采矿方法

采矿方法简述1采矿方法分类一、依据回采时的地压管理方法将其分为空场采矿法、崩落采矿法和充填采矿法三大类。见表一表一类别地压管理适用条件空场法采空区敞空；靠暂留、永久矿柱或人工矿柱支撑。矿石、围岩均稳固。充填法采空区靠充填料形成的充填体支撑。矿石较稳崩落法不支护采空区，回采中随矿石崩落而崩落围岩。矿岩均不稳，地表允许崩落。二、在三大类采矿方法分类的基础上，根据矿体的厚度、形态、倾角以及矿岩稳固性进一步进行分类，分类情况见表二表二类别组别典型采矿方法空场采矿法1、全面采矿法2、房柱采矿法3、留矿采矿法4、分段采矿法5、阶段采矿法（1）全面采矿法（2）房柱采矿法（3）留矿采矿法（4）分段采矿法（5）水平深孔落矿阶段矿房法（6）垂直深孔落矿阶段矿房法（7）垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法充填采矿法6、单层充填采矿法7、分层充填采矿法8、分采充填采矿法9、支架充填采矿法（8）壁式充填采矿法（9）上向水平分层充填采矿法（10）上向倾斜分层充填采矿法（11）下向分层充填采矿法（12）分采充填采矿法（13）方框支架充填采矿法崩落采矿法10、单层崩落法11、分层崩落法12、分段崩落法13、阶段崩落法（14）长壁式崩落法（15）短壁式崩落法（16）进路式崩落法（17）分层崩落法（18）有底柱分段崩落法（19）无底柱分段崩落法（20）阶段强制崩落法（21）阶段自然崩落法表三采矿方法适用表矿体倾角矿体厚度矿岩稳固性矿石稳固围岩稳固矿石稳固围岩不稳固矿石不稳固围岩稳固矿石不稳固围岩不稳固缓倾斜薄，极薄全面法房柱法单层崩落法垂直分条充填法垂直分条充填法单层崩落法全面法垂直分条充填法单层崩落法，中厚分段矿房法房柱法全面法分段矿房法分层崩落法有底柱分段崩落法分层充填法锚杆房柱法分段矿房法上向进路充填法垂直分条充填法有底柱分段崩落法分层崩落法垂直分条充填法厚和极厚阶段矿房法上向分层充填法分段、阶段崩落法上向分层充填法上向进路充填法分段崩落法分段崩落法分层崩落法下向充填法上向进路充填法倾斜薄，极薄全面法房柱法垂直分条充填法上向分层充填法单层崩落法上向进路充填法分段矿房法分段崩落法全面法分层崩落法上向进路充填法下向分层充填法中厚分段矿房法有底柱分段崩落法上向分层充填法上向进路充填法分段矿房法有底柱分段崩落法上向进路充填法下向分层充填法有底柱分段崩落法分层崩落法厚和极厚阶段矿房法分段矿房法分段、阶段崩落法上向分层充填法上向进路充填法分段矿房法分段崩落法下向分层充填法分段崩落法下向分层充填法上向进路充填法分层崩落法急倾斜极薄削壁充填法留矿法削壁充填法上向进路充填法下向分层充填法下向分层充填法，上向进路充填法薄留矿法分段阶段矿房法上向分层充填法分层崩落法分段崩落法上向进路充填法分层崩落法分段崩落法分段矿房法上向进路充填法下向分层充填法分层崩落法分段崩落法中厚阶段矿房法分段矿房法分段崩落法分段矿房法上向分层充填法分段崩落法上向进路充填法下向分层充填法分层崩落法分段崩落法分段矿房法下向分层充填法上向进路充填法分层崩落法分段、阶段崩落法厚和极厚阶段矿房法分段矿房法阶段矿房法分段房柱法分段崩落法阶段崩落法上向分层充填法上向进路充填法下向分层充填法分层崩落法分段崩落法分段崩落法下向分层充填法上向进路充填法分层崩落法2采矿方法详述2.1空场法空场法是在回采过程中，将矿块划分为矿房和矿柱，先回采矿房，再回采矿柱。在回采矿房时，采场以敞空形式存在，依靠矿柱和围岩本身的强度来维护。空场采矿法是我国金属矿山地下开采史上应用最早，最广泛，在技术上最成熟的采矿方法。据1978年资料，我国有色金属地下矿山，本类采矿方法的使用比重为55.7%。另据2003年统计资料，有色金属矿山使用此法的占46.1%，黄金矿山占65%,铁矿山占5.9%。（对18个重点矿山统计结果），可见空场采矿法在我国地下矿山中占有重要位置。在世界其他国家金属矿山地下采矿法中，空场采矿发的应用也是非常广泛的，据不完全统计，国外使用空场采矿法出矿约占地下总出矿量的60%。