贵州某磷矿采矿方法的优化选择研究

摘要：磷矿作为矿产资源开发利用，在贵州省经济发展过程中占着重要的地位。本文主要论述了国内外非煤矿山的采矿技术发展现状，根据矿山地质条件、矿体赋存特征、现有采矿技术，通过综合方案优化，提出最佳采矿方法。

关键词：采矿方法 磷矿 方案优化

0 引言

某矿段是一个矿体边界平整、结构简单、构造破坏小、厚度变化小的大型磷矿块岩矿床。矿区工业磷矿层为二层，即a层矿和b层矿。a矿层赋存于Z1y2地层中，岩性为浅灰、灰色中厚层状细晶白云岩；b矿层赋存于Z1y4地层中，底部为一套含炭质、硅质、白云质磷块岩，中上部为浅灰、灰色中厚层白云质磷块岩；a、b两矿层夹一层较为稳定的白云岩夹层。a、b两矿层顶底界线清楚，矿层较为稳定。经计算核实，在初步设计开采范围内，某矿段保有的地下开采资源储量111b+122b+333级9003.48万t，P2O5平均品位22.70%。

1 国内外类似矿体采矿技术

1.1 国内外开采现状 根据对国内外急倾斜中厚至厚矿体矿山的统计，主要的采矿方法有：有（无）底柱分段崩落法、分段矿房法、阶段矿房法、上向充填法等。

分段矿房法：赞比亚某铜矿矿体呈条带状产出，平均厚度为8m，倾角30°-90°，矿体与围岩较稳固。无底柱分段崩落法：玛姆贝尔格特矿是瑞典第二大铁矿，目前85%以上的矿石是由无底柱分段崩落法开采出来的。分段高度20m，进路间距22.5m，使采准工程量大大减少。上向充填法：瑞典Kristinberg矿体赋存于绢云母或绿泥石片岩、石英岩内。在矿体的上盘为滑石绿泥岩泥石片岩。矿体由两条平行的矿带组成，走向长约130m，倾角45°-70°，矿山采用上向进路充填采矿法。

1.2 未来发展趋势 研究和采用高效率、高回收率的采矿方法和工艺；研制和使用无轨化、液压化、自动化程度高的无轨自行采掘设备来提高采矿效率，变革采矿工艺；与科学的管理方法相结合，形成一个优化的矿山生产系统，大幅度提高矿山综合生产能力，改善企业的总体效益。未来发展趋势如下：①无轨设备的进一步普及、提高和成套化应用；②进一步发展组合式采矿方案，实现优势方案的互补；③大盘区无间柱连续强化开采技术；④振动输送技术；⑤废弃物回填的无废开采技术；⑥爆力运搬及深孔崩矿技术。

2 矿段采矿方法的优化与选择

2.1 方案优化 根据某矿段实地调查资料，某矿段矿体露头大部分已经在无序民采活动中被小型露天开采，露采降深约50-100m左右，其采剥严重失调，形成的露天坑底犬齿状高低不平。急倾斜中厚矿体是指倾角大于55°，厚度4-15m的矿体。该类矿体倾角较大，采场崩落矿石依靠重力可以顺利放出，开采时一般采用平硐竖井联合开拓的方法。急倾斜矿体往往沿倾向长度很大，矿体厚度又属于中等厚度，因此开拓系统工程量大、采掘比较高。此类矿体开采时，往往都是采取几种方法联合开采的方式。某段矿体平均厚度为12.47m（a层）、18.57m（b层），矿体倾角80°以上，是属于中厚至厚急倾斜矿体。

某矿段应根据矿山实际情况以及矿体厚度变化和围岩稳固性等采取合理的采矿方法，以最安全高效的方法回收矿石，降低贫化率。

2.2 方案选择 通过经验类比、模拟计算及数学理论计算分析，为确保矿体开采安全，顶柱安全厚度统一取15m，最终建议采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿方案（垂直走向）时采场结构参数为34×15×55m（长×宽×高）；采用沿走向高分段中深孔阶段空场嗣后充填采矿方案（分采分运）时，采场结构参数为：间柱宽8-10m，矿房长约40m，底柱高15m。

