黄 金 GOLD 2005 年 第 6 期 / 第 26 卷 采 矿 工 程 2　9 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 在 武 钢 地 下 铁 矿 中 的 应 用 实 践 1 2 明 世 祥 ,梅 智 学 ( 1. 北 京 科 技 大 学 ;2. 武 汉 钢 铁 (集 团 ) 矿 业 有 限 责 任 公 司 ) 摘 要 :无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 是 否 适 用 于 松 软 破 碎 矿 体 ,一 直 是 采 矿 界 争 论 的 焦 点 。 武 汉 钢 铁 集 团 ) 矿 业 有 限 责 任 公 司 所 属 地 下 矿 山 采 用 该 采 矿 法 的 生 产 实 践 表 明 ,矿 岩 条 件 复 杂 的 矿 山 ,只 要 ( 因 矿 制 宜 、灵 活 应 用 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 的 开 采 原 则 ,不 断 改 进 与 完 善 结 构 参 数 ,采 用 一 些 适 应 自 身 矿 岩 条 件 的 生 产 工 艺 技 术 ,同 样 能 达 到 硬 岩 矿 体 的 开 采 效 果 。 关 键 词 :无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 ;松 软 破 碎 矿 体 ;应 用 + 中 图 分 类 号 :TD853136 2 文 献 标 识 码 :B 文 章 编 号 :1001 - 1277(2005) 06 - 0029 - 03 完 善 采 场 结 构 参 数 ,采 用 灵 活 适 宜 的 工 艺 技 术 ,使 采 场 地 压 显 现 得 到 控 制 ,回 采 逐 步 趋 于 正 常 ,无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 优 点 也 得 以 体 现 ,各 项 采 矿 技 术 经 济 指 标 也 达 到 了 该 方 法 在 硬 岩 矿 山 的 指 标 水 平 ,为 武 汉 钢 铁 (集 团 ) 公 司 提 供 了 数 千 万 吨 的 优 质 矿 石 。 多 年 的 应 用 实 践 表 明 ,无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 在 武 钢 矿 业 公 司 地 下 铁 矿 山 的 应 用 是 可 行 的 ,也 是 成 功 的 。 1 引 言 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 是 一 种 结 构 简 单 、机 械 化 程 度 高 、安 全 性 能 好 、采 矿 强 度 大 的 采 矿 方 法 ,在 地 下 金 属 矿 山 得 到 广 泛 应 用 。 但 从 应 用 效 果 来 看 ,一 些 矿 体 松 软 破 碎 的 矿 山 在 应 用 该 方 法 进 行 开 采 过 程 中 ,都 遇 到 了 采 场 地 压 大 、回 采 不 正 常 、迟 迟 不 能 达 产 的 难 题 ,因 此 也 引 起 了 采 矿 界 对 松 软 破 碎 矿 体 能 否 应 用 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 的 争 论 。 武 汉 钢 铁 (集 团 ) 矿 业 有 限 责 任 公 司 (下 简 称 武 钢 矿 业 公 司 ) 所 属 的 几 个 地 下 矿 山 ,开 采 条 件 多 属 矿 岩 松 软 破 碎 的 难 采 矿 体 ,全 部 应 用 了 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 开 采 ,其 应 用 历 史 已 达 30 年 。 