空场采矿法

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1、第十章 空场采矿法 概述 特点： 将矿房划分成矿将矿房划分成矿 房和矿柱，采场房和矿柱，采场 以敞空形式存在以敞空形式存在 ，依靠矿柱本身，依靠矿柱本身 的稳定性来维持的稳定性来维持 稳定。稳定。空场法 适用条件： 矿石和围岩稳固，采空区允许一定时矿石和围岩稳固，采空区允许一定时 间的暴露。这是最早、最广泛应用的间的暴露。这是最早、最广泛应用的 采矿方法。采矿方法。 分类 全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿 法、分段矿房法、阶段矿房法法、分段矿房法、阶段矿房法第二节 全面采矿法适用条件： 矿体和围岩均稳固 厚度：薄和中厚，小于57m 倾角：缓倾斜（一般小于30度）

2、 特点： 工作面沿矿体走向或倾斜方向全面推进； 将夹石或贫矿留下，呈不规则矿柱 矿柱一般不回采，为永久损失（或用人工支 柱支撑顶板）微倾斜：将矿田划分成 盘区，工作面沿全宽向 长轴方向推进。宽度为 200300米（自行设备 运搬）；80150米（ 电耙运搬）。矿柱宽 1015米或3040米。 缓倾斜：划分成阶段（ 阶段高1530 米，间柱 23米）；结构参数采准与切割（简单） 掘进阶段运输巷道 在阶段中掘12个上山 在底柱中开漏口（间隔57m) 布置电耙巷道硐室 回采 从切割上山开始，（向一侧或两侧）；从切割上山开始，（向一侧或两侧）； 厚度小于厚度小于3 3m m时，全厚度一次回采；时，全厚

3、度一次回采； 厚度大于厚度大于3 3m m时，以阶梯状工作面回采；时，以阶梯状工作面回采； 出矿：用电耙（矿体厚度小）或自行设备（大厚度）出矿：用电耙（矿体厚度小）或自行设备（大厚度） 稳定性：留不规则矿柱，打锚杆稳定性：留不规则矿柱，打锚杆 采空区处理：采空区较大，应加强通风采空区处理：采空区较大，应加强通风房柱采矿法实例1. 地理位置：位于河北省，秦皇岛144 公里，交通方便；2. 矿床类型：中温热液裂隙充填含金 石英脉型矿床；矿岩均稳定；3. 形状：层状、扁豆状及不规则束状 ，有多个分支。4. 厚度：2m；5. 倾角：2040评价优点 工艺简单，采准与切割工作量小； 生产率高，成本低；

4、缺点 矿石损失率大（10%15%以上）； 顶板暴露大，顶板管理和通风要求严格；第三节 房柱采矿法适用条件： 矿体和围岩均稳固 倾角：水平或缓倾斜 厚度：薄厚均可以（适用范围广） 特点： 在矿块或采区内矿房和矿柱交替布置； 回采矿房时留连续或间断的规则矿柱； 不仅可以采薄矿体，而且可回采后和极厚的 矿体矿房可沿矿体的走向、倾斜或者伪倾斜布置 ，这取决于搬运设备； 电耙搬运时，一般沿倾斜布置； 矿房的长度：4060m（电耙运搬）。矿房宽 度一般820m（取决于矿体厚度和稳固性） 矿柱直径：37m, 间距：58m 分区宽度：80150m到400m600m（根据分 区矿板的安全跨度和分区生产能力）；结

5、构参数：采准与切割 阶段运输巷道布置在脉内或底板岩石中 可在放矿溜井中存贮部分矿石 有利于通风管理； 可以保持运输巷道平直，有利于提高效 率； 缺点：增加了掘进工作量；1 掘进放矿溜井2 电 耙 硐 室3 掘 进 上 山4 掘 进 联 络 平 巷 5 掘 进 切 割 平 巷采准工作回采 回采方法：跟厚度有关，厚度小于2.53m时 ，一次采全厚；大于2.53m时，分层开采； 当矿体厚度小于810m并用电耙运搬时： 在矿房下部拉底，用向上炮孔挑顶； 浅孔落矿； 用电耙绞车将矿石耙到溜井，放至运输巷道装车； 当矿体厚度大于 810m并用电耙运搬 时： 在顶板下面切顶，在 矿房一侧开切割槽， 以形成下

