发布时间：2023-09-19 17:52:19
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5篇铁矿采矿方法，期待它们能激发您的灵感。
伊吾县宝山铁矿是一个建成生产多年的小型磁铁矿矿山，自建矿以来对矿山范围内的7个矿体进行了开采，其Fe1号矿体规模最大，为主矿体，采用竖井开拓方式、普通浅孔留矿采矿法进行开采。由于断层构造，使Fe1号矿体西南段往主矿体下盘错动18～22m，该段矿体的三～五中段已经基本开采完毕。西南段剩下的一～二中段的矿体是被断层错动距离较大的部分，为一相对独立矿段，现改称西南矿体，采用斜井开拓方式，作为一个单独的生产系统，划分为两个中段：在提升斜井内以甩车道车场方式连接开拓613m中段（一中段），再往下开拓580m中段（二中段），中段高度为33～40m。
西南矿体受断层错动影响，矿体较Fe1矿体变缓，为倾斜中厚矿体。普通浅孔留矿法明显不适宜开采该矿体。合理的采矿方法的选择，对矿山的顺利生产和获取经济效益具有重要意义。
2、地质概况与开采技术条件
西南矿体由1号和3号勘探线及后期加密的+1、―3、+3号勘探线控制，探明矿体侧伏于地表3～18米以下，控制矿体长50米，控制矿体斜深140米。矿体产状：倾向320°，倾角38°-45°，形态为透镜状及似层状，厚度较稳定，且由北东向南西逐渐变薄、变贫，平均厚度8.24-米，平均品位42.69%。
矿体围岩主要为角岩、蚀变凝灰岩，次有石榴矽卡岩和花岗岩，顶底、板岩石具有致密坚硬和孔隙率、吸水性、抗拉强度小、拉压强度大的特点，矿岩硬度系数8-12。工程地质条件良好，矿体顶、底板岩石具有较大的强度和较好的稳定性；岩石的体重2.6t/m3，矿岩松散系数为1.6；矿石的体重4.33t/m3，松散系数1.6，矿石一般自然安息角45°；水文地质简单；环境地质简单，地表为荒漠戈壁，允许陷落。
3、采矿方法的选择与应用
3.1合理的采矿方法除应保证作业安全、经济效益好、工艺简单，还需满足宝山铁矿生产经营的实际需要：
（1）采选规模扩大，Fe1主矿体生产能力已不能满足矿山的生产需要，西南矿体需尽快投产。
（2）宝山铁矿为小型矿山，近年来铁矿市场不景气，要求西南矿体尽量使用现有的机械、电力及其它辅助设备设施，以减少成本。
3.2根据矿体赋存情况、开采技术条件和矿山具体实际，西南矿体采用分段浅孔留矿法对一中段矿体进行了开采，即将一中段矿体划分为两个小分段，结合浅孔留矿法原有的工艺进行回采。
采场沿走向布置，长50米，阶段高度40米，分段高度15米，间柱4米，平底结构，漏斗间距6米，分段沿走向布置电耙道，电耙道端部布置溜井出矿。回采时结合普通浅孔留矿法采矿工艺，采出的底板以下废石尽量单独放出。
用此采矿方法开采有以下优点：（1）利用矿山原有的电力、压气等设备即能满足生产需要。（2）采准切割量小，投入生产快，使矿山生产顺利接续。（3）回采工艺简单，工人易掌握。（4）人为增加采矿倾角，回采率得到提高。但在开采过程中存在以下问题：（1）上下分段放矿管理难度大，平场、顶板管理难度大。（2）矿体倾角较缓，采宽大于10米，上盘应力过大，工人在较大暴露面下作业，安全性。（3）采废（岩石）量大，贫化率增加。
3.3针对一中段开采过程中存在的问题，矿山生产技术部决定在二中段寻求更加安全经济，便于管理的采矿方法。考虑矿山实际情况，经过多方案对比，选择分段矿房法对二中段矿体进行开采。
采场沿走向布置，走向长度50m；间柱4m，底柱4m.块段之间不留顶柱。中段高度为33m，结合凿岩设备（YGZ-90）配TJ-25钻架，为确保所有孔都控制在20m以内的有效凿岩长度，矿块分段高度为11m。
矿体两端各布置有两个行人天井与各分段联系，凿岩巷道布置在矿体下盘脉外，通过出矿穿与电耙道（运输巷）联通；切割天井布置在矿体中间，每个分段由切割横巷与切割天井联通。回采自上而下，以切割槽为自由面，后退式回采，孔径65mm，最小抵抗线w=2m，孔底距1.5m，排距1.2m。回采时上分段超前下分段3-5排眼。一分段只爆破不单独设电耙道，爆破后矿石靠重力自溜至二分段，经溜井放至中段运输巷道中。
用此采矿方法开采相对分段浅孔留矿法：（1）作业条件好，安全管理难度较小，人员不在大面积矿体顶板下作业，安全性好。（2）作业集中，劳动生产率高，生产能力大，放矿管理简单。（3）采废（岩石）量较小且可回收一中段采场底柱。
3.4两种采矿方法的技术经济指标
4、结论
宝山铁矿西南矿体属于倾斜中厚矿体，应用上述两种采矿方法均能充分回收资源、确保回收质量和安全；采用分段浅孔留矿法，由于采准工程量小，较快投入了生产，解决了矿山生产接续的问题，但综合考虑安全性及生产效率，采用分段矿房法对该矿体进行开采更加合理。上述采矿方法在宝山铁矿的成功应用为企业获得了较好的经济效益，为开采类似矿体积累了一定的经验，但今后还需加强以下几方面的工作：
