基于模糊数学的采矿方法优选研究.pdf

S e r i a l N o ． 5 4 6 0c t o b e r ． 2 0 1 4 现代矿业 M0 DE RN MI NI NG 总 第 5 4 6 期 2 0 1 4 年 1 0月第 1 0期 采 矿 工 程 基于模糊数学的采矿方法优选研究 胡洪文 范春宝 谭 伟 李鹏飞 1 ． 铜陵有色金属集团控股有限公司凤凰山矿业有限公司； 2 ． 赤峰中色白音诺尔矿业有限公司； 3 ． 北京金诚信矿山技术研究院有限公 司 摘要 某矿山中厚矿体采用分段空场法连续开采 ， 由此产 生了空区顶板暴露面积过大而导 致 冒落等地压显现情况 ， 为此需重新选择适合中厚矿体的开采方法。采用模糊数学法对采矿方法 进行优选 ， 最终得 出分段空场嗣后充填法为最优采矿方法 ， 并选择试验采场进行开采方案设计和实 施 。实践表 明， 此方法符合矿 山生产 需求， 维护 了采场稳定， 增加 了生产 能力， 并降低 了矿石的贫 化 、 损失。模糊数学法优选采矿方法具有较强的科 学性和可行性 。 关键词 中厚矿体模糊数学法分段 空场嗣后充填法 Opt i m i z a t i o n o f t he M i ni ng M e t ho d Ba s e d o n Fuz z y M a t he m a t i c a l M e t ho d Hu Ho n g we n F a n Ch u nb a o Ta n W e i 。L i Pe n g f e i 1 ． F e n g h u a n g s h a n M i n i n g C o ． ， L t d ． ， T o n g l i n g N o n f e r r o u s Me t a l s G r o u p C o ． ， L t d ． ； 2 ． C h i f e n g B a i y i n n u o r Mi n i n g C o ． ， L t d ． ， C h i n a N o n f e r r o u s Me t a l Mi n i n g G r o u p C o ． ， L t d ． ； 3 ． B e i j i n g J C H X I n s t i t u t e o f Mi n i n g T e c h n o l o g y C o ． ，L t d ． Ab s t r a c t Th e me d i u m t hi c k n e s s o r e b o d y o f a mi n e i s c o n t i n uo u s l y mi n e d b y a d o t p t i n g t h e s u bl e v e l o p e n s t o p i n g me t h o d， b e c a u s e o f t h e e x p o s e d a r e a o f c a v i t y r o o f i s S O l a r g e， t h e r e f o r e i n g s i t u a t i o n s s u c h a s c a v i n g a r e a p p e a r e d ． S o， t h e mi n i n g me t h o d s h o u l e b e s e l e c t e d a g a i n S O a s t o o b t a i n e t h e r e s o n a b l e mi n i n g me t h o d o f t h e me d i u m t h i c k n e s s ． T h e mi n i n g me t h o d i s o p t i mi z e d b