中财网极品学生txt小少爷:空场采矿法
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/04/24 19:29:52
空场采矿法
(2010-06-17 16:30:16)杂谈
（1）全面采矿法：
1）概述：在薄和中厚（小于5-7m）的矿石和围岩均稳固的缓倾斜（倾角一般小于30°）的矿体中应采用全面采矿法。它的特点是，工作面沿矿体走向或沿倾斜全面推进，在回采过程中将矿体中的夹石或贫矿（有时也将矿石）留下，呈不规则的矿柱以维护采空区，这些矿柱一般作永久损失，不进行回采。个别情况下，用这种方法回采贵重矿石，也可不留矿柱，而用人工智珠（混凝土支柱、木垛及木支柱等）支撑顶板。
2）结构和参数：开采水平和微倾斜矿体时，将井田划分为盘区，工作面沿盘区的全宽向其长轴方向推进。用自行设备运搬时，盘区的宽度取200-300m；用电耙运搬时，取80-150m。盘区间留矿柱，宽度为10-15到30-40m。
开采缓倾斜矿体时，将井田划分为阶段。阶段高度为15-30m，阶段斜长为40-60m，阶段间留矿柱2-3m。
3）采准与切割：这种采矿方法的采准与切割工作比较简单。掘进阶段运输巷道，在阶段中掘1-2个上山，作为开切自由面；在底柱中每隔5-7m开漏口；在运输巷道另一侧，每隔20m布置一个电耙绞车硐室。当采用前进式回采顺序时，阶段运输巷道应超前于回采工作面30-50m。
4）回采工作：回采工作自切割上山开始，沿矿体走向一侧会两侧推进。当矿体厚度小于3m时，全厚一次回采；矿体厚度大于3m时，则以梯段工作面回采。
5）对全面采矿法的评价：全面采矿法工艺简单，采准和切割工作量小，生产效率较高，成本较低。但由于留下矿柱不回采，矿石损失率可达10-15%以上。
（2）房柱采矿法：
1）概述：房柱法是空场采矿法的一种，将阶段(缓倾斜、倾斜矿床)或盘区(水平、微倾斜矿床)划分成若干个矿房与矿柱(留有规则的不连续的矿柱)。回采工作在矿房中进行，矿柱在一般情况下不进行回收。房柱法是用在开采围岩与矿石都很稳固、倾角较小（小于30°-40°）、厚度适用范围较大(自2m到数十米厚)的矿床。当开采薄矿层时，房柱法使用浅眼崩矿和电耙运搬方案；当矿体规整且厚度比较大，可使用深孔崩矿方案；若矿体为倾角较缓，近乎水平，厚度较大的矿床，可以采用凿岩台车、铲运机、装运机、地下电铲、自卸汽车等大型机械化设备开采方案，国外不少矿山在采用这种方案。房柱法是地下采矿方法中劳动生产率比较高的方法之一。
2) 典型方案:我国著名的锡矿山矿，成功的使用了浅眼落矿的房柱法，积累了丰富的经验。该矿的矿石坚硬(f=10—16)稳固，矿体顶板由稳固到不够稳固变化较大。在顶板不够稳固的矿房中采用了锚杆支护顶板。矿体倾角—般为10°-20°，局部达40°。矿体厚度1—10m左右，平均4～6m。该矿在顶板岩石稳固的矿体中，大量使用浅眼房柱法。矿房长轴沿矿体倾斜方向布置，宽度10-15m，两侧留间隔的矿柱。矿柱直径为4～5m，间距12～14m。矿房斜长由电耙有效运搬距离而定，一般为60m以下。沿矿体走向每隔4—6个矿房划为—个盘区，盘区之间留有长条连续矿柱，其宽度为3—4m。
3）采准和切割：阶段主要运输平巷为单轨巷道，断面2.6×2.4m，位于底板内，距离矿体约4～6m。从运输平巷一侧向每个矿房开凿一个矿溜子，断面2×2m，长约5-6m。在矿溜子顶部，紧靠矿房下部边界沿走向掘进脉内拉底平巷。此外，在每个矿房中央沿底板开掘一条切割上山与上部回风平行贯通，上山（缓倾斜矿体叫上山，急倾斜矿体则称天井）的断面2×2m，他作为拉底和回采时行人、通风和爆破自由面之用。每个矿房还掘凿一个电耙绞车硐室。
