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金属矿采矿方法盘点
发布时间:2024-01-25

金属采矿方法就是研究矿块的开采方法,它包括采准、切割和回采三项工作,为了更好地回采矿石而在矿块中所进行的采准、切割和回采工作的总和,就称为采矿方法。目前采用的主要采矿方法有:空场采矿法、充填采矿法、崩落采矿法。

1.空场采矿法:

空场采矿法在回采过程中,将矿块划分为矿房和矿柱,先采矿房,再采矿柱。应用空场采矿法的基本条件是矿石和围岩稳固,采空区在一定时间内允许有较大的暴露面积。其中应用较广泛的采矿方法有:全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法、分阶段矿房法和阶段矿房法。

(1)全面采矿法。在薄和中厚的矿石和围岩均稳固的缓倾斜(倾角一般小于30°)矿体中,应用全面采矿法。它的特点是:工作面沿矿体走向或倾向全面推进,在回采过程中将矿体中的夹石或贫矿留下,呈不规则的矿柱以维护采空区,这些矿柱一般作永久损失,不进行回采。

(2)房柱采矿法。用于开采水平或倾斜的矿体,在矿块或采空区矿房和矿柱交替而置,回采矿房时,留连续的或间断的规则矿柱,以维护顶块岩石。它比全面采矿法适用范围广,不仅能回采薄矿体,而且可以回采厚和极厚矿体。矿石和围岩均为稳固的水平和缓倾斜矿体是这种采矿方法应用的基本条件。

(3)留矿采矿法。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1/3左右,其余暂留在矿房中作为继续上采的工作台。矿房全部回采后,暂留在矿房中的矿石再行大量放出,即大量放矿。这种采矿方法适用于开采矿石和围岩稳固、矿石无自燃性,破碎后易再行结块的急倾斜矿床。

(4)分阶段矿房法。按矿块的垂直方向,再划分为若干分段,在每个分段水平布置矿房和矿柱,中分段采下的矿石分别从各分段的出矿巷道运出。分段矿房回采结束后,可立即回采本分段的矿柱并同时处理采空区。

(5)阶段矿房法。用深孔回采矿房的空场采矿法,根据落矿方式的不同又可分为水平深孔阶段矿房法和垂直深孔阶段矿房法。前者要求在矿房底部进行拉底,后者除拉底外,还需在矿房的全高开出垂直切割槽。

2.崩落采矿法:

崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法,即随着矿石崩落,强制(或自然)崩落围岩充填采空区,以控制和管理地压。主要包括单层崩落法、分层崩落法、分段崩落法、阶段崩落法。

(1)单层崩落法。主要用来开采顶板岩石不稳固、厚度一般小于3m的缓倾斜矿层。将阶段间矿层划分成矿块,矿块回采工作按矿体全厚沿走向推进。当回采工作面推进一定距离后,除保留回采工作所需的空间外,有计划地回收支柱并崩落采空区的顶板,用崩落顶板岩石充填采空区,以控制顶板压力。按工作面形式可分为长壁式崩落法、短壁式崩落法和进路式崩落法。

(2)分层崩落法。按分层由上向下回采矿块,每个分层矿石采出之后,上面覆盖的崩落岩石下移充填采矿区。分层回采是在人工顶板保护下进行的,人工顶板将矿石与崩落岩石隔开,从而保证了矿石损失和贫化的最小化。

(3)有底柱分段崩落法。此法也称有底部结构的分段崩落法。主要特征是:第一,按分段逐个进行回采;第二,在每个分段下部设有出矿专用的底部结构,分段回采由上向下逐分段依次进行。又可分为水平深孔落矿有底柱分段崩落法与垂直深孔落矿有底柱分段崩落法。

(4)无底柱分段崩落法。分段下部未设由专用出矿巷道所构成的底部结构,分段的凿岩、崩矿和出矿等工作均在回采巷道中进行。

(5)阶段崩落法。回采高度等于阶段全高,可分为阶段强制崩落法与阶段自然崩落法。阶段强制崩落法又可分为设有补偿空间的阶段强制崩落法和连续回采的阶段强制崩落法。

3.充填采矿法:

随着回采工作面的推进,逐步用充填料充填采空区的采矿方法。有时还用支架与充填料相配合,以维护采空区。充填采空区的目的,主要是利用所开成的充填体进行地压管理,以控制围岩崩落和地表下沉,并为回采创造安全和便利的条件。有时还用来预防自燃矿石的内因火灾。按矿块结构和回采工作面推进方向又可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。按采用的充填料和输出方式不同,又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法和胶结充填采矿法。

(1)单层充填采矿法。适用于缓倾斜薄矿体中,用矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向一次按矿体全厚回采,随工作面的推进有计划地用水力或胶结充填采空区,以控制顶板。

(2)上向水平分层充填采矿法。一般将矿块划分为矿房和矿柱,第一步回采矿房,第二步回采矿柱。回采矿房时,自下向上水平分层进行,随着工作面向上推进,逐层充填采空区,并留出继续上采的工作空间。充填体维护两面帮围岩,并作为上采的工作平台。崩落的矿石落在充填体的表面上,用机械方法将矿石运至溜井中。矿房架采到最上面分层时,进行接顶充填。矿柱则在采完若干矿房或全阶段采空后,再进行回采。矿房架采的充填方法,可用干式充填、水力充填或胶结充填。

(3)上向倾斜分层充填采矿法。这种方法与上向水平分层充填法的区别是用倾斜分层回采,在采场内矿石和充填料的搬运主要靠重力。这种方法只能用干式充填。

(4)下向分层充填采矿法。用于开采矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固,矿石品位很高或价值很高的有色金属或稀有金属矿体。这种采矿方法的实质是:从上往下分层回采和逐层充填,每一分层的回采工作是在上一分层人工假顶的保护下进行的。回采分层水平或与水平成4°~10°或10°~15°倾斜角。倾斜分层主要是为了充填直接顶,同时也有利、于矿石搬运,但凿岩和支护作业不如水平分层方便。

(5)分采充填采矿法。当矿脉厚度小于0.3~0.4m时,只采矿石工人无法在其中工作,必须分别回采矿石和围岩,使其采空区达到允许工作的最小厚度(0.8~0.9m),采下的矿石运出采场,而采掘的围岩充填采空区,为继续上采创造条件,这种采矿法就为分采充填法。

(6)方框支架充填采矿法。开采薄矿脉过去多采用横撑支柱或木棚支架采矿法,在矿体厚度较大、矿石和围岩极不稳固、矿体形态极其复杂、矿石贵重等条件下,这种采矿方法还是一种有效的采矿方法。

金属矿采矿方法的选择

选择采矿方法的基本要求是:安全、矿石贫化小、矿石回采率高、生产效率高、经济效益高、遵守有关法规要求。影响采矿方法选择的主要因素有,矿床地质条件、开采技术经济水平。


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