1采矿方法
1.1矿床开采技术条件
矿区内铁矿床总体呈带状，产于变质表壳岩之中。矿带走向近南北，原地表出露长度1530m，宽度50m～150m，经多年开采,现地表出露长度1380m,宽度70m～158m,矿带往北延至13线北，逐渐尖灭,矿带南端至14线南被响山岩体吞噬。矿区内矿带由东向西共分为四个矿体，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。其中Ⅱ号矿体规模最大，由多层矿体交织组成。
1）Ⅰ号矿体
位于矿带东北部，分布于13线附近。呈透镜状产出，矿体走向北东34°，倾向南东，倾角75°。地表出露长度122m，矿体厚度2m～5m，地表厚度可达10m，平均厚度3.5m。矿体出露最高标高503m，在13线延深至454m标高尖灭，斜深49m。
2）Ⅱ号矿体
分布于11线北至14线南，全长1380m，基本包括了目前的主要矿带。该矿体由多层矿体组成，总体呈南宽北窄中间厚大的层状展布。共分为三个矿体，编号为Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3号，各分矿体特征分述如下：
①Ⅱ-1号矿体
位于矿带西侧，地表分布在0线北至4线南，矿体向北侧伏至7线北，全长674m。矿体赋存标高：最高515.9m（不包括采出部分），最低-43m（7线）。在0线标高-27m以下，矿体被花岗岩体吞噬，最大斜深543.85m（0线）。矿体最大厚度72.41m（2线），一般厚度20m 左右，平均厚度26.63m，厚度变化系数19.11%，厚度变化不大。
矿体产状：2线以南走向近南北，倾向西，局部直立。2线以北走向逐渐变为38°，倾向东，倾角逐渐变缓，一般70°～85°。
②Ⅱ-2号矿体
位于Ⅱ-1号矿体东侧2m～20m附近，分布在9线北至14线南，全长1340m，与Ⅱ-1号矿体平行产出。矿体赋存最高标高640m（14线），一般标高504m左右（不包括采出部分）；最低标高-82m（1线），最大斜深597m（1线）。矿体最大厚度63.65m（6线），一般厚度23m
左右，平均厚度22.85m，厚度变化系数7.02%，厚度变化不大。
矿体产状：2线以南走向近南北，倾向西，局部直立。2线以北走向逐渐变为38°，倾向东，倾角逐渐变缓，一般70°～85°。
③Ⅱ-3号矿体
位于Ⅱ-2号矿体东侧2m～30m附近，与Ⅱ-2号矿体平行产出。分布在11线北至14线南，全长1380m。矿体赋存最高标高630m（14线），一般在504m左右（不包括采出部分），最低标高-56m（3线），最大斜深582m（3线）。矿体最大厚度45.77m（0线），一般厚度16m 左右，平均厚度16.33m，厚度变化系数69.99%，厚度变化较大。
矿体产状：2线以南走向近南北，倾向西，局部直立。2线以北，走向逐渐变为38°，倾向东，倾角逐渐变缓，一般70°～85°。
3）Ⅲ号矿体
位于Ⅱ号矿体的西侧，分布于0线北至2线南，呈透镜状产出，全部长度200m。矿体赋存最高标高505m（0线），一般504m左右（不包括采出部分），最低标高350m（2线），在350m以下逐渐尖灭，最大斜深157m（2线）。矿体最大厚度8.21m，平均厚度6.64m，厚度变化系数54%，厚度变化不大。
矿体产状：走向27°，倾向西，倾角87°。
4）Ⅳ号矿体
位于Ⅲ号矿体的西侧，分布于0线两侧，呈透镜状产出，全部长度106m。矿体赋存最高标高505m（0线）（不包括采出部分），最大斜深74.5m（0线），432m标高以下逐渐尖灭。矿体最大厚度14.50m，最小厚度2m，平均厚度7.77m，厚度变化系数84%，厚度变化较大。
矿体产状：走向27°，倾向西，倾角87°
矿区内构造不发育，以块状岩类为主，沟谷内分布有较薄的第四纪松散岩类，由砂、砾石夹亚粘土组成，其厚度为0m～5m。
7线以北地表存在变质岩类的强风化带，分别属于散体结构和碎裂结构，但风化深度均小于50m。矿体与围岩岩石致密坚硬，稳定性良好。F1、F2断层破碎带和片理化挤压带属于散体结构，稳定性较差。
区内岩石、矿石抗压、抗剪、抗拉强度大，属于坚硬岩类。岩石坚硬，稳定性好。
1.2采矿方法选择
根据庙沟铁矿露天开采境界以外的矿体的赋存条件，采矿方法选择要考虑以下几个问题：
1）地下开采规模较大、开采年下降速度较快，矿石品位较低，所以选择的采矿方法必须为矿块生产能力大、生产成本低；
2）采矿方法工艺简单，容易掌握。
地下开采各采矿方法类别间的差别主要是地压管理中的回采空区处理方法不同，按地压管理将采矿方法分为三类，分别为空场法、崩落法、充填法。
上述三类采矿方法中，空场法和崩落法都是采用崩落围岩的方法处理采空区。
崩落法中的无底柱分段崩落法采矿安全性好，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。因此，无底柱分段崩落法在国内外的矿山中得到了广泛的应用。
空场法中主要有分段空场法、阶段矿房法（或深孔阶段矿房法即VCR法）。空场法分两步骤回采，先回采矿房，后回采矿柱，不仅回采工序多，而且由于矿柱所占矿量较大（一般占阶段矿量的30%～40%），矿柱回收也较困难，导致生产工艺相对无底柱分段法复杂，生产能力也比无底柱分段崩落法低。因此如在空场法和崩落法中进行选择，庙沟铁矿适合的采矿方法为无底柱分段崩落法。
充填法采用充填的方法处理采空区，其采矿成本较高，因此以往主要在矿石价值较高的有色金属矿山和贵金属矿山有少量应用，在矿石价值较低的黑色金属矿山应用较少。
近年来影响采用充填法开采的因素发生了如下的变化：
a、随着科学技术的发展，充填成本在不断下降。
b、铁矿石的价格也有了较大幅度的上涨。目前采用充填法采矿的铁矿山，其由于矿石回采率增加和贫化率降低所产生的经济效益已足以抵销其充填成本。
c、国家对耕地的保护、环境保护、安全生产的要求越来越高。
因此目前采用充填法开采的铁矿山不断增加，迫使其选用充填法
采矿的原因有为保护地表耕地、有为解决尾矿库占地、有为降低井下涌水、当然也有为保护地表村庄及其它建筑的。因上述原因采用充填采矿法的矿山有司家营铁矿、石人沟铁矿。
庙沟现有尾矿库剩余库容约700×104m3，仅可继续服务10年左右。重建尾矿库的选址比较困难，需征用大量土地。因此对于本矿山来讲，采用充填采矿法将尾矿充填于井下，减少尾矿库库容、节省尾矿库投资，也是一个可行的方案。现将庙沟铁矿采用无底柱分段崩落法开采和采用充填法开采两个方案进行技术经济比较。
1.2.1充填采矿法及充填系统
充填采矿法：采用充填采矿时，开拓系统与无底柱分段崩落法相同，阶段高度仍为120m，采用大直径深孔的分段空场法。
矿块参数适当扩大可降低采切比、提高铲运机采矿效率、降低生产成本。按本矿区矿岩稳固、允许暴露面积1200m2，确定矿块长×宽=40m×30m或50m×25m。穿脉巷道间距100m。出矿采用6m3铲运机，铲运机生产能力为60×104t/台年。
回采采用两步法隔一采一，为节省充填成本，第一步矿块回采之后进行尾矿胶结充填，充填完毕后凝固时间不少于28天，充填体强度达到2MPa后进行相邻采场的回采，回采后采用全尾砂充填。
1)充填采矿法矿山年产量的验证
设计采矿方法为分段空场开采嗣后充填法，对矿山可能达到的生产规模进行如下验证。
（1）按可布矿块数计算矿山生产能力
矿块参数为：中段高度120m，凿岩分段高度60m，矿块宽度20m，矿块长度100m，出矿采用6m3铲运机，铲运机生产能力为60×104t/台.a。生产能力采用如下计算公式：
A=KNqE/((1-Z))
式中：A—分段生产能力×104t/a
K—矿块利用系数0.25
N—可布矿块数
q—铲运机出矿效率60×104t/a
E—地质影响系数0.9
Z—副产矿石率10%
由于回采采用两步法隔一采一，第一步骤矿块回采之后进行尾矿胶结充填，充填完毕后凝固时间不少于28天，充填体强度达到2MPa 后才能进行相邻采场的回采。并且由于中段高度较高，第二步骤矿块采用全尾砂充填时，为了降低充填料浆对相邻矿块的侧压力，一般采用多个矿块交替充填，因此矿块利用系数较低。参考分段空场法矿块利用系数，开采条件中等一般为0.25～0.35；开采条件较差时为0.23～0.25。根据确定的矿块参数及各中段矿体平面图，确定可布矿块数，分别按利用系数0.20、0.23计算生产能力如下表：
分段生产能力计算表表1
（2）按矿山开采年下降速度验证生产能力