y f u z z y ma t h e ma t i c a l me t h o d ． T h e s u b l e v e l o p e n s t o p e fil l i n g me t h o d i s t a k e n a s t h e o pt i ma l o n e i n t h e e n d， b e s i d e s t ha t ， t he t e s t s t o p e i s s e l e c t - e d S O a s t o c o n d u c t s t o pi n g s c h e me d e s i g n a n d i mp l e me n t a t i o n． Th e a p p l i c a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t ， t h e s u b l e v e l o pe n s t o pe fil l i n g me t h o d c a n me e t t he r e q u i r e me n t s o f mi n e， n o t o n l y ma i n t a i n t he s t o p e s t a b i l i t y a n d i n c r e a s e t h e p r o du c t i o n c a p a c i t y， b u t a l s o r e d u c e t h e o r e d i l u t i o n a nd l o s s ． The r e f o r e， f u z z y ma t h e ma t i c a l me t h o d i s us e d t o o p t i mi z i ng mi n i n g me t h o d s c i e n t i fic a n d f e a s i b l e ． Ke y wo r d s Me d i u m t h i c k n e s s o r e b o d y，Fu z z y ma t h e ma t i c a l me t h o d，S u b l e v e l o pe n s t o p e fil l i ng me t ho d 采矿方法在矿山生产中十分重要， 直接关系到 生产安全、 生产能力、 劳动效率、 矿石损失率和贫化 率、 矿石成本、 矿山经济效益以及其他多项技术经济 指标 J 。矿山企业 的可持续发展 离不开与之相适 应的采矿方法 ， 很多矿 山已开采多年 ， 但一直沿用 自 身熟悉的某种采矿方法 ， 随着凿岩设备、 出矿设备等 的不断改进 ， 有些采矿方法若不进行改进 ， 在某种程 胡洪文 1 9 6 4 一 ， 男 ， 副经理 ， 工程师 ， 2 4 4 0 0 0安徽省铜陵市。 度上 已不适应矿山的可持续发展 ， 满足不了其发展 需求 。 1 开采现状 目前 ， 矿山采用 的采矿方法有浅孔 留矿法和分 段空场法 ， 其 中浅孔留矿法 主要是应用于开采厚度 小于 5 m 的矿体 ， 所 占比例约 4 0 ％ ； 分段空场法用 于开采厚度 5 m以上 的矿体 ， 所 占比例约 6 0 ％。 矿山对薄矿脉矿体开采， 根据不同矿体产状， 采 场布置略有不同， 采幅跟矿体厚度一致， 采场高为中 段高度 5 0 m， 顶柱为 1 0 m。采场底部采用平底结构 】 总第 5 4 6期 现代矿业 2 0 1 4年 1 0月第 1 0期 形式 ， 出矿进路间距为 1 0 m。对于赋存位置高于 中 段水平的矿体， 采场下盘布置放矿溜井 ， 放矿溜井间 距为 1 0 m。采场凿岩设备采用 Y T 2 8凿岩机 ， 装岩 设备采用轨 道式 电动装岩机 斗容 为 0 ． 