6、向正台阶的 工作面； 切顶的高度一般为 2.55m 深孔落矿，用无轨设 备搬运；顶板不稳固时局部不稳固时，可留矿柱，整 体不稳固时，需要锚杆加固。评价 采切工作量小，工作组织简单，通风良好，矿采切工作量小，工作组织简单，通风良好，矿 房生产力高；房生产力高； 矿柱所占矿量大，矿石损失大；矿柱所占矿量大，矿石损失大； 开采贵重金属时，可以用人工混凝土矿柱代替开采贵重金属时，可以用人工混凝土矿柱代替 自然矿柱；自然矿柱； 应用锚杆加金属网维护不稳定底板，可扩大其应用锚杆加金属网维护不稳定底板，可扩大其 应用范围；应用范围； 如使用大型无轨设备，其劳动生产率可大幅度如使用大型无轨设备，其劳动生产率可

7、大幅度 提高；提高；第四节 留矿采矿法 特点： 工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上作业；工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上作业； 每次采下的矿石靠自重放出每次采下的矿石靠自重放出1/31/3左右；左右； 矿房回采完毕后，全部放矿；矿房回采完毕后，全部放矿； 缺点： 暂留在矿房中的矿石不能管理地压；暂留在矿房中的矿石不能管理地压； 当围岩不围固时会出现大块，会造成矿山贫化；当围岩不围固时会出现大块，会造成矿山贫化； 适用条件： 矿石和围岩稳固，矿石无自燃，破碎后不易再结块；矿石和围岩稳固，矿石无自燃，破碎后不易再结块； 急倾斜，薄和中厚以下的脉状矿床；急倾斜，薄和中厚以下的脉状矿床；阶段高度：305

8、0m， 根据矿床勘探程度、矿 岩固情况、矿体倾角 矿块长度：4060m 矿柱尺寸： 薄矿脉：间柱宽26m ，顶柱厚23m，底柱 高46m； 中厚以上：间柱宽 812m，顶柱厚36m ，底柱高810m；矿块结构参数采准 包括：阶段运输巷道 、先行天井、联络道 、拉底巷道和漏斗颈 ； 漏斗间距57m，尽量 靠近下盘，在工作面 进行二次破碎，不设 二次破碎水平；切割 以拉底巷道为自由面，形成拉底空间并完 成劈漏。 拉底高度：22.5m，拉底宽度为矿体厚度 ； 拉底劈漏的分类： 不留底柱的切割方法；不留底柱的切割方法； 有底柱拉底和劈漏同时进行的切割方法；有底柱拉底和劈漏同时进行的切割方法； 有底柱掘

9、拉底巷道的切割方法；有底柱掘拉底巷道的切割方法；不留底柱的切割方法；不留底柱的切割方法；1. 在阶段运输巷道打向上的 炮孔，所有炮孔一次爆破 ； 2. 站在第一层的矿堆上，打 第二排炮孔，把第一分层 的矿石运走，架设人工假 顶（假巷和木质漏斗）； 3. 爆破第二层炮孔，从漏斗 放出矿石，清理工作面；有底柱拉底和劈漏同时进行的切割方法；有底柱拉底和劈漏同时进行的切割方法；1. 在阶段运输巷道一侧以4050度的倾角第一次 上向孔； 2. 爆破后站在矿堆上，以70度的倾角第二次上向 孔，爆破后矿石运出；架设工作台，再打第三 次上向孔，安装后漏斗后爆破，将矿石放出； 继续打第四次上向孔，爆破后形成漏斗