国内采用充填法开采年下降速度最大的矿山为红透山铜矿，该矿山的矿体走向长度330m～450m，矿体厚度3m～35m，矿体倾角70°～85°，矿体及围岩均稳固。采用2m3铲运机出矿的机械化分层充填采矿法和阶段空场嗣后充填采矿法，实际年下降速度31m。其他矿山的年下降速度均较小，一般为10m～12m。本次验证按年下降速度20m 进行验证。计算公式为：
A= V×Q×α×E/h/（1-β）
式中：A—年产量，×104t/a；
V—年下降速度，m/a；
Q—中段可采储量，×104t ；
α—矿石回采率，90%；
β—废石混入率，15%；
h—中段高度；
E—地质影响系数，取0.9。
经验证各中段生产能力见年下降速度验证表2。
年下降速度验证表表2
根据可布矿块数计算和年下降速度验证，确定采用充填法开采时，矿山生产规模为200×104t/a。
2）充填系统设计
（1）开采顺序及首采中段
目前国内外采用充填法开采的矿山主要从安全性好和回采率高等方面考虑，一般采用从下向上开采顺序。因此推荐本矿山采用从下向上开采顺序，首采中段为0m中段。
（2）充填方式
设计采用：“两步法”开采，第一步骤矿块胶结充填，第二步骤矿块全尾砂充填。两种矿块结构参数一致，考虑局部矿体厚度较小，并且矿体之间有一个较厚的岩石夹层，初步统计第一步骤矿块和第二步骤矿块的比值约为4:5，因此胶结充填的比例为45%，全尾充填的比例55%。
（3）充填材料选择
本矿山采用充填法采矿的目的主要为减少尾矿库，因此充填骨料应尽量采用本矿山选矿厂尾矿，尾矿粒度为-200占60%～70%，平均粒径0.2mm，粒度中等偏粗。胶结材料为普通硅酸盐32.5#水泥。
另外，目前部分充填法矿山采用“胶固粉”作为胶结材料。据调查“胶固粉”比较适合粒度较细的尾矿，用量与水泥相当，充填体强度与采用水泥时相当或略高。但“胶固粉”的售价比水泥略低（外购），若自建“胶固粉”加工厂，胶固粉成本约为水泥售价的60%～70%。充填成本中胶结材料费用占70%左右，若自建“胶固粉”加工厂可大幅降低充填成本。
（4）充填工艺
尾砂胶结充填在国内外应用越来越广泛，从分级尾砂充填发展到全尾砂充填，从低浓度尾砂充填发展到高浓度尾砂充填，以及近年来的膏体充填技术。
高浓度全尾砂结构流胶结充填以略高于尾砂最大沉降浓度的浓度，降低了充填料浆输送阻力，可进行自流或以自流为主部分泵送，充填料浆进入采场后基本不脱水、不离析。高浓度全尾砂结构流胶结充填克服了低浓度尾砂胶结充填强度低和膏体充填料浆输送困难的缺点，吸收了其优点，提高了充填质量，降低了运营成本。目前已在南京铅锌银矿、草楼铁矿、诺普铁矿、山东张马屯铁矿等矿山相继使用，效果良好。因此，推荐采用全尾砂-水泥为充填材料的高浓度全尾砂结构流胶结充填，充填料浆的质量浓度暂定为70%。
（5）充填体强度
本矿山中段高度120m，充填体高度约100m，暴露面积约5000m2，应取较高的强度值。建议通过充填试验确定，暂按2MPa设计。
（6）充填材料配比
全尾充填时材料配比为（1m3料浆）：全尾砂1311.8kg，水598.2kg，底部约10m掺加少量水泥，按灰沙比1:8，每m3料浆掺加水泥144.6kg。
1.2.2充填系统设计
地表充填系统主要由尾砂的浓缩、输送系统；水泥（或胶固粉）的储存、输送系统；充填料浆的制备与输送系统；供水、供风系统；充填站的检测与控制系统五部分组成。主要设施有立式砂仓、搅拌槽、水泥仓、泵房等。
1.2.3充填系统投资
充填系统投资4902.428万元（不包括选矿厂浓密机及砂泵站投资），见下表
1.2.4充填成本计算
充填成本为：84.81元/m3，按矿石体重3.3t/m3，折算充填成本为
25.70元/t。
1.2.5采矿方法的比较
1)经济效益比较
（1）按单位矿石计算
充填采矿法每开采1t矿石比无底柱分段崩落法增加成本25.7元；采出矿石的磁性铁品位比无底柱分段崩落法提高1.23个百分点，精矿产率提高1.89个百分点。即：每t矿石比无底柱分段崩落法多生产0.0189t精矿。按铁精矿售价1400元/t，扣除10%增值税，按1260元/t计算，比无底柱分段崩落法增加销售收入23.81元/t。
但增加的充填成本为25.7元/t，扣除充填成本后，每t矿石比无底柱分段崩落法少收益1.89元/t。
（2）按生产规模计算
无底柱分段崩落法：生产规模300×10t4/a ，生产精矿90.78×10t4，销售收入114383万元。采矿成本79.89元/t、选矿成本70元/t，年总成本44967万元，利润69416万元。
充填采矿法：生产规模200×10t4/a，生产精矿73.94×10t4。销售收入93164万元，采矿成本105.59元/t、选矿成本70元/t，年总成本40386万元，利润52778万元。
无底柱分段崩落法在比充填法每年增加利润16638万元。
2）基建投资
两种采矿方法所采用的开拓系统基本相同：
无底柱分段崩落法：生产规模300×10t4/a，采用一条主井、一条副井、一条进风井、两条回风井和一条斜坡道；
充填采矿法：生产规模200×10t4/a，采用一条主井、一条副井、两条回风井和一条斜坡道。并且部分巷道断面可以缩小；但回风井均需施工至0m中段（或120m中段），并需增加120m水平的回风及充填巷道。采矿设备减少一台Rocket Boomer281掘进台车、一台SimbaH1354采矿台车和一台Toro 1400E电动铲运机。
据此计算两种采矿方法的基建投资如下：
无底柱分段崩落法：生产规模300×10t4/a，基建投资73504万元；
充填采矿法：生产规模200×10t4/a，基建投资70397万元，其中：采矿系统：65495万元，充填系统：4902万元。
无底柱分段崩落法基建投资比充填采矿法增加3253万元。
3）尾矿库
地下开采采出矿石量4993.8649×10t4，尾矿量2816×10t。两个方案均需要建尾矿库:
无底柱分段崩落法开采时：需要增加的库容：约1840m3；
充填采矿法开采时：充填采矿4157×10t4，充填到采空区尾矿约1584×10t，剩余尾矿1232×10t，需要增加的库容：约804.6×10m3。
拟选定在龙谭沟布置新尾矿库，根据1:5000地形图暂定初期坝坝高60m，坝顶标高560m，利用竖井基建掘进的岩石堆砌。后期尾矿堆积坝坝高90m，坝顶标高650m，计算库容2012.2×10m3。
由于充填采矿法开采的前期采空区未形成，不能进行充填，投产后约2～3年的时间内需将尾矿全部排往新建尾矿库。因此两个方案
尾矿库的初期坝和砂泵站等基建投资的相差不大，未计算尾矿库投资。
4）技术经济比较表
5）比较结论
基建投资：无底柱分段崩落法生产规模300×10t/a，基建投资73504×10t/a，充填法生产规模200×10t/a，基建投资70397万元，无底柱分段崩落法比充填法增加基建投资3107万元。
年利润：无底柱分段崩落法采矿成本79.89元/t，年利润69416万元，充填法采矿成本105.59元/t，年利润52778万元。无底柱分段崩落法年利润比充填法增加16638万元。
尾矿库：两个方案均需新建尾矿库，无底柱分段崩落法需要库容1840×10m3，充填法需要库容804.6×104m3。拟选定在龙谭沟布置新尾矿库，初步计算库容可达2000×104m3。可满足两个方案的需求。
另外：采用充填法开采的安全性较好，但无底柱分段崩落法同样是公认的安全性较好的采矿方法之一。目前选矿厂处理能力已达到250×10t/a，采用充填法开采的生产规模将不能与选矿厂匹配。因此，
推荐采用：无底柱分段崩落法。
1.3无底柱分段崩落法结构参数
采矿结构参数为15m×15m（分段高度×进路间距）。回采进路联络道布置在矿体的下盘，距矿体15m(最小距离不小于1个铲运机车身+1个拐弯半径)，矿石溜井的间距90m～120m(6～8进路间距)。
矿体厚度大于20m时采矿进路垂直矿体走向布置，矿体厚度小于20m时采矿进路沿矿体走向布置。厚大矿体在矿体中间增设联络道，联络道间距为50m～70m，每6～8条进路为1个矿块，矿块平面尺寸为120m×50～70m，每个矿块布置1条矿石溜井。
采矿进路断面参数为：宽×高=4.5m×3.8m，一个阶段布置1～2条电梯井。进风天井设在矿体中央，回风天井布置在矿体两端阶段错动界线外。
1.4回采进路联络巷、矿石溜井的布置原则
回采进路联络道布置在矿体的下盘，距矿体10m～20m。南部厚大矿体，在矿体中布置联络道，矿体中联络道间距为50m～70m。工作面距相临矿石溜井的距离不超过200m。
矿石溜井布置在穿脉巷道的一侧，溜井直径为3m。矿石溜井为直溜井，间距为沿走向90m～120m，垂直走向50m～70m。
1.5矿块通风
