地下开采工程技术.pdf

“ “ “ “ 第三篇第三篇 地下开采工程技术地下开采工程技术 第一章矿床开拓工程技术第一章矿床开拓工程技术 第一节概述第一节概述 一、矿床开拓的基本情况及任务一、矿床开拓的基本情况及任务 ““““ 年以来，我国建成了大量的大、中、小型矿山。据金属矿山、非金属矿山以年以来，我国建成了大量的大、中、小型矿山。据金属矿山、非金属矿山以 及铀 矿山的不完全统计，及铀 矿山的不完全统计，9; 表表 “ “ 第三篇地下开采工程技术第三篇地下开采工程技术 示指标值。示指标值。 （（“ “，， ）为评价指标数）为评价指标数 ；；“ “ （（“ “，， ） ，为比较方案数。以此列出比较） ，为比较方案数。以此列出比较 采矿法指标矩阵。采矿法指标矩阵。 （（03; 双筒电耙耙至溜矿井。双筒电耙耙至溜矿井。 主要技术经济指标采准比主要技术经济指标采准比 /“ 7 7，垂直走向布置，此时矿体厚度即为矿房长，垂直走向布置，此时矿体厚度即为矿房长 度。矿房长度根据矿岩稳固性确定，一般为度。矿房长度根据矿岩稳固性确定，一般为 5 9 75 9 7。矿块高度是根据采用的钻机的。矿块高度是根据采用的钻机的 有效凿岩深度和所能达到的精度而定的，一般为有效凿岩深度和所能达到的精度而定的，一般为 5 9 875 9 87。。 当矿体已完全探清时，应自下而上划分矿块回采，此时下一阶段的凿岩水平可作为当矿体已完全探清时，应自下而上划分矿块回采，此时下一阶段的凿岩水平可作为 上一阶段的出矿水平，凿岩巷道顶部不需要留顶柱。当矿体本探清或其他原因，只能自上一阶段的出矿水平，凿岩巷道顶部不需要留顶柱。当矿体本探清或其他原因，只能自 上而下划分矿块回采时，此时需在上一阶段出矿水平下部留底柱上而下划分矿块回采时，此时需在上一阶段出矿水平下部留底柱 5 9 ;75 9 ;7，下一阶段的凿，下一阶段的凿 岩巷道在底柱下开挖，以保证作业安全。岩巷道在底柱下开挖，以保证作业安全。 国内外主要矿山的矿块结构。国内外主要矿山的矿块结构。 采准切割工作采准切割工作 矿块采准、切割工程布置。矿块采准、切割工程布置。 在矿房下部布置出矿巷道、运输巷道和溜井等。底部结构形式根据出矿设备而定，在矿房下部布置出矿巷道、运输巷道和溜井等。底部结构形式根据出矿设备而定， 有不留底柱的平底和留底柱的铲运机出矿结构；有留底柱的漏斗电耙出矿结构等。拉底有不留底柱的平底和留底柱的铲运机出矿结构；有留底柱的漏斗电耙出矿结构等。拉底 空间高度一般为空间高度一般为 9 7 9 7。。 在矿块上部布置凿岩硐室。根据矿体形态、允许的暴露面积、矿块的布置方式，确在矿块上部布置凿岩硐室。根据矿体形态、允许的暴露面积、矿块的布置方式，确 定凿岩硐室的长度和宽度。矿体形态比较规整、矿石稳固性较好的，可沿矿房全宽掘进定凿岩硐室的长度和宽度。矿体形态比较规整、矿石稳固性较好的，可沿矿房全宽掘进 凿岩硐室，布置平行炮孔；反之，掘进相互平行的凿岩硐室，布置平行炮孔；反之，掘进相互平行的 9 9 条凿岩巷道，巷道间留临时矿条凿岩巷道，巷道间留临时矿 柱。巷道宽度按钻机作业宽度和炮孔网度而定。凿岩硐室的高度应比所用钻机的钻架高柱。巷道宽度按钻机作业宽度和炮孔网度而定。凿岩硐室的高度应比所用钻机的钻架高 “ “ 矿业工程师实务全书矿业工程师实务全书 “ 6 0 *4;3; 6 0 *4;3 的的 0 0 、、 0 , 0 , 型等。型等。 