采矿方法选择

采矿方法选择§1、采矿方法分类：(一)采矿方法定义——采矿方法是研究矿块开采方法，它包括矿块的采准，切割和回采工作。也就是说，为了回采矿块中的矿石，在矿块中和在围岩中所进行的采准，切割、回采工作的总和，称为采矿方法。(二)采矿方法分类依据——依地压管理方法不同进行分类，因地压管理方法是以矿岩的物理力学性质为根据的，同时与采矿方法的适用条件构成要素，回采工艺等有密切关系，并且最近将会影响到采矿方法的安全效率和经济效果。(三)采矿方法分类(四)采矿方法的发展趋势空场小中段法，分段崩落法，充填法是有发展前途的，而房柱法是最有希望的。(从美国所采用的采矿方法来看。房柱法占58.9%，以矿山数目统计)。§2、采矿方法选择一、对选择采矿方法的基本要求在矿山企业中，采矿方法决定着回采工艺，材料设备，掘进工程量，劳动生产率，储量回收以及采出矿石质量等。因而在设计中必须给予足够的重视。又由于矿床埋藏条件是多种多样的，各个矿山的技术经济条件又不尽相同所以在采矿方法选择中必须按具体条件来选择合适的采矿方法。正确合理的采矿方法选择应满足以下要求：(一)工作安全保证人在采矿过程中生产安全，有良好的作业条件。(如有可靠的通风、防尘措施，合适的温度和湿度等)。使繁重的作业实现机械化。又如在一个采场中，应保证有两个安全出口，使人行，风流畅通。防止大规模地质活动，防止地下火灾和水灾等。(二)最大限度的回收国家资源所选择的采矿方法要损失少，贫化小充分利用地下资源，尽量提高矿石质量满足加工部门对矿石质量的要求。应坚持“贫富兼采、厚薄兼采、大小兼采、难易兼采”的原则。力求使全矿回收率达到80～85%以上。(三)生产能力大，劳动生率高，材料消耗少，生产成本低。(不仅采出矿石成本低，而且最终产品成本也低)。也就是说，所选择的采矿方法应当有良好的经济效果。二、影响采矿方法选择的因素。(一)地质因素矿岩的物理力学性质(1)矿岩稳固性自燃性结块性氧化性稳固性好稳固性差可用空场法、矿柱尺寸可取小值采用充、崩方法、矿柱尺寸可取大些有此三性者，不得采用留矿法及阶段崩落法矿体产状(2)矿体倾角矿体厚度矿体形状矿岩接触情况它影响到矿石采场内的运搬方式影响落矿方式及采矿方法选择及矿块布置影响落矿方法。不规则，接触面不明显，不宜用深孔落矿法矿石品位开采高品位，价值高的贵金属或国家稀缺金属矿石，宜选用回收率高的采矿方法。开采低品位，价值低的一般金属矿石，宜选用成本低，效率高的采矿方法，不必过分考虑贫损指标矿石赋存深度矿体埋藏浓度在500～500米以上时，地压大，不宜选用空场法开采矿体内有用成份的分布及围岩矿化情况分布不均，且差别很大时，可考虑选别回采的采矿方法。围岩有矿化现象可适当放宽，回采中围岩的混入限制，可用深孔落矿方法。(3)(4)(5)地质因素(二)开采技术经济因素：(1)地表是不允许陷落地表是否有河流，湖泊、铁路干线、主要建筑物、扬筑物等，若有,则不宜采用崩落法和采后崩落采空区的空场法，可用充填法。(2)加工部门对矿石质量的要求加工部门提出了最低工业品位时，就限制了采矿方法的贫化率数值，因而影响到采矿方法的选择，限制了采矿方法的选择范围。(3)技术装备及材料供应设备及材料直接影响到采矿方法选择，如选用无底柱就得有装运机、凿岩台车；如选用胶结充填法，就得有水泥。(4)采矿方法要求的技术管理水平平选择的采矿方法力求技术简单，工人易掌握，管理方便。矿山工人技术人员不熟悉不掌握的采矿方法，应事先提出解决措施，或选用易掌握的采矿方法开采技术经济因素以上各项要求是相互联系，在选择采矿方法时必须对上述各条，进行综合分析。(有的方法是采用了1m3水泥换1m3矿石)。三、采矿方法选择的步骤和内容。采矿方法选择的步骤可分为：方法初选、技术经济分析和综合分析比较三步。在设计实践中，往往通过初选和技术经济分析比较就可以得出最优方案。也有时要进行综合分析比较后才能确定最优方案。(一)采矿方法初选。