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摘要：据调查统计发现，虽然我国地下铁矿在我国铁矿石总产量中所占据的比例不是很高，但是绝大部分的铁矿石开采还是习惯于地下开采，所以，地下铁矿石的开采技术迫切的需要综合性的提升。就目前国内外地下采矿工艺的发展趋向来看，主要表现技术和设备上的提升，但是在工作面衔接图表的计算上，却没有太大的发展，对于资源的优化分配做的不是很好，浪费了一定的人力物力。所以，就目前的形式来看，在地下铁矿开采方面，工作面衔接图表的计算，却是需要一定的改进，比如，计算自动化。
关键词：铁矿工作面 工作面衔接 图表计算 自动化
中图分类号：TF521 文献标识码：A 文章编号：
一、工作面衔接图表方面存在的问题
虽然现在地下铁矿的采集方法和技术相对于以前都有了显著的提高，在方法上先后出现了充填采矿法和空场采矿法两种比较实用的方法，在采集技术上，也渐渐的走向智能化和自动化，在某些地方，甚至已经開始推动无人智能采矿技术的发展。但是，就目前而言，不管是什么方法亦或是什么技术，从根本上，还是没有缩小对于图表的依赖。所有的采矿生产组织的工作想要做到最有计划， 最有效益的实施，都要依赖于各种各样的图表来完成。
这些图表，预先将开采工作的规划设计好，从空间和时间上规定了相关的工作顺序。借助于这类图表，在组织生产上，能够优化分配各种资源，按照预先规定好的生产任务，可以根据所开采矿物的数量和质量的具体要求，对所拥有的人力，物力以及设备等进行合理的分配。
地下铁矿生产计划系统的基础是年度工作面衔接图表。而年度工作面图表，包含了大量的信息，包括了每个季度，每个月，甚至是每个周对于各矿块的各项工作量。除此之外，工作的时候还必须考虑到实际情况，开采的时候各阶段，各组队的工作进程，他们每个组队在每个阶段所完成的矿石开采量以及开采的矿石铁的平均含量，这些都是需要考虑的。基于庞大的信息量和复杂的计算方案，所以，在工作面图表衔接的时候，经常会造成一些不易察觉的错误，对于接下来的工作造成一定的影响，浪费人力物力。
另外，在地质勘测方面的失误以及在矿石开采方面的错误判断，也是影响图表准确性的重要因素，往往因为开始的时候一个小小的失误在开采过程中的被发现，开始设计好的图表就报废了，必须重新计算，无故损失大量的资源，类似于这样的问题可谓是随处可见。由此可见工作面衔接图表计算自动化的紧迫性和必要性。
二、相关计算方法
由于在地下铁矿的开采方面对于先进的技术和高科技的开采设备的追求和改进，人们不知不觉的忽略了工作面图表计算自动化的发展，现在，能够使用的数学计算方法实在是有限，这里，就简单的举几个例子，以供参考。
1、三级矿量的计算
三级矿量，分别指的是开拓矿量，采准矿量和备采矿量。其中，开拓矿量指的是在井田中，形成完整的开拓系统。位于阶段运输巷以上的矿量叫开拓矿量。采准矿量指的是开拓矿量的一部分，凡是矿块中完成采矿方法所规定的采准工程，该矿块的矿量叫采准矿量。备采矿量指的是采准矿量的一部分，凡是矿块中完成采矿方法规定的切割工作此矿块的矿量叫备采矿量。
三级矿量之间的关系分为三个方面，前两种时间方面和空间方面是需要列表规划的，而数量方面，则是需要数学计算的。
（1）、时间方面
一般来说，时间方面指的是三级矿量在时间上处于渐变的关系。如果从三级矿量来说，一定储量的矿量， 由于完成了开拓工程，其性质由地质储量转变为开拓储量。在开拓工程的基础上进一步完成采准工程。其矿量的性质由开拓矿量变成了采准矿量，当然，少部分的付产矿量被提升到地表，通过更进一步的切割工程，其采准矿量的性质又成了备采矿量，当然也有部分付产矿石采出。也就是说从时间上开拓矿量超前采准矿量，采准矿量超前备采矿量。从数量上来说，开拓矿量大于采准矿量，或者说备采矿量是采准矿量的一部分，采准矿量又是开拓矿量的一部分。从空间上来说，开拓矿量范围最大，采准矿量次之，备采矿量范围最小。除开拓、采准、切割付产的矿石以外，全部的开拓矿量的矿石最终都要转变为备采矿量的矿石。不考虑损失贫化都要被采出。
（2）空间方面
空间方面相对于三级矿量，主要分为三个不同的工程。
①、开拓矿量的控制工程
开拓系统的主要开拓巷道、通风井、主充填井、石门、井底车场、主要阶段运输段专用回风巷、井下中央变电所、水仓水泵房、井下机修硐室、炸药库、机电库等辅助硐室。
②、采准矿量的控制工程
