第十四章采礦方法基本概念與分類

1、2022-3-4采礦工程專業(yè)主干課程1金屬礦床地下開采第第一一節(jié)節(jié)采礦方法基本概念采礦方法基本概念 第第二二節(jié)節(jié)采礦方法分類采礦方法分類 第第三三節(jié)節(jié)采礦方法的應(yīng)用現(xiàn)狀采礦方法的應(yīng)用現(xiàn)狀 2022-3-4采礦工程專業(yè)主干課程2金屬礦床地下開采 1、地下采礦方法的概念；、地下采礦方法的概念；地下采礦方法的分類。地下采礦方法的分類。如何理解地下采礦方法分類的依據(jù)。如何理解地下采礦方法分類的依據(jù)。 2、地下采礦方法的分類依據(jù)、分類方法。地下采礦方法的分類依據(jù)、分類方法。 2022-3-4采礦工程專業(yè)主干課程3第一節(jié)第一節(jié) 采礦方法基本概念采礦方法基本概念 金屬礦床地下開采礦塊的回采步驟分為礦塊的回采

2、步驟分為單步驟單步驟或或兩步驟兩步驟回采。礦塊整體回回采。礦塊整體回采時(shí)，稱為采時(shí)，稱為單步驟單步驟回采；礦塊劃分為礦房和礦柱，先回回采；礦塊劃分為礦房和礦柱，先回采礦房，后回采礦柱時(shí)，稱為采礦房，后回采礦柱時(shí)，稱為兩步驟兩步驟回采。單步驟回采回采。單步驟回采時(shí)，礦塊是基本回采單元；兩步驟回采時(shí)，礦房和礦柱時(shí)，礦塊是基本回采單元；兩步驟回采時(shí)，礦房和礦柱分別是基本回采單元。分別是基本回采單元。 采場(chǎng)采場(chǎng)：基本回采單元。采場(chǎng)可以是：基本回采單元。采場(chǎng)可以是礦塊礦塊、礦房礦房或或礦柱礦柱。 在金屬礦床地下開采時(shí)，先將在金屬礦床地下開采時(shí)，先將井田井田劃分為劃分為階段階段（盤區(qū)盤區(qū)），），再將再將階

3、段階段（盤區(qū)盤區(qū)）劃分為）劃分為礦塊礦塊（采區(qū)采區(qū)），），礦塊礦塊（采區(qū)采區(qū)）即為獨(dú)立的開采單元。即為獨(dú)立的開采單元。 采空區(qū)（簡(jiǎn)稱空區(qū)）：采空區(qū)（簡(jiǎn)稱空區(qū)）：采場(chǎng)中礦石采出后所遺留的空間。采場(chǎng)中礦石采出后所遺留的空間。 采礦方法：采礦方法：為了采出礦塊或采區(qū)中的礦石，在礦塊中所為了采出礦塊或采區(qū)中的礦石，在礦塊中所進(jìn)行的進(jìn)行的采準(zhǔn)采準(zhǔn)、切割切割與與回采回采工作的有機(jī)總體。工作的有機(jī)總體。 2022-3-4采礦工程專業(yè)主干課程4金屬礦床地下開采第二節(jié)第二節(jié) 采礦方法分類采礦方法分類 一、采礦方法分類的目的一、采礦方法分類的目的 由于金屬礦床中礦體的賦存條件復(fù)雜，礦石和圍巖的性由于金屬礦床中礦體

4、的賦存條件復(fù)雜，礦石和圍巖的性質(zhì)多變，回采工藝和設(shè)備的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了種類繁多質(zhì)多變，回采工藝和設(shè)備的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了種類繁多的采礦方法。為了便于學(xué)習(xí)、選擇、使用和研究采礦方的采礦方法。為了便于學(xué)習(xí)、選擇、使用和研究采礦方法，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有的采礦法進(jìn)行科學(xué)的分類和命名。法，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有的采礦法進(jìn)行科學(xué)的分類和命名。 二、采礦方法分類的要求二、采礦方法分類的要求 1、分類應(yīng)該簡(jiǎn)單明了，避免龐雜和繁瑣；、分類應(yīng)該簡(jiǎn)單明了，避免龐雜和繁瑣； 2、分類應(yīng)反映采礦方法的本質(zhì)屬性；、分類應(yīng)反映采礦方法的本質(zhì)屬性； 3、分類必須盡量避免邏輯上的矛盾；、分類必須盡量避免邏輯上的矛盾； 4、分類應(yīng)該反映采礦方法最主要的特