随着大直径深孔采矿技术的发展，目前钻机的研制工作主要集中在提高凿岩效率、减小随着大直径深孔采矿技术的发展，目前钻机的研制工作主要集中在提高凿岩效率、减小 机体几何尺寸、提高机动能力和凿岩精度以及自动遥控等方面，加拿大国际金属公司研机体几何尺寸、提高机动能力和凿岩精度以及自动遥控等方面，加拿大国际金属公司研 制的制的 .9A.9A 型钻机、阿特拉斯公司研制的型钻机、阿特拉斯公司研制的 765 56 0 *4;3;5 56 0 *4;3 公司的公司的 IJC0 K 0 0 HIJC0 K 0 0 H 等。等。 炮孔的精度主要靠钻机工作的稳定性和操作人员的技术水平来保证。在钻杆上加装炮孔的精度主要靠钻机工作的稳定性和操作人员的技术水平来保证。在钻杆上加装 三翼形稳杆器的效果是明显的，如赞比亚某矿在非均质矿石中钻进深三翼形稳杆器的效果是明显的，如赞比亚某矿在非均质矿石中钻进深 F 8 9 **.;）的炸药。一般为非雷管感度的炸药。凡口铅锌矿和金川二矿区在）的炸药。一般为非雷管感度的炸药。凡口铅锌矿和金川二矿区在 98;）对克莱马克斯）对克莱马克斯 （（3-53-5）和尤拉德（）和尤拉德（A “ , ，锚固力，锚固力 以上。采用点柱式上向分层充填法的凤以上。采用点柱式上向分层充填法的凤 凰山和铜录山矿，除留点柱和间柱以加强顶板的支撑能力外，并推广了长锚索加短钻杆凰山和铜录山矿，除留点柱和间柱以加强顶板的支撑能力外，并推广了长锚索加短钻杆 及金属网联合支护，有效地支护顶板。长锚索网度及金属网联合支护，有效地支护顶板。长锚索网度 ’ ’ ’ ’ ，孔径，孔径 66，， 锚索直径锚索直径 ’’ ’ ’’ ’ ，锚索长，锚索长 ’ ’ ’ ; ’ **。在国外可见水泥。在国外可见水泥 合量低的尾砂胶结充填，灰砂比达合量低的尾砂胶结充填，灰砂比达 * ’ * ’ **。为提高顶底柱的回收率，在矿块底部。为提高顶底柱的回收率，在矿块底部 经常采用经常采用 ’ ’ 的灰砂比。水泥含量及养护时间对充填体强度的影响。胶结充填的灰砂比。水泥含量及养护时间对充填体强度的影响。胶结充填 的浓度对充填体强度影响较大，浓度较低肘，产生严重水泥离析，使充填体强度方为下的浓度对充填体强度影响较大，浓度较低肘，产生严重水泥离析，使充填体强度方为下 降。充填浓度超过降。充填浓度超过 ; ’ ,*.; ’ ,*.时，水泥离析基本指份时，水泥离析基本指份 在胶结充填中应力争浓度达到及超过在胶结充填中应力争浓度达到及超过 ; ’ ,*.; ’ ,*.，以解决水泥离析，提高充填体强，以解决水泥离析，提高充填体强 度。在受条件限制（如必须泵送，而目前国内胶泵额定输送浓度最高为度。在受条件限制（如必须泵送，而目前国内胶泵额定输送浓度最高为 // 的压力压入水泥浆（水泥炉渣水的压力压入水泥浆（水泥炉渣水 2 82 8 *2 /*2 3 4 *2 8;’;29’’;’;29 ， ， ’ ’ ’ ’-. -. / / 4’75 4’; 422’ 4’;9 4’’9 4’’ 44’75 4’; 422’ 4’;9 4’’9 4’’ 45’ 488 45’ 488 4 固体物料体重为固体物料体重为 ;4 71*;4 71*2 2，在，在 ;;水（水（ 4 ’ 公公 式的适应粒径范围如下式的适应粒径范围如下 粒径范围（粒径范围（**）） 4 ;4 ; 4 2; 4 ; 4 2; ’’; ’’）来计算两相流浆体的水力坡度（）来计算两相流浆体的水力坡度（E EF