一、采礦方法定義: 什么是采礦方法?為了回采礦塊中的礦石,在礦塊中和在圍巖中所進行的采準,切割回采的總和,稱之為采礦方法。 采礦方法包括:采準、切割和回采,也就是說,采準、切割并作在時間上與空間上所進行的順序以及它與回采工作進行有機的合理的配合工作,叫做采礦方法。 二、采礦方法分類的依據 我們使用的采礦方法程類很多,為了使用上的方便,有必要進行分類。而分類的方法也有多種,而且前通用的分類方法是按地壓管理方式不同來分類的。因為地壓管理方法是以礦巖的物理力學性質為根據的,同時又與采礦方法的適用條件,組成要素,回采工藝等有著密切關系,并且最終將影響到采礦方法的安全,效率和經濟效果。 三、采礦方法分類 采礦方法按地壓管理方法不同,分類三大類,即:空場采礦法、充填法及崩落法。 (一)空場法 1、空場采礦法的適用條件: (1)適用于開采礦石和圍巖都很穩固的礦床。 (2)采空區在一定時間內,允許有較大的暴露面積。 2、空場采礦法分類 空場采礦法目前應用比較廣泛的幾種方法是: (1)房柱法(包括全面法) (2)淺孔留礦法 (3)分段法(贊比亞方案) (4)階段礦房法(包括⊥薄礦,水平薄礦的各方案) (5)其他采礦方法及其變形方案 空場采礦法適用范圍比較廣泛。礦石和圍巖穩定使用這類采礦方法共同的,也是最基本的條件。分兩步驟開采是這類采礦方法的主要特征。不同的采礦方法適用于不同厚度,不同傾角礦體。 適用條件采礦方法 | 礦巖穩固性 | 礦體厚度 | 礦體傾角 | 其化 | 房柱法 | 穩固 | 從2千米到8~10米以上 | 傾斜及急傾斜 | 留下的礦柱一般不回采,作為永久損失,不采貴金屬 | 淺孔留礦法 | 穩固 | - | 急傾斜 | 礦柱要回采,空區要處理 | 分段法 | 穩固 | - | 傾斜及急傾斜 | 礦柱要回采,空區要處理 | 階段礦房法 | 穩固 | - | 傾斜及急傾斜 | 礦柱要回采,空區要處理 |
(二)充填法 1、充填采礦法特點: 凡是隨著回采工作面的推進,逐步用充填料充填采空區的方法叫做充填采礦法。 充填采礦法也將礦塊劃分為礦房和礦柱兩步驟回采,先采礦房,后采礦柱。礦柱回采可用填法,也可以考慮用其他方法。 礦房的回采是采一分層,把礦石運出,隨后充填這一層,然后再采一層,再充填一層。依此循環,直到到全礦房采完為上。一采一充或兩采一充。 2、充填采礦法的適用條件 (1)開采品位較高的富礦,并且要求有比較高的回采率和比較低的貧化率;或開采稀貴金屬。 (2)賦有條件件和開采技術條件比較復雜的礦床,如: ① 水文地質條件、礦體形狀比較復雜;② 礦體埋藏較深而且地壓較大;③ 礦石或圍巖有自燃發火的危險;④ 地表或圍巖不允許有大面積沉陷或劇烈移動而需要特殊保護;⑤ 露天和地下同時進行開采。 (3)適用于礦石穩固,圍巖不穩固的礦床 如果能采用特殊的支護方法或下向分層充填法,也可以用來開采礦石不穩固的礦體。 (4)適用于開采急傾斜礦體 因為急傾斜礦體便于向采場輸送充填料,并且可以減少充填不到的空間及充填料接頂的面積。但是,如果能采用水力或風力充填的話,也可以用于緩傾斜薄礦脈的開采中。 3、充填的目的: (1)進行地壓管理 利用形成的充填體進行地壓管理,用的控制圍巖崩落和地表下沉,并為回采工作面而創造方便條件和安全條件,保護地表建筑物,緩和大面積地壓活動,恢復安全生產。 (2)杜絕內因火災 有些礦山用這種方法來預防有自燃性的礦床(內因火災或其他災害)。 [參考]如我國湘潭錳礦,礦體的直接頂板為葉片狀黑色頁巖,崩落后在有水和空氣的條件下,經30~50天后發生自燃。采用充填法后,杜絕了內因火災。 (3)為回采礦柱創造了條件 礦房采完以后空場能否及時進行充填,將直接導致礦柱能否進行回采,由此將直接影響礦山三級礦量的平衡和均衡生產。如我國凡口鉛鋅礦,用水平分層充填法回采了兩側均為水泥尾砂、膠結充填體的礦柱。) (4)為深部、水下開采創造條件。 用于深部開采,水下采礦以及預防沖擊性地壓。 4、充填采礦法分類 (1)按充填料的性能和充填工藝特點分類: 可分為膠結充填和非膠結充填,非膠結充填又分為干式充填和水沙充填。 (2)按礦塊回采工作面的推進方向和回采工藝特點分類: ① 上向分層充填采礦法;② 下向分層充填采礦法;③壁式充填采礦法;④ 削壁充填法;⑤ 支架充填法。 5、充填采礦法與其他采礦方法比較的優缺點: (1)充填采礦法的優點:
①采、切工程量小,靈活性大;②礦石損失、貧化小;③能夠比較有效的維護圍巖,減少圍巖的移動和防止大量冒落;④對于薄礦脈或多品種礦石可以進行選別回采;⑤可以防止礦床開采的內因火災; (2)缺點: ①回采工藝和充填工藝復雜。②充填和采礦互相影響,如果回采作業機械化所不能妥善解決,則生產效率和生產能力都比較低;③充填料的開采,加工、輸送及其他一系列消耗使礦石成本較高。開采運輸與堆積充填料這些工作所需要的費用占采礦成本的40—50%。④勞動強度大; (三)崩落法 1、崩落采礦法的概念 什么叫崩落采礦法呢?崩落采礦法就是以崩落圍巖來實現地壓管理的采礦方法。即在崩落礦石的同時強制或自然崩落圍巖,充填空區,用以控制和管理地壓。 2、崩落采礦法的適用條件 一般地講,崩落法對礦體賦存條件,礦巖的物理力學性質等都具有比較廣泛的適應范圍。理想的適用條件是——上盤圍巖能呈塊狀自然崩落,礦石中等以上穩固的急傾斜原礦體。地表允許塌落是使用這種方法的必要前提。由于這種方法在開采時礦石損失貧化大,因而它不用于開采高價、高品位的礦床。 3、崩落采礦法特點 (1) 崩落法不再把礦塊劃分為礦房和礦柱,而是以整個礦塊作為一個回采單元,按一定的回采順序,連續進行單步驟回采。 (2) 在回采過程中,圍巖要自然或強制崩落,礦石是在復蓋巖石的直接接觸下放礦。因此,這種采礦方法對放礦進行科學管理是十分必要的。 (3) 崩落法的開采是在一個階段內從上而下進行的。與空場采礦法不同。 4、崩落法的分類 崩落采礦法目前應用比較廣泛有三種方法是: (1)有底柱崩落法; (2)無底柱崩落法; (3)豎式)崩落法 它們共同的特點都是自上而下回采,在采礦的同時,(或稍后),用崩落圍巖的方法來管理地壓,以減少作用在開采礦段上的應力。 它們都是在復蓋巖層下放礦,多數方案都采用擠壓爆解破和有較高的機械化程度。 這類采礦方法具有作業安全,開采強度大,勞動生產率高成本低的優點。但礦石貧損大。 三種崩落各法有自己的特點和適用條件,各有自己的優缺點,而最終使用那一種方法,要進行具體分析研究。對于每種采礦方法都不是絕對的。不是一成不變的。隨著新的采掘設備的發現,工藝技術的改進,加采方案的革新,都會使它的使用范圍和優缺點發生變化。 |