中国是一个矿业大国。目前，我国矿产资源的特点是贫矿多，富矿少。行善难，行善易。共生矿多，单矿少；浅矿少，深矿多。虽然开发这些矿产资源特别是深部资源难度大、成本高，但它们是我国经济持续快速稳定发展的重要组成部分，是矿产资源供应的保障体系。因此，国家非常重视矿产资源的开发。温家宝总理在庆祝中国地质工作50周年大会上指出，“要努力在有市场需求和资源潜力的老矿山周围或深部寻找新的接替资源”。2006年1月28日，新华社发表《国务院关于加强地质工作的决定》，提出以我国紧缺的重要矿产资源为重点，兼顾部分优势矿产资源，按照东部向纵深进攻、中部找盲区、西部发挥特色、境外优先周边国家的原则，实施矿产资源保障工程。

目前，我国金属矿山大多位于地形条件相对较好的地区，地质勘探网度较高，勘探开采深度均在500m以上。这部分矿产资源可以称为浅层矿产资源。目前，随着浅层矿产资源的不断开采，储量已经枯竭。

随着近年来勘探深度的增加，已证实500米深度以下的矿产资源储量丰富。同时，根据最新的成矿理论研究和深部定位预测验证结果，在地下500 ~ 1500 m深度有多处找矿实例，表明中国大陆深部蕴藏着巨大的潜在矿产资源。以本溪亿众鑫矿业公司为例，矿床埋深超过1000m，储量31亿t，再如司家岭铁矿，埋深超过600m，储量3亿t，因此，大型深埋矿产资源开发方法的研究对我国经济发展具有重要作用。

此外，我国许多地下矿山正在逐步走向深部开采，生产成本和提升成本也在不断增加，迫切需要研究深部资源的开发方法。

矿产资源的开发方式有两种，一种是目前采用的常规和传统的开发方式，另一种是本文采用的非传统开发方式——地下开采和分选——散装系统。常规和传统的开发方式是指矿产资源在到达地表和进入选矿厂之前的“破碎-装载-运输”过程。矿石选矿后，对获得的精矿进行处理，尾矿被抛入尾矿库或用于充填。根据深部矿产资源的特点，地下采矿-散装系统摒弃了传统的采矿方法和思路，采取了新的方法。提出选矿厂应直接建在地下深处，以实现矿石短距离提升、地下选矿、精矿管道输送、尾矿地下就近充填等大宗开发方式。，省去了无用的提升矿石、尾矿排放等环节。它的经济、社会和环境效益是巨大的。

一、地下采矿-散装系统

作者在参加本溪某深部铁矿资源开发研讨会时，根据其深部矿产资源(地表标高200m，矿床-960 ~-400m)和储量大(矿体长2000m，宽1100m，储量31亿t，相当于安本面积之和)的现状，提出了地下采选-散装系统。首先，本系统选用的是充填采矿法，包括分层、分段、分阶段，也可适用于空场法后跟尾矿充填采矿空区。二是选矿厂建在紧邻矿体的地下深处，建有大型水池供选矿厂使用；三是建立大型地下充填站作为临时小型尾矿库。这个系统的本质，正如焦裕树先生所说，是矿石处理的“外循环”系统，即将矿石提升至地面选矿厂进行处理，改为“内循环”系统，即将矿石提升至地下选矿厂进行处理，将地下选矿厂得到的精矿通过管道输送至地表，将尾矿回填至附近的采矿空区或应用阶段充填法形成顶柱和中间柱。

该方案大大减少了竖井开挖的工作量，减少了竖井数量，只提高了铁精矿粉，同时井下处理了废料。它的优点非常突出。该系统按矿井年生产能力2500万吨计算，一井提升能力400万吨。需要7个超过1500米的露天深井。在该系统中，选矿厂建在地下- 1000米左右，只要从地面钻一个主开深竖井，改用井口在地下-960米左右的其他盲竖井，可减少提升井的掘进长度6000米以上。系统开发方法的示意图如图1所示。在这个例子中，根据矿井的生产能力，挖了七个竖井，包括一个主竖井和六个盲竖井，并相应地挖了七个溜井。运输巷道采用环形布置。相邻隧道之间的间距为50m。矿体埋藏在地下-960 ~-1400m，因此地下选矿厂建在地下-1000m附近，主露天矿井筒侧边200m处，在-960 m运输巷道下方约20m处。采用这种布置，盲竖井提升的矿石可以直接通过- 960m运输巷道，通过卸矿通道进入工厂的碎铜硐室，大大降低了矿石的提升成本。地下选矿厂各铜室空室的布置按平面布置或梯形布置(图2、图3)。空房间具体分布如下。