5、征。、分類應(yīng)該反映采礦方法最主要的特征。 2022-3-4采礦工程專業(yè)主干課程5金屬礦床地下開采三、采礦方法分類的依據(jù)三、采礦方法分類的依據(jù) 以以回采時(shí)回采時(shí)的的地壓管理方法地壓管理方法為依據(jù)進(jìn)行采礦方法分類。為依據(jù)進(jìn)行采礦方法分類。采空區(qū)處理的采空區(qū)處理的目的目的是，緩和巖體應(yīng)力集中程度，轉(zhuǎn)移應(yīng)是，緩和巖體應(yīng)力集中程度，轉(zhuǎn)移應(yīng)力集中的部位，或使圍巖中的應(yīng)變能得以釋放，改善其力集中的部位，或使圍巖中的應(yīng)變能得以釋放，改善其應(yīng)力分布狀態(tài)，控制地壓，保證礦山安全持續(xù)生產(chǎn)。應(yīng)力分布狀態(tài)，控制地壓，保證礦山安全持續(xù)生產(chǎn)。采空區(qū)處理的采空區(qū)處理的措施措施主要有以下幾個(gè)方面：主要有以下幾個(gè)方面：1、留設(shè)必

6、要的礦柱或支護(hù)、留設(shè)必要的礦柱或支護(hù) ，在采場(chǎng)回采過程中維護(hù)空，在采場(chǎng)回采過程中維護(hù)空區(qū)暫不處理的區(qū)暫不處理的 ；2、充填空區(qū)、充填空區(qū) ：在礦房回采之后，：在礦房回采之后，可用充填材料（廢石、尾砂等）可用充填材料（廢石、尾砂等）將礦房充滿，再回采礦柱。這種將礦房充滿，再回采礦柱。這種方法不但處理了空?qǐng)龇ɑ夭傻目辗椒ú坏幚砹丝請(qǐng)龇ɑ夭傻目諈^(qū)，也為回采礦柱創(chuàng)造了良好的區(qū)，也為回采礦柱創(chuàng)造了良好的條件，提高礦石回采率。條件，提高礦石回采率。2022-3-4采礦工程專業(yè)主干課程6金屬礦床地下開采 3崩落圍巖崩落圍巖 崩落圍巖處理采空區(qū)的目的，是使圍巖中的應(yīng)變能得崩落圍巖處理采空區(qū)的目的，是使圍巖中

7、的應(yīng)變能得到釋放，減小應(yīng)力集中程度；用崩落巖石充填采空區(qū)，在到釋放，減小應(yīng)力集中程度；用崩落巖石充填采空區(qū)，在生產(chǎn)地區(qū)上部形成巖石保護(hù)墊層，以防上部圍巖突然大量生產(chǎn)地區(qū)上部形成巖石保護(hù)墊層，以防上部圍巖突然大量冒落時(shí)，沖擊氣浪和機(jī)械沖擊對(duì)采準(zhǔn)巷道、采掘設(shè)備和人冒落時(shí)，沖擊氣浪和機(jī)械沖擊對(duì)采準(zhǔn)巷道、采掘設(shè)備和人員的危害。員的危害。 崩落圍巖又分崩落圍巖又分自然崩落自然崩落和強(qiáng)制崩落兩種。和強(qiáng)制崩落兩種。2022-3-4采礦工程專業(yè)主干課程7金屬礦床地下開采4、封閉采空區(qū)、封閉采空區(qū)在通往采空區(qū)的巷道中，砌筑一定厚度的隔墻，使空區(qū)在通往采空區(qū)的巷道中，砌筑一定厚度的隔墻，使空區(qū)中圍巖崩落所產(chǎn)生的沖

8、擊氣浪，遇到隔墻時(shí)能得到緩沖。中圍巖崩落所產(chǎn)生的沖擊氣浪，遇到隔墻時(shí)能得到緩沖。 四、采礦方法的分類四、采礦方法的分類將采礦方法分為將采礦方法分為空?qǐng)霾傻V法空?qǐng)霾傻V法、充填采礦法充填采礦法、崩落采礦法崩落采礦法等三大類。每大類采礦方法中，又按方法的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、等三大類。每大類采礦方法中，又按方法的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、回采工作面的形式、落礦方法以及地壓管理的特點(diǎn)等進(jìn)回采工作面的形式、落礦方法以及地壓管理的特點(diǎn)等進(jìn)行分組，如表所示。行分組，如表所示。2022-3-4采礦工程專業(yè)主干課程8金屬礦床地下開采2022-3-4采礦工程專業(yè)主干課程9金屬礦床地下開采第三節(jié)第三節(jié) 采礦方法的應(yīng)用現(xiàn)狀采礦方法的應(yīng)用現(xiàn)狀 各

