004四采矿方法概述+底部结构+损失贫化

1采矿方法第一部分：概述+底部结构+损失与贫化2采矿方法•1、采矿方法定义:•在一定的矿床条件下，确定矿块结构参数，进行采准、切割、回采及采场地压管理等工作的总称，称为采矿方法。•即采准、切割工作在时间上与空间上所进行的顺序与回采工作进行有机合理的配合工作，以及为保持采矿空间平衡进行的相应工作。•采矿方法重点研究矿块（或采区）开采的方法。包括：采准、切割、回采和采场地压管理工作。3•2、采矿方法分类的依据•目前通用的分类方法是按采场地压管理方式不同来分类的。•因为地压管理方法是以矿岩的物理力学性质为根据的，同时又与采矿方法的适用条件、组成要素、回采工艺等有着密切关系，并且最终将影响到采矿方法的安全、效率和经济效果。43、采矿方法分类•采矿方法按地压管理方法不同，分为三大类，即：空场采矿法、充填采矿法及崩落采矿法。5•空场法将矿块划分为矿房和矿柱两部分，按两步骤回采，先采矿房，后采矿柱，在回采矿房时形成的采空区利用矿柱和矿岩本身的强度支撑，进行地压管理，矿房采完后，呈空场形式存在。•矿岩稳固是使用本类方法的基本条件，分两步骤回采矿体是本类采矿方法的主要特征。•不论采用那种采矿方法，对于缓倾斜、倾斜或急倾斜矿体，在矿房回采以后，按总体设计要求，应及时回采矿柱，处理采空区，这是应用空场法必须遵守的开采原则。否则，会造成资源的大量损失，并将为下阶段生产留下严重安全隐患。6•上述充填采矿法是根据所采用的充填料或输送方式的不同来划分的，若根据矿块结构和回采工作面推进方向，充填采矿法可分为：•（1）单层充填采矿法；•（2）上向分层充填采矿法；•（3）下向分层充填采矿法；•（4）分采充填采矿法等。7•充填采矿方法也是分两步骤进行回采，回采矿房时，随回采工作面的推进，逐步用充填料充填空区，防止围岩片落，个别情况下还用支架和充填体配合维护采空区，进行地压管理维护采场平衡。••充填采矿法的特点是在采矿过程中用充填料致密地充填采空区，人员设备可直接到达矿体回采的各部位进行边勘探边回采，充填体具有一般支架所不能比拟的强大支护能力，可有效的维护围岩不发生大规模垮落，可保证各部位采下的矿石都能顺利的运搬出来，是矿石损失与贫化最低的采矿方法。8•充填法应用是比较合理的，虽然在回采时期增加了充填工序，显得比较复杂，但矿房回采之后为安全有效地回采矿柱，创造了条件，高回采率和低贫化率及无须再处理采空区等都弥补了由于充填而增加的费用，这一点对于高品位的富矿或贵重和稀有矿石更明显。•崩落采矿法单步骤回采，将阶段划分成矿块或分区，在落矿的同时，或在回采过程中用崩落围岩（覆岩）充填采空区的方法进行地压管理，应用崩落法没有矿柱回采问题，也没有采空区处理问题。9采矿方法的主要回采工艺•回采工作的主要生产工艺有：落矿、矿石运搬、地压管理。•一、落矿工作•也叫崩矿就是将矿石从母岩上分离下来，并破碎成具有一定块度、爆堆集中的工作。•目前我国金属矿山、有色金属及非金属矿山，大多采用凿岩爆破方法进行落矿，而爆破工作的前提是在拟爆破介质中创造容纳炸药的空间，该项工作一般靠凿岩实现。•按凿岩机具规格分为：浅眼、中深孔、深孔、药室落矿等。•浅眼落矿：是最早出现的一种炮孔落矿方法，常用轻型风动凿岩机凿岩，如7655钻机，其爆破参数为：孔径（钎头直径）为30～46mm，少数用51mm，孔深小于3～5m，炮孔多平行排列。10•中深孔落矿：采场中深孔凿岩均采用导轨式（台架式）凿岩机，由于采用中型和重型凿岩机和接杆钎子钻凿中深孔因此也称为接杆炮孔落矿。•比较常用的钻机有YG-80型凿岩机与FJYW24型台车配套；YGZ－90型凿岩机与CTC142型台车或TJ25台架配套，台车、台架均以压气为动力。还有QJZ－80型潜孔钻机，体积小，重量轻，在小巷道搬动和施工钻孔很方便。•爆破参数：炮孔多采用上向及水平扇形布置。以上向扇形孔居多，孔径为50～70mm，孔深一般在用YG－80型凿岩机时不大于15m,用YG－40型不大于10m。