F）） / /0 0 / / “ “ （（’ ’ 1 1 2323 ） ， ） ， 44; ;5 5 ** 式中式中G G 浆体的体积浓度； 浆体的体积浓度； H H 压力损失系数，为弗劳德教（ 压力损失系数，为弗劳德教（I IB B）的函数；）的函数； / /“ “ 清水的阻力， 清水的阻力，*J*J; ;**；； / /“ “ 6 6; ; ; ;7878， ， 44; ;5 5 ** 9; 9; ““ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 矿业工程师实务全书矿业工程师实务全书 式中式中 管道的摩擦阻力系数； 管道的摩擦阻力系数； 输送速度， 输送速度，““；； “ “ 重力加速度， 重力加速度， ; 为范字摩阻系数，按为范字摩阻系数，按 / 1; / 1; 计算。计算。 1 1）求流速（）求流速（. .） 。按） 。按 “ “ / /“ “ 1 1 * * - -，求，求 . . 值。值。 ）求水力坡度（）求水力坡度（ “ “） 。可按金川公式或参考杜兰的公式及曲线。） 。可按金川公式或参考杜兰的公式及曲线。 ）求局部阻力（）求局部阻力（ ） 。可按公式求总水头；） 。可按公式求总水头； / / “ “ （ （6 6 , , 6 6 ） ） ; ;; ““ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 矿业工程师实务全书矿业工程师实务全书 ）选泵及求泵的电机功率。目前有六种砂系可以供选择，它们的使用条件如下）选泵及求泵的电机功率。目前有六种砂系可以供选择，它们的使用条件如下 ““ 型砂泵；用以输送尾砂浆，最大输送浓度为型砂泵；用以输送尾砂浆，最大输送浓度为 ,; D ;D） ，再根据赫德斯托姆数按图 ） ，再根据赫德斯托姆数按图 0 0 的曲线查出临界雷诺数（的曲线查出临界雷诺数（EDED）） F F * ’ ; ,6 5 ; * ’ ; , 5 5 9 2 6 4 .-; 9 2 6 4 . 时（时（ 为开采深度，为开采深度， ; ; 为开采宽度） ，在坚硬弹性矿石条件下。盘区矿柱承受为开采宽度） ，在坚硬弹性矿石条件下。盘区矿柱承受 .1 4 01.1 4 01的覆岩重量；在软弱的覆岩重量；在软弱 塑性矿石时，承受塑性矿石时，承受 66 4 7666 4 76。盘区内的支撑矿柱，作为柔性矿柱承受其余覆岩重量。。盘区内的支撑矿柱，作为柔性矿柱承受其余覆岩重量。 随回采工作的推进，支撑矿柱呈塑性变形而破坏，冒落后充填采空区。这种应力转移方随回采工作的推进，支撑矿柱呈塑性变形而破坏，冒落后充填采空区。这种应力转移方 法，是利用压力供原理，为近年出现的控制顶板应力的新技术。法，是利用压力供原理，为近年出现的控制顶板应力的新技术。 我国锡矿山矿务局南矿的生产实践证明，形成压力供后进行回采，矿房顶板压力降我国锡矿山矿务局南矿的生产实践证明，形成压力供后进行回采，矿房顶板压力降 低，回采顺利，该矿七阶段低，回采顺利，该矿七阶段 3 353 35 采场大冒落后，相邻的采场大冒落后，相邻的 7 4 717 4 71 采场地压活动剧烈，采场地压活动剧烈， 回采很困难。在回采很困难。在 06 4 606 4 6 采场回采冒落后，采场回采冒落后，7 4 77 4 7 采场压明显降低，使回采又变得顺利。采场压明显降低，使回采又变得顺利。 