《采矿学》课程设计 寿王坟铜矿

1、采矿学课程设计题目 寿王坟铜矿采矿方法设计 学生姓名 学 号 专 业 采 矿 工 程 班 级 指导教师 2013年7月1日7月19日 目录第一章 课程设计目的与要求.1.1课程设计目的 . .1.2课程设计任务与要求.第二章 采矿方法的选择.2.1 矿体的开采技术条件.2.2 采矿方法的选择.2.3 矿块构成要素.第三章 矿块采准切割工作. .3. 1 阶段运输巷道布置.3. 2 矿块底部结构.3. 3 切割工作.3. 4 采准巷道及切割巷道断面尺寸.3. 5 绘制采矿方法图.3. 6 采准工程量及矿石损失贫化计算.3. 7 采出矿石品位和金属回收率计算.第四章 矿房回采工作. 4.1 回采工

2、艺过程. 4.2 落矿工作. 4.3 采场选择. 4.4 采场地压管理. 4.5 方框漏口闸门. 4. 6 采场通风. 4. 7 回采工作组织及编制回采循环图表. 4. 8 编制采准、切割进度计划图表. 4. 9 采场方法技术经济指标. 第五章 结语. 参考文献第1章 课程设计目的与要求1.1课程设计目的 本次课程设计是在学生学习了采矿学、矿井通风与安全、爆破工程、岩土工程、工程测量、工程图学等专业基础和专业课程的基础上，使学生受到专业工程设计基本能力的训练，为毕业设计及工作后从事专业技术工作打下基础，也是对学生以前所学知识掌握与运用能力的检验。 要求学生在给定基础资料（由于题目太多，所给设计

3、条件相对简化。根据已有资料，综合运用所学专业知识和参考类似矿山资料，在合理范围内推知未知数据或条件，是采矿专业人员应该具备的一种能力！）的基础上，通过翻阅专业参考书和相关文献，综合运用所学知识，确定技术方案，并进行必要的科学计算，并运用规范的技术语言（规范的图纸及说明书）将设计意图及设计结果表达出来。1.2课程设计任务与要求任务：采矿方法设计内容：1.根据所给基础资料选择采矿方法。2.对所选定的采矿方法进行设计，设计内容包括：典型采矿方法构成要素及结构设计，采场爆破落矿、矿石运搬工艺及其设备选型，采场通风与安全设计，采场生产能力计算，采矿生产劳动组织及回采循环图表，主要技术经济指标的计算选取等

4、。 3.绘制典型采矿方法设计图（A3图幅）和其他计算用插图。 4.编制设计说明书（A4纸）。 第二章 采矿方法的选择2.1 矿体的开采技术条件该铜矿矿体倾向N，走向EW，长度1000m；埋深470m，延深700m；倾角6090，属于急倾斜矿床；矿体厚度1030m，属于厚矿床；矿体矿石稳固，上盘围岩稳固，下盘围岩稳固；无夹石，矿岩接触明显；矿石体重3.11t/m3；地表平坦。设计生产能力40万t/a。2.2 采矿方法的选择 1、结合矿体的地质条件并结合下表，可以使用的采矿方法有分段凿岩阶段矿房法，无底柱分段崩落法。矿体倾角矿体厚度矿 体 稳 固 性矿石稳固围岩稳固矿石稳固围岩不稳固矿石不稳固围岩

5、稳固矿石不稳固围岩不稳固缓倾斜薄、极薄全面法、房柱法单层崩落法，垂直分条充填法垂直分条充填法，全面法，单层崩落法垂直分条充填法，单层崩落法中厚分段矿房法、房柱法、全面法分段阶段矿房法，分层崩落法，有底柱分段崩落法，分层充填法，锚杆房柱法分段矿房法，上向进路充填法，垂直分条充填法有底柱分段崩落法，分层崩落法，垂直分条充填法厚和极厚阶段矿房法，分段、阶段崩落法，上向分层充填法分段、阶段崩落法，上向分层充填法上向进路充填法，分段崩落法，阶段崩落法分段、阶段崩落法，分层崩落法，下向充填法，上向进路充填法倾斜薄、极薄全面法，房柱法垂直分条充填法，上向分层充填法，单层崩落法上向进路充填法，分段矿房法，分段

6、崩落法，全面法分层崩落法，上向进路充填法，下向分层充填法，分段崩落法中厚分段矿房法有底柱分段崩落法，上向分层充填法上向进路充填法，分段矿房法，有底柱分段崩落法有底柱分段崩落法，下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法厚和极厚阶段矿房法，分段矿房法分段、阶段崩落法，上向分层充填法上向进路充填法，分段矿房法，分段、阶段崩落法，下向分层充填法分层崩落法，上向进路充填法，下向分层充填法，分段、阶段崩落法急倾斜极薄削壁充填法，留矿法削壁充填法上向进路充填法，下向分层充填法下向分层充填法，上向进路充填法薄留矿法，分段、阶段矿房法上向分层充填法，分层崩落法，分段崩落法上向进路充填法，分层崩落法，分段崩落法