图1地下采矿-散装法示意图

1-主提升轴；2-精矿输送管道；3-露天储矿仓；4-地下选矿厂；5-卸载通道；

6-填充管道；7-盲竖井提升室；8-充填采场；9柱；10-放矿采场；

11-滑槽；12-盲轴；13-石门；14-风井；15-矿体边界；16-川麦巷道；

17-主要运输水平巷道；18-矿岩边界；19-表面；20-地下加油站；21-底部；

22-地下水仓；23-地面提升控制室

图2地下选矿厂平面布置示意图

1-粗碎硐室；2-中等和精细破碎室；3-筛选室；4-粉矿室；

5-研磨室；6-选择硐室；7-产品输送铜室

图3地下选矿厂梯形布局示意图

1-粗碎硐室；2-中等和精细破碎室；3-筛选室；4-粉矿室；

5-研磨室；6-选择硐室；7-产品输送室

(一)自行车洞。根据矿山生产能力，破碎室需要三台旋回破碎机，所需空间为18m× 100m× 40m (+30m维修空间)。

(2)锥形室。中碎需要10台圆锥破碎机，所需空房间为15m× 100m× 15m (+30m维修空房间)。同样的细碎-样品破碎也需要10台圆锥破碎机，所需空房间为15m× 100m× 15m (+30m维修空房间)。

(3)筛选室。需要15台筛选机，所需空房间为7.5m× 18m× 15m (+10m维修间空)。

(4)球磨室。球磨段需要8台球磨机，所需空房间为36m× 30m× 15m (+30m维修空房间)；第二次球磨阶段与球磨阶段相同，同样需要8台球磨机。所需空房间为36m× 30m× 15m (+30m维修空房间)。

(5)选择不同的室。由于分选机的尺寸和球磨机的样品宽度，需要的空房间为30m× 30m× 15m (+30m维修空房间)。

(6)产品输送室。所需空房间为1000m2。

(7)建立地下灌装站，由6个高25m、直径9m的立式砂仓和3个高12m、直径4m的水泥仓组成。选矿厂的尾矿通过管道输送到立式砂仓进行充填。

(八)建立地下水池，为选矿厂和地下加油站提供水源。

系统总工程量(包括支架)为99万m3。

二、地下采选-散装系统的特点

与常规和传统的开发方法相比，该系统具有以下优点:

(1)节省工程量。从上面的例子可以看出，为了达到生产能力，必须开挖7个以上900 m废石的明井，而采用该方案，只需开挖1个明深井和6个900m井口的盲井，通过计算每个井的净直径，将减少约6000m的井开挖量，节省约20万m3的工程量。虽然建设地下选矿厂需要大量的工程，但其工程多为水平和斜坡布置。同时，建造地面选矿厂车间的费用可以用于地下选矿厂的钻井费用和建造费用。矿石产量越大，其优越性就越突出。

(2)节能。传统的方法需要将矿石提升到地表。由于矿石品位低，选矿后70%以上的尾矿需要排放到尾矿库，不仅消耗大量的提升费用，还需要大量的排尾费用。但这种方法只是将精矿提升到地表进行后续处理，占矿石70%的尾矿就地回灌到采矿空区，节省了大量能源。

(3)地面无选矿厂和尾矿库，省去了征地和尾矿库的建设维护管理，对环境、景观、生态无影响。

(4)减少地表沉陷，避免地表资源开发的干扰，建设和谐社会。

(5)降低开发难度。(1)降低掘进难度；②降低回填难度；③对于加药选矿机来说，地下选矿机不受天气和温度的影响，工作环境稳定，更有利于药剂的作用；④减少灌装管道长度，降低运输和维护难度。

后续充填可采用充填法和空现场法，可采用地下采矿-散体系统。特别是在开采低价矿石时，为了降低充填成本，当矿区后续采用空现场法充填时，可以减小顶柱和中柱的尺寸，提高效益。但是，当使用充填法时，可以留下矿柱，以减少一步开采的水泥消耗和两步开采的贫化。

