铁矿采矿方法范文

铁矿采矿方法篇1

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：

[1]张明峰，姜仁义，苏建军.阿尔登―拓普坎铅锌矿采矿方法的选择[J].金属矿山，2012（11）：49-51.

[2]王文丽，王春.雷家寨铜多金属矿采矿方法选择探讨[J].有色金属（矿山部分），2013，65（3）：29-32.

[3]刘松伟，杨育峰，吴俊俊.谦比西铜矿下向嗣后空场法的应用[J].现代矿业，2013（6）：69-70.

[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.

[5]石富文，李明，罗先伟，等.组合式崩落法在铜坑矿92#矿体中的应用研究[J].金属矿山，2014（8）：33-36.

[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.

[7]周冬冬，高谦，余伟健，等.司家营铁矿阶段充填法开采流固耦合数值模拟[J].矿业研究与开发，2010，30（2）：19-22.

[8]胡道喜.上向进路与上向分层充填法在李官集铁矿的应用[J].金属矿山，2011（4）：21-23.

[9]纂晓磊，宋肖杰.中深孔高分段空场嗣后充填法在会宝岭铁矿中的应用[J].有色金属（矿山部分），2013，65（3）：21-23.

[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.

[11]王春，唐礼忠，程露萍，等.一维高应力及重复冲击共同作用下岩石的本构模型[J].岩石力学与工程学报，2015，34（增1）：2868-2878.

铁矿采矿方法篇2

[关键词]铁矿开采开发 环境影响 评价

[中图分类号] X82 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-12-156-1

1工程概况

新疆哈密天湖铁矿I矿体于2000年投产，曾经历了露采、坑采，采坑工艺，也采用过分段空场法、浅孔留矿法、无底柱分段崩落法等，随着矿山的老化，浅部资源的枯竭，开采中段逐年下降，但随着深部资源的开发利用，其开采开发所带来的环境问题日益突出。通过综合研究后发现，天湖铁矿I矿体对环境的影响主要表现在以下几个方面：铁矿开采对地形地貌的影响，引起水土流失，且开采后弃土、废石、尾矿等对环境影响较大，采矿废水会对地表水及地下水与土壤造成影响，开采废弃与粉尘对空气环境造成影响，且爆破等噪音也会对环境造成一定影响，铁矿开采对农业生产及生态环境也存在着一定程度的影响。

2铁矿开采开发对环境影响评价及防治措施

天湖铁矿I矿在开采开发的过程中，采用过露采、坑采，采坑等多占用工艺，随着矿山老化的发展，其对环境所带来的影响日益凸显。

2.1矿山开采破坏地形地貌，并引起水土流失

进行矿山开采，将会对开采区域内局部地形地貌造成改变或破坏，如铁矿开采过程中会生产出废岩、废矿渣、尾矿等，对开采区域内植被造成破坏。在进行采矿、道路修建、排土作业过程中，可能会引起采空区塌陷；开采活动会造成土壤结构变化，导致土壤面积增加，引起扬尘问题，降低土壤有机含量等。水土流失属于矿山开采开发过程中对植物植被破坏所引起的重要生态问题。在进行矿山开采与选矿的过程中，会产生数量庞大的弃土与废渣，在雨水或雪水的冲击作用下，引起水土流失。通过研究发现，引起水土流失问题主要集中在铁矿开采初期与生产中期，因初期需要进行大量道路及开采建筑施工；铁矿开采运行过程中，开采区、选矿区、尾矿及弃土场等区域为主要的水土流失区域。在天湖铁矿I矿开采活动中，造成了较为严重水土流失问题。为此，应结合矿区实际情况，设计水土保持方案，将开采区、选矿区、弃土场等作为水土保持重点区域。

2.2矿山开采开发所产生的废石、弃土及尾矿对环境的影响评价

天湖铁矿I矿生产量较大，其弃土、废石及尾矿量十分大，对周边环境容易造成严重影响。通过调查发现，铁矿废石主要是由石英、石榴石、绿泥石等构成，在工业分类中，废石属于第一类工业固体废物，对环境所造成的影响主要体现为放置废石、弃土与尾矿等，会损毁大量植被。天湖铁矿在开采与开发过程中，为设置专门的废石、弃土及尾矿区域，对其植被进行了清除。尾矿与废石均属于第一类工业固体废物，尾矿堆置会造对原本植被及地貌的永久性占压，尾矿产量越大，其影响面积则越大。此外，在风力作用下，容易引发尾矿扬尘问题。针对这种现象，可以将铁矿废石作为商品进行出售，并应用于道路铺设作业中，在尾矿区域内种植地表植被，降低扬尘，减少对环境的影响。

2.3铁矿开采废水对地表水、地下水与土壤环境的影响评价

矿山开采过程中需要排放大量废水，废水排放容易对地下水及土壤造成影响。如在降雨情况下，废石场及排土场等区域会伴随着雨水进行废水排放。通过调查研究发现，废水中污染物含量普遍较低，对地表水质量影响十分有限；废水进入到地下水之中，会对水质造成一定程度的影响。在研究天湖铁矿废水资料的基础上发现其对地下水水质影响有限，不会造成用水安全问题。为降低废水对环境的影响，可以将尾矿库及弃土场等设置为永久性占地，将废石场作为暂时性用地，在完成铁矿开采之后，可以通过复垦等措施，恢复植被。设置截洪沟等分流措施，减少雨水径流，降低其对地表水、地下水与土壤环境的影响。

2.4铁矿开采产生的废气及粉尘对空气环境影响评价

在天湖铁矿开采过程中，选择了露采、坑采，采坑工艺，也采取过分段空场法、浅孔留矿法、无底柱分段崩落法等施工工艺，增加了粉尘排放量，对周边环境影响较大。为保证作业人员的身体健康，要求工作人员佩戴防护罩。为此，可以在铁矿开采作业中，采取合适的施工工艺，如在凿岩、岩石装卸等环节中应用湿式作业方法，减少粉尘排放，通过湿式作业方法，可以将粉尘排放浓度降低到60mg/m3以下，从而降低粉尘对空间环境的影响。