1 7 m 和 0 ． 2 m 。 对于中厚矿体 的开采 ， 采场沿矿体走向布置 ， 矿 房长和宽主要根据矿体形态决定。采场高为中段高 度 5 0 m， 分段高为 1 3 m， 顶柱为 1 0 m， 底部采用平 底结构 ， 出矿进路间距为 1 0 m。采场落矿采用中深 孔爆破的方 式 ， 钻孑 L 为下向孔 ， 凿岩设 备采用 Q Z J 一 1 0 0 B型潜孔钻机 ， 装岩设备部分采用轨道式电动装 岩机 斗容为 0 ． 1 7 m 和 0 ． 2 m 。 由于矿山对 中厚及 以上矿体进行开采时 ， 采用 沿矿体走向连续开采的方式 ， 采场中间未预留矿柱 ， 经现场调查发现采场长度多数达到 5 5 m， 导致顶板 暴露面积过大 ， 产生了顶板 冒落等地压问题 ， 从而影 响生产作业安全， 并且制约 了周边矿体 的回收。同 时 ， 分段空场法开采后 ， 遗留了大量采空区未及时进 行处理 ， 长期开采后 ， 空区数量不断增多， 地压显现 已逐步明显。因此 ， 在后期开采时， 需将矿体开采与 开采后空区治理相结合 ， 既要维持开采 时采场 的稳 定 ， 又要对开采后空区进行有效处理 ， 为矿山可持续 开采提供保障。 为此 ， 需要根据中厚及以上矿体产状 、 赋存状况 等条件 ， 对采矿方法进行重新选择 。 2采矿 方法初选 根据工程地质概况 、 岩石力学强度试验及岩体结 构面的调查分析结果可知 ， 矿石和围岩均稳固。对于 稳固围岩可初步确定较适应的采矿方法为空场法。 矿体属于急倾斜矿体 ， 结合矿体厚度 ， 中厚矿体 适应的采矿方法有分段法、 留矿法、 留矿采矿嗣后充 填法等 ； 1 1 矿体为厚矿体 ， 适应 的采矿方法有分段 法 、 阶段矿房法 、 嗣后充填法等。 综合考虑以上各因素分析结果 ， 可初步确定适 合 的采矿方法为分段空场法、 阶段矿房法 、 分段空场 嗣后充填法和阶段空场嗣后充填法。对使用这些采 场方法 的部分矿山技术经济指标进行归纳统计 ， 见表 1 。 表 1 采矿方 法技 术经 济指标 比较 3 采矿方法优选 对采矿方法进行优选 ， 主要是对初选各采矿方 法中主要技术经济指标进行对比分析 ， 然后从 中选 出更优的采矿方案。由于各方案中 6个技术经济指 标相互 比较各有优劣 ， 不能单纯 以某个指标 的好坏 来进行判断 ， 难以直接确定哪个方案最优 ， 因此 ， 需 要借助其他方法来进行 比较分析 。对于多因素的比 较 ， 根据 以往经验 ， 通 常是借助数学等手段 ， 采用定 量 的方法进行比较。 3 ． 1 优 选 方法 进行采矿方法优选 时最常用方法有 模糊数学 法 、 多 目标决策法、 专家系统法和价值工程法等 。其 中， 模糊数学法是一种综合评价方法 ， 它以模糊数学 为基础 ， 根据其 中的隶属度理论 ， 可以把定性评价转 化成定量分析， 进而更好地对多种因素影响下的研 究对象进行整体评价。其评价系统性强 ， 且结果清 晰 ， 为模糊或者难 以定 量描述 的问题提供 了很好 的 解决方式 。 2 专家系统法是指采矿专家首先根据矿岩稳固等 级对采矿方法的大类别做出选 择 ， 然后依据矿体 的 倾向和走 向及其他条件对运输方式进行选择和对采 矿方法进行分组 ， 最后根据矿体厚度或分段 高度来 选择不同深浅 的落 矿方式 ， 最终完成采矿方 法的优 选 。专家系统法对采矿方法进行优选 的过程其实质 是一个典型的逻辑 推理过程 ， 将此过程 中的逻辑因 果关系转化为规则 ， 并储存在计算机系统 中， 最终建 成采矿方法优选 的专家系统。在使用时 ， 只要将所 设计的条件输入 ， 系统就可 以自动推理 ， 选择出适合 的采矿方法 。 多 目标决策法是指进行采矿方法优选时 ， 需综 合考虑采矿成本 、 矿石贫化率等多个影响因素， 这些 因素具有各 自的计量单位 ， 分别以不同的权重来反 映出采矿方法的优劣 ， 从整体上对各个采矿方法进 行可行性方案评价。 