尽 管 各 个 矿 山 在 开 采 初 期 ,也 遇 到 了 采 场 地 压 显 现 剧 烈 、生 产 能 力 低 等 难 题 ,但 各 矿 山 围 绕 开 采 出 现 的 问 题 ,结 合 各 自 矿 体 开 采 条 件 ,不 断 改 进 和 2 矿 床 赋 存 条 件 武 钢 矿 业 公 司 所 属 地 下 矿 山 大 多 属 矽 卡 岩 型 矿 床 ,矿 岩 赋 存 条 件 复 杂 ,除 大 冶 铁 矿 龙 洞 、尖 林 山 采 区 矿 体 较 稳 固 外 ,其 余 矿 床 均 属 松 软 破 碎 的 难 采 矿 体 , 尤 其 是 金 山 店 和 余 化 寺 铁 矿 ,矿 体 多 为 自 稳 性 极 差 的 粉 矿 ,所 开 挖 的 采 准 巷 道 需 采 用 超 前 支 护 和 高 强 度 支 护 才 能 使 用 。 各 矿 山 的 矿 床 赋 存 条 件 如 表 1 所 示 。 表 1武 钢 矿 业 公 司 地 下 矿 山 矿 床 赋 存 条 件 一 览 表 厚 度 走 向 长 度 倾 角 埋 藏 深 度 矿 山 名 称 程 潮 铁 矿 矿 岩 条 件 / m / m / (安) / m 　 矿 矿 石 为 碎 块 状 磁 铁 矿 , f = 6～ 8 , 呈 蜂 窝 状 , 有 一 部 分 粉 , f = 3～ 5;矿 体 节 理 发 育 , 并 有 断 层 存 在 , 很 不 稳 固 ; 上 盘 为 闪 长 岩 ,较 破 碎 ;下 盘 为 花 岗 岩 ,与 矿 体 接 触 处 为 矽 卡 60 1 200 2 600 46 100～ 500 岩 ,极 不 稳 固 　 矿 石 为 块 状 和 粉 状 ,粉 矿 占 46 %以 上 ,矿 体 极 不 稳 固 ;上 盘 为 变 余 砂 岩 、大 理 岩 ,中 等 稳 固 到 不 稳 固 ;下 盘 为 石 英 闪 长 岩 、矽 卡 岩 ,近 矿 部 位 极 不 稳 固 金 山 店 铁 矿 8～ 65 48～ 87 300 　 为 闪 长 岩 、矽 卡 岩 节 理 发 育 不 稳 固 ;下 盘 为 大 理 岩 ,较 稳 固 块 状 矿 石 , f = 8～ 12 , 较 稳 固 , 有 部 分 粉 矿 不 稳 固 ; 上 盘 尖 林 山 20～ 80 2～ 53 5～ 40 700 490 575 10～ 46 50～ 80 0～ 90 120～ 360 200 大 冶 铁 矿 矿 石 主 要 为 块 状 磁 铁 矿 , f = 8～ 14 ,稳 固 ;上 盘 为 闪 长 岩 中 等 稳 固 ;下 盘 为 大 理 岩 ,稳 固 龙 洞 　 为 闪 长 岩 、蚀 变 闪 长 岩 、矽 卡 岩 , 节 理 发 育 不 稳 固 ; 下 盘 为 大 理 岩 , f = 6～ 8 ,稳 固 矿 石 为 块 状 、碎 裂 状 磁 铁 矿 , f = 12～ 14 ,中 等 稳 固 ;上 盘 铁 门 坎 200 　 盘 为 砂 页 岩 、角 岩 ,部 分 大 理 岩 和 矽 卡 岩 , 不 稳 固 ; 下 盘 为 石 英 闪 长 岩 、矽 卡 岩 ,近 矿 部 位 极 不 稳 固 矿 石 为 块 状 和 粉 状 ,粉 矿 占 40 %以 上 ,矿 体 极 不 稳 固 ;上 余 化 寺 铁 矿 收 稿 日 期 :2005 - 01 - 20 作 者 简 介 :明 世 祥 (1952 - ) ,男 ,山 东 夏 津 人 ,教 授 ,从 事 采 矿 工 程 、岩 土 工 程 教 学 及 研 究 工 作 ;北 京 市 海 淀 区 学 院 路 30 号 ,北 京 科 技 大 学 土 木 与 环 境 工 程 学 院 ,100083 3　0 采 矿 工 程 黄 金 　 由 表 1 可 以 看 出 ,武 钢 矿 业 公 司 几 个 地 下 矿 矿 体 中 孔 ,错 孔 挤 孔 现 象 十 分 严 重 ,程 潮 铁 矿 原 来 炮 孔 破 坏 率 高 达 45 %以 上 ,金 山 店 铁 矿 更 加 严 重 ,往 往 前 面 刚 打 完 孔 ,后 面 接 着 就 得 补 孔 。 由 于 炮 孔 大 量 破 坏 , 正 常 装 药 爆 破 无 法 进 行 ,悬 顶 隔 墙 不 断 发 生 。 