7、，分段矿房法上向进路充填法，下向分层充填法，分层崩落法，分段崩落法中厚分段矿房法，阶段矿房法，分段崩落法分段矿房法，上向分层充填法，分段崩落法上向进路充填法，下向分层充填法，分层崩落法，分段崩落法，分段矿房法下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法，分段、阶段崩落法厚和极厚阶段矿房法，分段、阶段崩落法分段矿房法，分段、阶段崩落法，上向分层充填法上向进路充填法，下向分层充填法，分层崩落法，分段，阶段崩落法分段，阶段崩落法，下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法2、典型采矿方法简述、分段凿岩阶段矿房法分段凿岩阶段矿房法，它是分段凿岩，阶段出矿的一种采矿方法。 （1）属于空场法的一种具有空场法

8、的共同特点也是两步骤回采，先采矿房，后采矿柱，最后按预定计划处理凿下的空区。 （2）这种方法是把矿房全高划分为若干分段，并在分段巷道中凿岩崩矿的自然支撑的采矿方法。这是在分段巷道中向上打垂直扇形中深孔的方法（工作面是的）。 （3）要开立槽由于这种采矿方法的工作面是垂直的，因而在回采工作开始之前，除了在矿房底部要进行拉底和劈漏之外，还必须开切割立槽，并以切割立槽为爆破自由面进行崩矿。 （4）崩落的矿石借自重落到矿房的底部放出，（即阶段出矿，而不是分区出矿，与前面讲的赞比亚分段法不同）。随着工作面的推进，采空区不断扩大。 （5）矿房内不留矿石，保持为一个空场，工人在小断面巷道内工作，不进入采空区内

9、，比较安全。矿块结构和参数布置重点：根据矿体的厚度，矿房的长轴可沿着走向或者垂直走向布置，长度可以根据围岩的稳固性和矿体允许暴露面积来决定，同时矿房的长度与矿体的倾角有关，矿体的倾角越缓，则上盘围岩对矿柱的压力越大，此时矿房的长度应该越小。阶段高度受围岩的稳定性，矿体产状的稳定程度以及天井掘进技术的限制。分段高度与凿岩方式以及所用的凿岩设备有关。采、切工作布置重点：分段凿岩阶段矿房法才准巷道有阶段运输巷道，分区凿岩巷道，人行通风天井，放矿溜井，电耙巷道，漏斗颈等。切割工作主要包括掘进拉底巷道，切割天井，切割横巷，拉底和劈漏以及开立槽。回采工作布置重点：切割工作完成后，则可以依切割立槽为爆破自由

10、面，在分段巷道中用平柱式凿岩机打向上扇形炮孔，进行回采工作。矿房的回采包括落矿，出矿通风以及地质管理工作。、无底柱分段崩落法这种方法在回采过程中，随着矿石的崩落，同时崩落上部围岩及时充填采空区；它也是在覆岩下放矿，它是单步骤回采，不分矿房和矿柱，即不再设底柱，间柱和顶柱等。一般是集中凿岩，然后分次爆破，每次爆破12排孔。 用无底柱分段崩落法时在两个相邻回采巷道之间，存在着脊部损失；在回采巷道的正面，由于崩落矿石层厚度大于出矿设备铲入深度，出矿后留下一斜条崩落的矿石，造成正面损失。、两种采矿方法经济技术比较项目无底柱分段崩落法分段凿岩法阶段矿房矿块的生产能力该采矿方法生产能力较大，100300t

11、/天，机械化程度高，采场结构简单，回采工艺简单，容易标准化，适于采用高效率的大型无轨设备。该种采矿方法生产能力较大，基本上100400t/天，掌子面工班效率平均15t/天。回采强度较大，在一个采场内，工作面比较多。矿石贫化率（%）1525715通风条件由于回采巷道独头作业，无法形成贯穿分流，导致回采巷道通风困难。加之开凿了通风人行天井，通风相对较好采准比26410地压管理较复杂，在覆岩下放矿规律认识不彻底。用矿柱和围岩自身的稳固性管理地压。安全程度各项回采作业都在回采巷道中进行，安全条件较好工人在小段面的巷道中工作，回采工作安全。采矿成本成本低，坑木消耗少，劳动生产率高。采用工艺设备凿岩设备要

12、求严格，装药设备未配套。发展较为成熟。考虑到分段凿岩阶段矿房法，是分段凿岩，阶段出矿的一种采矿方法，在我国应用的比较广泛又根据1971年统计，国内十种主要有色金属矿山中，使用的比重达到16.27%，仅次于浅孔留矿法，居第二位。目前我国的金岭铁矿、国民铁矿、河北铜矿的银辉铜山矿、华铜铜矿、大庙铁矿等都采用这种方法，故最终选择分段凿岩法阶段矿房。2.3 矿块构成要素（沿走向布置矿块）（1）构成要素1）矿块布置根据矿体的厚度，矿房的长轴可沿走向布置成垂直走向布置。一般当矿体厚度小于15米时，矿房沿走向布置。当矿石和围岩极稳固时，这个界限可以增加到2030米。2）阶段高度一般为5070米。阶段高度受围