三。研究内容

(1)井下选矿厂设备优化，适应井下空室，满足运输需要。

(2)地下选矿机工艺优化，维护安装更方便，减少空占地面积。

(3)地下选矿厂空的结构布置及优化。

(4)地下空工程的稳定性，以适应地下选矿厂的发展。

(5)硐室安全检测和预警。

(6)地下选矿厂的远程自动化和监控。

(七)降噪消声设施、隔音耳罩。

(八)适应井下高效、节能、新型防尘技术和设备。

(9)地下加油站的自动化和远程控制。

(10)灌装工艺优化，适合大范围多线灌装。

(十一)铁精矿泵送的安全流量参数检测和应急预警及处理。

(十二)泵、管道、铁精矿浆最佳值及节能研究。

四。地下采选-散装系统的实施效果

(1)将选矿厂建在地下深处，近距离提升开采的深埋矿产资源，选矿后的尾矿、废石直接用于地下。

(2)用充填法或空现场法充填空区域，完全可以避免岩体大规模移动和整体破坏，使矿表不被破坏。

(3)埋藏的矿产资源通过多条盲竖井提升至地下选矿厂，大大缩短了矿石提升距离，提高了充填效率，整体降低了采矿成本(10% ~ 30%)，整体经济效益巨大。

(4)废石不出坑，尾矿直接回填，不建地面尾矿库，不破坏地表，实现无废开采，真正实现生态环境保护。

(5)大幅度降低深埋矿产资源的开发成本，彻底克服传统开发深埋矿产资源经济效益差的弊端。

(6)对于正在生产的浅部矿山，还可以降低矿山的生产成本；同时将选矿厂建在地下，使废石不出坑，尾矿直接回填采矿空区。可以解决地表建选矿厂和尾矿库的征地问题，也解决了矿山长期面临的环境污染问题。

动词 （verb的缩写）地下采矿和选矿-散装系统的应用范围

在进一步完善系统和设计的基础上，作者检索和查阅了国内外关于地下选矿厂的相关报道。早在上世纪八九十年代，美国、前苏联、秘鲁、瑞典、加拿大、意大利等。所有人都报告说，建造了一些或所有地下矿物加工厂。在国内，有谢、、阎静、翁春林、何、、郭德伟等。在相关文章中介绍了国内外地下选矿厂的情况，其中郭德伟认为我国楚国就有地下选矿技术。但国外地下选矿厂报道的大多是黄金和有色矿山。但由于其尾矿过多，充填空空间小，在实施地下选矿厂时，将部分尾矿提升到地表排放到尾矿库成为时尚。其优点往往大打折扣，其经济性也不尽合理。况且在当时的科技条件下实施起来有很多困难，所以地下选矿厂建设的例子并不多。结合当前采矿科学技术的发展和本溪某铁矿的具体情况，通过合理匹配尾矿排放和充填平衡，大幅度降低深埋矿床的地压，提出了“地下采选-矿产资源散装系统”。该系统适用于浅部和浅部矿井，由浅入深逐步开采。

不及物动词结论

本文提出的“矿产资源地下开采与选别一体化系统”是一种能够实现高效率、低成本开采，以及资源开发与环境保护一体化的矿产资源开发方法。

(1)在目前的技术经济条件下，实施矿产资源地下开采整合系统是可行的，是绿色开采和矿山节能减排的必由之路。该系统不仅适用于深埋矿体，也适用于由浅入深逐步开采的矿山和浅部正在生产的矿山。

(2)该系统特别适用于有用矿物较多的矿体。根据理论计算，当品位达到28%时，利用该系统可以实现采、排、灌平衡。当然，这也与尾矿的物理力学性质有关，如亲水性、膨胀性等，可能需要在地面排放少量尾矿。目前已报道的国外黄金有色矿山采用选矿厂地下建设，采用尾矿充填法的矿山往往是从取消尾矿的目的出发，但由于采充不平衡，其目标难以实现。

(3)本系统还有很多研究内容，包括地下工程的长期稳定性空、地下选矿厂的远程监控、地下充填站的远程控制、泵、管道和铁精矿浆的优化配置及节能研究等。

(4)从绿色矿业、循环经济和可持续发展的角度来看，国家应该重视和推动这项工作。同时，作者认为，我国深部铁矿资源具备采、排、充平衡的条件，应优先实施地下采选矿-散装系统。

总之，地下采-选-堆系统代替传统采矿方法，可以大大减少矿石提升量，提高资源开发效率，降低采矿成本，保护生态环境，减少土地征用。它具有节能、减排、减碳等优点。它是经济合理开发深部矿产资源的有效途径，也是矿产资源开发理论和方法的突破。