根据上述讲的矿床地质条件和开采技术经济条件，以及国家的要求，可以拟定出几个可用的采矿方案，每个方案都要确定出它的构成要素，采准、切割布置和回采工艺，选择具有代表性的矿块，绘制出采矿方法的标准图，并列出这些方案的技术经济指标。(一般初选出2-3个方案)。(二)采矿方法的技术经济分析常用的技术经济分析指标有：(1)矿块劳动生产率(吨/工班)；(2)采准、切割工作量(米/千吨)(设计时使用计算出的指标比较)；(3)矿块生产能力(吨/日；吨/月，它是根据出矿设备每班完成的产量决定的)；(4)主要材料消耗（坑木、炸药等）；(5)矿石的损失和贫化率；(6)采出矿石的直接成本。（参阅讲义P225下）以上指标，一般不作详细计算，而是根据采矿方法构成要素，参照类似条件的矿山实际资料指标选取。要把地质因素及开采技术经济因素中的问题全面的分析。另外还要考虑到各方案的安全程度、劳动条件、工艺过程的复杂程度等。有时还应注意与采矿方法有关的基建工程量、基建投资和基建时间等。大多数情况下，经过这样的技术经济分析后，就可以确定出采用哪一种方案如下。只有在少数情况下才，需要进行综合分析比较来确定采用那个方案。(三)采矿方法的综合分析比较经过上述的初步分析比较后，还不能判断方案的优劣时，则要对优劣难分的2-3种方案进行详细的综合分析比较，最后选取出最优方案，所谓综合分析比较，就是要详细的算经济帐，如要计算出矿石成本，最终产品成本、盈利等。这部分内容将在本书下册讲。[参考资料]为什么要进行综合分析的实例：(摘自黄金专科学校编的教材《金属矿床开采》P227)某富铁矿，既可用分段崩落法开采，也可用阶段矿房开采，但各有优缺点。(1)若用分段崩落法开采时——劳动生产率高、成本低，但矿石贫化率大。采出的矿石全部都要经过选矿工序之后，才能进入高炉。这样它要求选厂规模大，选矿能力强，因而投资就多。但由于选矿后的品位高了，使高炉的利用系数好，节省了焦炭。因而最终产品成本不一定就高。(2)若用阶段矿房法开采时——从矿房中采出的矿石贫化率低，可以直接送入高炉冶炼，不必经过选矿过程。但是从矿柱中采出的矿石贫化率高，需要经过选矿工序，但选厂的规模可以少一些，投资也就用的少一些。对于上述情况，单用采矿方法的几项指标是难以判断出来哪个方案的优势来，只有算细帐，求出相关费用，再进行综合分析后，才能选出最优方案。§3、采矿方法设计一、简述当采矿方法最终选定以后即可进行采矿方法设计。对于设计部门中作典型方案设计(也即标准矿块的设计——采准与回采设计同时完成)，对于生产部门，要作矿块采准(即施工设计)。生产部门的采矿方法设计包括有矿块单体设计和回采设计。单体设计主要是矿块结构设计，布置各种采准巷道。回采设计主要是凿岩爆破设计。二、二、设计步骤：(一)单体设计步骤：(1)在确定采矿方案之后，确定出矿块构成要素，(2)进行采准巷道布置；(3)绘制图纸(包括平面图和剖面图等)这是施工的主要依据。(按比例画图)(参阅《矿图》一书)。(4)编制设计说明书，它是图纸的文字说明和必要的补充。(二)回采设计步骤回采设计是在矿块单体设计已经施工完毕以后，矿体已充分被揭露以后，根据具体分层，分区条件所进行的设计工作。步骤是：(1)最后确定回采方案及回采范围；(2)确定爆破顺序及爆破参数；(3)(深孔)凿岩设计；(4)深孔大爆破设计；(5)绘制深孔布置图纸；(6)回采设计计算及编制设计说明书三、设计所需要的原如资料：(1)设计区段的矿体赋存条件，地质构造，矿石与围岩的物理力学性质；(2)设计区段的矿石地质储量及储量级别；(3)设计区段的探矿资料，探矿坑道的地质平面图，探矿天井的地质剖面图，文字说明书等；(4)设计区段的阶段平面图及相邻阶段的阶段平面图；(5)其它资料，如开采同类型矿床或相邻矿块的技术经济指标等。四、绘制图纸及编制设计说明书问题：图纸是施工的主要依据，它反映了设计者的意图，进行采矿方法设计时，要绘制所需要的矿块平面图与剖面图等。