第十四章--采矿方法基本概念与分类

采矿工程专业主干课程1第十四章采矿方法基本概念与分类金属矿床地下开采第一节采矿方法基本概念第二节采矿方法分类第三节采矿方法的应用现状采矿工程专业主干课程2本章基本要求金属矿床地下开采◆1、地下采矿方法的概念；重点地下采矿方法的分类。难点如何理解地下采矿方法分类的依据。◆2、地下采矿方法的分类依据、分类方法。采矿工程专业主干课程3第一节采矿方法基本概念金属矿床地下开采矿块的回采步骤分为单步骤或两步骤回采。矿块整体回采时，称为单步骤回采；矿块划分为矿房和矿柱，先回采矿房，后回采矿柱时，称为两步骤回采。单步骤回采时，矿块是基本回采单元；两步骤回采时，矿房和矿柱分别是基本回采单元。采场：基本回采单元。采场可以是矿块、矿房或矿柱。在金属矿床地下开采时，先将井田划分为阶段（盘区），再将阶段（盘区）划分为矿块（采区），矿块（采区）即为独立的开采单元。采空区（简称空区）：采场中矿石采出后所遗留的空间。采矿方法：为了采出矿块或采区中的矿石，在矿块中所进行的采准、切割与回采工作的有机总体。采矿工程专业主干课程4金属矿床地下开采第二节采矿方法分类一、采矿方法分类的目的由于金属矿床中矿体的赋存条件复杂，矿石和围岩的性质多变，回采工艺和设备的不断发展，出现了种类繁多的采矿方法。为了便于学习、选择、使用和研究采矿方法，应对现有的采矿法进行科学的分类和命名。二、采矿方法分类的要求1、分类应该简单明了，避免庞杂和繁琐；2、分类应反映采矿方法的本质属性；3、分类必须尽量避免逻辑上的矛盾；4、分类应该反映采矿方法最主要的特征。采矿工程专业主干课程5金属矿床地下开采三、采矿方法分类的依据以回采时的地压管理方法为依据进行采矿方法分类。采空区处理的目的是，缓和岩体应力集中程度，转移应力集中的部位，或使围岩中的应变能得以释放，改善其应力分布状态，控制地压，保证矿山安全持续生产。采空区处理的措施主要有以下几个方面：1、留设必要的矿柱或支护，在采场回采过程中维护空区暂不处理的；2、充填空区：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。采矿工程专业主干课程6金属矿床地下开采3崩落围岩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，减小应力集中程度；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。崩落围岩又分自然崩落和强制崩落两种。采矿工程专业主干课程7金属矿床地下开采4、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。四、采矿方法的分类将采矿方法分为空场采矿法、充填采矿法、崩落采矿法等三大类。每大类采矿方法中，又按方法的结构特点、回采工作面的形式、落矿方法以及地压管理的特点等进行分组，如表所示。采矿工程专业主干课程8金属矿床地下开采采矿工程专业主干课程9金属矿床地下开采第三节采矿方法的应用现状各国都根据各国的矿产资源、赋存条件、工艺技术与采矿设备发展情况，在长期生产实践中，形成各自的采矿方法及其回采工艺特征。采矿工程专业主干课程10金属矿床地下开采国外：美国以阶段崩落法和房柱法为主，这是该国大型铜、铝和铜矿床的地质条件决定的；加拿大在魁北克北部，安大略及曼尼托巴等地区矿岩均属稳固的急倾斜厚矿体，适用阶段矿房法，而在条件复杂的开采深度很大的急倾斜矿体中，则广泛采用充填采矿法；瑞典铁矿主要使用无底柱分段崩落法，而多数有色金属矿山都采用分层充填采矿法；法国洛林铁矿属水平厚矿体，其储量占该国总储量的94%，这种条件最适用房柱采矿法。垂直深孔球状药包崩矿的阶段矿房法，于1973年在加拿大试验成功，后来在北美、欧洲、澳大利亚等国家得到迅速推广和运用。因为这种采矿法具有采切工程量小，矿石破碎好，回采各种安全，矿块生产能力和劳动生产率高等突出优点，预计今后这种采矿方法的应用，有可能进一步扩大。采矿工程专业主干课程11金属矿床地下开采国内：我国铁矿多为急倾斜和倾斜的厚和极厚矿体，主要采用无底柱分段落法进行回采。有色金属矿床大多为急倾斜和倾斜的中厚以下矿体，因而大量应用阶段矿房法、留矿采矿法、有底柱分段崩落法和充填法。40余年来，在脉状矿床的矿山，创造了多种适应矿脉多变的留矿采矿法方案，发展了结构和工艺简单且容易掌握的留矿法；电耙出矿的有底柱分段崩落法，获得了极为广泛的应用，并形成了有特色的垂直深孔挤压爆破和强化开采的技术；充填采矿法由开始的干式充填逐渐向尾砂充填和胶结充填过渡。随着无轨设备在地下矿山的大量应用，无底柱分段崩落法和垂直深孔球状药包崩矿的阶段矿房法在我国获得推广和应用。这些采矿法由于生产率高，成本底，作业安全等优点，是很有发展前途的采矿法。从近40多年来国内外地下金属矿山的生产实践可以看出，今后发展的趋势是使采矿方法结构趋向简化，便于实现机械化开采，这样才能降低成本，提高劳动生产率。