人行通风天井、沿脉或穿脉阶段运输巷。通风运输平巷、材料设备井、充填井、电耙巷道、拉底巷道、切割天井，进路、小溜井等。
③、备采矿量的控制工程
主要分为补充切割和切割两个小方面，补充切割包括采场切割上山、切割天井、切割平巷、斗穿、斗颈、凿岩硐室。而切割则包括拉底、辟漏、切割槽、堑沟。
最后的数量方面，涉及到的是关于三级矿量的一些计算。
（3）数量方面
①开拓矿量计算
式中：A——矿井年产量
t k——开拓矿量的保有期
r——废石混入率
k——矿石回收率
b、采准矿量计算
式中：t z——采准矿量保有期
c、 备采矿量计算
式中：a——备采矿量保有期
2、矿床开采的损失贫化
矿床开采的损失贫化主要包括损失、贫化以及岩石混入三个方面。损失指的是在矿床开采过程中，必有一部分工业矿石永久的损失在地下。贫化是指围岩或夹石混入造成采出矿石品位的下降。而岩石混入指的是在矿床开采过程中，必有一部分围岩或夹石混入到采出矿石中来，反映混入岩石的程度用岩石混入率来表示。
主要计算方法如下所示：
损失率：
回收率：
贫化率：
岩石混入率：
根据以上的几个公式，我们还可以推导一下废石的混入率：
根据矿床开采过程中矿石量平衡：
根据矿床开采过程中金属量平衡：
将以上两式联立整理得：
代入整理得：该式所得，就是废石的混入率。
注：式中的字母分别代表：
Q：工业储量
A：工业矿石品位
R：混入岩石量
a″：混入岩石品位
QS：损失工业矿石量
Q′：采出矿石量
a′：采出矿石品位
Q″：采出工业矿石（采出纯）量
有了以上这几个通用的计算公式，在整理图表的时候，在相关的计算上就有了一定的优势，能够节省出一定的时间，对于人力物力的资管规划，也会起到更好的分配效果。
例如：
表1 原始数据
表2结果数据
除此之外，如果矿块或矿井采区能力或计划产量任务的原始数据不足以获得符合其全部要求的解决方案，那么，可从偏离指定条件的所有可能方案中选用最接近的方案。通过以上的方法，就可以有效的节省人力物力，实现资源优化。
结束语：
在如今的地下铁矿的开采中，工作面的衔接图表变得越来越重要，即使是将来开采技术变成清一色的机械机动化，也脱离不了对于工作面衔接图表的依赖性，而为了不必要的失误和损失，工作面衔接图表计算的自动化又迫切的需要解决。希望在未来的一段时间内，人们能够对图表的计算自动化重视起来，找到更多更好的计算方法。
参考文献：
[1] 地下铁矿工作面衔接图表的计算自动化[J].矿业工程,2003(03)
[2] 谈谈我国地下铁矿设计的创新之路[J].城市建设理论研究 2012(18)
关键词：铁矿工作面 工作面衔接 图表计算 自动化
中图分类号：TF521 文献标识码：A 文章编号：
一、工作面衔接图表方面存在的问题
虽然现在地下铁矿的采集方法和技术相对于以前都有了显著的提高，在方法上先后出现了充填采矿法和空场采矿法两种比较实用的方法，在采集技术上，也渐渐的走向智能化和自动化，在某些地方，甚至已经開始推动无人智能采矿技术的发展。但是，就目前而言，不管是什么方法亦或是什么技术，从根本上，还是没有缩小对于图表的依赖。所有的采矿生产组织的工作想要做到最有计划， 最有效益的实施，都要依赖于各种各样的图表来完成。
这些图表，预先将开采工作的规划设计好，从空间和时间上规定了相关的工作顺序。借助于这类图表，在组织生产上，能够优化分配各种资源，按照预先规定好的生产任务，可以根据所开采矿物的数量和质量的具体要求，对所拥有的人力，物力以及设备等进行合理的分配。
地下铁矿生产计划系统的基础是年度工作面衔接图表。而年度工作面图表，包含了大量的信息，包括了每个季度，每个月，甚至是每个周对于各矿块的各项工作量。除此之外，工作的时候还必须考虑到实际情况，开采的时候各阶段，各组队的工作进程，他们每个组队在每个阶段所完成的矿石开采量以及开采的矿石铁的平均含量，这些都是需要考虑的。基于庞大的信息量和复杂的计算方案，所以，在工作面图表衔接的时候，经常会造成一些不易察觉的错误，对于接下来的工作造成一定的影响，浪费人力物力。
另外，在地质勘测方面的失误以及在矿石开采方面的错误判断，也是影响图表准确性的重要因素，往往因为开始的时候一个小小的失误在开采过程中的被发现，开始设计好的图表就报废了，必须重新计算，无故损失大量的资源，类似于这样的问题可谓是随处可见。由此可见工作面衔接图表计算自动化的紧迫性和必要性。
二、相关计算方法
