关键词：分段凿岩阶段矿房法 矿石贫化 采矿工艺 优化 研究
前言
铁矿石是经济发展、社会进步的重要资源之一，是推动社会经济发展的重要资源。在铁矿石的开采中，往往会因为各种各样的因素造成矿石贫化，还会造成资源的损失和浪费。因此在使用分段凿岩阶段矿房法时能够有效降低贫化率、高效率的回收矿体，提高资源利用率，增强经济效益是企业发展之道。
一、铁矿石采矿贫化率的概述
铁矿石采矿贫化是指在采矿过程中中因为混入废石或富矿散失等情况，造成开采出来的铁矿矿石的平均品位比矿体平均品位低，铁矿石品位达不到平均品位的要求。将实际开采出的矿石品位用百分比表示，以此作为判定地下资源利用程度的参数指标和检测矿石贫化率的重要指标。铁矿采矿贫化率高，矿石质量就低，采矿效率也就低。
二、造成矿石贫化的原因
在开采设计中由于部分矿体较缓和，利用爆破施工无法达到矿体倾角造成不可避免的贫化发生或者是由于在采矿设计中由于较小的夹石无法从铁矿中剔除，铁矿采矿中混有围岩或夹石而造成贫化。另外由于人工的失误操作造成人为废石的混入也会造成矿石贫化。总之，矿石贫化会因为地质测量不到位、开拓方法不合理、采矿工艺应用不当和多次转运矿石，而导致有废石混入铁矿开采中，造成矿石贫化。
三、采矿工艺优化分析
3.1采切工程
采准工程主要有穿脉运输巷、出矿沿脉运输平巷、装矿进路、人行天井、分段凿岩平巷。每隔50m就需布置出一条穿脉运输巷出矿沿脉巷需尽量靠近矿体，并布置在矿体上盘，与穿脉运输巷相连通，形成环形的运输回路。人行天井须布置在间柱中央，并在每个分段高度上掘进分段凿岩平巷，它是人行天井和通风的主要通道，但由于采切工程中的无轨设备无法进入凿岩平巷中，因此，需要靠电耙进行掘进出渣。在出矿沿脉运输平巷内根据实际需要每隔一个固定参数向矿体下盘方向掘进装矿进路，联通装矿进路与矿房最下分段凿岩平巷。切割天井、拉底、切割槽都属于采切工程，但切割槽在计算时是归于回采工程的。采切工程能够将各分段的凿岩巷道以及凿岩巷道的布置位置、巷道断面的面积通过计算能准确的确定各项参数，同时能在凿岩巷道施工上向扇形中深孔，以空区为自由面实施分段爆破，避免施工切割工程，从而形成V型切割槽。
3.2回采工程
3.2.1凿岩爆破
凿岩爆破的主要参数取决于矿体及围岩的地质条件、单次爆破范围的面积、爆破施工中的钻孔设备、炸药类型等。在回采前，需要将切割天井的沿矿体全断面拉开，保证有足够的的自由面，以上拉槽工序完成后就开始进行钻凿回采，采用KQJ-100E钻机在分段凿岩平巷中钻凿上向扇形中深孔，根据实际的凿岩硐室规格，科学制定炮孔的排距、孔底距、孔口距以及抛空排面角。再采用BQF-100装药器充装粒状铵油炸药，采用非电导爆系统起爆，保证同排同段、各排分段与导爆管并联一次性起爆。注意爆破时，每次爆2排，可以采用多分段同时侧向爆破，时爆破面最后是形成梯段工作面即可。
3.2.2采场通风
通过联通中断运输平巷、穿脉运输巷、人行天井、分段凿岩平巷，让新鲜风流能进入回采工作面。同时在清洗工作面后，被污染的风能经过矿块顶柱内的切割天井上端的回风小井穿过上中断沿脉运输平巷、上中断穿脉、上中断运输平巷，顺利的进入总回风系统中，从而让采场的通风能循环起来。
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3.2.3采场出矿
当采场在凿岩爆破后，遗留的矿石在工作面上需要用柴油铲运机将采场的矿石运送早采场溜井，将矿石下放到下一中段振动给矿机硐室，再由卡车运输到中断主溜井进行卸矿。注意在采场出矿中要结合实际开采矿石的规模选择合适的铲运机，除了有正运行的机械设备外，还需要留用几台作备用。
3.2.4空区处理