3 结论和建议

3.1 某矿段已有的岩石力学参数相对欠缺，建议进行矿区原岩应力测量和矿岩物理力学性质测试系统试验，为优化采场结构参数、提高采矿效率和控制地压灾害等提供详细的基础数据。

3.2 某矿段初步设计开采规划分前期工程、中期工程、后期工程，推荐前期工程中采用阶段下行式回采顺序，中期和后期工程中可考虑采用阶段上行式回采顺序。

3.3 顶底柱等残矿回收面临诸多的安全风险，为充分保证顶底柱回收工作安全，矿山应构建矿房充填体、矿柱、巷道包含应力、位移、声发射监测在内的远程、实时地压监测网络系统。

3.4 采矿费用中采切工程费用和空区充填费用占的比例比较高，如想降低采矿费用，就要更多考虑优化方案采切工程布置以及设计合理的空区充填方案，降低胶结尾砂充填比例，开发可替代水泥的胶凝材料，减少水泥消耗。

参考文献：

[1]邱建萍.国内采矿方法概述[J].矿业快报，2008（6）：10-12.

[2]魏鹏.我国磷矿分布特点及主要开采技术[J].武汉工程大学学报，2011，33（2）：108-111.

[3]屈进.中深孔爆破技术在磷矿开采中的运用[J].中国矿业，2012，21（8）：56-59.

作者简介：

刘官虎（1983-），男，贵州六盘水人，本科，助教，主要从事煤矿开采技术方向的教学和研究工作。endprint

摘要：磷矿作为矿产资源开发利用，在贵州省经济发展过程中占着重要的地位。本文主要论述了国内外非煤矿山的采矿技术发展现状，根据矿山地质条件、矿体赋存特征、现有采矿技术，通过综合方案优化，提出最佳采矿方法。

关键词：采矿方法 磷矿 方案优化

0 引言

某矿段是一个矿体边界平整、结构简单、构造破坏小、厚度变化小的大型磷矿块岩矿床。矿区工业磷矿层为二层，即a层矿和b层矿。a矿层赋存于Z1y2地层中，岩性为浅灰、灰色中厚层状细晶白云岩；b矿层赋存于Z1y4地层中，底部为一套含炭质、硅质、白云质磷块岩，中上部为浅灰、灰色中厚层白云质磷块岩；a、b两矿层夹一层较为稳定的白云岩夹层。a、b两矿层顶底界线清楚，矿层较为稳定。经计算核实，在初步设计开采范围内，某矿段保有的地下开采资源储量111b+122b+333级9003.48万t，P2O5平均品位22.70%。

1 国内外类似矿体采矿技术

1.1 国内外开采现状 根据对国内外急倾斜中厚至厚矿体矿山的统计，主要的采矿方法有：有（无）底柱分段崩落法、分段矿房法、阶段矿房法、上向充填法等。

分段矿房法：赞比亚某铜矿矿体呈条带状产出，平均厚度为8m，倾角30°-90°，矿体与围岩较稳固。无底柱分段崩落法：玛姆贝尔格特矿是瑞典第二大铁矿，目前85%以上的矿石是由无底柱分段崩落法开采出来的。分段高度20m，进路间距22.5m，使采准工程量大大减少。上向充填法：瑞典Kristinberg矿体赋存于绢云母或绿泥石片岩、石英岩内。在矿体的上盘为滑石绿泥岩泥石片岩。矿体由两条平行的矿带组成，走向长约130m，倾角45°-70°，矿山采用上向进路充填采矿法。

1.2 未来发展趋势 研究和采用高效率、高回收率的采矿方法和工艺；研制和使用无轨化、液压化、自动化程度高的无轨自行采掘设备来提高采矿效率，变革采矿工艺；与科学的管理方法相结合，形成一个优化的矿山生产系统，大幅度提高矿山综合生产能力，改善企业的总体效益。未来发展趋势如下：①无轨设备的进一步普及、提高和成套化应用；②进一步发展组合式采矿方案，实现优势方案的互补；③大盘区无间柱连续强化开采技术；④振动输送技术；⑤废弃物回填的无废开采技术；⑥爆力运搬及深孔崩矿技术。

