中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司 辽宁省抚顺市 112233
摘要：采矿工程问题是一个开放的复杂巨系统问题，既具复杂性，又具不可确知性，使得以往的回采方案设计技术主要根据经验，以查手册和取平均数的方式进行，方案设计阶段缺乏对实施效果的全面理解和掌握。
关键词：地下金属矿；回采技术；应用
1矿山地质特征
迁安铁矿区内出露较广泛的地层是太古界（Ar）深变质岩，西部及南部边缘地带为中远古界长城系（Pt2ch）底层，西北部（水厂矿）及中部（横山）由朱罗系后城组（J2h）砾岩，另外在平地及沟谷中分布有第四系（Q）。迁安铁矿区内变质岩系划归为太古界迁西群三屯营组（相当于《河北北京天津地质志》中的跑马场组）二段（Ars2），具体又细分为4个岩性段，他们分别是：Ars1、Ars2、Ars3、Ars4。Ars1：由麻粒岩、紫苏黑云变粒岩组成，以含辉石为特征，分布在矿区的东、西矿带。Ars2：由黑云变粒岩、磁铁石英岩组成，夹暗色岩，分布在东、西矿带，是西矿带主含矿层。Ars3：主要由含辉石、石榴石的片麻岩、变粒岩组成，夹数层磁铁石英岩。该层又分为二个亚层，主要分布在东矿带，柳河峪贴矿床诸矿体赋存在此层内。Ars4：上部及下部为辉是斜长角闪岩，中部为黑云变粒岩、浅粒岩，夹数层磁铁石英岩。主要分布在南区大杏山一带。由上述可看出，迁安铁矿区内地层是由一套浅粒岩、黑云变粒岩、黑云紫苏斜长片麻岩、二辉麻粒岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩组成。
2 构造和矿体特征
①褶皱构造：红石崖地段的褶皱构造向来有“背斜”及“向斜”之争，后经开采实践证明是“单斜构造”。但从矿体分布状况看，他们可能组成一“向斜构造”。但从目前看，我们可暂时把它定位“复杂的单斜构造”。该“单斜构造”长度大于300m，走向50o~60o，倾向NW，倾角60o~80o，上部为Ars3-1层，下部为Ars3-2层。②断裂构造：该地段断裂构造[3]较发育，但对红石崖矿体有影响的是蔡家沟断裂带（F2-5）。蔡家沟断裂带（F2-5）长度大于2000m，本段长300m，宽40~95m，走向80o~100o，倾向SSE~SSW，倾角79o~88o，水平断距100~150m，垂直断距大于100m。本段矿石主要由磁铁矿组成A、磁铁矿：黑色，呈它形粒状及半自形晶粒状集合体，成条带状分布。粒径一般在0.2~0.5mm之间，与辉石镶嵌组成暗色条带，并交代辉石晶体。磁铁矿含量在25~40%之间。B、石英：石英为白色，是主要的脉石矿物，含量为40~60%。晶体为它形粒状，边缘犬牙交错，呈锯齿状相互镶嵌，多具有拉长现象，并定向排列，与磁铁矿、辉石组成黑白相间的条带或条纹，粒径0.2~1mm。C、辉石：主要为紫苏辉石及透辉石，含量及透会师，含量仅次于石英，含量5~15%，粒径0.3~1.5mm，个别可达3~10mm，为自形晶及半自形晶，常与磁铁矿组成暗色条纹及条带。
3设计开采范围内的矿石储量
根据本次设计开采范围，沿走向S200~S500线间，深度为-100m以上。共求得地质储量601.94×104t。矿石储量计算结果见表1。
4 矿床开采技术条件和地质工作
