采矿概论课件4采矿方法

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1、4 采矿方法,2019/8/11,2,4.1 空场采矿法,空场采矿法：在矿房开采过程中不用人工支护，利用矿石与围岩自身的强度，来维持采场围岩稳定的采矿方法。 空场法特点：将矿块划分为矿房与矿柱，先采矿房，后采矿柱，开采矿房时利用矿柱及围岩的自身强度进行地压管理，开采空间始终保持敞空状态。生产效率高，成本低。使用的必要条件是矿石和围岩均稳固。 空场采矿法分为：留矿采矿法、房柱采矿法、全面采矿法、分段矿房法、阶段矿房法等。,2019/8/11,3,4.1.1 （浅孔）留矿采矿法,特点：工人直接在矿房暴露面下的矿堆上作业，自下而上分层回采，每次采下的矿石靠自重放出三分之一左右，其余暂留在矿房中作为继

2、续上采的工作平台。矿房全部回采完毕后，再进行大量放矿，放出全部矿石。 （1）结构和参数 矿块结构参数主要包括阶段高度、矿块长度和宽度、矿柱尺寸及底部结构。 阶段高度应根据矿床的勘探程度、围岩稳固情况、矿体倾角等因素来确定。一般取4060m。 矿块长度主要考虑矿石和围岩的稳固性，一般为4060m。 矿柱：间柱宽26m，顶柱24m，底柱高46m。矿体厚度越大，矿柱规格越大。图4-1为浅孔留矿法立体图。,2019/8/11,4,图4-1 浅孔留矿法立体图,2019/8/11,5,（2）采准工作 主要是掘进阶段运输巷道、（先行）天井、联络道、拉底巷道及漏斗颈等。先行天井布置在间柱中，在垂直方向每隔45

3、m掘联络道。漏斗颈间距57m。 不设二次破碎水平，少量大块直接在采场工作面进行破碎。 （3）切割工作 以拉底巷道为自由面，形成拉底空间和辟漏，为回采工作开辟自由面，并为爆破创造有利条件。拉底高度一般为22.5m，拉底宽度等于矿体厚度，但不得小于1.2m。,2019/8/11,6,（4）回采工作 留矿法的回采工作包括：凿岩、爆破、通风、局部放矿、撬毛平场、大量放矿等。回采是自下而上分层进行，分层高度一般为2m。采幅不小于1m。 凿岩：上向炮孔或向上倾斜炮孔或水平炮孔。浅孔深一般为1.51.8m。一次可打完一个分层。炮孔排列形式有一字形、之字形、平行、交错排列等。 爆破：一般采用铵油或硝铵炸药。药

4、卷直径32mm，微差导爆管起爆。故一个分层可一次性全部爆完。 通风：（为什么）新鲜风流由上风方向由一端天井进风，污风由下风流方向天井排出，或由两个天井进风，中央天井出风。,2019/8/11,7,局部放矿：（为什么？）采用重力放矿。放矿时放矿工与准备工要密切联系，注意留矿堆中是否有空洞。如发现有空洞应及时通知相关人员，并及时处理。方法有：爆破震动法；高压水冲洗；土火箭弹消除法；在空洞两侧漏斗放矿。 出放方式有：电耙出矿、装岩机出矿、铲运机出矿、振动放矿机。 撬毛平场：局部放矿后，接下来就是对采场工作面洒水，敲帮问顶，然后将局部放矿所形成的凹凸不平的工作面扒平。同时进行二次破碎。 大量放矿（最终

5、放矿）：上述几步为留矿法回采作业的一个循环，待矿房内的矿采完后，撒出采场内的人员及设备，把矿房内的矿石全部放出。,2019/8/11,8,（5）浅孔留矿法评价： 留矿法适用条件：围岩和矿石均稳固；矿体厚度以薄或极薄为宜；矿脉倾角以急倾斜为宜；矿石不结块、不会自燃。 留矿法优缺点：结构及生产工艺简单，可利用矿石自重放矿，采切工程量小；工人在较大曝露面下作业，安全性差，平场工作劳动强度大，难以实现机械化，积压大量矿石。,2019/8/11,9,4.1.2 房柱采矿法,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，以维护顶板。因此，矿石和围岩均稳固的水平或缓倾斜矿体是房柱采矿法

