导读：自2004年以来，随着钢铁企业的发展，铁矿山开采得到了迅猛的发展，一些贫、薄、夹层多、地质复杂的难采矿山相继建设投产。采矿工艺大部分都采用充填采矿法，无论是及时充填还是嗣后充填，无疑增加了矿石开采成本。面对矿岩赋存比较复杂的难采矿山，随着成本的增加、近期矿石价格的波动，只有尽快达产达效，提高产量，降低采矿综合成本来应对矿石市场的千变万化。问题难采矿山由于矿石

自2004年以来，随着钢铁企业的发展，铁矿山开采得到了迅猛的发展，一些贫、薄、夹层多、地质复杂的难采矿山相继建设投产。采矿工艺大部分都采用充填采矿法，无论是及时充填还是嗣后充填，无疑增加了矿石开采成本。面对矿岩赋存比较复杂的难采矿山，随着成本的增加、近期矿石价格的波动，只有尽快达产达效，提高产量，降低采矿综合成本来应对矿石市场的千变万化。
问题
难采矿山由于矿石地质赋存的复杂条件，给开采带来的困难：
（1）夹层矿由于矿岩软硬不同，造成矿房大块增多，不仅影响矿房出矿效率，同时影响着运输提升效率。
（2）矿块中近似独立的薄矿体，厚度0.8—4m的矿体，由于产状等原因，开采比较困难，弃之可惜，造成资源的永久损失，开采则贫化较大，不够经济。
（3）夹层矿或薄矿体开采，造成岩石增多，势必又增加提升运输成本，在选厂还要经过破碎—筛分—选别—脱水—运输，无疑大大增加了矿石综合成本，同时由于岩石夹层的采出和矿石的贫化，加大了矿房充填量，为了不能造成充填能力不足势必要加大超高分子量聚乙烯充填管道的铺设，无疑难度大大增加，制约着矿山企业达产达效。
露天转地下矿山面临的是产能接续，稳步持续发展问题，矿石产能与管道充填能力相辅相成。笔者结合山钢集团鲁南矿业有限公司（山东东方管业有限公司的总公司）的矿山地质条件、生产发展状况和外出考察学习研究，针对提高矿石生产能力，提高矿石回收率，提高充填能力，地下管网铺设能力等降低矿石综合成本，提出了井下磁性铁矿山采用井下破碎—干选—充填联合工艺方案，供新建矿山参考。
井下破碎—干选—充填联合工艺简介
井下破碎—干选—充填联合工艺系统主要解决矿岩地质赋存复杂，矿层薄、夹层多，造成矿房大块多，贫化大、充填量相对增加的矿山，进行井下破碎大块，干选混合矿减少贫化，利用干选后岩石回填采空区，达到“三提一降”的目的。
主要工艺系统：1、破碎系统。建设在井下，形成井下矿岩破碎，处理大块带来的各种影响。该系统可以根据实际在矿块处或矿房溜井，也可设在阶段溜井上部或主溜井上部。
2、干选系统。主要完成破碎后矿岩分离，提高入选品位。该系统根据实际情况可以设在井下或者井上。
3、充填系统。包括砂浆主要的超高分子量聚乙烯耐磨充填系统，该系统主要将分离后的岩石及砂浆凝块运往充填井，充填矿房采空区。超高分子量聚乙烯耐磨抗冲击充填系统是一种高性能的地下采选充填系统，由不同口径的超高分子量聚乙烯管网以及皮带输送机等组成，能输送部分高冲击的岩石及粉碎料，该系统克服了超高分子量聚乙烯不能承受的剪切力的缺点，输送效率高，维护费用低。
联合工艺的优点分析
1对矿石大块影响
众所周知，井下矿石大块取决于爆破参数，但同时也取决于矿岩结构，还受井下格筛和漏斗尺寸影响。增加炮眼密度，提高装药量，无疑增加了炮眼数量和炸药用量，既不利于提高凿岩速度也不利于节省成本；矿岩结构复杂的矿山在爆破震动下造成片帮冒顶下来的大量大块，破碎成合格的块度难度较大（一般要求300—400mm）。大块增多，直接影响生产效率：（1）需要在采空区内进行挑大块、二次破碎、影响铲装效率，增加二次破碎成本；
（2）大块容易堵漏斗、格筛，需要经常处理漏斗，影响装车和放矿效率；
（3）装车密度不够，减少运输、提升能力。矿石大块给安全、生产效率、采矿成本带来较大的影响。
井下安装破碎系统。可以合理地扩大矿石块度，扩大至600—800mm，不仅使炮眼密度减少，提高打眼的效率，装车、运输、提升效率和安全系数，减少了在采区内二次爆破产生各种不利因素，同时井下破碎也给选矿减少了破碎压力，在综合矿石加工成本不增加的情况下，提高了井下开采效率和安全系数。
2该系统工艺对矿石回收率影响
对于矿岩复杂的磁铁矿山，岩石夹层多，小到200—400mm厚连续不断互层矿，按照正常采矿，经过打眼爆破后，产生贫化较大，而且造成选矿比提高，无形之中增加多级运输破碎成本；对单一厚度800—4000mm的薄矿体，尤其是在目前矿石价格相对较高的情况下不采就浪费资源，弃之可惜，但是采后同样贫化较大，混合后的矿石品位太低，在过去可以说没有可采可选价值，同样里面掺杂的岩石要经过多道程序运输破碎，增加矿石综合成本。
设立干选系统后，对夹层矿、单一波矿体和厚矿体就可以综合回收，减少损失，提高了矿石回收效率。经过干选后，提高了混合矿的矿石品位，筛下的岩石不再增加运输和破碎费用，同时破碎干选后的岩石可直接作为充填料，也可以在其他方面得到充分利用。
3对井下充填能力影响
井下破碎—干选后的废石，块度适宜，便于铲装运输，特别适合井下矿房的充填。无论是干式充填还是水砂充填都可以使用块状废石进行采空区充填。对于矿砂尾胶结充填和全尾砂充填，根据山钢集团鲁南矿业有限公司实践经验，先充填部分废石，然后再用尾砂胶充填胶结充填或全尾砂充填找平效果较好，既增加了充填体强度，又加快了滤水时间，有助于提高充填能力。
通过以上分析，笔者认为井下破碎对提高生产能力具有较大辅助作用，同时也是干选必须的前提条件，为选矿破碎减少了压力；干选系统、包括超高分子量聚乙烯输送系统的应用克服了矿石赋存的复杂条件、开采输送难度大的困难，同时也减少了矿石资源的损失；破碎干选后的岩石回填矿房，减少了岩石往渣场的运费，提高了充填能力，同时也减少了渣石场占地带来的诸多问题。因此无论井下开采深度是多少，使用井下破碎—干选—充填系统，从生产效率、安全效益和经济上都是可取的。

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