（1）、不断总结顶板管理经验，采取科学的辅助观测手段，保证在分段浅孔留矿法开采的矿房中作业人员的安全。
（2）、加强施工指导和生产管理，提高采掘效率，降低废石混入率。
（3）、在回采中应加强块度控制，尽量减少二次爆破。
（4）、进一步加强综合研究，总结采矿方法在实际应用中的优缺点，不断探索，努力创新，寻得更加适用于本矿山的采矿方法。
参考文献：
（1）、《采矿手册》编辑委员会.采矿手册（第四卷）.北京：冶金工业出版社，1990.
（2）、《新编矿山采矿设计手册》编委会.新编矿山采矿设计手册（矿床开采卷）.徐州：中国矿业大学出版社，2007.
【关键词】采矿新技术，铁矿开采，采矿技术，开采方法
中图分类号：TD43文献标识码： A
一.关于我国铁矿矿产资源现状的分析
我国铁矿资源丰富，分布范围较广，其铁矿矿床的种类也是很多的，比如接触交代热液型矿床、沉积变质型矿床、岩浆型矿床等，这些矿床都具备各自的特点，有着不同的地域分布。沉积变质型铁矿的分布是比较广泛的，主要分布在华北区域，鞍山式铁矿是它的最主要的部分。我国的东部区域分布较多的接触交代热液型铁矿，磁铁矿是它最重要的组成部分。目前来看，我国铁矿储量及其丰富，接触交代热液型矿产是分布较为广泛，数量较多的资源。沉积变质矿的分布次之，至于岩浆性矿产，它的分布范围较低，属于贫矿资源。我国矿产总量丰富，但是相关原料是非常缺乏的。
二、新形势下铁矿开采工艺的发展现状及其背景
铁矿资源是极其宝贵的不可再生资源,资源的丢失是最大的浪费。但是，综合目前我国的铁矿情况来看，国有大型铁矿在生产能力的设计和服务年限的选择上都有很大不同,与实际开采过程及开采阶段之间存在着很大差异。这种状况主要是由以下原因造成的，第一，生产规模在社会发展和社会需求以及资源量不断变化的过程中也在发生不断变化。第二，地质条件在开采的过程中也会发生变化。第三，采矿工艺的不断改进以及采矿技术的不断发展。第四，铁矿资源回收率在技术不断改进的过程中发生了变化。大多数铁矿在经过技术改造、采用先进的采矿工艺和采矿技术后,提高了矿井生产能力,缩短了矿井服务年限。
三、铁矿矿产开采技术的系统剖析
（1）露天开采的模式更加注重采矿系统内部环节的协调运行。它是在敞露条件下，实现对采矿资源的有效开发。其系统环节分为四个部分，主要为穿孔爆破环节、采装环节、运输环节以及排土环节。学会运行合理的露天开采方式是很必要的，这需要我们根据具体开采环境而具体实施相应方式。在处理开采面积广泛、储量丰富的矿物资源的时候，我们需要进行剥离环节的开展，在此其中，我们要利用陡帮分离的开采方式进行具体施工，并结合分期开采模式，确保分期剥离环节与集中扩帮环节的有效运行。（2）陡帮开采方式是一种应用广泛的开采技术，这种方式能够有效促进工程综合效益的提升。它突破了传统缓帮开采的局限性，实现对铁矿石成本的有效控制，有利于降低铁矿石初级阶段的投资成本，有利于采矿工作的质量效率的提升。陡帮开采技术的优势是非常明显的，它是一种在露天开采环节中进行成陡剥岩帮的开采模式，帮的跛角的构成因素是影响该技术顺利开展的重要原因。
为了实现陡帮开采方式的顺利运行，我们需要加深对其技术条件的认识。针对不同的施工环节，结合自身技术设备的优势，保证陡帮开采模式的顺利运行。比如在保证采矿技术设备稳定运行的前提下，进行工作平盘宽度的减小，以确保相应工作环节的稳定运行。在正常生产采矿 环境下，实现对平盘数量的减小。在保证平盘数量稳定的情况下，进行平盘宽度的有效减少。在保证铁矿矿产模式正常的前提下，进行生产作业线长度的延长，水平推进速度的降低，以有效提高采矿环节的工作效率。（3）地下开采环节的应用对于矿产资源的有效开发是很有必要的，它主要是一种从地下铁矿矿产中开采矿石的技术。一般来说，它分为四个环节，分别是矿床开拓环节、采准环节、切割环节以及回采环节。铁矿矿产地下开采方式也是很多的，比如自然支护开采法的应用，通过对矿柱的支撑能力与岩石本身稳固性的有效应用，实现日常地下开采工作的顺利进行，对回采过程中的采矿空区进行有效操作。这种开采方式是相对简单的，有利于日常的机械操作，它的开采成本也是相对较低的。与此同时，这种开发方式不可避免的存在着弊端，比如对大量矿柱的保留，导致铁矿石的较低的回采率。人工支护采矿方法也是应用比较广泛的方法，它主要应用于采空区域的日常维护，依靠充填的方式进行具体作业应用，以实现不稳定铁矿矿产的有效利用。这种采矿法具备高回采率、高适应性、其安全作业性强，也不可避免的导致作业成本的上升，不利于简化日常的作业工序。
