采矿工艺、-采矿方法

5采矿工艺25采矿工艺5.1地下采矿方法概述采矿方法分类采切工程综述5.2落矿凿岩爆破、浅孔落矿、中深孔落矿、深孔落矿5.3矿石运搬5.4采场地压管理35.1地下采矿方法概述一、采矿方法分类1、基本概念1）、采矿方法:就是研究采区（矿块）的开采方法。包括：采准、切割和回采工作。采矿方法：采准、切割工作在时间上与空间上所进行的顺序以及它与回采工作进行有机的合理的配合工作。45.1地下采矿方法概述2）、采准工作：采矿前的准备工作。它是指在已经开拓完毕的矿床里，掘进采准巷道。将阶段划分成矿块作为独立的回采单元。并在矿块内创造人行、凿岩、放矿、通风等条件。采准巷道：采区的运输巷道、漏斗颈，溜矿井、人行通风天井、联络道、电耙巷道等（是形成采区外形的骨干巷道）采准矿量：完成上述巷道后的采区矿量55.1地下采矿方法概述63）、切割工作：切割工作是指在已经采准完毕的矿块里，为大规模回采矿石开辟自由面和落矿空间的工作。切割巷道：拉底巷道、开辟拉底空间、开掘切割天井，形成切割立槽，在漏斗颈基础上把漏斗辟开等，这些工作都是为大规模采矿创造条件的。备采矿量：采区在完成切割工作以后采区范围内的矿量。采准、切割、回采工作三者的界限并不完全清晰与独立，可以互相交叉。5.1地下采矿方法概述7切割工作包括开凿切割巷道拉底巷道（切割平巷、横巷等）切割天井（或切割上山等）在切割巷道基础上扩大自由面工作拉底（水平自由面）扩漏（形成剌叭面）5.1地下采矿方法概述895）、回采工作：当切割工作完成以后，可以进行大量的采矿工作，通常把大量采矿工作叫做回采工作。回采工作的内容包括：落矿、运搬和地压管理工作。落矿工作：①落矿工作的含意：落矿是以切割空间为爆破自由面，用凿岩炸破的方法崩落矿石。②落矿方式：一般是根据矿床的赋存条件，所采用的采矿方法及凿岩设备，选用浅孔、中深孔、深孔及药室等落矿方法。5.1地下采矿方法概述10矿石运搬工作矿石运搬工作的含意：是指在矿块内，把爆破崩下来的矿石运到运输巷道，并装入矿车中的工作，运搬工作仅仅限于矿块内（即采场内）。采场之外的叫运输。矿石运搬方式——有两种方式①重力运搬：例如用普通漏斗放矿。②机械运搬——如用电耙、装运机、铲运机、汽车、皮带动输机等设备运搬矿石。5.1地下采矿方法概述11地压管理工作地压：是指矿石采出来以后，在地下形成采空区，经过一段时间后，矿柱和上、下盘围岩就发生变形、破坏、崩落等现象。我们把这种现象叫地压。地压管理的方法：有三种方法①凿矿柱支撑采空区；②用充填料充填采空区；③用崩落的围岩来管理地压；5.1地下采矿方法概述12二、采矿方法分类1、采矿方法定义：采矿方法：从矿块（采区）中采出矿石的方法。是采准、切割和回采工作在空间上、时间上的有机结合，是采准、切割、回采工作的总称。5.1地下采矿方法概述13二、采矿方法分类2、采矿方法分类的依据通用的分类方法是按地压管理方式不同来分类。采矿方法分类：空场采矿法（自然支撑采矿法）、充填采矿法（人工支撑采矿法）及崩落采矿法。5.1地下采矿方法概述146、采矿方法6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）6.2充填采矿法6.3崩落采矿法156.1空场采矿法（自然支撑采矿法）空场采矿法：在矿房开采过程中不用人工支撑，充分利用矿石与围岩的自然支撑力，将矿石与围岩的暴露面积和暴露时间控制在其稳固程度所允许的安全范围内的采矿方法。空场采矿法特点①空场法在回采过程中，它是把矿块划分为矿房和矿柱两部分。②在回采矿房时，采场以空场形式存在。③用矿柱和围岩体的稳固性来维护采空区。④矿房采完以后，要及时回采矿柱，并及时处理采空区。⑤在回采过程中，采场主要依靠暂留的矿柱或永久矿柱进行自然支撑，有时辅以人工矿柱支撑。16空场采矿法的适用条件①适用于开采矿石和围岩都很稳固的矿床。②采空区在一定时间内，允许有较大的暴露面积。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）17空场采矿法分类空场采矿法目前应用比较广泛的几种方法是：（1）浅孔留矿法（2）房柱法（3）分段法（4）阶段矿房法6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）18留矿采矿法特点：自下而上分层回采矿房，每次采下的矿石，一部分靠矿石自重从漏斗放出，留下矿石作为下次凿岩爆破工作的临时工作台。