现代矿山空场采矿技术.pdf

“ “ “ “ 第三篇 现代矿山空场采矿技术 第一章现代矿山全面采矿技术 全面采矿法回采单元的划分比较灵活。对水平和微倾斜矿体 （倾角小于 “） ， 将井田 划分为盘区后， 可按盘区全宽作工作面沿其长轴方向全面推进。此时盘区的宽度， 可按 所采用的设备来定 用自行设备运搬， 取 ““ ““； 用电耙设备运搬， 取 “ ’“。盘 区间保留 ’“ ’ 至 “ “ 的矿柱。缓倾斜矿体的井田划为阶段后再划分规则矿块， 有时甚至再将矿块沿倾向划作分段， 或沿走向划分小区间。 现以划分规则矿块， 使用浅孔落矿、 电耙运搬的普通全面法作为典型方案进行介绍。 第一节普通全面法方案 此方案目前在我国一些呈层状、 似层状、 扁平透镜状体态的铜矿、 锡金矿、 磷矿等矿 山应用较为普遍。 一、 结构和参数 缓倾斜矿体按 ’ “ 垂高划分阶段， 阶段斜长保持 “ *“， 阶段之间保留 厚的顶柱和底柱， 其结构如图 ’ ’ 所示。 沿走向每隔 “ *“ 划分矿块， 留矿块间柱。采场承受面积一般可达 ’“““ “““； 当承受面积超大时应留不规则矿柱。 如果矿体底板起伏较大， 或由于矿体内品位不匀， 不宜按承受面积划分矿块， 则可再 在矿块内划分区间。区间可沿矿块长度上划分， 也可沿矿块长度和倾斜方向同时划分， ’’ 第一章现代矿山全面采矿技术 在区间周围留设矿柱。 图 “ “ 全面采矿法 运输巷道； 支撑矿柱； 电耙绞车 二、 采切工作 全面采矿法的采准切割工作， 可分脉外与脉内两种形式。阶段回采作业点多， 取用 脉外布置， 作业点少或利用原有探巷， 或则布置在脉内。采准和切割工作的内容包括 掘 进阶段运输平巷、 切割上山、 切割平巷， 矿石溜子、 电耙绞车硐室及行人联络道等。 阶段运输巷道布在脉外时， 要加开放矿溜井， 与切割平巷连通。放矿溜并的间距， 用 移动式电耙出矿取 ’； 用固定式电耙绞车， 取 ’。阶段运输巷道布在脉内 时， 沿底柱每隔 ’ 布置一个矿石溜子， 溜子上部刷大成切割平巷， 作为回采的自由 面。对应溜井或矿石溜子在运巷的另一侧开掘电耙绞车硐室。 切割上山开在矿块的边界， 从切割平巷掘至上部回风平巷， 以此作为上下阶段的联 络道及回采起始工作面。间或也可利用探矿天并作切割天井， 开在矿块中央。在间柱内 自下向上每隔 ’ 开掘行人联络道， 随工作面推进， 顶柱内隔一定距离也开联络道， 以提供回采时的通风和人员安全出口。 当用前进式回采顺序时， 阶段运输巷道的采准工作应超前于回采工作面 ’。 三、 回采工作 矿块的回采顺序可采用前进式或后退式。阶段之间， 从限制地压的发展出发， 宜将 上下阶段的采场作错开布置。矿块内以切割上山作分界可以向一侧或两侧展开。每一 第三篇现代矿山空场采矿技术 侧工作面可以布成直线长工作面， 或沿阶段斜长布成 “ 个梯段工作面， 布成梯段工作 面时， 下部梯段应超前于上部梯段 “ ， 这样各梯段工作面平行作业时， 工作可互不干 扰。 根据矿体顶板的稳固程度以及矿石的节理方向， 工作面推进方向可以由沿走向改成 逆倾斜或顺倾斜， 后者常成扇形工作面推移。 全面采矿法一般作单层回采， 采 以下厚的矿体 当厚度超大时， 宜改作正台阶分 层回采， 分层高度取 “ ， 上分层比下分层超前 “ ’， 以利于必要时进行锚杆护顶 （图 ） 。 图 下向台阶工作面回采 落矿采用浅孔凿岩爆破， 孔深 ’ “ 。要注意防止炮孔穿破顶底板， 以保证回采 工作面的安全和减少矿石贫化。 矿石运搬方式由矿体的厚度与倾角大小来决定。当矿体厚度较小， 倾角较大时， 一 般用一段电耙运搬。电耙绞车安在阶段运输平巷的一侧， 也可安在切割平巷或间柱的联 络道内。当矿体的厚度较大， 倾角很小时， 可改用无轨自行设备运搬， 甚至采用装矿机和 自卸汽车配套运行。 