价值工程法是指在价值工程 中， 以事物的成本 和功能的比值来衡量事物的价值方法 。选择采矿方 法时 ， 将各技术指标视作功能 ， 支出的开采费用视作 胡洪文范春 宝等 基 于模糊数 学的采矿方法优选研 究 2 0 1 4年 1 0月第 1 0期 成本， 比较各种采矿方法的功能成本比， 选择比值最 大者作为应选的采矿方法 。 根据对各优选方法进行 比较以及本次初选各方 案的技术经济指标内容， 结合其他矿山优选的经验， 选择模糊数学法进行优选 。 3 ． 2 模糊决策模型 根据初选 的 4种采矿方法及其技术经济指标 ， 建立模糊决策模型。本模糊决策模 型的方案集为 s { s ， s ， s ， ， s } { 分段空场法， 阶段矿房法， 分段 空场嗣后充填法 ， 阶段空场嗣后充填法 } ， A{ a ， a ， a ， ， a } 为最优方案在 上的模糊集 。 影响采矿方法选择的主要技术经济因素有矿块 生产能力、 矿石贫化率、 矿石损失率、 千吨采切比、 炸 药单耗量、 作业条件和安全程度共 6个影响因素。 因此， 建立因素集为 V{ ， ， 3 ， 4 ， 5 ， 6 } ， B { b 。 ， b ， b ， b ， b ， b } 为 上的模糊集 ， 表示各影 响 因素在采矿方法选择中所 占的权重。 建立模糊评判矩阵R r 撕 ， 其中r 表示第 个方案 中第 i 个因素的隶属度 。因此 ， 由方案集 、 因素集 、 评 判矩 阵 共 同组 成 了三元评 判空 间 S ， V ， R ， 通过采用加权平均模型进行运算， 就能 得到一个评判 A B- R， 根据此评判， 结合最大隶 属度的原则 ， 可选择出最优方案 。 3 ． 3 影响因素权重的确定 大量的文献资料显示 ， 层次分析法是 目前确 定权向量较为行之有效的方法 。层次分析法是由美 国运筹 学教授 T ． L ． S a a t y在 2 O世 纪 7 0年代 提出 的， 他认为， 假如实际中某个具体问题涉及到n个影 响因素， 在依据不是很充分的前提下， 为了确定每个 因素在整体中各占比重 的大小 ， 则只能凭借专家 的 经验来判断其所占比重。但是只要在 n≥3的情况 下 ， 对于任何一个专家来说 ， 要说出一组比较确切的 数据都比较困难。然而 ， 假如从所有的因素中任意 取出 2个 因素来进行相互 比较 ， 在行 的专家均可用 “ 同等重要 ” 、 “ 稍微 重要” 、 “ 十分重要 ” 、 “明显重 要” 以及“ 极其重要 ” 等定性描述的文字去说 明一个 因素与 另一个 因素相 比较 而言对 整 体 的重要性 。 T ． L ． S a a t y建议把这些定性的语言进行量化处理 ， 为 表征因素 比因素 Y 对总体而言的重要性标度， 引 入了 ， Y 函数。若 ， y 1 ， 说明 比Y重要 ； 若 ， Y 1 ， 说明Y比 重要； 当且仅当f ， y 1 时， 说明 与 Y同等重要， 且约定f Y ， 1 ／ f ， y 。关于．厂 ， Y ， T ． L ． S a a t y建议采用列表的方法 ， 见表 2 。根据影响采矿方法选择 的 6个影响 因素 ， 结合表 2以及专家经验确定判断矩阵 ， 见表 3 。 表 2 判断矩阵标度值及含义 经 V a 等 学簪 重 。 利用式 1 计 算 B层次各 因素对 A层次 的权 将表 3中数据代入式 1 中， 计算得出n 一 a 数 值 ， 进行归一化后处理得到各影响因素在采矿方法选 择中 的权 重 为 B 0 ． 1 0 8 ， 0 ． 1 5 9 ， 0 ． 2 4 4， 0 ． 0 7 1 ， 0 ． 0 3 9 ， 0 ． 3 7 9 。 3 ． 