矿区地形较为平缓，属低山丘陵区，最高处为北东侧（海拔225m），最低标高在矿区北部（海拔149.30m），矿区范围内西北部为第四系沉积层，地面标高为149.3～160m。矿区地表岩石风化深度大于20m，风化层岩石疏松破碎。矿体受走向韧性断层带控制，矿岩坚固性、稳定性较差。随着深度的增加矿岩稳固性加强，同时矿岩的抗压强度与含水量有关，干燥状态下抗压强度增大。基建勘探范围：+20m中段。根据矿床地质特征和矿床开采方式，基建勘探手段采用坑探，并与采矿密切配合，利用采矿布置的穿脉巷道和天井，探求基础储量（111b）。勘探网度为50m（走向）×30m（垂直方向）。矿石取样分别在穿脉巷道、天井内垂直矿体走向进行刻槽取样，样长2m，断面规格为5×3cm，连续取样。样品分析项目TFe、SFe、S、P、SiO2，另取5%样品作组合分析，分析项目为Fe2O3、FeO、CrO3、Cu、Pb、Zn、As、MgO、CaO等。
5 采矿
（1）开采范围及开采顺序：本次设计开采范围为：在批准的开采范围内，自S100～S500线南50m间，-100m标高以上的矿体，矿石储量（C+D级）总计为601.9398×104t，平均SFe品位SFe26%。根据设计的开拓系统和采矿方法，矿床的开采顺序为：在垂直方向上采用下行式回采顺序，即先开采上部中段后开采下部中段，在水平方向上为后退式回采顺序，即由回风井方向向主副井方向倒退式回采。对于多层矿体，应先采上盘矿体，后采下盘矿体。（2）存在问题及建议：①竖井是地下开采的关键工程，施工前应进行工程地质勘察。②设计范围内资源储量级别偏低，建议矿山基建勘探和生产勘探，使储量升级，达到矿山生产所要求的储量级别。③由于井下排水系统的设计依据不足，建议矿山投产后，认真记录整理有关坑内涌水数据，并根据实际涌水量及时调整排水方案。矿山应制定井下水灾事故应急救援预案。④矿山投产后，陷落区内尾矿库应停止使用，重新选址；矿山生产后期，红石崖村部分居民需提前搬迁。⑤对圈定的地下开采岩石移动界线，要设置明显标志，防止人员进入塌陷区。矿山投产后，矿体发生较大变化时，应重新划定岩石移动界线。
6金矿开采工艺技术要求
为了保证矿业企业的经济效益，研究各种条件下的高效能、高可靠性的采矿装置和工艺，形成一整套科学管理的开采技术，提高采矿机械化的程度和水平。倾斜长壁采矿的方法是在一定的地质条件下进行开采，这种技术的效益比较显著。这种采矿工艺的特点是仰斜开采时水可以自动流向采空区，工作面无积水，劳动的条件比较好。当矿层的倾斜角<10°时，采矿机和输送机的工作条件比较好。如果是倾斜度比较大的则采矿效果不理想。对于倾斜度在12°左右的情况下，可以采用这种采矿的方法。放顶采矿法的实质就是在厚的矿层中，沿矿层的深底部进行开采，利用常规的方法进行回采，利用矿山的压力辅助以人工松动的方法，使支架上方顶矿破碎后由支架后方放出。这种采矿的方法成本比较低，工作效率比较高，主要是应用于矿层比较厚的矿区。这种采矿方法的缺点是回收率比较低。综合开采是指在开采的过程中采用综合机械化的采矿工艺，在每一个环节保证全部实现机械化水平。这种开采方式是目前我国最先进的采矿工艺。
7结论
总的来说，对金矿开采所造成的环境地质问题的研究，应当贯穿于矿山开采的全过程之中。要全面细致地分析与调查金矿范围内矿渣堆积的状况和潜在的威胁，充分考虑到灾害链效应，从而对所存在的问题开展危险性评价，并且采取积极措施，有效地改善与治理我国金矿的地质环境以及生态环境。
参考文献：
[1]李佩云，李族文，王志刚.优化采矿方法降低采矿成本[J].山东煤炭科技，2010，21（l）：34一35.
[2]古德生.现代金属矿床开采科学技术[M].北京：冶金工业业出版社，2010.
论文作者:张晓隆
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/4
标签：矿体论文; 辉石论文; 矿山论文; 矿层论文; 储量论文; 矿床论文; 磁铁矿论文; 《建筑学研究前沿》2017年第22期论文;