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1、金属矿床地下开采培训 中铝矿业有限公司小关矿 2008年3月 第七章 采矿方法 采矿方法及其分类 采矿方法及其分类 采矿方法就是根据矿床赋存要素和矿石与围岩的物 理学性质等因素，所确定的矿石开采方法。它包括采 区的地压控制，结构参数，回采工艺等。 金属矿床由于赋存条件复杂，矿石和围岩物理学性 质差异很大，以及其他因素等，故采矿方法种类繁多 。为了便于认识各种采矿方法的特殊本质，了解各种 采矿方法的适用条件及发展趋势，研究和选择合理的 采矿方法，因此，需将繁多的采矿方法，择其共性， 加以归纳分类。目前分类的方法很多，按回采时的地 压管理方法将采矿方法分为三大类。 金属矿矿体地下采矿矿分类类表 类
2、 别组 别典 型 采 矿 法 .空场采矿法1.全面采矿法 （1）全面采矿法 2.房柱采矿法 （2）房柱采矿法 3.留矿采矿法 （3）留矿采矿法 4.分段采矿法 （4）分段矿房法 5.阶段采矿法（5）水平深孔落矿阶 段矿房法 （6）垂直深孔落矿阶 段矿房法 （7）垂直深孔球状药包落矿阶 段矿房法 .充填采矿法6.单层 充填采矿法 （8）壁式充填采矿法 7.分层充填采矿法（9）上向水平分层充填采矿法 （10)上向倾斜分层充填采矿法 （11）下向分层充填采矿法 8.分采充填采矿法（12）分采充填采矿法 9.支架充填采矿法（13）方框支架充填采矿法 .崩落采矿法10.单层 崩落法（14）长臂式崩落法
3、（15）短壁式崩落法 （16）进路式崩落法 11.分层崩落法（17）分层崩落法 12.分段崩落法（18）有底柱分段崩落法 （19）无底柱分段崩落法 13.阶段崩落法（20）阶段强制崩落法 （21）阶段自然崩落法 1、空场采矿法 这类方法用于开采围岩和矿石都很稳 固的矿床，地压管理是用采区中所留 下的矿柱支撑和维护采空区。在回采 过程中随矿石被采出后所形成的采空 区不立即进行处理（充填或崩落）而 空放着，这是本类方法的基本特征。 采矿方法 2、充填采矿法 这类方法是用在开采矿石比较稳固 （允许在一定的暴露面积下进行回采工作 ）而围岩不够稳固（暴露面积不能很大， 否则会引起冒落）的矿床。采场地压管
4、理 是在矿石回采期间必须用充填法的基本特 征。支柱充填法亦属此类。 根据充填料的特性本类方法可分为干 式充填法，水砂充填法，胶结充填采矿法 。 采矿方法 3、崩落采矿法 本类方法是用在开采围岩和矿石由不够稳 固到中等稳固的矿床。崩落法的地压管理是随崩 落矿石的同时（或稍滞后）而围岩自动崩落或人 工崩落充满采空区。 属于这类方法的主要有分层崩落法、分段 崩落法（有底柱感无底柱）、阶段崩落法。 采矿方法 矿房矿柱的划分 全面采矿法 全面采矿法 全面采矿法 房柱采矿法 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
5、采工作在矿房中进行，矿柱在 一般情祝下不进行回收。 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2米到数十米厚）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。 房柱采矿法 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（f10-16)稳固，矿体
6、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 倾角一般为10-20，局部达40。矿体厚 度110米左右，平均46米。 该矿在顶板岩石稳固的矿体中，大量使 用浅眼房柱法，如图5-1所示。 图5-1 浅眼崩矿的房柱法 1-切割上山；2矿溜子；3脉内拉底平巷；4阶段运；5电耙硐室；6回风平巷 房柱采矿法 房长轴沿矿体倾斜方向布置，宽度10-15米 ，两侧留间隔的矿柱。矿柱直径为45米，间距 1214米。矿房斜长由电耙有效运搬距离而定 ，一般为60米以下。沿矿体走向每隔46个矿 房划为一个盘区，盘区之间留有长条连续矿柱， 其宽度为34米。如图52所示。 房柱采矿法
7、采准和切割 阶段主要运输平巷为单轨巷道，断面 2.62.4米，位于底板内，距离矿体约46米。 从运输平巷一侧向每个矿房开掘一个矿溜子，断 面22米，长约56米。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 每个矿房产中央沿底板开掘一条切割上山与上部 回风平巷贯通，上山（缓倾斜矿体叫上山，急倾 斜矿体则称天井）的断面22米，它作为拉底和 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。 房柱采矿法 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2.5一3米时，可按全厚一次回采，沿 走向或逆倾斜推进
8、。 矿体厚度于33.5，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面自下而上逆 倾斜推进，充分利用两个自由面刷帮爆破。拉底层高度 为25米左右。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下而上或沿倾斜自上而 下。 房柱采矿法 矿体厚度不大于5米时，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57.5米时，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。水平拉底用YS45型