这是因为两侧采冒落后，应力集中区由这是因为两侧采冒落后，应力集中区由 7 4 77 4 7 采场转移到采场转移到 06 4 606 4 6 采场的外侧矿柱上，采场的外侧矿柱上， 形成一个大压力拱，中间采场处于应力降低内。形成一个大压力拱，中间采场处于应力降低内。 ,- ,- 第三篇地下开采工程技术第三篇地下开采工程技术 有限元数值模拟分析表明当顶板岩石的刚度与矿柱矿石的刚度相近或大于矿柱矿石有限元数值模拟分析表明当顶板岩石的刚度与矿柱矿石的刚度相近或大于矿柱矿石 刚度时，只要矿房矿柱参数选取适当，便能形成压力供，当矿体厚度较大，支承矿柱宽刚度时，只要矿房矿柱参数选取适当，便能形成压力供，当矿体厚度较大，支承矿柱宽 高比小时，便容易形成压力拱；当顶板为层状产出，支撑矿柱变形较大，顶板发生离层高比小时，便容易形成压力拱；当顶板为层状产出，支撑矿柱变形较大，顶板发生离层 现象，也极易形成压力拱；应用人工胶结矿柱，其刚度远较矿石的刚度低，会使顶板应现象，也极易形成压力拱；应用人工胶结矿柱，其刚度远较矿石的刚度低，会使顶板应 力能很好地转移而形成压力拱。因此，形成压力拱是有条件的，只有具备上述必要的条力能很好地转移而形成压力拱。因此，形成压力拱是有条件的，只有具备上述必要的条 件时。就能形成压力拱。件时。就能形成压力拱。 美国白松铜矿是一个埋深较大（美国白松铜矿是一个埋深较大（““）的缓倾斜矿体。随采深增加，矿柱规格加）的缓倾斜矿体。随采深增加，矿柱规格加 大，使普通房柱法的矿石回收率逐渐降低。在采深大，使普通房柱法的矿石回收率逐渐降低。在采深 “ 0;（（“ ,,“ ,,） ，但仍未达到岩芯破坏强度极限、软充填料包围的石英岩芯试件） ，但仍未达到岩芯破坏强度极限、软充填料包围的石英岩芯试件 “ “ 第三篇地下开采工程技术第三篇地下开采工程技术 强度与没有侧限压力作用的岩芯强度几乎一样，但它还是对岩芯破坏提供了一定的阻强度与没有侧限压力作用的岩芯强度几乎一样，但它还是对岩芯破坏提供了一定的阻 力，约束了岩芯的侧向变形，使岩芯有较大的残余强度，后者达破坏强度的力，约束了岩芯的侧向变形，使岩芯有较大的残余强度，后者达破坏强度的 ““。。 布莱特认为充填体施加给矿柱的横向约束力布莱特认为充填体施加给矿柱的横向约束力 为 为 “ “ ““ （ （ ） （） （ ） ） ; 一侧，即矿体一例，顶板应力一侧，即矿体一例，顶板应力 11“ “为 为 *--9 ; *--。而在厚矿体中，充填体内垂。而在厚矿体中，充填体内垂 宜应力仅为原岩垂宜应力值的宜应力仅为原岩垂宜应力值的 8ABC）在加拿大矿山对充填体内应力测）在加拿大矿山对充填体内应力测 量结果也说明，在矿体最薄处应力值高，矿体厚度较大的中央部位充填体压力为量结果也说明，在矿体最薄处应力值高，矿体厚度较大的中央部位充填体压力为 -D E-D E ; -D EF“; -D EF“，而在边缘最薄处则达，而在边缘最薄处则达 *D F“*D F“。。 锡矿山锑矿应用尾砂充填矿房胶结充填矿柱，顺利地采出河床下部的矿体，用尾砂锡矿山锑矿应用尾砂充填矿房胶结充填矿柱，顺利地采出河床下部的矿体，用尾砂 充填采空区，有效地控制了大面积地压再次发生，湘西金矿采用制给充填法回采经倾斜充填采空区，有效地控制了大面积地压再次发生，湘西金矿采用制给充填法回采经倾斜 极薄矿体，由于充填体的作用，限制了地表移动和塌陷。保护了地表建筑物和河流。这极薄矿体，由于充填体的作用，限制了地表移动和塌陷。