炮 孔 破 坏 最 严 重 的 地 段 ,几 乎 无 孔 可 以 装 药 ,迫 使 整 条 进 路 或 整 个 采 场 丢 弃 报 废 。 大 冶 铁 矿 尖 林 山 采 区 地 下 采 场 ,因 炮 孔 破 坏 严 重 ,一 度 形 成 数 十 个 悬 顶 区 ,回 采 受 到 严 重 干 扰 。 为 此 ,各 矿 山 针 对 炮 孔 错 堵 问 题 ,普 遍 加 大 了 炮 孔 直 径 。 程 潮 铁 矿 、金 山 店 铁 矿 的 炮 孔 由 原 来 <60mm 改 为 <80mm。 大 冶 铁 矿 尖 林 山 采 区 也 采 用 两 次 扩 孔 的 方 式 将 孔 径 加 大 为 <85mm。 孔 径 的 加 大 减 少 了 炮 孔 的 错 堵 ,提 高 了 炮 孔 的 完 好 率 ,悬 顶 事 故 得 到 解 决 ,爆 破 效 果 也 明 显 提 高 。 的 稳 固 性 都 较 差 ,这 无 疑 会 给 巷 道 的 开 挖 和 维 护 带 来 极 大 的 困 难 ,也 会 严 重 影 响 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 的 正 常 应 用 。 3 采 矿 工 艺 武 钢 矿 业 公 司 地 下 矿 山 在 应 用 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 进 行 开 采 的 初 期 ,遇 到 的 最 大 采 矿 技 术 难 题 是 采 场 地 压 剧 烈 显 现 。 由 于 大 量 巷 道 破 坏 垮 冒 ,炮 孔 错 挤 变 形 严 重 ,回 采 爆 破 难 以 正 常 进 行 。 为 此 ,程 潮 铁 矿 、金 山 店 铁 矿 、大 冶 铁 矿 尖 林 山 采 区 、余 化 寺 铁 矿 等 都 进 行 过 采 矿 技 术 攻 关 ,同 时 也 进 行 过 多 种 采 矿 方 法 的 试 验 。 经 过 多 年 的 科 研 工 作 和 长 期 的 生 产 实 践 ,普 遍 认 识 到 松 软 破 碎 矿 体 不 能 完 全 套 用 硬 岩 矿 山 的 结 构 参 数 ,而 应 因 矿 制 宜 ,采 用 与 其 矿 岩 条 件 相 匹 配 的 结 构 参 数 ,不 断 优 化 工 艺 技 术 ,应 用 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 同 样 能 取 得 良 好 的 回 采 效 果 。 因 此 ,各 矿 山 在 采 矿 实 践 过 程 中 ,根 据 地 压 大 、矿 岩 不 稳 固 的 开 采 条 件 ,采 取 了 一 系 列 相 应 的 技 术 措 施 和 关 键 工 艺 ,使 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 的 开 采 逐 步 走 向 正 常 ,并 取 得 良 好 的 技 术 经 济 指 标 。 (3) 降 低 采 准 比 。 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 的 采 准 比 虽 不 太 高 ,但 对 巷 道 掘 进 和 维 护 都 十 分 困 难 的 松 软 破 碎 矿 体 的 矿 山 来 讲 ,采 掘 衔 接 紧 张 一 直 是 困 扰 矿 山 生 产 的 难 题 。 为 了 缓 解 此 矛 盾 ,进 一 步 提 高 巷 道 的 利 用 率 ,各 矿 山 在 进 行 放 矿 试 验 研 究 的 基 础 上 ,围 绕 降 低 采 准 比 不 断 对 采 场 结 构 参 数 进 行 优 化 ,相 应 加 大 了 阶 段 高 度 和 分 段 高 度 。 阶 段 高 度 普 遍 由 50m 改 为 70m ,分 段 高 度 由 10m 逐 步 改 为 12～ 14m ,程 潮 铁 矿 - 360m水 平 以 下 矿 体 将 设 计 采 用 大 结 构 采 场 ,分 段 高 度 将 增 大 到 17. 