9、國都根據(jù)各國的礦產(chǎn)資源、賦存條件、工藝技術(shù)與采各國都根據(jù)各國的礦產(chǎn)資源、賦存條件、工藝技術(shù)與采礦設(shè)備發(fā)展情況，在長期生產(chǎn)實(shí)踐中，形成各自的采礦礦設(shè)備發(fā)展情況，在長期生產(chǎn)實(shí)踐中，形成各自的采礦方法及其回采工藝特征。方法及其回采工藝特征。 2022-3-4采礦工程專業(yè)主干課程10金屬礦床地下開采國外：美國國外：美國以以階段崩落法階段崩落法和和房柱法房柱法為主，這是該國大型為主，這是該國大型銅、鋁和銅礦床的地質(zhì)條件決定的；銅、鋁和銅礦床的地質(zhì)條件決定的；加拿大加拿大在魁北克北在魁北克北部，安大略及曼尼托巴等地區(qū)礦巖均屬穩(wěn)固的急傾斜厚部，安大略及曼尼托巴等地區(qū)礦巖均屬穩(wěn)固的急傾斜厚礦體，適用礦體，適用

10、階段礦房階段礦房法，而在條件復(fù)雜的開采深度很大法，而在條件復(fù)雜的開采深度很大的急傾斜礦體中，則廣泛采用的急傾斜礦體中，則廣泛采用充填采礦充填采礦法；法；瑞典瑞典鐵礦主鐵礦主要使用要使用無底柱分段崩落無底柱分段崩落法，而多數(shù)有色金屬礦山都采用法，而多數(shù)有色金屬礦山都采用分層充填采礦分層充填采礦法；法；法國法國洛林鐵礦屬水平厚礦體，其儲(chǔ)量洛林鐵礦屬水平厚礦體，其儲(chǔ)量占該國總儲(chǔ)量的占該國總儲(chǔ)量的94%94%，這種條件最適用，這種條件最適用房柱采礦房柱采礦法。法。 垂直深孔球狀藥包崩礦垂直深孔球狀藥包崩礦的階段礦房法，于的階段礦房法，于1973年在加拿年在加拿大試驗(yàn)成功，后來在北美、歐洲、澳大利亞等國

11、家得到大試驗(yàn)成功，后來在北美、歐洲、澳大利亞等國家得到迅速推廣和運(yùn)用。因?yàn)檫@種采礦法具有采切工程量小，迅速推廣和運(yùn)用。因?yàn)檫@種采礦法具有采切工程量小，礦石破碎好，回采各種安全，礦塊生產(chǎn)能力和勞動(dòng)生產(chǎn)礦石破碎好，回采各種安全，礦塊生產(chǎn)能力和勞動(dòng)生產(chǎn)率高等突出優(yōu)點(diǎn)，預(yù)計(jì)今后這種采礦方法的應(yīng)用，有可率高等突出優(yōu)點(diǎn)，預(yù)計(jì)今后這種采礦方法的應(yīng)用，有可能進(jìn)一步擴(kuò)大。能進(jìn)一步擴(kuò)大。 2022-3-4采礦工程專業(yè)主干課程11金屬礦床地下開采國內(nèi)國內(nèi)：我國鐵礦多為急傾斜和傾斜的厚和極厚礦體，主：我國鐵礦多為急傾斜和傾斜的厚和極厚礦體，主要采用要采用無底柱分段落法無底柱分段落法進(jìn)行回采。有色金屬礦床大多為進(jìn)行回采

12、。有色金屬礦床大多為急傾斜和傾斜的中厚以下礦體，因而大量應(yīng)用急傾斜和傾斜的中厚以下礦體，因而大量應(yīng)用階段礦房階段礦房法、留礦采礦法、有底柱分段崩落法和充填法法、留礦采礦法、有底柱分段崩落法和充填法。 40 40余年來，在脈狀礦床的礦山，創(chuàng)造了多種適應(yīng)礦余年來，在脈狀礦床的礦山，創(chuàng)造了多種適應(yīng)礦脈多變的留礦采礦法方案，發(fā)展了結(jié)構(gòu)和工藝簡(jiǎn)單且容脈多變的留礦采礦法方案，發(fā)展了結(jié)構(gòu)和工藝簡(jiǎn)單且容易掌握的留礦法；電耙出礦的有底柱分段崩落法，獲得易掌握的留礦法；電耙出礦的有底柱分段崩落法，獲得了極為廣泛的應(yīng)用，并形成了有特色的垂直深孔擠壓爆了極為廣泛的應(yīng)用，并形成了有特色的垂直深孔擠壓爆破和強(qiáng)化開采的技術(shù)；充填采礦法由開始的干式充填逐破和強(qiáng)化開采的技術(shù)；充填采礦法由開始的干式充填逐漸向尾砂充填和膠結(jié)充填過渡。隨著無軌設(shè)備在地下礦漸向尾砂充填和膠結(jié)充填過渡。隨著無軌設(shè)備在地下礦山的大量應(yīng)用，無底柱分段崩落法和垂直深孔球狀藥包山的大量應(yīng)用，無底柱分段崩落法和垂直深孔球狀藥包崩礦的階段礦房法在我國獲得推廣和應(yīng)用。這些采礦法崩礦的階段礦房法在我國獲得推廣和應(yīng)用。這些采礦法由于生產(chǎn)率高，成本底