13、岩的稳固性，矿体产状稳定程度以及高天井掘进技术的限制。分步凿岩阶矿房法的阶段高度一般为5070米，由于这种方法的采空区是逐渐暴露出来的，固而阶段高度可以大一些。增加阶段高度的优点是： 使矿房所占矿量比重增加，这将意味着回收率和其他一些技术经济指标可以得到改善。 可以减少开拓和采准工作量。 阶段高度增加，则相应的减少了顶底柱所占矿量比重，这意味着最难回收的这部分矿石量减少了。3）矿房长度矿房长度根据围岩的稳固性和矿体允许的暴露面积来决定。同时矿房长度与矿体倾角有关，矿体倾角越缓，则上盘岩石对矿柱的压力也越大，此时，矿房长度应减小。一般情况下，矿房长为4060米。4）矿房宽度当矿房是沿走向布置时，

14、矿房宽度=矿体厚度5）分段高度分段高度与凿岩方式以及所用的凿岩设备能力有关。 浅孔凿岩时，分为高度不大于6米。 中深孔凿岩时，分为高度可为810米（YG80，YG60） 深孔凿岩时，分为高度可为1520米，或更大一些。6）矿柱尺寸 顶柱厚度顶柱的厚度由矿岩的稳固性以及矿体厚度来决定。一般为610米。 间柱宽度沿走向布置时，一般为812米，切走向布置时，一般为1014米。为什么垂直走向布置时间柱宽度比切走向布置时大呢？因为矿体厚度大要承受更大压力。当矿体是急倾斜，厚度不大，矿岩很稳固时，间柱宽度可以取小值。 底柱高度底柱高度主要取决于底部结构的形式，矿岩的稳固性。由于回收底柱最困难，矿石损失和贫

15、化比较大，因而在条件许可的情况下，应尽量降底柱高度。当采用电耙底部结构时，底柱高度可取711米当由放矿漏斗直接放矿装车时，底柱高度可取46米。7） 漏斗间距一般为5.56米，也有7米的。有的为57米。（2） 回采工作面形式及矿房允许暴露面积（上盘岩石及矿石顶板，表中黑体为所选）矿岩允许暴露面积如表所示序号允许暴露面积类 别允许暴露面积范围 （ m2）采矿设计手册采矿手册金属矿床地下开采教材1极不稳定矿床顶板不允许暴露不允许有任何暴露要求及时支护不允许暴露，需超前支护2不稳定矿床10m2长时间暴露仍需支护50m250m23中等稳定矿床200m2200250m250200m24稳定矿床500m21

16、000m21000m2800m2阶段矿房法允许暴露面积见表岩体暴露位置矿岩稳定程度矿岩均稳定矿石很稳固岩石稳固岩石均很稳固上盘岩石150020002000250025005000矿石顶板800800100015001800第3章 矿块采准切割工作 分段凿岩阶段矿房法的采准巷道包括有：阶段运输巷道，分区凿岩巷道，人行通风天井，放矿溜井，电耙道，漏斗颈等。3. 1 阶段运输巷道布置阶段运输巷道阶段运输巷道的位置根据整个阶段运输巷道的布置来决定。一般沿矿体下盘接触线布置。选用ZK3-6/250型电机车并配YCC1.2-6侧卸式矿车；阶段运输巷道断面尺寸2.73.0（宽高，m）；阶段运输巷道布置形式为

17、：上、下盘各开一条沿脉巷道，中间隔一定距离开穿脉边连通，构成环形运输。3. 2 矿块底部结构采场底部结构是分段凿岩阶段矿房法的重要构成要素。它是从运输水平至切层水平之间所包括的斗穿，斗颈，耙运巷道，出矿溜井等的合理配置。选用漏斗电耙式底部结构，电耙道的布置通常取决于矿体的厚度和矿体倾角。当矿体厚度不大(15米时)，多用沿走向布置耙道。当矿体为厚矿体时，一般是切走向布置，采用YG80配台架的凿岩设备，设计凿岩电耙道有效长度一般控制在2545m以内，漏斗间距设计范围在79m，呈正角形交错布置在电耙道两侧。电耙巷道规格2.02.0（宽高，m），斗颈1.82.0（宽高，m），电耙高度22.5m斗穿2.