保护了地表建筑物和河流。这 些实例说明，充填对提高岩体稳定性的力学作用。些实例说明，充填对提高岩体稳定性的力学作用。 789 789 ““ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 第三篇地下开采工程技术第三篇地下开采工程技术 第四节崩落采矿法地压控制第四节崩落采矿法地压控制 一、单层崩落采矿法地压控制一、单层崩落采矿法地压控制 （一）概述（一）概述 开采水平或缓倾斜顶板岩层不够稳定的薄矿体时，多采用单层崩落采矿法。该方法开采水平或缓倾斜顶板岩层不够稳定的薄矿体时，多采用单层崩落采矿法。该方法 管理顶板的特点是随回采工作面向前推进，周期地切断直接顶板。山崩落的顶板岩石充管理顶板的特点是随回采工作面向前推进，周期地切断直接顶板。山崩落的顶板岩石充 填采空区，以保证回采工作面附近矿岩的稳定。放顶后，作用在工作面上方顶板岩层上填采空区，以保证回采工作面附近矿岩的稳定。放顶后，作用在工作面上方顶板岩层上 的压力，以及崩落岩石上方的压力呈波状分布。的压力，以及崩落岩石上方的压力呈波状分布。 随回采工作面向前推进，顶板岩层中压力波亦向前移动。在回采工作空间前后方顶随回采工作面向前推进，顶板岩层中压力波亦向前移动。在回采工作空间前后方顶 板岩层中形成应力降低区（板岩层中形成应力降低区（ ） ；应力升高区（ ） ；应力升高区（“ “）和原岩应力区（ ）和原岩应力区（ ） 。应力升高区 ） 。应力升高区 的应力值与分布范围决定平顶板岩层岩石的力学性质、顶板管理方法、开采深度等。实的应力值与分布范围决定平顶板岩层岩石的力学性质、顶板管理方法、开采深度等。实 验室及现场观测证明，顶板岩层岩石强度的大，开采深度越深，其应力峰值亦越高。验室及现场观测证明，顶板岩层岩石强度的大，开采深度越深，其应力峰值亦越高。 （二）合理确定最大悬顶授距（二）合理确定最大悬顶授距 应用单层崩落法采矿时，为使工作面附近有一个安全地段，应根据顶板岩石的力学应用单层崩落法采矿时，为使工作面附近有一个安全地段，应根据顶板岩石的力学 性质，正确选取最大悬顶距性质，正确选取最大悬顶距 。悬顶里。悬顶里 等于控顶距（等于控顶距（ ）和放顶距（ ）和放顶距（“ “） （图） （图 ;时，效果很好，但下雪天气，不宜时，效果很好，但下雪天气，不宜 采”用。采”用。 “ “）热风解冻，用管子向解冻库房通蒸汽）热风解冻，用管子向解冻库房通蒸汽 , , 小时，可解小时，可解 ,78894;）矿也成功地采用分段崩落法）矿也成功地采用分段崩落法 开来有自然性的矿体。对于某些已发火或有严重发火倾向的矿区，采取预防性灌浆的崩开来有自然性的矿体。对于某些已发火或有严重发火倾向的矿区，采取预防性灌浆的崩 落法 也是可行的，这种办法在苏联乌拉尔各硫化矿山用得很成功。落法 也是可行的，这种办法在苏联乌拉尔各硫化矿山用得很成功。 充填采矿法（水破充填、尾砂充填成结胶充填）由于矿石损失小，坑木消耗低，顶充填采矿法（水破充填、尾砂充填成结胶充填）由于矿石损失小，坑木消耗低，顶 板及回岩不崩落，来空区漏少，充填的惰性材料包围了遗留的矿石，减少了氧化自燃的板及回岩不崩落，来空区漏少，充填的惰性材料包围了遗留的矿石，减少了氧化自燃的 机 会，且部分热量可被充填时的排泄水带走，因而其防火性能较好，是一种有效的预机 会，且部分热量可被充填时的排泄水带走，因而其防火性能较好，是一种有效的预 防、控制、隔离地下火灾的最佳的采矿方法，特别适用于大范围或燃烧已久的火灾矿防、控制、隔离地下火灾的最佳的采矿方法，特别适用于大范围或燃烧已久的火灾矿 山。