11•深孔落矿：深孔落矿技术在地下采矿工程中推广以来，取得了很好的效果。•深孔凿岩常用设备是：YG-80型，YGZ－90型，以及潜孔钻机YQ－100型，和井下牙轮钻机等是钻凿大直径深孔的主要设备。•爆破参数：深孔布置形式有：按方向有水平深孔，垂直深孔，倾斜深孔等；按其在爆破层中的排列可分为平行的，扇形的，束状的。孔径大于90mm，主要用90～110mm的大直径钎头，孔深通常为15~40m。•中深孔及深孔装药是采用装药器来装粉状炸药，用微差雷管起爆的。（乳化氨油粒状炸药）12•单位炸药消耗量：•我国矿山一般在中硬岩石中用0.7～0.8kg/m3，在坚硬岩石中采用0.8～1.0kg/m3。各矿山的具体条件不同，合理的单位炸药消耗量应以凿岩工作量较小，大块产出率低于5～10％的标准来衡量。•爆破工作基本要求：•该爆破的部分应尽可能爆下来，不该爆的部分应该尽可能减少损伤；节约爆破材料；大块少、粉矿低、炸药耗量少等。13•二、采场地压管理：•采场空间处于地下几十米到几百米甚至上千米的岩体中，这些岩体在未开挖之前靠自身重力及其它因素的影响处于一定的应力平衡状态这一状态通常称作原始应力场。•当岩体被开挖后，这种原始应力平衡状态就被破坏掉了。岩体中的应力就要重新分布，重新形成新的应力平衡状态，这个新的平衡状态称为次生应力场。•就在从原始应力场向次生应力场过渡的过程中，在周围岩体中就产生了应力升高区和应力降低区，形成局部应力集中，从而出现了一系列的地压显现现象。•如巷道两帮运动（发生弹塑性变形，裂隙扩展，两帮鼓出，片帮）顶底板运动（顶板及工作面岩层弯曲下沉，裂断破坏，以及破碎岩石的冒落，底板及工作面岩层的鼓起，隆起，层理滑移，采场巷道中支柱受压变形及支架压折等）14•经过研究与实践证明，矿山压力的存在是客观的，绝对的，它存在于采动空间周围的岩体中，矿山压力的显现是相对的，客观的，它是矿山压力作用的结果，然而有矿山压力却不一定有明显的显现，只有当应力达到极限强度后才会发生，支架受力也是如此，它不仅取决于围岩的明显运动，还取决于支架对围岩的抵抗程度。•我们进行地压管理就是采用一定的地压管理方法，技术措施，如支架，充填采空区，崩落围岩等帮助围岩稳定，把矿山压力显现控制在所要求的范围内，从而保证安全生产，避免遭受地压的危害。15•目前常用的采场地压管理方式可以分为三类：•（一）空场法采场地压管理•先采矿房，后采矿柱，在矿房开采时，靠矿柱和围岩本身的稳固性维持采矿空间的平衡，关键问题有两个：矿柱支撑能力是否够用？顶板等是否能自稳？•（二）充填采矿法采场地压管理•一般先采矿柱，后采矿房，开采过程中，以充填材料充满采矿造成的空间，维持平衡。关键问题是：充填材料与充填成本，充填体力学性质，充填工艺，开采效率等•（三）崩落采矿法采场地压管理•随着开采工作进行，有计划的崩落顶板或底板围岩充填采后形成的空间，维持采矿空间平衡。关键问题是：如何保证崩落顶板或底板围岩足够充填采后形成的空间。16•三、矿石运搬：•将回采崩落的矿石从落矿地点搬运到运输水平装载点的过程。运搬是专指采场内的矿石移运，在采矿生产过程中占有很重要的地位.•矿石运搬生产率的高低，决定着回采强度的大小以及回采作业的集中程度，目前采场矿石运搬的生产效率比较低下。•运搬方式取决于所采用的采矿方法，目前我国所采用的运搬方法有：重力运搬、机械运搬。•机械运搬包括：电耙运搬，自行设备运搬（铲运机），振动放矿机出矿，爆力抛掷运搬，水力运搬，人力运搬等。17重力运搬1、定义：就是指从落矿地点到运输巷道全程上完全借助于矿石的自重溜放，即回采崩落的矿石，在重力作用下沿采场底板溜至矿块底部，放矿巷道，直接装入运输水平的矿车中。2、适应条件：矿体底板倾角大于矿石自然安息角（约5度左右），急倾斜矿体或特厚大矿体。一般来说，矿石自行滑动的倾角为37～40度至45～50度之间，在实际工作中当倾角不小于50～55度时可以采用重力运矿。