18、02.0（宽高，m），底柱11m高度711m。 3. 3 切割工作拉底巷道，拉底和辟漏工作在拉底之前先开掘拉底巷道，对于分段凿岩阶段矿房法，拉底和辟漏是同时进行的。由于工作面是垂直的，因此矿房下面的拉底和辟漏工作不能一次完成，而是随着工作的向前推进的完成拉底和辟漏工作。（一般拉底辟漏工作超前于回采12个漏斗即可）。拉底方法一般采用浅孔从拉底巷道向两侧扩帮，辟漏可以从拉底空间向下或从漏斗颈中向上进行。开立槽开立槽的工作很重要，立槽的矿量一般约占矿房矿量的1015%以上。形成立槽是回采矿房工作中极为重要的工序，必须保证施工质量。当矿块是沿走向布置时，切割立槽应当开掘在靠上盘的一侧位置，当上盘岩石稳

19、固性比较差时，则可开在靠下盘的一侧，使上盘岩石最晚暴露出来，确保安全。该铜矿选用水平深孔拉槽，在拉槽部位的底部进行拉底，以切割天井作为凿岩天井，打水平扇形深孔，分次炸破后形成切割立槽。切割立槽的宽度一般为58米，由于立槽宽度较大，炸破时的夹制性较小，容易保证立槽的质量。用深孔拉槽效率高，作业条件好。这种拉槽方法适用于矿石比较稳固的条件。当矿体比较厚时，可以开两个切割天井。（保持孔深合理，提高拉槽质量）。3. 4 采准巷道及切割巷道断面尺寸规格设计：阶段运输平巷2.73.0（宽高，m），穿脉（联络）巷道2.02.0（宽高，m），放矿溜井1.62.0（宽高，m），人行（通风）天井1.62.2（宽高

20、，m），凿岩硐室3.53.5（宽高，m），拉底巷道1.82.0（宽高，m）；漏斗颈1.82.0（宽高，m）；凿岩巷道2.42.4（宽高，m），电耙巷道规格2.02.0（宽高，m），切割天井2.02.0（宽高，m），间柱宽10m，底柱高度9m，顶柱厚度8m，分段高度9m。3. 5 绘制采矿方法图（见附图）3. 6 采准工程量及矿石损失贫化计算采准工程量计算表 （一个矿房）序号巷道名称巷道数目巷道长度（m）巷道断面（m2）工程量（m 3）矿石中岩石中矿岩合计矿石中岩石中合计单长总长单长总长一采准巷道1运输平巷1005050500405 4052矿块天井251102001023600360小计451

21、1025050152360405 765二切割巷道1切割天井14040004016001602拉底巷道15050005018001806小计2909000903400340三矿块合计514119250502927009101610第4章 矿房回采工作4.1 回采工艺过程切割工作完成之后，则可以依切割立槽为爆破自由面，在分段巷道中用平柱式凿岩机打上向扇形炮孔，进行正式回采工作。矿房回采工作主要包括落矿，出矿通风及地质管理工作。具体回采工作如下：1）落矿 炮孔布置形式落矿可以在分段巷道中用扇形炮孔进行，也可以在分段巷道两侧的敞开进路中打平行炮孔落矿。【优点】比在敞开进路中作业安全性好，劳动生产率高

22、。同时减少了采准工作量。【缺点】炮孔布置不如平行孔均匀，炸破效果比平行孔差，大块多。矿石损失大，矿房边界矿石不易采干净。2）出矿工作崩落的矿石借自重落到底部结构上经漏斗溜放到电耙道，用28或55KW电耙把矿石耙入溜井，下放到阶段运输平巷中装矿车运走。耙斗容积为0.30.5m3。3）通风工作矿房回采时，必须保证作业地点风流畅通。特别是在分段凿岩巷边和电耙巷边里，应保证风流畅通。多数矿山为了避免上、下风流混淆，大多采用集中凿岩，分次炸破的办法。这样使出矿时的污风不致于影响凿岩工作。4）采场地压管理当矿房采完以后，造成很大空区，如果矿岩一旦发生落，可能会产生距大的冲击气浪，造成灾害，故管理地压工作很

23、重。地压管理工作主要是指：一方面是要选择合理的矿房矿柱尺寸，严格控制采空区的暴露面积和暴露时间。另一方面是要及时处理采空区，以此保证回采工作的顺利进行。4.2 落矿工作寿王坟铜矿选用分段凿岩阶段矿房法，使用BA-100型潜孔钻机凿垂直深孔，孔径110mm，孔底距3.5m，排距2.5m，分段高度12-15m（选用15m），m=2的大密集系数的布孔方式，爆破步距8-15m，采用混合起爆网络起爆。一次炸药单耗0.45kg/t。装药结构：采用孔内设单导爆索，孔口处另加2.5m导爆索短头，两导爆索头露出孔外0.6m，分开联接于每排的主导爆索上。安全装药程序和方法验孔。在装药前，用炮棍插入炮眼里，检验炮眼

24、的角度、深度和方向和炮眼内的情况。清孔。待装药的炮眼，必须用掏勺或压缩空气吹眼器清除净炮眼内的煤、岩粉，以防止煤、岩粉堵塞，使药卷不能密接或装不到眼底。使用吹眼器时，附近人员必须避开压风吹出气流方向，以免炮眼内飞出的粉块杂物伤人。装药：采掘工作面炮眼使用炸药和电雷管的种类、品种、装药量、电雷管的段数必须符合放炮说明书的规定，并做到：封孔。装炮泥时，最初的两段应慢用力，轻捣动，以后各段炮泥须依次用力一一捣实。电雷管线未端扭结。爆破工作基本要求：该爆破的部分应尽可能爆下来，不该爆的部分应该尽可能减少损伤，节约爆破材料，大块少、粉矿低、炸药耗量少等。一排炮孔的装药量炮孔编号炮孔倾角（度）炮孔长度（m

