露天开采的采矿方法精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇露天开采的采矿方法，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：岩体；露天开采

Abstract: along with our country most open pit mine deep concave mining end, more and more will be transferred to the underground mining mine. Transition from open pit to underground mining under the conditions of rock mass deformation and easy movement induced by open pit slope stability problem. Some open pit to underground mining occurred landslide, ground collapse and other accidents, so the open pit slope stability analysis for underground mining safety production has very important significance.

Key words: rock; open pit mining

中图分类号：TD8文献标识码：A文章编号：

1、岩体基本质量的分级

岩体基本质量由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。其划分采用定性和定量两种指标方法确定。顾名思义，定性划分是根据岩石的性质，岩石坚硬程度定性划分一般采用敲击、浸水等方法对岩石进行确定，一般分为坚硬岩、较坚硬岩、较软岩、软岩、极软岩，风化程度可由岩石的颜色、状态、构造破坏程度进行确定，一般分为未风化、微风化、弱风化、强风化、全风化；岩体完整程度定性划分一般根据主要结构面的发育程度、结合程度、结构面类型、相应的结构类型来确定，一般分为完整、较完整、较破碎、破碎、及破碎。所以定性确定方法一般是采用肉眼观察、手触等方式对岩体进行判断，比较直观。定量划分是根据公式计算对岩体质量分级进行确定，精确度高，理论追溯性强。岩体坚硬性定量指标采用岩石单轴饱和抗压强度RC，RC可由试验测得，也可由计算得出；岩石完整程度定量指标采用岩石完整性指数KV确定，KV由试验测得，当无法取得试验数据时，可采用岩体体积节理数JV进行确定。岩体基本质量的分级应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标（BQ）两者相结合进行确定，岩体基本质量的定性特征根据前述方法即可确定岩石的坚硬程度和岩体的完整程度，岩体质量指标（BQ）应根据分级因素的定量指标RC和KV,按公式BQ=90+3RC+250KV进行确定，在使用此公式时应注意以下两个条件a、当RC＞90KV+30时，应以RC=90KV+30和KV带入计算BQ值b、当KV＞0.04RC+0. 4时，应以KV=0.04RC+0.4和RC带入计算BQ值。正确确定岩体的质量分级对采矿作业选择设备、作业工法、安全防护有着指导性的作用，准确确定岩体基本质量的分级，做好边坡稳定性和支护工作在采矿中势在必行。

2、主矿体基本稳定，但矿体夹石层和矿体顶底板围岩局部有软化特征，位于上下盘20m范围内存在一个近矿围岩不稳定带，是影响矿山开采的主要工程地质问题。因此，合理选取采场结构参数是保证吴集铁矿地下开采地表不塌陷、井下不突水的关键。在地下矿山采场结构参数的选择过程中，经验类比法占有重要的地位。随着岩石力学理论及计算技术的不断发展，数值模拟为岩石力学研究和工程设计提供了重要的依据。 拉格朗日模拟是把每次拉格朗日计算作为一次试验，拉格朗日计算的结果（如采场顶板的下沉量）与采矿方法、采场跨度、矿柱尺寸、围岩的物理力学性质等多个因素密切相关，各因素或多或少地对峒室顶板的下沉产生影响，到底哪个因素是关键因素，各因素以什么样的组合更合理，都是要高度重视的问题。正交拉格朗日分析是按照正交实验原理，考虑了岩石的塑性、不抗拉、节理的非线性以及层状岩体的正交异性、模拟回采顺序、开挖效应及围岩、锚杆、喷射砼的相互作用，具有较好的适应性。本次吴集采场结构参数优化，用正交拉格朗日试验分析方法评价各设计参数与稳定性指标间的关系，并在此基础上提出了合理的采场结构参数取值。

3、拉格朗日法的基本原理

拉格朗日法是研究流体质点随时间而变化的情况，即某一质点在任意一段时间内走出的轨迹、所具有的速度、压力等。将此法植入固体力学中，将研究的区域划分成网络，网络的节点就相当于流体的质点，然后按时步用拉格朗日法来研究网络节点的运动称拉格朗日法。这种方法最适用于求解非线性的大变形问题。它使用差分方法求解，先将求解的区域划分成四边形网络，见图1（在边界不规则的地方也可以用三角形网络来拟合）。其计算循环见图2。

4、采矿方法概述

4.1在矿体和围岩中以一定的布置方式和程序，掘进一系列的准备坑道和切割巷道，并按一定的生产工艺过程，进行回采的方法，叫做采矿方法（mining method）。根据矿体的开采技术条件，设计的采矿方法为：阶段矿房分段凿岩嗣后充填采矿法，其结构参数见图3。

1－沿脉运输巷道；2－穿脉运输巷道；3－矿石溜井；4－拉底巷道；5－装矿巷道；6－

铲运机出矿巷道；7－回风平巷；8－回风天井；9－进风天井；10－分段凿岩巷道；11－

切割天井

4.2采矿方法构成要素:人工装矿的浅孔留矿法矿块长50m,沿矿体走向布置,中段高度60m,顶柱高度6m,不设底柱,间柱宽度8m,矿块宽同矿体厚度。回采工艺为矿房自下而上分层回采,分层高度1.8～2m,采用7655型凿岩机钻凿上向倾斜孔,孔径38mm,孔深1.8～2m,炮孔采用平行排列或交错排列,网度为0.8～1.8m,每次爆破两排孔。落矿后先28局部放矿,出矿在装矿巷道中人工向矿车装矿,人工推车至运输巷,由电机车运至主井溜井口。

4.3矿床联合开采的特点：无论是露天开采和地下开采都觉有其独特的工艺特点，当矿床适用于采用露天和地下联合开采时，就应该充分利用这一特点，以提高露天和地下开采的技术经济指标。联合开采工艺系统的核心是在开采工作中按一定顺序进行时，必须尽量考虑矿床的特点，选择露天和地下相互联系的开采工艺系统，公用地面辅助生产设施和生活福利设施，以提高矿山的经济效益。露天和地下联合开拓的主要特点是最大限度的赋予地下巷道多种用途。深部露天矿开采的趋势是广泛利用地下巷道进行运输。

矿床联合开采技术上可行性的开采工艺系统：

露天与地下联合使用地下巷道系统

露天矿利用地下巷道系统

地下矿石经露天运出

露天废石排入地下开采崩落区

各自独立的运输系统

用露天钻机回采露天坑底和边邦的矿石等。

5、近几十年来，露天转地下开采在国内外矿山得到了广泛的使用，对于这类矿山为了保持矿山产量的平衡，当露天开采向地下开采过渡时，在一段时间内露天与地下开采需要同时进行作业，这是这类开采方法最复杂与最核心的技术问题，这与露天与地下联合开采的基本条件是大致相同的，地下转露天开采只是在特殊条件下偶然使用的。对于急倾斜中厚以上的矿体，当矿体延深较大而覆盖层较薄时，矿体的上部通常首先采用露天开采，然后对矿床的下部采用地下开采，整个开采称为露天转地下开采，当露天开采转为地下开采的过渡期，矿山由单一的露天开采转为露天与地下开采同时作业，必须充分采用各种技术与组织措施，减小过渡期对生产效率（15%-25%）的影响，当露天矿生产进入减产器后，地下开采系统应基本形成，并逐步承担露天矿减产部分的生产能力，使矿山生产产量基本保持稳定。因为露天开拓系统以先天已先期形成，露天转地下开采的开拓系统主要指地下开拓系统，应当强调的是，在设计地下开拓系统时，应尽可能的利用或结合露天开拓系统，以减少投资。

根据露天和地下采矿工艺联系紧密程度不同，露天转地下开拓系统可分为：

露天和地下独立开拓系统

局部联合开拓系统

联合开拓系统

在深部矿体储藏量大、服务时间长，或在露天开采深度大，露天采场地平面狭窄，采场边坡稳定性差，难以保证井巷工程出口安全的情况下，地下开拓工程一般布置在露天采场之外，称为独立的开拓系统，它具有两套生产系统，相互干扰小，露天开采后无须维护边坡等优点，缺点是两套开拓系统的基建投资大，基建时间长。

倾斜或急倾斜矿床残留矿体的开采，通常利用地下开拓系统运至地面，露天开采到设计境界后，下部矿体的储量不多，服务年限较短，通常自露天坑底的非工作帮掘进竖井、斜井形成地下矿体的开拓系统。矿石经露天开拓系统运到选厂，具有井巷工程量和基建投资少，投资快，可充分利用已建的露天开拓运输系统的优点，缺点是井巷施工与露天生产同步进行，干扰大。

在露天坑较低的台阶有足够空间的情况下，可以在坑内布置斜坡道或风井等辅助井巷，而把主井和主要运输巷道布置在坑外，优点是可以减少开拓量，达到提前见矿，保持矿石产量稳定。

露天边缘矿的开采也经常会涉及到露天转地下的开采技术， 露天边缘矿体是边坡矿、端帮残矿、顶底盘三角矿样、永久路堑下矿体和露天底矿段的总称，它们具有相当大的矿量，大部分可以回收，由于其存在地点的不同，回收边缘矿体时将会对露天矿边坡的稳定性和地下开采的安全生产等带来直接影响，为此应根据具体的矿岩条件及所处位置，选用各种不同的露天或地下方法进行回采，根据不同的矿岩特性，选择相应的开拓系统对节约成本保证生产安全是非常必要的。

[1 ] 杨威,蔡嗣经,李有臣.南芬铁矿露天转地下开采边坡稳定性数值模拟[J]. 有色金属(矿山部分). 2012(03)

篇2

关键词：高台阶、降段开采 、顶部揭顶、高位装车

中图分类号：TD164文献标识码： A

0前言由长沙有色冶金设计研究院完成的栾川龙宇钼业有限公司《南泥湖15000t/d采选工程初步设计书》中选定的南泥湖露天矿矿山设计采用15m台阶高度，CS-165E高风压潜孔钻机穿中深孔、多排微差爆破、WK-10B电铲铲装的采剥方法。但由于征地搬迁的影响，长期以来，与设计相匹配的WK-10B电铲及TR-100工程车不能投入使用，矿山开采不得不采用液压液压反铲、后八轮汽车进行作业，矿山采场使用的液压铲的最大挖掘高度仅10米左右，由于现有液压反铲的最大挖掘高度远小于设计台阶高度15米，液压反铲进行高台阶铲装作业不符合《金属非金属矿山安全规程》关于阶段高度应不大于机械最大挖掘高度的1.2倍，爆堆高度应不大于机械最大挖掘高度的1.5倍的要求，存在较大的安全隐患，

在前期的施工中施工队和租赁设备的液压反铲曾出现多次险情，液压反铲曾多次被台阶坡面滚落的块石砸碰，所幸未造成人员伤亡。

1台阶顶部“揭顶法”开采技术

由于南泥湖露天矿山已采用液压反铲按15米高台阶施工多年，目前形成的台阶高度多在15米，为了保证生产的持续进行，避免因台阶参数调整给生产带来较大的影响，经全面分析比较，项目组决定对1345水平封闭圈以上的台阶采用顶部“揭顶法”降段方案（图1）

所谓顶部“揭顶法”，就是每次爆破后，在爆区开挖之前，在爆堆的顶部先安排液压反铲从台阶面沿纵向进行反挖装车，从而达到爆堆高度降低的开采方法。

图1顶部“揭顶法”降段方案平、剖面图

顶部“揭顶法”降段开采方法说明：

正常台阶一个爆区爆破后，若采用清碴抛掷爆破，爆破后爆区前排及后排爆堆高度较低，高度往往小于15米，爆区中间区域爆堆高度相对较高，通常高度在11－15米左右。若采用压碴爆破，爆堆的整体高度将超过15米。当天下午爆破后，利用给内部选厂供矿的时间，安排一台液压反铲从爆堆顶部进行揭顶降段高的方法，下挖深度在3-3.5m，视爆堆的高度，可分层进行揭顶。

台阶下部“高位装车平台”开采方法

台阶下部“高位装车平台”开采方法是指在爆堆采用“顶部揭顶法”开采后，液压反铲在正常铲装台阶水平，利用抬高液压反铲的装车平台从而降低整体采装高度的开采方法。

图2台阶下部高位装车平台开采方法示意图

台阶下部“高位装车平台”开采方法说明：

每天白班对外供矿作业时，可安排液压反铲在已采用“顶部揭顶法”开降台阶的下部，提高液压反铲装车平台的高度，液压反铲装车站立平台高1.5m-2.0m，这样液压反铲开挖爆堆的高度将不足10米，满足安全规程的要求。

3“顶部揭顶”和“下部高位装车”安全作业要求

液压反铲采用“顶部揭顶”和“下部高位装车”法采矿时，除严格按《金属非金属矿山安全规程》GBl6423—2006，进行作业外，另制订了有针对性的安全保证措施。

每次爆破需采用清碴爆破，来降低前排爆堆的高度，减少上部揭顶的工程量，加快下部台阶的推进速度，保证生产需要；优化爆破参数，降低爆堆顶部的大块率。

上部揭顶液压反铲的履带与台阶坡面的安全距离不小于3.0m，装矿车辆停放位置禁止超越液压反铲履带走向轴线外侧边缘距离不小于5.0m。进行爆堆上部揭顶作业，应有专人指挥，做好现场安全监管，液压反铲开挖不得两侧掘沟式开挖。在上部台阶进行揭顶作业的液压反铲，与下部台阶正常作业的液压反铲不能处在上、下一条直线上，前后错距应大于30 m。