采场的顶板管理， 视顶板围岩的稳固情况而定。可在采场内留设形状不规则的夹石 柱或贫矿柱， 必要时也可留设矿柱。留柱的位置既要保持单独的支撑面积， 又要尽量让 电耙运行不受阻拦。矿柱的尺寸取决于顶底板的岩石性质、 矿石性质、 矿体厚度及赋存 深度等因素。一般圆形矿柱的直径为 “ ， 间距取 * “ 。除上述方法外， 还可以采 用以下的人工措施 ’ 砌筑混凝土垛或废石垛， 混凝土垛由预制混凝土块砌成， 回采时根据需要砌成方 形或圆形， 回采结束后争取回收一部分。废石垛选采下的废石围砌， 成本低， 但费工。 ’ 使用锚杆。可用 ’* “ ’ 长的楔缝式锚杆或砂浆锚杆， 网度保持 ’* , ’* “ ’ , ’。安装锚杆的工作量比砌筑混凝土垛或废石垛的工作量少， 且有利于采场的 矿石运搬。 为加强顶板管理， 在回采过程中必须切实做好顶板的安全检查工作， 并确定专人经 常检查处理顶板及两帮的松石， 发现顶板有漏水等异常现象， 应先打探眼， 探明情况采取 第一章现代矿山全面采矿技术 措施后， 方可继续作业。 全面法空场面积较大， 为使新鲜风流比较集中的进入工作面， 离工作面较远的联络 道， 应及时加以封闭。 第二节留矿全面法方案 一些矿山， 根据普通全面法存在的空间幅面大、 顶板有松石冒落危险、 工作面落矿与 运搬干扰、 以及矿石爆堆分散难以清理等特点， 研究使用了留矿全面法。这种方法实质 上是全面法与留矿法的结合型式， 如图 “ “ 。 矿块纵向作逆倾向布置， 其长度即阶段斜长取 ’ （阶段高度 ’） 。工作 面平行向上推进， 采下矿石部分原地留积， 多余部分由安在矿房下部端界处的电耙运走 （电耙超出有效运距后， 电耙绞车相应上移） ， 随着工作面向上推移， 留不规则矿柱支撑顶 板； 等矿房全部采完后电耙即可大量出矿。 图 “ “ 新冶铜矿留矿全面法 运输平巷； 联络巷； 电耙绞车硐室； 矿柱； *矿石溜子； 电耙绞车； 天井； ,底柱 * 第三篇现代矿山空场采矿技术 第三节评价 全面采矿法是一种结构简单、 工作面宽敞， 采场支护灵活的空场采矿法， 在地下采矿 方法中目前产量比重约占 “。 一、 优点 “ 回采工艺简单， 适应性强， 随工作条件变化， 可相应改变矿块结构参数； “ 采准和切割工作量小； “ 在严格通风管理的条件下通风良好； ’“ 生产率较高， 采矿成本较低； “ 废石可以选别利用， 贫化不大。 二、 缺点 “ 需留矿石矿柱且又不回采时， 矿石损失较大 （最大可达 以上） ； “ 采场顶板暴露面较大， 要求严格进行管理， 否则不利安全； “ 采场工作面大、 爆堆难以集中， 影响电耙的耙运效率。 从发展意义上考虑， 全面采矿法有赖于改用无轨采装运设备， 并应对留矿全面法电 耙出矿的底部结构进行简化， 采贵重、 高价矿石时， 则应寻求用机械化施工的人工支撑法 来取代留矿石矿柱。 第四节适用条件与主要技术经济指标 一、 适用条件 “ 顶板围岩必须稳固， 最小允许暴露面积应在 *以上， 矿石和底板围岩 也要求在中稳以上； “ 矿体为水平或缓倾斜， 倾角一般； 第一章现代矿山全面采矿技术 “ 矿体厚度在 以下， 最好是开采 ’“ 厚的矿体； “ 矿体产状要求比较稳定； “ 允许采矿石品位分布不匀或带有废石夹层的矿体。 二、 主要技术经济指标 我国部分使用全面采矿法的矿山所达到的主要技术经济指标， 如表 ’ ’ 所示。 表 ’ ’全面采矿法主要技术经济指标 指标项目 普通全面法留矿全面法 矿山名称 松树脚矿车江铜矿巴里锡矿新冶铜矿彭县铜矿香花岭锡矿 矿块生产能力 （*,）- .-/- 0-- 0-- -0- 采掘比 （1*）/ ’0’-2’“2“.’ 损失率 （3）’ 2- /0 ’/ .’.“2’’ 2 贫化率 （3）0 ’’0 2-4 ’’.“20“2.’ - 掌子面工班效率 （*）“ “-. ’-’- ’’-“2’2“- 每 * 矿 石 材 料 消 耗 炸药 （15） -“-“2. -“-“’ -“/-“-“’-“ -“/ 雷管 （个）-“2 -“/-“. -“0-“’ -“/-“--“0-“ -“ 导火线 （）-“ -“/.-“.- ’“/2-“.2 ’“-’“-“. ’“2 钎子钢 （15） -“-’ -“-2-“-.-“-/ -“-0-“--“-2 -“-2 合金片 （5）-“-’ -“-2-“/2 ’“-“- -“-.’“02“--“. ’“’ （个）（个） 坑木 （） -“--’’-“-- -“---.-“---. -“--2.-“---“---2-“---.-“---’/ /’ 第三篇现代矿山空场采矿技术 第二章现代矿山房柱采矿技术 房柱采矿法也是用来开采水平和缓倾斜矿体， 但它的适用范围比全面采矿法广泛。 房柱采矿法在划分回采单元的基础上， 将矿房与矿柱作规则交替布置。第一步先采矿 房， 留下规则的连续条带矿柱或不连续矿柱维护采空区顶板。这些矿柱一般不予回收， 仅当矿石贵重或品位较高， 为提高回采单元的综合技术经济指标， 才可考虑在后阶段进 行部分或全部回收。回收矿柱一定要结合采空区处理一起进行。 房柱采矿法的可采厚度可以达到厚与极厚。由于矿房敞空、 空间范围大， 为采用大 型设备作业提供了条件。它是一种劳动生产率比较高的采矿方法， 在国内外金属和化工 矿山都占有相当大的比重。 根据目前我国多数金属矿山的生产条件， 采缓倾斜矿体的运搬方式主要仍用电耙。 所以依据落矿方式及运搬方法， 房柱采矿法可以分为浅孔落矿和中深孔落矿两种方案。 当矿体厚大， 有条件采用大型设备作业时， 也可采用无轨刀采方案。无轨开采方案在国 外应用很广， 反映了房柱法今后的发展方向。 第一节浅孔落矿房柱法方案 此方案目前在我国一些似层状或透镜状的锑矿、 汞矿、 铁矿、 磷矿等矿山应用较多 （图 “ “ ） 。 一、 采区布置与结构参数 缓倾斜矿体的井田划分阶段后， 再在阶段内沿走向划分采区。采区是独立的回采单 第二章现代矿山房柱采矿技术 元， 具有单独的运输和通风系统。采区范围较大， 采区内又沿走向划分成 “ 个矿块 （多时可达 “ 个， 少时也有 ’ “ 个） ， 以矿块作回采工作面。每个矿块都具有单独的 矿房和相应的矿柱。在采区之间留设连续条带矿柱。水平或微倾斜矿体的井田划分盘 区后， 再由盘区划分采区， 此时盘区宽度可取 “ 至 * （法国洛林矿区） 。 图 ’ 浅孔房柱采矿法 运输巷道； 放矿溜井； ’切割平巷； 电耙硐室； 上山； ,联络平巷； 矿柱； 电耙绞车； -凿岩机； 炮孔 矿块内矿房的长轴有可能依据运搬方式和矿体的倾角布成沿矿体走向、 沿倾斜或沿 伪倾斜方向。我国大多数金属矿山的矿房长轴都沿倾斜布置。矿房长度也即为阶段斜 长。 根据上述布置， 本方案应确定的主要结构参数为 阶段高度 （或阶段斜长） ， 采区长 度、 矿房宽度、 矿柱宽度、 阶段间矿柱厚度以及采区间条带矿柱宽度。 阶段斜长依电耙有效耙运距离， 取 “ ,*， 矿体倾角大时取大值， 采区长度依据采 区间条带矿柱 （隔离矿柱） 的安全跨度及采区的生产能力， 取 “ *； 每个采区内应考 虑有不少于 “ 个回采矿房和 个以上正在采准与切割的矿房。 矿房宽度主要取决于顶板围岩的允许暴露跨度， 并与矿体的厚度、 倾角以及回采设 备所需的工作空间大小有关， 一般取 “ *。当留下的矿柱以后不回采时， 应尽可能按 第三篇现代矿山空场采矿技术 顶板围岩允许暴露的最大跨度来考虑。 矿房间规则矿柱的直径或宽度， 取决于矿柱本身的强度及作用在矿柱上的载荷大 小， 并与其以后是否回采有关。目前多数矿山仍沿用经验法来设计， 即参考类似矿山的 经验值， 通过生产验证， 确定出符合实际条件的最优值。一般矿柱宽度取 “ ， 间距取 “ 。