25、）炮孔装药长度（m）炮孔装药量 （kg）1234567891011121314156563656565646366646566646365657.87.68.08.08.27.97.88.28.18.07.98.17.87.98.06.15.86.26.36.26.36.16.06.05.96.16.36.05.85.834.433.535.235.236.134.834.436.135.735.234.835.734.434.835.2 合计119.390.9525.54.4 采场地压管理（矿柱回采和空区处理） 矿柱回采和空区处理矿块的回采可分为单步骤与两步骤回采两种方式，应用两步骤回采方式

26、时，将矿块划分为矿房与矿柱，先采矿房，后采矿柱。前面一中讲到的采矿方法，都是两步骤回采，我们先讲了矿房如何回采，未讲矿柱如何回采，也未讲留下的采空区如何处理。而我们知道，矿柱的矿量一般要占矿块任量20-50%左右，除个别情况下可作为永久矿难损失之外，其他都就当尽量的及时地回收。本章我们将介绍，矿柱回采方法及空区处理方法。留下的空区处理问题很重要。为了确保安全，空区必须处理。 矿柱回采 一、矿柱回采的重要性。矿柱对围岩起着支撑作用，用来控制地压，同时矿柱还起着保护采矿巷道，隔离上部或周围的废石的作用，从而保证矿房回采过程中的矿石损失与贫化，从而保证矿房回采可取得较好的技术经济指标。具体讲及时回采

27、矿体的重要性如下：（一）矿柱的矿量占矿块量的2050%左右，是相当大的数量，若不及时回采，就会损失国家资源。地压灾害不仅会导致人身伤害事故。往往也会使几个阶段的资源全部损失，使之根本无法采出来（想采也采不出来）。（二）当矿房回采工作已下降几个阶段以后，再返回来到上部阶段回采矿柱，往往破坏了正常的自上而下的阶段回采顺序，这对整个生产是不利的。（三）如果不及时回采矿柱，则无形中增强了每个阶段的服务年限，使巷道、设备和管线等等都加以维护，这样必然使维护费用增加。（四）不及时回采矿柱，必然造成多阶段分散作业，使矿山井下几大工艺系统（投井运输、通风、排水、供电、供气、供水等）的管理分散，增加了辅助工作人

28、员，而且不能很好地发挥设备的效率。（五）由于不及时回采矿柱，往往使原来在矿柱中所作的采准工程被破坏，回采矿柱时要重新补充开掘采准巷道，这样就会造成采准工程的浪费，以及地压，管理上的困难。（六）不及时回采矿柱，造成多阶段生产，则使通风条件恶化。（七）不及时回采矿柱，会导致三级矿量比例失调，或者欠账，不解保证矿山生产的均衡性。综上所述，可以看出，在回采矿房的同时，就应当有计划的及时回采矿柱，在设计回采矿房时，应同时设计矿柱回采。比如大吉山钨矿等矿山在这方面做的较好。 二、矿柱回采的特殊性（一）地压管理方面：矿柱的采矿地压，比起矿房地压来说，管理要复杂和困难。由于矿柱受到集中应力作用和矿房落矿的爆破

29、，以及矿柱内已开掘的采准巷道的影响。它的整体性能受到不同程度的削弱，使矿柱的稳固性降低。例如，当间柱两侧是未处理的采空区时，则矿柱往往是应力集中的部位，如果在间柱底部再一拉底，则间柱就过于四面悬空状态，就有可能因应力集中而产生破坏或垮落。（二）落矿方面：由于矿柱被条件各种巷道所切割，两侧又都采空，因而落矿的自由面比较多，落矿的方向及顺序比较难于控制。另外，回采矿房时难以保证矿柱边界平直，而且对矿柱轮廓了解的又不清楚，而回采矿柱时，又大多利用原有巷道来布置炮孔，有时只能用束状孔来爆破（束状孔使爆药分布不均），导致落矿质量差，矿石大块多。（三）放矿方面用崩落法回采矿柱时，其放矿条件比矿房回采时放矿

30、条件差。因为当矿体倾角为5570时，用空场法回采矿房，矿石能借自重顺利放出，而用崩落法回采矿柱时，是在上部有覆盖岩石条件下放矿，同样的矿体倾角，放矿效果却相差很多。许多矿石留在下盘放不出来，损失掉了。这种情况下，又不能用抛掷落矿方法来改善矿石损失指标。（四）通风方面回采矿柱时，由于周围已采矿房空区或采准巷道的存在，通风条件较差。如果在回采矿房时来设计脉外平巷，又用崩落法回采矿柱时，矿柱采场中的通风条件就更为恶化。由以上情况分析可见，虽然将矿块划分成矿房和矿柱两步骤回采。但是矿房和矿柱的回采互相影响着，彼此是有联系，应当将二者看成是统一体的两方面。因此，当我们在设计时，必须统一考虑它们的地压管理

