第5讲采矿方法ppt课件

第四章采矿方法第一节采矿方法的概念、分类与选择第二节空场采矿法第三节崩落采矿法第四节充填采矿法第五节矿柱回采与采空区处理第一节采矿方法分类与选择一、采矿方法的概念1.采矿方法在矿块中进行采准、切割和回采工作的总和。它是研究矿块开采的方法。2.采矿方法研究的主要问题1）矿块的结构和参数；2）采准、切割巷道的类型、数目和位置；3）矿块底部结构形式及有关参数；4）矿块回采工艺(落矿、矿石运搬和地压管理)。第一节采矿方法分类与选择二、采矿方法分类按采场地压管理分：1.空场采矿法：利用矿岩自身的稳固性和留矿柱进行地压管理一般适用于开采矿岩稳固的矿体。2.崩落采矿法：通过崩落围岩进行地压管理一般适用于：地表允许陷落。3.充填采矿法：利用充填材料充填采空区进行地压管理回采矿房→形成空区→充填料充填细分见表5-1第一节采矿方法分类与选择现状：空场、崩落───充填发展：充填增加，空场减少(因采深的增加)第一节采矿方法分类与选择三、采矿方法选择1.基本要求（1）安全性好；（2）矿石回收率高（不低于80～85%）；（3）矿石贫化率低（低于15～20%）；（4）矿块生产能力大；（5）经济效果好。开采特殊矿物时，采矿方法选择除了要遵循上述一般原则外，还应满足一些特殊要求。第一节采矿方法分类与选择2.对矿床地质和开采技术经济条件要求（1）地质条件①矿体厚度与倾角；②矿岩稳定性；③矿石种类、价值与品位；④矿石结块性、氧化性和自然性；⑤矿石中有用成分分布及围岩的矿物成分；⑥开采深度。第一节采矿方法分类与选择2.对矿床地质和开采技术经济条件要求（2）技术经济条件①地表允许塌陷的可能性；②加工部门对矿石质量的要求；③采矿方法的复杂程度以及所需设备和材料的供应条件。第一节采矿方法分类与选择四、采矿方法技术经济比较常用的指标（1）矿块的生产能力，t/d；（2）采准工作量，m/kt；（3）采矿功效，t/工班；（4）矿石损失率，%；（5）矿石贫化率，%；（6）主要材料（坑木、水泥、炸药等）消耗，kg/t或m3/t；（7）采矿直接成本，元/t。第二节空场采矿法0、概述空场采矿法的特点：将矿块划分为矿房与矿柱，先采矿房，后采矿柱，开采矿房时用矿柱及围岩的自然支撑力进行地压管理，开采空间始终保持敞空状态。矿房采完后，再回采矿柱和处理采空区。基本条件：矿岩均稳固方法有：房柱采矿法、留矿采矿法、分段矿房法、阶段矿房法第二节空场采矿法矿块划分为矿房和矿柱第二节空场采矿法一、房柱采矿法（一）特点：如图房柱采矿法：在矿块或盘区内交替布置矿房与矿柱，回采矿房时，靠（间断或连续的）房间矿柱支撑顶板（必要时可辅以锚杆、锚杆桁架支护）。第二节空场采矿法（二）矿块的构成要素（矿块的结构尺寸）1.矿房长度：一般为40～60m。2.矿房宽度：一般为8～20m。3.矿柱尺寸及间距：矿柱一般为圆形或方形，直径3~7m，间距5~8m。4.矿块尺寸：矿块的宽度从80～150m到400～600m。矿块的长度，也即矿房的长度。（三）采准与切割１采准工作特点采切第二节空场采矿法２切割工作：拉底和辟漏拉底：将拉底平巷扩宽至矿体上、下盘，形成拉底空间，并为回采开辟自由面。辟漏：将漏斗颈上部扩大成喇叭口，形成漏斗。第二节空场采矿法（四）回采工作拉底回采：自下而上分层回采，先采底分层挑顶回采：自上而下分层回采，先采顶分层1.落矿矿体厚度采矿方法2.5～3m浅孔落矿一次采全厚2.5~3m至8~10m先拉底(2.5~3m)后上向挑顶＜５ｍ一次挑完5～10m上向梯段分层挑顶＞8～10m深孔落矿，先挑顶，后下向梯段分层回采第二节空场采矿法2.矿石运搬广泛采电耙运搬。在开采厚或极厚矿体时，可采用无轨自行设备运搬矿石。3.顶板管理矿柱(局部点柱)；整个顶板不稳固时，可采用锚杆支护。