2.5矿山爆破及噪音对环境影响的评价

在天湖铁矿开采过程中，需要进行矿山爆破，然而在进行爆破工作时，其冲击波具有较大压力，容易对矿井内环境造成破坏，影响其整体结构，导致采矿区域不安全因素增加；爆破产生噪音及冲击力较大，容易对区域范围内工作人员造成不利影响。为此，可以在矿山爆破的过程中，合理选择爆破形式，通过控制爆破量，减少对环境影响。

3结语

随着社会经济的不断发展，对各种能源的消耗及应用量不断增加。铁矿属于经济发展的重要能源，为保证铁矿供应的稳定性，需要加强铁矿开采与开发工作。然而在铁矿开采开发的过程中，因缺乏保护措施，容易引起一系列的环境问题。本文结合新疆哈密天湖铁矿I矿体开采状况，主要通过矿山开采破坏地形地貌，并引起水土流失，废石、弃土及尾矿对环境的影响，废水对地表水、地下水与土壤环境的影响，废气及粉尘对空气环境影响，矿山爆破及噪音对环境影响等方面，研究铁矿开采开发对环境影响。为铁矿开采开发过程中，应做好保护措施，最大限度地降低对环境的影响，实现铁矿开采开发的综合效益。

参考文献

[1]赵泼，林永波.铁矿项目对地下水环境的影响讨论[J].内蒙古科技与经济，2013，（9）：65-66.

[2]赵迎迎.小铁矿环境影响评价内容的探讨[J].城市建设理论研究（电子版），201，（21）.

铁矿采矿方法篇3

进入二十一世纪以来,随着钢铁行业的复兴,尤其是国内钢铁企业的迅猛发展,矿石资源日益紧张。在利益驱使下大量民间资本投入矿石资源开发,国内矿石质量参差不齐,同时进口矿石种类繁多。钢铁企业必须对各种铁矿石的经济性和技术性进行评价,选择使用综合效益高的矿石,优化高炉炉料结构和烧结矿原料结构。

2公司目前的矿石评价方法

目前我公司对矿石化学成分(TFe、SiO2、S、P等)和粒度有技术要求外,实行加减价考核,具体如下:a•国内矿石品位在公司允许波动范围内不加减价,超出范围,根据波动大小分三个等级考核。b•进口矿品位低于基准品位时,实行减价考核。进口矿的品位以商检为准,水分以厂检为准。c•进厂矿石SiO2、S、P超出基准值,实行减价考核。d•国内矿石粒度超出基准值,分两个等级考核,并控制粒度上限。e•进厂粒度检验月平均值低于或等于商检结果,以商检结果为准。进厂粒度检验月平均值高于商检结果,按超出部分的1/2进行粒度结算扣款。该体系主要针对矿石质量的考核,用于指导矿石的采购,而未对矿石冶炼的技术性和经济性进行评价。

3常见的矿石质量评价方法

3•1吨度价格评价法

吨度价格即吨矿价格与矿石含铁量的比值,以每1%全铁品位的价格来比较矿石的价值,是目前广泛采用的方法之一。其优点是计算简单,能直观反映矿石铁元素的价值。但是,矿石是多种元素的复杂化合物,对高炉的冶炼过程而言可分为有价元素和有害元素。故其缺点是不能对矿石各元素进行综合评价,也不能预测矿石的冶金性能。

3•2矿石品位酸碱平衡法

矿石通常为酸性,高炉冶炼必须在碱性条件下造渣,冶炼过程中需添加碱性熔剂。矿石中的CaO、MgO属碱性脉石,其含量的增加相当于铁品位增加,SiO2和Al2O3属酸性脉石,在高炉造渣碱度下需消耗熔剂,其含量的增加相当于铁品位减小。矿石品位酸碱平衡法的表达式如下:TFe平1=TFe×[100+2R4(SiO2+Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100%(1)TFe平1=TFe×(100+2R2SiO2-2CaO)-1×100%(2)式中:TFe-铁矿石铁品位,%;R4、R2-高炉渣的4元和2元碱度;SiO2-铁矿石中的SiO2的含量,%;Al2O3-铁矿石中的Al2O3的含量,%;CaO-铁矿石中的CaO的含量,%;MgO-铁矿石中的MgO的含量,%;表达式的含义是铁矿石的含铁品位比铁矿石量与按炉渣碱度计算应加入的熔剂量之和。炉渣采用四元碱度时应用式(1),炉渣采用二元碱度时应用式(2),熔剂的有效熔剂性按(CaO+MgO)为0.5计算。另外,在此矿石酸碱平衡品位的基础上,对于烧结原料还应该考虑FeO含量的影响。烧结过程以氧化反应为主,矿石中的FeO将部分氧化为Fe2O3矿石的品位将随之下降。矿石酸碱平衡品位可修正为:TFe平2=[TFe-(0.3~0.5)FeO]×[100+2R4(SiO2+Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100%(1)TFe平2=[TFe-(0.3~0.5)FeO]×(100+2R2SiO2-2CaO)-1×100%(2)FeO-铁矿石中的FeO含量%。以上两种铁矿石品位的评价方法,不仅考虑了铁矿石中碱性和酸性脉石含量对冶炼的影响,同时还考虑了FeO含量对冶炼的影响,无疑在采购矿石时用此方法对矿石进行评价比常规方法进步了很多。但是,在对烧结矿的原料结构及高炉入炉矿石进行评价时,应用此方法还是有它的不足之处,那就是各种矿石的熔剂量估算不准;矿石的烧损及高炉冶炼时的焦比、实际渣量的影响,不能在该方法中体现而且反应矿石的价格的吨度价也不是矿石的真正价值。

3•3矿石成分评价法

矿石价值=C1×TFe+C2×(CaO+MgO)-C3×(SiO2+Al2O3)-C4×(CaO+MgO+SiO2+Al2O3+S+P+Na2O+K2O+PbO+ZnO+As2O3+CuO)式中:C1-入炉矿石平均成本;C2-矿石中CaO、MgO的价值;C3-矿石中SiO2Al2O3消耗熔剂的当量价格;C4-矿石中除Fe元素外,其它元素消耗燃料的当量价格。长治钢铁集团有限公司矿业公司根据2003年12月份的价格和成本,将上式修正为:矿石价值=585×TFe+100×(CaO+MgO)-172×(SiO2+Al2O3)-143×(CaO+MgO+SiO2+Al2O3+S+P+Na2O+K2O+PbO+ZnO+As2O3+CuO)