但是，由于充填工序繁多，经济效果不尽理想。如湘潭锰矿过去用壁式崩落法开山。但是，由于充填工序繁多，经济效果不尽理想。如湘潭锰矿过去用壁式崩落法开 采，为了解决顶 板炭质页岩自燃发火问题，改用壁式水砂充填法开采，对防止顶板炭采，为了解决顶 板炭质页岩自燃发火问题，改用壁式水砂充填法开采，对防止顶板炭 质页岩自燃虽有改 善，但却增加了成本。质页岩自燃虽有改 善，但却增加了成本。 （三）回采工艺（三）回采工艺 开采有自燃发火倾向的矿床，要从回采工艺、采掘机械化等方面努力提高采矿强开采有自燃发火倾向的矿床，要从回采工艺、采掘机械化等方面努力提高采矿强 度，按“三强”原则来组织生产。度，按“三强”原则来组织生产。 在有自然倾向的硫化矿床开采中，爆破安全是一个特别值得注意的问题。其中有高在有自然倾向的硫化矿床开采中，爆破安全是一个特别值得注意的问题。其中有高 “ “ 第三篇地下开采工程技术第三篇地下开采工程技术 温 采区的爆破问题，有防止炸药自爆的问题和防止硫化矿粉尘的爆炸问题。温 采区的爆破问题，有防止炸药自爆的问题和防止硫化矿粉尘的爆炸问题。 “ “;。加拿大一钾盐矿开采深度在。加拿大一钾盐矿开采深度在 。井下温度。井下温度 升高影响工人劳动正常热交换的进行。根据井下温度对劳动生产率影响研究得知，井下升高影响工人劳动正常热交换的进行。根据井下温度对劳动生产率影响研究得知，井下 “ “ 矿业工程师实务全书矿业工程师实务全书 空气湿球温度提高一度会使劳动生产率降低空气湿球温度提高一度会使劳动生产率降低 ““。不仅如此，工人长期在高温环境中。不仅如此，工人长期在高温环境中 工作会因高温而导致的疾病，如热痉挛、热疲劳、热辐射病等。因此，工作条件恶化，工作会因高温而导致的疾病，如热痉挛、热疲劳、热辐射病等。因此，工作条件恶化， 劳动生产率降低，职业病威胁是深部开采所面临的一个新的严重问题。劳动生产率降低，职业病威胁是深部开采所面临的一个新的严重问题。 （（ ）随着开采深度增加，提升、排水的能力及供凤、供水的压力变化，对深部开采）随着开采深度增加，提升、排水的能力及供凤、供水的压力变化，对深部开采 的生产能力将会产生极大的影响。的生产能力将会产生极大的影响。 （（ ）为改善岩层控制、井下工作环境、保证矿山必要的生产能力；深部开采的单位）为改善岩层控制、井下工作环境、保证矿山必要的生产能力；深部开采的单位 投入要比在浅部开采时为多，这无疑会影响矿山的经济效益。投入要比在浅部开采时为多，这无疑会影响矿山的经济效益。 二、开采深度分类二、开采深度分类 根据开采工作转向深部面临的问题，开采深度可分为以下几类根据开采工作转向深部面临的问题，开采深度可分为以下几类 （（ ）开采深度小于）开采深度小于 ““;7，也主要采用充填法开采。，也主要采用充填法开采。 五、岩爆的预防五、岩爆的预防 （一）岩爆特点及影响岩爆发生因素（一）岩爆特点及影响岩爆发生因素 深部开采所面临的最大问题是随开采深度加大，地压活动及强烈程度增大，并表现深部开采所面临的最大问题是随开采深度加大，地压活动及强烈程度增大，并表现 出具有瞬间释放大量能量的特点。地下开挖空硐遭到破坏，并伴有震动与响声，不仅在出具有瞬间释放大量能量的特点。地下开挖空硐遭到破坏，并伴有震动与响声，不仅在 并下感到震动，而且在地表亦能感到。