第二节空场采矿法用无轨自行设备开采的房柱采矿法采场第二节空场采矿法（五）评价1.优点：(1)采准切割工程量小；(2)回采工艺简单，劳动生产率高；(3)矿石贫化率小，采矿成本低；(4)生产能力大，通风好，坑木消耗少。2.缺点：(1)矿柱矿量大(间断15～20%，连续40%)，矿石损失大；(2)矿体厚、顶板稳定性不好时，顶板维护和检查困难。第二节空场采矿法3.适用条件：(1)矿体与围岩稳固；(2)矿体倾角不大于30°；(3)矿石价值不高或品位较低的矿体；第二节空场采矿法二、留矿采矿法（一）特征：如图在矿房内由下向上分层回采，每次采下的矿石放出约1/3，其余矿石暂留在矿房中作为继续上采的工作台及支护两帮围岩，待矿房采完后，再全部放出。根据是否在采场中对采下的矿石进行分选：普通留矿法和选别留矿法。第二节空场采矿法（二）普通留矿采矿法1.矿块的结构与参数（1）阶段高度：一般为30～60m。（2）矿块长度：一般为40～60m。（3）矿柱尺寸①顶柱是用来支护围岩和保护上部回风巷的；②底柱取决于矿石稳固程度与底部结构的型式；③间柱是用于布置矿块天井，并对围岩起到支护作用。薄及极薄矿体：顶柱2～3m，底柱4～3m，间柱2～6m中厚矿体：顶柱4～6m，底柱8～10m，间柱8～12m第二节空场采矿法2.采准切割工作（1）采准（2）切割工作切割工作：拉底和辟漏第二节空场采矿法特征采准切割回采第二节空场采矿法第二节空场采矿法第二节空场采矿法第二节空场采矿法3.回采工作（1）凿岩：在矿房内的留矿堆上进行。（2）爆破：采用岩石硝铵类炸药，采用火雷管、电雷管、导火索、导爆索等（3）通风（4）局部放矿、撬顶、平场与二次破碎。第二节空场采矿法第二节空场采矿法局部放矿：每次放出崩落矿石的1/3，采用重力或电耙运搬。撬顶：将采场顶板松动的矿石块和两帮的浮石撬落，保证后续作业安全。平场：将局部放矿形成的凸凹不平的矿石堆表面整平，以作为继续上采的工作台。二次破碎：将落矿与撬顶产生的大块进行破碎，以免堵塞漏斗。（5）最终放矿：矿房采完后，将暂存在矿房内的矿石全部放出，也称大量放矿。第二节空场采矿法4.留矿采矿法的几个问题（1）阶段运输行的布置第二节空场采矿法（２）拉底与辟漏的方法①掘进拉底平巷的辟漏拉底法1-运输平巷；2-拉底平巷；3-漏斗颈第二节空场采矿法②不掘进拉底巷道的拉底辟漏法第二节空场采矿法（３）空洞按空洞的形成原因及位置不同，有以下形式：形成原因：①矿体倾角或厚度突变，在回采时又没有相应削下部分岩石，放矿时矿石不能顺利流动而形成空洞；(倾角或厚度突变)②局部放矿中大块围岩冒落或落矿中大块矿石潜伏于留矿堆中未发现，或二次破碎不充分大块堵塞形成空洞；（块度大－－冒落、爆破）③粉矿多、矿石湿度大或开采硫化矿，矿石结块形成空洞；（结块性）④漏斗间距大、回采速度慢或长期停采的采场，矿石结块形成空洞。（漏斗参数不合理）解决方法：①在拱形空洞的两侧漏斗放矿，破坏拱型空洞的拱脚，使悬空的矿石落下；②在空洞上方埋较大的药包，借爆力震落悬空的矿石；③使用矿用火箭弹爆破消除空洞；④用高压水冲刷消除空洞。第二节空场采矿法（４）天井布置①天井断面：圆形或矩形。②天井的下部出口：应有1.5～2.5m的错距。③天井的数目：一般为两个，分别布置在矿块的两侧。④天井的分类：先进天井、顺路天井。⑤天井布置：脉内和脉外。第二节空场采矿法天井断面布置第二节空场采矿法第二节空场采矿法（５）矿石运搬①开采极薄矿脉时，如图:第二节空场采矿法②当倾角较小时，如图:第二节空场采矿法（三）选别留矿法选别留矿法是在采场对崩落的矿石进行人工分选，将品质优良的矿石从天井的放矿格单独运出，其余矿石和普通留矿法一样，通过局部放矿和最终放矿从漏斗放出。石棉、云母等第二节空场采矿法(四)留矿采矿法评价1.