3•4矿石的冶金价值评价法

前苏联M.A.巴甫洛夫院士提出关于铁矿石的冶金价值的计算方法,其公式为:p1=(F÷f)(P-C•p2-C•p3-g)式中:p1-铁矿石的价值,元/;tF-铁矿石的品位%;f-生铁含铁%;P-生铁车间成本,元/;tC-焦比,t/;tp2-焦炭价格,元/;tc-生铁熔剂消耗,t/;tp3-熔剂价格,元/;tg-生铁车间加工费,元/;t此方法对评价直接入炉铁矿石是比较实际的,它考虑了矿石的含铁品位、熔剂的用量以及焦比的影响。并直接计算出了某种矿石在某厂条件下的利用价值,向决策者提供了非常直观的数据。它的含义就是这种铁矿石在某厂条件下的最高到厂价格,如果超过此价值购买矿石就要赔钱。如果是自熔性铁矿石,公式就简化为:p1=(F÷f)(P-C•p2-g)应用它来评价自熔性铁矿石和自熔性烧结矿是非常有用的,但用它来评价烧结矿的含铁原料就有点困难了,因为各种铁矿石的烧结性能不一样,在烧结过程中发生的费用就不同。另外,公式没有考虑高炉是否喷煤以及产量对加工费的影响。钢铁企业可根据自身的实际生产经验对矿石冶金价值的评价方法进行修正,如邯郸钢铁公司将其公式休整为:p1=(F÷f)[p-C1(1-0.015δ)p2-C2p3-(94.5÷F)((1.35×SiO2矿-CaO矿)÷CaO溶剂)p4-g(1-0.02δ)]式中:p1-矿石的冶金价值,元/;tF-矿石的含铁量,%;f-生铁含铁量,%;p-车间允许的最高生铁成本,元/;tC1-计算基准期焦比,t/;tδ-矿石品位与入炉品位之差,%;p2-焦炭价格,元/;tC2-喷煤比,t/;tp3-煤粉价格,元/;tSiO2矿-矿石中的SiO2含量,%;CaO矿-矿石中的CaO含量,%;CaO熔剂-熔剂中的CaO含量,%;P4-熔剂的价格,元/;tg-计算基准期的车间制造费,元/t。

3•5矿石的单烧法

矿石单烧是将单种铁矿石与燃料、熔剂等配料烧成烧结矿来比较它的单烧值。单烧法是研究矿石烧结性能和成本的常用方法,但是必须以各种矿石的烧结性能试验的数据为基础,受实验条件的制约,难于对各种矿石进行实验研究,同时烧结实验随机性较大,难保数据准确有效。另外此方法只针对烧结原料使用。

3•6常见矿石评价方法比较

各种评价方法均重点研究矿石成本,对矿石的技术评价不完善,对矿石的冶金性能和冶金效益评价的有效性欠佳。科学的矿石评价体系应同时兼顾矿石的经济性和技术性。

4矿石评价体系的建立

对于矿石使用价值的评估,北京科技大学,鞍钢等单位都有评估软件,根据厂矿的条件输入矿石的成分及价格等计算出生铁成本与要求的相比,或输入矿石成分和要求的生铁成本算出该矿石的最高允许采购价。另外重钢、邯钢、长钢等单位也开展了矿石价值评价的研究,但是尚无兼顾矿石的经济性和技术性的评价体系。矿石价值的评价体系除了对其化学成分和粒度组成有要求外,还应该考虑矿石冶炼的技术可行性和经济合理性。目前我公司采用的炉料结构为烧结矿+球团矿+块矿。对于高炉冶炼而言,由于天然块矿和铁矿粉(含富粉、精粉和其它含铁粉料)的冶炼过程不同,其技术性和经济性可比性不强,故应建立不同的评价方法。

4•1块矿冶金价值模型

影响块矿价值的主要因素有矿石的化学成分、粒度组成、冶金性能等。对于块矿价值的评价可在前苏联M.A.巴甫洛夫院士的冶金价值的计算方法的基础上,考虑冶金性能等因素的影响而进行修正。表达式如下:块矿冶金价值=(F÷f)(p-C1(1-0•03δ1+0•1δ2+0•002δ3)p2-0•2δ4p2-C2p3-(f÷F)[(R2×SiO2矿-CaO矿)÷CaO溶剂)p4-g(1-2δ1+0•3δ3)]式中:F-矿石的含铁量,%;f-生铁含铁量,%;p-车间允许的最高生铁成本,元/;tC1-计算基准期焦比,t/;tδ1-矿石品位与入炉品位之差,%;δ2-矿石SiO2与入炉矿石SiO2平均值之差,%;δ3-矿石低温还原粉化指数RDI(<3mm),%;δ4-矿石中CaO+MgO+SiO2+Al2O3+S+P+Na2O+K2O+PbO+ZnO+As2O3+CuO之和与入炉矿石的平均值之差(%)p2-焦炭价格,元/;tC2-喷煤比,t/;tp3-煤粉价格,元/;tR2-炉渣二元碱度,倍;SiO2矿-矿石中的SiO2含量,%;CaO矿-矿石中的CaO含量,%;CaO熔剂-熔剂中的有效CaO含量,%;P4-熔剂的价格,元/;tg-计算基准期的车间制造费,元/t。根据高炉冶炼经验入炉矿品位提高1%,产量提高2%,焦比下降3%,δ1的系数表示矿石品位的变化对产量和焦比的影响。δ2的系数表示矿石SiO2对焦比的影响,每增加1%的SiO2,将使渣量增加35~40kg,对焦比的影响暂时定10%。δ3的系数表示矿石低温还原粉化指数对高炉产量和焦比的影响,武钢RDI下降10•8使高炉产量提高4•2%~7•9%,焦比下降1•3~1•4kg/,t柳钢RDI值降低15%左右,高炉增产15%,焦比降低2•4%,折算为RDI每下降1%约影响焦比0•2%、产量0•3%。δ4的系数表示其它元素含量对焦比的影响,其它元素含量每升高1%,影响焦比约200kg。该模型不仅全面地分析了矿石中化学成分对矿石价值的影响,同时也兼顾了矿石冶金性能的影响,能综合反映矿石的技术性和经济性。该模型可根据需要扩充为四元碱度计算法,也可结合实际生产情况进行简化。