下部液压反铲的装车平台长度应不小于液压反铲履带长度的1.5倍（7.5m），高度1.5-2.0 m。装车平台应能有遇到紧急情况时，液压反铲能迅速撤下平台到安全地带的措施。下部液压反铲装车平台与台阶面间应有不小于1.5m宽、1.5m深的落矿坑，避免台阶坡面的矿石滚落后冲击铲装设备。

下部装矿车辆不得停于液压反铲履带后方进行装车，应停放于液压反铲两侧90°-135°扇形区域，不得停于液压反铲轴线0°、180°位置装车。

4 露天封闭圈以下台阶开采采用“先分段后并段”的开采方法，先将台阶高度由15米降为10米，临近最终境界再将10米台阶并段为15米标准台阶。

所谓“先分段并段“开采法，是指将两个标准15米台阶分3段开采，每段高10米，上部台阶超前下部台阶开采。此方案适宜北区、东区1345水平以下新台阶的开采。

图3 先分段后并段开采方法示意图

开采方法说明：

在1345水平开掘1330时，按段高10米，将出入沟掘至1335水平后开段沟进行规模开采。待1335水平推进宽度满足最小平台宽度时，新掘出入沟打开1325水平进行开采。待1325水平推进一定宽度后打开1315台阶进行开采。总体上是将1330、1315两个标准15米的台阶按1335、1325、1315分三次进行开采。

5结论

通过实践证明，在受征地搬迁相对滞后，大型设备不能投用的条件下，龙宇钼业矿山公司开展的“高台阶液压反铲降段开采技术研究”项目研究所取得了一系列成果，消除了液压反铲与高台阶施工不相适应的安全隐患，研究所取得的“顶部揭顶降段法”和“下部高位装车降段法”以及“先分段后并段的降段开采方法” 可以在国内金属、非金属露天矿山、露天煤矿等采用液压反铲施工的矿山推广应用，前景广阔。

参与文献：：

[1]杨忠林. 尖山铁矿采用高台阶开采技术的探讨. 《中国矿业》1994 第11期；

[2] 汪为平高台阶开采工艺参数优化研究 《 金属矿山》1998 第2期

篇3

[关键词]露天金矿 开采技术 损失贫化率

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-42-2

作为国家稀有的资源财富之一，金矿资源。同时也是一些矿山赖以生存的物质基础。目前，不少企业开始转变战略思想，坚持可持续发展路线。对低品位的矿产无论其开采难度大小与贫富，都兼顾开采，并且在提高回采率方面取得了不错的效果。这主要得益于很多矿山采用了正确的开采方法，并对采矿过程中的各个环节做好了管理控制。尤其是矿石的损失，以及贫化的管理做得较好。甚至还让生产技术部门成立了专门的现场管理小组，对采场进行设计、计划、施工等各环节的有效管理工作，这对矿产资源的充分利用起到了很好的促进作用，既降低了采场矿石的损失率和贫化率，又提高了技术的管理水平。对各类成本的降低起到了很好的作用。

1烂泥沟工程简述

烂泥沟金矿是中国和澳大利亚共同投资生产的最大金矿，它位于我国贵州省黔西南州境内。经过高新技术探得，烂泥沟的矿产资源总储量估计为150吨。但是这座资源丰富的微细浸染型金矿品位低，选冶难度大。开采难度大，这主要是其平均品位和边界品位不高造成的，同时还有其自身地质情况。烂泥沟位于我国贵州省黔西南州境内，这里地质构造复杂，地层岩性发育强烈，易风化。所以，烂泥沟金矿的矿体以及顶底板围岩，都是以层砂岩和粘土岩为主，如此的构造就容易产生坍塌。矿床周围岩层产状不规则，条件比较复杂。而粘土岩由于其断层破碎带以及软弱层对岩体稳定容易产生影响。矿石品位变化属较均匀型，矿化域厚度变化属较稳定型。此类属于工程地质条件简单―中等的半坚硬软弱层类矿床。因此，烂泥沟属于典型的“卡林”型金矿。

一般情况下，贫化、损失的控制和管理均会因为自然条件复杂，品位低、矿体形态不规则而带来难度。为了控制好损失率与贫化率，烂泥沟开采项目，使用一系列先进的管理与技术，均产生了很好的效果。

2损失率、贫化率及损失、贫化的主要原因

2.1定义

目前，在矿石开采过程中，损失是指那些因为开采技术与矿体本身的自然因素而造成的矿石采出不了，或者是采出后不能用来加工利用的状况。那么，被开采出来可以加工利用的矿石是可以用来平衡工业储量中的一部分，就可以产出矿。损失是以损失率作为基本的计算指标。贫化是则以贫化率作为计算标准。贫化是由于在开采中，会因为金属的流失，废石混入矿石等情况而使得采出矿石品位降低，在开采过程中会有不同程度的贫化。

2.2损失、贫化的主要原因

以下是矿石开采中产生损失、贫化的主要原因：（1）矿体边界控制不清楚，剥离废石时将矿石混入废石排弃。（2）由于矿体自身的产状较复杂，矿体的宽度太小，小于设备的最小挖掘宽度，导致无法回采。（3）采场出矿过程中，由于对运矿车辆的监督不到位，矿石未按指定的地方堆存而导致的矿石损失。（4）由于矿化不均匀，矿体中夹石多，且宽度小于2米的无法在采矿中剔除，带来了矿石的贫化。（5）在临近矿体边界处凿岩爆破时，钻孔深度未根据矿体的产状来布置钻孔位置和深度，爆破后难分装矿石和岩石，容易带来矿石的损失和贫化。

3通过生产探矿加强矿石品位控制

台阶开采前必须进行矿体二次编录，以便摸清矿体形态，及时为采矿提供详细、准确的地质资料。生产探矿方法在该矿山主要体现为浅孔钻探矿。在进行凿岩爆破时，要对钻孔时排出的岩屑进行地质取样分析，结合钻机生产探矿的数据，可使矿体的形态控制更加精确，指导生产的地质数据更可靠。这为降低贫化、损失创造了先决条件。

4采用矿岩分采技术

矿岩分采技术在露天采矿中的应用，可以降低损失率与贫化率，从而充分利用资源。

为了尽量控制矿岩松散方向，一般都采用低台阶，松动爆破的矿岩分采技术。在烂泥沟矿山开采中，剥离废石的台阶，爆破钻孔的孔深为10 m，钻孔直径为165mm。而在临近矿体边界的废石爆破，钻孔孔深则为5 m，即本项目采矿台阶为5 m，钻孔直径为115mm，并使用反铲分二层（每层挖2.5 m）铲装出矿。这种使用松动爆破技术，采用分台阶采矿，因为台阶较低，且铲装操作层薄，能够有效地控制好损失贫化率。

5采用松动爆破技术

爆破技术人员在做矿体爆破设计时，设计的爆破松散方向是沿矿体走向的，而不是垂直于矿体走向。这种松动爆破技术可以避免矿石爆破以后松散到矿体范围以外的废石内。同时，控制爆破装药量（主要是单位炸药消耗量），确保爆破区松动后（膨胀，开裂）不产生飞石，避免矿石损失。为了控制爆破岩石的移动方向，可用凿岩钻钻几个深3米的孔，插入一个聚乙烯管，孔外预留2米左右，以便爆破监测。另外，在爆破后对其位置进行测量，将测量的结果与聚乙烯管尾的测量结果进行比较，并根据比较结果来断定是否是横向运动。同时爆破后，在清理松动矿岩时，地质工作者及地质技术人员应到场监督，指导相关人员使用不同机械进行清理。

6矿块放线

在进行凿岩爆破前必须对矿块进行放线，并标记出矿块边界的拐点。这是为了方便地质人员或者地质技术人员用带子和油漆带将拐点用线连接起来，以便测量工作需要。如果地质人员想调整矿块边界，可以只改变带子和喷漆线在台阶上的拐点位置。因为矿块的范围是不能超过各拐点所围成的范围的。所以，为了不像在地图上的标记那样处于封闭状态，在台阶上做放线标记时，带子和油漆需沿着好的爆破线，且尽量少接近端点。要弄清楚线的哪一侧是矿石，并在矿石一侧用漆涂上“K”，在废石一侧写上“Y”。爆破后，尽快圈出矿体范围。一旦部分标记被填埋或者破坏，必须马上重新放线做标记。分层铲装出矿时，上层2.5m处装完后，必须对下层重新放线。

7矿石装运控制

在挖掘矿石或矿岩边界线附近的矿石时，都应有一个现场管理人员监督挖掘机操作员。如果要超挖矿岩边界线以外的岩石，在挖掘之前必须要经过地质人员的许可。如果实际开挖线与设计的开挖线不同，现场管理人员需要记录实际矿体边界与图纸上矿体边界的差异、记录地质特征。因为这些信息对开采下一个平台时，应控制的矿岩边界线是非常重要的。

在运输车辆出矿坑时，现场管理人员应严格检查车辆所装矿岩并注明车辆去向。运矿汽车与运岩汽车用工作牌分颜色识别开来，红色牌为运岩汽车，应往排土场运输，绿色牌为运矿汽车，应往选矿厂运输。确保矿岩严格的分别开来，有效的控制运输环节带来的损失贫化。

篇4

【关键词】露天;采矿;分类;前景

1.分析当下露天采矿方法的分类

要想为有用矿物矿床这种复杂的自然综合体的露天采矿方法建立一种有科学根据的分类法, 只凭一两个分类标志是不够的。因此, 必须采用尽可能多的各种不同的分类标志, 并且采用此种方法建立最贴近于矿山科学与生产实践需要的分类法。所以，根据露天采矿的多元化原则可分为以下几类：

(1)单斗挖掘机剥离倒堆采矿方法，它的排土场位置是内部排土，工程推进方向是纵向和横向。

(2)单斗挖掘机——汽车运输采矿方法，它的排土场位置是外部排土、内部排土、联合排土，工程推进方向是纵向、横向及环形。

(3)单斗挖掘机——铁道运输采矿方法，它的排土场位置是外部排土、内部排土、联合排土，工程推进方向是纵向、横向。

(4)轮斗挖掘机一胶带运输采矿方法，它的排土场位置是内部排土、外部排土、联合排土，工程推进方向是纵向、横向、扇形。

(5)小型机械化与水力机械化采矿方法，它的排土场位置是外部排土、内部排土、联合排土，工程推进可以不同方向,依矿山地质条件而异。

(6)联合采矿法。即应用各种组合工艺开采和加工矿岩以获得建筑材料的采矿方法，它的排土场位置是内部排土、外部排土、联合排土，工程推进可以不同方向,依矿山地质条件而异。

(7)露井联合法，即露天——井工联合采矿方法。和露天转地下采矿方法，露天转井工开采时的特殊时段采用。

2.当下露天采矿技术的分类

2.1胶结充填采矿技术

充填采矿工艺,尤其是胶结充填采矿工艺,对于提高矿产资源的回采率和保护地表不受破坏具有十分显著的效果。但如何使充填采矿工艺与矿床开采条件有效匹配,实现高效率、高产能,并且降低采矿成本,一直以来都是业界难题, 因而制约了充填采矿工艺的推广应用。随着高分层充填采矿、分段充填采矿和阶段深孔采矿滞后充填等工艺和技术取得重大进展,有力促进了充填采矿法的推广应用。

2.2陡帮开采

目前,我国大部分大型露天矿已进入深凹开采,采场作业条件逐年劣化,采运设备陈旧老化,效率降低。因此要想从根本上改变开采状况,提升整体生产能力,必须依靠新技术、新方法,来增强工业、企业活力,以求得发展。陡帮开采技术具有初期剥离量小,基建工程量少,建设周期短和最终边坡暴露时间短等优点。

2.3高台阶采矿

随着露天开采设备大型化的发展,国外一些矿山研究并采用高台阶开采工艺。我国对高台阶开采技术的研究起步较晚，用高台阶开采的露天矿不多,台阶高度最大也只有14m～15m。近几年来,我国大型露天铁矿装备水平有了很大提高,斗容超过10m3以上的大型挖掘设备逐渐增多,为高台阶开采新工艺的实施提供了有利的技术保证。

2.4爆破技术

爆破作业是矿山生产的重要工序。控制爆破技术已广泛应用。挤压、微差爆破、孔内微差爆破、大爆区微差爆破等技术,解决了难爆矿岩的破碎块度问题和爆破减振问题。新型炸药以及爆破器材不断问世: 铵油炸药及各种衍生含水炸药、防水浆状炸药、爆药雷管、电子雷管、塑料导爆系统、气爆系统等新型爆破器材的使用对提高爆破精度、改善爆破质量、保障爆破安全等都有重大的影响。

2.5排土技术

排土技术是露天采矿过程中必不可少的生产工序,它不仅关系生产规模的扩大,而且体现着运输和排土的技术经济效果。排土方式取决于开拓运输方式,而排土场的稳定性及危害治理则是排土场能否长久使用的关键。

2.6采场防排水

采场防排水是确保采场正常生产和安全度汛的一项重要工作。该工程是防止地表水流入采场,以减少采场排水量,降低矿石含水量,提高采掘效率及保障采场安全运行的技术措施。它可以通过截水沟、河流改道、防洪堤、调洪水库等措施将采场以外的汇水、泾流水等拦截或导流出矿区。

3.目前露天采矿设备发展趋向

3.1世界露天采矿设备发展趋向

(1)静态电子驱动系统取代电动发电机组驱动系统。以简单的交流鼠笼型龟动机代替结构复杂的压延型直流电动机。尽管目前静态电子驱动系统和电动发电机一组驱动系统尚还并存, 但最终前者必然完全取代后者。

(2)电子和计算机技术应用在对设备性能的监测等方面。负荷反馈控制系统和数据记录系统已在应用。目前已有两种数据记录系统在吊斗铲上应用。分别由美国通用电器公司和曼克道诺尔达拉斯电器公司提供。

