铁矿井下采矿方法

详细解答

铁矿的开采方式分为露天开采与井下开采两种。露天开采简单，在地面爆破开采即可。井下采矿较复杂，所有作业都要在地表以下的岩层中进行，当铁矿埋藏深度较大时可以采用井下开采的方式。井下开采需要根据矿体赋存的条件、围岩的稳定性以及经济性三点，具体的采矿方法分为空场法、崩落法以及充填法三类，每个大类下又有多种具体的操作方法。以下为铁矿井下采矿方法的具体介绍：

一、铁矿井下采矿方法分类及应用

1、空场法

空场采矿法是将矿体划分为矿房与矿柱，先来开采矿房，采空后一款矿柱或顶板的围岩自身稳定性来支撑整个采空区。适用于矿石与围岩都非常稳固的条件下，其矿体倾角较陡，采空区可以有较大暴露面积的条件。特点是回采过程中空气暴露的面积较大，且一般情况下不进行充填。具体类型如下：

全面采矿法：适用于薄与中厚的缓倾斜矿体、矿体要完整，工作面可沿着矿体走向或者倾向全面推进，整层回采，机械化程度高，将矿体中的夹石或贫矿留下作为不规则矿柱维护采空区。

房柱采矿法：用于水平或倾斜矿体，划分出矿房与矿柱，矿房与矿柱要交替布置，分步回采，回采矿房时要留下连续或间断的规则矿柱来维护顶块的岩石，适用于中厚至厚大的磁铁矿体。

分段采矿法：分段回采方式，用浅孔或中深孔爆破，如分段凿岩阶段爆破采矿空场后充填采矿法，采矿与填充要实现平衡，地表不需设立排土场与尾矿库，适用于倾斜或急倾斜的厚矿体。

阶段采矿法：需要按照垂直的高度进行分段或分阶段补充采场，在每段内钻凿水平或倾斜的深孔，进行一次性爆破，垂直深孔落矿，阶段出矿。适用于高稳定性矿体，常作为深部开采用。

留矿采矿法：可直接在矿房暴露面的下方留矿对上进行作业，自下而上的分层回采。每次采下的矿石放出自重三分之一，其余暂留做工作台。可适用于开采矿石与围岩稳固的急倾斜矿床。

2、崩落法

崩落采矿法是在回采矿石的同时，通过诱导围岩或矿体自然崩落，让废石充填采空区，实现高效、低成本回采的效果，适用于地表运行塌陷且矿体顶板围岩容易发生自然崩落的地方，是目前地下铁矿应用广的开采方法。特点是不需要留矿柱，用崩落的岩石管理地压。具体类型如下：

单层崩落法：井下开采回采后只需要直接崩落矿层顶板来覆盖整个采空区即可，方便高效，适用于缓倾斜的薄矿体，其地表允许坍塌的条件下。

分层崩落法：采用倾斜的方式来进行分层，通过分层来进行逐层的开采回采并进行崩落。该开采方法适用于缓倾斜的中厚矿体采矿。

分段崩落法：沿着矿体的走向来布置分段的巷道，通过深孔爆破来诱导矿体自上而下的崩落，从底部出矿口放出，适用于中厚至厚大的矿体。

阶段崩落法：回采的高度要等于阶段的高度，进行整个阶段的大爆破，直接崩落整个阶段，适用于开采深度大、矿体厚大、规模大的铁矿矿体。

自然崩落法：将矿体拉到底经过弱化后再利用地应力使得矿体进行自然崩落。适用于厚大、易崩落、矿体破碎的低品位铁矿，成本低，规模大。

3、充填法

充填采矿法是随着回采的工作面来向前推进，然后再立即使用充填材料来填满采空区。有时还需要用到支架与充填料相配合，用以维护采空区。可有效的控制地压、减少地表沉降。适用于地表有重要保护对象、高价值的矿体或者矿石品位高需要尽量回收的区域。具体类型如下：

上向水平分层充填法：从矿体底部开始，自下而上进行分层开采，每采一层都需要用尾砂胶结充填，适合用于高品位以及贵重铁矿开采。

分段空场后充填：属于组合工艺，先采用空场法形成空场进行开采，再采用充填法进行回填，即能提高开采的效率，又能控制地压。

下向分层充填法：该开采方式是采用了自上而下的回采方法，采用了人工假顶进行保护作业。适用于极不稳固的围岩条件下进行开采。

分采充填法：可分别来进行回采矿石与围岩，在通过使用围岩来作为充填的物料。可实现资源循环利用，适用于薄矿脉的开采。

方框支架充填法：该方式需要用到方框木支架来支撑保护整个采场，再进行物料的内部充填。适用于容易发生破碎的矿体。

二、铁矿井下采矿方法总结与对比

三、铁矿井下采矿方法的发展趋势

1、高效化：优化采矿的参数与工艺流程，利用选厂尾砂，提高开采的效率与资源利用率。

2、绿色化：充填法替代空场法，减少地表的塌陷，尾矿综合利用，变废为宝，绿色开采。

3、数字化：应用现代化科技技术，通过工业互联网实现智能矿山生产过程的数字化管理。

4、智能化：采用大型无轨设备、自动化采掘设备以及远程集控管理，提高安全性与效率。