我國鐵礦礦產(chǎn)開采技術(shù)的應(yīng)用研究

摘要：隨著我國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，對(duì)鐵礦石原料需求不斷增加，為了促進(jìn)我國鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，我們必須深入探討研究礦產(chǎn)開采技術(shù)，這對(duì)提高采掘的進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展有著重要的意義。文章首先分析了我國鐵礦礦產(chǎn)資源的現(xiàn)狀，然后對(duì)國內(nèi)的鐵礦開采技術(shù)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：鐵礦；開采技術(shù)；環(huán)境保護(hù)；鋼鐵行業(yè)；礦產(chǎn)類型；露天開采；地下開采

中圖分類號(hào)：TF521 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）27-0118-03

1 概述

我國的鐵礦資源十分豐富，但是鐵礦石市場卻呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的現(xiàn)象，對(duì)外依賴程度較高，嚴(yán)重危及了我國鋼鐵行業(yè)的安全。而且，有些礦產(chǎn)由于開采技術(shù)的限制，不能進(jìn)行開采利用。為了保障礦產(chǎn)資源的國內(nèi)供給需求，我們必須大力發(fā)展鐵礦的開采技術(shù)，用我國有限的鐵礦產(chǎn)資源來彌補(bǔ)鐵鋼工業(yè)的資源空缺。

2 我國鐵礦礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀

2.1 我國鐵礦的主要礦產(chǎn)類型

我國的鐵礦礦床基本可以分為沉積變質(zhì)型礦床、巖漿型礦床、接觸交代熱液型礦床等，每個(gè)礦床都有著不同的分布特點(diǎn)，需要根據(jù)具體的礦床類型采用不同的開采技術(shù)。沉積變質(zhì)型鐵礦，以鞍山式鐵礦為主，主要分布于華北地區(qū)。接觸交代熱液型鐵礦，主要分布在我國的東部地區(qū)，其主要礦物以磁鐵礦為主。在我國已經(jīng)查明的鐵礦儲(chǔ)量中，以接觸交代熱液型最多，其次就是沉積變質(zhì)型。沉積變質(zhì)型和巖漿型的礦產(chǎn)品位較低，多屬于貧礦，這也

是我國礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量雖然豐富但是原料缺乏的原因。

2.2 我國鐵礦的主要礦石類型

通常情況下，根據(jù)鐵礦石中含鐵礦物的不同，可以將鐵礦石分為不同的類型，如磁鐵礦石、凌鐵礦石、褐鐵礦石等。在不同的鐵礦礦石中全鐵品位是不同的，磁鐵礦的品位較低。磁鐵礦是我國鐵礦石的主要類型，這就決定了我國鐵礦的總體資源較為貧乏。

3 鐵礦礦產(chǎn)開采技術(shù)

我國鐵礦開采的方式分為露天和地下兩大類別，在1957年以前我國的鐵礦開采以地下開采為主，但是隨著我國采礦事業(yè)的發(fā)展和勘探技術(shù)的提高，到20世紀(jì)90年代的時(shí)候鐵礦的開采方式就轉(zhuǎn)變?yōu)橐月短扉_采為主。

3.1 露天開采

露天開采是指從敞露地表的采礦場開采出鐵礦物的開采方式，其具體步驟主要包括穿孔爆破、采裝、運(yùn)輸和排土四個(gè)環(huán)節(jié)。這四項(xiàng)工作的具體操作程度以及它們之間的相互配合，是露天開采鐵礦的關(guān)鍵。

3.1.1 露天開采主要的四種開采方式。在遇到露天鐵礦的開采剝離量不大的時(shí)候，尤其是在露天礦初期開采的時(shí)候，通常采用一次剝離的方式，稱作不分期的開采方式。海南鐵礦就是采用的這種開采方式。

在處理開采面積較大，礦物儲(chǔ)量多，剝離量大的鐵礦礦產(chǎn)的時(shí)候，我們通常會(huì)采用陡幫分離的開采方式，進(jìn)行分期剝離和集中擴(kuò)幫來分期開采。尤其是在初期開采時(shí)候遇到剝離量較大的鐵礦，要采取該種方式。大冶鐵礦東露天礦就是采取的這種開采方式。

如果露天鐵礦礦產(chǎn)的初期開采剝離量較大，我們通常會(huì)采用陡剝離幫，不斷的擴(kuò)幫和離幫，逐漸的達(dá)到最終境界的開采方式。這種方式跟分期開采的最大區(qū)別就在于其連續(xù)擴(kuò)幫，無法劃分出分期。不同開采方式根據(jù)具體礦產(chǎn)分布情況相組合，而形成的綜合開采方式。

我國露天開采的采礦工藝，曾經(jīng)長期采用全境推進(jìn)、寬臺(tái)階的緩幫開采方式。但是現(xiàn)在的露天開采方式中最主要的就是陡幫開采方式，該方式有其自身的優(yōu)點(diǎn)和科技先進(jìn)性。

3.1.2 陡幫開采方式。由于長期以來的緩幫開采方式鐵礦礦石成本高，鐵礦礦產(chǎn)開采初期的投資高，所以必須要把幫的破角加大，采用陡幫開采方式。陡幫開采方式是指露天開采形成陡剝巖幫的開采方式，其中幫的跛角的構(gòu)成因素是該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵，陡幫開采中一般坡角度數(shù)控制在15°～25°。陡幫開采方式實(shí)際上是加大角度的采剝工藝，是為了降低成本、節(jié)省投資和平衡生產(chǎn)采剝的比例而得到的開采方式。