5m ,进 路 间 距 改 为 15m ,由 此 大 大 减 少 了 采 准 工 程 量 。 以 程 潮 铁 矿 为 例 ,仅 分 段 高 由 10m 改 为 14m 后 ,千 吨 采 准 比 就 由 6. 5 降 为 4. 2。 一 个 中 段 节 省 的 巷 道 就 达 12 000 多 m ,这 不 仅 节 省 了 大 量 的 采 掘 成 本 ,也 大 大 缓 解 了 采 掘 衔 接 的 矛 盾 。 (4) 提 高 采 掘 强 度 。 按 照 无 底 柱 常 规 工 艺 ,掘 、 凿 、采 3 个 工 序 一 般 被 安 排 在 3 个 以 上 分 段 进 行 立 体 式 作 业 ,由 此 造 成 了 巷 道 及 炮 孔 存 在 时 间 过 长 的 问 题 。 据 统 计 ,原 来 各 矿 山 巷 道 存 在 时 间 平 均 在 3 年 以 上 ,长 者 达 8 年 以 上 ,如 大 冶 铁 矿 尖 林 山 采 区 至 今 仍 有 8 年 以 前 的 巷 道 和 炮 孔 。 由 于 存 在 时 间 较 长 ,巷 道 及 炮 孔 变 形 破 坏 加 重 ,使 巷 道 重 复 支 护 率 和 炮 孔 的 补 孔 率 增 高 ,尤 其 是 矿 岩 较 破 碎 的 地 段 ,掘 后 闲 置 时 间 较 长 的 巷 道 ,到 回 采 时 需 100 %地 进 行 返 修 支 护 。 有 些 垮 冒 严 重 的 巷 道 因 无 法 返 修 成 巷 ,被 迫 放 弃 报 废 , 造 成 大 量 矿 量 损 失 。 程 潮 铁 矿 、金 山 店 铁 矿 、余 化 寺 铁 矿 、大 冶 铁 矿 尖 林 山 采 区 都 曾 发 生 过 因 巷 道 存 放 时 间 过 长 而 导 致 采 场 大 面 积 垮 冒 无 法 回 采 的 问 题 。 为 此 各 矿 山 针 对 矿 岩 稳 定 性 特 征 ,不 同 程 度 地 调 整 了 采 掘 计 划 和 回 采 顺 序 ,对 一 些 岩 性 差 、应 力 大 的 矿 块 实 施 了 三 强 开 采 ,即 强 掘 、强 采 、强 出 。 各 采 矿 工 序 由 立 体 间 隔 作 业 方 式 改 为 平 面 接 力 式 或 平 行 作 业 方 式 ,尽 量 缩 短 巷 道 存 在 时 间 ,把 大 部 分 巷 道 的 存 在 时 间 控 制 在 1 年 以 内 ,由 此 大 大 提 高 了 巷 道 的 完 好 率 。 金 山 店 ( 1) 加 强 巷 道 支 护 。 按 照 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 所 要 求 的 开 采 条 件 ,矿 体 应 具 有 一 定 的 稳 定 性 ,因 绝 大 多 数 的 采 矿 巷 道 需 开 挖 在 矿 体 中 ,而 且 整 个 回 采 工 艺 过 程 又 都 是 在 这 些 矿 体 巷 道 中 完 成 的 ,保 持 采 场 巷 道 的 稳 定 是 保 证 该 采 矿 方 法 正 常 应 用 的 关 键 前 提 ,但 武 钢 矿 业 公 司 几 个 地 下 矿 矿 体 的 稳 固 性 都 较 差 ,这 无 疑 会 给 巷 道 的 开 挖 和 维 护 带 来 极 大 的 困 难 。 在 开 采 初 期 ,各 矿 山 由 于 对 地 压 活 动 规 律 认 识 不 足 ,采 场 巷 道 一 般 不 支 护 或 少 量 支 护 ,因 此 造 成 了 巷 道 大 面 积 垮 冒 。 程 潮 铁 矿 、金 山 店 铁 矿 、余 化 寺 铁 矿 的 巷 道 破 坏 率 高 达 40 %以 上 。 矿 岩 条 件 较 好 的 大 冶 铁 矿 尖 林 山 采 区 地 下 采 场 也 有 上 百 米 的 巷 道 垮 冒 报 废 。 对 此 ,各 矿 山 强 化 了 巷 道 支 护 ,松 软 破 碎 矿 体 采 场 巷 道 支 护 率 都 达 到 了 100 % ,而 且 广 泛 推 广 了 及 时 速 效 的 锚 喷 支 护 。 使 剧 烈 的 地 压 显 现 得 到 了 明 显 的 控 制 。 