■劉鐵成

（吉林省安圖縣峻銘礦業(yè)有限公司 吉林延邊 133000）

鐵礦采礦方法優(yōu)化選擇

■劉鐵成

（吉林省安圖縣峻銘礦業(yè)有限公司 吉林延邊 133000）

隨著現(xiàn)代社會的進(jìn)一步發(fā)展，人類生存以及社會發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求量不斷增加，礦石資源的短缺對經(jīng)濟發(fā)展的制約越來越明顯，同時加上對礦石品種的需求更加多樣化，對不可再生資源的高效開發(fā)利用成為必然要求。對此，本文以吉林安圖峻銘小黃泥屯峻銘鐵礦為例，對鐵礦采礦方法的優(yōu)化選擇進(jìn)行了討論。

鐵礦采礦方法優(yōu)化選擇

小黃泥屯峻銘位吉林省安圖縣境內(nèi)，礦區(qū)周邊以農(nóng)業(yè)為主，地下水較為豐富。通過出去探礦估算鐵礦資源儲量總計65.41萬噸。該鐵礦為新建礦山，采礦規(guī)模為9萬t/a，礦山目前已經(jīng)完成基建工作，進(jìn)入到生產(chǎn)探礦階段。鐵礦的開采方法選擇不當(dāng)會對開采效率產(chǎn)生較大的影響，同時還會造成礦石損失、貧化率增加，并影響作業(yè)安全，因此，需要對采礦方法進(jìn)行優(yōu)選，以提高開采效率，保證作業(yè)安全。

1 采礦方案初步確定

根據(jù)小黃泥屯峻銘礦體賦存形態(tài)以及礦巖穩(wěn)定性，制定了下面兩種開放方案[1]：

（1）上向水平分層充填采礦法。該方案采用垂直礦體走向布置形式，分礦房、礦柱兩個步驟分別進(jìn)行回采。第一步驟回采過程中，將兩側(cè)礦體作為礦柱，第二步驟回采過程中，兩側(cè)則為充填土。該方案具有工程布置簡單、充填質(zhì)量高、回采礦石貧化率低、損失小等特點。但是采礦作業(yè)安全性會隨著暴露面積的增加而不斷降低。另外，在第一步驟回采時，對充填質(zhì)量要求極高，如果充填質(zhì)量不合格，就容易造成較大的損失。同時，在第二步驟回采時，需要對采切工程進(jìn)行重新布置，增加了工藝的復(fù)雜程度。

（2）點柱式分層充填采礦法。該方案是在點柱支撐的暴露空間下進(jìn)行回采和充填施工，依靠永久點柱以及充填體實現(xiàn)對頂板的共同支撐，能夠很好的避免頂板發(fā)生大面積下沉。充填與上向分層相同，充填體需要澆筑強度較高的面層，下層可以采用少量的膠結(jié)料，有效降低成本。當(dāng)時如果頂板的穩(wěn)固性較低，則需要較多的點柱進(jìn)行支撐，礦石會出現(xiàn)較大的損失；同時，在回采過程中，如果頂板大面積不穩(wěn)定，點柱網(wǎng)的調(diào)整和布置存在較大的難度；當(dāng)遇到大量節(jié)理和裂隙發(fā)育的不穩(wěn)定頂板，如果無法實現(xiàn)強采強充、及時調(diào)整點柱網(wǎng)的布置形式以及加強護(hù)頂支護(hù)，則可能在暴露面積稍大的情況下，發(fā)生冒頂現(xiàn)象。該方案在采礦過程中，無法對點柱網(wǎng)的形式進(jìn)行及時調(diào)整，施工速度較慢，對常規(guī)的作業(yè)安全造成了一定的影響。

2 采礦方法優(yōu)化選擇

在進(jìn)行采礦方法的選擇時，需要考慮多方面因素的影響，以單一條件選擇采礦方法缺乏科學(xué)性，因此對采礦方法進(jìn)行綜合評價，然后再進(jìn)行選擇。根據(jù)采礦方法選擇的特點，本文選擇基于模糊綜合評價的方法進(jìn)行采礦方法的優(yōu)化選擇。

2.1 選擇采礦方法的綜合評價指標(biāo)

對采礦方法選擇產(chǎn)生影響的因素較多，主要需要考慮采場的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)成本、采切比、礦石回收率、貧化率、作業(yè)安全性、通風(fēng)狀況、勞動強度、采礦工藝復(fù)雜情況以及適應(yīng)性。

2.2 指標(biāo)權(quán)重確定

如果CI≤0.1，則認(rèn)為判斷矩陣相容性較好，否則需要對判斷矩陣進(jìn)行重新調(diào)整。通過計算確定得到的模糊判斷矩陣具有較好的相

容性，然后根據(jù)下面的公式對各因素的權(quán)重值進(jìn)行計算：

得出矩陣權(quán)重值并經(jīng)過歸一化處理后具體如下：

因此，各因素對目標(biāo)層A的總排序權(quán)重值如下：

2.3 多目標(biāo)模糊決策優(yōu)選采礦方法

在開始多目標(biāo)模糊優(yōu)選前，需要對各個指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理，從而使各個因素具有可比性。具體方法如下：

對于定量指標(biāo)，利用下面的公式確定：

公式中的fjmax和fjmin分別用于表示j因素指標(biāo)的最大值和最小值，d表示級差，fij表示方案i的j因素的指標(biāo)值。

表1 各方案主要因素指標(biāo)表

由此可得這兩種采礦方案的評價模糊矩陣R為：

通過加權(quán)平均對兩個方案進(jìn)行評價，具體結(jié)果如下：

通過對兩種方案進(jìn)行對比分析可以發(fā)現(xiàn)，各種采礦方法各有優(yōu)缺點，不同的采礦方案適用不同的采礦條件。結(jié)合小黃泥屯峻銘鐵礦的實際情況及各回采方案工藝與技術(shù)特點，并通過模糊綜合評判方法的比較，最后確定點柱式分層充填采礦法更具優(yōu)勢，推薦采用。

3 結(jié)束本文以小黃泥屯峻銘鐵礦為例，結(jié)合該鐵礦的開采現(xiàn)狀，首先初選出兩種適合該鐵礦的開采方案，介紹了不同方案的采礦工藝技術(shù)，并分別總結(jié)了兩種方案各自的優(yōu)缺點。最后利用模糊綜合評判方法對兩種方案進(jìn)行綜合評判分析，確定了點柱式分層充填采礦法更具優(yōu)勢。本文基于模糊綜合評價的鐵礦采礦方法優(yōu)選研究對相關(guān)工作具有一定的借鑒意義。

[1]張茂盛，白立遠(yuǎn)，王平.某鐵礦采礦方法優(yōu)選及采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化 [J].有色金屬：礦山部分，2015，67（2）：15-18.

[2]陳海遠(yuǎn)，汪亮，李全京.基于模糊數(shù)學(xué)優(yōu)選采礦方法的研究 [J].現(xiàn)代礦業(yè)，2012（8）：65-67.

TF521[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-82-1