摘要：金属矿石作为我国紧缺且不可再生的宝贵资源，对其高效开采技术的研究是学者专家研究的重点课题。对大型矾山磷矿山的开采在总结前人经验和成果的基础之上，采用上向分层点条柱法，实现尾矿的循环利用，落实矿山绿色发展的最终目标。矾山磷矿西区还利用尾砂充填采空区，符合国家循环经济产业政策，对我国相似条件下金属矿石的开采工作具有良好的示范和指导意义。
关键词：大型矿山；金属矿石；高效开采；技术
1金属矿石开采关键技术
1.1尾矿资源利用
充填料采用选矿厂全尾砂，根据选矿厂尾砂产率和尾砂粒度组成，结合充填试验，利用尾矿砂胶结充填技术，充填体只需浇面层（约1m）强度高，下层采用低灰砂比胶结料充填，实现了对尾矿资源的综合利用，提高了资源利用率。
1.2开采方案确定
厚缓倾斜-倾斜中等稳固-不稳固矿体采矿方法的研发：针对大型矿山厚缓倾斜的金属矿石中等稳固矿体，我国矿山有关专家提出，从2010年7月份开始试验回采，经过近三年的试验，严格按照设计和研究单位推荐的采矿方法进行试验。方案是基于安全第一为原则，考虑人员、设备作业安全条件相对较好。研发采用此方法后，还可根据岩石的稳固性条件，适当调整间柱宽度与进路断面，做好强采、强出、强充，减少空区暴露时间，防止地表塌落，影响和破坏地下水资源和生态环境。开拓采准工程合理布置研究：针对大型矿山矿床岩石稳固性，采用下盘无轨采准系统，将巷道布置在稳固的岩层中，以便行人及行车，减少巷道支护率，并将进路联络道布置在上盘，利用联络道逐一施工进路，保证工程的合理衔接。
采场支护参数与稳固性研究：针对大型矿山岩层的稳固性，在巷道内不稳固地段施工长锚索或混凝土的支护方式，将采场联络道支护起来，保证施工设备、人员安全。另外，对主要人员与设备出入的巷道实施锚网喷支护技术，保证各地段的施工及出矿安全。
1.3金属矿石开采流程
1.3.1主要采准工程：此方法进路间留设连续间柱进行回采，进路方位垂直矿体走向布置，进路宽度为5m，矿柱尺寸为2m，进路高度为3m，采场垂直矿体走向布置，长度为50～60m，宽为矿体水平厚度，高度为中段高度45m。每个采场布置八至十个进路，宽为矿体厚度，中段高度为45m。采切工程主要包括：下盘沿脉运输平巷、中段装矿穿脉巷、分段平巷、分段联络巷、充填回风（泄水）天井、出矿溜井，采场拉底切割平巷等。
1.3.2回采工艺：采切工程施工完毕后进行进路采矿，凿岩采用BOOMER281凿岩台车，钻凿水平浅孔，孔深3.8～4.0m，首采进路从拉底穿脉紧贴矿体上盘处沿走向回采至采场边界。进路在爆破结束后即进行通风。通风结束后进行撬毛排险，排除顶帮浮石。在遇到不稳固地段时采用锚杆进行加固。在支护同时对爆落矿堆进行洒水除尘。确保作业安全后方可进行出矿作业，出矿采用WJD-1.5电动铲运机，将爆落矿石铲装到溜矿井，再经溜井底部的装矿漏斗装入矿车运往中段集中溜井。
1.3.3采场充填：进路回采结束后，即可进行充填准备工作，封闭好进路与联络通道（对拉底层为拉底穿脉）相接处出口，充填管由充填回风天井下放到进路内，将塑料充填管架到进路中间，对整个进路实施接顶充填。进路充填养护达到要求强度后，即可进行相邻进路回采作业，进入下一轮采充循环。一个分层内最后一个进路回采完毕后，可架高人行泄水井、封闭好采场联络道外口，将该进路与中间的采场联络通道一起充填。分层充填完后，本分层采充工作结束，整个采场进入下一分层采充循环。
1.3.4矿柱回采：采场底柱可随下中段采场正常回采顺序上采一层，剩余3m作为永久损失不再回采。
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2降低矿石损失贫化的措施