采场通风采用分区通风，共分为南北两个采场。在矿体两端布置中段回风井，各分段联络道直接与回风井相通。新鲜风流经进风天井到各分段联络巷，各回采进路通风采用局扇送入，洗刷工作面的污风，进入回风巷，最后经东、西风井排出地表。
1.6采空区和顶板管理、放矿管理
无底柱分段崩落法，是在覆盖岩石下或是在覆盖矿石垫层下崩矿和出矿。放矿方式分为：截止品位放矿、低贫化放矿和无贫化放矿。
截止品位放矿以崩落的岩石作为覆盖层，在每个崩矿步距的放矿过程中，放出矿石品位逐渐降低，当放出矿石的品位低于截止品位时即停止放矿。截止品位是指：该品位矿石经过选矿产生的收益=矿石
的出矿、提升、运输、选矿成本，采出低于该品位的矿石将会造成亏损。早期采用目测统计放出矿石的废石混入率估测放出矿石的品位；目前采用萤光分析仪快速检测放出矿石的品位。
无贫化放矿是一个理想状态，它是以矿石作为覆盖层，生产中爆破多少矿，就出多少矿，一直保持矿石覆盖层厚度不变，从而达到生产过程中无贫化放矿，矿石覆盖层在最后分段回收。这种方式需要矿体倾角较陡，并且前期有较大的基建采切投入，大量崩落的矿石不能尽早采出，占用资金量太大，因此使用的矿山较少。
低贫化放矿方式是最近提出的一种放矿方式，介于截止品位放矿和无贫化放矿之间。该放矿方式以崩落岩石作为覆盖层，上部分段开采时，放出品位尚未达到截止品位即停止放矿，矿石的回采率较低，但贫化率亦低，采出品位较高。到最下部几个分段再将矿石回收率提高，体现出“上面丢，下面拣”的特点，其总的回收率及贫化率指标均有改善。
本次设计结合露天开采结束后挂帮矿量的处理，最上几个分段采用崩落挂帮矿石作为覆盖层，以后逐渐过渡到利用崩落顶板岩石作为覆盖层。放矿方式类似于低贫化放矿，与低贫化放矿的不同之处是初期采用矿石作为覆盖层，但矿石覆盖层的厚度较小，达到安全规程要求的最小厚度即可。以后逐步采用诱导崩落的方式促使顶底板围岩自然崩落，加大覆盖层的厚度，并逐步过渡到低贫化放矿管理方式。
放矿管理是无底柱分段崩落法中重要一环，它直接影响到矿石回收指标，对矿山经济效益影响重大，因此，矿山在生产中应注意对放矿管理方式进行研究。
1.7矿石损失及废石混入
本矿山矿体内夹石较多，但含铁品位较高，考虑目前资源价格市场，本次设计立足于适当加大废石混入率，提高矿石回收率。岩石夹层厚度小于一个崩矿步距时不剔除；岩石夹层厚度大于1个崩矿步距但小于10m时，只爆破不出矿；岩石夹层厚度大于10m时，不再爆破，在岩石夹层的后方重新设计切割工程对岩石夹层后方的矿体进行开采。根据矿体中夹层量的计算，本次设计无底柱分段崩落法矿石回采率为80%，废石混入率为24%，贫化率20%。采出矿石品位
TFe23.67%，mFe19.60%。
1.8采掘设备型号的选取
本矿山生产规模较大，年下降速度较快，设计选取国外先进的大型采掘设备。
目前，国外井下采掘设备已大量使用计算机控制，逐步向自动化过渡，但国内引进设备目前均为作业人员操作型设备，使用效果较好。因此，本项目采掘设备均选用作业人员操作型设备。
考虑到回采凿岩对回采爆破质量有直接影响，直接影响到二次爆破量的大小。同时回采凿岩采用计算机控制型设备有利于提高钻孔精度，由于具备较多的回采进路，可以充分发挥设备的效率，因此，回采凿岩设备选用人工操作配合计算机控制，型号为SimbaH1354（或SOLO 5-7F）。
1.9采掘设备数量
根据标准矿块计算，千吨采准比为3.8m/kt，副产矿石率13%。计算矿山年工作量如下：
矿石产量：300×104t/a，其中掘进副产矿石39×104t/a，回采出矿261×104t/a；
年掘进量：11400m；
年中深孔凿岩量：22.40×104m。
计算采掘设备数量如下：
1）回采凿岩
回采凿岩采用Simba 1354 （或SOLO5-7F）采矿台车，炮孔直径80mm，孔底距1.8m～2.5m，边孔角50°～60°，炮孔排距为1.8m～2.0m，每米炮孔崩矿量为11.65t，设备效率为75000m/台·年。
经计算，共需Simba 1354（或SOLO 5-7F）采矿台车5台，4台工作，1台备用。每台台车配备2名操作人员。
2）装药爆破
目前国内地下矿山的装药作业一般采用装药器，但在近几年有些矿山开始采用装药车装药。本次设计最深炮孔深度为19m左右，如果采用气动装药器装药，装药作业劳动强度大。
目前集团矿业公司正在筹建乳化炸药加工厂，在露天矿山推广炸
药混装车，因此，设计推荐回采装药采用BCJ-4型厢式地下装药车2台。
炸药采用乳化炸药，非电雷管及非电导爆管进行起爆。
采出矿石块度为750mm～0mm，＞750mm的大块应进行二次爆破。
3）回采出矿
出矿设备选用大型铲运机，型号为Toro 1400E，载重14t，铲斗容积为6.0m3（根据矿石松散比重进行配置铲斗），设备效率取60×104t/台·年。
经计算，共选用4台Toro 1400E电动铲运机和1台Toro 1400柴油铲运机出矿，铲运机不设备用。每台铲运机配备2名操作人员。
4）采准工作
采准平巷掘进采用Rocket Boomer281，设备效率为2100m/台·年，共需要设备6台。
采准天井掘进采用YSP-45凿岩机，爬罐法施工，共需要设备8台。
采准出渣采用Toro 301D型柴油铲运机，共需要设备5台。
主要采掘设备见表4。
主要采掘设备表表4
主要材料消耗表表5
1.10爆破材料的加工与贮存
庙沟铁矿目前为露天开采矿山，地表工业设施齐全，其地面爆破材料设施已相当完备，可以满足深部地下开采的需要。
另外在井下240m水平设10t级炸药库一个。
地下矿山采矿方法设计思维林超 发表时间：2020-01-09T10:21:11.100Z 来源：《基层建设》2019年第27期作者：林超 [导读] 摘要：目前我国经济发展迅速，矿企为我国发展做出了很大贡献。 云南锡业股份有限公司老厂分公司云南省个旧市 661000 摘要：目前我国经济发展迅速，矿企为我国发展做出了很大贡献。长期以来，大多数地下矿山采矿方法较为单一，造成矿石资源的大量损耗，资源回收率较低，导致无法安全生产，无法保证生产的有序进行。本文对当前矿山采场主要采矿技术原理、设计原则、设计要素等进行了系统的分析，对矿山采矿技术设计理念进行了总结，希望更好的促进采矿技术的开发。 关键词：地下矿山；采矿方法；设计思维 引言 现阶段，我国诸多矿产企业都面临着一个统一的问题，那就是如何科学选择出最合适、最高效的采矿方式，如何根据不同的地质和岩层情况确定使用正确的采矿技术。采矿方法和采矿技术的应用直接影响着地下矿山采矿的效率。以下是笔者结合自己多年的相关工作经验，就此议题提出自己的几点看法和建议。 1矿山采矿方法原理分析 矿山采矿方法可根据回采时地压管理方式，将其划分为充填采矿法、空场采矿法以及崩落采矿法，本文以下部分是对这三种采矿方法以及其主要特点的介绍。 充填采矿法，在进行地下矿山开采过程中，应用充填采矿法，设备的大型化以及各工序的机械化是其中表现的主要优势。充填工艺技术的发展与相应能够在一定程度上确保地下矿场的大规模生产安全，同时也能够降低生产成本，提高工作效率。随着充填采矿法的不断发展，胶结充填、全尾砂胶结充填等技术有了较好较快的应用。现阶段国内的充填采矿技术已经成功的对一部分先进技术进行了相应的应用，如膏体泵送充填技术、粗粒级水砂充填技术、泵压输送充填技术等，在进行实际的应用过程中，都取得了良好的成效。 空场采矿法，要求通过将矿块划分为矿柱、矿房两个部分，并分别进行回采操作，其中矿柱不用进行回采。矿房回采操作中，采空区稳定性和矿石、围岩、矿柱的稳定性有较大关系。矿房回采时，应及时对采空区进行处理，并制定严密的回采计划，同时在回采时，应当注意保护围岩、矿体稳定性，从而保证回采的有序进行。 崩落采矿法，崩落采矿法主要包括自然崩落采矿法以及无底柱崩落采矿法。在进行地下矿山开采的过程中，对自然崩落法进行相应的应用，主要的技术原理是，应用自然崩落法，破坏地下矿山内部的应力平衡，从而增加矿块大面积拉低，对应力进行相应的集中，从而进行相应的矿山开采工作。对自然崩落法应用的优势是具有较低的开采成本、开采量大、开采速度较快，主要应用的条件是有较低的矿床，且均匀的矿化，厚大的矿体。作为地下矿山开采的另一种重要的技术，采用无底柱崩落采矿法主要面对的问题是，对结构布置参数进行相应的优化，其次是对断面进行相应的加大。 2采矿方法的设计 2.1采矿方法设计原则 采矿技术设计应当在科学性、安全性、高效性、经济性的原则上进行。 首先，安全性是开发采矿技术的基本原则，矿山企业应当为施工人员提供安全生产的环境以及设施的完善，加强防火、防水等防灾工作，从而保证施工人员的生命安全和健康安全。