階段崩落法在地下鐵礦開采中的應用

岳新強

摘 要：不同采礦方法決定著整個地下鐵礦的開采效率與質量，同時也決定了鐵礦開采設備、回采工藝、施工材料以及生產成本等，甚至開采中的貧化率以及損失率等多個方面。隨著我國經濟社會的快速發展，也逐漸加大了對于鐵礦資源的需求，因我國大部分的鐵礦具有非常復雜的區域結構，若開采方式選擇不合理也能會導致鐵礦資源浪費與流失，甚至造成地表塌陷。鑒于此，本文對階段崩落法進行簡要闡述，并在此基礎上探討其在地下鐵礦開采過程中的應用狀況。

關鍵詞：地下鐵礦; 鐵礦開采; 階段崩落法

中圖分類號：TD861.1 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1006-3315（2020）8-197-001

近年來我國科學技術的發展也推動了開采技術的進步，鐵礦作為我國資源重要組成之一，為緩解當前經濟增長與鐵礦資源短缺的矛盾，還需要進一步加強對于鐵礦開采技術的研究，以提高鐵礦資源開采質量與效率。

一、階段崩落法

選擇采礦方式直接關系到地下鐵礦開采安全與效率，現階段我國在鐵礦地質勘查中所遵循的理論依據為同位成礦理論。有相關調查研究表明，目前所出現的大部分礦山事故均與如突水以及瓦斯爆炸等地質工作具有一定關系，而上述事故的發生則與鐵礦開采方式具有直接關系，因而開采方式決定著開采的結果及安全。科學合理管理低壓是確保地下鐵礦開采安全的重要方式，開展有計劃的圍巖填充采空區崩落便是指崩落法。崩落法作為開采礦產資源中最為常見且常用的采場結構采礦法之一，在實際應用中主要是沿著礦體的邊界開挖一個環形運輸巷道，并于礦體上下盤開挖切割巷道，旨在形成一個切割空間，沿著該空間爆破后行回采操作。但需要注意的是，因氣候、地理及周圍環境會對礦體結構造成不同程度影響，使得每個地區差異性較大，在實際開采工作中會面臨各種不同類型的小型地質構架。

崩落法在實際應用中最大優勢在于可對采場結果予以簡化，但在實際應用中還具有一定的局限性，通常應于圍巖崩落難度較小或者地表塌陷礦體。由于實際施工中缺乏準確的參考數據，施工人員常常會面臨因頂板暴露面積變大以及礦體厚大等因素而對后期開采工作的順利開展造成影響。而崩落法的應用可顯著地降低開采工作量，通過簡化采場結構的方式節省大量的人力物力，降低成本，提高開采效率及質量。

二、階段崩落法在地下鐵礦開采應用分析

（一）階段自然崩落法

該種方法主要是通過礦石自身重力下落中所產生的沖力，于礦塊下部或盤區開展較大面積拉底，在礦山側面巷道切幫以及深孔爆破操作后，隨著放礦礦石便會自然崩落。施工人員在實際操作中需嚴格把握好放礦速度及切幫工程，旨在確保礦石破碎質量與連續崩落。該種方式在全礦體連續崩落中得到了較好的應用，同時也適用于盤區礦體以及礦體后連續崩落。在此過程中，放礦速度及難度由板塊及礦塊水平尺寸確定，礦石在確定礦塊的尺寸后便會出現連續放頂，且不會嚴重影響及破壞到礦井巷道。

在圍巖界面可廣泛應用該種方法，原因在于其具有非常明顯的礦體，且易于分離，礦體接縫以及裂縫發育。與放礦速度相比，圍巖崩落速度較慢。盡管地下鐵礦放頂煤開采具有較高生產效率以及低廉的生產成本，但需要一次性投資，且具有較長的開采時間，對于技術具有非常嚴格的要求，現在自然崩落法生產直接受到降落效果與質量的影響。所以這就意味著在地下鐵礦開采過程中，階段性自然崩落法應用的前提條件與基礎為具備較高的生產以及管理水平。因其對于礦巖具有嚴格條件，同時除了有可靠性評價外還需具備在巖石物理研究基礎上利用自然崩落階段方案與可行性報告的力學性能。鑒于此，目前我國的地下鐵礦開采并未對該種方法予以廣泛應用。

（二）階段強制崩落法

我國的地下鐵礦開采工作受到開采技術與管理等多種因素的制約，使得階段性強制崩落法得到更為廣泛的應用。該方法的特點為一步挖掘，使用率高。探洞中主要通過中孔或深孔，采礦階段采取強垮放礦的方式，在開采過程中于鑿巖爆破的外力作用下采用不同階段高度相同，高度相同強制放頂方法。在開采階段主要采取水平深孔以及垂直深孔兩種形式，其中水平深孔在施工作業中需確保水平補償空間適合于采礦范圍，而水平深孔采礦方式需形成水平補償空間方可進行操作。因而在實際應用中，通常選擇免爆破，若圍巖穩定性較差或者補償空間過大時則需在水平補償空間內設置一個臨時支柱，同時還需要全面勘查礦產周圍環境。水平補償空間在該種方式中主要經挖掘進入巖石鉆井室或者巖石鉆井平臺得以實現，在上述兩個處均需要由鑿巖設備進行鉆水平深孔，且運行條件差。通過水平補償空間方式與穩定礦石相較而言，其具有工作量小、開采成本低以及生產效率高等多種優勢。但缺點在于采礦要求更為嚴格。而垂直深孔開采則主要應用于具有較好的礦石質量以及簡單礦塊結構中，其可充分利用爆破破壞以及擠壓爆破技術，從而確保了開采的安全性，若巖石補償空間較小則需通過該技術來擴大與其相鄰礦體空間。

三、結束語

綜上所述，隨著社會經濟發展對于鐵礦資源的需求，使得近年來我國進一步加大了對于鐵礦資源開發力度。因礦體開采所具有的復雜性特點，使得在實際開采中需根據實際環境與開采特點選擇合適的開采方法與技術，以確保鐵礦開采工作的順利進行。

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