(3)采用高压、多泵/马达液压系统。液压挖掘机虽然出现较晚,但其发展速度却十分惊人。

(4)制造厂家为满足世界范围内对露采设备的需求, 在设备伎术特征的设计方面考虑了其灵活性和可选择性。为简化组装, 便于运输、减少维修工作量, 提高有效作业时间, 设备的设计和制造早己向着单元化、组件化、标准化和漠块化发展。

(5)采用新材质。为提高产品质量, 增加零部件使用寿命, 减少维修工作量, 关健单元部件采用新的合金材料, 以保持有利的强度， 重量比率。

(6)研制新型剂, 采用集中自动润，滑系统, 提高质量, 延长单元部件使用寿命。

(7)坚固密闭、隔离噪音、防尘、视野宽广、装有加热器、除霜器或空调系统的舒适安全的司机室。司机座椅位置高、低可调。简化司机操作，解除司机疲劳，提高人机效率。

(8)更大型机城传动装置, 高压大功率液压泵和马达正在研制和发展中。一旦取得突破性进展, 某些露采设备在能力和性能方面将随之有新的突破性提高和改进。

3.2随着我国露天采矿业的发展, 国外引进和国内制造的露采设备将不断增加

为加速我国露天矿的建设, 满足国民经济发展对能源和矿物的需求，从我国目前露天开采工艺和设备制造技术水平方面来讲, 引进国外先进露采设备是必要的。但必须把握其发展动向，做到信息准确可靠, 能代表当代技术发展水平, 且适合我国矿床贼存条件和国情。

虽说，我国采矿技术取得了显著成就,但总体水平仍然较低，在今后一定时期内采矿技术的主要发展方向为:机械化大规模采矿、无底柱分段崩落法和充填采矿等技术。随着科学技术的进步和采矿技术条件的进一步复杂化,还将逐步发展露天地下联合采矿技术、无爆破采矿技术、自动化采矿技术和连续采矿技术。采矿科学技术依然按照其自然发展规律进行着,某些成熟的技术和新的理念已初露端倪，将对采矿技术带来巨大的影响。

4.结束语

随着经济的增长，我国的采矿业也在突飞猛进的发展。就目前来看，我国的采矿技术已经接近世界先进水平，但是我国的采矿业机械化程度还不够，在一定程度上，还存在着一定的安全隐患。在这种情况下，还要不断的研究新技术、新设备，使机械化生产广泛的应用到采矿业中。

【参考文献】

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【关键词】露天与金属矿山开采 教学内容 改革

【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）01C-0060-02

深化高等教育教学改革、提高人才培养质量，是新时期加强高等教育质量内涵建设的重要举措。笔者以中国矿业大学（北京）为例，结合露天与金属矿山开采课程的特点和多年的教学实践，提出重构课程教学内容的必要性，探讨教学内容改革的途径，以期为打造精品课程和采矿工程国家级特色专业的建设奠定基础。

一、露天与金属矿山开采课程的特点

露天与金属矿山开采是中国矿业大学（北京）采矿工程专业本科一门重要的核心课程。通过该课程的学习，采矿工程专业的学生能够掌握矿床露天开采的基本工艺与设计方法，以及金属矿床地下开采的主要方法与参数设计，为今后从事露天矿山、金属矿床地下开采方面的教学、科研、生产等工作奠定必要的理论与技术基础。露天与金属矿山开采课程具有以下特点：一是课程内容多且杂。课程涵盖固态矿床露天开采与金属矿床地下开采两部分内容，涉及上述领域的开拓方式、生产工艺、采矿方法和设备选择，主要内容包括露天矿山的矿岩松碎、采装、运输、排岩、露天开采境界、矿床露天开拓、露天矿生产能力与采掘进度计划、露天矿边坡稳定与控制，以及金属矿床地下开拓方式、回采工艺、采矿方法选择与适用条件、矿柱回收与空区处理等，知识涵盖面广，课程系统性差，教学难度较大。二是课程学时较少。露天与金属矿山开采课程综合了矿山地质学、矿山机械、爆破工程、岩土力学等多个学科的理论和知识，还需适时补充有关爆破作用机理、矿山公路铁路线路设计等内容，故课程的综合性和实践性较强。然而，根据中国矿业大学（北京）新版教学大纲（2011版），该课程的授课时间由原来的40学时减至32学时，学时少而内容多，这给教师的“教”与学生的“学”均增加了困难。

二、重构课程教学内容的必要性

高等院校实现人才培养的基本途径是教学，其中最主要的是课程教学。在专业范围内，根据教学需要，将知识体系按照学科的内在规律，分解成若干个具体的知识体系，每个具体的知识体系即课程；每门课程都有其独特的内容，其载体是教材。

课程建设是提高教学质量的一项综合性建设，课程建设主要包括教学内容、师资队伍、教材、教学条件、教学方法与手段、课程体系、管理机制、实践教学等几个方面的建设，其主要目的是解决好如何为学生提供好的教学内容和教学方法的问题。

教学内容是体现教育目标的重要组成部分，是该领域前人研究成果的总结，并且随着科学研究的进展而不断发生变化。根据普赖斯知识指数增长模型，到2020年人类知识总量将达到每73天翻一番的速度。这就要求教师要从广阔的知识海洋中汲取营养，改善自身的知识结构，开展科学研究，这也是提高自身水平、适应社会发展的一条途径。教师只有将反映科学技术、经济社会发展的最新研究成果，及时充实到新的教材及课堂讲授中，才能为学生探索新事物、培养创造能力奠定基础。

教学内容的改革是教学改革的核心，必须符合人才培养目标的总体要求。教学内容改革既涉及各门课程内容之间的衔接与组合，以及每门课程的内容选择和优化，又涉及教学设计、教学方法和手段、教材选用等因素。露天与金属矿山开采课程作为采矿工程专业的核心课程，涉及范围广，内容更新快，重构课程知识体系，优化整合课程内容，改变教学内容陈旧、脱离科学发展前沿的现象，形成开放的课程体系刻不容缓。

三、教学内容改革的途径

全面推进采矿工程专业人才素质教育，是培养能适应社会主义现代化建设需要，德、智、体全面发展，基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，具有创新意识和创新能力的采矿工程技术人员和研究人员的要求。针对当前课程教学中存在的问题，结合笔者所承担的“中国矿业大学（北京）露天与金属矿山开采课程建设”项目，探讨采矿工程专业露天与金属矿山开采课程教学内容改革的途径。

（一）优化教学内容。教学内容的调整，应注重将工程素质的要素转化为具体的教学内容和教学活动，强调以科研促进教学，形成贴近工程实际的教学内容。露天与金属矿山开采课程涉及的预备知识和相关领域较多，课程横向跨度大，其与矿山地质、矿山机械、岩土力学、爆破工程等课程联系密切。在新版课程教学大纲的指导下，对原有露天与金属矿山开采课程的教学内容进行取舍，在合理保留传统内容的基础上，注重课程内容的更新，通过在课堂教学中补充本学科的发展前沿，提高学生的学习兴趣。例如，原先在讲授“露天矿山爆破”时，需要增加2学时来补充有关炸药基本组成与岩石爆破作用机理等内容，但根据新版采矿工程专业本科培养计划，已新增爆破工程课程，因此，在讲授“露天矿山爆破”时，无需重复这部分内容，从而有助于提高课程的教学效率。又如，浅孔留矿采矿法虽在许多小型金属地下矿山仍普遍运用，但其存在机械化程度低、工人劳动强度大、安全作业条件差等不足，不符合“安全、高效”的采矿发展之路，故在教学过程中应对这部分内容进行删减。再如，随着矿产资源开发逐步向深部延伸，解决深部开采引发的高温、高压、岩爆等问题已成为当前研究的热点，适时补充深部开采理论与安全生产技术，有助于提高学生对采矿学科的深入认识和思考。

（二）加强教材建设。教材是传播知识的载体，教材建设是教学内容和课程体系改革的组成部分，是课程内容、教学体系建设和改革思想的具体反映，一本好教材是取得出色教学效果的基本保证。因此，编写与教学计划、课程教学大纲配套的系列教材是教学改革成果的载体和改革得以实现的手段，也是实现教学计划的重要保证。教材既要求内容丰富、系统完整、重点突出，并能反映国内外最新的进展和发展趋势，又要求能突出基础理论、基本知识和基本技术的教育。露天与金属矿山开采课程内容涉及固体矿床露天开采和金属矿山地下开采两部分内容，曾选用教材是根据教育部1998年颁布的大采矿专业要求编写的，不能充分满足新版教学大纲的要求。因此，在调整和优化教学内容的同时，依托中国矿业大学（北京）教材建设项目，按新的思路组织编写课程配套教材――《金属矿床露天与地下开采》。与现有同类教材相比，该教材是针对煤炭院校本科生采矿教学的特点，适当补充固体矿床露天开采与金属矿床地下开采的有关内容；并在原有教材的基础上，补充了爆破作用机理、矿山公路铁路线路设计等内容，力求反映近年来矿业领域较为成型的新概念、新成果、新方法，如地下深井矿山胶结充填采矿理论与技术、露天煤矿吊斗铲剥离倒堆开采工艺等。《金属矿床露天与地下开采》荣获2011年北京市精品教材。

（三）明确教学重点。露天与金属矿山开采课程表面看起来，知识点多、内容庞杂，实际上这是对教学内容理解不系统造成的。明确教学重点是提高教学质量的关键，而教学重点的确定又必须建立在熟悉教学内容的基础上。因此，必须认真钻研教材，处理好教材与教学内容的关系，对教材内容进行有益的深化和适当的扩展或删减。然而，教材毕竟只是教学中的主要参考书，对教师而言，还要参阅大量的参考文献，在熟悉内容、吃透教材的基础上对教材内容进行重新组织、加工精炼，以最有效的方式将一些基本原理、方法及技能传授给学生，使学生在尽可能少的时间内获得尽可能多的知识。例如，在讲授金属矿山地下开采方法时，可按照“采场结构参数―采准工作―切割工作―回采工作―采矿方法评价”的思路开展；在讲授露天煤矿大型采装设备吊斗铲时，可引出“吊斗铲倒堆剥离开采工艺”，并通过我国黑岱沟露天煤矿“定向抛掷爆破+吊斗铲倒堆剥离”实例深入阐述此类开采工艺。这种教学方法不仅使露天与金属矿山开采课程的知识系统化，从而使学生容易接受和掌握，而且培养了学生解决问题的能力。

（四）引入科研成果。露天与金属矿山开采领域的新理论、新技术和新方法不断出现，这就要求教师要不断从知识海洋中汲取营养，改善和提高自身的知识结构。科研工作是提高和体现教师学术水平的重要途径之一，通过参加科研实践来丰富自己的工程实践经验，并将反映科学技术、经济社会发展的最新成果及时充实到新的教材及课堂中，既不会使单纯的理论知识讲解枯燥无味，又能为学生探索新事物、培养创造能力奠定基础。例如，在讲授金属矿山地下采矿方法选择时，结合教师正在进行的科研项目“夏甸金矿深部高温高压环境下安全高效开采关键技术研究”，详细论述了选择采矿方法的基本要求、影响采矿方法选择的主要因素和采矿方法选择的步骤，收到了良好的授课效果。

露天与金属矿山开采是一门实践性非常强的课程，通过鼓励学生参加大学生创新性实验项目或参与教师的科研项目，将露天与金属矿山开采课程的知识点融入科研项目中，增强学生运用科学知识和方法解决实际问题的能力。例如，利用中国矿业大学（北京）充填采矿实验室在仪器设备上的优势，先后组织本科生参与“全尾砂固结充填胶凝材料研究”、“尾砂胶结充填体自立性能研究”、“高地温环境下全尾砂固结胶凝材料研究”等多项大学生创新性实验计划项目。通过参加相关科研工作，学生的创新能力和综合素质得到显著提高。

总之，教学内容改革是课程建设的基础和依托，可通过优化教学内容、加强教材建设、明确教学重点、引入科研成果等途径，力争实现科研和教学的有效结合，使课程内容能及时反映本学科的最新研究成果，提高学生的创新能力和实践能力。

【参考文献】

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[2]吕永震，王光.创新课程建设体系，全面提升课程建设水平[J].现代教育科学，2009（4）

[3]勾攀峰，宋常胜.岩石力学课程的教学改革与实践[J].高教论坛，2009，（5）

[4]蔡美峰.对本科生教材改革的若干思考[J].中国冶金教育， 2001（5）

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关键词：露天矿；采矿方法设计；三维可视化；采剥计划编制

中图分类号：F40 文献标识码：A

云南思茅山水铜业有限公司是由玉溪矿业有限公司、（香港）励晶金属有限公司、云南鼎泰投资有限公司和云南易门经一工贸有限责任公司共同投资重组的一家中外合资公司，目前拥有大平掌铜矿采矿权和大平掌铜多金属普查、大凹子铜多金属普查、景谷中合铜多金属普查三个探矿权，是集探、采、选为一体，以铜、锌为主的矿产资源开发企业。

2006年以前，大平掌铜矿的采矿设计采用传统的手工制图和借助于CAD等作图软件形成施工图形，这些图形大多局限于二维平面图形，图形不够直观，信息表达不够充分，工程量大，需要的专业人数多，而且往往只有少数专业采矿人员才能够快速清晰地理解。2009年2月份，玉溪矿业公司全面接管云南思茅山水铜业有限公司大平掌铜矿的生产经营权以后，玉溪矿业公司矿山研究院引入MicroMine三维矿业软件对大平掌铜多金属矿床进行管理和开采。