6、应用的基本条件。 （1）结构和参数 矿房沿矿体倾斜面布置，矿房的长度取决于运搬设备的有效距离，用电耙运搬时，一般为4060m；矿房的宽度，根据矿体的厚度和顶板的稳固性确定，一般为820m；矿柱尺寸：直径37m，间距58m。 分区的宽度为80300m，分区矿柱一般为连续的，其宽度与开采深度和矿体厚度有关。一般为1030m。,2019/8/11,10,2019/8/11,11,（2）采准与切割工作 采准工作：自下盘底板运输巷道向每个矿房的中心线位置掘矿石溜井；在矿房下部的矿柱（顶底柱）中掘电耙硐室；沿矿房中心线并紧贴底板掘进上山及矿房联络平巷，以利于行人、通风运搬设备和材料，并作为回采时的自由面。

7、 切割工作：在矿房下部边界处掘进切割平巷，既可作为开始回采时的自由面，双可作为相邻矿房的联络道。 （3）回采工作 根据矿体厚度的不同，矿体厚度小于2.53m时，一次采全厚；矿体厚度大于2.53m时，应分层回采。,2019/8/11,12,当矿体厚度小于810m，并用电耙运搬时，一般用浅孔先在矿房下部切割平巷与上山交叉处开始，自下而上逆倾斜面推进，拉底高度为2.53m。整个矿房拉底结束后，再用YSP-45钻挑顶，可一次挑完全厚，也可留部分矿进行分层挑顶。 当矿体厚度大于810m时，应采用深孔落矿方法回采矿石。即先切顶，切顶空间下部的矿石可采用台阶深孔落矿。 顶板支护：除留矿柱外，还可以用锚杆或锚

8、杆加金属网支护顶板。 房柱采矿法优缺点：采切工程量不大，工作组织简单，坑木消耗少，通风好，矿房生产能力高。但矿柱矿量所占比重较大，间断矿柱占15%，连续矿柱占40%。且一般不回采，矿石损失大。,2019/8/11,13,4.1.3 全面采矿法,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（有时是矿石）留下作为不规则的矿柱以维护采空区，这些矿一般不进行回采。如果是贵金属矿石，可用人工支柱替代矿柱。 全面法适用于开采薄的、矿石及围岩均稳固的缓倾斜（倾角一般要小于30）的矿体。,2019/8/11,14,（1）结构和参数 水平和微倾斜矿体（倾角小于5）时，将井田划分为盘区，工

9、作面沿盘区的全宽和其长轴方向推进。盘区宽度取200300m（用自行设备运搬）或80150m（电耙运搬）。盘区间留间柱，其宽度为1015m到3040m。 缓倾斜矿体，将井田划分为阶段。阶段高度为1530m，阶段斜长为4060m，阶段间留矿柱23m。 （2）采准与切割工作。 掘进阶段运输巷道，在阶段中掘12个上山作为开切自由面；在底柱中每隔57m开漏矿口（矿石溜子）；在运输巷道另一侧每隔20m布置一个电耙硐室。,2019/8/11,15,（3）回采工作 自切割上山开始，沿矿体走向一侧或两侧推进。当矿体厚度小于3m时，全厚一次回采；矿体厚度大于3m时，则以阶梯工作面回采。 矿体厚度较小时，采用电耙运

10、搬。矿体厚度大时，可采用无轨设备运搬矿石。运距小于200300m时，用铲运机；运距更大时，宜用载重量2060t的自卸汽车。如广西大厂铜坑锡矿。 全面法优缺点：工艺简单，采准和切割工作量小，生产率较高，成本低。矿石损失率在10%15%以上，顶板曝露面大。顶板管理要求高。,2019/8/11,16,4.1.4 阶段矿房法,阶段矿房法是用深孔回采矿房的空场法。可分为水平、垂直深孔落矿的阶段矿房法及垂直深孔球状药包落矿的阶段矿房法。 4.1.4.1 水平深孔落矿的阶段矿房法 在凿岩硐室中钻水平扇形深孔，向矿房底部的拉底空间崩矿。 （1）结构和参数。 阶段高度为4060m，沿走向布置的矿房长度为2040

11、m，垂直走向布置的矿房宽度为1030m，间柱宽为1015m，顶柱厚68m，底柱高度：漏斗底部结构为813m；无漏斗平底结构为58m。,2019/8/11,17,（2）采准工作 阶段运输平巷布置在与上、下盘岩石接触的矿体中；在下部间柱与矿房交界处掘进运输横巷将上、下盘运输巷道贯通，构成环形运输系统。在运输平巷上部掘进电耙道，在电耙道中每隔68m掘进放矿口连通矿房底部的平底。凿岩天井呈对角式布置在间柱中心位置，兼作通风作用。在凿岩天井靠矿房一侧掘进凿岩硐室，相邻凿岩硐室上下垂直距离等于水平炮孔排距的两倍（一般为6m）。上下两相邻硐室错开布置，使硐室的水平投影平面尽可能不重合或少重合。 （3）切割工