其次，科学性原则，矿产资源开发过程中，必须坚持科学性的原则，避免过度开采，保证矿山企业的可持续发展。 矿床应进行分期、分段开采，并做好矿岩保护工作，提升矿产资源的使用效率。高效性原则，要求在采矿过程中，选择科学的采矿方法，集中矿山企业所有资源，提升开采效率。经济性原则，在确定采矿方法时，应当对采矿成本、回采成本进行科学预算，加强成本管理，将成本控制在一定范围内，从而扩大矿山企业经济收益。 2.2采矿方案设计方法 采矿施工方案设计方法主要有选择性、创造性等。通过创造性设计方法，要求对当前的采矿方法，进行系统的分析，找出其不足之处，并制定科学、有效的改进方案，坚持根据矿场特点，制定符合矿场发展所需的采矿技术方案，该技术多用于较难开发的矿体开发技术方案的设计中。通过选择性设计方式进行开采方法设计时，应当充分考虑到施工现场环境特点，结合矿山企业现有的技术条件进行设计，该类技术多用于容易施工的矿体开发方案设计中。 3地下矿山采矿方法设计思维方法 3.1改良矿山地质环境 地下采矿会破坏地下岩体应力，影响岩层结构，最终造成地表环境的损害。因此，在进行地下采矿的同时，还应不断恢复地表环境，促使矿山地质能够以较短的时间恢复如初。针对矿山地质环境的修复，可以采取物理措施。由于地下岩体构造的破坏，地表往往会出现塌陷，倾斜以及土壤流失现象。 针对这种情况，相关政府以及企业应及时填平地表，恢复土壤条件。可以采取的主要措施有：合理布置开采的工作面，采取充填法、合理充填塌陷地区，减少地表下沉程度，控制塌陷的整体范围，要及时保护好周围的生活用地、建设用地以及农业耕地。还有，如若当地处于雨季，为了及时让雨水流出，应及时用装载机把地面压平，整理出新的排水沟，确保不会发生内涝。 对于地表塌陷严重的地方要积极引用新的修复技术，对土地进行整治和利用。此外，对于土壤的破坏，要及时进行表土回填工作。根据我国矿山环境保护的相关要求。地下开采之前，应对表土进行剥离，然后进行有效的保存。当地下开采完成后，要将原来的土层重新填回开采的地面以保护土壤结构不被破坏。土壤的回填可以较快的促使环境系统恢复，效果也较为明显，而且经济成本也相对较低。 3.2重视新型开采方法及开采设备的引进 当今社会是科技飞速发展的社会，在科技发展迅速的今天，信息化技术及自动化技术被广泛的运用到人们生产生活的各个领域，科技的突破节省了大量的人力物力财力，不但大大的提高了效率，也增加了安全性。在金属矿石地下开采领域我们也应当保持对新事物的时刻关注，积极的尝试在开采中加入信息化和自动化的运用，增加新型设备的投入，减少人力的投入与干涉。这样不仅可以提高矿石开采的效率，同时也能降低人员的投入，减少人为操作失误引起的问题，保护了人们的生命财产安全。
关于金矿采矿方法的优化选择思考李元龙 发表时间：2019-02-27T11:00:37.753Z 来源：《防护工程》2018年第33期作者：李元龙 [导读] 地下矿山在进行开采时，根据矿山的开采条件及其他的各类指标和约束。 招金矿业股份有限公司蚕庄金矿山东招远 265402 摘要：在矿山开采的过程中，合理的采矿方法能够大幅度提升采矿的质量。如果采矿方法缺乏必要的科学性与合理性，那么采矿工程的进展乃至接下来的工作方向都会出现偏差，这对于金矿的开采开发工作会产生极为不利的影响。因此要结合当前采矿工作的发展情况，明确金矿开采的工作特点，对采矿方法进行优化选择，并深入思考目前采矿方法中存在的优势和劣势，在工作中做好防范措施，逐步完善可应对各种开采环境的科学采矿方式和管理体系。 关键词：金矿；采矿方法；优化选择 引言：地下矿山在进行开采时，根据矿山的开采条件及其他的各类指标和约束，往往在初期会提出多种参数不同的采矿方法，这时就需要对所选的采矿方法进行评价，从中选择出最优的方案。国内外有许多学者利用系统工程中的评价及预测方法对采矿方法优选进行了研究，为采矿方法优选理论提供新的思路，但仍存在许多不足：层次分析法初步考虑的影响因素全面，但未能对影响因素进行后续的约简，剔除部分不重要的因素用以提高评价效率；神经网络泛化性能不高，参数的选择对结果影响较大等。这就要求工作人员在前期的准备工作中做好勘察、测量等重要工作，了解和掌握金矿作业所处区域的地质情况、水文状况等关键性信息，为接下来采矿方式的选择提供必要的信息支持。 1.采矿工艺技术的概念及应用背景 采矿工艺技术是一种用于在矿山中获取矿石的技术。通常采用的采矿工艺技术有：崩落采矿、岩体加固、溶浸采矿、填充采矿、空场采矿。随着社会的进步，社会生活很多方面对矿产资源的需求在不断增加，工业生产以及社会生活等对矿产资源的需求越来越大，为了满足人们对矿产资源的社会需求，先进的采矿工艺在采矿作业中作用越来越强大。 2.采矿工艺技术对采矿作业的影响 整体而言，采矿技术对于矿山采矿工作有非常关键的用途。采矿是否最终发挥作用，主要是通过采矿技术科学地指导来实现的。采矿技术必须具有实用性和安全性的特点，才能确保采矿成功。另外，如果技术太旧，它将无法支持日益增长的采矿作业。陈旧的采矿效率满足不了当前人们对采矿的需求。此外，采矿过程本身是一种风险较高的操作，需要非常高的技术水平。如果上述条件未得到满足，采矿作业将难以实施。鉴于采矿对环境的影响，采矿过程是否足够现代化和绿色环保也制约着采矿工艺的发展，只有高效的采矿工艺，才能有效降低对环境的污染，进而保护当地的生态环境。先进和发达的工艺技术对开采矿作业非常有价值。因此，为确保采矿作业的效率，既要保证采矿技术的先进性，又要确保实际应用安全。 3.金矿开采方式和方法的优化选择策略 3.1采矿方式的初期选择 采矿工程中，针对金矿的采矿方式要开展优化的选择过程，在这期间，工作人员要在前期做好一系列的勘察、调查的准备工作。勘察人员要对所选定的金矿矿脉开展全面、细致的勘察和分析，通过科学合理的方法来确认金矿的特性和具体种类，并深入分析其金矿品位等关键情况，以此来确认所选定的金矿是否具备较高的开采价值，要从经济角度来考虑其能够创造的经济效益。在这个过程中，金矿的各方面属性和特点等信息需要全面掌握，需要从多个角度和侧面来分析和研究金矿的具体情况信息，越是详尽就对后续的采矿作业更为有利。所在采矿方式的初期选择之中，关键是要做好金矿属性和种类的分析和研究工作，明确其金矿石的含量水平，不能被其他物质所混淆。此外，除了针对金矿本身所开展的一系列勘察和分析工作，还要对金矿所在的区域范围内的地质环境和水文状况等重要信息进行勘察和调研，重点关注当地生态环境，分析采矿作业对生态环境造成的影响，进而为采矿作业方案的制定提供更为全面、准确的信息资料，要结合当地实际环境情况，有必要采取相应的环保举措来减少和消除对周边环境的污染，严格防范对生态环境造成破坏。 3.2综合各类信息和多角度科学选用采矿方法 在初期的采矿方式所开展的勘察和分析工作之后，还要采取综合分析的办法来深入思考目标矿脉的采矿开采方式。开采企业要结合自身的技术实力，并考虑到经济性因素的影响，来综合考量各类采矿方法的科学性与可行性。在这个过程中，很可能较快的确认采矿的方式和相关作业流程，但是在遇到较多自然环境条件和影响因素、企业自身技术水平以及对经济效益等多方面的问题时，就很能最终确认最为合适的采矿方式。如果出现难以进行优化选择的情况，那么开采企业就要深入开展科学的比对和计算等综合分析模式，来确定采矿方法。在具体的选择和分析工作中，工作人员要根据初期选择以及后续勘察研究的相应信息资料，利用先进的分析应用软件，通过建立模型来模拟大致的作业流程，这样就可以更为直观和具体的了解采矿方法的具体操作情况和实际作业效果，有助于形成更为科学的采矿方案，在明确各种采矿方法和方案之后，还要对其各自所需要的工作量、工作强度以及资金投入的多少等方面信息来综合考虑，利用统计分析和相互对比的方式，筛选出最为合理的采矿方式。在当前金矿开采项目中，所需的技术方法和面对的作业环境都较为复杂，很多技术的应用都会受到各种环境条件中不利因素的干扰和不良影响，所以仅仅依据技术水平以及经济性的相应评价标准来选择采矿方式是不科学的，也难以保证其可行性和安全性。因此就要采用更为科学的分析模式和算法来进一步对采矿方式的选择进行优化和改进。现阶段主要采用模糊的数学模型运算模式，针对目标对象的各种关键信息，以一种更为全面和具象化的模型运算方法来分析其特征，有助于工作人员做深入的思考和研究，对各种采矿方法有一个更为深入的了解和认识。 3.3金矿采矿方法优化选择中的注意事项 其一，所搜集的矿床地质资料，特别是矿岩稳固性、坚固性方面资料的准确性和完整性。这对金矿的顺利开采有着十分重大的意义，同时其也有利于开采效率和金矿综合利用效率的提高，更有利于保障相关工作人员的生命财产安全。其二，如果将要开采的金矿矿床的地质条件比较复杂，在进行金矿基础建设的时候，要慎重选择最终的采矿方法。具体来说，就需要先进行采矿方法工业性实验，然后依据实验所得的结果，将金矿采矿方法确定下来。其三，在进行采矿方法的比较过程中，考虑到不同采矿方法的影响和范围给予足够的重视。以