MicroMine采用真三维采矿方法设计，生成三维采矿单体实体模型。在三维采矿单体模型的基础之上，透过矿块表面直接观察内部采剥工程布置方式和顺序，进行任意剖面图的剖切，观察内部构造、局部信息，并自动生成用于生产的二维剖面图，这种三维可视化方法的实现可以给设计人员提供大量、精确、直观的图形数据，从而降低设计人员的劳动强度，提高设计人员的工作效率。MicroMine可在三维实体模型的基础上计算出采剥工程量、采剥比、矿石量、损失和贫化率、炸药及爆破器材消耗量等一系列参数，这些资料为后期采剥计划的编制和生产过程控制提供了可靠的依据。

利用Micromine三维矿业软件对大平掌铜矿管理规范及流程具体分测、地、采三个部分，第一部分矿山工程测量数据采集、数据处理，第二部分矿山地质模型的更新，第三部分露天矿山采矿设计。

1工程概况

大平掌铜矿是一座以铜为主，并伴生锌、金、银，铁等多种金属元素的中大型露采矿山。采区出露地层主要为上泥盆统-下石炭统大凹子组（DCd）的第一段（DCd1）顶部和第二段（DCd2）。大凹子组第一段顶部为块状硫化物及放射虫硅质岩、硅质凝灰岩，是矿区v1矿体的产出层位，其下部被次火山岩流纹斑岩侵入，矿区V2矿体即产于流纹斑岩。大凹子组第二段出露于矿区中部，岩性为灰绿色英安岩。矿区总体为一北西走向的背斜构造，由于受断裂、斜长花岗斑岩及流纹斑岩侵入破坏，背斜形态不完整。采区出露断层较多，但多为小断层，对矿体影响不大。只有2-12线之间发育较好的纵段断层和4-6线处发育横断层对V1矿体有一定影响，但错距都不大只有20米。大平掌铜多金属矿产于大凹子组凝灰岩和流纹岩中，矿区圈出两个矿体，两者的地质特征有明显差异。V1矿体由块状硫化物矿石组成，呈不规则的透镜状或构造块体，分布在V2矿体及流纹岩之上，与下伏V2矿体不完全重叠，与顶板英安岩之间常见凝灰岩，接触面呈波状。V2矿体由细脉状和浸染状矿石组成，产于流纹斑岩顶部流纹岩中，连续分布，中部厚边部薄，饼状透镜状。两个矿体分布于19至20勘探线间，走向北西，向北东波状缓倾斜，倾角10°-25°，局部大于35°。矿体总体长2000米，宽100-670米，埋深从地表到280米标高，矿体厚度2-50米。V1矿体主要由7个矿体构成，V2矿体主要由4个矿体构成。本研究中采矿设计的单于0-10线1095m标高以上的矿体。

2三维可视化采矿模型建立

2.1数据收集及准备工作

2.1.1数据收集

设计前，主要应收集的资料有测量人员审定后提供最新的采场现状图；地质人员审定后提供的0-10线范围1095m以上各标高矿置及V1、V2矿体的矿量与品位。

2.1.2准备工作

设计资料的准备工作是一个十分重要的过程，它是进行采矿单体设计的基础，包括建立采剥工程实体模型和需要计算储量部分的块段模型，另外还要根据矿体的形态和围岩的性质确定出采矿方法和各个技术参数。根据矿体的实际情况，本设计范围内采用的采矿方法及开采方式为露天台阶式采矿。

2.2地表模型的更新

地表模型是建立三维地质实体模型的重要组成部分，建立好地表模型，可以在宏观上对矿区所在位置在宏观上有个完整的认识。

大平掌铜矿的地表模型一般每个月更新一次。根据测量人员提供的测量数据，在AutoCAD中连成地形线，然后导人Micromine软件中进行高程赋值，把与上一个月地表重复的部分替代，再用创建DTM指令生成最新的数字地表模型（如图1）。地表模型一般由若干地形线和散点生成，在Micromine中，系统根据每个点的坐标值，将所有点（线亦由散点组成）联成若干相邻的三角面，然后形成一个随着地面起伏变化的单层模型。

图1更新后的地表模型

2.3矿块模型的更新

创建一个线框，把所有矿体包含于其中，用更新后的地质模型与新创建的线框进行布尔运算（表面下的实体），再通过线框赋值即可得到新的矿块模型（如图2）。

图2更新后的矿块模型

2.4露天坑模型的建立

根据玉溪矿业矿山研究院提供的《大平掌矿露天开采境界优化及露天开采设计》及矿体地质特征和开采的经济技术条件确定本设计中主要设计参数为：（1）工作台阶高度10m；（2）工作平台宽度12.5m；（3）安全清扫平台宽度30m；（4）运输线路宽度为15m，坡度为8%；（5）运输公路的最小转弯半径为15m；（6）台阶坡面角75°。依据思茅山水铜业有限公司当期的生产经营目标，结合生产作业设备的实际情况，确定当期生产露天坑的最小底宽，按照上述的参数设置，然后在三维图形环境下生成露天坑模型（如图3）。

图3露天坑模型

露天坑模型建立以后，通过布尔运算（表面上的实体）再用线框赋值即可得到露天坑内当期计划开采的矿体。

2.5爆破设计

采矿设计中，爆破设计是十分重要的组成部分，三维可视化设计可以为爆破施工提供最直接的设计图纸和技术文件，露天矿爆破设计主要分为矿岩爆破设计和围岩爆破设计。钻孔主要分浅孔、中深孔和深孔3类。爆破设计中需要的炮孔设计参数包括钻机类型和爆破范围、作业高度，最小孔底距，炸药种类、装药方法，装药密度、炮孔间距和排距等，炮孔的布置形式主要有矩形布孔和菱形布孔2大类型。大平掌矿山主要布孔方式为菱形布孔。

根据矿山以往的经验和矿体地质特征确定各爆破参数后，在Micromine三维软件露天爆破设计中对各台阶进行布孔，计算装药量。

2.6设计结果输出

设计结果包括各台阶围岩量、矿石量、各种金属的品位、剥采比、矿石的损失贫化、炸药和爆破器材的消耗量等（如表1、表2）。

2.7采剥计划的编制

编制露天矿采剥计划是当前采矿工程中不可或缺的环节。以Micromine三维矿业软件为平台，依据原始地质资料建立矿山的矿体、地表模型，结合该矿当前生产的实际数据，进行露采坑设计，并在此基础上系统能够对采剥顺序计划自动优化，同时在技术人员的参与下手工编制采剥计划，运用三维可视化技术可得到较满意的露天境界壳，并且有效的指导露天矿山分期开采或中长期采剥计划的编制，为采剥生产计划优化工作提供了切实可行的新途径，提高了矿山生产效率，达到迅速开展工作的目的。

Micromine三维矿业软件，可以从时间上再现露天矿的过去、现在与将来。生产的过程是不断改变三维实体现状模型图的过程，如果把每次采剥作业的实体台账进行保留，就可以查看过去任意时刻的采场状态，同样也可以将编好的计划运用到模型中，三维表现每年的采出量及采出后的模型状态。在计算方面不再采用各种几何公式，而是依赖实体的布尔运算，从而更精确和更方便。

大平掌铜矿现所有的采剥作业都在山坡进行，因此快速准确的验收计算成为首要的问题，引进Micromine以后，在实体模型的基础上通过各种布尔运算，使验收计量变得非常方便和准确，同时更直观的反应了采剥状态，为生产作业计划提供了有利的保证。Micromine带来了测量验收与采剥计划作业形式的变化，所有计算结果都是三维状态下的三维实体，无论是速度和效果，都是原有基础上一次质的飞跃。比如在模型图上编制十二五采剥计划，可以直观反映五年后的采场规划图和真实再现每年的变化效果，结果非常直观。

2.8剖面查看及图纸输出

建立在真三维模型基础之上的采矿设计内部工程任意方位察看，与传统设计相比更加直观化、形象化、真实化，对从本质上了解各个采剥工程的空间结构、采准顺序，起到了不可替代的作用。根据真三维矿块及内部实体工程模型，截取任意位置、方向、比例的平面图和剖面图，与传统图纸进行成功转化，形成平面图，在此基础上进行施工指导、生产进度计划编制，为矿山的可行性研究和初步设计提供工具和优化方案的选择，同时为矿山的生产调度及其控制提供空间定位和基础模型，并最终服务于整个生产过程。

3Micromine露天境界优化功能

确定最优露天开采境界是露天矿设计的一个重要步骤，它的目标是实现矿山生产利润最大化。传统的人工境界优化方法是通过逐渐增大境界尺寸来计算平均剥采比和境界剥采比，当境界剥采比等于经济合理剥采比且平均剥采比小于经济合理剥采比时，即认为该境界为最优境界。可以看出，这种方法确定一个境界需要耗费大量的人力和时间，而且很难找到真正意义上的最优境界。同时，最终境界的设计往往是在矿山投产前完成，而最终境界的形成是在矿山开采十几年或几十年后，并且由于技术进步和市场行情、矿山生产成本和产品销售价格影响，矿山的开采寿命也相应地发生很大的变化，因此必须每隔几年应用当时的经济技术参数对最终境界进行重新优化。随着科学的发展和技术的进步，国内外大中型露天矿已将边坡与开采境界的优化方法由过去的传统手工方法变为借助计算机的动态优化方法，实现了三维可视化矿床模拟技术和露天境界优化方法的结合，使这一问题得到了很好的解决。

大平掌铜矿露天境界优化是委托玉溪矿业公司矿山研究院进行设计的，在当期的生产过程中还没对原有境界进行再优化。故本次工程实例只着重介绍了Micromine的露天开采设计及编制进度计划功能。对于它的露天境界优化功能及品味控制功能不再详细介绍。

Micromine三维矿业软件系统以其先进的三维可视化技术建立大平掌铜矿露天矿山工程的三维可视化模型，另外还提供储量计算、品位估值等功能，大平掌铜矿安排生产计划、实时调度监控等工作提供了一个新的技术支持。新技术的广泛应用，不仅可提高矿山管理者、设计者的能力，而且还可节约资源，加速产业在国际市场的竞争力，促进国内矿山产业更好与国际接轨。

Micromine三维矿业软件在大平掌铜矿的运用，是大平掌铜矿走向“数字化矿山”标志。采矿设计三维实体模型是“数字矿山”的基础，也是它的核心内容之一。三维开采设计可视化对大平掌矿山的计划编制和生产具有非常巨大的意义，同时。三维采矿设计建摸技术可以使矿山的管理、技术人员和工人能够对采用的采矿方法、采矿过程等获得更加深入的认识和理解，并便于预先发现问题、制措施。同时，Micromine三维矿业软件的引入，为大平掌铜矿实现数字化建设的目标奠定了坚实的基础。

参考文献

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[2]龚元祥，王李管，贾明涛，等.金川矿区复杂地质体三维可视化[Z].

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关键词：采矿 工艺技术 改造

一、对采矿业的分析

在当前经济形势不断发展的今天，采矿业的发展也愈发的重要。随着科学技术的不断发展，采矿工艺向着科学化的方向发展也才成了当前的潮流趋势。采矿主要是将地壳内以及地表上进行矿产资源开发的一门技术和科学，它对于当前人们的生产、生活也有着极其重要的影响。

采矿主要包括了矿藏以及石油等的开采。采矿工业它是一种非常重要的原材料工业，冶炼工业的主要原料就是金属矿石。采矿主要是进行采准和切割，并为回采时准备生产条件。将矿石崩落和破碎，装入运输容器。地下回采分为落矿和出矿作业；露天回采分为穿孔、爆破及采装作业，将装进运输容器的各种矿石运到选矿厂或矿仓。在矿石运输的过程中，经过矿仓和堆栈，将矿石混匀，同时保证生产矿石的质量稳定。并把巷道掘进、剥离产出的废石等排弃至废石场。由于矿床的地质条件以及矿山技术条件不尽不同，采矿方法的种类也繁多，不同的方法采矿，其工艺流程、机械设备、采区巷道的布置和开采的顺序也不相同。若采矿的方法选择不当，将会长期影响矿山的生产技术指标及经济效益。各主要的生产过程都必须选用正确合适的机械设备，才能获取最大的经济效益。

采矿所独具的生产环境和过程和其他工业相比具有很大的差异性，其主要表现在以下几个方面：

（一）采掘加工的原料主要是自然存在的矿体。矿址是不能自由选择的，矿床的工业储量也不能输入，不可再生。

（二）采矿人员及设备常常要随着采矿的进程同加工对象一起转移，基本上没有固定用来加工的车间。同时开拓、采准以及回采工作要互相协调，才能够保证矿山的正常生产。相反就会造成采剥或采掘失调，迫使矿山减产，增加损失。

（三）对于开采工作来说，它总的趋势是采掘条件越来越差，采出来的矿石品位逐渐降低，成本也有可能随之增高。因为岩石的混入会使得矿石贫化，降低质量，还有部分矿石难以采出，而被迫损失于地下。

（四）矿体的赋存条件、形状复杂，品位也分布不均。工业储量在整个开采的过程中可能存在较大的变化，使采矿的设计工作很难标准化，加上建矿周期长，基建投资相对较大，所以投资的风险性也会随之增大。

（五）采矿工作一般是在露天或者地下采场。劳动量相当大，工作条件比较差，安全性难以得到有效保障，同时对于综合机械化及自动化很难实现，因此需要特别的重视对工人劳动条件和工作环境的改善。