优点：1)结构及回采工艺简单；2)采准切割工程量较小；3)可利用矿石自重放矿；4)可分选分运；5)通风条件好。第二节空场采矿法2.缺点：1)平场工作量大(难以实现机械化)；2)安全性较差(暴露面下工作及空洞)；3)采场积压大量矿石，使资金的周转期长；4)围岩不够稳固的地方，易造成矿石贫化和损失量大。3.使用条件矿石和围岩均稳固的薄和极薄的急倾斜矿体。第二节空场采矿法三、阶段矿房法（一）特点将阶段划分为矿块，矿块再划分为矿房与矿柱，矿房用中深孔或深孔在阶段全高上进行回采，采下的矿石由矿块底部结构全部放出的空场采矿法。按炮孔布置方式分为：1.水平深孔落矿阶段矿房法2.垂直深孔落矿阶段矿房法(1)分段凿岩阶段矿房法(2)阶段凿岩阶段矿房法第二节空场采矿法（二）分段凿岩阶段矿房法1.特点：如图将阶段沿垂高划分为若干分段，在分段巷道内钻凿垂直（中）深孔，崩落的矿石从矿块底部放出，即分段凿岩、阶段出矿。按矿体厚度，矿块布置：（1）矿体厚度大于15m，垂直于矿体走向布置；（2）矿体厚度小于15m，沿矿体走向布置。第二节空场采矿法2.矿块的构成要素（1）阶段高度：一般为50～70m。（2）矿房长度：一般为40～60m。（3）矿房宽度：走向布置，等于矿体水平厚度。垂直布置，15～20m。（4）矿柱3.采准工作自阶段运输巷1在矿房两侧的间柱中掘行人通风天井3与阶段回风巷2相通。然后自天井3掘各分段凿岩巷道5、拉底巷道10和电耙巷道4，并沿电耙每隔5～7m向上掘进漏斗颈至拉底水平。此外，还要掘矿石溜井6，在矿房中部自拉底巷道掘进切割天井8至矿房顶部。第二节空场采矿法4.切割工作切割工作包括：拉底、辟漏和开切割立槽切割立槽：水平扇形深孔(中深孔)和垂直扇形深孔。第二节空场采矿法5.回采工作集中凿岩，分次爆破。在凿岩巷道5中凿上向扇形中深孔或深孔。崩落的矿石靠自重，溜入矿房底部，用电耙出矿。第二节空场采矿法６通风：第二节空场采矿法７.矿块垂直走向布置的分段凿岩阶段矿房法第二节空场采矿法８.评价优点：(1)矿块生产能力大，效率高；(2)采矿成本低；(3)安全性好。第二节空场采矿法缺点：(1)采准工程量大；(2)回采矿柱时的矿石损失和贫化率高；(3)大块和粉矿率较高。适用条件：矿石和围岩均稳固的急倾斜厚与极厚矿体。第二节空场采矿法（三）阶段凿岩阶段矿房法及VCR法(verticalcraterretreatmethod)1.阶段凿岩阶段矿房法，如图。沿阶段全高钻凿垂直深孔落矿，从矿块底部出矿。第二节空场采矿法第二节空场采矿法2.VCR法:如图1如图21)主要特征：凿大直径(165mm)垂直深孔，采用球状药包爆破和大型无轨设备出矿。２）球状药包是指长度小于直径6倍的药包。爆破效果：球状亚球状柱状第二节空场采矿法３）.矿块的构成要素（1）阶段高度：一般为40～80m。（2）矿房长度：一般为30～40m。（3）矿房宽度：走向布置，等于矿体厚度。垂直布置，8～14m。（4）矿柱第二节空场采矿法特征采切垂直平行深孔VCR法第二节空场采矿法垂直扇形深孔VCR法特征采切第二节空场采矿法３采矿工艺１)凿岩设备:高风压(1.0～2.4MPa)，潜孔式凿岩机。２）凿岩硐室：断面大，高度达4.5m。３）采准切割工作：垂直平行深孔，垂直扇形深孔４）回采工作：采用大直径(165mm)深孔。单层爆破（3～4m），多分层同次爆破（3～5层）第二节空场采矿法４评价优点：结构简单，生产能力大。采矿成本低，机械化程度高。缺点：凿岩技术要求高，矿体赋存不稳时，矿石损失、贫化大。适用：矿岩稳固，接触面规整的厚和极厚的急体斜矿体。第三节崩落采矿法一、崩落采矿法的基本特征基本特征：以矿块为单元单步骤回采，崩落围岩(自然和强制崩落)控制地压。基本条件：地表允许塌陷和覆岩允许破坏。二、崩落采矿法的分类1.单层长壁式崩落采矿法；2.分段(有底柱、无底柱)崩落采矿法