4 一致性检验 由于判断矩阵是分析者凭借个人的知识及经验 而建立起来的， 往往存在一定的误差 ， 为了验证权重 分配的合理性 ， 还需要对判断矩阵进行一致性检验 。 最大特征值 A 的计算公式为 Am 日 1 肚 i ， 2 PW P P P U l l U I 2 “2 l U2 2 n 1 Un 2 ● W n 3 3 h M “ 总第 5 4 6期 现代矿业 2 0 1 4年 1 0月第 l O期 式中， P W为一列 向量 ； P W 为第 i 个元素； n为判 断矩阵的阶数 ； W i 为权重。 将判断矩阵以及权重值代人式 2 和式 3 中， 计算得 出 A ⋯ 6 ． 4 8 7 7 。 在计算出判断矩阵的最大特征值后 ， 则可使用 式 4 和式 5 对判断矩阵进行一致性检验。 C R R I。 4 C I A 。 一N n一1 ， 5 式中， 肼 的取值按表 4选取 。 表 4 平均 随机一致性指标 脚 赋值 n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R 1 0 0 0 ． 5 8 0 9 0 1 ． 1 2 1 ． 2 4 1 ． 3 2 1 ． 4 1 1 ． 4 5 如果 C R 0 ． 1 ， 则不满足一致性条件 ， 需要进行重新确 定 。此处 n 6 ， 根据表 4 ， R I 取 1 ． 2 4 。将最大特征 值 A ⋯代入式 5 ， 结 合式 4 ， 经计算 得 出 C R 0 。 0 7 7 4 0 ． 1 ， 因此 ， 判断矩 阵满足一致 性要 求， 由 此可知 ， 各影响因素在采矿方法选择 中的权重 满 足要求。 3 ． 5 模糊评判矩阵的建立 在影响采矿方法选择 的因素集 中， 定量指标 的选取主要是参考类似矿 山并结合本矿 山的特点 ， 定性指标的确定则 是 由专家根据 9级标 准进行评 判。在确定了采矿方法 的各影响因素指标 表 1 之 后 ， 接下来需要对各指标 的隶属度进行确定。对于 定性指标 ， 根据表 6对其隶属度进行赋值 ； 而对于定 量指标 ， 则需要将表中指标无量纲化 ， 采用 01的 数值来表示。对于正指标 指标值越大越好 ， 即效 益型指标 ， 用式 6 计算各 因素 的隶属度 ； 对于负 指标 指标值越小越好 ， 即成本型指标 ， 用式 7 计 算各 因素的隶属度 。 表 6 定性指标 9级标 准赋值 为正指标 时， r X ij ／ x ， 6 为负指标时 ， r 1一X ij ／ x ， 7 式中， 为 方案 i 因素的指标值； 为 因素的指 标最大值 。 计算后得模糊评判矩阵为 4 R 1 0 ．1 48 0 ． 5 26 O ． 0 6 0 O ． 6 5 1 0 0 0． 4 95 0 ．1 7 0． 6 5 0 ． 8 4 6 0 ． 3 7 9 0 ． 6 44 O 0 ．1 2 0． 7 5 0 ． 7 69 0． 4 48 0． 3 47 0 ． 0 2 0 ． 9 6 0． 75 3 ． 6 模糊决策 根据 以上得 到的权重分配向量和模糊评判矩 阵， 利用加权平均模型进行运算， 得到评判 A B R 0 ． 5 1 0 5 ， 0 ． 3 9 6 2， 0 ． 5 9 7 7 ， 0 ． 5 6 2 1 。 由上述计算结果可知， 分段空场嗣后充填法在 评判向量中 ， 数值为 0 ． 5 9 7 7 ， 是 4种采矿方法 中最 大的， 因此 ， 根据最大隶属度原则 ， 可确定分段空场 嗣后充填法为最优采矿方法 。 4 开 采设计方 案 与矿山正使用的分段空场法相 比， 分段空场嗣 后充填可及时、 有效地处理开采后遗留下的采空区， 并对地压进行更好地控制。采用分段空场嗣后充填 法对中厚及以上矿体进行 回采 ， 既可利 用矿 山原有 的技术基础 ， 在回采工艺及 采场结构布置方式上进 行局部调整 ， 又可达到安全 回采 、 控制地压以及增加 矿石回收率的 目的。 