鐵礦井下采礦方法

詳細解答

鐵礦的開采方式分為露天開采與井下開采兩種。露天開采簡單，在地面爆破開采即可。井下采礦較復(fù)雜，所有作業(yè)都要在地表以下的巖層中進行，當鐵礦埋藏深度較大時可以采用井下開采的方式。井下開采需要根據(jù)礦體賦存的條件、圍巖的穩(wěn)定性以及經(jīng)濟性三點，具體的采礦方法分為空場法、崩落法以及充填法三類，每個大類下又有多種具體的操作方法。以下為鐵礦井下采礦方法的具體介紹：

一、鐵礦井下采礦方法分類及應(yīng)用

1、空場法

空場采礦法是將礦體劃分為礦房與礦柱，先來開采礦房，采空后一款礦柱或頂板的圍巖自身穩(wěn)定性來支撐整個采空區(qū)。適用于礦石與圍巖都非常穩(wěn)固的條件下，其礦體傾角較陡，采空區(qū)可以有較大暴露面積的條件。特點是回采過程中空氣暴露的面積較大，且一般情況下不進行充填。具體類型如下：

全面采礦法：適用于薄與中厚的緩傾斜礦體、礦體要完整，工作面可沿著礦體走向或者傾向全面推進，整層回采，機械化程度高，將礦體中的夾石或貧礦留下作為不規(guī)則礦柱維護采空區(qū)。

房柱采礦法：用于水平或傾斜礦體，劃分出礦房與礦柱，礦房與礦柱要交替布置，分步回采，回采礦房時要留下連續(xù)或間斷的規(guī)則礦柱來維護頂塊的巖石，適用于中厚至厚大的磁鐵礦體。

分段采礦法：分段回采方式，用淺孔或中深孔爆破，如分段鑿巖階段爆破采礦空場后充填采礦法，采礦與填充要實現(xiàn)平衡，地表不需設(shè)立排土場與尾礦庫，適用于傾斜或急傾斜的厚礦體。

階段采礦法：需要按照垂直的高度進行分段或分階段補充采場，在每段內(nèi)鉆鑿水平或傾斜的深孔，進行一次性爆破，垂直深孔落礦，階段出礦。適用于高穩(wěn)定性礦體，常作為深部開采用。

留礦采礦法：可直接在礦房暴露面的下方留礦對上進行作業(yè)，自下而上的分層回采。每次采下的礦石放出自重三分之一，其余暫留做工作臺。可適用于開采礦石與圍巖穩(wěn)固的急傾斜礦床。

2、崩落法

崩落采礦法是在回采礦石的同時，通過誘導(dǎo)圍巖或礦體自然崩落，讓廢石充填采空區(qū)，實現(xiàn)高效、低成本回采的效果，適用于地表運行塌陷且礦體頂板圍巖容易發(fā)生自然崩落的地方，是目前地下鐵礦應(yīng)用廣的開采方法。特點是不需要留礦柱，用崩落的巖石管理地壓。具體類型如下：

單層崩落法：井下開采回采后只需要直接崩落礦層頂板來覆蓋整個采空區(qū)即可，方便高效，適用于緩傾斜的薄礦體，其地表允許坍塌的條件下。

分層崩落法：采用傾斜的方式來進行分層，通過分層來進行逐層的開采回采并進行崩落。該開采方法適用于緩傾斜的中厚礦體采礦。

分段崩落法：沿著礦體的走向來布置分段的巷道，通過深孔爆破來誘導(dǎo)礦體自上而下的崩落，從底部出礦口放出，適用于中厚至厚大的礦體。

階段崩落法：回采的高度要等于階段的高度，進行整個階段的大爆破，直接崩落整個階段，適用于開采深度大、礦體厚大、規(guī)模大的鐵礦礦體。

自然崩落法：將礦體拉到底經(jīng)過弱化后再利用地應(yīng)力使得礦體進行自然崩落。適用于厚大、易崩落、礦體破碎的低品位鐵礦，成本低，規(guī)模大。

3、充填法

充填采礦法是隨著回采的工作面來向前推進，然后再立即使用充填材料來填滿采空區(qū)。有時還需要用到支架與充填料相配合，用以維護采空區(qū)。可有效的控制地壓、減少地表沉降。適用于地表有重要保護對象、高價值的礦體或者礦石品位高需要盡量回收的區(qū)域。具體類型如下：

上向水平分層充填法：從礦體底部開始，自下而上進行分層開采，每采一層都需要用尾砂膠結(jié)充填，適合用于高品位以及貴重鐵礦開采。

分段空場后充填：屬于組合工藝，先采用空場法形成空場進行開采，再采用充填法進行回填，即能提高開采的效率，又能控制地壓。

下向分層充填法：該開采方式是采用了自上而下的回采方法，采用了人工假頂進行保護作業(yè)。適用于極不穩(wěn)固的圍巖條件下進行開采。

分采充填法：可分別來進行回采礦石與圍巖，在通過使用圍巖來作為充填的物料。可實現(xiàn)資源循環(huán)利用，適用于薄礦脈的開采。

方框支架充填法：該方式需要用到方框木支架來支撐保護整個采場，再進行物料的內(nèi)部充填。適用于容易發(fā)生破碎的礦體。

二、鐵礦井下采礦方法總結(jié)與對比

三、鐵礦井下采礦方法的發(fā)展趨勢

1、高效化：優(yōu)化采礦的參數(shù)與工藝流程，利用選廠尾砂，提高開采的效率與資源利用率。

2、綠色化：充填法替代空場法，減少地表的塌陷，尾礦綜合利用，變廢為寶，綠色開采。

3、數(shù)字化：應(yīng)用現(xiàn)代化科技技術(shù)，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智能礦山生產(chǎn)過程的數(shù)字化管理。

4、智能化：采用大型無軌設(shè)備、自動化采掘設(shè)備以及遠程集控管理，提高安全性與效率。