31、，结构尺寸，采矿巷道，通风系统，回采工艺以及矿块的生产能力和技术经济指标。在生产时，应统一安排它们的产量，回采顺序和时间，以及施工力量和进度，也就是要统筹安排。（时时不忘回采矿柱的有关问题。）三、矿柱的回采方法回采矿柱的方法，主要依据已采矿房的存在状态来选择。具体如下：（一）采完的矿房已充填具体选用哪一种方法其选择条件在很大程度上取决于矿房所用的采矿方法，以及充填材料和充填质量的好坏。但是无论用哪种采矿方法来回采矿柱，一般都是先采顶底柱，后采间柱。（指上阶段留下的底柱和本阶段的顶柱。）（二）采完的矿房未充填（敞空矿房）：矿房采完后空区未充填条件下，一般用大爆破方法来回采矿柱。（1）为什么要用大

32、爆破法来回采矿柱？当矿房为采空区时，矿房的上、下盘岩石，主要是靠矿柱来支撑。这种状态存留的时间越长久，那么上、下盘围岩发生变形，甚至垮落的可能性越大。同时矿柱也将发生变形或被破坏。（2）回采方法用大爆破方法回采矿柱，又可分为用浅孔大爆破回采、深孔大爆破回采去和药室大爆破回采法三种。1）浅孔大爆破方法回采矿柱。回采上阶段底柱和本阶段顶柱时，可在上阶段运输巷道中，打上向和下向放射状或扇形炮眼。间柱部分可在天井和联络道中打浅眼。全部炮眼打完后，同时爆破，崩落的矿石借自重，经本阶段的漏半放出。崩落矿柱的同时，上部复盖岩石及围岩，可能随着崩落，因此要做好放矿管理工作。浅孔大爆破方法适用于厚度比较薄（厚度

33、不大于46米）的矿体。比如：我国五龙金矿用过此方法。2）深孔大爆破方法回采矿柱。深孔大爆破方法回采矿柱适用于急倾斜厚和极厚的矿体。此时具有回采强度大，劳动生产率高，施工工艺简单，工作安全等优点。因而这种方法在我国使用的很广泛。根据钻孔设备能力，在矿柱中适当的地方补充开掘一些凿岩巷道和凿岩峒室，并在其中打深孔。全部深孔打完后，分段同时爆破。一般上阶段底柱用扇形深孔，间柱用上向扇形深孔或中深孔。为减少矿石的损失和贫化，有的矿山将几个矿块的矿柱同时回采。（包括上阶段底柱，本阶段顶柱和间柱），另外一个方法就是按一定顺序爆破，即雷管的不同段数来控制爆破。一般情况下是先崩间柱，后崩顶底柱。上图中间柱：顶柱

34、；底柱。爆破时，可先响和，在 的保护下爆破和，由于有的阻挡上部覆岩不能与崩落的和矿石混和，只是当爆破时，覆岩才落下来。也可以先响，后响和。总之、总是先响后响的事，但都属于这次大爆破一次爆破范围内的。如果按排得当，可以减少一些矿石损失贫化。3） 用大爆破方法回采矿柱，一般存在两个问题：一是大块率高，二是 矿石损失大。4）大块率高的原因是： 在矿柱中开掘系统巷道困难，因而凿岩巷道数量一般都不足，造成炮孔深度不够，且分布不均匀。 对矿柱实际存在状态不清楚，设计与实际不相符。 矿柱保留时间过长，局部发生破坏，装药不完全等。5）矿石损失贫化大的原因：主要原因是在矿柱崩落时，其上部崩落岩石直接复盖着，在崩

35、矿过程中，上部覆岩又与崩落矿石互相混合，在放矿时必然增大矿石的损失与贫化。另外在放矿过程中，存在下盘损失。从实验研究可知，如果用大爆破方法回采矿柱，只适用于矿体倾角小于70，应用这种方法来回采矿柱，应当采取必要的措施。用以降低在下盘的矿石损失，如开掘下盘漏斗。注意 用大爆破方法回采矿柱时，应当事先用矿石堵塞好放矿漏斗，堵塞高度不小于3米，以防止爆破时冲击波的破坏。 关于为什么大爆破方法回采矿柱时，存在下盘损失。为什么在覆岩下放矿贫损大，详细部分在第四章崩落法中再讲述。 回采矿柱的具体方法还很多，当我们学习完三大类采矿方法之后，就可以自己选择回采方法了，不必一一的讲。（四）矿柱与矿房回采的统一性

36、。（1）统一考虑矿房和矿柱回采的地压管理；（2）统一考虑矿房和矿柱的结构尺寸；（3）统一考虑矿房和矿柱的采准布置；（4）统一考虑矿房和矿柱的通风系统；（5）统一考虑矿房和矿柱的回采工艺；（6）统一考虑矿房和矿柱的采场生产能力（与房柱相适应）；（7）统一评价矿房与矿柱的技术经济指标，使综合指标（矿房和矿柱的技术经济指标）最佳。5.2 采空区处理一、处理采空区的重要性（不及时处理的危害性）用空场采矿法回采矿房以后留下大量采空区，必须及时加以处理。随着矿石的采出和空区的形成，岩体的原始应力状态受到破坏，应力重新分布，一些部位的应力集中，另一些部位的应力降低。随着矿山开采工作的延深或所留矿住的回采，空