4）矿房回采：完成采准切割工作以后，就可以开始回采矿房，具体回采方式随矿体厚度与倾角不同而异。矿体厚度小于2.5-3m时，可按全厚一次回采，沿走向或逆倾斜推进。矿体厚度大于3-3.5m时，应先在矿体底部拉底，然后用上向眼挑顶。拉底和回采时，均须从拉底平巷和切割上山相交处开始，用水平浅眼以阶梯形工作剧自下而上逆倾斜推进，充分利用两个自由面刷帮爆破。拉底层高度为2.5m左右。整个矿房拉底完毕后，再用挑顶炮眼回采上部矿石，根据矿体厚度和上向炮眼深度来确定挑顶层数。挑顶回采的方向可逆倾斜自上而下。矿体厚度不大于5m时，只需挑一次顶，此时，所有挑顶炮眼可以整层一次爆破，以提高矿房生产能力。若矿体厚度在5～7.5m时，挑顶工作面形成倒台阶式，并且在底板上靠近工作面处局部留矿，以便工人站上打眼放炮。在锡矿山的房柱法中，所留矿柱均作为永久支护，一般不进行回收。
用浅眼崩矿的房柱法在回采10m以上厚矿体时，需在矿房留矿堆上挑顶回采，作业效率不高，并且由于不能大量出矿，矿房生产能力受到限制。
在近二十年里，由于转胎式和履带式的凿岩、装载、运搬等设备的迅速发展，在房柱法中，已广泛开始使用无轨开采方案，大大地提高了矿房生产能力。
缓倾斜矿体的房柱法方案。矿体倾角近似水平，矿体厚16～24m。矿石和顶底板围岩均稳固。回采时首先切顶，切顶层高度为5m。使用凿岩台车打水平浅眼，出矿用铲斗装载机和翻斗车。矿房内留下规则的直径8～10m的间隔矿柱。从切顶层用露天矿用的履带式钻车打下向平行深孔。崩下矿石用1m3的短臂电铲和翻斗卡车装运。为了保证回采安全，在切顶时用2.4m长的水泥砂浆锚杆支护顶板围岩。此外，还使用一种安装在卡车上的液压升降台检查顶板，它可以升高到30m高处进行作业。该方案的矿石回收率为82～84%。采用无轨行走机械设备，矿体的倾角不能大于5°一6°。
房柱法使用无轨自行设备，并不限于在厚矿体。矿体厚度大于3m就可以使用无轨设备。若矿体很厚，底板倾角又大于5°一6°，为了使用无轨机械开采方案，可将矿房沿走向布置，并且用水平分层自上而下回采。
5）对房柱法的评价：房柱法是开采缓倾斜矿床的主要采矿方法。它的主要优点：
①采准工作量小、回采工序简单、坑木消耗少、通风良好、作业安全、劳动生产率比较高；
②由于矿体缓倾斜，便于使用高效率的大型无轨采掘设备，可实现机械化开采。
近年来，巳出现在房柱法中使用大型铲斗装运机和大型自卸汽车。在地下采矿方法中，开采大型厚矿床的房柱法的机械化程度和劳动生产率常常是最高的。
（3）分段空场采矿法：
1）概述：分段空场采矿法(简称分段法)是在阶段内分成若干采区，而采区又分为矿房、间柱、顶柱和底柱。沿矿房全高划分为若干个分段。回采矿房时，工人在分段巷道内钻凿垂直扇形深孔。这种采矿方法的显著特点是回采工作面为垂直的，并向垂直自由空间(立槽)崩落矿石。无论是凿岩或出矿，工人都在巷道内，不在采空区内，作业比较安全，这和房柱法不同。根据矿体厚度不同，分段法可沿走向或垂直走向布置矿房。一般矿体厚度在18～20m以内时，采用沿走向布置矿房。
2）典型方案：分段采矿法沿走向布置矿房的典型方案。
3） 结构参数：矿房长度根据围岩的稳固程度及顶板允许的暴露面积来决定，一般为40～60m。矿房宽度等于矿体厚度，可达20m左右，因用这种采矿法的矿体围岩很稳固，倾角又大，可增加阶段高度，—般为50～70m。
矿房的顶柱厚度由矿石和围岩的稳固性和矿体厚度(即矿房宽度)决定，一般为6～10m。底柱高度，在采用电耙底部结构时为7-11m。间柱宽度一般为8～10m。分段高度决定于使用的凿岩设备：如用凿岩机时，
4) 采准工作：掘进阶段运输巷道、通风行人天井、电耙巷道、拉底巷道、分段巷道、漏斗颈、放矿溜井、切割天井等。阶段运输巷道的位置，是根据整个阶段运输巷道布置决定，一般沿矿体下盘接触线布置。通风行人天井大多设在间柱中，从此天井掘进电耙道、拉底巷道和分段巷道。每一分段水平一般掘进一条分段巷道，其平面位置的确定原则是保证排内各炮孔之深度较均匀，不出现过深的炮孔。切割天井的位置，一般布置在矿房的中央或矿体最厚的部位。
