急傾斜地下鐵礦采礦方法的選擇

王家為

摘 要：隨著對(duì)鐵礦的不斷開(kāi)采，鐵礦資源越來(lái)越少，這就導(dǎo)致開(kāi)采中遇到的地形問(wèn)題越來(lái)越多，其中急傾斜地下鐵礦開(kāi)采即為其中之一，本文將就急傾斜地下鐵礦采礦方法進(jìn)行相關(guān)探討和研究。

關(guān)鍵詞：鐵礦；開(kāi)采；急傾斜；地下

1 概述

采礦方法在礦產(chǎn)生產(chǎn)中占有重要地位，對(duì)礦石的回收率、貧化率、企業(yè)生產(chǎn)率有直接影響，不僅關(guān)系到礦山的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，還對(duì)其可持續(xù)發(fā)展具有重大影響。采礦方法的選擇是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要對(duì)礦山地質(zhì)條件、礦體條件、安全性能、技術(shù)可行性以及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合考慮。本文將以急傾斜地下鐵礦為例，對(duì)其采礦方法的選擇進(jìn)行分析。

2 急傾斜地下鐵礦采礦方法分析

對(duì)于急傾斜礦體而言，充填法、淺孔留礦法和崩落法應(yīng)用較為普遍。本文將對(duì)這三類方法相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。

2.1 充填法

充填法是較為常用的一種礦產(chǎn)開(kāi)采方法，是在回采工作面前進(jìn)過(guò)程中，用填充材料對(duì)采空區(qū)進(jìn)行逐一填補(bǔ)，確保采空區(qū)的支撐強(qiáng)度能滿足安全生產(chǎn)的需求。在特殊環(huán)境下，為了保障采空區(qū)圍巖支撐強(qiáng)度，還可將支架與填充材料結(jié)合使用。常用的有VCR嗣后填充法、分段空?qǐng)鏊煤筇畛浞?、上向水平分層填充法、下向水平分層填充法和點(diǎn)柱式分層填充法。以上各種方法均有其自身的特征，如VCR嗣后充填法的效率高、生產(chǎn)能力大，工藝較為成熟，施工周期短；但該法同時(shí)也具有爆破技術(shù)要求高、鉆頭損耗大、難以應(yīng)用于礦體厚度較小的礦山等缺點(diǎn)。充填法采礦工藝能有效提高回采工作的有效性，減少礦產(chǎn)安全事故的發(fā)生率，有利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

2.2 淺孔留礦法

淺孔留礦法對(duì)礦體厚度要求不高，可適用于傾角為60°-65°之間的礦體開(kāi)采。選用淺孔留礦法時(shí)，礦體要滿足產(chǎn)狀單一、礦巖穩(wěn)定、無(wú)結(jié)塊等特點(diǎn)，因此廣泛適用于小礦山開(kāi)采。近年來(lái)，淺孔留礦法在應(yīng)用過(guò)程中不斷完善，極大的改善了工人作業(yè)環(huán)境，同時(shí)提高了礦山的生產(chǎn)能力和安全性。其施工工藝如圖1所示。

2.3 崩落采礦法

崩落采礦工藝是對(duì)礦洞中的危險(xiǎn)圍巖進(jìn)行崩落，從而達(dá)到降低頂層崩塌危險(xiǎn)的目的，為礦產(chǎn)開(kāi)采提供安全施工環(huán)境的一種采礦工藝。崩落采礦工藝技術(shù)分為兩類，一類是有底柱分段崩落法（圖2所示），

使用有底柱分段崩落法時(shí)需要對(duì)階段高度、分段高度、分段的水平斷面尺寸、底柱高度、漏斗間距以及其他各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)定。以底柱高度為例，底柱高度主要由礦石穩(wěn)定性和礦巷道形式?jīng)Q定，若采用漏斗底結(jié)構(gòu)，則每個(gè)階段上分段的底柱高度為5-7m，下分段底柱高度則設(shè)為11-13m，以消除耙礦和階段運(yùn)輸之間的牽制。

另一類是無(wú)底柱分段崩落法（圖3所示）。無(wú)底柱分段崩落采礦法機(jī)械化程度高，可節(jié)省大量的人力，由于取消了回采巷道上部的分段臨時(shí)底柱，因此被稱為無(wú)底柱分段崩落法。

3 采礦方法選擇

采礦方法的選擇是一項(xiàng)專業(yè)性較強(qiáng)的工作，受多方面因素影響，因此具有明顯的不確定性。模糊數(shù)學(xué)方法、灰色理論關(guān)聯(lián)分析法、多目標(biāo)決策法和層次分析法都是常用的判斷方法。以模糊數(shù)學(xué)方法為例，應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行采礦方法的選擇：

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

礦山開(kāi)采方法較多，不同條件的礦山應(yīng)選擇合適的開(kāi)采方法。方法選擇之前，應(yīng)對(duì)各項(xiàng)影響因素進(jìn)行匯總，如采場(chǎng)機(jī)械設(shè)備和施工水平、采礦成本、采切比、礦石回收率、貧化率、安全性、勞動(dòng)強(qiáng)度以及工藝復(fù)雜性等。

3.2 各因素權(quán)重的確定

不同因素對(duì)礦山開(kāi)采方法選擇的影響程度不同，為科學(xué)選取合理的開(kāi)采方法，應(yīng)對(duì)各影響因素的權(quán)重進(jìn)行確定，減小主觀因素的影響。一般來(lái)說(shuō)，在確定各因素的權(quán)重時(shí)，宜采用層次分析法，通過(guò)構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，對(duì)各要素的重要性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。具體可參見(jiàn)表1內(nèi)容。

用已建立的層次結(jié)構(gòu)模型，對(duì)各項(xiàng)要素按照其重要性進(jìn)行等級(jí)劃分，然后根據(jù)數(shù)學(xué)矩陣的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)所選方案進(jìn)行比對(duì)，逐一優(yōu)化，直至選出綜合優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)的采礦方法。

4 結(jié)語(yǔ)

采礦過(guò)程中，礦山地質(zhì)條件、水位地質(zhì)條件、礦山品位、礦體產(chǎn)狀、礦巖力學(xué)性質(zhì)等都會(huì)對(duì)采礦方法的選擇產(chǎn)生影響；同時(shí)，采礦方法的選取對(duì)礦石資源的開(kāi)采效率、生產(chǎn)成本、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等也會(huì)產(chǎn)生影響，因此在選擇開(kāi)采方案時(shí)應(yīng)綜合對(duì)比，確保所選方案具備安全性、高效性和經(jīng)濟(jì)性。

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