（六）更为关键的一点在于：整个矿山所实现的经济效益并非完全取决于矿山管理水平的高低，其在很大程度上与采矿石市场价值高低及供求问题是密切相关的。

二、采矿运用的技术方法

几千年来，我国就一直致力于矿产的开发，其方法大多是依靠人力，基本上没有什么技术含量。现如今，随着科学技术的不断发展，采矿方法也得到不断的更新。而采矿方法的选择往往并不是从现有的方法中选取出一种相对较好的方法。有时还需要结合矿床地质条件及要求，而创造性地应用当前已有采矿方法工艺和结构知识，提出更能符合大众要求的新方法。采矿的方法大致有以下几种：

（一）普通机械化的开采方式。我们常常看见的大多数矿床都是用普通机械化方法开采。机械化开采又常常分为露天及地下开采两个大类。露天开采是将矿体上覆着的岩层剥离，然后自上而下进行开采作业。

（二）特殊采矿法。特殊采矿法分为地下物理化学和海洋采矿。物理化学采矿法是浸取、溶解或者熔融有用的成分，把溶液或者熔融体从地下举升到地面进行提取。这类方法的好处主要是“投资省、见效快、工作条件好”，但它只适用于铜、铀和一些金属的矿物和盐、碱及自然硫等。海洋采矿主要是对滨海大陆架及洋底蕴藏的大量有用矿藏的开采，而洋底的锰结核还尚处于试开采阶段。

（三）空场法和填充法。这两种方法主要是为了提高对矿床的地质资料的准确性和完整性的要求，它的特点是在回采的过程中，采空区主要是靠暂留或者永久残留的矿柱去进行支撑，整个过程采空区始终都是空着的。

三、采矿工艺技术改造

现代科技的迅猛发展，人们对于采矿工艺的改造也愈发看重。当前，我国现有的采矿工艺其主要是依据各不相同的矿石条件选取采矿，而工艺对于坚硬的矿石，大多数都是用凿岩爆破的方式来进行开采；而对于松软的矿层，则可以采用机械切割或者挖掘的方式来进行开采；相对于松软的砂矿床，更多是采用水力进行冲采；对于裂隙发育较好的矿体，则可以采用自然崩落的方法进行开采。“矿床开拓、掘沟工程、穿孔、爆破、采装、运输、排土”是露天矿山的主要开采工艺；相较于露天开采，地下矿山的开采就相对复杂一些，它主要包含了“矿床开拓、井巷掘进和支护、矿块采准和切割、回采工作面凿岩爆破、矿石运搬、采场支护和地压管理、矿柱回采和空区处理等等”。

如今，随着科学技术的不断提升和采矿工艺的不断改进，而且在爆破的方法上也进行了一些探索。比如运用“增大炮孔临近系数”与“药壶爆破等爆破”法，在地质条件较为复杂的环境下，取得了较好的效果，经济效益也随之明显提高。特别是刨煤机装置能实现3m/s以上的切割速度且切割功率达到了2×400kW以上。这也就是是说，刨煤机的每刀切深提高到了250mm，这对于煤炭开采工作效率的提升而言是极为关键的。其次，改变开采过程中的不合理的部分，尽量最大程度的进行露天开采，从而提高经济效益。再次，进行排土方式的改进，采用更为经济有效的排土方式。再次，对供电系统进行改进，合理布局，减少电路损耗。最后，进行采掘设备的改进，让整体设备向数字化、智能化转变，对露天操作设备，井下电机车，和井下照明设备等等进行改进提升。同时还应注意的是，井下安全作业的改进，提高安全作业率。

参考文献：

[1]邱忠明.试探采矿工艺技术改造[J].中国集体经济,2011,(12):187.

[2]宋茂阳.试探采矿工艺技术改造[J].民营科技,2011,(9):17-17.

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【关键词】采矿；工艺技术；改造

1.对采矿业的分析

在当前经济形势不断发展的今天，采矿业的发展也愈发的重要。随着科学技术的不断发展，采矿工艺向着科学化的方向发展也才成了当前的潮流趋势。采矿主要是将地壳内以及地表上进行矿产资源开发的一门技术和科学，它对于当前人们的生产、生活也有着极其重要的影响。

采矿主要包括了矿藏以及石油等的开采。采矿工业它是一种非常重要的原材料工业，冶炼工业的主要原料就是金属矿石。采矿主要是进行采准和切割，并为回采时准备生产条件。将矿石崩落和破碎，装入运输容器。地下回采分为落矿和出矿作业；露天回采分为穿孔、爆破及采装作业，将装进运输容器的各种矿石运到选矿厂或矿仓。在矿石运输的过程中，经过矿仓和堆栈，将矿石混匀，同时保证生产矿石的质量稳定。并把巷道掘进、剥离产出的废石等排弃至废石场。由于矿床的地质条件以及矿山技术条件不尽不同，采矿方法的种类也繁多，不同的方法采矿，其工艺流程、机械设备、采区巷道的布置和开采的顺序也不相同。若采矿的方法选择不当，将会长期影响矿山的生产技术指标及经济效益。各主要的生产过程都必须选用正确合适的机械设备，才能获取最大的经济效益。

采矿所独具的生产环境和过程和其他工业相比具有很大的差异性，其主要表现在以下几个方面：

（1）采掘加工的原料主要是自然存在的矿体。矿址是不能自由选择的，矿床的工业储量也不能输入，不可再生。

（2）采矿人员及设备常常要随着采矿的进程同加工对象一起转移，基本上没有固定用来加工的车间。同时开拓、采准以及回采工作要互相协调，才能够保证矿山的正常生产。相反就会造成采剥或采掘失调，迫使矿山减产，增加损失。

（3）对于开采工作来说，它总的趋势是采掘条件越来越差，采出来的矿石品位逐渐降低，成本也有可能随之增高。因为岩石的混入会使得矿石贫化，降低质量，还有部分矿石难以采出，而被迫损失于地下。

（4）矿体的赋存条件、形状复杂，品位也分布不均。工业储量在整个开采的过程中可能存在较大的变化，使采矿的设计工作很难标准化，加上建矿周期长，基建投资相对较大，所以投资的风险性也会随之增大。

（5）采矿工作一般是在露天或者地下采场。劳动量相当大，工作条件比较差，安全性难以得到有效保障，同时对于综合机械化及自动化很难实现，因此需要特别的重视对工人劳动条件和工作环境的改善。

（6）更为关键的一点在于：整个矿山所实现的经济效益并非完全取决于矿山管理水平的高低，其在很大程度上与采矿石市场价值高低及供求问题是密切相关的。

2.采矿运用的技术方法

几千年来，我国就一直致力于矿产的开发，其方法大多是依靠人力，基本上没有什么技术含量。现如今，随着科学技术的不断发展，采矿方法也得到不断的更新。而采矿方法的选择往往并不是从现有的方法中选取出一种相对较好的方法。有时还需要结合矿床地质条件及要求，而创造性地应用当前已有采矿方法工艺和结构知识，提出更能符合大众要求的新方法。采矿的方法大致有以下几种：

（1）普通机械化的开采方式。我们常常看见的大多数矿床都是用普通机械化方法开采。机械化开采又常常分为露天及地下开采两个大类。露天开采是将矿体上覆着的岩层剥离，然后自上而下进行开采作业。

（2）特殊采矿法。特殊采矿法分为地下物理化学和海洋采矿。物理化学采矿法是浸取、溶解或者熔融有用的成分，把溶液或者熔融体从地下举升到地面进行提取。这类方法的好处主要是“投资省、见效快、工作条件好”，但它只适用于铜、铀和一些金属的矿物和盐、碱及自然硫等。海洋采矿主要是对滨海大陆架及洋底蕴藏的大量有用矿藏的开采，而洋底的锰结核还尚处于试开采阶段。

（3）空场法和填充法。这两种方法主要是为了提高对矿床的地质资料的准确性和完整性的要求，它的特点是在回采的过程中，采空区主要是靠暂留或者永久残留的矿柱去进行支撑，整个过程采空区始终都是空着的。

3.采矿工艺技术改造

现代科技的迅猛发展，人们对于采矿工艺的改造也愈发看重。当前，我国现有的采矿工艺其主要是依据各不相同的矿石条件选取采矿，而工艺对于坚硬的矿石，大多数都是用凿岩爆破的方式来进行开采；而对于松软的矿层，则可以采用机械切割或者挖掘的方式来进行开采；相对于松软的砂矿床，更多是采用水力进行冲采；对于裂隙发育较好的矿体，则可以采用自然崩落的方法进行开采。“矿床开拓、掘沟工程、穿孔、爆破、采装、运输、排土”是露天矿山的主要开采工艺；相较于露天开采，地下矿山的开采就相对复杂一些，它主要包含了“矿床开拓、井巷掘进和支护、矿块采准和切割、回采工作面凿岩爆破、矿石运搬、采场支护和地压管理、矿柱回采和空区处理等等”。

如今，随着科学技术的不断提升和采矿工艺的不断改进，而且在爆破的方法上也进行了一些探索。比如运用“增大炮孔临近系数”与“药壶爆破等爆破”法，在地质条件较为复杂的环境下，取得了较好的效果，经济效益也随之明显提高。特别是刨煤机装置能实现3m/s以上的切割速度且切割功率达到了2×400kW以上。这也就是是说，刨煤机的每刀切深提高到了250mm，这对于煤炭开采工作效率的提升而言是极为关键的。其次，改变开采过程中的不合理的部分，尽量最大程度的进行露天开采，从而提高经济效益。再次，进行排土方式的改进，采用更为经济有效的排土方式。再次，对供电系统进行改进，合理布局，减少电路损耗。最后，进行采掘设备的改进，让整体设备向数字化、智能化转变，对露天操作设备，井下电机车，和井下照明设备等等进行改进提升。同时还应注意的是，井下安全作业的改进，提高安全作业率。

【参考文献】

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关键词：可行性研究 采空区测量 采空区处理 爆破 干磁选

一、总论

新疆鄯善县红云滩西矿是新疆宝地矿业有限责任公司鄯善分公司属下一中下型磁铁矿山。矿山在上世纪90年代曾进行过小规模露采，2001年转为井下采矿，由于井下矿体赋存条件差、矿脉非常不稳定，开采难度大，损失贫化率高，生产能力仅在10万吨/年。2006年在地下开采时利用3000余米坑道钻进行了探矿增储工作，在距地表90米以上增加地质储量至500余万吨，矿体分布为大小不同的透镜体，品位较低。矿山地处新疆东部戈壁滩上，总的地貌为―由北、北东向南、向西倾斜之缓地带，海拔在1334～1368m之间，地势北高南低，相对高差34m，属浅切割程度的低中山区。矿体呈层状产出，矿体平均厚度为14m，矿体倾角平均为72°，矿体埋藏较浅，在地表均有出露。矿区第四系不发育，多为基岩露布，矿石坚硬，围岩硬度中等，矿区水文地质条件简单，适于露天开采。为更充分的利用这不可再生的宝贵资源，经过可行性研究，在安全和经济上是有保障的，决定由现在的地下开采转为露天开采。

二、可行性研究

矿山经过探矿增储后，由辽宁鞍山设计院做出可行性研究，报告说明矿山由地下转露天开采，在采深90米的条件下，境界内磁铁矿资源量（332+333）：396.93万t，生产剥采比为2.67t/t，根据近年铁矿市场行情分析，从经济上是合理的。但由于矿山处于东疆戈壁滩上，水资源匮乏，针对采出的低品位矿石的可选性，矿山在北京矿业研究总院做了干磁选实验，矿石的可选性较好，在矿山上进行干磁选，可提高原矿品味10%左右，尾矿品位在13%左右，在东疆戈壁滩上无水的情况下，此方案是非常经济的。由于是地下开采转露天开采，原有井下采空区是正常生产最大的安全隐患，在露天开采的前期处理地下采空区是保证安全的前提，在经过技术的充分论证后，采空区是可以很好的处理的，此后决定由地下开采转为露天开采。

三、采空区测量

从2001年矿山开始地下采矿，井下一中段有大小采空区22个，一中段距地表50米，地下采空区总暴露面积约2000m2，在露天开采之前，必须对井下采空区进行详细的描述并处理。采空区测量是为安全、高效、全面处理采空区提供理论依据和技术支持，而对采空区顶板的控制程度是成功处理采空区的关键环节。

本次测量主要是对地下采空区进行补充测量，准确的描述采空区形态，为前期处理采空区提供技术基础。为了详细描述采空区，购置拓扑康免棱镜全站仪一台对采空区进行了补充测量。测量采用极坐标支导线的方法控制采空区的顶板及轮廓，测量控制网度达到了3m×3m，矿山技术人员共耗时6个月对井下所有采空区进行了测量，并将数据成图，形成测量报告，为采空区处理提供了基础，但由于个别采空区由于采矿年限较长，空区已无法测量，无法描述顶板情况，只对空区轮廓进行描述，处理空区时只能根据老资料采用探孔控制顶板，采用“边探边布置钻孔”的方法控制空区顶板，将安全风险降到最底。

四、采空区处理

采空区的处理主要是以爆破的方式强制放塌采空区顶柱，防止人员、设备在其上方行走而造成塌陷事故。

矿山井下存在的采空区顶柱厚度不等，薄的距地面10米左右，厚的30m左右。为了使转型顺利，能够安全的进行露天生产，查看多方面资料，确定了人员、设备在空区上行驶的安全厚度，经研究决定，在露天开采水平面20米以内的采空区一旦暴露即进行爆理。在地表需处理的空区顶柱厚度均在10米以上，顶柱的稳定情况较好，矿山现有的两台穿孔设备重量分别为10吨和14吨，经过对矿山以往力学资料的查看，矿岩硬度的普氏系数在10-12，已开采两年的采场没有任何冒顶迹象，且顶板非常完整，应当具备在顶部穿孔的条件，最后矿山决定采用地表中深孔微差爆理空区顶柱。