根据矿山 目前开采情况 ， 南矿区 3 矿体分布范 围较广 ， 赋存于 1 0 2 0～6 0 0 m标高， 也是矿山主要 回采的矿体 ， 目前矿山主要生产中段为 7 5 0～ 9 0 0 i n 中段。为了验证分段空场嗣后充填法在实际中的开 采效果 ， 选择以南矿区 7 5 0～8 0 0 m中段 9 2 1线 3 矿体作为试验采场。根据地质资料 ， 矿体走 向北东 ， 倾向北西 ， 倾角为 5 5 。 一 7 3 。 ， 矿体平均厚度为 1 2 m。 矿体连续性较差 ， 总体受小 型挠 曲背斜西北翼断裂 裂隙控制。 4 ． 1采场布置方案 当矿体厚度大于 1 5 m时， 矿块垂直走向布置， 当矿体厚度小于 1 5 m时， 矿块沿走向布置。7 5 0～ 8 0 0 m中段 9～ 2 1线 3 矿体沿走向长 1 4 3 m， 矿体平 均厚度小于 1 5 m， 因此矿块沿走向布置。根据矿体 走向长 ， 在此中段布置 2个 矿房。单个 采场高为 阶 段高度 5 0 1 1 3 ， 长 7 1 1 T I ， 宽 1 2 m， 分段高采用原分段 空场法使用 的高度 1 3 1 T I ， 共分 3个分段 ， 顶柱预 留 i 0 i n。 根据现场调查 ， 沿走 向长度大于 5 5 m 的多数采 场， 顶板均不稳固， 存在冒落现象。结合采矿手册中 分段采矿法的经验值， 设计试验采场矿房长 4 0～ 6 0 m， 间柱宽 8～1 2 m， 高 4 5 m， 水平矿柱 由原来的 胡洪文 范春宝等 基 于模糊数 学的采矿方法优选研究 2 0 1 4年 l 0月第 1 0期 1 0 m减为 5 m， 出矿进路 间距 为 1 0 m， 底部结 构仍 然采用原开采方案的平底结构。采场布置见图 1 。 图 1 分段 空场 嗣后充填法 1 一顶柱 ； 2 一联络道 ； 3 一 人行 天井； 4 一 间柱 ； 5 一拉底空间 ； 6 一切割天井 ； 7 一分段凿岩巷道 ； 8 一出矿进路 ； 9 一 脉外运输 巷道 4 ． 2 采场生产能力的提高 根据 国内外研究现状 ， 地下开采采场生产能力 的增加很大程度上依赖于生产设备 的改进 ， 从多数 矿山经验可知 ， 增加采场生产能力的方式 主要有采 用先进 的凿岩设备和先出矿设备 ， 以及增加采场高 度 、 长度 ， 改变回采顺序等。 矿 山已有相对成熟的开采技术 ， 并拥有相 当部 分专业技能扎实的技术和管理人员 ， 井 下凿岩设备 较为先进 ， 采用 中深孔的落矿方式 ， 已将分段高 由原 来的 1 0 m增加 到了 1 3 m， 对单个采场生产能力有 了较大的提高。在现有基础上 ， 要想提高采场生产 能力 ， 主要可对 出矿设备进行改进 ， 采用出矿效率更 高的无轨设备。 目前 ， 矿 山采用 的出矿设 备主要是 轨道式电动装岩机 ， 斗容为 0 ． 1 7 m 和 0 ． 2 m ， 出矿 效率相对较低 ， 仍有很大提升空间。为此 ， 将出矿设 备改用无轨铲运机 ， 可大大提高出矿效率 ， 从而增加 采场生产能力。选用 X Y WJ D一 1型地下电动铲运机 ， 斗容为 1 m。 ， 额定载重量为 2 t 。与轨道式 电动装岩 机相 比， 无轨铲运机具有灵 活性好 ， 转弯半径小 ， 爬 坡能力强 ， 短距离运输效率高等优点。 4 ． 3采准 切割 采准工程主要包括脉外运输巷道 、 联络道 、 出矿 进路 、 人行天井 和各分段凿岩巷道。切割工程包括 采场切割天井和拉底。根据所选用的出矿设备为无 轨铲运机 出矿 ， 将各采准切 割工程 的规格设计为脉 外运输 巷 道 2 ． 5 m X 2 ． 8 m， 出矿 进路 2 ． 5 m X 2 ． 8 m， 联络道 2 m X 2 m， 分段 凿岩巷 道 2 ． 8 m X 2 ． 8 m， 人行天井和切割天井 2 m 2 m。 