我国铁矿矿产开采技术的应用研究

摘要：随着我国钢铁行业的发展，对铁矿石原料需求不断增加，为了促进我国钢铁行业的快速发展，我们必须深入探讨研究矿产开采技术，这对提高采掘的进度和经济效益的发展有着重要的意义。文章首先分析了我国铁矿矿产资源的现状，然后对国内的铁矿开采技术进行了研究。

关键词：铁矿；开采技术；环境保护；钢铁行业；矿产类型；露天开采；地下开采

中图分类号：TF521 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）27-0118-03

1 概述

我国的铁矿资源十分丰富，但是铁矿石市场却呈现出供不应求的现象，对外依赖程度较高，严重危及了我国钢铁行业的安全。而且，有些矿产由于开采技术的限制，不能进行开采利用。为了保障矿产资源的国内供给需求，我们必须大力发展铁矿的开采技术，用我国有限的铁矿产资源来弥补铁钢工业的资源空缺。

2 我国铁矿矿产资源现状

2.1 我国铁矿的主要矿产类型

我国的铁矿矿床基本可以分为沉积变质型矿床、岩浆型矿床、接触交代热液型矿床等，每个矿床都有着不同的分布特点，需要根据具体的矿床类型采用不同的开采技术。沉积变质型铁矿，以鞍山式铁矿为主，主要分布于华北地区。接触交代热液型铁矿，主要分布在我国的东部地区，其主要矿物以磁铁矿为主。在我国已经查明的铁矿储量中，以接触交代热液型最多，其次就是沉积变质型。沉积变质型和岩浆型的矿产品位较低，多属于贫矿，这也

是我国矿产资源储量虽然丰富但是原料缺乏的原因。

2.2 我国铁矿的主要矿石类型

通常情况下，根据铁矿石中含铁矿物的不同，可以将铁矿石分为不同的类型，如磁铁矿石、凌铁矿石、褐铁矿石等。在不同的铁矿矿石中全铁品位是不同的，磁铁矿的品位较低。磁铁矿是我国铁矿石的主要类型，这就决定了我国铁矿的总体资源较为贫乏。

3 铁矿矿产开采技术

我国铁矿开采的方式分为露天和地下两大类别，在1957年以前我国的铁矿开采以地下开采为主，但是随着我国采矿事业的发展和勘探技术的提高，到20世纪90年代的时候铁矿的开采方式就转变为以露天开采为主。

3.1 露天开采

露天开采是指从敞露地表的采矿场开采出铁矿物的开采方式，其具体步骤主要包括穿孔爆破、采装、运输和排土四个环节。这四项工作的具体操作程度以及它们之间的相互配合，是露天开采铁矿的关键。

3.1.1 露天开采主要的四种开采方式。在遇到露天铁矿的开采剥离量不大的时候，尤其是在露天矿初期开采的时候，通常采用一次剥离的方式，称作不分期的开采方式。海南铁矿就是采用的这种开采方式。

在处理开采面积较大，矿物储量多，剥离量大的铁矿矿产的时候，我们通常会采用陡帮分离的开采方式，进行分期剥离和集中扩帮来分期开采。尤其是在初期开采时候遇到剥离量较大的铁矿，要采取该种方式。大冶铁矿东露天矿就是采取的这种开采方式。

如果露天铁矿矿产的初期开采剥离量较大，我们通常会采用陡剥离帮，不断的扩帮和离帮，逐渐的达到最终境界的开采方式。这种方式跟分期开采的最大区别就在于其连续扩帮，无法划分出分期。不同开采方式根据具体矿产分布情况相组合，而形成的综合开采方式。

我国露天开采的采矿工艺，曾经长期采用全境推进、宽台阶的缓帮开采方式。但是现在的露天开采方式中最主要的就是陡帮开采方式，该方式有其自身的优点和科技先进性。

3.1.2 陡帮开采方式。由于长期以来的缓帮开采方式铁矿矿石成本高，铁矿矿产开采初期的投资高，所以必须要把帮的破角加大，采用陡帮开采方式。陡帮开采方式是指露天开采形成陡剥岩帮的开采方式，其中帮的跛角的构成因素是该项技术的关键，陡帮开采中一般坡角度数控制在15°～25°。陡帮开采方式实际上是加大角度的采剥工艺，是为了降低成本、节省投资和平衡生产采剥的比例而得到的开采方式。