薄矿体顶板稳固性好时， 矿柱的边长或直径取 “ ， 间距取 ’ “ 。 阶段间矿柱厚度常取 。采区间连续条带矿柱宽度一般取 * “ ， 薄矿体时取 “ *， 并随开采深度加大取大值。 二、 采切工作 房柱采矿法采区采出矿量大， 阶段运输巷道常布在下盘脉外。脉外布置采准， 对于 保持运输巷道平直、 提高运输能力、 加强采区的通风管理以及简化后阶段矿柱回采都是 十分有利的。 本方案的采准和切割工作有 在下盘脉外掘进阶段运输平巷 ’； 由其一侧向每个矿房 的中心线位置掘进放矿溜并 ； 对应放矿溜井在矿房下部阶段矿柱内开掘电耙绞车硐室 *； 沿矿房中心线并紧贴底板掘进上山 ， 作为行人、 通风及运搬设备材料的通道， 回采时 就以此作为自由面， 上山末端用联络平巷 联通， 此联络平巷又作为回风平巷使用， 当矿 体厚度较大时开向靠近顶板， 与上山之间采用短天井连接， 在矿房下部边界处掘进切割 平巷 ， 作为矿房下部起采自由面及相邻矿房间的通道。 三、 回采工作 矿房的回采方式， 随矿体的厚度不同而不同。矿体厚度小于 , “ 时， 整层回采， 一次采完全厚， 厚度大于 , “ 时， 以 , 高为一分层， 分层回采。最下一层为拉底 层， 以上逐个分层挑顶。用浅孔挑顶的房柱法回采最大厚度不宜超过 ’， 且要求顶板 围岩很稳固。否则， 采空区高度过大， 顶板不易检查， 松石也不便处理。 拉底从切割平巷与上山交口处开始， 自下而上逆倾斜推进。拉底层高度取 , “ 。拉底工作面布成直线形或阶梯形， 孔深 ,* “ 。随拉底工作面向上推进， 按规定 尺寸和间距切出矿房两侧的规则矿柱。整个矿房底面应一次拉完。 挑顶是在拉底工作全部完成后开始， 共顺序也是从下向上。矿体厚度在 以内， 采 用 -./ 0 * 型凿岩机向上一次挑完， 孔深 左右， 做到不损顶板； 当矿体厚度为 “ ’ 时， 改用上向梯段工作面分层挑顶， 每分层高 ,， 工人须站在留矿堆上作业。留 矿堆前端作为凿岩工作台， 后端配合用电耙出矿。 为使挑顶工作接近顶板时， 不破坏顶板的完整性， 又不丢损矿石， 对靠近顶板的炮 1’ 第二章现代矿山房柱采矿技术 孔， 应尽量取与顶板平行， 并切实做好爆后的松石清理。 爆破之后， 一般需进行半个小时左右的通风。新鲜风流由运输平巷， 经超前掘进尚 未存矿的放矿溜井进入切割平巷， 冲洗工作面后， 污风从回风平巷返回至回风井。 崩下的矿石选用 “ 或 的双卷筒或三卷筒电耙绞车， 将矿石耙至放矿溜井， 取 用的耙斗容积为 ’ ’“*。三卷筒绞车可以在不移头轮的情况下， 在较大范围内耙 运 （图 ） 。 图 三卷筒电耙绞车耙运矿石 矿柱； 滑轮； 耙斗； “钢丝绳； ,电耙绞车； -放矿溜井； .已采矿房； /采下矿石； 0待采矿石 矿房的顶板， 在正确取定矿房跨度的情况下， 只检查处理松石， 不支护； 跨度大， 可适 当使顶板形状保持拱形， 以减少与矿柱转角处的应力集中， 局部不稳固处可留矿柱护顶 层， 当顶板整体不稳固时， 原则上是不宜采用房柱采矿法， 但在特殊条件下可以使用锚杆 或锚杆加金属网支护。 四、 实例 图 为我国锡矿山锑矿在开采顶板不够稳固矿体时应用浅孔房柱法的实例。 锡矿山锑矿是我国多年应用房柱法开采的老矿山。该矿的开采技术条件是 矿体呈似层 状， 厚度一般为 *， 部分地段达 “ ,*； 倾角 1 1， 最大达 /1； 矿石稳固， 坚固性 系数 2 / ， 直接顶板为一层 ’, * 厚的页岩， 节理发育， 不够稳固， 坚固性系数 为 ,， 底板为灰岩， 稳固， 坚固性系数 /。 该矿在以往生产时， 曾采用过在直接顶板下留 * 厚的矿石作护顶层， 以保护矿房回 采时的安全。但因接近顶板处矿石品位高， 留护顶层后使矿石的回收率明显下降。