金 山 店 铁 矿 对 一 掘 即 垮 的 粉 矿 体 中 巷 道 ,普 遍 采 用 超 前 插 板 和 密 集 钢 棚 支 护 ,成 功 地 解 决 了 粉 矿 体 成 巷 及 维 护 问 题 ,粉 矿 体 回 收 率 大 大 提 高 。 另 外 ,各 矿 山 还 结 合 自 己 的 矿 岩 特 点 ,采 用 光 面 爆 破 、缝 管 锚 杆 支 护 、缩 短 巷 道 存 在 时 间 等 多 项 措 施 来 综 合 维 护 巷 道 ,采 矿 巷 道 的 稳 定 状 况 得 到 了 较 大 的 改 善 。 从 而 保 证 了 各 项 回 采 工 艺 的 正 常 实 施 。 ( 2) 加 大 炮 孔 直 径 。 炮 孔 的 变 形 也 是 无 底 柱 采 场 最 难 解 决 的 技 术 难 题 之 一 ,程 潮 铁 矿 、金 山 店 铁 矿 、大 冶 铁 矿 尖 林 山 采 区 原 采 用 的 炮 孔 都 是 <50～ 60mm 的 2005 年 第 6 期 / 第 26 卷 采 矿 工 程 3　1 铁 矿 已 将 松 软 碎 破 区 段 巷 道 的 存 在 时 间 缩 短 为 6～ 8 个 月 ,使 采 场 巷 道 的 利 用 率 提 高 到 95 %以 上 。 场 地 压 活 动 日 趋 剧 烈 ,每 年 由 此 造 成 的 巷 道 、炮 孔 破 坏 仍 十 分 严 重 ,因 此 加 强 采 场 地 压 规 律 及 控 制 技 术 的 研 究 十 分 必 要 。 采 场 地 压 规 律 研 究 的 内 容 应 包 括 :不 同 开 采 步 骤 引 起 的 应 力 转 移 规 律 ;支 承 力 与 水 平 应 力 集 中 的 作 用 范 围 和 影 响 程 度 ;爆 破 动 压 作 用 机 理 等 。 岩 层 控 制 技 术 的 研 究 内 容 包 括 : ① 应 力 控 制 技 术 ,即 通 过 应 力 调 整 和 转 移 措 施 、控 制 有 害 的 应 力 集 中 ,或 实 现 卸 压 开 采 。 ② 岩 体 加 固 技 术 ,即 通 过 注 浆 、预 锚 等 手 段 来 提 高 岩 体 承 载 强 度 ,来 实 现 采 场 巷 道 围 岩 的 自 我 支 承 。 ③ 巷 道 支 护 技 术 ,即 通 过 有 效 的 锚 固 手 段 和 外 部 支 承 结 构 来 调 整 围 岩 受 力 状 态 ,控 制 围 岩 变 形 ,以 达 到 工 程 围 岩 的 稳 定 。 ( 5) 更 新 采 掘 设 备 。 武 钢 矿 业 公 司 地 下 矿 山 原 设 计 的 出 矿 设 备 都 为 T4G型 装 运 机 ,尽 管 该 设 备 耐 用 、 维 修 方 便 ,但 作 业 条 件 差 ,尤 其 是 应 付 大 块 的 能 力 低 , 掌 子 面 一 旦 出 现 大 块 ,大 都 需 在 掌 子 面 分 散 爆 破 ,频 繁 的 爆 破 既 影 响 工 时 工 效 ,又 使 采 场 通 风 条 件 恶 化 , 出 矿 强 度 受 到 极 大 的 限 制 。 为 此 ,各 矿 山 逐 步 用 灵 活 方 便 、出 矿 强 度 大 的 铲 运 机 取 代 装 运 机 。 目 前 程 潮 铁 矿 、大 冶 铁 矿 已 基 本 实 现 铲 运 机 化 。 铲 运 机 的 应 用 使 采 场 生 产 能 力 大 大 提 高 ,为 松 软 破 碎 矿 体 快 采 、快 出 进 行 强 化 开 采 提 供 了 必 要 条 件 。 由 于 炮 孔 直 径 和 段 高 的 加 大 ,对 凿 岩 设 备 也 进 行 了 改 造 更 新 ,各 矿 山 普 遍 采 用 了 凿 岩 台 车 和 潜 孔 钻 机 。 另 外 ,井 下 材 料 运 输 也 大 都 由 内 燃 自 行 装 料 车 代 替 了 人 工 搬 运 。 采 矿 设 备 的 更 新 ,大 大 地 提 高 了 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 的 生 产 能 力 和 适 应 能 力 。 (2) 优 化 生 产 矿 量 的 保 有 期 。 生 产 准 备 矿 量 保 有 期 是 保 证 矿 山 生 产 持 续 连 贯 的 重 要 参 数 ,其 参 数 的 选 取 对 矿 山 生 产 经 济 指 标 有 重 大 影 响 。 保 有 期 过 长 将 造 成 大 量 资 金 积 压 ,同 时 也 会 加 重 巷 道 的 变 形 破 坏 , 增 加 工 程 维 护 量 。 保 有 量 太 少 又 会 使 矿 山 采 掘 失 调 , 给 生 产 带 来 被 动 。 为 此 必 须 将 生 产 准 备 矿 量 的 保 有 期 保 持 在 一 个 合 理 的 尺 度 内 。 武 钢 矿 业 公 司 有 些 矿 山 的 生 产 准 备 矿 量 过 大 ,不 能 适 应 软 破 矿 体 的 围 岩 环 境 ,各 矿 山 应 根 据 自 身 的 矿 岩 条 件 和 生 产 能 力 进 一 步 优 化 生 产 矿 量 保 有 期 ,使 其 既 能 保 持 矿 山 生 产 平 稳 和 连 续 ,又 能 使 基 建 资 金 得 以 合 理 利 用 。 ( 6) 严 格 贫 损 指 标 管 理 。 贫 化 大 是 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 的 一 大 缺 点 。 由 于 在 回 采 过 程 中 ,每 一 崩 落 步 距 矿 石 被 多 面 松 散 的 废 石 所 包 围 ,矿 石 的 贫 化 尽 管 很 难 避 免 ,但 如 何 降 低 贫 化 程 度 ,则 一 直 是 各 矿 山 极 为 重 视 的 工 作 ,实 践 表 明 ,加 强 放 矿 管 理 是 最 有 效 的 手 段 之 一 。 因 此 ,各 矿 山 除 对 工 人 加 强 质 量 教 育 外 , 都 成 立 了 出 矿 质 量 检 验 与 监 督 机 构 ,建 立 了 严 格 的 放 矿 规 章 制 度 ,基 本 做 到 班 班 有 人 取 样 ,并 能 快 速 反 馈 品 位 信 息 。 同 时 建 立 了 严 格 的 赏 罚 制 度 ,形 成 了 多 渠 道 、多 方 位 的 品 位 管 理 和 控 制 系 统 。 在 矿 体 赋 存 条 件 极 为 复 杂 的 条 件 下 ,各 矿 出 矿 品 位 、贫 化 指 标 始 终 保 持 在 一 个 合 理 的 指 标 范 围 内 。 与 此 同 时 ,各 矿 山 也 加 强 了 回 采 率 指 标 的 控 制 ,除 努 力 实 现 正 常 回 采 外 ,都 千 方 百 计 地 进 行 残 矿 回 收 工 作 ,使 上 分 段 由 于 种 种 原 因 丢 失 的 矿 量 ,通 过 精 心 的 回 采 设 计 ,最 大 限 度 地 进 行 回 收 。 金 山 店 铁 矿 通 过 此 项 工 作 ,回 收 了 大 量 的 残 留 矿 石 。 (3) 分 采 分 运 分 提 减 少 一 次 贫 化 。 大 量 统 计 表 明 ,有 些 矿 山 的 贫 化 有 很 大 程 度 是 由 于 一 次 贫 化 引 起 的 ,即 夹 石 率 较 高 并 不 能 分 采 。 程 潮 铁 矿 夹 石 率 达 20 %左 右 ,金 山 店 铁 矿 达 16 % ,大 冶 铁 矿 尖 林 山 采 区 个 别 区 段 也 达 18 %。 这 些 夹 石 按 设 计 要 求 2m 以 上 都 应 分 采 分 运 ,各 矿 山 也 都 设 有 废 石 溜 井 ,但 在 回 采 过 程 中 ,大 都 未 实 行 分 采 、分 运 、分 提 ,而 是 直 接 混 入 矿 石 中 ,由 此 造 成 的 一 次 贫 化 就 达 10 %左 右 。 大 量 的 废 石 混 入 不 仅 影 响 选 矿 处 理 成 本 ,也 影 响 了 金 属 的 回 收 率 。 大 冶 铁 矿 尖 林 山 采 区 近 几 年 来 坚 持 进 行 矿 岩 分 采 分 提 的 做 法 ,一 次 贫 化 率 大 大 降 低 。 