5) 切割工作：包括拉底、辟漏和开立槽。拉底和辟漏工作同时进行。因为回采工作面是垂直的，矿房下部的拉底和辟漏工程，不需要—次全部完成，而是随着工作面的向前推进逐步进行。一般情况下，拉底和辟漏工程超前工作面1-2排漏斗的距离。
开立槽的方法有两种：浅孔法和中深孔法。浅孔法开立槽宽度为2-3.5m，采用浅孔留矿法进行拉槽。
中深孔法开立槽宽度为5～8m。以切割天井2作为凿岩天井，其中设有木架平台或吊盘，打直径为60mm左右的水平扇形炮孔1，分次向上落矿，直至矿房全高。我国中条山胡家峪矿工人和技术人员创造了一种用爆力运搬的方法开立槽，效果很好。
6）回采工作：以切割立槽为自由面，在分段巷道中，用重型凿岩机打垂直上向扇形深孔。孔径60～75mm，每次爆破1～5排炮孔。矿房出矿用电耙绞车，在电耙道中将矿石耙入溜矿井。
7）分段空场采矿法的评价：分段采矿法具有回采工作安全、通风良好、矿房回采强度大等优点。它适用于开采矿石与围岩都很稳固的厚和极厚的急倾斜矿床。
由于在分段巷道凿岩，可以采用多机同时作业，矿房生产能力较高，用少数采区即可满足矿山年产量。当矿房宽度为8—12m，分段高度为10～12m，
（4）留矿采矿法
1）概述：留矿采矿法(简称留矿法)一直是我国有色和稀有金属地下开采矿山使用最广泛的一种采矿方法。因此，所积累的生产经验是很丰富的。留矿法的矿房布置方式有沿走向的和垂直走向的两种。矿体厚度在10m以下时，矿房沿走向布置，但在矿石很稳固的情况下，矿体厚度在10m以上和12～15m以下时，矿房也可沿走向布置。矿体厚度在12一15m以上时，矿房应垂直走向布置。现以浅孔留矿法为例进行介绍。
2）浅孔留矿法典型方案：
3）结构参数：矿房长度和暴露面积取决于矿体厚度和矿石与围岩的稳固程度，矿房长度一般为40—60m，暴露面积一般在400—600m2。间柱宽度和顶柱厚度取决于矿房长度、矿体厚度和矿岩的稳固性，间柱一般是4～6m。底柱高度取决于底部结构形式，当使用普通漏斗出矿时，底柱高度一般取5—6m。阶段高度通常是40～60m。
4）采准工作：掘进运输平巷、天井、联络道、拉底巷道及放矿漏斗。当矿体比较薄时，运输平巷一般在矿体中沿矿体下盘接触线掘进；当矿体为中厚以上时，运输平巷可设在矿体中间。通风和人行天井大多布置在间柱中，每隔5m左右设联络道与矿房联通。当矿房长度超过50m时，为了改善矿房通风及安全作业条件，有时在矿房中央另设一辅助天井。沿走向方向每隔5～7m设一个漏斗，为了减少平场工作量，漏斗应尽量靠近下盘。
采用浅孔崩矿其矿石破碎程度较好，一般不需要设置二次破碎巷道。此时少量的大块可直接在采场中进行破碎。但当大块产生较多时，应设置二次破碎巷道(或电耙道)，进行破碎。这种方法的切割工作比较简单、只有拉底和辟漏工作。
5）回采工作：包括凿岩、爆破、通风、局部放矿、检查顶板、平常及大量放矿。
回采工作自下而上分层进行，分层高度2—2.5m左右。在矿石比较稳固时，可用上向炮孔，炮孔排列方式，如图5—9所示。当矿石稳固程度较差时，应尽量使用水平炮孔崩矿。
爆破后，矿石体积因破碎而发生膨胀(碎胀)，一般坚硬的矿石碎胀系数为1.5。为了保证采场中适当的工作空间，每次爆破后，矿释放出三分之—(称为局部放矿)，其余留在矿房，直到矿房回采结束后，才进行大量放矿，放出全部留下的矿石。局部放矿后，顶板有浮石，留矿堆不平整，为此需要橇顶和平场作业，为下一次凿岩创造安全和方便的工作条件。矿房中矿石全部放出后，再回采矿柱。
6）对浅孔留矿法的评价：浅孔留矿法具有结构简单，管理方便及采准工作量小、生产技术易于掌握等优点。它是开采矿石和围岩稳固的急倾斜薄矿脉极为有效的采矿方法。但是，采用这种采矿方法时，要求矿石不具有氧化性、结块性及自燃性。当矿体较厚时，应用浅孔留矿法的作业安全性较差。矿房内留下三分之二矿石不能及时放出，积压了资金，而且矿石有可能氧化，对放矿和选矿不利。