遂后 采取了以下的技术措施 ’ 减少矿房跨度， 增加矿柱的密度或尺寸； - 第三篇现代矿山空场采矿技术 图 “ “ 锚杆护顶的浅孔房柱法 切割上山； 、 放矿溜井； 联络平巷； 切割平巷； ’锚杆； 主要运输平巷； 回风平巷； *电耙绞车硐室； 联络巷道 , 使用锚杆护顶； , 提高回采强度， 缩短顶板的暴露时间。 采用以上措施后， 该矿将矿房跨度缩减至 - 左右， 矿柱尺寸取 . -， 间距 -， 个 别地段顶板很差时， 改单个矿柱为连续长条矿柱。并在矿房顶板锚固金属楔缝式锚杆。 锚杆长度 ,-， 直径 --， 排距 -， 间距 ,-。锚杆穿过页岩层直接锚入到老顶岩层 内。 根据该矿实际测试， 这种锚杆在位移量为 -- 时， 可承受拉力 /， 而锚杆实际承 受载荷仅为 , 0 ,*/， 锚杆的强度是足够的。锚装时要锚杆受到大约 , 0 / 的预拉 力。顶板岩石中节理和断层较为发育地段， 要加长和加密锚杆， 必要时在锚杆外端再衬 托槽钢或金属网。 该矿使用锚杆加固经改进结果， 页岩顶板的允许暴露面， 可由不稳固时的 -增大 到 0 -， 保证了作业安全， 提高了矿石回收率。 矿块的采准、 切割布置， 回采方式及回采工艺如同典型方案。 ’ 第二章现代矿山房柱采矿技术 第二节中深孔落矿房柱法方案 随着中深孔落矿技术和锚杆护顶技术的发展运用， 房柱采矿法的适用范围进一步扩 大。目前， 国内外已对中深孔房柱法的使用， 作了较大的改进。根据国内矿山的应用， 基 本方案是崩矿人员不进入采场的电耙出矿房柱法。它有切顶中深孔和不切顶中深孔两 种。图 “ “ 所示为荆襄磷矿王集矿使用的不切顶中深孔房柱采矿珐。 该矿开采 ’ 厚的矿体， 倾角 * ,， 取阶段高度为 ， 阶段间留 - ’ 厚 的矿柱。阶段内每隔 ’ 划分采区， 采区内分成 * 个规则矿房和成列房间矿柱。矿房 的长轴和矿体倾向一致。矿房跨度为 ’*， 矿柱宽度为 *。每个矿房内， 沿矿房两侧靠 底板 （常切入底板 . ’.’） 同时布置两条上山， 利用上山进行上下联络并向矿房钻凿 上向扇形中深孔。工作面系逆倾斜推进， 随工作面的推进， 将成列的房间矿柱分割成 * / 的单个小矿柱， 作永久损失。 回采爆落的矿石， 用电耙耙向矿房下部的矿石溜井。为保证作业安全， 崩矿人员限 在上山范围内作业。 -’ 第三篇现代矿山空场采矿技术 “ 第二章现代矿山房柱采矿技术 第三节无轨开采方案简介 目前， 国外金属矿山， 特别是法国洛林铁矿区等已广泛使用无轨开采的房柱采矿法， 开采厚度可达 “ ， 效率很高。 矿体倾角近于水平， 矿石与顶底板围岩均稳固 （图 ’ ） 。 图 ’ 厚矿体无轨开采房柱法 切顶工作面； 矿柱； ’履带式钻车； 轮胎式钻车； *’前装机； “短臂电铲； , - 卡车； .锚杆； /切顶平巷 矿体以盘区为回采单元进行采准， 布置环形运输巷道， 无轨设备可以直接进入采场。 行驶履带式设备的巷道最大允许坡度为 0， 行驶轮胎式装运设备的巷道最大允许坡度 为 0 “0。 矿房回采从切顶开始， 用双机或三机凿岩台车切出 高的切顶层。矿石用 *’ 前装机卸入自卸卡车运走。在切顶同时用边界爆破技术切出矿房两侧的规则矿柱。矿 柱留成圆形， 直径 . ,， 用钢丝绳或保护网缠绕， 并加固锚杆。矿房顶板用长 * 的 水泥砂浆锚杆锚固。 在矿房下端要开掘垂直切割槽， 形成下向正台阶工作面。回采台阶时， 用履带式钻 “ 第三篇现代矿山空场采矿技术 车从切顶层往下钻凿平行深孔。爆破后矿石用 “的短臂电铲铲入自卸卡车运走。 采场尚配有安装在卡车上的液压升降台， 供检查顶板及处理松石用。 采用这种方案， 矿房的矿石回收率可以达到 ’。 第四节评价 房柱采矿法是开采水平和缓倾斜矿体最有成效的采矿方法之一。由于它的适用范 围广泛， 不仅在我国相应条件的矿山获得广泛应用； 在采矿发达的资本主义国家， 像美 国、 加拿大、 西德、 法国等都也采用得很广， 法国地下开采几乎以房柱法领先。 