37、区容积不断扩大。如果集中应力超过矿石或围岩的极限强度时，围岩将会出现裂隙，发生片帮、冒顶、巷道支护变形；严重时将使矿柱压垮，矿房倒塌，巷道破坏，岩层整体移动，顶板大面积冒落，地不大范围开裂，下沉和塌降，即出现大规模的地太活动。在顶板大面积冒落时，还产生强裂的破坏性的机械冲出是冲击。轻者受影响的只是个别采场或阶段，重者使整个矿山受灾停产。矿山名称采矿方法空区容积（万米）大规格地压活动时间车江矿全面法72年10月，73年9日矿山（锑）房柱法227.4165年5月 12月，71年12月盘古山（钨矿）留矿法260.0067年9月大吉山阶段矿房法300.0064年高长岭铁矿19561969年四次活动二、

38、处理采空区的方法处理采空区常用的方法有三种，即：崩落围岩法、充填空区法和封闭空区法。（一）崩落围岩法（1）崩落围岩法就是利用崩落下来的围岩充填采空区，使之形成一个缓冲保护岩石垫层，防止上部大量岩石突然崩落时，气浪冲击和机械冲击对巷道设备和人身的危害。（2）崩落围岩的方法可有自然崩落法和强制崩落法两种。自然崩落法由于我国的具体情况，使用的不多。凡具有条件的应使之自然崩落。强制崩落法在我国使用较多。（3）注意： 1）使用崩落法的基本条件是：围岩和地表允许陷落。2）崩落围岩与矿柱回采两次作业一般应当同时进行。崩落围岩的工程（硐室、炮孔等）必须在矿柱回采前完成），爆破时先崩落矿柱，接着崩落围岩。（一个

39、先响 ，一个后响）。3）崩落的岩石在回采阶段上部形成垫层，用以保护生产工作的安全进行。崩落岩石垫层的高度，一般应大于矿体的厚度（一般大于1520米）。4）对于急倾斜厚和极厚的矿体，在开采的后形成了空区，在处理空区时，除了要求有足够厚度的岩石垫层外，还需要在适当的地方开出“天窗”，使采空区与地面连通，以防止由于围岩大面积地突然崩落产生强大冲击气浪的破坏作用。5）对于开采缓倾斜和倾斜矿体时，崩落围岩形成的垫层，往往损失在矿体下盘，不能随着回采工作面的下降而下移，因此，在回采中，应当有计划地间隔式地崩落顶板岩石，不断地补充岩石垫层。（二）充填空区法（1）充填采空区的实质是： 依靠充填体支撑围岩，以减

40、缓围岩的移动速度，保持围岩的相对稳定。 用充填料包裹矿柱，使矿柱由单向受压变为三向受压状态，从而提高矿柱的强度。 充填体能承受矿柱回采时矿柱支撑压力的转移，如果充填体有足够的强度，以阻止围岩的继续移动，则可缓和相邻未采矿柱上的应力集中。（2）充填空区法的适用条件： 围岩与地表不允许崩落； 要求提高矿柱的回收率； 有现成的廉价的充填料可利用（如露天剥离，掘进废石、尾砂、冶炼炉碴等）； 其他不宜用崩落围岩处理采空区的条件（如复盖岩层很厚，又极稳固的盲空区等）。（3）充填空区的具体方法：充填空区的方法是干式充填，也可以是水砂、充填，尾砂、充填。有的矿山采用水力碎石填法。（如山东金岭铁矿召口区就是用水

41、力把破碎好的碎石冲到井下采场进行充填。通过管道输送，碎石在采空区堆积起来，而水排出采场，通过水沟流入水轮再用泵抽到地表。）（4）充填空区时的充填与充填采矿法的区别： 前者是采后一次充填，充填效率高，而充填采矿法是边采边充，采一层后充填一层。因而在工艺和充填质量上也不同。一次充填采空区的质量较差。（如用干式充填时，在采空区上部距离充填井较远的两侧留下的“死角”，当空区上盘倾角不陡时，靠上盘充不密实。（三）封闭空区法（隔绝法）（1）封闭空区法的实质：在通往采空区的巷道中砌筑一定厚度的隔墙，使空区围岩崩落后产生的气浪得到缓冲，以此来防止冲击气浪对人，巷道等的伤亡、破坏。天空山铜矿用过此法。（2）封闭