图纸的精度与数量应以便于施工为准。设计说明书是图纸的文字说明和必要的补充。采矿方法设计说明书的内容大致包括：(1)简述矿床开采技术条件，(包括采场地质概况)。(2)采矿方法方案的选择与确定，落矿方式的确定。(3)矿块构成要素及其尺寸。(4)采准巷道的布置。(5)采准施工顺序，技术措施，要求及施工组织意见。(6)简述回采的生产工艺过程。(7)采场通风防尘及安全措施。(8)采准工程量表(9)计算主要技术经济指标[参考内容]一、采矿方法设计步骤：在审核地质资料及必要的现场调查之后，即可着手进行设计。其设计步骤如下：(1)确是采矿方法及构成要素——采矿方法方案的确定如前已述。选出的采矿方法应该是技术上可行，经济上合理，安全可靠的，且能满足矿山生产规模及生产期限的要求，所需材料设备的供应问题能够解决。(2)进行采准巷道布置——在布置巷道时注意几个原则：①采准巷道位置与数目应符合回采工艺的要求并与所选用的设备性能相适应。②应考虑到矿体倾角与厚度的变化，要使凿岩与放矿方便。③保证安全生产并有良好的通风条件。(如保证有两个安全出口，避开断层等)；④力求探采结合；⑤尽可能减少矿柱；⑥尽量减少采准工作量并避免不必要的脉外采准。(3)绘制图纸和编写设计说明书。二、回采设计的内容及步骤（1）最后确定回采方案及回采范围——这些工作是在采准工作结束之后得到补充地质资料基础上进行的。确定回采方案，即根据矿体赋存条件及地质构造确定各部分的回采顺序落矿方式与爆破规模，根据矿体内的夹层情况，确定混采或分采等。确定回采范围时，要考虑如下因素：①矿体边界的圈定应以采下矿石的平均品位不低于技术经济合理的最低平均品位为原则；②混采时，采下矿石的平场品位应大于技术经济合理的平均品位；③断层错距较大时，应以断层为划分回采区段的界限，断层错距较小时，是否以断层为界要做具体分析；④用水平深孔或中深孔落矿时，应根据保证有良好的落矿自由面及漏斗分布合理的原则，确定拉底范围；用垂直深孔或中深孔落矿时，应于矿体最厚处开切割槽。(2)确定爆破顺序及爆破参数。(3)深孔凿岩设计。根据使用的采矿方法的结构参数和确定的深孔落矿参数，结合采准、切割施工的实际情况，具体确定炮孔排径，每排炮孔的中心点及每个炮孔的方位、炮孔深孔与倾角等。(4)深孔大爆破设计。设计内容包括有：确定爆破方案、装药量及电爆网路计算，确定爆破安全距离，选择大爆破的通风系统并计算风量，确定大爆破的施工组织与安全措施等。(5)绘制深孔布置图纸。(6)回采设计计算及编制设计说明书。回采设计计算要计算出总工程量与技术经济指标，其中包括设计矿块的采矿量与矿石品位，回采损失率与贫化率，一次单位炸药消耗量、每米炮孔崩矿量及深孔总长度。计算的结果要列表格，并将其纳入设计说明书中。设计说明书是上述有关步骤的简要记述，如说明施工顺序、爆破顺序、施工组织与施工注意事项，以及记述爆破参数与有关计算等。[参考资料](1)各种采矿方法的平均日产量表采矿方法矿体厚度(m)矿块布置落矿方法采场运搬平均日产量(吨/日)无设备一台设备两台设备房柱法2～10沿走向浅孔电耙90～150分段法(小中可)5沿或⊥中深电耙140～180250～300阶段矿房法10沿或⊥浅电耙250～300400～500浅孔留矿法1～3沿浅漏斗60～1003沿浅漏斗100～150水砂充填2沿浅电耙80～120尾砂充填20⊥浅装运机300～400胶结充填20⊥浅装运机100～150竖式充填2～4沿浅电耙80～120分段崩落5沿或上中深电耙或装运机350～400500～600阶段崩落40沿或上中深或深电耙350～400500～700（摘自黄金学校教材《金属矿床开采》P275表15-3）（2）各种采矿方法损失贫化指标表方法房柱法分段法阶段矿房浅孔留矿充填法竖式崩落分段崩落阶段崩落损失率(%)5～1510～1210～155～855～1515～2015～20贫化率(%)5～107～1010～155～855～1015～2015～20