一、 优点 采切工作量小， 如锡矿山锑矿的采切比仅为 * *“,万 -； 回采工序与工作组织简单； 适于采用大型无轨设备， 可实现机械化开采； ’ 矿房生产能力和劳动生产率都比较高； 采用无轨自行设备作业， 采矿工效可达 *-,工班； * 工作面通风良好， 作业较为安全； . 坑木消耗少， 采矿直接成本也比较低。 二、 缺点 矿柱所占的矿量比重较大。 （单个矿柱占 * ， 连续矿柱占 ’） ， 且一般不予 回收， 矿石损失率高。 三、 发展方向 尽量减少矿柱的矿量损失。包括（） 加强顶板维护， 适当增大矿房尺寸， 相对减 少矿柱的矿量比重；（） 将连续矿柱改为间断矿柱， 或在回采矿房时酌量回收部分矿柱； （） 采用人工混凝土柱代替自然矿柱；（’） 提高开采强度， 缩短顶板暴露时间， 做到少留贮 柱等。 改进矿柱和锚杆的使用。矿柱除了尺寸需要合理选用外， 如何保全其完整性至关 重要。国外一些矿山注意对矿柱边缘采用边界爆破技术； 对留下的矿柱采用钢丝绳或保 *. 第二章现代矿山房柱采矿技术 护网缠绕， 用锚杆加固或喷射混凝土， 对于提高矿柱自身的强度有一定的作用。锚杆采 用整体锚固的水泥砂浆胶结锚杆和树脂胶结锚杆， 比金属楔缝式锚杆， 锚固力要大。 “ 采用高效率的采装运设备及与之相适应的工作面形式和作业方式。这是扩大房 柱采矿法的适用范围和提高矿房生产能力及回采强度的基础。在我国现实条件下， 宜大 力发展多种型式的中深孔房柱采矿法。 第五节适用条件与主要技术经济指标 一、 适用条件 “ 顶板围岩和矿石必须稳固； “ 矿体倾角一般小于 ’ ； “ 当采用浅孔落矿时， 厚度一般不大于 ’ *； 用深孔或无轨自行设备开采， 可采 * 以上的厚矿体； 厚度越大， 对顶板围岩的稳固性要求越高； “ 采低价矿石或贫矿石； 改变矿柱结构以后也可用来采高价矿石。 二、 主要技术经济指标 我国部分金属矿山使用房柱采矿法所达到的主要技术经济指标， 如表 , , 所 示。 表 , , 房柱采矿法主要技术经济指标 指标项目 浅孔房柱法中深孔房柱法 矿山名称 锡矿山锑矿福山铜矿泗顶铅锌矿湘西金矿王集磷矿牟定铜矿 矿块生产能力 （-./）0 ’ 1 ’ 02 采切比 （*.3-） ’ 0““ 损失率 （4） ’ ““ ’ 2“ 贫化率 （4） ’ 2“ ’ 掌子面工班效率 （-） ’ “2 ’ 00 第三篇现代矿山空场采矿技术 指标项目 浅孔房柱法中深孔房柱法 矿山名称 锡矿山锑矿福山铜矿泗顶铅锌矿湘西金矿王集磷矿牟定铜矿 每 矿 石 材 料 消 耗 炸药 （“） ’*’,*- 雷管 （个）’,-*.-’ 导火线 （/）.,**,. 导爆线 （/）*, 钎子钢 （“） --’- 合金片 （）-*--*-* （个） 木材 （/） *,* - 第二章现代矿山房柱采矿技术 第三章现代矿山留矿采矿技术 留矿采矿法的特点是， 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左右 （有时达 “ ） ， 其余暂留在矿房中 作为继续上采的工作台。矿房全部回采完毕后， 暂留在矿房中的矿石再行大量放出， 叫 做最终放矿或大量放矿。 在回采矿房过程中， 暂留的矿石经常移动， 不能作为地压管理的主要手段。当围岩 不稳固时， 大量放矿期间， 围岩因暴露面积增加， 容易大量片落而增大矿石贫化。崩落的 大块岩石常常堵塞漏斗造成放矿困难， 并增大矿石损失。 根据以上特点， 留矿法适用于开采矿石和围岩稳固， 矿石无自燃性， 破碎后不易再行 结块的急倾斜矿床， 在薄和中厚以下的脉状矿床中使用很广泛。 第一节结构和参数 矿块结构如图 ’ ’ 所示， 其主要参数包括阶段高度、 矿块长度、 矿柱尺寸及底部 结构等。 