4 ． 4回采工 艺 采用矿 山正在使用 的中深孔落矿方式 ， 矿山工 作人员技术熟练且效率相对较高。凿岩设备采用 Q Z J ． 1 0 0 B型潜孔钻机 ， 每分段凿上向垂直扇形 中深 孔 ， 孔径为 9 0 m m。从矿房 中部开切割槽 ， 由中间向 两端后退式 回采 。崩落矿石 统一在 7 5 0 m 中段 出 矿。通过无轨铲运机将矿石装运至阶段溜矿井 ， 然 后在下一 中段采用 电机车运至竖井。 4 ． 5充填工 艺 间柱先于矿房回采 ， 回采后 ， 采用 1 4尾砂胶结 充填体充填 8 m高 ， 再用 1 1 0充填体充填 3 7 m高 ； 矿房回采结束后 ， 先用 1 4的尾砂胶结充填体充填 5～8 m高 ， 上部再用全尾砂散体充填接顶 。 5 结论 1 通过对某矿 山开采现状进 行分析 ， 得到其 现有采矿方法 分段空场法 在开采过程 中存在一 系列问题 ， 即顶板 冒落 、 生产能力不高等 ； 在前期调 查的基础上 ， 根据矿体赋存状况 ， 初步选择适合矿山 中厚矿体开采的采矿方法 为分段空场法、 阶段矿房 法 、 分段空场嗣后充填法和阶段空场嗣后充填法。 2 采用模糊数学法对初选 的采矿方法进行优 选 。针对初选的各采矿方法 ， 对影 响采矿方法选择 的 6项主要技术经济指标进行 比较 ， 建立模糊决策 模型 ， 根据最大隶属度原则 ， 计算得出分段空场嗣后 充填法为最优开采方案。 3 根据所选采矿方法 ， 以 7 5 08 0 0 m 中段 9 ～ 2 1线 3 矿体作 为试验采场 ， 对采准 、 切割工程以 及 回采工艺进行 了布置说 明 ， 并对矿房与 间柱尺寸 做了初步的设计 ； 为了增加采场的生产能力 ， 将原出 矿设备轨道式 电动装岩机改为 X Y WJ D 一 1型无轨地 下电动铲运机 ； 通 过现场实施 ， 采场生产能力 达到 4 0 0 t ／ d ， 矿石贫化率为 1 5 ％ ， 损失率为 1 7 ％ ， 与原开 采方式相 比， 取得了较好 的效果。可见 ， 基于模糊数 学法的采矿方法优选具有较强的科学性 和可行性 ， 值得推广应用 。 参考文献 [ 1 ] 王运 敏． 现代 采矿 手 册 中册 [ M] ． 北京 冶金 工业 出版 社 ， 2 0 1 2 ． [ 2 ] 丁小飚． 垂直中深孔拉槽在 分段 空场法采矿 中的应 用[ J ] ． 有 色金属 矿 山部 分， 2 0 0 3， 5 5 5 6 - 7 ． [ 3 ] 魏 学松 ， 乔登攀． 分段 空场 法分 区回采在芨岭铁矿 的应用 [ J ] ． 金属矿 山， 2 0 1 0 3 3 2 - 7 9 ． [ 4 ] 谷中元． 分段空场法在三道沟铁矿中的应用[ J ] ． 有色金属 矿 山 部分， 2 0 1 2 ， 6 4 3 2 6 - 2 9 ． 下转第 9页 5 李林生郝进喜等 符山铁矿覆盖层散体中超贫矿石回收利用研究 2 0 1 4 年 1 0月第 1 0期 回采平均 品位为 1 1 ． 4 5 ％ ， 回采率为 6 0 ％， 平均 出矿 品位 为 1 1 ． 4 5 ％ ， 精 矿 品 位 为 6 5 ％ ， 综 合 尾 品为 5 ． 5 ％ ， 综合选 比为 1 O， 通过综合经济技术评价 ， 可 以至少延长矿山服务年限 3 a ， 与矿山关停相 比， 可 减亏 1 0 0 0多万元 。 4 ． 2回收前景分析 4 ． 2 ． 1 残矿回收条件 地质体由塌落的松散体组成， 稳固性极差。围 岩未受到破坏 ， 稳固性较好。在大规模采矿时 ， 出矿 巷基本上都在矿体下盘未塌落岩石中， 不需进入松 散体 内进行采矿活动 ， 所以地质体在 回收利用过程 中构不成影响， 采矿条件较好。 符山铁矿经过了多年 的残采 ， 在残矿 回收方面 积累了丰富的经验 ， 再加上矿山以平硐开拓 ， 运输成 本大为降低， 为残矿回收创造了前提条件 3 j 。 