如房柱法在美国约占70%，分段矿房法：美国约占83%，赞比亚约占53%，日本约占47%；留矿法：法国约占24%，日本约占12%。空场采矿法具有成本低，生产能力大，劳动效率高，采准时间短和较易达产等突出优点，因此获得了广泛的应用。其最大的缺点是留下的矿柱和采空区需第二步进行回采和处理，且进行该项工作难度较大。另外，随着开采深度的增加，地压将增大，这在深部开采时，该法会受到很大限制。国内外空场采矿法发展的趋势：（1）采场结构参数将不断扩大。由于喷锚（锚杆，锚索）技术，注浆技术以及岩石力学在采矿工程中应用技术不断的进步和完善，使得采场结构参数将更趋合理和不断的扩大。（2）高度机械化，自动化的大型采矿配套设备，以及结构简单的采矿方法将逐步替代生产能力低，积压资金的空场法，如留矿法。（3）对于厚大矿体，大孔径，下向深孔凿岩技术，柱状，球状药包落矿技术及适应此技术的采矿方法将会进一步发展。（4）连续采矿技术，在当今是方兴未艾，也是今后发展的方向。2.1.1全面采矿法1、适用条件：薄和中厚缓倾斜矿体，矿岩均稳固；2、特点：工作面沿矿体走向或沿倾斜方向全面推进，在回采过程中将矿体中的夹石或贫矿留下，呈不规则的矿柱，以维护采空区。3、评价：全面采矿法是工艺简单，采准和切割工程量小，生产率较高，成本较低的采矿方法。但由于留下矿柱不回采，矿石损失率在10～15%以上，顶板暴露面大，并要求严格的顶板管理和通风管理。今后对于贵重矿石应寻求机械化施工的人工矿柱方法，以代替自然矿柱。2.1.2房柱法1、适用条件：顶板围岩、矿石稳固；矿倾30°～35°；矿厚2m至数十米。2、优缺点：采切工程量大，工作组织简单，坑木消耗量少，通风良好，矿房生产能力高。但矿柱矿量所占比重较大（间断矿柱占15～20%，连续矿柱达40%）。且一般不进行回采。因此，矿石损失较大。3、解决途径：降低矿柱矿量的比重，从而减少矿石的损失。方法：改矿柱连续为间断；回采矿房时，部分回收矿柱；使用锚杆以增大矿房尺寸，从而降低矿柱所占矿量比重。2.1.3浅孔留矿法1、适用条件条件：倾斜至急倾斜、极薄至中厚、矿石不结块、不自燃，矿岩均稳固。2、特点：工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上作业，自下而上分层回采，每次采下的矿石靠自重放出三分之一，其余暂留在矿房中作为继续上采的工作平台后。矿房全部回采完毕后，暂留在矿房中的矿石再行大量放出。3、优缺点：（1）优点：工艺简单；容易掌握；管理方便；采准量小。（2）缺点：作业安全性差（站于矿堆）；采区出矿能力低；劳动繁重；积压矿石。2.1.4分段采矿法评价1、适用条件：中厚至厚矿体；中稳矿岩；倾斜以上矿体。2、特点：在矿块的垂直方向，在划分为若干分段；在每个分段水平上布置矿房和矿柱，各分段采下的矿石分别从各分段的出矿巷道运出。分段矿房回采结束后，可立即回采本分段的矿柱，并同时处理采空区。3、评价：（1）优点：①同时可回采若干个分段，故作业集中，回采强度高，生产能力增强；②使用自动走行式设备，机械化程度高。因作业集中，设备利用率高；③以小矿房形式回采，出矿巷道又布置在脉外，灵活性大，适用矿体变化范围广（矿倾30°～90°，矿厚6～30m）；④有利于控制地压和顶板管理；⑤使用斜顶柱，回收方便，矿石总回收率高（≥80%），贫化率小。（2）缺点：①采准工程大；②矿柱矿量较多。2.1.5阶段矿房法阶段矿房法又根据落矿方式分为：水平深孔落矿阶段矿房法、垂直深孔落矿阶段矿房法和垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法（VCR法）。一、水平深孔落矿阶段矿房法水平深孔落矿阶段矿房法是在凿岩硐室中钻水平扇形深孔，向矿房底部拉底空间崩矿。（1）存在问题：大块产出率高；矿柱矿量所占比重大；机械化程度低。（2）解决办法：合理爆参，增大底部结构规格（用大型无轨设备），新二次破碎法的研究；优化采场结构参数，增加矿房尺寸等；天井中吊罐的普及推广。二、垂直深孔落矿阶段矿房法根据所选取的凿岩设备又可分为分段凿岩和阶段凿岩两种方式。