9、凿 岩机。 房柱采矿法 矿石运搬采用28千瓦或14千瓦的双卷筒电 耙绞车，耙斗容积0.20.3米3。通常都是采用 沿倾斜耙运，以提高耙运效率。矿溜子上盖有格 筛，筛孔为350350毫米，筛上大块进行二次破 碎，溜子下口安设简易指状闸门。在锡矿山的房 柱法中，所留矿柱均作为永久支护短，一般不进 行回收。 用浅眼崩矿的房柱法在回采10米以上厚矿体 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。 房柱采矿法 在近二十年里，由于轮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。 图54是
10、缓倾斜原矿体的一种无轨机械开采的房柱 法方案。矿体倾角近似水平，矿体厚1624米。矿石和 顶底板围岩均稳 固。回采时首先切顶，切顶层高度为5 米。使用双机或三机的掘进凿岩台车（轮胎行走）打水 平浅眼，出矿用铲斗容积2.7米3的轮胎行走前端式装载 机和25吨翻斗卡车。矿房内留下规则的直径 810米的 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1米3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2.4米长的水泥砂浆锚杆 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，它可以升高到三十多米高处进行作业、该方案的 矿石回收率为8284%。采用无轨
11、轮胎式行走机械设备 ，矿体的倾角不能大于5一6 厚矿体无轨 开采的房柱法 1-切顶工作面 2-矿柱 3-履带式钻车 4-轮胎式钻车 5-2.7米3前端式装 载机 6-1米3短臂电铲 7-2025吨卡车 8-锚杆 9-切顶平巷 房柱采矿法 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3米就可以使用无轨设备。若 矿体很厚，底板倾角又大于56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，如图所示。 图5-5 矿房沿走向布置的房柱法 1-矿房； 2-矿柱； 3-底板三角矿柱 3对房柱法的评价 房枉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
12、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）由于矿体倾角缓，便于应用高效率的大 型无轨采掘设备，实砚了机械化开采。 近年来,已出现在房拄法中使用8米3铲斗的装 运机50吨自卸汽车，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。 留矿法 这类采矿方法是用在开采围岩稳固（ 仅次于空场法）而矿石很稳固的矿床。采 场地压管理是用采区中所留的房间矿柱和 随回采而爆破下来的矿石，暂时留在采场 （留下2/3）支撑围岩和工作台，待整个采 场采完后再集中放矿，这是留矿法的基本 特征。属于这类采矿方法的有浅孔留矿法 ，深孔留矿法。 采矿
13、方法 留矿采矿法 概述 建国以来，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一 种采 矿方法。根据一九七四年的统计，在冶金工业部所 属的有色和稀有金属矿山中，就有七十二个矿山采 用。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10米以下时，矿房沿走布置，但在 矿石很稳固的情况下，矿体厚度在10米以上和12 15米以下时，矿房也可沿走向布置。矿体厚度在12- 15米以上时，矿房应垂直走向布置。 留矿采矿法 浅孔留矿法典型方案 1）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
14、60米，暴露面积一般在400 600米2。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，间柱宽一般 是46米。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- 6米。阶段高度通常是40-60米。 留矿采矿法 2）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， 没隔5米左右设联络道与矿房连通。当矿房长度超过50 米时，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5-7米设一个漏
15、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。 这种采矿方法的切割工作比较简单，只有拉底和辟 漏工作。 图5-8 浅孔留矿法 1-顶柱；2-天井；3-联络道；4-采下矿石；5-阶段运输平巷;6-放矿漏斗； 7-间柱；8-上阶段运输平巷 留矿采矿法 3）回采工作 包括凿岩。爆破，通风，局部放矿，检查顶板，平场 及大量放矿。 回采工作自下而上分层进行，分层高度2-2.5米左右 。在矿石比较稳固时，可用上向炮孔，炮孔排列方式， 如图5一9所示。 当矿石稳固程度较差时，应尽量使用水平炮孔崩矿。 炮孔深度1525米，排距1012米，炮孔间距 0810米。回采工作面可以是水平的，也可以是梯 段形，梯段长度35米，高度1 52 0米。 留矿采矿法 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15。为 了保证采场中适当的工作空间。每次爆破 后，矿石放出三分之一（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 ，为此需要撬顶和平场作业，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。 图5-9 炮