1、穿孔阶段

由于地下转露天开采，可借鉴的经验不多，采空区处理更是第一次，之前井下采矿使用浅孔留矿法，个别采场留有底部结构，爆破后还应使漏斗等出矿结构完整充填，为避免出现架桥现象，对爆破后的岩石粒度也提出了很高的要求。为解决这一难题，矿山所有技术人员一起商量研讨对策，研究爆破方案。经研究决定，爆破网络为2.5m×2.5m。

在穿孔的过程中，为检验测量对采场顶板控制时可能存在误差，穿孔时补充了部分探孔，探孔直接从地表将空区穿透。在处理首采区（1000左右）时，分地段补充了约10个探孔，所有探孔均与测量吻合。至此，可以肯定的说，穿孔工作非常成功，为爆破提供了很好的基础。

2、爆破阶段

由于之前矿山是由小露天采坑与井下采空区结合，所以一部分空区顶柱具有好的侧向爆破自由面，而其余部分顶柱则只有以空区为下部自由面。所以，不同的空区在爆破网络上拥有不同的方式。

此次处理采空区顶柱的目的有两个：一是放踏，二是充填。矿山已形成的采空区有以下特点：一、采场底部结构不一致。多数采场为平底结构的留矿法采场，个别采场下部留有较高的放矿漏斗，斗径约为两米。二、矿山整体的节理、裂隙、断层均较发育。要想使下部漏斗充分填充，在网络上的选择是至关重要的。

根据相邻矿山以往露采的经验，矿石和岩石的爆破参数是不一致的，矿山现有的两台阿特拉斯液压钻机穿孔孔径均为90mm，最终矿山根据经验对比，将网络参数取为孔排距均为2.5m，将爆破后的岩石粒度减到最小，并以采空区顶板为自由面，炮后向下沉降。

空区顶板就井下观察没有出现过冒顶，但根据之前采矿总结的经验，所有采场结束回采均是因为出现缓倾斜较厚的废石夹干，而在矿岩交接处的地方基本存在断层破碎带。由于受断层的影响，在空区顶板预留底部抵抗过大，容易造成顶柱下部大块率过高，大块在下部漏斗处架桥，难以保证将来人员设备的安全；预留底部抵抗过小，容易造成“冲炮”现象，无法保证爆破效果。最后矿山利用局部探眼控制，废石夹干一般为5米厚（断层距空区顶板约5米），所以将空底预留在夹干中间，抵抗最好，所以底部抵抗取2.5米。

在爆破范围内的最东边，由于靠近最终境界，为了更好的控制边坡及后冲，最外一排孔采用小孔距（1米），并采用不耦合装药结构，实施光面爆破。

爆破网络的确定直接关系到爆破的成败，以及日后生产的安全问题。空区放踏之后，没有可靠的办法能够检查效果，所以此次爆破就必须一次成功。首先要保证顶柱完全放踏，其次还要保证放踏后没有盲瞎炮。为实现这一目的，就目前的起爆器材来看，导爆索为最安全可靠的。网络连接时，孔内为导爆索起爆炸药，孔外利用毫秒延期导爆管雷管控制延期。

在起爆顺序上，由于顶柱的厚度不均匀，所以首先起爆较薄的弱面，在控制微差的过程中，最先起爆弱面较之后起爆断面超前4个段别，可以形成弱面拉槽的效果，使爆破效果更好。

3、爆破总结

矿山按照上述爆破方案成功实施爆破后，基本达到了设计的预期目的。根据充填后的效果可以判断，充填较为密实。从目前生产近两年的效果判断，采空区的爆破及充填是成功的。

五、地下开采转露天开采的意义

将采矿方法由地下开采转为露天开采，充分回收利用了不可再生的宝贵资源，提高回采率，降低生产成本，扩大生产能力，安全风险大大降低，企业每年可增加生产值4000万元以上。

2007-2009年产生的经济效益情况

1、地下开采转露天开采，提高回采率20%，多回收矿石10.04万吨，增加收入2901.3万元，获得利润205万元。

2、低品位矿石回收利用，回收利用低品位铁矿石27.72万吨，增加收入3556.8万元，获得利润322万元。

3、难选矿（氧化矿）回收利用，回收利用难选矿（氧化矿）32.03万吨，增加收入6828.6万元，获得利润576万元。

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关键词：金属矿；地下；露天；开采技术

中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2012）20019202

我国金属矿的开采历史是比较悠久的，在古代就具有了较为规范合理的开采技术，可在近代，我国金属矿的开采技术是长期处于落后状态，其生产基本依靠手工作业，从20世纪的50年代后，我国金属矿开采技术发展比较迅速，并且我国现阶段有部分开采设备已实现了自动化、大型化及智能化，并且我国矿产资源具有明显的富矿少、贫矿多、大矿少及小矿多等特点，矿产资源短缺也较为严重，仅有加强金属矿的开采技术，方能有效提高我国金属矿资源产量。

1 露天开采技术

露天开采也可称为露天采矿，主要是指按照矿床赋存条件，并应用一定采装运设施，在露天空间里从事金属矿的开采工作，这种矿体一般埋藏是比较浅的，或者地表有露头的，这个时候应用露天开采是比较合适的，随着我国开采技术发展，适合露天开采范围增加，还可适用低品位矿床及地下开采剩余残矿，我国90%左右的铁矿石产量为露天开采，露天开采技术主要有露天陡帮、高台阶开采、穿爆技术、露天采矿装备及间断—连续开采等技术。

1.1 露天陡帮开采及穿爆技术

陡帮开采理论是由前苏联的学者所提出，我国在上世纪的70年代开始陡帮开采技术的试验，后被列入了我国科技攻关的项目，在南芬露天矿实施了大规模试验，给我国大中型的露天矿开采技术改造、新建及扩建带来了丰富实践应验，这种技术具有初期剥离量小，建设周期短及工程量少等特点，目前在我国的紫金山、金堆城及眼前山等有关露天金属矿中得到了应用及推广。我国很多露天矿采用的是潜孔钻与牙轮钻的钻凿炮孔来爆破的，其应用技术主要有微差爆破、挤压爆破、大爆区及孔内的位差为爆破技术，有效解决难爆矿岩的爆破减振及破碎块度问题，这种穿爆技术在我国目前的露天开采中，应用是非常广泛的。

1.2 间断与连续开采

这种露天开采技术是指在工作面上使用电铲来装载矿石，通过汽车运输及破碎机的破碎之后，使用胶带运输机把矿石运出采场，此技术能发挥汽车与胶带机的优点，比较适合深凹露天矿的开采，我国从20世纪的80年代开始，在东鞍山及大孤山等铁矿，还有德兴铜矿主要应用了这种间断与连续的开采技术，自齐大山铁矿引进了可移动式的矿岩破碎和胶带运输系统之后，标志着我国的深凹露天矿山开采技术进入了世界先进的水平行列。

1.3 高台阶开采及露天采矿装备

露天开采设备正向大型化发展，国外有些矿山运用了高台阶的开采技术，我国在高台阶的开采技术方面研究要晚些，这种技术在我国露天矿中应用并不是很多，我国露天金属矿大多数台阶高度最大在14m-15m之间，近些年，露天铁矿装备有了较大提高，运用10m3之上的大型挖掘设备增多，这给高台阶开采技术应用提供了有利保证。我国露天金属矿装备水平可分为三种类型，一是小矿山的装备单一，不配套，有些工序还使用手工体力劳作；二是中大型金属矿的机械化程度比较高，可设备较为陈旧，效率不是很高；三是少部分大型金属矿运用了国内外先进装备，像电动轮汽车、牙轮钻机、大功率推土机及大斗容的挖掘机等，其生产作业线的效率较高。我国露天矿还将卫星定位系统广泛应用在了监控、定位及运营方面，其发展正在向规模及设备大型化、开拓方式的强化及多样化、工艺连续及半连续化、电子控制等方面发展。

2 地下开采技术

在我国金属矿开采里，地下开采占据着重要地位，尤其是有色及黄金系统，有90%之上的矿山采取了地下开采方式，地下开采所指的是自地下矿床矿块内采出矿石过程，主要运用了矿块采准、切割及回采等步骤来实现的。随着采矿技术不断发展，我国采矿技术从少数浅空采矿发展到了现在多种类型采矿法。

2.1 自然支护开采

自然支护开采又称为空场开采，主要依靠围岩自身稳固性及矿柱支撑力来维护回采过程所形成采空区，并且使用支架或者采下矿石作为临时支护，此开采技术需要围岩及矿石具有一定稳固性，自然支护开采法是种结构简单、回采工艺简单、采矿成本低、生产率高及机械化生产的采矿方法，比较适合开采围岩及矿石都稳固的矿体。这种技术的局限性为：在开采中厚层之上的矿体时，含有大量矿柱留用，回采率比较低，在高价矿床中应用的比较少。这种技术一般把矿块分为矿房及矿柱，并逐步来回采，回采矿房的时候，采场主要以敞空的形式所存在，并要靠围岩及矿柱自身强度进行维护，当矿房开采完后，应及时回采矿柱，并处理采空区，这两者应同时进行，现阶段，这种技术在我国的黄金、有色金属及工矿山中应用还是很广泛的。

2.2 人工支护开采技术

这种开采技术主要是用填充材料或者其它支架来维护采空区的，又可称为充填开采法。随着回采工作面推进，采空区里可送入炉渣、碎石及水泥等相关的充填材料，实施地压管理，并控制地表移动及围岩崩落，主要在充填体保护下来回采。这种开采技术的目的是运用所形成充填体实施地压管理，并控制地表下沉及围岩崩落，从而为回采创造便利安全条件，这种技术具有适应性强、贫化率低、回采率高、保护地表、工业废料可利用及作业安全等优点，其缺点为成本高、工艺复杂、矿块生产力低及劳动生产效率低等。此技术比较适合围岩不稳固稀缺矿石矿体，地表没有陷落，可开采条件较为复杂的矿体，像水体、建筑物下的矿体及铁路干线等。依照回采工作面及矿块结构前进方向可划分成单层充填、下向分层充填、上向分层充填及风采充填开采等，依照充填料及输出方式的不同，可分为水力充填、干式充填及胶结充填等开采法。

2.3 崩落采矿及溶浸采矿

崩落采矿技术是以崩落围岩实现地压管理采矿法，也就是随着崩落矿石来强制围岩充填以管理及控制地压，这种技术主要适合地表塌陷及围岩易崩落矿体，其特征为崩落围岩回采一部分矿房及矿柱，并随着回采工作面推进，对采空区管理地压开采技术，这种技术依照回采方式可分为分层崩落、壁式崩落、阶段崩落、有底柱及无底柱的分段崩落法。溶浸采矿又可称为化学采矿，是依据一些矿物化学及物理特性把溶浸液注到矿堆或者矿层里，经过化学反应来选择矿石里的有用成分，并把有用成分自固态转为液态再回收，这是种新型开采法，能够分为原地浸出、地表堆浸及原地破碎浸出多种方法，运用不同溶浸液可让溶浸技术适合大部分金属矿开采。采矿技术应用需要考虑矿山技术条件、矿床地质条件及经济因素等，从而满足经济、安全、优质及高效要求，其中矿山技术条件涉及设备、材料、管理水平及地表环境等，矿床地质条件主要包含矿体倾角、形态、厚度、分布及围岩化学物理性质等，经济因素包含矿山成本、价值、资源综合利用、经济效益及国民经济要求等，依据这些条件来提出金属矿开采方案，并通过工业试验来正式选用，矿床开采顺序主要包含阶段中矿块、井田中及相邻矿体开采。

3 结语

随着科学技术发展，自动化、智能化及数字化已成为现代知识经济重要标志，通讯、定位及自动化技术应用，对金属矿开采产生了深刻影响，我国矿山正朝着自动化调度、采矿设备自动控制及智能全球定位等现代技术应用发展，金属矿开采技术向连续开采、无废开采、化学开采及地下露天相联合的开采技术发展，与国际先进水平相比，我国还存在一定差距，需要不断完善开采技术，以促进发展。

参考文献

[1]陈田林.我国采矿技术的现状及发展趋势[J].技术与市场，2011，（07）.