当矿房全部采空后，再将留下的矿石全部放出。适用于：矿石和围岩稳固，急倾斜、倾斜矿体或缓倾斜厚矿体。分类：浅孔留矿法，深孔留矿法留矿法在我国占有相当大的比重，根据有色金属矿山统计，留矿法占总产量的40%，其中浅孔留矿法占36%。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）19主要巷道名称：1—运输平巷，2—底柱，3—漏斗，4—留矿堆，5—人行联络道6—人行通风天井，7—间柱；8—顶柱2021（1）构成要素阶段高度——一般为30～60米，以30～50米居多。在能够保证安全和顺利回采的条件下，应当采用较大的阶段高度，以增加矿房矿量，从而减少矿石损失。影响阶段高度的主要因素有：①矿床勘探类型②围岩的稳固程度③矿体倾角④其他采矿方法对阶段高度的要求⑤天井掘进条件4.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案22矿块长度——一般不大于40～60米影响矿块长度的主要因素有：①矿石和围岩稳固程度②通风防尘条件的限制③受电耙的有效耙运距离的限制采场宽度——矿体厚度小于15-20m时，采场宽度等于矿体厚度；极薄矿脉时，要开掘围岩，采场宽度达到0.8-1.2m，以利于出矿。4.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案23矿柱尺寸：矿柱尺寸到目前为止主要凭经验来确定。①顶柱厚度——对于薄矿脉，由于矿房的跨度很小，如果留顶柱的，一般只留2～3米已足够。对于中厚以上的矿体，一般都要留顶柱。当矿石比较稳固时，且矿房跨度不太大时，一般留3～6米。如果矿石稳固性差些，或者矿房跨度很大时，应当留5～6米。②底柱高度——底柱高度与底部结构的类型、与漏斗间距有关。薄矿体底柱高度可为4～6米，中厚以上留8～10米。4.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案24③间柱宽度——间柱的宽度取决于矿体厚度，矿石和围岩的稳固性，以及天井的服务期限。也与矿房的跨度有关。中厚以上矿体，当矿岩很稳固，矿房跨度不太大时，间柱留8米即可（8～12米之间），薄矿体留2～3米。4.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案25（2）采准工作采准工作主要包括：阶段运输平巷，通风人行天井，联络道等。阶段运输巷道：有些属于开拓，有些属于采准当矿体比较深时，阶段运输平巷一般布置在矿体中并靠下盘接触线处；当开采中厚以上矿体时，运输平巷可以掘进在下盘岩石中。采用脉外采准时，使运输巷道比较平值，有利于运输工作。尤其当运输繁忙时，更显示出它的优越性等。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案26通风人行天井天井的位置——天井多布置在间柱中6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案27人行通风联络道在垂直方向上，在人行天井两侧，每隔4—5米左右开一条联络道，使天井与矿房贯通。联络道断面可为1.8×1.5米，或1.8×1.8米。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案28（3）切割工作切割工作目的—为正式回采工作创造自由面,为出矿工作创造方便通路。切割工作内容：①开掘拉底巷道，形成拉底空间，②开掘漏斗颈，在开好斗径的基础上，把漏斗劈开，形成喇叭状，以利出矿。一般沿走向每隔5—7米开凿一个③拉底高度一般为2—2.5米，拉底的宽度一般应等于矿体厚度。拉底和劈漏工作往往是联系起来进行施工的。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案29切割的方法：1）打拉底平巷的拉底扩漏方法。这种方法运用于厚度较大的矿体。从运输平巷的一侧向上掘进漏斗颈，从斗颈上部向两侧掘进高2米左右，宽1.2—2.0米的拉底平巷，然后将其扩大到主矿体边界，同时从拉底水平向下或从斗颈中向上打倾斜炮孔，将上部平颈扩大或喇叭状的放矿漏斗。