煤矿井下采矿生产技术及采矿方法探讨 发表时间：2020-03-18T13:08:54.152Z 来源：《科技新时代》2019年12期作者：于大海 [导读] 文章基于煤矿井下采矿现状，分析常用的采矿生产方法及其影响因素，重点研究目前常用的几种采矿生产技术，提出了采矿方法的选择原则，以供参考。 双鸭山市煤炭生产安全管理局黑龙江省双鸭山市155100 摘要：文章基于煤矿井下采矿现状，分析常用的采矿生产方法及其影响因素，重点研究目前常用的几种采矿生产技术，提出了采矿方法的选择原则，以供参考。 关键词：煤矿井下；采矿生产技术；采矿方法 1引言 煤炭资源一直以来都是我国经济发展中重要的能源形式，而且在未来很长一段时间内都会在我国的能源结构中占主要地位。在目前新能源形式以及不断完善的市场经济机制的影响下，煤矿生产技术以及采矿方法也在不断进步，在确保煤矿井下采矿作业安全的前提下，实现采矿效率和产量的提升，为煤矿企业创造更多的经济效益来推动煤矿行业的长远发A站。 2煤矿井下采矿的现状 在目前我国经济快速发展并推动煤矿行业不断进步的同时，在实际的煤矿井下采矿作业中也表现出较多的问题。首先是地表塌陷的问题。在煤矿井下生产中应用采矿方法时容易导致此问题的出现。针对前者来说，在针对上述矿岩采取崩落操作时会填补整个回采空间，而针对具有较大上部空间的情况，就容易在周边支撑力不足或者在外部因素的影响下而造成地表塌陷的问题。而应用后一种方法开展采矿工作也中会造成采空区对岩体中应力的重新分配，容易由于应力分配不均或受到外部影响因素而出现采空区顶板或矿柱扭曲、破损等问题，这也会造成地表塌陷的问题。其次是废料排放的问题。在煤矿井下采矿活动中进行资源开采的同时也会造成废料的产生，主要表现在对优质的煤矿资源进行开采的同时，会产生大量的矸石、噪声、废水等，这容易对周边环境中的大气和土壤等造成污染和破坏。最后是安全隐患问题。在煤矿井下采矿作业中容易由于没做好才空气以及废石区的处理而留有安全隐患问题，容易造成矿井坍塌、山体滑坡以及泥石流等事故而造成严重的损失。 3采矿生产方法以及其影响因素 正如前文所述，目前比较常用的采矿生产方法主要有充填采矿、空场采矿以及崩落采矿等方式。其中的空场采矿比较适合在井下矿场中存在深孔和大孔、空场等情况，此方法的应用表现出具有较高的采矿质量和效益的特点。而充填采矿法则比较适合在不太稳定的围岩、比较贵重和稀缺的矿体开采以及不能采用崩落方式的场合中应用。而充填采矿则在大型矿井中比较常用，在目前的井下采矿作业中应用比较广泛。 技术、设备、管理与环境是煤矿井下采矿作业时需要考虑的重要因素，也就是要结合现场情况优先对崩落采矿法进行应用，而针对不能出现地表塌落的情况，则需要选择充填采矿方法或空场采空方法。在对矿场的开采方式进行选择时，为了实现对矿产资源的合理开采以及实现企业效益的最大化，就需要结合实际情况对不同工序和工艺进行考虑，还要对材料供给以及技术设备等因素进行考虑来选择最佳的矿场开采方式。此外，由于不同的开采方式对矿产资源的损伤程度也不同，针对稀有金属来说，通常通过充填采矿方法来起到对矿产资源的保护，防止出现资源浪费的问题。 4煤矿井下采矿生产技术 4.1采场围岩控制技术 为了确保煤矿井下开采作业的高效和安全开展，需要合理选择地质情况的勘察和分析技术来做好采矿作业之前的地质勘探和分析工作，也就是通过应用采用了采场围岩控制理论的采场围岩控制技术，将其与现代技术进行结合来准确测量地质构造，并对地质条件和岩层情况进行分析，作为确保安全开采作业的依据。 4.2深矿井采矿技术 在煤矿生产中应用此技术，需要合理控制深矿井的布置来保证采煤压适宜以及采矿安全。这就需要在做好深矿井的现场勘查和矿井实际情况了解之后，也就是在掌握深矿井的应力场分布情况和地质条件等内容之后，结合围岩状况和应力场分布特点来进行深矿井的合理布设，保证深矿井作业环境的安全。 4.3巷道布置采矿技术 为了确保煤矿开采进度以及实现对煤矿开采费用的控制，需要对巷道布置采矿技术进行合理应用。这就需要在掌握矿井实际情况的同时来制定合理的巷道布置方案，对不同方案中煤矿开采能否顺利开展以及开采成本和安全性进行对比，对最好的方案进行选择来实现对巷道布置的优化，然后在整合煤矿生产和开采技术以及煤矿条件的同时，实现煤矿生产环节的简化以及煤矿生产效率的提升。
河南理工大学 课程设计报告 课程名称： 姓名： 学号： 班级：
摘要 1、煤层地质概况：单一煤层，倾角20°，煤层厚4m，相对瓦斯涌出量为11 m3/t，二氧化碳涌出量很小，煤尘有爆炸危险，涌水量不大。 2、井田范围：设计第一水平深度540m，走向长度5110m，双翼对开，每翼长1555m，倾向长度2000m。 3、矿井生产能力：设计年产量为120万/t，矿井第一水平服务年限为29年。 4、矿井开拓与开采：用立井主要石门开拓，全矿井共划分4个采区，共40个工作面，上山部分24个，下山部分16个。上山部分服务年限29年，下山部分服务年限20年，在底板开围岩平巷。拟采用采区式通风，在两采区中央上部开回风井。在采区巷道布置中，全矿井有一个采区生产，工作面机采，分上、下山开采，共有一个采煤工作面和一个备用工作面，为准备采煤有2条煤巷掘进，采用2台11Kw局部通风机通风，不与采煤工作面串联。有大型火药库一个，独立回风。 5、井下同时最多人数为200人，回采工作面的最多人数为30人，温度t=18℃；掘进工作面最多人数为15人，掘进工作面绝对瓦斯涌出量为：0.9 m3/min，一次爆破最大炸药量为8kg 。选择任何通风系统，都要符合投产较快、出煤较多、安全可靠、技术经济指标合理等总原则。具体地说，要适应以下基本要求： 1）矿井至少要有两个通地面的安全出口； 2）进风井口要有利于防洪，不受粉尘等有害气体污染； 3）北方矿井，冬季井口需装供暖设备； 4）总回风巷不得作为主要行人道； 5）工业广场不得受扇风机的噪音干扰； 6）装有皮带机的井筒不得兼作回风井； 7）装有箕斗的井筒不得作为主要进风井； 8）可以独立通风的矿井，盘区尽可能独立通风； 9）通风系统要为防瓦斯、火、尘、水及高温创造条件； 10）通风系统要有利于深水平式或后期通风系统的发展变化。
采矿方法适用条件要点归纳 1）、空场采矿法 适用于开采水平、微倾斜、缓倾斜的矿体。其采矿法不仅能开采薄矿体，更适合于开采厚矿体和极厚矿体。 特征：将矿块划分为规则的矿房和矿柱，并根据矿体的厚度及采矿设备、技术条件的不同，选用浅孔、中深孔或深孔落矿方案进行矿房的回采，因而有浅孔房柱和中深孔房柱之分。 1．浅孔房柱采矿法 （1）主要适用于矿石和围岩稳固与较稳固的矿体。 （2）矿体倾角30°以下。 （3）矿体厚度小于8-10m。 （4）价值不高或品位较低的矿石。 2．中深孔房柱采矿法 （1）矿石稳固和中等稳固。当顶板围岩稳固或中等稳固时，采用不切顶或不预控顶;当顶板不太稳固或局部不稳固时，可采用切顶与预控顶； （2）矿体倾角≤30°; （3）厚度≤6-8m的矿体，采用不切顶房柱法；厚度8-10m的矿体，可采用浅孔切顶房柱法；厚度11-12m的矿体；可采用中深孔切顶房柱法； （4）顶板接触面平整，可采用不切顶房柱法；顶板接触面不平整，可采用切顶房柱法；
（5）使用于低品位、价值低、凿岩性较好的矿石中。 2）、全面采矿法 适用于开采矿石围岩均较稳固，矿体厚度小于5-7m的水平至缓倾斜矿体；也适合于开采矿体底板起伏较大或矿体厚度变化较大以及矿石品味不均匀的矿体。 1．普通全面采矿法（又称全面采矿法） （1）一般要求矿岩中等稳固以上；顶板的暴露面积应大于200-500m； （2）矿体倾角≤30°; （3）矿体厚度在5-7m以下，国内大部分矿山开采1.5-3.0m的矿体； （4）一般矿体产状较稳固； （5）该法留有采场内矿柱，最好在贫矿中应用。 2．留矿全面采矿法 （1）矿石和顶板岩石为稳固或中等稳固；矿石不粘结，不自然；（2）矿体倾角由缓倾斜到倾斜（即26°-55°），以倾斜矿体为主； （3）厚度由薄至中厚的矿体，以薄矿体为主； （4）可用于形态较复杂，厚度和品位变化较大，以及底板沿走向和倾斜均有起伏的不稳定矿体。 3）、浅孔留矿采矿法 适用于开采矿石中等稳固和围岩稳固的急倾斜矿体，并要求矿石
采矿方法课程设计 学院： 专业： XX： 学号： 指导老师：