10、颈； 3. 在漏斗颈部以45度的向四周打炮孔，劈漏；有底柱掘拉底巷道的切割方法（适于厚度较有底柱掘拉底巷道的切割方法（适于厚度较 大的矿体）大的矿体）；1. 在阶段运输巷道一侧向上掘漏斗颈，从漏斗颈 上部向两侧掘高2m拉底巷道，直至矿房边界； 2. 从拉底水平向下或从斗颈中向上打倾斜炮孔， 将上部斗颈扩大成喇叭状的漏斗；回采 炮孔方向： 矿石较稳固时，采用上向炮孔；此时，采用梯 段工作面或不分梯段一次打完。 否则，用水平炮孔； 炮孔排列形式： 一字形排列；一字形排列； 之字形排列；之字形排列； 平行排列；平行排列； 交错布置；交错布置；回采 爆破： 采用铵油炸药，用导火线点燃火雷管起爆，电 雷

11、管也使用。 通风： 空气的氧含量不小于20%； 风速不低于0.15m/s； 方向：从上风流方向的天井进入，通过矿房工 作面后，由下风流方向的天井排到上部回风巷 道； 电耙道应该有独立的回风系统；局部放矿： 采用重力放矿，放矿工与平场工密切配合，防止出 现留矿堆中的空洞。空洞的处理办法： 爆破震动消除法； 高压水冲洗法； 土火箭爆破法消除空洞； 从空洞两侧漏斗放矿；电耙出矿 在矿房下部运输巷道上面掘电耙道2； 掘进斗穿和漏斗3到达矿房底部； 电耙道与阶段运输巷道之间的溜井4连通； 放矿：漏斗电耙道放矿溜井漏口闸门 矿车； 当矿体极薄时，使用电耙出矿的无底柱结构 将沿脉运输巷道上盘扩帮加宽，由沿脉

12、巷道一侧 直接向上回采。 沿脉巷道出矿一侧假设珊拦，控制矿流； 将矿石耙入转运天井，溜放到下一个阶段的矿车 ； 矿房的沿脉运输巷道作为电耙道，不通行电机车 ； 特点： 只能后退式回采； 不留底部结构； 采准工作量小； 当矿体倾角小于5545度时，可采用矿房用 电耙出矿： 采用上向倾斜工作面，分层崩落； 把矿石用电耙耙入溜井； 装车运走； 特点： 倾斜工作面，平场工作量小； 大量出矿时，矿房暴露空间大； 注意安全，必要时可以用锚杆加固；（2）装岩机出矿 掘下盘沿脉巷道； 掘装载巷道； 从脉内沿脉巷向上回 采； 矿石溜放到装载巷道 ； 用装岩机装入列车； 特点： 不留底柱，底部 结构简单；（3）铲

13、运机出矿图10-19表示加拿 大克利格律矿采 用的铲运机出矿 的事例用振动放矿机取 代木漏斗，由重 力自溜放矿变为 强制振动放矿。 特点： 生产率高；（4）振动放矿机出矿5. 平场、撬顶和二次破碎 保持工作面平整； 保证安全； 大块要破碎，以免堵塞漏斗； 6. 最终放矿及矿房残余矿石的回收 应避免存留矿石中出现空洞和悬拱； 水力冲洗；评价 适用条件 围岩和矿石均稳固； 矿体厚度为薄和中厚矿脉； 矿体倾角以急倾斜为宜； 矿石无结块和自燃性； 优缺点 工艺简单，管理方便，自重放矿，采准工作量小； 在开采中厚以上矿体时，矿柱损失贫化大； 工人在暴露面下作业，安全性差； 平场工作繁重，难以实现机械化； 积压大量矿石，影响资金周转；发展方向 研制轻型液压凿岩机； 矿脉倾角在6055度时，研制轻型振动放矿 机配合自重放矿； 对于薄矿脉到厚度小于6.5m，应改进底部 结构，推广电耙出矿，简化底柱； 对于极薄矿体，考虑混采和分采的合理界 限，提高采、选的综合经济效果； 研究采场地压管理，运用岩石力学原理， 研究地压活动规律。