（4）无底柱分段崩落法，也是我们经常运用的一种开采模式，这种技术方法的使用需要符合一定的条件，比如铁矿石中等以上的稳固性，其地表与围岩环境可以进行崩落，铁矿石矿体的急倾斜厚等。这种开采方式也存在一定的弊端，这是在所难免的，每一种开采技术都有它占优势的一面，也有不完善的一面。为了实现对开采技术的有效使用，我们需要根据矿产的实际情况，进行相应采矿技术的具体应用，以有效促进采矿作业的良好运作。为了促进矿产开采的发展，我们需要明确以下方面，在开采过程中，我们要加强对通道的有效支付，促进该通道的稳定性，有利于整体施工环境的稳定。与此同时，我们也要根据铁矿的岩层特征，进行相关操作的运行，确保通道环节的稳定发展。
四、新形势下的铁矿开采中的采矿技术分析
1.优化开采布置
伴随着科技的不断进步，为了适应时代的发展，在铁矿开采中采用新技术可以提高生产效率节省资源，因此铁矿开采也在不断的更新和优化开采技术，进而使得开采水平得到有效提高。通过对现有的采铁技术和开采布置进行改进和完善，可以提高生产效益，在最大限度上实现开采效益，要加大对开采巷道布置、铁矿的地质条件以及技术评价体系的专家系统的研究，这样才能从根本实现他们之间最合理优化的匹配，进而实现在最大程度上获得开采效益。可以通过这样的方法来实现：第一，不断优化开拓部署和巷道布置系统，不断对采取和工作面的参数进行优化；第二，对集中准备和回采的关键核心技术加大研究力度，降低岩巷的掘进率，尽量增多回采的开采量，进而使得毛石的含量在最大程度上减少；第三，尽量对毛石在井下直接处理，这样在很大程度上可以降低能耗、减少污染并能实现对环境的保护，可以使得生产系统得到优化，同时还为高产高效集中开采提供了保证，因此对该方面应该引起足够的重视。
2.建立“采矿自动化“系统
目前，国内铁矿山行业采矿自动化系统的建立已是大势所趋，矿山通过采矿自动化系统的建立得以实现资源消耗最低、产量最大化、提高工作和生产效率、加强采矿管理等目标，同时通过采矿自动化系统与选矿自动化、办公自动化、管理自动化等系统的连接，大力提高矿山企业的核心竞争力。
3.优化巷道布置，减少毛石排放的开采技术
现有的铁矿开采方法的布置需要有新的改变，主要是为了实现采矿效益的最大化，研究开发铁矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，保证采矿方法、开采布置等互相适应。推广毛石充填、嗣后一次充填等采矿方法，毛石不需要运出地面，简化生产系统，同时实现采掘与充填同步发展，这样就能大大提高生产效率。重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置的系统优化，减化巷道布置，完善采区的工作参数，研究集中开拓，挖掘集中准备、集中回采的关键技术，降低采掘比；研究毛石在井下直接处理、作为充填材料的技术，这毕竟是一项减少污染的有效措施，还是减化生产系统的关键，能提高铁矿的集中化生产水平，提高开采效益。
参考文献：
[1] 宋文，高岩鹏. 矿山安全科技项目质量管理创新与实践[J]. 科技管理研究.2013.1
[2]陈敏，郑伟强.无底柱分段崩落采矿法的损失、贫化问题探讨[J].南方金属，2007，（11）
Abstract： This paper analyzes the mining technical conditions of V1， V2， V3 ore bodies in a iron mine， and obtains the conditions of the good stability of the ore rock and the condition of the ore body to meet the low-angle dip to dip thin ore body. According to the mining of the coal mine is difficult， the mining method is difficult to determine， mining management is difficult and other problems， a comprehensive mining method is proposed in which the mining face is arranged along the inclined direction or pseudo inclined direction of the ore body. Through the study of stope structure parameters， mining technology， ventilation lines， it is concluded that the comprehensive mining method is suitable for the mining of the low-angle dip to dip thin ore bodies.