总论 一、目的和要求 本课程设计是采矿与岩土工程专业教学工作中的重要环节之一，目的是使学生将本专业有关课程融会贯通，全面掌握采矿方法单体设计的内容、步骤和方法；学会查阅设计手册、定额手册、设计规X 、安全规程和其他文献资料；培养学生运用所学的知识分析和解决问题的能力，并提高设计、计算和绘图的能力。本教学环节是将来毕业设计和论文工作的预演。 学生应根据“课程设计命题书”所规定的条件和“采矿方法课程设计大纲”所规定的内容和要求进行设计。课程设计由说明书、大图、小图和表格等部分组成。 课程设计说明书包括采矿地质条件、采矿方法选择、矿块采准工作、回采计算、矿柱回采和采空区处理、采矿方法技术经济指标等章内容。 设计说明书应用统一规定的说明书纸用钢笔腾写，腾写后装订成册。封面采用学校统一的设计（论文）封面，设计任务书装在第一页，其次为目录、正文、参考文献和致谢。文字应精简、扼要、通顺，抄写整洁。说明书应附有必要的插图（3-
4X）。采矿方法大图应用一号图纸按比例绘制，并应符合工程制图各项要求，图纸清晰、正确和美观。 学生应在规定的时间内完成设计的全部内容，并参加答辩，指导教师根据设计者所作设计内容、质量、态度和答辩情况，按优、良、中、及格和不及格五级分制评定成绩。 二、设计任务书 由指导教师签字的设计任务书是学生进行课程设计的依据，每人一份，且不能雷同，设计任务书包括以下内容： 1、矿石和矿床名称，矿床成因和类型； 2、设计生产能力； 3、矿体产状、厚度、倾角及其变化状况与规律，走向长度和埋藏深度； 4、矿石和围岩的物理力学性质：主要有稳固性、硬度、体重、松散系数、粘结性、自燃性、游离SiO2的含量等； 5、品位，主要有用成份，伴生有用成份，矿石和围岩中的品位含量； 6、水文地质条件； 6、地质构造和破坏、断层、节理和裂缝情况等； 7、地表的价值和是否允许破坏等； 8、其他与设计有关的资料； 9、参考书目。
报告 新疆西部黄金哈密金矿有色责任公司 阿拉塔格铁矿 残留矿柱采矿方法研究 新疆有色金属研究所 中南大学 哈密金矿 10月
新疆有色金属研究所所长: 唐向阳副所长: 马育新项目负责人: 唐向阳
新疆哈密金矿 矿长: 齐新营 副矿长: 赵渊新 生计部主任: 余兆斌 项目负责人: 赵渊新
主要研究人员 新疆有色金属研究所 唐向阳李振振韩福林 中南大学 阳雨平谢火明 新疆哈密金矿 齐新营赵渊新王洪山冶建新 蔡余兆余兆斌张德福郭志斌 栾维迪石红兵孙挺彬杜雁飞 阿山江 报告审核
目录 1 开采技术条件................................... 错误!未定义书签。 1.1 概述................................... 错误!未定义书签。 1.2 矿区及矿床地质......................... 错误!未定义书签。 1.2.1 矿区地质 ..................... 错误!未定义书签。 1.2.2 矿床地质 ..................... 错误!未定义书签。 1.3 矿区水文地质........................... 错误!未定义书签。 1.3.1 自然地理 ..................... 错误!未定义书签。 1.3.2 矿区水文地质条件概述.......... 错误!未定义书签。 1.3.3 矿坑充水因素和涌水量.......... 错误!未定义书签。 1.4 开采技术条件及资源储量................. 错误!未定义书签。 1.4.1 开采技术条件 ................. 错误!未定义书签。 1.4.2 保有资源储量 ................. 错误!未定义书签。 1.5 矿床开采技术条件评述................... 错误!未定义书签。 1.5.1 地质构造 ..................... 错误!未定义书签。 1.5.2 矿岩稳固性 ................... 错误!未定义书签。 1.5.3 矿体赋存形态 ................. 错误!未定义书签。 2 工程现状....................................... 错误!未定义书签。 3 国内外回采地下矿柱和残矿的现状 ................. 错误!未定义书签。 3.1国外研究现状........................... 错误!未定义书签。 3.2国内的研究现状......................... 错误!未定义书签。 3.3 结论.................................. 错误!未定义书签。 4 采矿方法选择................................... 错误!未定义书签。 4.1 采矿方法选择的原则..................... 错误!未定义书签。 4.2 初选采矿方法........................... 错误!未定义书签。 4.2.1分段中深孔阶段崩落采矿法...... 错误!未定义书签。 4.2.2露天和地下联合开采............ 错误!未定义书签。
《采矿学》课程设计 一、目的 1、初步应用《采煤学》课程所学的知识，通过课程设计 加深对《采煤学》课程的理解。 2、培养采矿工程专业学生的动手能力，对编写采矿技 术文件，包括编写设计说明书及绘制设计图纸进行初步锻炼。 3、为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计 图纸打基础。 设计题目 某矿第一开采水平上山阶段某采区自下而上开采k1、k2和k3煤层，煤层厚度、间距及顶底版岩性见综合柱状图。该采区走向长度2100m，倾斜长度1000m，采区内各煤层埋藏平稳，平均倾角12度,地质构造简单，无断层，k1煤层较松软,k2和k3属于中硬煤层,是简单结构，各煤层瓦斯涌出量较低，自然发火倾向较弱，涌水量也较小。设计矿井的地面标高为+30 m 煤层露头为-30m.第一开采水平为该采区服务的一条运输大巷布置在k3煤层下方25 m的稳定岩层中,为满足生产系统所需的其余开拓巷道可根据采煤方法的不同中由同学自行决定.
附表1：设计采区综合柱状图
第一章采区巷道布置 第一节采区储量与服务年限 1、采区的生产能力 采区生产能力选定为150万t/a 2、计算采区的工业储量、设计可采储量 1.采区工业储量 由公式Z g=H*S*(m1+m3)*r (公式1-1) 式中Z g----- 采区工业储量，万t H------ 采区倾斜长度，1000m S------- 采区走向长度，2100m r-------- 煤的容重，1.30t/m3 m i------ 第i层煤的厚度，6.9+3.0+2.2=12.1m Z g=1000*2100*12.1*1.3 =3303.3(万t) 2.设计可采储量 设计可采储量Z k=（Z g-p）*C (公式1-2) 式中：Z k------ 设计可采储量, 万t Z g------ 工业储量，万t
全面采矿法在某矿的应用实践 发表时间：2018-12-15T11:30:44.197Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：任青林 [导读] 某矿区面积10.93平方公里，多为原生矿床，属第四勘探类型，矿体产状复杂，开采难度大。 云南锡业股份有限公司卡房分公司云南个旧 661005 摘要：全面采矿法由于它工艺简单，适应性强，成本低得到广泛应用，在我矿坑下开采中占有很大比例。在生产实践中，全面采矿法的回采工艺得到改进和完善，积累了丰富的经验。由它的基本方案又衍化出多种变形方案，适用条件得到延伸，应用范围更广泛。 关键词：全面采矿法；应用 一、前言 某矿区面积10.93平方公里，多为原生矿床，属第四勘探类型，矿体产状复杂，开采难度大。其中缓倾斜薄矿脉约占20～30%，呈层状、透镜状产出，倾角0～30°，厚度≤5米。顶板多为大理岩，稳固～中等稳固；矿体有氧化矿和硫化矿两种，硫化矿较稳固，氧化矿中等稳固。 长期以来，此类矿体主要用全面采矿法进行开采，它在我矿坑下开采中占有很大比例。由于它工艺简单，适应性强，成本低得到广泛应用。在生产实践中，由全面采矿法的基本方案又衍化出多种变形方案，适用条件得到延伸，应用范围更广泛。 二、全面法采矿法基本方案 全面法采矿主要适用于矿体厚度不大于5米，矿岩稳固或中等稳固，倾角在0～30°之间的缓倾斜薄矿脉。