阶段高度应根据矿床的勘探程度、 围岩稳固情况、 矿体倾角等确定。我国应用留矿 法的经验是， 开采薄矿脉或中厚矿体并属于第四勘探类型的矿床， 段高宜采用 “。 矿块长度主要考虑矿石和围岩的稳固性， 一般为 *。 开采薄矿脉时， 间柱宽 *， 顶柱厚 ， 底柱高 *； 中厚以上矿体， 间柱宽 , ， 顶柱厚 *， 底柱高 , 。 ,* 第三篇现代矿山空场采矿技术 图 “ “ 留间柱和顶底柱的留矿法 回风巷道； 顶柱； 天井； 联络道； 间柱； ’存留矿石； 底柱； 漏斗； *阶段运输巷道； 未采矿石； 回采空间 开采极薄矿脉时， 由于矿房宽度很小， 一般不留间柱， 只留顶柱和底柱， 矿块之间靠 天井的横撑支柱隔开。横撑对围岩还起支护作用。图 “ “ 表示在矿块一侧掘先进 天井、 另一侧设顺路天井的留矿法结构。图 “ “ 表示在矿块中央掘先进天井、 两侧 设顺路天井的留矿法结构。 图 “ “ 在矿块一侧掘先进天井， 另一侧设顺路天井的留矿法 图 “ “ 在矿块中央掘先进天井， 两侧设顺路天井的留矿法 *’ 第三章现代矿山留矿采矿技术 第二节采准工作 采准工作主要是掘进阶段运输巷道、 先进天井 （作为行人、 通风之用） 、 联络道、 拉底 巷道和漏斗颈等。如阻 “ “ 所示， 先进天井布置在间柱中， 在垂直方向上每隔 ’ 掘联络道， 与两侧矿房贯通。 在矿房中每隔 ’ 设一个漏斗。为了减少平场工作量， 漏斗应尽量靠近下盘。由 于采用浅孔落矿， 一般不设二次破碎水平， 少量大块直接在采场工作面进行破碎。 第三节切割工作 切割工作比较简单， 以拉底巷道为自由面， 形成拉底空间并完成辟漏。它的作用是 为回采工作开辟自由面， 并为爆破创造有利条件。 拉底高度一般为 *’； 拉底宽度等于矿体厚度， 但在薄和极薄矿脉中， 为保证放 矿顺利， 其宽度不应小于 *’。 拉底和辟漏的施工， 按矿体厚度不同， 采用下列三种方法。 一、 不留底柱的切割方法 湖南、 广西等矿山的钨锡矿脉， 广泛使用无底柱 （人工假底） 的底部结构， 其切割步骤 （见图 “ “ ） 如下 图 “ “ 无底柱留矿法拉底步骤 第三篇现代矿山空场采矿技术 “ 在阶段运输巷道中打上向垂直炮孔， 孔深 “ “， 所有炮孔一次爆破 （图 ’ ’ 中） 。 “ 站在第一分层崩下的矿堆上， 打第二层炮孔， 孔深 “* “ （图 ’ ’ 中“） 。 然后将第一分层崩下的矿石装运出去， 同时架设人工假底 （包括假巷和木质漏斗， 图 ’ ’ 中） 。 ’“ 在假底上铺设一层茅草之类弹性物质后， 爆破第二分层炮孔； 崩下的矿石从漏斗 中放出一部分， 平整和清理工作面， 拉底工作即告完成 （图 ’ ’ 中） 。 二、 有底柱拉底和辟漏同时进行的切割方法 这种切割方法适用于矿脉厚度大于 “* ’ 的条件 （图 ’ ’ *） ， 步骤如下 图 ’ ’ *有底柱拉底和辟漏同时进行的切割方法 “ 在运输巷道一侧以 ,- *,-倾角打第一次上向孔， 其下部炮孔高度距巷道底板 “， 上部炮孔在巷道顶角线上与漏斗侧的钢轨在同一垂直面上 （图 ’ ’ * 中） 。 “ 爆破后站在矿堆上， 一侧以 .,-倾角打第二次上向孔 （图 ’ ’ * 中“） 。第二次 爆破后将矿石运出， 架设工作台再打第三次上向孔， 装好漏斗后爆破 （图 ’ ’ * 中） ， 并将矿石放出。继续打第四次上向孔 （图 ’ ’ * 中） ， 爆破后漏斗颈高可达 “*。 ’“ 在漏斗颈上部以 *-倾角向四周打炮孔， 扩大斗颈， 最终使相邻斗颈连通， 同时完 成辟漏和拉底工作 （图 ’ ’ * 中、 、’） 。 三、 有底柱掘拉底巷道的切割方法 这种方法适用于厚度较大的矿体。从运输巷道的一侧向上掘漏斗颈， 从斗颈上部向 两侧掘进高 左右、 宽 “ 的拉底巷道， 直至矿房边界。同时从拉底水平向下或 从斗颈中向上打倾斜炮孔， 将上部斗颈扩大成喇叭状的放矿漏斗 （图 ’ ’ ） 。 