4•2粉矿价值模型

对于烧结、球团用的粉矿(含富粉、精粉、其它含铁原料)以各种矿石的造块性能试验的基本数据为基础,进行单烧值计算,可以根据经验计算把铁矿石配成自熔性人造块矿,计算出它的含铁品位、化学成分、总成本和消耗,再用修正后的块矿冶金价值的计算方法进行冶金价值计算是较为全面和合理的。但由于试验数据的难于获取和对比性较差,该方法在实际应用存在操作性和技术性难度。我们可以建立数学模型计算粉矿单烧成人造块矿的技术指标和经济指标,再将所得的指标应用块矿冶金价值模型计算其冶金价值。人造块矿的指标可通过配矿软件获得,目前各厂均有配矿计算公式,一些科研院所也开发了配矿软件,北京钢院为涟钢开发的优化配矿软件较为实用。值得注意的是采用配矿软件计算矿石的单烧指标时,要结合高炉的冶炼条件计算自熔性矿石的指标。

4•3模型的应用

以公司2007年1~5月份进厂矿石质量和2007年公司财务预算价格为基础,采用块矿冶金价值计算模型可得到各种块矿的冶金价值。由于公司内部按质论体系与市场价格存在偏差,导致矿石的冶金价值与采购价格有较大差距,但是并不影响矿石冶金价值的比较。4#块冶金价值最高,这与4#块品位高、SiO2低、杂质元素少密切相关,也与我们的实际生产经验一致。其它矿石冶金价值的变化规律验证了该模型的有效性。由于该模型含盖了矿石成分、冶金性能等指标对高炉冶炼的影响,我们可根据模型中各指标对高炉冶炼的影响程度,对矿石的按质论价条件进行修正,再结合产品质量的特殊要求,可进一步完善矿石按质论价条件。矿石的冶金价值可以理解为矿石对于高炉冶炼过程可接受的最高成本,矿石的冶金价值减去采购价格即可得到矿石冶炼的经济效益,将公司内部按质论价条件与市场价格保持一致,就可以算出各种矿石的经济效益,这样就构成了完整的矿石质量评价体系。

5优化供应商管理

我认为,优化供应商的管理包含两方面的内容:其一是供应商的矿石质量管理,即采用科学合理的矿石质量评价体系对矿石供应商进行斟选,并对进厂矿石质量进行合理有效的管理;其二是矿石供应商供应量的管理,即采用先进的供应链管理思想对矿石供应量的管理,确保矿石稳定供应,优化供应商管理的最终目标是实现效益最大化。目前我公司矿石供应商多达数十家,矿石质量更是参差不齐,由于没有合理有效的矿石质量评价体系,供应商的斟选难度大。采用本文建立的矿石质量评价体系能科学合理的对矿石质量进行评价,给供应商的斟选提供依据,以便择优选用矿石。所谓供应链,是围绕核心企业,通过对信息流、物流、资金流的控制,从采购原材料开始,制成中间产品以及最终产品,最后由销售网络把产品送到消费者手中的将供应商、制造商、分销商、零销商、直到最终用户连成一个整体的功能结构模型。供应链管理的目标是最大限度地提高供应链企业的核心竞争能力,提高供应链的核心竞争力,应当注重两个方面:一是强化不同组织之间的集成,形成集体优势;二是在物流、信息流、资金流方面进行更好的合作。对于长流程的钢铁企业而言,矿石采购是整个供应链的开始。对供应链的管理要实现根据生产需要合理组织矿石进厂。我们可以建立供应商信息平台,将供应商的库存和质量纳入日常管理工作中,延伸公司的矿石库存和质量管理。

6结语

铁矿采矿方法篇4

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：

1）已施工的主斜坡道各分段出口标高与其不对应，需进行相应调整。

铁矿采矿方法篇5

【关键词】采煤活动;酸性矿井水;环境影响;预防;治理

0.前言

煤炭是我国的主要能源，在我国一次性能源中占76％以上，必定要进行大量的采煤。采煤过程中破坏了煤层所处的环境，使其原来的还原环境变成了氧化环境。煤炭中一般都含有约0.3％～5％的硫，主要以黄铁矿形式存在，约占煤含硫量的2/3。

煤层开采后处于氧化环境，流铁矿与矿井水和空气接触后，经过一系列的氧化、水解等反应，生成硫酸和氢氧化铁，使水呈现酸性，即生产了酸性矿井水。PH值低于6的矿井水称酸性矿井水。酸性矿井水在我国部分煤矿特别使南方煤矿分别较为广泛。我国南方煤矿的矿井水pH值一般在2.5～5.8，有时达2.0.pH值低的原因与煤中含硫量高有密切关系。酸性矿井水的形成对地下水造成了严重的污染，同时还会腐蚀管道、水泵、钢轨等井下设备和混凝土井壁，也严重污染地表水和土壤，使河水中鱼虾绝代，土壤板结，农作物枯萎，影响人体健康。

1.酸性矿井水的危害

矿井水的pH值低于6即具有酸性，对金属设备有一定的腐蚀性；pH值低于4即具有较强的腐蚀性，对安全生产和矿区生态环境产生严重危害。具体有以下几个方面：

1.1腐蚀井下钢轨、钢丝绳等煤矿运输设备。如钢轨、钢丝绳受pH值

1.2探放pH值低的老空水，铁质控水管道和闸门在水流冲刷下腐蚀很快，使放水失去控制而带来灾害。

1.3酸性矿井水中SO42-含量很高，与水泥中某些成分相互作用生成含水硫酸盐结晶。这些盐类在生成时体积膨胀。经测定，当SO42-生成CaSO4.2H2O时，体积增大一倍；形成MgSO4.7H2O时，体积增大430％；体积增大使混凝土构筑物结构疏松、强度降低而受到毁坏。

1.4酸性矿井水还是环境污染源。酸性矿井水排入河流，pH质小于4时，会使鱼类死亡；酸性矿井水排入土壤，破坏土壤的团粒结构，使土壤板结，农作物枯黄，产量降低，影响工农关系；酸性矿井水人类无法饮用，长期接触，可使人们手脚破裂，眼睛痛痒，通过食物链进入人体，影响人体健康。