在回采工程中，矿房的回采需利用矿房顶、矿房底柱以及矿块间柱进行采空区的支撑，在回采完毕后，需要及时回收矿柱同时围填采空区。
3.2.5矿柱回收
为解决矿柱回收率低的现象，在选择矿柱回收的方式上进行分步回收。以此增加矿柱的回收率。首先回收本中断的矿房顶柱，在顶柱的回收中需要对人行天井和顶柱相交的区域掘进顶柱凿岩硐室，并在在此位置上钻凿深孔，当矿房回采结束后，立即爆破顶柱，让矿房矿石一起落入v型切割槽中，利用分段底柱的保护中安全出矿。其次，回收间柱。需要在人行天井巷道内钻凿垂直扇形深孔，利用微差爆破的手段，将顶柱的炮孔爆破后再爆破间柱。然后是回收底柱，当上中段的矿块在回采结束后，需要在中上段底柱的出矿巷道内钻凿上向扇形深孔，并进行爆破，使上中段底柱矿石和本中段顶柱、本中段间柱矿石一起落入v型切割槽中，利用分段底柱的保护下安全出矿。在进行爆破施工中，爆破的炮孔需要一次性全部钻凿完成，并在爆破施工中按照顺序依次进行，使爆破结束后所有的矿石都能在底柱的保护下安全出矿。
3.2.6嗣后充填
当矿房或者矿柱在各个分段的采场完毕后，需要进行各个分段的阶段性胶结尾砂充填。在充填前需要将各个分段中和空区联通的巷道进行滤水密闭墙的密闭，并安装滤水管，避免水分影响分段中的爆破。当密闭结束后，需要利用充填站与充填管的自流作用，将充填料浆运送至上中段阶段的运输平巷中，再由充填井注入带采空区，实现自动化的胶结尾砂充填。另外，利用分段式的阶段性矿柱的回采工作中，需要对矿房下的v性切割槽使用灰砂比1：（6-8）的胶结料浆的充填，其充填高度在8-9m，同时矿柱与矿房的充填程度应当尽可能的接近矿顶。
四、防止贫化其他措施
4.1 深孔施工严格控制超深
中深孔施工过程中，深孔凿岩工会根据施工图开始凿岩，大多数职工都能按照图示如实做到，但是由于产量利益的考核，部分职工会超深施工部分钻孔，造成深孔穿过矿体进入上盘岩石。后期爆破回采时会回采或者破坏部分上盘岩石造成矿石贫化。因此施工过程中值班队长要不定时对深孔施工作业情况进行抽查并制止，其次后期对深孔施工情况的验收要利用吸铁石或者深孔探测仪及时校核深孔施工情况。
4.2爆破作业合理装药
由于矿体较缓，凿岩道上方部分炮孔可能会处于下盘岩石当中。如果爆破时按照正常的起爆装药，孔口岩石全部爆破混入矿石之中，极大的增加了矿石的贫化。为了解决这一问题，技术员在做爆破指令单时对边角孔的装药可以多留孔口，只爆破矿石部分，下盘岩石中的炮孔不装药，缓解贫化。
4.3采掘溜井分离
为了更好的阻止认为贫化，出矿所用的溜井一定要和掘进所用的溜井分开，避免岩石混入矿石中造成人为贫化。如果不能分离时一定有专人对该溜井的运矿情况进行检验。尽可能的阻止人为贫化。
五、结语
分段凿岩阶段矿房法通过在采矿工艺中的采切工程及回采工程中的优化技术能实现生产能力大的经济效益。分段凿岩阶段矿房法在回采工程中具有回采能力强、采矿成本低、回采安全性高的优点，能提高铁矿的开采过程中的采矿效率。通过对矿柱的回收降低矿石的贫化率，同时增加矿柱回收的可操作性与安全性，使矿石的回采率大大增加。利用分段凿岩阶段矿房法能为实际开采与生产提供相应的技术指导和经验参考，对制定合适的爆破方法和安全管理制度的正确选择和科学制定有借鉴意义。
参考文献
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[3]钟福生，分段凿岩阶段矿房法的改进和应用[A].矿业工程研究，2014（3）：44-47.
论文作者:吴会明
论文发表刊物:《科学与技术》2019年20期
论文发表时间:2020/4/28
标签：矿房论文; 矿石论文; 平巷论文; 矿柱论文; 矿体论文; 天井论文; 铁矿论文; 《科学与技术》2019年20期论文;