4 ． 2 ． 2 选矿条件 松散地质体是由于矿体采空后， 自然塌落形成 的松散堆积物 ， 由原采场一次 回采后正常损失 的矿 石与达不到工业品位和边界 品位 的含矿围岩组成 ， 地质体分布不均匀 ， 且无规律可循。按相应 规范要 求 ， 对采出的覆盖层松散体 中的超贫矿石进行 了选 矿试验 ， 试验结果 以抛 出废石品位 6 ． 4 8 ％、 选后矿 石品位 1 8 ． 1 ％计算 ， 可选出矿石 1 3 2 ． 9 4万 t 。按精 矿品位 6 5 ％、 综合 尾品 5 ． 5 ％计算 ， 可选 出铁精矿 3 1 ． 0 8万 t ， 选 比为 1 0， 综合金属回收率为 5 6 ． 7 6 ％。 结合矿山选厂技术经济指标 ， 矿石可选性好 ， 但 采出矿石需要在磨矿前加入一道干选抛废程序 ， 以 提高矿石人磨品位， 降低选矿成本。 综上所述 ， 本次所要 回收 的松散地质体受地质 条件的影响较小 ， 松散体选矿条件较好 ， 可 以获得理 想的选矿技术指标 ， 因而松散体覆盖层矿石具有 良 好的回收前景 。 4 ． 3工作想法 由于本次要回收的地质松散体品位较低， 且不 连续分布 ， 工程地质条件相对较差 ， 因而对于下一步 工作提以下几点想法 1 继续加 大井下采 场 的放 矿力 度和放 矿 口 径 ， 增大放矿高度 ， 尽可能查清地质体 内部特征 ， 进 一 步查清地质体的品位 。 2 针对采出的矿石 ， 要 针对性 地做出选矿流 程优化， 并做具体的选矿试验， 为下一步选矿工艺提 供理论依据， 进一步提高选矿回收率。 3 在以后采矿过程中， 关注出矿情况， 及时调 整覆盖层松散体中可供 回收利用的超贫矿石赋存状 况和资源量 ， 为下一步生产计划提供依据。 5 结语 1 在当前的经济形势下 ， 符山铁矿作为资源 枯竭的矿 山， 回收利用覆盖层松散体中的超贫矿石 ， 在技术上和经济上是可行 的。 2 从地质经济学和工业选 矿方面探讨 了覆盖 层松散体中超贫矿石开采的合理边界品位， 依据此 指标 ， 新圈定了松散体超贫矿石地质总量 3 1 0 ． 8 2万 t ， T F e平均品位为 1 1 ． 4 5 ％。按每年 回采 7 0万 t 的 生产规模 、 回采平均品位 1 1 ． 4 5 ％、 回采率 6 0 ％、 平 均出矿 品位 1 1 ． 4 5 ％、 精 矿 品 位 6 5 ％ 、 综 合 尾 品 5 ． 5 ％ 、 综合选比 1 0的指标进行综合经济技术评价 ， 与矿山关停相 比， 可减亏 1 0 0 0多万元 ， 并可以至少 延长矿山服务年限 3 a 。 3 针对新圈定 的散体 中超贫矿石 ， 选择代表 性的采场进行 回收利用实践 ， 获得 了理想 的采矿和 选矿技术指标 ， 可选性较好 ， 采 矿成本相对较低 ， 矿 山人员具有丰富的残矿 回收经验 ， 因而 ， 覆盖层松散 体中超贫矿石具有 良好的回收利用前景。 参考文献 [ 1 ] 蒋渊和． 合理确定低品位铁矿床边界品住的探讨[ J ] ． 中国矿 业 ， 2 0 1 0 8 2 9 2 - 2 9 5 ． [ 2 ] 贾文龙 ， 陈 甲斌． 低品位铁矿资源开发 经济性分析 [ J ] ． 金属 矿 山， 2 0 0 9 3 1 - 4 ． [ 3 ] 范才兵． 符 山铁矿残矿回收的实践 与前景 [ J ] ． 金 属矿 山， 2 0 0 5 9 2 2 7 - 2 3 0 ． 收稿 日期 2 0 1 4 - 0 6 ． 1 4 上接第 5页 [ 5 ] 王 士 明． 间 隔回采 分段 空场 法在琅 琊 山铜 矿 回收 中的应 用 [ J ] ． 现代矿业 ， 2 0 1 3 1 8 6 - 8 8 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