2.酸性矿井水形成的原因

煤系地层大多形成于还原环境，含黄铁矿（FeS2）的煤层形成于强还原环境。煤炭中一般都含有约0.3％～5％的硫，主要以黄铁矿形式存在，约占煤含硫量的2/3.煤层开采后处于氧化环境，流铁矿与矿井水和空气接触后，经过一系列的氧化、水解等反应，生成硫酸和氢氧化铁，使水呈现酸性，即生产了酸性矿井水。酸性矿井水形成的主要原因即发生的主要化学反应如下：

2.1黄铁矿氧化生成游离硫酸和硫酸亚铁：

2FeS2＋7O2+2H2O=2H2SO4+2FeSO4

2.2硫酸亚铁在游离氧的作用下转化为硫酸铁：

4FeSO4＋2H2SO4＋O2=2Fe2（SO4）3＋2H2O

2.3在矿井水中，硫酸亚铁的氧化作用，有时也不一定需要硫酸：

12FeS2＋3O2+6H2O4=Fe2（SO4）3＋4Fe（OH）3

2.4矿井水中硫酸铁，具有进一步溶解各种硫化矿物的作用：

Fe2（SO4）3＋MS＋H2O＋3/2O2=MSO4+2FeSO4＋H2SO4

2.5硫酸铁在弱酸性水中发生水解而产生游离硫酸：

Fe2（SO4）3+6H2O2=Fe（OH）3＋3H2SO4

2.6在矿井深部硫化氢含量高时，在还原条件下，富含硫酸亚铁的矿井水也可产生游离硫酸：

2FeSO4＋5H2S2=FeS2＋3S＋H2SO4＋4H2O

酸性矿井水的性质除与煤中含硫量有关外，还与矿井水涌水量、密闭状态、空气流通状况、煤层倾角、开采深度及面积、水的流动途径等地质条件和开采方法有关。矿井涌水量稳定，则水的酸性稳定；密闭差、空气流通良好，则水的酸性较强，Fe3+离子含量较多；反之，则酸性较弱，Fe2+离子较多；开采越深，煤的含硫量越高；开采面积越大，水的流经途径越长，则氧化、水解等反应进行得越充分，水的酸性越强，反之则弱。

3.酸性矿井水的预防与治理

3.1酸性矿井水的预防

根据酸性矿井水形成的条件和原因，可以从减源、减量、减时等三个方面进行预防或减轻其危害程度。

3.1.1减源

捡选利用造酸矿物，化害为利。煤矿床的主要造酸矿物时夹杂在煤层中的黄铁矿结核和煤本身的含硫量。煤的开采率低、残留煤柱或浮煤丢失多，黄铁矿结核废弃在井下采空区中，被积水长期浸泡，是产生酸性水的重要根源。减少工作面丢失的浮煤、积极捡选利用黄铁矿结核，能减少产生酸性水的物质。拦截地表水，减少入渗量。例如回填矸石，控制顶板，防止地面水沿塌陷裂隙浸入老空区。在井下，特别是老井或废弃封闭井巷处，对矿井水施放适量的抑菌剂，抑制或杀灭微生物的活性，或者减少矿井水中微生物的数量。通过降低微生物对硫化物的有效作用，达到控制酸性矿井水生成的目的。

3.1.2减少排水量

设立专门排水系统，集中排酸性水，并在地表拦蓄起来，使其蒸发、浓缩，而后加以处理，免除污染。

3.1.3减少排放酸性水的时间

减少矿井水在井下的停留时间，可在一定程度上降低微生物对煤中硫化物的氧化作用，从而有助于减少酸性矿井水的形成。对含黄铁矿多、硫分高、地表水渗漏条件又好的浅部煤层，或已形成强酸性水的老窖积水区，在开拓布局上要权衡利弊，统筹安排，在矿井前期不予开采或探放，留待矿井水末期处理，避免长期排放酸性水。

3.2酸性矿井水的治理

在一定地质条件下，酸性水中的硫酸可与钙质岩石或其它基性矿物发生中和反应而降低酸度。用烧碱作中和剂用量少，污泥生成也少，但水的总硬度往往很高，虽降低了水的酸度，但增加了硬度，而且成本高，现已基本不用。目前，处理方法有以石灰乳为中和剂的方法、石灰石为中和剂的方法以及石灰石――石灰法、微生物法和湿地处理法。石灰乳中和剂处理法适用于处理酸性较强、涌水量较小的矿井水；石灰石――石灰法适用于各种酸性矿井水，尤其是当酸性矿井水中的Fe2+离子较多时适用，还可以减少石灰用量；微生物法基本原理时应用氧化铁细菌进行氧化除铁，此菌能从水生环境中摄取铁，然后以氢氧化铁形式把铁沉淀子在它们的粘液分泌物中，时酸性水的低铁转化为高铁沉淀出来，然后再用石灰石中和游离硫酸，可降低投资，减少沉渣。湿地法又称浅沼泽法，此法具有成本低、易操作、效率高等优点，具体方法在这里不再详述。

4.结论

煤系地层大多形成与还原环境，煤层开采后处于氧化环境，流铁矿与矿井水和空气接触后，经过一系列的氧化、水解等反应，使水呈酸性，形成酸性矿井水。对地下水以及其它环境和设施等造成一定的环境影响和破坏，同时会对人体健康造成一定的影响。通过对酸性矿井水的形成原因进行分析，并采取一定的预防和治理措施，可减少酸性矿井水对地下水的污染、其它环境和设施等造成的破坏以及对人体健康的影响。■

【参考文献】

［1］王大纯.水文地质学基础.北京:地质出版社.

［2］苑顺.环境及地下水水力学研究专题论文综述.长江科学院院报.1994,3.