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【关键词】 无底柱 分段崩落法 应用

1 概述

2005年12月，娄烦县鲁地矿业有限公司铁矿成立，隶属于山东省地质矿产勘查开发局设立的山东鲁地矿业投资有限公司，行政区属山西省太原市娄烦县盖家庄乡管辖。

2007年1月娄烦县鲁地矿业有限公司铁矿（以下简称“鲁地铁矿”）正式进行基本建设，生产规模80万t/a，服务年限15.3年，地下开采，开采标高+1660m～+1460m。

2012年12月，鲁地铁矿通过了山西省安全生产监督管理局的竣工验收，取得了山西省安全生产监督管理局颁发的安全生产许可证。

鲁地铁矿是太原市最大的铁矿地下开采企业，开采狐姑山铁矿带的一段，其走向延长达数千米，资源储量丰富。与周边相邻矿山为技术边界划分，周边相邻矿山皆为露天开采。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露为太古界吕梁群袁家村组和第四纪黄土，袁家村组岩层由泥质岩，基性火山岩和含铁岩石变质而成。

2.2 矿床特征

本区共有Ⅰ号、Ⅱ号矿体，主要分布于吕梁群袁家村组上部的碎屑沉积岩的地层中（即袁家村组含铁岩段）。矿体的顶底板为石英岩或云母石英片岩。矿体呈似层状、层状、矿体多夹层，但夹层一般不稳定。两个矿体基本平行，矿体产状与地层产状相一致，倾向北东45°、倾角30～55°，矿体厚度和延伸变化不大，属较稳定的矿体。

该矿类型为沉积变质鞍山式铁矿床。

2.3 矿石质量

鲁地铁矿为狐姑山铁矿带的一部分，矿石矿物主要为磁铁矿、赤铁矿，及少量黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿等，其中磁铁矿含量占金属矿物的85%以上，平均品位TFe 30.55%，SFe27.48% 。脉石矿物以石英为主，少量阳起石，角闪石、铁闪石、绿泥石等。

根据选矿试验结果，磁性铁（包括具有磁性的部分赤铁矿）的回收率达95%以上，属于易选矿石。

3 采矿方法

3.1 采矿方法选择

矿区范围内为黄土丘陵，标高+1730.0m～1570.0m，地表覆盖稀疏灌木丛，无地物；矿床水文地质类型属简单类型。

根据矿体赋存条件、围岩条件及现场情况，矿体可以采用分段空场法和无底柱分段崩落法进行开采。

无底柱分段崩落法采矿法不留底柱，回采工艺简单，采切比小，采矿安全性好（因作业空间小）、灵活性大、作业好组织、机械化程度高、可采用大型现代化采矿设备、生产能力大、劳动效率高、开采成本低。

经过采矿法分析比较，适合采用无底柱分段崩落法开采。

但我们应该看到无底柱分段崩落法除它优点外，也存在缺点：

（1）在覆盖岩下放矿，矿石的损失率和贫化率较高，要求放矿管理严格。

（2）在独头巷道内作业，通风条件较差。

（3）掘进工作量大。

（4）矿体开采会使覆盖岩石崩落，导致地面塌陷和破坏。

（5）为使矿石回收率最大、贫化率最小和用无底柱分段崩落法达到高效采矿，有关爆破矿石和围岩自流参数的资料起着极重要的作用。

因此，我们在生产实践中要不断探索、总结经验，采取有效措施解决或克服无底柱分段崩落采矿法存在的缺点。如采取利用矿石作为覆盖层，实行低贫化放矿，可以降低矿石的损失和贫化。

3.2 采矿参数选择

无底柱分段崩落采矿方法设计的主要问题，是如何确定开采的几何要素，使尽可能满足重力自流的诸参数。我们对初步设计中的采矿参数进行了现场试验，并根据矿体赋存条件、围岩条件及现场实际，对采矿参数做了修正和优化，达到了放矿效果好、矿石均匀无大块，避免了大块二次破碎带来的安全隐患和材料消耗，提高了产量，降低了成本。（如表1）

4 结语

无底柱分段崩落采矿法在鲁地铁矿经过一年多的应用，生产环境安全、其放矿量大，达到了设计生产能力，经济效益十分显著，证明该采矿方法适应于鲁地铁矿的实际。我们在生产实践中积累了一定的经验和理论，对相邻矿井由露天开采转入地下开采具有指导和借鉴作用。

5 建议

无底柱崩落法具有连续回采，在覆岩下放矿，以崩落覆岩充填采空区管理地压的特点，其方法成熟、优势显著，必然会在适合其方法的采矿企业得到推广应用。随着凿岩、出矿设备的不断改进，无底柱分段崩落采矿法也会随之不断发展，提高生产能力。因此，我们应该分析把握其发展方向，有针对性地研究以下关键技术课题：（1）增大结构参数。（2）采用高效率大型设备。（3）增大一次爆破量。（4）低贫损少采掘的变形方案。（5）远程遥控生产。

参考文献：

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【关键词】金属矿山；非金属矿山；开采回采率；影响因素

随着我国矿产资源存储量的急剧减少，如何更加有效的利用好现有的资源已经变成了新的课题。矿山资源开采使用水平的一个重要衡量指标就是矿山开采回采率。矿产资源的有限性、不可再生性与社会发展和人民生活对于矿产资源的依赖性形成了一个矛盾体，如果人们不科学的进行矿产的开采和使用，那么矿产资源的短缺形式会愈演愈烈。

1、矿山开采回采率影响因素分析

1.1 回采率的影响因素分析

第一，矿山地质条件、结构特点是影响回采率的主要因素。如果矿山的资源以建材、冶金辅料以及直接利用型的非金属矿产为主，那么对矿石的质量要求相对较低；整个矿体的厚度较大并且没有夹层，表面仅有少量的覆盖物；大部分的岩石质地坚硬、稳定性高，例如白云岩和石灰岩等，这类矿山贫化现象少、贫化率也比较低，所以理论上的回采率很高，平均水平能达到97%以上。特别是石灰岩的分布很广，岩体很厚且呈状态，在开采中造成的损失很小，一般都具有很高的采矿回采率。

相反的矿山状况则会造成回采率很低的情况。需要进行选矿和二次加工的资源，由于受到技术指标和装备的影响，造成矿石贫化率程度较高，容易导致采矿回采率较低。总的来说，有良好的地质勘测做保证，矿山资源的利用程度就越高，只要实际变化和设计保持一致，就能够保证采矿回采率。

第二，采矿工艺和方法的选用会直接影响到回采率。同落后的开采方式和工艺相比，成熟的矿山开采会带来更高的回采率。一般来说，根据矿产要求以及开采规模可以将非金属矿产非为四大类，其中各种类的回采率之间也存在着差异。最为普遍的采矿方式是采用自上而下的方式，在水平方向上进行分层，在高台段进行分台阶的推进式采矿法，这种方式在小型矿山中应用较广，采用的采矿工艺也比较简单，以浅孔爆破、手持式凿岩机钻孔、自卸汽车运输等为主要的开采方式，对矿山造成的伤害小，当然回采率会比较高。大中型非金属矿山适合采用方向上自上而下，水平方向上分层的台阶式采矿方式，相适应的采矿工艺是潜孔穿孔、挖掘机采矿、自卸车运输的方式，回采率也是比较高的。

第三，生产规模的大小与回采率成正比。正常情况下，生产规模越大，资源开采回采率也就越高。究其原因，规模大的开采工作会有水平较高的技术设备进行支持，在采矿方法、生产管理、考核体系等方面也比较先进，制度的完善会带来更高的回采率。相反，一些规模小的开采方，往往没有详实的开采计划，为了追求眼前的利益而乱采乱挖，会对矿山造成严重的破坏，降低采矿回采率。

第四，矿产本身的价值也是回采率的影响因素。矿产的价值不是一成不变的，随着时间的改变会出现不同程度的波动，当然价值高的矿产更能够得到开采方的重视，回采率也就会随之升高。价值低的矿产被主动回收的机会很小，自然回采率也会降低。

1.2 不同开采方式下矿山开采回采率影响因素的具体分析

我们知道，按照开采方式的不同可以将矿山开采分为露天开采和地下开采两种，我们分别就两种不同的方式来进行分析。

露天开采条件下，金属矿石的损失主要是由于地质条件以及开采和管理方式的综合作用造成的。其产生原因主要有以下几点，第一是对于矿产地质条件的勘测，一旦地质勘测不充分，没有进行深入的研究，就不能够制定出最好的开采方案，导致露天境界圈的设定不符合实际情况，进而造成一些矿体被排除在外，影响回采率；第二是实行开采的工艺，因为露天圈定境界参数的错误，例如路面宽度不合理、坡角不准确等，会造成边坡上三角矿过多的问题；第三是开采技术的选用，尤其是在地势复杂、含有夹层的地段，如果在横向或者纵向上选用了不合适的采剥方式会直接导致回采率的降低。第四是采矿工组的管理，如果在地测中不能及时的完成样本的采集和分析，就会影响到露天采矿工作的进一步开展，整体管理的不善会直接造成采矿的损失。

在地下开采中，回采率的首要影响因素就是矿床的赋存条件，金属矿体本身的厚度、形态、稳定性以及倾角等因素存在着很大的变化，在选择采矿方法的时候要考虑到这些因素，而方法的选用会最终影响回采率的高低。在厚度方面，较薄的厚度往往回采率更高；在形态方面，越是简单的形态回采率越低；在岩体倾角方面，越是水平的矿产回采率越高；在稳定层度方面来看，顶地板的稳定程度越高回采率也就越高，不稳定的矿床也会造成回采率的降低。其次，采矿方法的选用也至关重要，一定要在实际勘测的基础上进行采矿方法的选择，不同赋存条件的矿体适应的采矿方式也是不同的，只有合理选用采矿方式才能提高回采率。再次，生产规模的大小也会对回采率造成影响，越是大型的矿山，开采的管理工作就越规范，技术设备也更加先进，这也直接造成了回采率的升高。

2、提高矿山开采回采率的措施建议

第一，提高珍惜资源的意识。回采率的提高归根到底是倡导对矿产资源的珍惜，政府可以制定矿产资源补偿费用的征收制度，对矿山企业开采回采率进行考核，努力促进资源回采率的上升，建立起一种让矿山开采企业更加注重资源的珍惜、节约和合理利用的发展新机制。

第二，通过奖励措施刺激企业提高回采率的积极性。我国国土资源以及财政的相关部门已经出台了政策，奖励对于矿山资源实行节约和合理利用的企业，给予资金来扶植矿产资源的回采率、综合利用率的提高。

第三，注重前期矿山的地质勘查工作。对于企业储量加大核查的力度，对于新办的矿山要求其勘测程度一定要在详查以上，对于矿体的赋存规律、空间形态都要进行详细的勘测，并制定出合理的开采方案为矿产资源的有效利用提供保证。

第四，改进开采技术、加强矿山管理。引导矿山企业根据自身的实际情况进行开采技术和工艺的创新，通过更加成熟和科学的方式来进行矿产资源的利用。开采过程的顺利实现离不开良好的生产管理，只有建立健全管理制度，才能够系统的对实际情况进行勘测以及指导，管理部门要做到及时总结经验教训，并应用新的方式和手段来指导矿山开采工作。

3、小结

综上所述，矿山开采回采率受矿山结构条件、开采工艺、生产规模和矿产价值等因素的影响，我们要想提高开采回采率，不仅要加强对矿山的勘测，还要在开采的工艺和技术方面进行创新，并通过科学的矿山开采管理模式来实现矿产资源的最有效利用。

参考文献

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1广西锰矿资源开发现状

1.1矿山规模及开采情况目前广西锰矿矿山约有99个，其中，大型矿山12个，占锰矿矿山的12.12%；中型矿山36个，占锰矿矿山的36.36%；小型以下的矿山51个，占锰矿矿山的51.52%，年产矿石量299.22万t，平均生产规模为9万t/a（正常生产矿山）。广西锰矿开采方式分为露天开采、地下开采、露天—地下联合开采3种。露天开采矿山的采矿方法以组合台阶采矿法为主，还有分区分期采矿法和横采掘带采矿法等。地下开采矿山的采矿方法以留矿采矿法为主，还有全面采矿法、留矿—全面联合采矿法和分段矿房法等。据统计，广西锰矿开采回采率平均值为89.23%，详见表1[3]。

1.2土地恢复治理由于广西锰矿矿山以露天开采为主，对地表环境破坏强度较大。据近3年统计资料显示：广西锰矿山土地恢复治理平均完成率为5.9%。2011年，平乐二塘锰矿区矿山地质环境治理、全州县雷公岭锰矿地质环境治理等2个申请中央补助资金的矿山地质环境治理项目获得批准。目前，全州雷公岭锰矿已成功申报国家矿山公园，经过矿山地质环境治理，优化了当地区域环境，为广西矿山公园的建设提供借鉴。

1.3典型矿山开发现状大新锰矿为广西保有资源储量规模及采选规模最大的锰矿矿山，位于崇左市大新县，矿区有公路通往大新县、靖西县等，交通便利。大新锰矿为我国最大的碳酸锰矿床之一，矿床类型为海相沉积层状碳酸锰矿矿床，地表发育风化帽型氧化锰矿，2011年底累计查明锰矿石资源储量8208.98万t，保有锰矿石资源储量7669.17万t。矿山为露天—地下联合开采，采矿方法为纵运采矿法和留矿采矿法，设计采矿能力为90万t/a，实际采矿量为每年107.52万t，其中露天开采矿石量72.80万t，地下开采矿石量34.72万t。矿山实际回采率为87.66%，略高于设计回采率（85%）。矿山实施的“4a～5a线280～320m标高残矿回收节约锰矿资源示范工程”采用串车斜井开拓，回收4a～5a线280～320m标高之间的残留锰矿资源，每年回收锰矿石8万t，原矿品位为含Mn19.32%，在服务年限内可回收锰矿石24.2万t。总体来看，广西锰矿资源开发利用程度较高，可作为最低准入门槛制定的重要参考依据。

2广西锰资源开发最低准入门槛体系构建与分析

依据国家及广西矿产资源总体规划要求，结合相关数据库文献、现场调研基础数据，笔者分析了锰矿资源开发最低准入门槛的关键指标及基本内容。

2.1最低生产规模和最低服务年限分析依据《关于调整部分矿种矿山生产建设规模标准的通知》（国土资发[2004]208号）的规定，锰矿生产规模：大型≥10万t/a，中型5～10万t/a，小型≤5万t/a，最低生产规模是2万t/a。《广西壮族自治区矿产资源总体规划》（2008～2015年）中规定锰矿最低开采规模：大型10万t/a，中型5万t/a，小型3万t/a；最低服务年限：大型20年，中型10年，小型3年。目前，广西锰矿山平均生产规模约为9万t/a，大中型矿山所占比例为48.48%，所占比例较高，且广西锰矿资源开发利用水平较高，故制定的生产规模准入门槛应高于全国平均水平。因此，笔者认为小型锰矿不宜再批准建设，即新建锰矿矿山最低建设规模应该为：不批准建设小型锰矿，中型矿山5~10万t/a，大型矿山≥10万t/a；锰矿矿山最低服务年限：中型矿山不少于10年、大型矿山不少于20年。