关键词： 缓倾斜至倾斜；薄矿体；全面采矿法；回采工艺；采场通风
Key words： low-angle dip to dip；thin ore body；breast stoping；stoping technology；stope ventilation
中图分类号：TD863 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）09-0147-03
0 引言
矿体是矿物的聚合体，其是地质作用的结果，由于影响矿体形成的因素众多，最终导致矿体的特征、赋存状态、赋存环境存在差异。为确保安全开采，需根据矿床的开采技术条件选择适宜的采矿方法，以便降低采矿成本，提高矿山经济效益。不同类型、不同开采技术条件的矿体，其适宜的采矿方法也不同。矿岩稳固性较好时采用空场法进行开采，如阿尔登―拓普坎铅锌矿[1]、雷家寨铜多金属矿[2]、谦比西铜矿[3]等；矿岩稳固性差时采用崩落法进行开采，如张家洼铁矿[4]、铜坑矿[5]、羊耳山铁矿[6]等；地表不允许塌陷或有需要保护的建筑物时采用充填法进行开采，如司家营铁矿[7]、李官集铁矿[8]、会宝岭铁矿[9]等；针对深部矿山，开采时还必须对深部岩石的力学特性进行研究，如冬瓜山铜矿开采时需研究深部岩石处于频繁动态扰动状态下的动力学特性[10-12]。
综上所述，矿山开采时，尤其是地下矿山开采时，需要选择适宜的采矿方法。缓倾斜至倾斜薄矿体开采时，常遇到出矿难度大、采矿方法难以确定、采矿管理难度大等问题，故以某铁矿的缓倾斜至倾斜薄矿体为研究对象，研究适宜该特征矿体开采的采矿方法。
1 V山地质概况
为研究缓倾斜至倾斜薄矿床的采矿方法，选择某铁矿为研究对象，矿区内矿体满足缓倾斜至倾斜薄矿床的条件。矿山地质是采矿方法选择确定的前提条件，故对该铁矿的矿山地质进行简要介绍。矿区在区域构造上处于剑川-大理歹字型构造南段，褶皱、断裂、挤压带构成了极其复杂的构造组合体，其中断裂密集，以高角度压性断裂为主，张性和压扭性断裂次之，构造线总体呈北西向平行展布。矿区出露地层主要有三叠系上统祥云组（T3x）、马鞍山组（T3m）和三叠系中统云南驿组（T3y）。矿区范围内构造简单，为单斜构造，且褶皱不发育。矿化强弱与岩石节理、裂隙发育程度成正相关系，当两组节理、裂隙发育时，铁矿呈似层状和透镜状产出。
2 开采技术条件
2.1 矿体特征
该铁矿床共圈定铁矿体三个，其编号为V1、V2、V3号矿体，均以氧化矿为主，且呈透镜状分布。各矿体的具体特征如下：
①V1号矿体：位于矿区北东部，沿走向长180m，呈“弧”形状。分布于三叠系上统马鞍山组（T3m）的灰岩中，以块状及蜂窝状褐铁矿为主。主要以似层状及透镜状形态产出。矿体呈北东走向，倾向80°～190°，倾角在20°～25°，平均23°，为缓倾斜矿体，且平均厚度为2.09m，为薄矿体。
②V2矿体：位于矿区中部，沿走向长250m，同样分布于三叠系上统马鞍山组（T3m）的灰岩中，以块状及蜂窝状褐铁矿为主。矿体的产出形态主要以似层状和透镜状。矿体呈近南北走向，倾向85°～95°，倾角在35°～40°，平均37°，为倾斜矿体，且平均厚度为2.14m，为薄矿体。
③V3矿体：位于矿区中部，沿走向长50m，也分布于三叠系上统马鞍山组（T3m）的灰岩中，以块状及蜂窝状褐铁矿为主。矿体的产出形态仍为似层状和透镜状。矿体呈近南北走向，倾向85°～95°，倾角在32°～38°，平均35°，为倾斜矿体，且平均厚度为2.20m，为薄矿体。
2.2 矿岩稳固性