2.1研究成矿规律
加强地质工作，为采矿设计和生产提供可靠的地质资料，以便正确确定采掘范围。研究本矿床成矿规律，用之指导采矿设计与施工，从而减少矿石损失贫化。通过对陆院沟金矿矿区上部生产中段地质资料的研究分析，找出了矿体矿化富集规律，一般在产状变陡部位，矿体厚度小，品位高。矿体厚度与硅化、金属硫化物蚀变范围有关，蚀变厚度愈大，矿体厚度愈大。如1060中段矿体产状陡，品位较高，850中段蚀变厚度大，矿体较厚。
2.2加强施工管理，强化施工质量
加强施工管理，完善规章制度。为此，企业采取了以下措施：（1）采场打眼前，技术人员用红漆喷出打眼范围和炮眼位置。（2）装药连线前，技术人员先检查炮眼，超出允许范围的炮眼禁止装药。（3）出矿时，技师在现场监督手选废石及废石的运送。（4）对肉眼无法判断的矿石，进行取样化验，根据化验结果指导出矿。（5）对采场矿石和手选废石实行发牌过磅，单个采场回采结束后，由测量人员实测采空区，算出采场的贫化损失率，根据结果进行考核。
2.3正确采用采矿方法，优化矿块结构参数
根据采场长度先施工溜井、脉外巷、出矿穿，每一分层采矿时，先将下盘围岩采下作为充填，然后将矿石采下直接由溜井放出；或采用人工假底和顺路天井的浅孔留矿法，减少矿块间柱和底柱的矿石损失；或者根据矿脉的厚度及围岩的稳固性细化各采场顶柱、底柱及间柱的预留厚度，既可以保证生产作业的安全，又为以后回收打下很好的基础，减少矿石损失。所以，根据矿脉实际情况，采用合理的采矿方法是降低损失贫化率的一项重要措施。
2.4完善回采工艺，加强采场技术管理
浅孔留矿法的回采工艺主要有采准、凿岩、爆破、出矿和地压管理等几个环节，这些环节关系紧密，其中一个工序出现问题，将影响整个采场的各项指标完成。凿岩应严格遵守设计要求，使炮眼的排列、间距、孔距、角度、孔深等参数尽可能地做到施工与设计相符合，为爆破打好基础。采场爆破时，选择合理的爆破参数，孔距、排距、装药量、装药结构、起爆顺序、爆破器材选择等都要做到严格把关，认真管理；采场顶板和上盘边界采用光面爆破技术，减少孔装药量，以减轻爆破对上盘围岩的振动，保持上盘围岩稳定不塌落；对于上盘塌落下的围岩和采场内爆落下的夹石，分捡分出，并派地质和采矿人员在采场内跟班监督，加强采场技术管理，降低采场损失与贫化。
2.5加强地质勘探，积累地质信息
（1）在矿体赋存形态复杂地段适当加密水平钻孔，由原来的100～80m加密至50～40m。（2）矿体支脉发育的区域，在水平中段巷道内施工上向或下向钻孔控制其形态。（3）根据已揭露的矿体形态推测未揭露的矿体形态。（4）中段沿脉巷道遇无法推测的断层时，施工与矿脉垂直钻孔，探测矿体位置，推断断层性质。
结语
综上所述，目前我国对大型缓倾斜中厚-厚不稳固超贫矿体，尤其是地表不允许陷落，不允许破坏地下水资源的矿体开采相对较为困难，没有成体系的开采方法和思路。充填采矿法逐步替代了空场法和崩落法开采。如何在保证成本的前提下，有效的、合理的开采出此种矿体已成为我国采矿业面临的一个重大问题。矾山磷矿所采用的上向分层点条柱法，有效的解决了这个问题，不仅宝贵的资源得以开采，还保护了资源，实现了尾矿的循环利用和大型矿山绿色发展的目标，对我国超贫铁矿开采具有重要的示范和现实指导意义。
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论文作者:李斌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/26
标签：进路论文; 矿体论文; 矿石论文; 稳固论文; 矿山论文; 厚度论文; 围岩论文; 《基层建设》2017年第33期论文;