所释放能量相当里氏地震并下感到震动，而且在地表亦能感到。所释放能量相当里氏地震 级以上。小者可使巷级以上。小者可使巷 道顶板岩石以很高速度弹出 弹射。但应指出，不是所有深部开采矿山都会发生署爆道顶板岩石以很高速度弹出 弹射。但应指出，不是所有深部开采矿山都会发生署爆 （或冲击地压） 。发生岩爆是有条件的，从目前发生岩煤矿山资料分析认为，岩爆是自然（或冲击地压） 。发生岩爆是有条件的，从目前发生岩煤矿山资料分析认为，岩爆是自然 地质条件与采矿技术条仲，按一定方式组合的结果下发生的。引起岩爆等级的大小及特地质条件与采矿技术条仲，按一定方式组合的结果下发生的。引起岩爆等级的大小及特 征与回采空间形状、规模、矿岩的物理力学性质有关。可以能量释放速度做为度量岩用征与回采空间形状、规模、矿岩的物理力学性质有关。可以能量释放速度做为度量岩用 程度的指标。如采矿所引起的能量释放这在大于岩体破坏所消耗能量的速度，则将发生程度的指标。如采矿所引起的能量释放这在大于岩体破坏所消耗能量的速度，则将发生 岩爆或其他猛烈破坏。岩爆发生次数随开采深度增加及支撑面积的减少而增加。岩爆或其他猛烈破坏。岩爆发生次数随开采深度增加及支撑面积的减少而增加。 根据发生岩爆矿山资料分析及理论研究认为，发生岩爆原因主要是应力及开采过程根据发生岩爆矿山资料分析及理论研究认为，发生岩爆原因主要是应力及开采过程 引起的能量变化。影响岩爆发生因素有引起的能量变化。影响岩爆发生因素有 （（. .）矿岩物理力学性质，凡所开采矿石及围岩具有二类岩石变形特征者，便有可能）矿岩物理力学性质，凡所开采矿石及围岩具有二类岩石变形特征者，便有可能 “ “ 矿业工程师实务全书矿业工程师实务全书 发生署爆。发生署爆。 （（ ）原岩应力高或者说开采深度大，因为原岩应力随深度增大而增大。因此在深度）原岩应力高或者说开采深度大，因为原岩应力随深度增大而增大。因此在深度 大的地方受采动影响的矿岩将承受高的应力作用。根据弹性理论，物体在力场作用下发大的地方受采动影响的矿岩将承受高的应力作用。根据弹性理论，物体在力场作用下发 生体积变形与形状变形，在变形过程中所蓄积的弹性应变能超过该岩石破坏时所消耗的生体积变形与形状变形，在变形过程中所蓄积的弹性应变能超过该岩石破坏时所消耗的 能量，则多余能量瞬时释放。能量，则多余能量瞬时释放。 （（“ “）地质构造影响。根据原岩应力量测资料已知，在地质构造附近原岩应力会发生）地质构造影响。根据原岩应力量测资料已知，在地质构造附近原岩应力会发生 突变，引起应力集中导致岩爆发生。从国内外矿山发生岩爆的事例可证明，我国天池煤突变，引起应力集中导致岩爆发生。从国内外矿山发生岩爆的事例可证明，我国天池煤 矿岩爆发生于地质构造带共矿岩爆发生于地质构造带共 次，其中有次，其中有 次发生于背斜构造带，占次发生于背斜构造带，占 ;等子体。这些固体微粒一部分很快与矿上结合形成放 等子体。这些固体微粒一部分很快与矿上结合形成放 射性气溶胶。氡及其子体在矿井空气中，浓度防空气在井下经过的路程和停留时间而迅射性气溶胶。氡及其子体在矿井空气中，浓度防空气在井下经过的路程和停留时间而迅 速增长。速增长。’ * -01。。 （（- -）铀矿中氡的来源。铀矿中的氡主要来自含铀矿岩石的暴露表面、地下堆积的铀）铀矿中氡的来源。铀矿中的氡主要来自含铀矿岩石的暴露表面、地下堆积的铀 矿石、采空区或崩落体、充填料和矿井水。各种来源占的比例大小随采矿方法、开采深矿石、采空区或崩落体、充填料和矿井水。