矿体围岩及矿体顶底板均为厚层状灰岩，硬度大，物理力学性质高，岩石的稳固性较好，有利于矿床开采，但在节理、裂隙发育区或采空区地段岩石破碎，稳定性差，可能塌方、冒落。该铁矿矿体产于三叠系上统马鞍山组（T3m）灰岩中，矿体上下盘亦主要为灰岩，矿体上下盘围岩化学成分与该层段岩石化学成分无较大差别。由于矿体上下盘围岩具有与矿体本身相同的铁矿化，矿体与围岩实际上呈过渡的渐变关系。总体来说矿体及围岩的稳定性较好，矿床工程地质类型可划为层状结构坚硬-半坚硬岩类为主的中等类型。
3 缓倾斜至倾斜薄矿体开采存在的问题
以某铁矿为基地研究缓倾斜至倾斜薄矿体的采矿方法，需以实际工程地质情况及矿体特征为前提进行探讨。根据该铁矿的实际生产经验，可总结出缓倾斜至倾斜薄矿体开采过程中遇到的主要难题：
①矿体倾角较缓，崩落的矿石无法自行落矿，导致出矿难度大，增加采矿成本。
②由于矿体倾角处于缓倾斜至倾斜范围内，导致采矿方法的选择及回采工艺的确定难度大，如选择多种采矿方法，则会造成矿山生产管理难度大。
③由于该铁矿床存在多条矿体，对采矿方法的要求较高，造成采矿方法的设计难度大，实际开采过程中，需根据各矿体的具体特征调整采矿方法的结构及参数。
4 采矿方法探讨
4.1 采矿方法选择
不同特征的矿体需选择相应的采矿方法进行开采，采矿方法的选择是矿山开采的核心工作，其决定了矿山生产的安全性及经济效益。矿床地质条件及矿体的开采技术条件是采矿方法选择的前提，矿体的倾角、厚度，以及矿岩的稳固性等都是采矿方法选择时必须考虑的因素。同时采矿方法的选择还必须遵守安全、可靠；结构简单、技术可行；工艺成熟、管理方便；损失率及贫化率较低；生产能力大，劳动生产率高；采矿成本低、经济效益好等原则。由于缓倾斜至倾斜薄矿体开采时崩落矿石无法进行自溜放矿，同时作为研究对象的某铁矿的矿岩稳固性较好，结合该铁矿矿床实际的开采技术条件、经济效益及矿山开采安全等，类比国内相似矿山，最终确定采用全面采矿法对缓倾斜至倾斜薄矿体进行回采。针对缓倾斜、倾斜两种倾角的矿体通过调整回采工作面的布置形式确保安全生产，同时采用电耙辅助运矿的方式来解决矿石出矿难的问题。
4.2 缓倾斜薄矿体采矿方法探讨
该铁矿V1号矿体倾角在20°～25°，平均23°，即倾角小于30°，且矿体厚度为2.09m，同时矿岩稳固性都较好，故采用回采工作面沿矿体倾斜方面布置的方式进行开采。沿岩矿体走向布置矿块，采场宽度设置为50m，根据矿体赋存标高，中段高度设置为25m，设置矿块间柱宽2m、顶柱及底柱高2m，采场底部溜矿小井间距设置为12m。具体的采场结构参数详见图1。
4.3 倾斜薄矿体采矿方法探讨
该铁矿V2号矿体倾角为35°～40°，平均37°，平均厚度为2.14m；V3号矿体倾角为32°～38°，平均35°，平均厚度为2.20m，即V2、V2号矿体的倾角都大于30°，若回采工作面沿矿体倾斜方面布置，采场出矿的安全性得不到有效保障。结合矿山实际情况，同时借助类似矿山的生产经验，设置回采工作面沿矿体伪倾斜方向布置，即确保工作面的真实倾角小于30°，图2中倾角C便是设计回采工作面的真实倾角，经计算为25°，小于30°，满足要求。
各采场回采工作面沿矿体伪倾斜方向布置，同时沿岩矿体走向布置矿块，采场宽度同样设置为50m，根据矿体赋存标高，中段高度同样设置为25m，设置矿块间柱宽2m、顶柱及底柱高2m，采场底部溜矿小井间距设置为12m。具体的采场结构参数详见图2。
4.4 采场回采及通风
①采准切割：矿块沿矿体走向布置，同时为减少矿柱矿量和提高回采率，满足生产能力及装车运输量的要求，中段运输巷道采用脉外布置。首先自中段运输平巷开掘人行材料通风井和放矿溜井，然后在矿房底部沿矿体底板（下盘）开凿拉底平巷、接着开凿采场上山（采场上山通地表或联通上中段电耙道）。