陡帮开采的技术条件主要有以下几个：在拥有一定采矿技术和采矿设备的情况下，尽量减小工作平盘的宽度；在正常生产采矿的条件下，减小平盘的数量；在采矿成产工艺正常、不能减少平盘数量的情况下，提高不工作平盘的数量，减小其平盘的宽度；在铁矿矿产规模正常的情况下，扩大生产作业线的长度，降低水平推进的速度，提高采矿的进展速度；通过提高采矿设备的生产能力或者使用大型的生产设备，也可以进行陡帮开采。陡帮开采的具体进行方式有很多种，主要的就是组合台阶、横采横扩采剥法和尾随式开采方法。陡帮开采主要的使用条件如下：埋藏较深、储量大、开采时间长的矿产；露天矿产中，上部资源少，下部储量大的矿床；台阶多、境界较大、矿体厚的露天矿；前期投资少、需要剥岩较少的矿山。

3.2 地下开采

地下开采是指从地下铁矿矿产的矿块中采出矿石的工艺，地下开采主要包括矿床开拓、采准、切割、回采四个具体步骤。

3.2.1 地下开采主要的三种开采方式。铁矿矿产的地下开采法的分类也很多，通常可以分为以下三类：自然支护采矿法。主要是依赖周围岩石本身的稳固性和矿柱的支撑能力来支撑回采过程中形成的采矿空区，这种回采方式较为简单，便于机械操作，采矿的成本也较低。但是由于这种方式需要保留大量的矿柱，造成铁矿石的回采率较低。人工支护采矿法。该方法主要依赖充填的方式来维护采空区域，适用于周围岩体不稳定的铁矿矿产。人工支护采矿法的优点是适应性强，回采率高，作业安全，但是工艺较为复杂，成本高。崩落采矿法。这种开采技术采用的是随着开采工作面的不断进行，有顺序的崩落周围岩体来填充采空区的方式。适用于地表允许坍塌的铁矿矿产。无底柱的分段崩落法，是我国现在铁矿地下开采中最主要的方法。

3.2.2 无底柱分段崩落法。对于铁矿产地下矿的开采，具体采用什么方式要根据矿产的情况而定，每个采矿技术都有其最佳使用条件。无底柱分段崩落法的使用条件为：地表和围岩允许崩落；铁矿石中等以上稳固；铁矿石矿体急倾斜厚；铁矿石中需要剔除夹石。

每个开采技术其本身都有完善和不完善的一面，无底柱分段崩落采矿法，跟其他的方法相比，也同样如此。无底柱分段崩落法的优点：安全性好；结构简单，回采工艺简单；适用高效无轨设备、机械化程度高；可以实现铁矿石的分级出矿。无底柱分段崩落法的缺点：回采通道的通风困难；铁矿石的损失贫化大；开采强度没有柱高。

任何一个技术都是需要不断改进和不断的完善的，对于无底柱分段崩落法的缺点，我认为应该做以下的完善。在具体的采矿实践中主要应该做好以下几个方面：要加强通道的支护。保持通道的稳定安全是该法运用的重要前提，而且在开采矿产的时候还要根据铁矿的具体岩层特征，决定使用光面爆破、缩短通道存续时间长等多种方式来维护通道的稳定性。要扩大炮孔的直径。炮孔的变形问题也是无底柱分段崩落法的一个重要技术难题，金山店铁矿、大冶铁矿的尖林山采区原来所用的都是直径50～60mm的中孔，结果出现了很严重的错孔现象，无法进行正常的爆破。炮孔的扩大，大大减少了炮孔的错堵现象，提高了爆破效果。

4 结语

我们在选用铁矿矿产的采矿方法时应综合分析矿床的地质条件、技术条件和经济条件，以达到安全、经济、高效和优质的兼顾。根据不同铁矿矿产的条件，提出几种备选方案，然后进行综合评价，选出最优方案，再进行正式使用。无论是露天开采还是地下开采都有其本身的优越性，每个开采技术都各有千秋，只有符合矿产自身条件的技术才能发挥重大的作用，实现预期效果。

参考文献

[1] 关晓锋，李如忠，黄佳强，尹芝足.中国露天铁矿开采发展趋势展望[J].现代矿业，2012，（6）.

[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）.

作者简介：杨旭（1967-），男，中冶京城（秦皇岛）工程技术有限公司工程项目部项目经理，高级工程师，国家注册造价师，研究方向：矿山开采，选矿技术及工程造价。