2 矿段采矿方法的优化与选择

2.1 方案优化 根据某矿段实地调查资料，某矿段矿体露头大部分已经在无序民采活动中被小型露天开采，露采降深约50-100m左右，其采剥严重失调，形成的露天坑底犬齿状高低不平。急倾斜中厚矿体是指倾角大于55°，厚度4-15m的矿体。该类矿体倾角较大，采场崩落矿石依靠重力可以顺利放出，开采时一般采用平硐竖井联合开拓的方法。急倾斜矿体往往沿倾向长度很大，矿体厚度又属于中等厚度，因此开拓系统工程量大、采掘比较高。此类矿体开采时，往往都是采取几种方法联合开采的方式。某段矿体平均厚度为12.47m（a层）、18.57m（b层），矿体倾角80°以上，是属于中厚至厚急倾斜矿体。

某矿段应根据矿山实际情况以及矿体厚度变化和围岩稳固性等采取合理的采矿方法，以最安全高效的方法回收矿石，降低贫化率。

2.2 方案选择 通过经验类比、模拟计算及数学理论计算分析，为确保矿体开采安全，顶柱安全厚度统一取15m，最终建议采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿方案（垂直走向）时采场结构参数为34×15×55m（长×宽×高）；采用沿走向高分段中深孔阶段空场嗣后充填采矿方案（分采分运）时，采场结构参数为：间柱宽8-10m，矿房长约40m，底柱高15m。

3 结论和建议

3.1 某矿段已有的岩石力学参数相对欠缺，建议进行矿区原岩应力测量和矿岩物理力学性质测试系统试验，为优化采场结构参数、提高采矿效率和控制地压灾害等提供详细的基础数据。

3.2 某矿段初步设计开采规划分前期工程、中期工程、后期工程，推荐前期工程中采用阶段下行式回采顺序，中期和后期工程中可考虑采用阶段上行式回采顺序。

3.3 顶底柱等残矿回收面临诸多的安全风险，为充分保证顶底柱回收工作安全，矿山应构建矿房充填体、矿柱、巷道包含应力、位移、声发射监测在内的远程、实时地压监测网络系统。

3.4 采矿费用中采切工程费用和空区充填费用占的比例比较高，如想降低采矿费用，就要更多考虑优化方案采切工程布置以及设计合理的空区充填方案，降低胶结尾砂充填比例，开发可替代水泥的胶凝材料，减少水泥消耗。

参考文献：

[1]邱建萍.国内采矿方法概述[J].矿业快报，2008（6）：10-12.

[2]魏鹏.我国磷矿分布特点及主要开采技术[J].武汉工程大学学报，2011，33（2）：108-111.

[3]屈进.中深孔爆破技术在磷矿开采中的运用[J].中国矿业，2012，21（8）：56-59.

作者简介：

刘官虎（1983-），男，贵州六盘水人，本科，助教，主要从事煤矿开采技术方向的教学和研究工作。endprint

摘要：磷矿作为矿产资源开发利用，在贵州省经济发展过程中占着重要的地位。本文主要论述了国内外非煤矿山的采矿技术发展现状，根据矿山地质条件、矿体赋存特征、现有采矿技术，通过综合方案优化，提出最佳采矿方法。

关键词：采矿方法 磷矿 方案优化

0 引言

某矿段是一个矿体边界平整、结构简单、构造破坏小、厚度变化小的大型磷矿块岩矿床。矿区工业磷矿层为二层，即a层矿和b层矿。a矿层赋存于Z1y2地层中，岩性为浅灰、灰色中厚层状细晶白云岩；b矿层赋存于Z1y4地层中，底部为一套含炭质、硅质、白云质磷块岩，中上部为浅灰、灰色中厚层白云质磷块岩；a、b两矿层夹一层较为稳定的白云岩夹层。a、b两矿层顶底界线清楚，矿层较为稳定。经计算核实，在初步设计开采范围内，某矿段保有的地下开采资源储量111b+122b+333级9003.48万t，P2O5平均品位22.70%。