②采场回采：矿块回采的顺序为后退式回采，同时根据矿体倾角大小，V1矿体的工作面沿矿体倾斜方向布置，V2、V3矿体的工作面沿矿体伪倾斜方向布置，采场内的回采顺序为从采场一侧向另一侧全厚推进。采场内采用YTP26型凿岩机进行凿岩，凿岩孔径一般为36mm～44mm，孔深1.5m～2m，排距1.5m～2m。钻孔钻凿完成后，采用人工装药的方式进行装药，采用非电毫秒导爆管起爆方式起爆2#岩石凿岩进行爆破。爆破后待炮烟散净，处理采场矿房顶、底板岩层及顶部松、浮石。最后采用2DPJ-22型电耙将崩落的矿石耙运至采场底部的溜矿小井，矿石经溜矿小井放入中段平巷内的0.7m3翻斗式矿车中，运出地表。
③采场通风：V1、V2、V3号矿体开采时的采矿方法都为全面采矿法，区别在于回采工作面布置的形式不同。在主风机形成风流的前提下，每个采场配制一台JK55-2-N04型局扇辅助通风，便可确保采场的通风安全。新鲜风流经平硐口进入中段运输巷，经人行通风井、拉底巷道及采场联络道进入采场，清洗工作面后，污风排至上中段回风平巷再抽出地表或直接排出地表。具体通风线路见图3，图中箭头表示风流流向。
5 结论
以某铁矿为研究对象，研究缓倾斜至倾斜薄矿床的采矿方法，针对矿床开采存在的问题，经研究得出如下结论：
①分析了某铁矿的开采技术条件及矿岩的稳固性，得出矿体满足缓倾斜至倾斜薄矿体的条件，同时得出矿岩稳固性较好，有利于矿床的开采。
②提出采用全面采矿法进行开采，通过布置回采工作面的形式及采用电耙辅助运矿，有效解决了运矿难及回采工艺难管理的难题。
③探讨了适用于缓倾斜及倾斜薄矿体开采的全面采矿法的结构参数，同时分析了采场回采工艺及步骤、通风线路，得出全面采矿法适用于缓倾斜至倾斜薄矿体的开采。
参考文献：
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[4]张国，邱景平，宋守志.张家洼矿无底柱分段崩落法结构参数灰色决策[J].东北大学学报（自然科学版），2006，27（4）：454-457.
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[6]丁明福，周王贞.无底柱分段崩落法在羊耳山铁铜矿的应用[J].有色金属（矿山部分），2015，67（5）：14-16.
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[10]唐礼忠，王春，程露萍，等.一维静载及循环冲击共同作用下矽卡岩力学特性试验研究[J].中南大学学报：自然科学版，2015，46（10）：3898-3908.
关键词：地下铁矿；设计；创新
Abstract: since the reform and opening up, design institute and enterprise of market economy since, from the leadership to the design staff gradually transforms the design train of thought, assume many design project, gained very great success, but due to the influence of past planned economy, walk along old road and the old set pattern malady, still very serious. I think it necessary to sum up experience and lesson foundation, meet a challenge, walk along our country underground mine design innovation road.