按上述切割方法形成的漏斗斜面倾角一般为 *- *,-， 每个漏斗负担的放矿面积为 ’, ,， 最大不应超过 *,。 . 第三章现代矿山留矿采矿技术 图 “ “ 有底柱掘拉底平巷的切割方法 第四节回采工作 留矿法的回采工作包括 凿岩、 爆破、 通风、 局部放矿、 撬顶平场、 大量放矿等。 回采工作自下而上分层进行， 分层高度一般为 。在开采极薄矿脉时， 为了作 业方便和取得较好的经济效果， 采场的最小工作宽度应为 ’ *。 一、 凿岩 当矿石较稳固时， 采用上向炮孔； 矿石稳固性较差时， 可采用水平炮孔。打上向炮孔 时， 可采用梯段工作面或不分梯段整层一次打完。梯段工作面长度为 *’ *。长梯段 或不分梯段的工作面， 可减少撬顶和平场的时间， 并便于回采工作组织， 目前使用比较广 泛。打水平炮孔时， 梯段工作面长度为 ,， 高度为 * ， 炮孔间距 ’- *。 炮孔排列形式根据矿脉厚度和矿岩分离的难易程度确定， 目前常用的排列形式有下 列几种 * 一字形排列。这种排列方式适用于矿石爆破性较好， 矿石与围岩容易分离， 矿脉 厚度不大于 ’. 的情况 （图 “ “ ./） 。 图 “ “ .炮孔排列形式 /一字形； 0之字形； 1平行排列； 2交错排列 .* 第三篇现代矿山空场采矿技术 “ 之字形排列。适用于矿石爆破性较好， 矿脉厚度为 “ “’ 的情况。这种炮 孔布置， 能较好地控制采幅的宽度 （图 *） 。 “ 平行排列。适用于矿石坚硬， 矿体与围岩接触界线不明显或难于分离的厚度较大 的矿脉 （图 （ ） 。 ,“ 交错布置。用于矿石坚硬， 厚度大的矿体。用这种布置方法崩下的矿石块度均 匀， 在生产中使用非常广泛 （图 -） 二、 爆破 一般采用铵油炸药爆破， 用导火线点燃火雷管起爆， 而电雷管应用的不普遍。但近 年来推广非电导爆管系统， 效果良好。 三、 通风 由于我国常用留矿法开采充填型或矽卡岩型矿床， 凿岩爆破作业产生的粉尘中游离 二氧化硅粒子含量很高， 对工人的健康危害很大。因此， 工作面通风的风量应保证满足 排尘和排除炮烟的需要。在采掘工作面上， 空气的含氧量不得小于 .， 风速不得低于 “/’01。矿房的通风系统一般是从上风流方向的天井进人新鲜空气， 通过矿房工作面 后， 由下风流方向的天井排到上部回风巷道。电耙巷道的通风应形成独立的系统， 防止 污风窜入矿房或运输巷道中。 四、 局部放矿 在局部放矿时， 一般采用重力放矿。放矿工应与平场工密切联系， 按规定的漏斗放 出所要求的矿量， 以减少平场工作量和防止在留矿堆中形成空硐。如果发现已形成空 硐， 应及时采取措施处理。其处理方法有 “ 爆破振动消除法。在空硐的上部， 用较大的药包爆破， 将悬空的矿石振落； “ 高压水冲洗法。在漏斗中向上或在空硐上部矿堆面向下， 用高压水冲涮。此法对 于处理粉矿结块形成的空硐， 效果良好。 “ 采用土火箭爆破法消除空硐。 ,“ 从空硐两侧漏斗放矿， 使悬空的矿石垮落。 除自重出矿外， 近十余年来， 国内外矿山对留矿法的出矿方法作了许多改进， 其中较 为成功的有以下几种 （） 电耙出矿。如图 2 所示， 在矿房下部阶段运输巷道 之上 ,’ 处， 沿矿 房长轴方向掘电耙巷道 ； 在厚度小于 ’ 的矿体中沿电耙道一侧， 在厚度大于 ’ 的矿 第三章现代矿山留矿采矿技术 体中沿电耙道两侧， 掘进斗穿和漏斗 通达矿房底部。电耙道与阶段运输巷道之间掘放 矿溜井 “ 联通。放矿时， 矿石沿漏斗进入电耙道， 用电耙扒入放矿溜井， 经漏口闸门溜放 到阶段运输巷道中的矿车内。 图 留矿法底部电耙出矿 阶段运输巷道； 电耙道； 漏斗； “出矿小井 当开采极薄矿脉时， 使用电耙出矿的无底柱结构如图 ’ 所示。将沿脉运输巷 道上盘扩帮加宽， 然后由沿脉巷道一侧直接向上回采。在