松树脚锡矿全面法采矿是典型的逆倾斜推进方案，中段高30米，同一中段内划分为两个矿块；矿块间留间柱或不留间柱；一个矿块又划分为若干分条或小矿块回采；回采方向由下而上沿逆倾斜方向推进。 采准切割工程布置：矿房的长度一般40～60米为宜，矿房宽度40～60米，两矿房之间留10～12米间柱。矿房内划分若干分条，分条宽10～15米。 中段运输平巷布置在脉内或下盘脉外，采用电耙直接耙矿或采场小溜井转运装车；切割上山沿矿脉走向每隔10～15米开凿一条，沿矿脉倾斜布置。各沿脉切割上山端部连通，形成人行、回风联络道。 矿房回采：回采顺序由一翼向另一翼退采，如果是首采矿块，则可以采取中间向两翼回采方案。回采工作是由切割上山的一侧或两侧沿矿体倾斜全面推进，落矿采用YT-28型气腿式凿岩机进行打眼，装药爆破落矿。凿岩时，要求炮眼方向与矿体的倾斜方向一致，避免炮孔穿入顶板围岩，爆破后增大贫化，同时避免破坏顶板和附近留的矿（岩）支柱。采下的矿石运搬主要靠电耙耙运，采用电耙直接耙矿装车或经采场小溜井转运，在中段平面装车。若遇矿体局部变厚时，一次爆破不能采下全矿石时，耙矿时不能全部耙完，应留作矿石堆支撑打眼，进行第二次或第三次落矿，尽量回收矿源。 采场支护和顶板管理：采场顶板主要由顶底柱和采场中留的低品位不规则矿柱支护。局部顶板不稳时，可用木棚子，垛木或锚杆支护。 矿柱回采：为了回采矿柱时的安全，一般在回采矿房时就将炮孔打好。到矿房回采结束后，按从上到下，从里到外地顺序回采矿柱。部份矿柱不能回采时，就应留作久矿柱。若遇矿石品位高，要采取相应的措施尽可能回采，采用可靠的人工造矿柱代替。 主要技术经济指标及材料消耗：全面法开采氧化矿、硫化矿的主要技术经济指标（见表1）。 三、方案改进 为了减少采切工程量，尤其是对一些规模较小的矿体，减少不必要的采场建设工程，简化工艺，在实践中，对方案进行了改进：1.沿走向推进方案
第五章采矿方法 5.1 矿床开采技术条件 5.1.1 矿体形态 三山岛直属矿区共圈定8个矿体，其中I号蚀变带内的I-1号矿体规模最大，金资源储量总资源储量的92.7%，I-2号矿体次之，其他矿体大都由单工程控制，规模很小。因此设计过程各开采技术指标主要考虑I-1号矿体。 I-1号矿体，近地表位于16~54线间，中部在28~42线间，深部在40~48线间，分布于F1主裂面以下的黄铁绢英岩顶部或中上部，赋存标高：-10~-1050m。工程控制走向延长：顶部800~900m，最长1020m；中部340600m；深部100m左右。倾向延深一般在700~1000m，最深1450m。矿体呈不对称“Z”字型展布，不规则脉状产出，常见分枝、复合、膨胀、狭缩及尖灭再现现象。总体走向35°左右，倾向南东，倾角34~44°。矿体厚度最小0.95m，最大12.08m，一般4.31~6.86m，平均6.65m，降低边界品位到1.0g/t后，矿体厚度明显增大。矿体无论沿走向或是沿倾向均不连续，都有尖灭再现的特点。矿体单工程金品位1.74~5.65g/t，平均3.25g/t。 矿岩体重：2.8t/m3，松散系数：1.6，矿岩硬度系数：f=6~14(靠近F1断层的矿岩硬度系数：f=4~6)。 5.1.2矿岩岩石力学条件 根据岩性及工程地质条件划分为：松散软弱岩组、风化及构造蚀变岩组、块状岩组。其中，只有块状岩组工程地质条件良好，其余岩组工程地质条件较差。 矿体顶底板岩石均为构造蚀变岩，为软弱~半坚硬岩，工程地质条件差~较好。影响岩体稳定性的主要因素为各种地质结构面，特别是F3、F1断层等大型软弱结构面，坑道位于F1断裂的下盘，北西向构造发育，断裂带及附近岩石受挤压而破碎，掘进时易产生掉块和塌方。 采场上盘围岩由于接近F1断层，顶板围岩的稳定性受F1断层影响显著，开采时在采场内易发生较大规模的冒顶。所以，在开采时应采取有效的支护措施。 该矿区为近海岸地下开采的矿山，矿体倾角缓，断裂构造发育，近矿围岩多不稳定，局部地段易发生工程地质问题，工程地质条件复杂程度为中等~复杂。 上下盘岩性：矿体直接上盘围岩为绢英化碎裂岩、绢英岩化花岗质碎裂岩；矿体下盘为黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩或黄铁绢英岩化碎裂岩。主裂面、节理、裂隙、断层及岩石情况：本矿床矿体主要赋存在黄铁绢英岩化碎裂岩和黄铁绢英化花岗质碎裂岩中，矿体中裂隙较发育。主断裂F1下盘为矿体，F1断层面上断层泥一般厚5~10cm，靠近F1断层的岩石破碎，节理、裂理较发育，工程揭露后易坍塌。
（冶金行业）采矿方法选择
采矿方法选择 §1、采矿方法分类： (壹)采矿方法定义——采矿方法是研究矿块开采方法，它包括矿块的采准，切割和回采工作。也就是说，为了回采矿块中的矿石，在矿块中和在围岩中所进行的采准，切割、回采工作的总和，称为采矿方法。 (二)采矿方法分类依据——依地压管理方法不同进行分类，因地压管理方法是以矿岩的物理力学性质为根据的，同时和采矿方法的适用条件构成要素，回采工艺等有密切关系，且且最近将会影响到采矿方法的安全效率和经济效果。 (三)采矿方法分类 (四)采矿方法的发展趋势 空场小中段法，分段崩落法，充填法是有发展前途的，而房柱法是最有希望的。(从美国所采用的采矿方法来见。房柱法占58.9%，以矿山数目统计)。 §2、采矿方法选择 壹、对选择采矿方法的基本要求 在矿山企业中，采矿方法决定着回采工艺，材料设备，掘进工程量，劳动生产率，储量回收以及采出矿石质量等。因而在设计中必须给予足够的重视。又由于矿床埋藏条件是多种多样的，各个矿山的技术经济条件又不尽相同所以在采矿方法选择中必须按具体条件来选择合适的采矿方法。 正确合理的采矿方法选择应满足以下要求： (壹)工作安全 保证人在采矿过程中生产安全，有良好的作业条件。(如有可靠的通风、防尘措施，合适的温度和湿度等)。使繁重的作业实现机械化。又如在壹个采场中，应保证有俩个安全出口，使人行，风流畅通。防止大规模地质活动，防止地下火灾和水灾等。 (二)最大限度的回收国家资源 所选择的采矿方法要损失少，贫化小充分利用地下资源，尽量提高矿石质量满足加工部门对矿石质量的要求。应坚持“贫富兼采、厚薄兼采、大小兼采、难易兼采”的原则。力求使全矿回收率达到80～85%之上。 (三)生产能力大，劳动生率高，材料消耗少，生产成本低。(不仅采出矿石成本低，而且最终产品成本也低)。也就是说，所选择的采矿方法应当有良好的经济效果。 二、影响采矿方法选择的因素。 (壹)地质因素 (二)开采技术经济因素：
采矿方法要点归纳 采矿方法要点归纳 2011-1-19 14:06:45 中国选矿技术网浏览946 次收藏我来说两句 一、空场采矿法 适用于开采水平、微倾斜、缓倾斜的矿体。其采矿法不仅能开采薄矿体，更适合于开采厚矿体和极厚矿体。 特征：将矿块划分为规则的矿房和矿柱，并根据矿体的厚度及采矿设备、技术条件的不同，选用浅孔、中深孔或深孔落矿方案进行矿房的回采，因而有浅孔房柱和中深孔房柱之分。 1．浅孔房柱采矿法 （1）主要适用于矿石和围岩稳固与较稳固的矿体。 （2）矿体倾角30°以下。 （3）矿体厚度小于8-10m。 （4）价值不高或品位较低的矿石。 2．中深孔房柱采矿法 （1）矿石稳固和中等稳固。当顶板围岩稳固或中等稳固时，采用不切顶或不预控顶;当顶板不太稳固或局部不稳固时，可采用切顶与预控顶； （2）矿体倾角≤30°; （3）厚度≤6-8m的矿体，采用不切顶房柱法；厚度8-10m的矿体，可采用浅孔切顶房柱法；厚度11-12m的矿体；可采用中深孔切顶房柱法； （4）顶板接触面平整，可采用不切顶房柱法；顶板接触面不平整，可采用切顶房柱法； （5）使用于低品位、价值低、凿岩性较好的矿石中。 二、全面采矿法 适用于开采矿石围岩均较稳固，矿体厚度小于5-7m的水平至缓倾斜矿体；也适合于开采矿体底板起伏较大或矿体厚度变化较大以及矿石品味不均匀的矿体。 1．普通全面采矿法（又称全面采矿法） （1）一般要求矿岩中等稳固以上；顶板的暴露面积应大于200-500m； （2）矿体倾角≤30°; （3）矿体厚度在5-7m以下，国内大部分矿山开采1.5-3.0m的矿体； （4）一般矿体产状较稳固； （5）该法留有采场内矿柱，最好在贫矿中应用。 2．留矿全面采矿法 （1）矿石和顶板岩石为稳固或中等稳固；矿石不粘结，不自然； （2）矿体倾角由缓倾斜到倾斜（即26°-55°），以倾斜矿体为主； （3）厚度由薄至中厚的矿体，以薄矿体为主； （4）可用于形态较复杂，厚度和品位变化较大，以及底板沿走向和倾斜均有起伏的不稳定矿体。 三、浅孔留矿采矿法 适用于开采矿石中等稳固和围岩稳固的急倾斜矿体，并要求矿石无自燃性、氧化性，破碎后不易再结块。 1．普通浅孔留矿采矿法 （1）矿岩基本稳固的急倾斜矿体；