铁矿采矿方法篇6

[关键词]铁矿 视频测井系统

[中图分类号] P631.8+1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-168-2

0引言

龙桥铁矿自2006年投产，经过近八年的生产开采，矿区东部已形成了较大的采空区，为了及时了解空区动态，满足采空区监测需要，2008年9月龙桥铁矿收集了一些国内类似矿山采空区检测方法及其所用的仪器设备，如上海地学仪器研究所的视频测井系统、安庆铜矿的CMS探测系统、江西理工大学推荐的探地雷达系统及东北大学的浅层地震仪勘察系统，最后根据龙桥铁矿采空区的实际情况及与上述单位沟通了解，选定上海地学仪器研究所的视频测井系统作为龙桥铁矿地压监测系统。

1地压监测系统的构成及工作原理

1.1地压监测系统的构成

地压监测系统由由视频测井仪、视频探头、测井绞车（包括集流环）、测井电缆、井口滑轮、笔记本电脑组成。其结构如图1所示。

1.2系统工作原理

井下仪（视频探头）由地面钻孔下放至采空区，视频探头拍摄到的孔壁周围及下部的全景图片通过电缆传送到地面视频测井仪后在传至电脑显示，监测人员就可实时观看孔壁四周的图像，与此同时井口滑轮将深度信号传输到地面仪（视频测井仪），由电脑记录下监测过程中该深度与时间点时的图像，由此可以得出空区渣石堆高度和地板高度。

2监测点线布置

根据矿山现有采矿活动区域，龙桥矿地压监测孔沿勘探线布置，为了即将引进的CALS三维激光检测仪，监测孔控制半径50m左右，具体监测点布置见图2。

3监测效果

3.1采矿方法及工艺

鉴于龙桥铁矿矿体特点，多种采矿方法并用才能取得比较好的采矿效果，在矿体的边角区域薄矿体采用房柱法，另外根据矿体的厚度及赋存条件不同还采用了有底柱崩落法和充填法进行采矿；在矿体真厚度30米以上厚大矿体部分采用无底柱分段崩落法进行采矿。根据龙桥铁矿矿床地质构造特征可以确定当采空区暴露到一定面积时采空区顶板岩石会自然冒落的。在采用无底柱分段崩落法采矿区域沿走向布置采矿进路，每200米两端布置出矿联络道，中间进行切割向两端退采，结构参数是：分层高度12.5米，进路间距15米，上下分层进路呈菱形布置。采矿工艺采用暂留矿石作覆盖层和顶板岩石自然冒落相结合的工艺方法（图3、图4、图5、图6），具体做法是从第一分层开始，把崩落矿石的70%—80%留在采空区，第二分层崩落矿石留40%—50%在采空区，这时空区留矿的厚度已达24米，此时视其空区暴露面积、暴露时间和顶板岩石的冒落高度确定第三分层的放矿制度。从第一分层开始采矿起在出矿控制上做到每条出矿进路的眉线处不准与空区相通，已形成的空区与其它工程的通道进行封闭以防止空区中可能出现的较大面积冒落产生压缩气流造成危害。当矿体采矿结束时因采空区的暴露面积扩大崩落时间增长，冒落岩石的厚度满足垫层的要求，最后放出存在空区里的矿石。

3.2采空区现状与监测管理

龙桥铁矿从采矿开始就重视矿山的地压管理工作，早在2007年2月就委托江西理工大学进行了龙桥铁矿岩层监控技术研究，测试了龙桥铁矿的基础岩石力学数据；2008年开始与江西理工大学、哈尔滨黄金设计研究院组成的产学研结合的龙桥铁矿采空区监测及岩石冒落规律研究的课题组，几年来开展了大量的研究工作。

（1）江西理工大学于2008年6月提交《龙桥铁矿岩层监控技术研究》，获得了龙桥铁矿的基础岩石力学数据。

（2）2009年12月，江西理工大学提交了《龙桥铁矿采空区监测及岩石冒落规律研究》年度报告，报告认为随着采矿活动的进行，空区暴露面积逐渐增大，，采空区顶板岩层移动将持续进行，促使采空区顶板岩层冒落；围岩二次应力场的现场监测结果表明：龙桥铁矿地下采矿活动引起的二次应力场变化情况不明显，没有产生大面积来压现象，在目前这种状态下，矿区整体是处于稳定的。

（3）2010年12月，江西理工大学提交了《龙桥铁矿采空区监测及岩石冒落规律研究》年度报告，报告认为基于平衡拱理论，拱的高度与采空区倾向方位的跨度成正比。因此，采空区倾向方位跨度能否增加，是采空区顶板岩层冒落与否的关键所在，依据龙桥铁矿矿体赋存状况，随着后续矿体的开采，将使采空区的倾向跨度逐步增加，这最终可促使采空区顶板岩层移动冒落。围岩二次应力场的现场监测结果表明：龙桥铁矿地下采矿活动引起的二次应力场变化稳定，没有产生大面积来压现象，在目前这种状态下，矿区整体是处于稳定的。

截止到2011年4月底，龙桥铁矿有两个采空区，大采空区分布在8线～7线，东西长767.0米，南北宽平均152.8米，暴露面积117188.6m2；小采空区位于6线-279米、-295米分层，南北长64.8米，东西宽平均15.0米，面积为980.7m2。

在采空区管理上除前面采矿工艺所规定的控制放矿保证采空区中矿石、岩石垫层的厚度符合矿山安全规程的要求外，目前各分层通往采空区的所有通道均已封闭，封闭的方式有两种即压渣封闭和浇注砼墙封闭。

为了查明顶板围岩冒落情况，在地表施工监测钻孔通过仪器测量，获取岩层冒落高度数据，为采空区管理、采矿方法研究、放矿管理、损失贫化管理提供依据。自2008年3月至2011年4月，施工6个观测钻孔，其中CZK01、CZK03自2009年4月起开始逐月监测，取得成果如下表：

从两个监测孔所观测的数据来看：CZK01孔观测的空区是2007年4月最后形成并封闭的，到2009年6月冒落的高度为11米，在空区里矿石垫层上部形成约18米厚的岩石垫层，CZK03孔观测的空区位于4线，该采场于2008年4月开始切割到2009年6月回采结束形成采空区。由于4线采区南北宽度只有100米，暴露时间短，仅1年时间就冒落7.25米，在空区里矿石垫层上部形成约11.6米的岩石垫层。CZK01钻孔自2009年7月后冒落不明显，CZK03自2010年4月后冒落亦不明显，这与江西理工大学提交的《龙桥铁矿采空区监测及岩石冒落规律研究》2010年度报告结论相符。

4结语

铁矿采矿方法篇7

Abstract： Both the high-precision magnetic survey method and the amplitude-frequency induced plorization detection method are used to do on-site detection in Songlinping pyrite mine， and the distribution and reserves are known， which lays a foundation for the further work in the mine lot.

