方式。尤其是當夾層的水平后續低于5m、鄰近的礦體本身的高度超過30m，就應該保持礦體的同步回采，這樣就可以避免圍巖失穩冒落，給作業人員帶來安全威脅。

3 結語

總而言之，隨著時代的不斷發展，對于礦山的開采技術的要求也在不斷的提高。本文通過鐵礦露天轉地下高效回采技術的使用，希望可以幫助礦山實現平穩過渡，減少投資，讓礦山開采可以順利的實施下去。

【參考文獻】

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

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

[3]姜鵬.眼前山鐵礦露天轉地下開采關鍵技術分析[J].礦業工程，2012（01）：15-17.

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