2.2“三率”指标分析目前广西已率先完成锰矿资源“三率”调查报告[3]，由该报告可知，锰矿矿山开采回采率平均为89.23%，与开发利用方案设计的平均值88.32%基本持平；选矿回收率平均为87.90%，高于开发利用方案设计的平均值80.75%；综合利用率平均为79.82%。近年来，广西大型锰矿山通过产业升级，开发利用水平有所提高，但是，大多数中小型及以下锰矿山采选技术和装备依然落后，生产粗放，开发利用水平低下，资源浪费和破坏较为严重，平均采矿回采率、选矿回收率分别为89.20%和75.80%，综合利用率平均为67.72%。由此可见，广西国有矿山矿产资源利用水平较高，而小型矿山矿产资源利用水平仍然较低。根据上述分析结果，结合广西锰矿资源开发利用现状，笔者提出广西锰矿资源开发最低准入门槛“三率”指标要求为：露天开采回采率达到90%以上，地下开采根据锰矿矿床的围岩稳固性和矿体倾斜度等自然赋存条件的不同，回采率应达到85%～91%。选矿回收率控制在85%～90%，锰矿综合利用率控制在75%～85%。

2.3最低准入门槛的基本内容为规范锰矿开采秩序，提高矿产资源开发水平，加快结构调整，保护生态环境，促进广西锰矿工业的安全生产和持续协调健康发展，广西锰矿资源开发最低准入门槛应依据《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国清洁生产促进法》、《广西壮族自治区实施〈中华人民共和国矿山安全法〉办法》、《广西壮族自治区矿产资源管理条例》、《广西壮族自治区矿山地质环境保护条例》等有关矿产开发的法律法规和相关产业政策，遵循“广西矿产资源总体规划（2008～2015）”的要求，并结合广西锰矿资源开发现状进行制订，其基本内容应包括：开发原则，企业布局、规模与外部条件，企业人力资源要求，工艺装备水平，环境保护，安全生产与职业卫生等方面。

2.3.1开发原则广西锰矿资源开发应遵循以下原则：统一规划，合理布局；合理开发，有效保护；优化配置，规模开发；依法开采，规范秩序。

2.3.2企业布局、规模和外部条件最低准入门槛中应对新建或改、扩建矿山项目进行严格规定，要求必须符合国家产业政策和国家及自治区相关规划要求，符合土地利用总体规划、土地供应政策、土地使用标准和生态功能区规划的规定；必须履行建设项目核准和用地报批手续，不得擅自开工建设；必须依法严格执行环境影响评价、安全评价和职业卫生评价，坚持“三同时”验收制度。另外，禁止在法律、法规、规章及规划确定的禁止开采区域内开采矿产资源。采矿登记申请人申请开采的矿区地质工作应当符合地质勘查程度要求，大型矿区（床）应达到勘探程度，中小型矿区（床）应达到详查程度，零星分散资源可适当降低地质勘查程度。新建锰矿山最低生产建设规模达到：中型5万t/a，大型10万t/a。新建锰矿山最低服务年限：中型10年，大型20年（该数值仅作为国土部门制定政策的依据和参考，具体取值应由国土部门根据广西实际来制定）。新建矿山投资项目，按照《国务院关于投资体制改革的决定》（国发〔2004〕20号）中公布的政府核准投资项目目录要求办理。而且，开采锰矿产资源，必须依法申领相关证照；必须有可行性研究报告论证并立项批复；必须完成开发利用方案或初步设计、安全评价、职业卫生评价、环境影响评价及验收程序；必须编制矿山土地复垦、地质环境保护与综合治理方案，并依照方案边开采边治理恢复；必须严格按照批准的矿产资源开发利用方案、初步设计进行开采，严禁无证开采、越界开采、乱采滥挖和破坏浪费资源；必须在工程建设竣工后按规定经非煤矿山管理部门组织竣工验收合格后，严格按核定的生产能力组织生产。

2.3.3企业人力资源要求锰矿最低准入门槛中应分别对不同规模矿山的企业人力资源提出相应的要求。以中型以上矿山为例，该类型锰矿矿长及技术负责人应具有矿山相关专业知识，并经非煤矿山管理部门培训合格后，方可上岗；矿山必须配齐采矿、机电、通风、地质、测量、爆破作业等专业技术人员，以及符合工作岗位要求的特殊工种技术人员。此外，矿山企业还应当对从业人员进行安全生产教育和培训，合格后方可上岗作业。同时，矿山企业应明确告知从业人员可能存在的职业危害，并对从业人员进行专门技能培训，才能让其持证上岗。同样，有关部门应当对矿山特种作业人员进行专门培训，合格并依法取得《特种作业操作资格证》后，才能上岗作业。

2.3.4工艺装备水平锰矿矿山必须有与开发规模相适应的组织管理系统、生产作业装备、排土场及尾矿库等配套工程设施。锰矿开采回采率、回收率和综合利用率应达到一定要求：露天矿开采回采率应达到90%以上，地下开采回采率应达到85%～91%（具体应依据矿体赋存条件和开采条件来定）；锰矿选矿回收率指标应达到85%～90%；综合利用率指标应达到75%～85%。

2.3.5环境保护制定最低准入门槛应对矿山地质环境保护提出一定要求，如应严格执行《矿山地质环境保护规定》，必须编制矿山地质环境保护与综合治理方案，严格执行矿山地质环境治理恢复保证金制度，矿山地质环境治理恢复率应达到100%（全面治理）。矿山土地复垦应严格执行《土地复垦条例》，必须编制土地复垦方案，严格执行土地复垦保证金预存制度，新建矿山土地复垦率应达到100%（全面复垦）。而且矿山应对废渣、废水与尾矿进行有效管理，“三废”排放要达到国家相关排放标准，矿山废水回收利用率达65%以上。

2.3.6安全生产与职业卫生最低准入门槛中应在安全生产与职业卫生方面对锰矿矿山提出明确具体的要求，例如矿山项目建设和生产经营必须符合国家安全生产和职业危害防治等法律法规规定以及安全技术规程标准，具备相应的安全生产和职业危害防治条件，并建立健全安全生产责任制；新、改扩建项目安全设施和职业危害防治设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用；矿山建设项目安全设施初步设计必须依法经过安全生产监督管理部门审查；安全设施投入生产和使用前，必须依法经过安全生产监督管理部门验收等等。

3结语

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关键词： 赋存；回采方法；业平台；残矿量

中图分类号：TD861 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）07-0090-02

0 引言

板石沟铁矿是一座拥有四十八年开采历史矿山企业。自矿山成立至今，已对6矿组进行了开采。矿组从上至下相继开拓了-720m、-640m、-580m、-520m主要生产中段，并实行了下行式开采，其中矿组以河床为中心，东部580m水平以上属于露天开采，已于2000年末闭坑。但是矿组东端约有30万吨残存的矿量。板石沟铁矿根据残矿体赋存条件、矿石质量的特点，组成相关技术人员反复论证实践，逐步形成了一套行之有效的残矿回采方法，为矿山创造了巨大的经济效益，同时极大的推动了矿山持续发展。

1 上部残矿露天开采方案

露天开采残矿回收主要是回收600m水平以上露天回采时边坡处的残矿。利用原有露天开采台阶高度10m为基础，在600m水平边坡残矿边的公路附近搭设回采平台（10m×10m就行），以便对回采上部残矿时的崩落矿石进行拦截、储存，同时也可利用公路便于矿石运输。可以适当扩展原有露天开采平台，既方便人工作业，又能减少采矿成本。边角又碎又薄的矿体可通过气腿式YT23-7655凿岩机掘凿，最后崩落。通过600m水平搭建的作业平台对崩落矿石进行截止和回收，而且崩落和剥离的岩石可直接排放到附近的露天坑底作为覆盖层使用。

2 坑下残矿回采方案选定

板石沟铁矿经过技术论证，最初确定了两套600-568m水平间的残矿回采方案。第一种是利用平硐回采法，但该方法有三个缺点：一是冬季防冻害困难，影响井下采矿作业和坑底碴石回填；二是残矿体结构相对复杂，矿体稳固性差，生产组织难度大；三是出矿困难，不利于充分回收矿石。

第二种是井下回采法。通过分析残矿体规模和赋存矿量，确定矿体基本是6#矿组主矿体边部矿体和露天开采边坡处残留的矿量。虽距离露天坑底较近（600～568m间露天边坡残矿，580～570m为矿石覆盖层，600～580m为排碴岩石覆盖层），边坡残矿大部分是片岩铁形式的细小的薄矿体，回采难度较大。但是地质品位C=30.79%，储量约为30万吨。矿组西端及南坑都已从露天开采转为井下开采，现有井下采矿系统可以二次利用，一方面能规避冬季冻害，另一方面可实现井下556m水平均衡下降，极具回收的价值。考虑矿组主矿体的开采方法为无底柱分段崩落法，为了做到系统统一，最后也确定采用无底柱分段崩落法进行井下回收残矿体。实践证明，在充分利用原有的井下开采系统的前提下，对上部露天开采边坡内残矿回收具有借鉴作用。下面就其具体实施方案进行重点综述。

2.1 根据残矿体赋存状况，合理布置采准工程 针对露天边坡残留矿，考虑6#矿组西端及河床矿柱640m水平以下分层均设计为井下开采，采用的采矿方法为无底柱分段崩落法，在设计残矿回收方案时，充分利用井下520m开拓系统和580m回风巷，在回采范围内根据赋存的矿量及矿层厚度设计合理的回采进路形式，并按顺序编号，进路一般高3m，宽3m。用气腿式YT23-7655凿岩机进行巷道掘进，中深孔采用YGZ-90凿岩机凿岩，首层分段高16m。无论采取何种回采形式，最后都在人行设备井处结束。

2.2 系统兼顾，合理掘凿 在进行采准工程施工时，首先从580m回风巷道中进入，并对520m水平N1#矿石溜井向上掘凿直到580m水平，作为回采残矿的放矿溜井，最后残矿进入520m运输大巷通过矿车运至主井，与原有的井下采矿系统形成统一，同时从556m水掘凿556-580m水平人行设备井，负责上下分层的人员、设备、材料运输、安全出口以及进风等辅助使用。回采完同一水平的残矿后，从人行设备井中进行实施降段。

2.3 在回采残矿体时，按市场经济要求，制定经济合理的出矿品位，充分提高资源利用和矿床的经济价值。

2.3.1 对残矿体矿石利用的可行性进行技术论证 通过矿采实践和可选性试验得知，除了在回采阶段矿石贫化大些，其经过选厂小粒度干选后入选矿石品位，在最终选别后铁精粉矿石品位基本能达到67.5%，尾矿品位为8.8%。

2.3.2 构建采运选生产经济模型 参考市场要求确定出矿品位，并将该指标作为一个铁精粉价格变量函数，根据铁精粉市场价倒推，最终得一个相对科学的出矿品位，计算公式如下：A=（α-β）/（γ-β）×0.995×B-（T1+T2+T3）

其中，A、B分别表示预期利润（元/t）、精矿粉税后售价427元/t；α、β、γ分别表示出矿品位22%、尾矿品位8.8%、精矿品位67.5%。T1、T2和T3分别表示采矿成本、矿山到选厂运输成本和选厂矿石磨选总成本，T1、T2、T3的数值分别是48元/t、8.6元/t、32元/t。

通过计算得出预期利润A为6.94元。也就是说出矿品位22%的铁矿石可获得6.94元的利润。鉴于此，在生产管理中可将22%视为出矿截止品位。

2.3.3 出矿品位在一定程度上决定矿床的经济价值

出矿品位不同，所出产的矿量明显不同，所产生的经济效益也有差异性。因此，回采残矿前必须进行经济技术分析，以期最大限度拓展效益空间。

2.4 针对回采边帮残矿时混岩率较多，出矿品位较低，建议残矿与主矿体同时回采，综合回收，进行合理配矿 在回采阶段的技术措施与前期采矿技术基本相似。采场内通过N1#通风天井通风，同时需要在其周围布置一局扇进行抽出式通风，采场出矿设备采用T4G装岩机或1m3小型铲运机出至矿石溜井中，再由520m水平运输大巷通过2m3矿车拉至520m水平矿槽，并用主井提升到地表再到选厂，以稳定矿山产量，确保矿山持续发展。

3 结论

①残矿回收一方面能提高设备利用率，有利于矿山安全生产，另一方面能实现矿山的持续发展，拓展效益空间。露天边坡残矿几年来已回收约20万吨就是很好的证明；②板石沟铁矿在回收6#矿组东端露天边坡残矿的实践过程中，认真分析残矿体赋存状况及在如何做到经济地回收残矿时，制定一套科学的残矿回收方案，现有采矿系统可二次利用，特别是在对600-568m间残矿井下回收时，能够与现有井下采矿系统统一，科学掘凿，一利于控制采矿成本，二能实现残矿体和主矿体在556m水平均衡下降；③目前板石沟铁矿在残矿回收方面已取得一定成绩，但仍然有很多要改进的地方，例如回采率偏低约62%。另一个问题是井下坑道在回采阶段与露天采矿系统的衔接、巷道通风以及冬季冻害防治等环节还须进一步研究解决，这些问题是我们今后着重研究的方向；④残矿回收地段由于受矿体赋存状况影响，片岩铁较多，岩性较破碎，冒落现象多，地压变化情况复杂，相关地质资料一定要全，边坡残矿体细小又薄且不稳定为难采矿体。在布置回采进路时，必须统筹兼顾，科学设定回采工序，提前做好防止残矿体冒落的措施，并根据市场经济要求科学配矿，这是提高残矿回收率的关键。

参考文献：

[1]赖活.生露天边帮残矿回收实践[J].金属矿山，2007（01）.