各种来源占的比例大小随采矿方法、开采深 度、通风条件而不同。度、通风条件而不同。 铀矿山通风设计所用的氡析出量一般通过实测确定。铀矿山通风设计所用的氡析出量一般通过实测确定。 ““ ““ 第三篇地下开采工程技术第三篇地下开采工程技术 采场氡及其子体主要来自入风污染、围岩和矿堆析出。采场实测数据。采场氡及其子体主要来自入风污染、围岩和矿堆析出。采场实测数据。 （（ ）氡析出率。氡析出率）氡析出率。氡析出率 是从介质表面单位面积、单位时间析出的氡量。其影响 是从介质表面单位面积、单位时间析出的氡量。其影响 因素主要是介质的性质、结构、铀含量和通风状况等。为了工程使用方便，引入当量氡因素主要是介质的性质、结构、铀含量和通风状况等。为了工程使用方便，引入当量氡 析出率析出率 ，即将铀品位（ ，即将铀品位（““）折算到）折算到 铀、镭平衡系数铀、镭平衡系数 折算到 折算到 时的氡析出量。时的氡析出量。 “ “ ， ， ’ ’ ** 一般认为，对一定的介质、一定的通风条件，一般认为，对一定的介质、一定的通风条件， ’ ’ 是一个常数。但实测数据变化较大其 是一个常数。但实测数据变化较大其 主要影响因素是风量和风压及温度等。考虑到实测数据的统计误差，经回归分析提出建主要影响因素是风量和风压及温度等。考虑到实测数据的统计误差，经回归分析提出建 议值，供通风计算时参考。议值，供通风计算时参考。 破碎矿岩氧析出能力破碎矿岩氧析出能力 比未破碎的大得多，主要决定于矿岩的粒度、厚度、密度 比未破碎的大得多，主要决定于矿岩的粒度、厚度、密度 和空气的渗流作用。破碎矿石和充填料氧析出能力实测数据。和空气的渗流作用。破碎矿石和充填料氧析出能力实测数据。 氡析出率测定方法和计算公式。氡析出率测定方法和计算公式。 测得氡析出率后，氡析出量按公式计算。测得氡析出率后，氡析出量按公式计算。 尾砂射气能力尾砂射气能力“ “实测如下 实测如下 尾砂类型未分级尾砂分级尾砂放结尾砂尾砂类型未分级尾砂分级尾砂放结尾砂 射气能力（射气能力（*,-*,-. .））/0 1 0 /0 2 1 30 2.0 2 1 0 /0 1 0 /0 2 1 30 2.0 2 1 0 二、铀矿开采中的放射性物探工作二、铀矿开采中的放射性物探工作 铀矿开采中，肉眼不易区分矿，可以利用放射性物探方法圈定矿体，确定品位，检铀矿开采中，肉眼不易区分矿，可以利用放射性物探方法圈定矿体，确定品位，检 查和分选矿石。查和分选矿石。 （一）辐射取样的编录（一）辐射取样的编录 辐射取样和编录的任务是在采掘暴露矿岩表面进行放射性测量，确定矿体厚度、品辐射取样和编录的任务是在采掘暴露矿岩表面进行放射性测量，确定矿体厚度、品 位，圈定矿体边界，指导采掘工作，计算储量和损失、贫化。辐射取样分为位，圈定矿体边界，指导采掘工作，计算储量和损失、贫化。辐射取样分为 取样， 取样， 能谱取样，能谱取样， 4 4“ “综合取样，皆属于定量测量，而编录属于半定量测量，只作 综合取样，皆属于定量测量，而编录属于半定量测量，只作 值图或 值图或 品位等值图。品位等值图。 取样和编录采用两种方法带铅屏和不带铅屏二次测量差值法；自动消除干扰一 取样和编录采用两种方法带铅屏和不带铅屏二次测量差值法；自动消除干扰一 次测量定向法。矿体厚度的确定，采用次测量定向法。矿体厚度的确定，采用 最大强度法和给定强度法。给定强度最大强度法和给定强度法。给定强度 值 值