山东金岭矿业股份有限公司 山东 淄博 255080
摘要：相对于其他采矿工艺而言，无间柱连续采矿工艺技术的应用优势更加明显。为了更好地分析无间柱连续采矿工艺技术的应用效果，本文以某地下铁矿山为例，对无间柱连续采矿工艺技术在该地下铁矿山中的应用进行分析和研究。
关键词：地下铁矿山；无间柱连续采矿；工艺技术
前言：地下矿山的开采难度显著高于裸露矿山。以我国的铁矿山为例，随着未采裸露铁矿山数量的不断减少，地下铁矿山开采效率低、产量不稳定等问题逐渐暴露出来。为了改善这种局面，可以利用无间柱连续采矿工艺技术替代原本的开采技术。
一、某地下铁矿山概况
该地下铁矿山具有易风化特点，其下盘和上盘部分都属于中等稳固水平。为了更好地验证无间柱连续采矿工艺技术的应用效果，这里选择整个矿山的III号矿体作为实验区域，具体的范围为-300~-360m内，其矿段的高度参数和长度参数分别为48m和45m。所选铁矿区域的矿体倾角范围为80-85°；厚度平均值处于21-25m之间。预设无间柱连续采矿工艺技术的铁矿产量为10.13万t，铁矿品味为0.91%。
二、无间柱连续采矿工艺技术在该地下铁矿山中的应用
这里主要从以下几方面入手，对无间柱连续采矿工艺技术在该地下铁矿山中的应用进行分析：
（一）开采方案方面
该III号铁矿体的开采方案为：将整个矿体划分成多个矿段，分别将每个矿段当成回采单元，在不留间柱的情况下完成所有铁矿开采任务。在总长45m的III号矿体试验区中，将其分别划分成15m和30m的一分区与二分区。当一分区的凿岩爆破工作完成之后，再对二分区进行崩落处理。回采处理顺序与凿岩爆破顺序相同。
（二）回采工艺应用方面
在该地下铁矿山的III号实验区域中，需要应用的回采工艺主要包含以下几种：
1.爆破凿岩工艺
针对III号实验矿体，选用孔径参数为165mm的CD-60型钻机开展凿岩操作。在爆破凿岩过程中，首先将切割天井作为III号矿体的自由面，利用深孔爆破法构成切割槽，然后将该槽作为自由面，通过侧向崩矿法对III号矿体的一分区进行凿岩爆破处理[1]。当该区域的爆破任务全部完成后，再在二分区中开展凿岩爆破操作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.矿石运输工艺
由于III号矿体的一分区与二分区之间存在一定差异，因此，矿石运输工艺的选用需要结合各个分区的特点进行。就III号矿体的二分区而言，由于其铁矿底部结构是由无二次破碎水平振动一番的，因此可以将运输工艺选为振动连续作业机组出矿工艺；就III号矿体的一分区而言，由于其铁矿底部为漏斗结构，因此可以利用T4G运输工艺完成该地下铁矿山的运输任务。
3.采空区充填工艺
当III号矿体一分区完成崩矿出矿操作之后，为了方式该采空区影响后续铁矿山开采作业，需要利用高水尾砂固结对一分区进行充填处理。为了保证采空区的稳定性，采空区充填工艺的评价标准为强度参数高于1.5MPa[2]。就III号矿体中的二分区而言，其采空区应该利用全尾砂充填工艺进行处理。
4.监测工艺
在该地下铁矿的III号实验矿体中，充填体（位于采空区中）、临时矿壁等位置可能会出现问题。对此，需要利用RS-1614监控系统对III号矿体的上述部位进行监测。具体的监测任务主要以下几种：第一，监测充填体是否会引发凿岩爆破操作出现崩塌事故。相关人员需要利用RS-1614监控系统所得的监测数据判断III号矿体中充填体的稳定性[3]。第二，监测临时矿壁在III号矿体崩矿阶段中的地压显现情况，避免临时矿壁出现不稳定问题。
三、无间柱连续采矿工艺技术的设备
（一）设备构成
无间柱连续采矿工艺技术所需的设备主要包含溜井下部装载、3台FEZ-II振动出矿设备、中段运输设备等[4]。结合上述设备在地下铁矿作业环境中的实际应用经验可知：其虽然能够实现铁矿石的连续开采，但开采效率相对较低。
（二）改进后的开采设备
为了提高无间柱连续采矿工艺技术的开采效率，人们针对该工艺的特点研发出了几种新型开采设备：
1.基于分节组合结构的振动运输设备
与传统的振动运输设备相比，该设备的变化主要体现在以下几方面：第一，弹性系统结构方面。传统设备的弹性系统结构较为复杂，运行效率较低。而新型设备通过简化系统的方式提升运输设备的运行效率。第二，槽体。这种新型设备利用矩形断面替代原本的梯形断面，同时增强了槽体本身的强度参数，使得其能够更好地适应地下铁矿山的作业环境[5]。第三，激镇电机位置。新型振动运输设备将激镇电机的位置调整为槽体的两侧。
2.基于组合结构的振动出矿设备
与传统出矿设备相比，新型振动出矿设备的变动主要集中在震动电机的安装位置上。这种新型设备将台班与电机座结合在一起，使得振动电机能够以正面水平方向与出矿设备融为一体。这种变动方式的应用使得电机的维修变得更加便捷，且有效提升了设备的运行效率。
结论：为了详细验证无间柱连续采矿工艺技术的开采效果，这里以某地下铁矿为例，选择一段长度为45m的矿体进行实验。整个开采作业中主要应用了采空区充填工艺、爆破凿岩工艺、监测工艺以及矿石运输工艺等。此外，在充分分析无间柱连续采矿工艺所采用设备性能的基础上，提出了性能更加的基于组合结构的振动出矿设备、基于分节组合结构的振动运输设备。
参考文献：
[1]吴爱祥,胡华. 地下金属矿山无间柱连续采矿工艺技术研究[J]. 金属矿山,2001,10:9-12.
[2]古德生,邓建,李夕兵. 地下金属矿山无间柱连续采矿可靠性分析与设计[J]. 中国工程科学,2001,01:51-57.
[3]王满堂,孔风茂,王亚辉. 地下金属矿山无间柱连续采矿工艺技术探讨[J]. 河南科技,2013,10:33+62.
[4]古德生,邓建,李夕兵. 无间柱连续采矿的岩石力学优化[J]. 中南工业大学学报(自然科学版),1999,05:441-444.
[5]古德生. 地下金属矿山采矿连续工艺——发展振动出矿技术所展现的前景[J]. 有色金属(矿山部分),1987,02:56-57.
论文作者:许晨 石先进
论文发表刊物:《科技中国》2017年2期
论文发表时间:2017/5/3
标签：矿体论文; 铁矿论文; 矿山论文; 工艺论文; 地下铁论文; 工艺技术论文; 设备论文; 《科技中国》2017年2期论文;