在 保 持 矿 石 入 选 品 位 与 以 前 相 同 的 条 件 下 ,可 将 回 采 掌 子 面 的 出 矿 截 止 品 位 由 20 %降 低 至 15 %左 右 时 ,矿 石 回 收 率 明 显 提 高 。 今 后 各 矿 山 应 坚 持 分 采 分 运 分 提 的 原 则 ,尽 量 减 少 一 次 贫 化 的 产 生 。 4 尚 需 解 决 的 问 题 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 在 武 钢 矿 业 公 司 几 个 地 下 矿 山 虽 得 以 正 常 应 用 ,但 各 个 矿 山 的 应 用 水 平 还 存 在 差 异 ,回 采 工 艺 技 术 仍 存 在 一 定 的 问 题 ,需 进 一 步 改 进 和 完 善 ,其 中 一 些 问 题 还 具 有 一 定 的 共 性 。 (4) 改 进 爆 破 技 术 ,降 低 炸 药 单 耗 。 爆 破 是 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 的 一 项 重 要 而 关 键 的 工 序 ,其 爆 破 质 量 优 劣 对 采 矿 的 各 项 指 标 都 有 影 响 。 目 前 各 矿 山 仍 存 在 着 大 块 率 高 、悬 顶 频 繁 和 切 槽 质 量 差 等 问 题 。 大 冶 铁 矿 尖 林 山 采 区 炸 药 单 耗 最 高 达 到 0. 9g/ t ,程 潮 铁 矿 炸 药 消 耗 也 居 高 不 下 。 几 个 矿 山 的 爆 破 现 状 说 明 ,爆 破 技 术 需 进 一 步 研 究 ,应 积 极 推 广 孔 底 起 爆 、黏 性 粒 状 炸 药 、聚 能 药 包 等 先 进 的 爆 破 技 术 ,以 改 善 无 ( 1) 加 强 地 压 规 律 及 控 制 技 术 的 研 究 。 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 的 采 场 地 压 分 布 规 律 与 其 它 采 矿 方 法 有 所 不 同 ,它 受 采 矿 活 动 的 严 格 控 制 ,并 具 有 明 显 的 动 压 特 征 ,每 一 步 距 的 回 采 都 会 对 相 邻 采 场 产 生 连 锁 的 地 压 反 应 ,尤 其 是 不 正 确 的 回 采 顺 序 将 使 地 压 活 动 加 剧 并 难 以 控 制 。 目 前 各 矿 山 开 采 深 度 逐 步 加 大 ,采 黄 金 GOLD 3　2 机 电 与 自 动 控 制 2005 年 第 6 期 / 第 26 卷 基 于 PLC 的 黄 金 堆 浸 微 机 监 控 系 统 于 仲 安 ,杨 杰 ( 江 西 理 工 大 学 机 电 工 程 学 院 ) 摘 要 :堆 浸 法 提 金 由 于 其 显 著 的 特 点 而 广 泛 应 用 于 黄 金 生 产 企 业 。 针 对 黄 金 堆 浸 生 产 工 艺 ,介 绍 了 基 于 PLC 的 集 散 控 制 系 统 ,阐 述 了 控 制 系 统 的 软 硬 件 设 计 、通 信 网 络 设 计 、上 位 机 监 控 程 序 设 计 等 。 关 键 词 :堆 浸 ;监 控 系 统 ;PLC;组 态 软 件 中 图 分 类 号 :TD679 文 献 标 识 码 :B 文 章 编 号 :1001 - 1277(2005) 06 - 0032 - 04 　 堆 浸 法 提 金 有 工 艺 简 单 、设 备 少 、投 资 小 、见 效 出 、活 性 炭 吸 附 和 加 药 4 个 过 程 。 堆 浸 法 提 金 工 艺 流 程 如 图 1 所 示 。 快 、生 产 成 本 低 和 矿 石 的 性 质 、品 位 、数 量 的 适 应 性 强 等 优 点 。 堆 浸 法 提 金 主 要 应 用 于 低 品 位 矿 石 ,由 于 其 建 设 周 期 短 ,生 产 费 用 低 廉 ,使 得 堆 浸 提 金 技 术 得 到 了 迅 速 的 推 广 和 发 展 ,广 泛 地 应 用 于 黄 金 生 产 企 业 。 