18矿块底部结构•一、矿块底部结构概述•（一）概念•是指从阶段运输水平到拉底水平之间所包括的受矿巷道、出矿巷道和放矿巷道的有机配合部分。它能够使矿房或矿柱采下的矿石，经过这些巷道，利用矿石自重，或出矿设备的运搬，装入运输水平的矿车中。•矿块底部结构是采矿方法的重要组成部分。19•受矿部分：从电耙巷道顶板→拉底巷道底板•出矿部分：从阶段运输巷道顶板→电耙道顶板•放矿部分：从阶段运输巷道底板→运输巷道顶板上。20•（二）研究矿块底部结构的必要性•（1）矿块底部结构占有相当一部分矿量，大约占16-20%（有的多达20-30%）大部分采准巷道都在底部结构中，底部结构是矿块回采生产中的一个重要组成部分。•（2）实践证明，矿块的底部结构，在很大程度上决定着采矿方法的生产能力，劳动生产率，采准工作量，矿石的损失和贫化，以及放矿工作的安全性。•底部结构并不是某种采矿方法特有的，应根据不同的采矿方法选择合适的底部结构形式，对于某种采矿方法，又有适合习惯常用的底部结构形式。21•（三）对底部结构的要求•底部结构应当满足以下几方面的要求。•（1）满足稳固性要求•在矿块整个放矿过程中，都应当保证底柱的稳固性，使采下的矿石按计划的矿量放出。当底柱不稳固时，会出现底部垮落，如电耙道堵塞，耙道塌落等；•（2）使底部结构简单，施工方便，出矿方便。•（3）在保证底柱稳固的前提下，应当尽量减少底柱矿量，以提高矿块的总回收率。•（4）能保证放矿，二次破碎和运搬工作的安全和良好的劳动条件。•（5）放矿能力大，提高采矿方法的效率。22•（四）矿块底部结构的分类•根据是否采用机械运搬以及使用的运搬机械设备类型不同，矿块底部结构可以分为三类。23•按电耙道与运输巷道的相对位置关系也可分为三类：24二、自重放矿的底部结构•（一）有格筛破碎硐室的漏斗重力放矿底部结构•（简称格筛漏斗式底部结构）•（1）特点：采下的矿石借自重从漏斗，经格筛和放矿溜井闸门，装入运输巷道的矿车中。从放矿漏斗溜下来的矿石如遇有大块，应在格筛上进行二次破碎，破碎后的矿石再进入放矿溜井中去。•（2）底部结构尺寸：底柱高12～18米，按装的格筛略向二次破碎的硐室方向倾斜2°～3°。从漏斗溜出的矿石堆，不应超过格筛总面积的2/3。25•（3）底部结构优点：①放矿能力大；②出矿成本低。•（4）底部结构缺点：①采准工作量大；•②矿柱矿量大，约占矿块总矿量的20-30%•③放矿时，劳动条件恶劣。•（5）使用情况：由于缺点多、明显、故目前国内外矿山都少用。现有格筛主要用于集中放矿的溜井处，用以防止矿石块度太大，影响提运矿石。2627•（二）无格筛硐室的漏斗自重放矿底部结构•（即普通直溜漏斗式底部结构）•（1）使用情况：这种底部结构多用于浅孔留矿法中，因为浅孔留矿法矿脉窄，不易产生大块（1.0米以上），故这种方法多用。•（2）特点：这种底部结构，采下的矿石借自重从漏斗直接溜放到漏斗口闸门，装入运输巷道中的矿车里，还有少量的大块，直接在漏斗中进行二次破碎。因而闸门常被崩坏，影响正常放矿工作。•（3）底部结构尺寸：这种底部结构底柱高较小，一般为5～8米，漏斗间距一般为为5～7米，（变化在4～6至8～10米）。•（4）优点：结构简单，无需用什么机械设备，底柱矿量少。•缺点：放矿能力低，放矿漏口闸门维修工作量大。2829•（三）人工木质底放矿底部结构•（人工假底式）•（1）特点：是用坑木支护运输巷道和架设漏斗闸门代替矿石底部结构。•（2）优点：由于采用人工假底，矿石回收率提高，且简化了回采工艺。•（3）适用条件：适用于矿石和围岩均稳固的急倾斜薄矿脉。（厚矿体几乎不用）•（4）底部结构形式：假底形式可分为翼状的和平底的两种，它们各自又分为几种形式。3031•三、电耙运搬矿石的底部结构•（一）概况：•（1）这种底部结构形式，在我国地下金属矿山应用很广泛，它适用于开采中厚和厚矿体。•（2）特点：①采下的矿石靠自重经受矿巷道溜到电耙道中，然后用电耙把矿石耙到放矿溜井中经漏斗口闸门装入运输平巷的矿车中。•②自受矿巷道溜下的大块矿石，在电耙巷道中进行二