1 国内外类似矿体采矿技术

1.1 国内外开采现状 根据对国内外急倾斜中厚至厚矿体矿山的统计，主要的采矿方法有：有（无）底柱分段崩落法、分段矿房法、阶段矿房法、上向充填法等。

分段矿房法：赞比亚某铜矿矿体呈条带状产出，平均厚度为8m，倾角30°-90°，矿体与围岩较稳固。无底柱分段崩落法：玛姆贝尔格特矿是瑞典第二大铁矿，目前85%以上的矿石是由无底柱分段崩落法开采出来的。分段高度20m，进路间距22.5m，使采准工程量大大减少。上向充填法：瑞典Kristinberg矿体赋存于绢云母或绿泥石片岩、石英岩内。在矿体的上盘为滑石绿泥岩泥石片岩。矿体由两条平行的矿带组成，走向长约130m，倾角45°-70°，矿山采用上向进路充填采矿法。

1.2 未来发展趋势 研究和采用高效率、高回收率的采矿方法和工艺；研制和使用无轨化、液压化、自动化程度高的无轨自行采掘设备来提高采矿效率，变革采矿工艺；与科学的管理方法相结合，形成一个优化的矿山生产系统，大幅度提高矿山综合生产能力，改善企业的总体效益。未来发展趋势如下：①无轨设备的进一步普及、提高和成套化应用；②进一步发展组合式采矿方案，实现优势方案的互补；③大盘区无间柱连续强化开采技术；④振动输送技术；⑤废弃物回填的无废开采技术；⑥爆力运搬及深孔崩矿技术。

2 矿段采矿方法的优化与选择

2.1 方案优化 根据某矿段实地调查资料，某矿段矿体露头大部分已经在无序民采活动中被小型露天开采，露采降深约50-100m左右，其采剥严重失调，形成的露天坑底犬齿状高低不平。急倾斜中厚矿体是指倾角大于55°，厚度4-15m的矿体。该类矿体倾角较大，采场崩落矿石依靠重力可以顺利放出，开采时一般采用平硐竖井联合开拓的方法。急倾斜矿体往往沿倾向长度很大，矿体厚度又属于中等厚度，因此开拓系统工程量大、采掘比较高。此类矿体开采时，往往都是采取几种方法联合开采的方式。某段矿体平均厚度为12.47m（a层）、18.57m（b层），矿体倾角80°以上，是属于中厚至厚急倾斜矿体。

某矿段应根据矿山实际情况以及矿体厚度变化和围岩稳固性等采取合理的采矿方法，以最安全高效的方法回收矿石，降低贫化率。

2.2 方案选择 通过经验类比、模拟计算及数学理论计算分析，为确保矿体开采安全，顶柱安全厚度统一取15m，最终建议采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿方案（垂直走向）时采场结构参数为34×15×55m（长×宽×高）；采用沿走向高分段中深孔阶段空场嗣后充填采矿方案（分采分运）时，采场结构参数为：间柱宽8-10m，矿房长约40m，底柱高15m。

3 结论和建议

3.1 某矿段已有的岩石力学参数相对欠缺，建议进行矿区原岩应力测量和矿岩物理力学性质测试系统试验，为优化采场结构参数、提高采矿效率和控制地压灾害等提供详细的基础数据。

3.2 某矿段初步设计开采规划分前期工程、中期工程、后期工程，推荐前期工程中采用阶段下行式回采顺序，中期和后期工程中可考虑采用阶段上行式回采顺序。

3.3 顶底柱等残矿回收面临诸多的安全风险，为充分保证顶底柱回收工作安全，矿山应构建矿房充填体、矿柱、巷道包含应力、位移、声发射监测在内的远程、实时地压监测网络系统。

3.4 采矿费用中采切工程费用和空区充填费用占的比例比较高，如想降低采矿费用，就要更多考虑优化方案采切工程布置以及设计合理的空区充填方案，降低胶结尾砂充填比例，开发可替代水泥的胶凝材料，减少水泥消耗。

参考文献：

[1]邱建萍.国内采矿方法概述[J].矿业快报，2008（6）：10-12.

[2]魏鹏.我国磷矿分布特点及主要开采技术[J].武汉工程大学学报，2011，33（2）：108-111.

[3]屈进.中深孔爆破技术在磷矿开采中的运用[J].中国矿业，2012，21（8）：56-59.

作者简介：

刘官虎（1983-），男，贵州六盘水人，本科，助教，主要从事煤矿开采技术方向的教学和研究工作。endprint