本 文 针 对 堆 浸 法 提 金 生 产 ,采 用 以 西 门 子 S7 - 3 00PLC(Programmable Logic Controller) 为 控 制 核 心 ,设 计 一 套 微 机 监 控 系 统 ,实 现 生 产 过 程 和 监 控 管 理 一 体 化 ,使 企 业 不 仅 在 生 产 上 具 有 先 进 的 过 程 控 制 自 动 化 ,更 在 管 理 上 具 有 现 代 化 水 平 ,进 一 步 提 高 企 业 的 经 济 效 益 和 管 理 效 益 。 [ 黄 金 堆 浸 生 产 工 艺 1] 1 图 1黄 金 堆 浸 法 生 产 示 意 图 堆 浸 法 提 金 工 艺 可 分 为 矿 物 原 料 的 堆 集 、氰 化 浸 收 稿 日 期 :2005 - 03 - 08 作 者 简 介 :于 仲 安 (1973 - ) ,男 ,甘 肃 临 洮 人 ,硕 士 ,讲 师 ,主 要 从 事 计 算 机 控 制 技 术 和 现 场 总 线 技 术 的 教 学 、研 究 工 作 ;江 西 省 赣 州 市 红 旗 大 道 122 ,江 西 理 工 大 学 机 电 工 程 学 院 电 气 教 研 室 ,341000 号 底 柱 分 段 段 崩 落 采 矿 法 的 爆 破 效 果 ,降 低 炸 药 单 耗 , 要 因 地 制 宜 ,灵 活 应 用 其 工 艺 技 术 ,同 样 能 获 得 理 想 的 回 采 效 果 。 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 在 武 钢 矿 业 公 司 各 矿 山 的 应 用 过 程 中 尽 管 还 存 在 不 少 的 问 题 ,但 已 完 全 适 应 了 武 钢 矿 业 公 司 矿 山 复 杂 的 地 质 条 件 ,越 来 越 显 示 出 该 方 法 的 优 越 性 。 提 高 采 矿 强 度 。 5 结 语 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 在 武 钢 矿 业 公 司 地 下 铁 矿 山 的 应 用 实 践 表 明 ,无 论 何 种 矿 岩 条 件 的 矿 体 ,只 The application of sill2free sublevel caving mining method in iron mine ,Wuhan Iron and Steel( Group) Corp. 1 2 Ming Shixiang ,Mei Zhixue (1. University of Science and Technology Beijing;2. Mining Industry Co. ,Ltd. , Wuhan Iron and Steel( Group) Corp. ) Abstract :Whether the sill2free sublevel caving mining method is suitable to break and broken orebody has been being discussed for a long time. The practice of sill2free sublevel caving mining method in iron mine ,Wuhan Iron and Steel ( Group) Corp. shows that a satisfactory mining efficiency can be expected under complicated if the structure parameters is adjusted and optimized according to the mining conditions. Keywords :sill2free sublevel caving method ;break and broken orebody ;application (编 辑 :邢 万 芳 )