Key words: underground mine design; innovation;
中图分类号：P578.4+4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
我国地下铁矿现状及未来展望
我国十二大钢铁集团公司（鞍钢、首钢、本钢、武钢、包钢、宝钢、酒钢、唐钢、攀钢、山东莱钢、江苏沙钢和南京钢铁集团），铁矿石自给量仅占50%左右，其余均靠进口铁矿石维持。国内铁矿山建设严重滞后，造成钢铁工业因过度依靠进口矿，成本增加，整体效益呈逐年下降趋势。在利用两种资源政策前提下，不应忽视国内铁矿资源的合理开发。
我国铁矿资源量约为631亿吨，排名世界前五名，属铁矿资源大国。但我国铁矿资源特点多为贫矿，平均品位TFe25~30%,需选矿加工成铁精矿方可利用。尚未开发的铁矿床，尚存在埋藏较深，水文地质条件复杂等特点，大都需采用地下开采。另外，我国各大钢铁集团的重点矿山大都为露天开采，处于深凹开采阶段，面临向地下开采过程问题。也就是今后铁矿山设计项目属难采的地下开采的矿山，设计单位必须有清醒的认识。
为适应铁矿山设计市场的新形势，我们必须强化地下开采设计队伍的建设，认真研究地下铁矿设计的新思路、新举措和新方法，实现思路更新，走创新之路。
转变设计理念，树立设计新思路
我院技术骨干，大都在上世纪六十年代至八十年代，参与了我国十大地下铁矿的设计工作，这些矿山已达产多年，已成为钢铁公司的骨干矿山，详见表1。本世纪初我国自主设计的地下铁矿列于表2。
众所周知，鞍山院为承担酒钢镜铁山和梅山铁矿设计，从上世纪六十年代至八十年代，从瑞典引进先进的采矿技术和设备，形成自己的设计思路，在国内处于领先地位，在设计中采用如下的先进技术：
大型多绳箕斗竖井提升技术；
增大阶段高度，设置主运输水平；
广泛采用高效率的无底柱分段崩落法；
采掘设备大型化、无轨化；
多级机站通风；
竖井采用钢绳罐道。
该设计思路概括为设备大型化、采矿高效化、运输和提升自动化。
表1 我国自主设计已达产的大型地下铁矿
进入21世纪，我院承担的矿山设计任务发生了变化，设计思路也要与时俱进，才能适应市场，维持设计院的生存，必须尽快掌握新技术，才能完成设计任务。我院必须在以下方面，有所作为：
（1）竖井提升要突破旧框框
长期以来，我院习惯在设计中采用单箕斗（带平衡锤）竖井提升，矿山生产实际证明，采用双箕斗提升是可行的，两中段过渡时，上中段通过采区溜井将矿石溜至主运输水平。同一台多绳提升机，需采用双箕斗提升，提升能力将提高30~40%，是增产节能重大举措。
（2）对混合提升竖井，应重新认识
许多老同志，对混合井反感，而有色系统设计院近年来在设计中广泛采用混合井。采用混合井的好处是减少开拓井筒数量，地面总图布置紧凑，井下车场减少井巷工程量。其缺点有二，一是井筒内隔离困难易磨蚀，二是井口入风粉尘超标。目前前者可用防腐材料解决（如玻璃钢），后者可用密闭解决。我院目前在开拓设计中，开拓竖井数量偏多，造成矿山基建投资偏大，且基建时间拖长。
（3）由于新项目，地质条件复杂，埋藏深，再加上地面尾矿库选址困难，或因安全、环保要求，往往要求将选厂尾矿就近充进地下采空区，因此，深孔崩矿嗣后充填采矿方法应运而生，解决此问题。
如果我院尽快掌握以上三项关键技术，也是对地下铁矿设计，在新形势下的创新。
地下充填是矿山解决无废开采，实现矿山循环经济的重大举措
近十年来，随着国内增产铁矿石的需要，过去认定埋藏深、水文地质条件复杂的铁矿床合理开采问题，已呈现在设计院面前。南京钢铁集团草楼铁矿就是一个实例。实践证明，该矿在200m第四纪内含充水流砂层下，采用高效率深孔崩矿嗣后充填采矿方法在技术上是成功的。为我国大型地下铁矿开采，采用胶结充填法，走出一条成功之路。现简述如下：
地面充填站设计是充填工艺设计的核心
草楼铁矿年产矿石200万t/a；干选尾矿产率14.12%，粒度-70mm，用于地面建筑工程；用于井下充填的尾矿量135.99t/h（干重），尾矿浓度ρ=11.88%，尾矿密度2.78t/ m³，该尾矿由磁选车间排出，全部用于充填井下采空区。
地面充填站的组成（详见附图1）：
地面充填站共设4套充填系统，每套系统由立式砂仓、水泥仓、高浓度搅拌槽以及相关辅助设施组成。