12、作 主要是掘进拉底空间。先掘进拉底巷道，再用水平深孔或垂直深孔形成拉底空间。,2019/8/11,18,（4）回采工作 拉底完成以后，在凿岩硐室用YQ-100型钻机钻凿水平扇形深孔。最小抵抗线为2.53m。按自下而上的顺序爆破。一般先爆破12排（层），以后根据补偿空间的大小和生产的需要决定每次爆破的排（层）数。每次崩下的矿石可全部放出或暂留一部分在矿房中。炮孔通常一次全部打完，然后分次爆破。 水平深孔落矿阶段矿房法评价： 适用条件：该采矿方法适用于矿岩稳固，急倾斜厚矿体。 优缺点：水平深孔落矿阶段矿房法劳动生产率高，采场生产能力大，采矿成本低，材料消耗少，回采作业安全。但与垂直深孔落矿阶段矿房

13、法相比，采切工程量大，采切和回采机械化程度低，大块多。,2019/8/11,19,4.1.4.2 垂直深孔落矿的阶段矿房法 根据凿岩设备的不同，分为分段凿岩垂直深孔落矿阶段矿房法和阶段凿岩垂直深孔落矿阶段矿房法。目前国内使用分段凿岩。 分段凿岩垂直深孔落矿阶段矿房法 特点：将矿房划分为几个分段，在分段巷道中凿岩，回采工作面是垂直的，回采工作开始之前，除在矿房底部拉底、辟漏外，必须开凿垂直切割槽，并以此为自由面进行落矿，崩落的矿石借自重落到矿房底部放出。矿房回采结束后用其他方法回采矿柱。,2019/8/11,20,（1）矿块布置和参数 矿房长轴可沿走向或垂直走向布置，长度一般为4060m。矿房的

14、宽度沿走向布置时为矿体的水平厚度，垂直走向布置时一般为1520m。阶段高度一般为5070m。分段高度为815m。间柱厚度为814m，顶柱厚度一般为610m，底柱高度713m。 （2）采准工作 采准工作是掘进阶段运输巷道、通风人行天井，分段凿岩巷道、电耙巷道、溜矿井、漏斗颈及拉底巷道。 （3）切割工作 包括拉底、辟（扩）漏及开切割槽。,2019/8/11,21,（4）回采工作 在分段凿岩巷道中打上向扇形中深孔或深孔，全部炮孔打完后，每次爆破1排或多排。上下分段保持垂直工作面或上分段超前下分段1排炮孔。崩落的矿石靠重力落到矿房底部，经斗穿溜到电耙道，再由电耙耙到溜矿井中。 阶段凿岩垂直深孔落矿阶段

15、矿房法 根据崩矿方式分柱状药包崩矿和球状药包崩矿（VCR法 Vertical Crater Retreat）；根据孔的排列形状分垂直平行深孔及垂直扇形深孔两种。 特点：集中于矿房的一个水平钻凿崩矿深孔。炮孔直径多为165mm。全部完成深孔钻凿后，用球状药包单分层或多分层崩矿。,2019/8/11,22,VCR法优点： 矿块结构简单，省去了切割天井，减少了矿块的采准工程量和切割工程量； 生产能力高，是一种高效率的采矿方法； 采矿成本低，经济效益好； 矿石爆破效果好，大块产出率低； 工艺简单，可实现机械化； 作业安全。 VCR法缺点： 凿岩技术要求高，必须采用高风压的潜孔钻机钻大直径深孔，并结合其

16、它技术措施才能控制钻孔偏斜； 深孔堵塞时，处理较困难，有时需用钻机透孔或补钻孔； 矿体形态变化大时，矿石贫化损失大； 要求使用高密度、高爆速和高威力炸药，爆破成本较高；,2019/8/11,23,4.1.4.3 阶段矿房法评价 （1）适用条件 矿岩稳固的厚和极厚急倾斜矿体，急倾斜平行极薄矿脉组成的细脉带也可用这种方法全采。 （2）优缺点 回采强度大，劳动生产率高，采矿成本低，坑木消耗少，回采作业安全等优点。但矿柱矿量较大（达35%60%），回采矿柱贫化损失大，用大爆破回采矿柱损失率达40%60%；垂直深孔分段凿岩阶段矿房法采准工程量大。,2019/8/11,24,4.2 充填采矿法,充填采矿法：随着工作面的推进，逐渐用充填料充填空区进行地压管理的采矿方法。 充填体支撑围岩，减少或延缓采空区及地表的变形与位移，并为回采工作创造安全和方便的条件。 充填采矿法分类 （1）按矿块结构和回采工作面推进方向，充填采矿法分为：单层充填法、