关键词： 硫铁矿；高精度磁测；幅频激电

Key words： pyrite；high-precision magnetic survey；amplitude-frequency induced polarization

中图分类号：P631.2；P631.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）21-0328-02

0 引言

为确定四川省青川县白家乡候家村硫铁矿区的含矿远景，并粗略估算硫铁矿储量，对松林坪硫铁矿区进行了高精度磁测及幅频激电探测，区域磁异常中心地段4条测线作点距5米地磁场总强度磁测，对研究区磁异常特征有了进一步的认识与了解。

使用幅频激电仪完成的采矿平硐中以及地面激电测定结果客观地反映了矿区激电效应的特征，对矿区硫铁矿的分布区的确定起到极大的帮助。研究成果既对部分已控硫铁矿矿体作出了肯定，又根据地质构造特征及已采硫铁矿坑的数量及规模，采用统计对比方法，对因地形太陡而未作物探测量的未知区硫铁矿的可能储量作出了粗略估算，认为该矿区尚存硫铁矿总量大概为已作物探工作区已采矿量的两倍左右。

1 勘探测量方法技术

1.1 仪器 本次高精度磁测利用加拿大SCINTRIEX公司生产的ENIV MAG质子旋进式磁力仪开展野外工作，该仪器性能稳定、观测精度高，完全能够达到磁场观测均方差为±5nT的高精度磁测的需要，对查明研究区磁异常的细节特征提供重要保证。本次物探工作采用仪器为成都理工大学自主研发的FB2000B幅频激电仪器，其采集原理为采用分时单频方式探测（电化学）效应，电化学极化效应主要产生于具有电子导电性的矿物与水溶液间的界面上，并把能产生极化效应的物质称之为可极化物质，将含可极化物质的物体称之为可极化体。

1.2 定位工作 由于公司未给矿区的坐标资料，为便于今后确定物探测线位置，在物探工作开始前，在矿区海拔最低的采矿平硐口选定相对坐标起点位置（0，0），在此点以西X为负，以东为正；在此点以南Y为负，以北为正。

2 地质概况

矿区属四川东部地区，出露有寒武系、志留系、泥盆系、三叠系和侏罗系地层，区域上位于松潘～甘孜造山带和扬子陆块两个I级构造单元结合部。

区内断层以火石湾断层（F1）和候家碥断层（F2）为主，前者呈北东方向延伸，断层结构面见碎裂岩化，具压扭逆冲性质，造成地层和矿体段失；后者呈东西向分布，性质为压扭性逆冲断层，是区内主要的容矿构造。

本区硫铁矿床属中低温热液型矿床，含矿层位于寒武系磨刀垭组岩屑石英砂岩及钙质石英砂岩，夹少量灰绿色页岩。矿石具粒状，致密块状、浸染状构造，矿石自然类型有稀疏浸染状矿石、稠密浸染状矿石和块状矿山三种，矿石矿物以黄铁矿为主，脉石矿物有石英、绿泥石及粘土矿物等，氧化矿物主要为褐铁矿。

3 地球物理特征

本测区硫铁矿围岩为含砾石英砂岩，一般为无磁性。硫铁矿矿体则含铁磁性物质，具有一定的磁性。测区岩（矿）石标本磁参数测定结果如表1。

从表1所列测定情况看，研究区内硫铁矿具较强磁性外，其它岩石基本上都属弱磁性以至无磁性的。

4 物探异常特征分析与解释推断

4.1 ΔT磁异常特征分析 从所绘制测区磁测总磁场ΔT（ΔT=■-■■，本区T0选取为51340nT）剖面平面图可知，在南部区域（南北向坐标-100以南），ΔT异常曲线普遍为负，负异常值-30nT左右，异常变化幅度大；而在北部区域， T在平面剖面图上的异常值可达几十nT左右，ΔT曲线普遍平滑且变幅不大。

矿区实测ΔT平面剖面图还显示出测区东部区ΔT异常幅值大、变化大、正异常远比西部区域明显；西部区ΔT异常变化小、微弱负异常为主，基本上无正异常。此区距采坑较多的区域较远，地面岩石露头显示裂隙不发育。

综合上述特点，结合物性测定结果及采矿平硐中磁异常与硫铁矿体之间的关系，推断磁测区域最西部一条测线应是硫铁矿带的西端（东西向坐标-400一线）。而在南北向坐标-50以南到-150一带、东西向坐标-350一线以东地带，应是硫铁矿带的分布区。

4.2 幅频激电异常特征分析 在已知采矿平硐之上，过实测的几条南北向幅频激电剖面所绘视电阻率平面剖面图及视电阻率平面等值线图如图1与图2。由图可见，测区北部视电阻率较大，而在南部视电阻率相对较低，坐标为-100米处附近为最低，坐标为0米处附近视电阻率相对较低，这两个视电阻率相对低值带沿东西向有较好的连续性。

在本测区实测的幅频激电剖面所绘视频散率剖面平面图及视频散率平面等值线图如图3与图4所示。由图可见，测区北部视频散率相对较低，而在测区南部视频散率则相对较高，与视电阻率显示的特点类似，在坐标为-100米处附近为最高，其次，在坐标为0米处附近视频散率也相对较高，而且这两个视频散率相对高值带沿东西向也有较好的连续性。

幅频激电两个参数反映的、类似于采矿平硐中所测剖面上硫铁矿带的异常分布特征，说明根据磁异常特征推断的、前述所推断的寻找硫铁矿分布区的最有利地带是比较准确的。

5 结论

在已知硫铁矿上的幅频激电及高精度磁测方法有效性试验结果表明：本区利用幅频激电及高精度磁测方法寻找硫铁矿的地球物理前提条件存在，并获得了令人满意的探测效果，总结如下。

5.1 在硫铁矿分布的地段，幅频激电一般显示高视频散率、低视电阻率，高精度磁测显示ΔT磁异常变幅最大。借此可利用幅频激电方法、高精度磁测直接寻找硫铁矿，说明试验的两种方法均有很好的效果。

5.2 根据已探测区激电异常与磁异常分布范围推断，在南北向坐标-50以南到-150一带、东西向坐标-350一线以东、宽约100米、向东延伸长度为350米左右的东西向条带区域，是寻找硫铁矿分布区的最有利地带。

5.3 对未作物探测量的有利硫铁矿分布区的储量粗略估算结果为：该矿区尚存硫铁矿矿石总量最多为已作物探测量区采矿量的两倍左右。

参考文献：

[1]李才明.磁法勘探教程[M].成都理工大学，2005.