特点是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。随着工作面的推进，采空区的不断扩大。矿房回采结束后，再用其他方法回采矿柱。评价：（1）优点：回采强度大；劳动生产率高；采矿成本低；回采作业安全。（2）缺点：采准工程量大；矿柱矿量大，回采难。（3）发展途径：增加矿房矿量所占比重，减少矿柱矿量，完善矿柱回采工艺；改善分段巷道掘进作业条件。（4）适用条件：矿石、围岩稳固；矿体厚至极厚；矿体倾角倾斜至极倾斜。三、VCR法（1）优点：采切工程量少；作业安全；爆破效果好；采场生产能力大；采矿成本低（比分段凿岩、分段出矿方案低30~40%）。（2）缺点：装药爆破工序复杂；凿岩精度要求高；爆破成本较高。（3）适用条件：矿体形态规则；矿岩中稳以上；矿厚中厚至极厚；矿倾倾斜至极倾斜。四、阶段矿房法评价阶段矿房法的主要优点是：采矿成本低，通风条件好；可以采用大型电耙、装运机、铲运机、振动出矿机等高效率出矿设备出矿，出矿效率高，矿房生产能力大；机械化程度高，工人劳动强度低，劳动生产率高。其主要缺点是：矿柱矿量所占的比重大，回采矿柱时损失贫化大，深孔不易控制边界，且不能分采和剔除夹石。阶段矿房法，深孔凿岩是关键，过去，国内多用YQ—100型潜孔钻机凿岩，凿的炮孔偏斜率较大，大块产出率高，因而采用此种采矿法的上世纪80年代的矿山多被中深孔凿岩的采矿法所代替。自从大直径垂直深孔球形药包落矿阶段矿房法即VCR法被引用到国内后，凡口铅锌矿、金川矿均取得较好的效果，获得国内采矿界的好评。该法将是阶段矿房法发展方向之一。2.1.6矿柱回采和采空区处理在敞空矿房条件下，回采矿柱的同时，就应处理采空区，二者必须相互适应。一、矿柱回采方法当采完矿房后进行充填时，广泛采用分段崩落法或充填法回采矿柱。当完的矿房为敞空时，一般采用空场法或崩落法回采矿柱。二、采空区处理采空区处理方法有：崩落围岩、充填和封闭（封闭法处理采空区，上部覆岩应允许崩落，否则不能采用）三种。（1）崩落围岩处理采空区崩落围岩处理采空区的目的，是使围岩中的应变能得到释放，减少应力集中程度；用崩落岩石充填采空区，在生产地区上部形成岩石保护垫层，以防上部围岩突然大量冒落时，冲击气浪和机械冲击对采准巷道、采掘设备和人员的危害。（2）充填采空区在矿房回采之后，可用充填材料(废石、尾砂等)将矿房充满，再回采矿柱。这种方法不但处理了空场法回采的空区，也为回采矿柱创造了良好的条件，提高矿石回采率。（3）封闭采空区在通往采空区的巷道中，砌筑一定厚度的隔墙，使空区中围岩崩落所产生的冲击气浪，遇到隔墙时能得到缓冲。这种方法适用于空区体积不大，且离主要生产区较远，空区下部不再进行回采工作的条件。2.1.7空场法总评空场采矿法的基本特征，是将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采，在.回采矿房时用矿柱和矿岩本身的强度，进行地压管理。全面采矿法适用于水平和缓倾斜薄和中厚矿体，而回采时留不规则矿柱全面推进。房柱采矿法也适用于水平和缓倾斜矿体，但矿体厚度不限，在回采矿房时留下连续的或间断的矿柱，必要时可后退式回采部分矿柱。当围岩不够稳固时，可采用锚杆进行加固。留矿法是开采急倾斜薄和中厚矿体的有效的采矿方法，倾角较小时，可采用分段留矿电耙出矿的变形方案。在矿房中暂留的矿石不能作为支撑上盘围岩的主要手段。分段矿房法和阶段矿房法，用于倾斜和急倾斜的中厚以上的矿体。垂直深孔球状药包落矿方案，属于阶段矿房法的一种。当大直径深孔凿岩设备解决后，这种采矿法在条件适合的矿体，可得到迅速推广。无轨自行设备的应用和发展，将逐步推广各种采矿方法的无轨开采方案，这为提高采矿效率和劳动生产率以及进一步简化采矿方法结构，提供了前提。应用本类各种采矿方法回采矿房后，应及时回采矿柱（有的不需要回采矿柱），同时处理采空区。否则，将对矿山遗留严重的安全隐患，可能发生大规模的地压活动，造成资源的巨大损失。2.2崩落法崩落采矿法是国内外广泛应用的一种采矿法。据统计，