陡幫開采的技術(shù)條件主要有以下幾個(gè)：在擁有一定采礦技術(shù)和采礦設(shè)備的情況下，盡量減小工作平盤的寬度；在正常生產(chǎn)采礦的條件下，減小平盤的數(shù)量；在采礦成產(chǎn)工藝正常、不能減少平盤數(shù)量的情況下，提高不工作平盤的數(shù)量，減小其平盤的寬度；在鐵礦礦產(chǎn)規(guī)模正常的情況下，擴(kuò)大生產(chǎn)作業(yè)線的長度，降低水平推進(jìn)的速度，提高采礦的進(jìn)展速度；通過提高采礦設(shè)備的生產(chǎn)能力或者使用大型的生產(chǎn)設(shè)備，也可以進(jìn)行陡幫開采。陡幫開采的具體進(jìn)行方式有很多種，主要的就是組合臺(tái)階、橫采橫擴(kuò)采剝法和尾隨式開采方法。陡幫開采主要的使用條件如下：埋藏較深、儲(chǔ)量大、開采時(shí)間長的礦產(chǎn)；露天礦產(chǎn)中，上部資源少，下部儲(chǔ)量大的礦床；臺(tái)階多、境界較大、礦體厚的露天礦；前期投資少、需要?jiǎng)儙r較少的礦山。

3.2 地下開采

地下開采是指從地下鐵礦礦產(chǎn)的礦塊中采出礦石的工藝，地下開采主要包括礦床開拓、采準(zhǔn)、切割、回采四個(gè)具體步驟。

3.2.1 地下開采主要的三種開采方式。鐵礦礦產(chǎn)的地下開采法的分類也很多，通常可以分為以下三類：自然支護(hù)采礦法。主要是依賴周圍巖石本身的穩(wěn)固性和礦柱的支撐能力來支撐回采過程中形成的采礦空區(qū)，這種回采方式較為簡單，便于機(jī)械操作，采礦的成本也較低。但是由于這種方式需要保留大量的礦柱，造成鐵礦石的回采率較低。人工支護(hù)采礦法。該方法主要依賴充填的方式來維護(hù)采空區(qū)域，適用于周圍巖體不穩(wěn)定的鐵礦礦產(chǎn)。人工支護(hù)采礦法的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，回采率高，作業(yè)安全，但是工藝較為復(fù)雜，成本高。崩落采礦法。這種開采技術(shù)采用的是隨著開采工作面的不斷進(jìn)行，有順序的崩落周圍巖體來填充采空區(qū)的方式。適用于地表允許坍塌的鐵礦礦產(chǎn)。無底柱的分段崩落法，是我國現(xiàn)在鐵礦地下開采中最主要的方法。

3.2.2 無底柱分段崩落法。對(duì)于鐵礦產(chǎn)地下礦的開采，具體采用什么方式要根據(jù)礦產(chǎn)的情況而定，每個(gè)采礦技術(shù)都有其最佳使用條件。無底柱分段崩落法的使用條件為：地表和圍巖允許崩落；鐵礦石中等以上穩(wěn)固；鐵礦石礦體急傾斜厚；鐵礦石中需要剔除夾石。

每個(gè)開采技術(shù)其本身都有完善和不完善的一面，無底柱分段崩落采礦法，跟其他的方法相比，也同樣如此。無底柱分段崩落法的優(yōu)點(diǎn)：安全性好；結(jié)構(gòu)簡單，回采工藝簡單；適用高效無軌設(shè)備、機(jī)械化程度高；可以實(shí)現(xiàn)鐵礦石的分級(jí)出礦。無底柱分段崩落法的缺點(diǎn)：回采通道的通風(fēng)困難；鐵礦石的損失貧化大；開采強(qiáng)度沒有柱高。

任何一個(gè)技術(shù)都是需要不斷改進(jìn)和不斷的完善的，對(duì)于無底柱分段崩落法的缺點(diǎn)，我認(rèn)為應(yīng)該做以下的完善。在具體的采礦實(shí)踐中主要應(yīng)該做好以下幾個(gè)方面：要加強(qiáng)通道的支護(hù)。保持通道的穩(wěn)定安全是該法運(yùn)用的重要前提，而且在開采礦產(chǎn)的時(shí)候還要根據(jù)鐵礦的具體巖層特征，決定使用光面爆破、縮短通道存續(xù)時(shí)間長等多種方式來維護(hù)通道的穩(wěn)定性。要擴(kuò)大炮孔的直徑。炮孔的變形問題也是無底柱分段崩落法的一個(gè)重要技術(shù)難題，金山店鐵礦、大冶鐵礦的尖林山采區(qū)原來所用的都是直徑50～60mm的中孔，結(jié)果出現(xiàn)了很嚴(yán)重的錯(cuò)孔現(xiàn)象，無法進(jìn)行正常的爆破。炮孔的擴(kuò)大，大大減少了炮孔的錯(cuò)堵現(xiàn)象，提高了爆破效果。

4 結(jié)語

我們?cè)谶x用鐵礦礦產(chǎn)的采礦方法時(shí)應(yīng)綜合分析礦床的地質(zhì)條件、技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)條件，以達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、高效和優(yōu)質(zhì)的兼顧。根據(jù)不同鐵礦礦產(chǎn)的條件，提出幾種備選方案，然后進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，選出最優(yōu)方案，再進(jìn)行正式使用。無論是露天開采還是地下開采都有其本身的優(yōu)越性，每個(gè)開采技術(shù)都各有千秋，只有符合礦產(chǎn)自身?xiàng)l件的技術(shù)才能發(fā)揮重大的作用，實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：楊旭（1967-），男，中冶京城（秦皇島）工程技術(shù)有限公司工程項(xiàng)目部項(xiàng)目經(jīng)理，高級(jí)工程師，國家注冊(cè)造價(jià)師，研究方向：礦山開采，選礦技術(shù)及工程造價(jià)。

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）