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案302）不打拉底平巷的扩漏拉底方法（P96）。这种方法适用于矿体厚度大于2.5—3.0米薄矿体。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案31漏半形状可以是方形，也可以是圆形口。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案32（4）回采工作浅孔留矿法的回采工作包括有：凿岩、装药爆破、通风、局部放矿、撬毛、平场和大量放矿等。矿房回采是自下而上分层进行的，每一分层的高度一般为2—3米左右。采用浅孔崩矿。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案33凿岩：凿岩方式—浅孔留矿法的凿岩方式有：上向孔和水平孔。7655型凿岩机打上向孔的深度约为1.3—1.8米左右，打水平炮眼深度为2—3.5米。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案34爆破：多用铵油炸药或硝铵炸药。主要采用导爆管起爆方法。通风工作爆破以后要加强通风，使炮烟和粉尘能迅速排出工作面。工作面的风量应当保证满足排尘，排烟的需要。为此，要求采掘工作的风速不应低于0.15米/秒，空气的含氧量不得少于20%。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案35局部放矿工作矿石崩落以后，由于矿石碎胀，为了保证有一定的工作空间，必须放出部分矿石。按规定应放出崩薄矿石的1/3，凿下2/3作为继续工作的临时工作台。（一般坚硬矿石的碎胀系数为1.5）平撬工作在局部放矿以后，工人进入采场后，首先就应撬去工作地点的浮石，否则会直接影响工人的安全生产。大量放矿工作当把矿房内的矿石全部采完后，要进行大量放矿工作，把原来留下的2/3碎石全部放出来。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案36（5）对浅孔留矿法的评价适用条件1）适用于开采矿石和围岩稳固的急倾斜薄和极薄矿脉；2）要求矿石无氧化性，结块性和自燃性；6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案37（5）对浅孔留矿法的评价主要优点1）浅孔留矿法结构简单，管理方便，工艺简单，生产技术易掌握。2）采切工程量比较小，厚矿体7—12米/千吨，薄矿体10—20米/千吨。3）利用重力放矿，采场运搬矿石不需要其他机械设备4）矿石损失贫化比较低，无粉矿损失，采矿成本低6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案38主要缺点1）所留矿柱的矿量占的比重较大（约占40—50%，有的达60%）。而回采这些矿柱时，损失比较大，有的损失达50%。2）当围岩不够稳固时，特别是开采薄矿脉时，贫化率大。3）平场工作量比较繁重，又不容易实现平场工作的机械化。4）工人直接在暴露的矿石下工作，安全性较差。5）对矿石的块度要求均匀，否则容易卡漏（要求浅孔的合格块度不大于350毫米）。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案39（5）对浅孔留矿法的评价（简化）适用条件适用于开采矿石和围岩稳固的急倾斜薄和极薄矿脉；主要优点：工艺简单，生产技术易掌握，管理方便，采切工程量比较小。主要缺点：工人直接在暴露的矿石下工作，安全性较差；工作量繁重；出矿能力低；积压矿石。6.1空场采矿法（自然支撑采矿法）浅孔留矿法2、浅孔留矿法典型方案401、矿房布置及其构成要素（1）矿房斜长：在电耙运搬的方案中，其矿房的最大长度应在电耙的有效耙运距离之内。一般为40～60米。（2）矿房宽度——矿房宽8—20米之间。（3）矿柱尺寸：矿柱尺寸Φ=3～7米，矿柱间距为5～8米。6.2自然支撑采矿法（空场采矿法）房柱采矿法422、房柱法的采准和切割工作（1）阶段运输巷道：阶段运输巷道可布置在脉内，也可在脉外（2）放矿溜井：每个矿房内都开掘一个溜矿井，不放矿的溜矿井可以作通风、行人、送料工作，溜井布置在矿房的中心线位置。溜井的断面为2×2米2。（3）上山：沿矿房中心线并紧贴底板掘进上山（对于缓倾斜矿体，所开天井，一般称