目录 摘要 (5) 第一章设计依据、基础资料和原则 (5) 第二章一般部份 (6) 2.1矿山概况 (6) 2.2地质概况 (7) 2.2.1地层 (7) 2.2.2构造 (7) 2.2.3岩浆岩 (7) 2.3矿体特征 (7) 2.4矿石特征 (8) 2.4.1矿石结构 (8) 2.4.2矿石构造 (8) 2.5找矿标志 (9) 2.6矿床开采技术条件 (10) 2.6.1矿床的工业特征 (10) 2.6.2矿石的工业特性 (10) 2.7矿山现用开拓方法 (10) 2.8井巷掘进 (11) 2.9主要阶段运输巷道 (11) 2.10矿井通风与防尘 (12) 第三章专题部分 (12) 第一节采矿方法的选择 (12) 3.1采矿方法的选择 (12) 3.1.1正确选择采矿的意义 (12) 3.1.2影响采矿方法选择的主要因素 (14) 3.1.3设计开采技术条件 (15)
第二节普通全面采矿法 (18) 3.2.1普通全面采矿法的适用条件 (18) 3.2.2普通全面采矿法的特点 (19) 3.2.3普通全面采矿法的矿块布置和构成要素 (19) 3.2.4普通全面采矿法的采切工程 (20) 3.2.5普通全面采矿法的回采工艺 (20) 3.2.6普通全面采矿法工程量计算 (24) 3.2.7普通全面采矿法矿石直接成本计算 (26) 第三节留矿全面采矿法 (29) 3.3.1 留矿全面法适用条件 (29) 3.3.2留矿全面采矿法的特点 (29) 3.3.3留矿全面采矿法的矿块布置和构成要素 (29) 3.3.4留矿全面采矿法的采切工程 (30) 3.3.5留矿全面采矿法的回采工艺 (30) 3.3.6留矿全面采矿法工程量计算 (34) 3.3.7留矿全面采矿法矿石直接成本计算 (37) 第四章矿山企业安全管理 (40) 4.1 设计依据 (40) 4.2 采用的主要技术规范、规程、标准 (40) 4.3《矿山安全生产法》对矿山企业的强制规定 (41) 第一节矿山安全主要技术措施 (42) 4.1灾变设施 (42) 4.2防排水 (43) 4.3抗震 (46) 4.4爆破安全 (46) 4.5采场顶板安全管理 (47) 4.6通风防尘安全管理 (48)
煤矿采矿新技术与开采方法的探讨孟小波 发表时间：2019-06-20T10:21:11.037Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：孟小波 [导读] 摘要：随着我国科学技术的发展，各种各样的新型环保能源被发掘开采并广泛的应用于社会生产中。在新能源崛起的同时，煤炭在我国的工业生产中依然被广泛的应用。 新疆焦煤（集团）有限责任公司新疆乌鲁木齐市 830025 摘要：随着我国科学技术的发展，各种各样的新型环保能源被发掘开采并广泛的应用于社会生产中。在新能源崛起的同时，煤炭在我国的工业生产中依然被广泛的应用。目前，煤炭在冶金、火力发电等日常生产活动中的需求量还呈增长趋势，煤炭开采新技术的应用正可以缓解这一问题。现代新技术的应用可以改变煤炭的开采效率，提高开采过程中的安全系数，符合新时代工业发展的需求。本文旨在分析传统煤矿开采中遇到的问题，探讨新技术与开采方法的具体应用，详细介绍了几种煤矿开采的新技术，阐明了当前社会煤矿开采的前景。 关键词：煤矿采矿；新技术；开采方法；探讨 1采矿新技术与开采方法应用的必要性 1.1降低煤矿企业的生产成本 对于很多煤矿企业而言，煤矿开采的成本大大的制约了煤矿的开采规模和施工中安全防御工事的建造。而在现阶段的煤层开采中，由于浅层煤矿的过度开采，开采深层煤矿势在必行。但深层煤矿的开采技术难度大，开采成本高，也给开采人员带来了很大的安全隐患。在煤矿企业的市场竞争中，掌握并应用新技术、新方法可以降低煤炭开采的成本，提高企业的竞争力，保证煤炭行业的持续发展。 1.2降低煤矿作业安全事故发生的概率 在煤矿开采中，虽然如今的安全事故发生的概率已在逐渐降低，但有些施工场所却仍会有事故发生，带来人员伤亡。在这些安全事故的背后，究其原因，有很多是因为施工技术没有达到施工要求而又强行开采煤矿造成的。对于这样的灾难也许不能完全杜绝，但我们却可以通过新技术的应用将施工风险降到最小。建立采矿技术与开采环境相符合的施工体系，加强对采矿人员人身安全的保护，甚至可以考虑将高度危险的开采作业交由人工智能完成，都可以很好的降低煤矿作业安全事故发生的概率，解决煤矿生产中的安全问题。 2煤矿采矿新技术与开采方法 2.1 空场采矿工艺 空场采矿工艺在采矿过程中经常会使用的一种工艺，在采矿过程中，我们会根据煤矿下的具体情况进行开采，开采主要分为矿室内开采，以及矿柱的开采，当矿室内开采完毕后，这个区域就属于空场，在空场中，我们要随时注意井下情况，为了避免出现塌方等危险情况的出现，我们要适当的空场进行填充，确保空场的稳定性。在空场采矿完成之后，我们能够注意到矿柱属于煤矿的支撑点，因此暂时不要进行矿柱的开采，可以先开采附近矿室内的煤炭，当基本开采完成后，再根据煤矿的稳定性，进行矿柱的开采。在空场采矿工艺中，为了使能够回采，需要注意的是对空场的填充。 2.2 溶浸采矿工艺 溶浸采矿是根据某些矿物的物理化学特性，将工作剂注入矿层（堆），通过化学浸出、质量传递、热力和水动力等作用，将地下矿床或地表矿石中某些有用矿物，从固态转化为液态或气态，然后回收，以达到以低成本开采矿床的目的。相对其他技术而言，溶浸采矿工艺属于比较现代化的工艺，但是这种开采方式具有一定的弊端，溶液流失会渗入地表水中，影响环境的安全，当地表中渗入溶液后，地质结构有可能会发生改变，从而导致山体滑坡等事故。因此在采用溶浸采矿技术时，需要对地表进行检查，如有必要，需要铺设防水层等，对地表进行保护。 2.3 煤矿绿色环保开采技术 在我国目前的煤矿开采中，环境污染是制约了煤炭开采行业发展的一个普遍因素。采煤过程中由于技术原因难免会释放有毒气体和黑色的颗粒粉尘，严重的污染了生态环境。如施工中会对土地资源造成损坏和污染，有时会伴随着土地沉降的问题；施工中还会导致地下水源的污染，破坏了人们赖以生存的淡水资源。使用绿色环保开采技术，可以使这些问题得到有效的控制和解决。在施工前要对巷道的挖掘做好施工规划，尽量减少不必要巷道的挖掘；在必要巷道的挖掘过程中，要根据地理地势适度挖掘，以保护土地资源。关于污水的处理要做到废水闭路循环，不让污水泄露到自然环境中。此外，施工过程中要做好尾气处理的装置，尽量的将污染气体的排放量控制在自然系统的自我调节范围内。 2.4大采高综放采煤技术 结合当前采煤施工的问题来看，对超厚煤层的开采技术及施工方法并没有显著的效果。针对这一问题，一些煤矿企业中提出了大采高采煤技术，在后续的施工中取得了不错的效果。在超厚煤层的开采中，若是使用分层开采的方法，会导致采煤量较少，在煤炭下层的开采中很不方便，需要进行多次工作面的移位才能完成，对巷道的维护工作造成了干扰，采煤工作效率也不理想。而采用了大采高综放技术后，可以有效的清理矿井内部的积水，剩余的煤炭资源也得到了很好的处理，降低了矿井施工中的安全隐患。该技术在应用中需使用配套的液压柱和采煤机，所以施工前期的成本较大。 2.5伪倾斜柔性掩护支架采煤技术 伪倾斜柔性掩护支架采煤技术是将采煤面进行直线伪斜布置，让采煤面按照规定的线路推进。建立起柔性掩护支架隔离采空区，使采煤工人能够在支架下面进行施工。这种技术实施起来较为简单，生产效率较高，支架建立完成之后可以实现连续作业，采煤量大大提高。目前，这种新型采煤技术在开采急倾斜煤层中得到了广泛的应用。这一技术中关键在于掩护支架的结构，结构必须搭建好。实际开采中应用最多的就是“八”字形掩护支架结构、平板型掩护支架以及组合梁掩护支架这三种类型。通过实际开采中煤层的厚度来决定采用哪种结构。这种技术最大的不足之处在于工作面较长，掘进速度较慢，企业应当扬长避短，针对其缺点进行改进。 2.6刨煤机采煤技术 刨煤机主要用于煤层较薄地区的煤层进行开采，通过与自动化系统相配置，能够实现无人工作面的自动化生产。刨煤机是一种外牵引的浅截式煤机，通过刨削的方式落煤，再通过利用煤刨的梨面将煤装人工作面输送机。通过刨煤机采煤，煤块较大，产生的灰尘以及煤渣较少，在一定程度上保护了当地的生态环境。除此以外，刨煤机是一种高效节能的采煤设备，这是因为刨煤机在采煤时利用了煤的压张效应，因此，耗能量较小。使用刨煤机时需要注意以下几点：首先，刨煤机推进过程中必须沿着工作面进行，以 12 m 为最小间隔，安装能