由于在地下铁矿的开采方面对于先进的技术和高科技的开采设备的追求和改进，人们不知不觉的忽略了工作面图表计算自动化的发展，现在，能够使用的数学计算方法实在是有限，这里，就简单的举几个例子，以供参考。
1、三级矿量的计算
三级矿量，分别指的是开拓矿量，采准矿量和备采矿量。其中，开拓矿量指的是在井田中，形成完整的开拓系统。位于阶段运输巷以上的矿量叫开拓矿量。采准矿量指的是开拓矿量的一部分，凡是矿块中完成采矿方法所规定的采准工程，该矿块的矿量叫采准矿量。备采矿量指的是采准矿量的一部分，凡是矿块中完成采矿方法规定的切割工作此矿块的矿量叫备采矿量。
三级矿量之间的关系分为三个方面，前两种时间方面和空间方面是需要列表规划的，而数量方面，则是需要数学计算的。
（1）、时间方面
一般来说，时间方面指的是三级矿量在时间上处于渐变的关系。如果从三级矿量来说，一定储量的矿量， 由于完成了开拓工程，其性质由地质储量转变为开拓储量。在开拓工程的基础上进一步完成采准工程。其矿量的性质由开拓矿量变成了采准矿量，当然，少部分的付产矿量被提升到地表，通过更进一步的切割工程，其采准矿量的性质又成了备采矿量，当然也有部分付产矿石采出。也就是说从时间上开拓矿量超前采准矿量，采准矿量超前备采矿量。从数量上来说，开拓矿量大于采准矿量，或者说备采矿量是采准矿量的一部分，采准矿量又是开拓矿量的一部分。从空间上来说，开拓矿量范围最大，采准矿量次之，备采矿量范围最小。除开拓、采准、切割付产的矿石以外，全部的开拓矿量的矿石最终都要转变为备采矿量的矿石。不考虑损失贫化都要被采出。
（2）空间方面
空间方面相对于三级矿量，主要分为三个不同的工程。
①、开拓矿量的控制工程
开拓系统的主要开拓巷道、通风井、主充填井、石门、井底车场、主要阶段运输段专用回风巷、井下中央变电所、水仓水泵房、井下机修硐室、炸药库、机电库等辅助硐室。
②、采准矿量的控制工程
人行通风天井、沿脉或穿脉阶段运输巷。通风运输平巷、材料设备井、充填井、电耙巷道、拉底巷道、切割天井，进路、小溜井等。
③、备采矿量的控制工程
主要分为补充切割和切割两个小方面，补充切割包括采场切割上山、切割天井、切割平巷、斗穿、斗颈、凿岩硐室。而切割则包括拉底、辟漏、切割槽、堑沟。
最后的数量方面，涉及到的是关于三级矿量的一些计算。
（3）数量方面
①开拓矿量计算
式中：A——矿井年产量
t k——开拓矿量的保有期
r——废石混入率
k——矿石回收率
b、采准矿量计算
式中：t z——采准矿量保有期
c、 备采矿量计算
式中：a——备采矿量保有期
2、矿床开采的损失贫化
矿床开采的损失贫化主要包括损失、贫化以及岩石混入三个方面。损失指的是在矿床开采过程中，必有一部分工业矿石永久的损失在地下。贫化是指围岩或夹石混入造成采出矿石品位的下降。而岩石混入指的是在矿床开采过程中，必有一部分围岩或夹石混入到采出矿石中来，反映混入岩石的程度用岩石混入率来表示。
主要计算方法如下所示：
损失率：
回收率：
贫化率：
岩石混入率：
根据以上的几个公式，我们还可以推导一下废石的混入率：
根据矿床开采过程中矿石量平衡：
根据矿床开采过程中金属量平衡：
将以上两式联立整理得：
代入整理得：该式所得，就是废石的混入率。
注：式中的字母分别代表：
Q：工业储量
A：工业矿石品位
R：混入岩石量
a″：混入岩石品位
QS：损失工业矿石量
Q′：采出矿石量
a′：采出矿石品位
Q″：采出工业矿石（采出纯）量
有了以上这几个通用的计算公式，在整理图表的时候，在相关的计算上就有了一定的优势，能够节省出一定的时间，对于人力物力的资管规划，也会起到更好的分配效果。
例如：
表1 原始数据
表2结果数据
除此之外，如果矿块或矿井采区能力或计划产量任务的原始数据不足以获得符合其全部要求的解决方案，那么，可从偏离指定条件的所有可能方案中选用最接近的方案。通过以上的方法，就可以有效的节省人力物力，实现资源优化。
结束语：
在如今的地下铁矿的开采中，工作面的衔接图表变得越来越重要，即使是将来开采技术变成清一色的机械机动化，也脱离不了对于工作面衔接图表的依赖性，而为了不必要的失误和损失，工作面衔接图表计算的自动化又迫切的需要解决。希望在未来的一段时间内，人们能够对图表的计算自动化重视起来，找到更多更好的计算方法。
参考文献：
[1] 地下铁矿工作面衔接图表的计算自动化[J].矿业工程,2003(03)
[2] 谈谈我国地下铁矿设计的创新之路[J].城市建设理论研究 2012(18)