立式砂仓直径为Φ10m，有效容积1500 m³，砂仓本体采用钢结构。砂仓顶部设料位计，底部设造浆系统和放砂管路，放砂浓度70%左右，放砂浓度和流量均设仪表检测，放砂流量由电动调节阀门控制。
每个水泥仓有效容积为170 m³，采用现浇钢筋混凝土框架结构，其下部漏斗为钢结构。水泥仓顶部设除尘器、料位计，水泥仓底部设有双管螺旋给料机一台，该给料机采用变频控制，将低标号水泥送至高浓度搅拌槽。
高浓度搅拌槽将充填料搅拌均匀后由充填料管道放至充填钻孔，充填料经充填钻孔自溜至井下采空区。充填料管道设流量，浓度检测仪表以及流量控制。
采矿方法选择至关重要（见附图2）
按铁矿床赋存特点，储量大、矿体厚、急倾斜，尽量选用高效率高强度采矿方法，草楼铁矿就选用深孔崩矿嗣后充填采矿方法。而待形成采空区后再行充填，这就区别于有色矿山边采边充的低效率高成本采矿方法。
关键词：采矿方法、分段高度、采准工程。
中图分类号：D922文献标识码： A
1、引言
蒙库铁矿是八钢公司主要铁矿石原料基地，露天转井下联合开采，设计露天年产铁矿石200万t/a,井下一期年产铁矿石约150万t/a。露天联合井下开采年产铁矿石300―350万t/a，目前井下正进行1070m以上挂帮矿体开采，采用无底柱分段崩落法，分段高度为15m。938m水平正进行新水平准备，矿山为了更好提高矿山生产效率，加快一期各分层下降速度，使露天矿闭坑后和井下产能顺利衔接，通过优化生产工艺，对于1070m~938m改变分段高度为16m和17m进行了分析。
2、矿山目前采矿方法
矿山目前采用无底柱分段崩落采矿方法。当矿体厚度大于20m时，垂直走向布置进路，小于20m时沿走向布置进路。
1070m以上挂帮矿体为多个条带型矿体，厚度较小，结合矿体赋存条件，采用沿矿体走向布置进路方式。矿块构成要素为：每108m划分一个矿块，分段高度15m，沿走向布置回采进路，在矿块中间布置分段穿脉联络巷道，其下盘一端与矿体下盘的沿脉分段巷道连接，上盘一端与矿块入风天井连接。
1070m～938m之间挂帮矿体厚度较大，结合矿体赋存条件，采用垂直矿体走向布置进路方式。矿块构成要素为：分段高度15m，进路间距18m，每4～5条进路构成一个矿块，每个矿块布置一条矿石溜井，每两个矿块布置一条岩石溜井，另外，在每个分段矿体下盘脉外8~10m处布置一条脉外联络道，把所有进路、溜井和天井连接起来，作为出矿、通风、设备的联络通道，采区斜坡道亦与每个分段的脉外联络道相通。
3、矿山目前存在的问题
根据目前蒙库铁矿的生产情况，露天矿产量加大，而井下矿由于工程建设系统尚未形成，达产相对滞后，至使露天转井下稳产过渡出现问题。针对现状，蒙库铁矿将938至1070之间分层水平由1070、1058、1043、1028、1013、998、983、968、953、938更改为1070、1054、1038、1022、1006、989、972、955、938。即前四个分层高度改为16m，后四个分层高度改为17m。
4、对改变分段高度的分析
目前世界坑内采矿业发展趋势是设备大型化、高效化、自动化、结构参数大型化，以提高劳动生产率，并进行加大分段高度和进路间距的生产尝试，效果明显。如梅山铁矿的采场结构参数为15m×20m（分段高×进路间距），程潮铁矿为17.5m×15m，杏山铁矿为15m×20m，眼前山铁矿为18m×20m，弓长岭井下铁矿为15m×20m，镜铁山铁矿为15m×18m。
对此蒙库铁矿根据本部矿山矿体的赋存条件和生产状况对分段高度改变分析如下：
1）影响分段高度主要有两个方面，一是凿岩设备有效钻进深度，二是矿体厚度和倾角。在满足凿岩设备要求的前提下，加大分段高度，可以减少采准工程量，提高爆破量，充分发挥采矿设备效率。对于蒙库铁矿现有DL310-7 凿岩台车是可以适当加大分段高度的。
2）加大分段高度，在进路间距不变的前提下，其好处是减少采准工程量，增加一次崩矿量以满足铲运机作业效率的要求，并且可降低采矿成本，提高回采率，减小损失贫化，对实现矿山规模有利。根据梅山铁矿的生产实践证实，加大无底柱分段高度和进路间距是有利的，15m与10m分段高度相比，可减少采准工程量33%。
据此，从减少采准工程量，降低采矿成本的角度考虑，加大分段高度是可行的，但存在两个问题：