[2]费锡铨.电法勘探[M].地质出版社，1986.

铁矿采矿方法篇8

关键词 崩落法采矿；地压活动规律；开采建议

中图分类号TF86 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）41-0065-02

0 引言

矿产资源井下开采无论规模大小，开采时间长短，最后都会发生地压活动，这是必然的客观规律。地压活动的发生发展，给安全生产带来了一定的威胁和危害。其危害程度和开采区域的地质构造、开采方法，采空区管理等都有着密切的关系。实践证明，不同的开采方法有不同的地压活动规律。

1 地质概况

弓长岭铁矿床二矿区是前震旦纪“鞍山群”沉积变质式铁矿床，位于弓长岭复背斜的北翼，矿区西端以寒岭断层为界，东端以F1断层为界，矿床由相互平行的六层矿体组成（如图1所示）。矿石类型主要为磁铁石英岩，其中贫矿结构致密坚硬，抗压能力强，抗压强度为120MPa~260MPa。富矿分为平炉矿和高炉矿，抗压强度为124MPa~170MPa。弓长岭铁矿床二矿区地质构造复杂，断层种类繁多，生成的时间也不同，矿床的西北端及东南端被大的横断层切削，矿床内横断层也特别发育，西北端寒岭横断层与复背斜西部第一大横断层其走向为北东，近于直立，引起矿体错动，但是对采准工程破坏性不大。

走向断层的走向与矿体的走向是一致的，尤其是走向逆断层沿矿体一侧通过，在断层带影响的范围内，分布有广泛的蚀变岩与矿石富化现象，走向断层带宽度一般为0.05m~5.0m，是矿液上升的良好通道，特别是富矿体内“亮滑铁”，结构松脆，对采准工程稳固性，影响较大，巷道易于冒落。

弓长岭铁矿床二矿区共分3个采区即西北采区、中央区、东南区。中央区深井部位回采的矿体是Fe6、Fe5、Fe4三层矿体，其中第六铁矿层是规模最大的富矿体、第五铁矿层为高炉矿、第四铁矿层为贫矿体；第四铁矿层与第六铁矿层同时进行回采，两层矿体之间的岩石为绿泥类的蚀变岩和角闪岩。并且矿体和围岩受构造影响，其节理非常发育，尤其NE67-NE64 NE3和Nw355，Nw347较为突出，由于这两组节理的存在，受岩矿层面和水平节理的影响，非常易于冒顶和松脱掉块，给安全生产带来较大危害，常因此冒顶伤人（如图2所示）。

2 崩落法开采地压活动规律浅析

采用无底柱分段崩落开采倾斜和急倾斜矿体时地压活动基本规律具依受力椭球体可以分3个组成部分：矿块底部结构地压显现基本规律；围岩崩落基本规律；矿体下部压力增加的基本规律。现分别加以阐述。

2.1 矿块底部结构上的地压显现基本规律

由于弓长岭铁矿采用无底柱崩落法开采，所以这里从略。

2.2 围岩崩落的基本规律

应用崩落法开采倾斜和急倾斜矿体时，随着崩落矿石的放出，围岩就逐渐崩落塌陷，首先是上部岩石，以圆拱的形式向上冒落，且拱顶偏向上盘（也就是沿着最大下沉角向上冒，弓长岭铁矿最大下沉角为85°），待其达到地表，拱顶四周岩石向下滑落，形成一个崩落的楔形体，并随着开采深度的增加楔形体逐渐下滑，形成陷落带。

由于回采阶段不断下降，致使上下盘围岩失去支撑，并以棱柱体形式向矿体方向滑动。棱柱体内虽有裂缝，但仍是一个完整体。在地表发生多条裂缝（这些裂缝受其地质构造面控制），并形成下沉台阶。

地表这些裂缝都是沿原走向逆断层和斜交走向断层开裂，岩石崩落角随着开采深度的增加而逐渐减小，下盘围岩到一定深度后停止崩落，而上盘围岩一直崩落到和岩石内摩擦角相等或更大些才停止崩落,此时称为临界崩落深度,再往深部崩落角反而变陡，并只发生冒落拱，其冒落高度达不到地表。

由于崩落矿石和围岩自重的作用及上下盘滑动棱柱体的综合作用，再加此区域地段构造复杂，在绿泥片岩中还有透镜体这些都近于散体状态，极易产生松脱冒落。在已掘13万延米的采准巷道中，现已有1.3万延米巷道发生了冒落现象，严重影响回采工作正常进行。

2.3 矿体下部压力增加的基本规律。

采用崩落法开采的矿山，当开采深度大于300m~400m时，在回采工作面影响范围内，位于下盘岩石靠近矿体的沿脉巷道就会遭到破坏，是因为下盘岩石不仅受崩落矿石重力作用，而且还要承受上盘滑动棱柱体经崩落的矿石和岩石传递到下盘围岩压力，发生应力集中，在这种情况下，应将运输巷道布置在离矿体稍远些，以避开支撑压力区，离矿体的距离，应根据实际经验，或用实测方法来解决。弓长岭铁矿目前-100m~-160m间的沿脉巷道，恰好布置在应力集中区内，但也有的布置在Fe4层铁中，该铁矿层宽度和巷道宽度相等，由于上下盘应力集中和巷道两角剪应大，又因为Fe5和围岩接触为断层接触，因此，产生冒顶和沿Fe5铁矿层下滑。例如井下-100m六号井附近下盘巷道，由于上盘滑动棱柱体的挤压作用，使该巷道呈三角形，最后被挤压崩落碎块充填巷道，使巷道遭到破坏。

3 结论

本文结合弓长岭井下铁矿中央区无底柱分段崩落法开采地压活动，通过岩石力学分析，并结合该矿多次发生大型地压活动现象，分析探索了弓长岭铁矿地压活动规律，通过采取技术措施和各种管理手段，有效地控制了地压活动，总结了弓长岭铁矿崩落法采矿的地压活动规律。

参考文献

[1]程裕淇.中国区域地质概论[M].北京：地质出版社，1994.