42、法的适用条件： 矿石和围岩极稳固，矿体厚度与延深不大，埋道不深，矿体开采年限不长。 埋是较深的分散孤立的盲矿体形成的空区，离开主要矿体或主要生产区较远，空区下部不再进行回采工作。（3）使用封闭空区法时应注意是： 砌筑的隔墙应当用塑性材料（如砂袋等），光砌砖墙不行，其隔墙的长度不应小于15米。 要求围岩一定是允许崩落的。（四）空区处理结束语处理采空区的方法，归结起来就是三个字“崩”“充”“封”，而就其实质来说，它与矿房回采过程中的地压管理后一样，主要是对围岩进行支撑和崩落。大量的采空区处理方法是“崩” “充”，而“封”单独使用的很少，“封”往往是配合“崩”同时使用的。当然封闭空区法和自然崩落法都

43、是十分经济的方法。在条件允许的情况下，应当尽量采用。 4.5 放矿漏口闸门 搬运设备将矿石多数倒入流井中，在流井下口按装有放矿漏口闸门。闸门的结构形式直接影响放矿效率。 （一）漏口闸门类型选择，应满足以下要求：（1）简单，使用方便；（2）坚固耐用，生产安全；（3）规格适当（与选用的矿车相适应）。 （二）影响选择漏口闸门的因素：（1）放矿数量和使用时间长短；（2）放矿强度；（3）矿石块度和形状；（4）矿车规格及容积；（5）运输巷道规格及支护方式等。 （三）放矿漏口闸门的组成及尺寸： （1）漏口底板倾角=3050它由矿石块度决定。矿石块度较大时=3040，矿石较小时，= 4050。干燥矿石，角可小

44、些反之角可大些。 2）漏口顶板倾角（又叫矿堆角），应使矿石自然安息角。（3）漏口底板的末端伸入矿车中150200mm，且高于矿车200mm。（4）漏口宽度是由矿车长度，矿石块度来决定的。应使矿车正对漏口，不移动位置，一次装满矿车，漏口宽度=（一般）合格块度的（34）倍。 （四）漏口闸门的种类1）木板漏口的闸门2）扇形闸门（3）指状闸门4）链式闸门。5）振动放矿机放矿闸门。 （五）用振动放矿机放矿在我国已使用，目前我国主要用于溜井下口的放矿。对比缺点其优点明显，如： 它把间断的重力自流放矿过渡到连续的强制放矿，使矿石流动发生了变化，扩大了放矿口的流动范围，从而有效地改善了放矿条件。 它从根本上简

45、化了矿块底部结构，底柱矿量与采矿工作量小，巷道维护费用低。 使放矿工作开始变为可以人工控制，并且使采区放矿、运搬和装载实现连续作业，为实现井下连续作业创造了条件。 由于振动放矿的可控性，放矿作业集中和采矿强化，从而改善了作业条件和劳动条件。 由于振动放矿机放矿的能力较大，因而每装满一辆矿加用的时间减少了。如装满足2m3的矿车一辆，只要78秒钟即可。因此选用振动放矿机放矿闸门。 4. 6 采场通风回采中矿房内通风比较简单，在凿岩时，凿岩天井都和回风巷道相通，通风比较好。在放矿时期，二次破碎水平应有专门的回风巷道，以保证二次破碎后的炮烟，能很快排出。采取中间压入式进风，两端出风的通风系统。全矿通风

46、确保全天24小时不停，并派专门的管理人员看管，并制定相应的制度，矿井局部通风机根据具体情况调用。掘进巷道开工时，应考虑巷道贯通后风流调整所有的风门，并在巷道贯通前构筑完毕，计划外贯通的巷道，掘进队应立即通知维修队，在合适位置建立风障，避免造成风流短路。4. 7 回采工作组织及编制回采循环图表4. 8 编制采准、切割进度计划图表回采循环图表序号工作项目工作时间（h）第一班第二班第三班1234567812345678123456781凿 岩 42装药爆破 23通 风 采切进度计划图表序号工程项目工程量（m或m3）施工速度（m/月或m3/月）施工时间（日或旬）施工顺序与日期（日、或旬）1234567

47、81运输平巷50m 150m/月 8.5日2人行通风天井 102m 120m/月 22日3拉底巷道 50m 110m/月 12日4切割天井 40m 120m/月 8.5日5凿岩巷道 200m 350m/月15日6放矿溜井 8m 80m/月3日注 月工作日数按25.5天计算。 阶段矿房法评价： （三）阶段矿房法评价 （1）适用条件 阶段矿房法要求矿石和围岩稳固，特别是围岩应当有足够的稳定性，使之在开采时不能。 要求矿体比较规正。 要求是急倾斜、厚矿体。 适用于开采价值不高的矿体。 （2）主要优点：（自阅） 矿块生产能力高，有的矿山可达300400吨/日； 劳动生产率高，凿岩工劳动生产率可达253

48、3m3/I 班； 坑木消耗少；（0.0020.0005 m3/个） 回采时作业安全； 通风条件好，卫生条件好； 采矿成本低。（3）主要缺点： 矿柱所占矿量比较大（达到3560%）而回采矿柱时，矿石损失和贫化又都比较大。如果用大爆破方法回采矿柱时，则矿石损失可达4060%。 大块率比较高，达20-30%。（有的达到35%左右）。这样就增加了二次破碎工作量，以及增加了消耗量并使出矿条件恶化。 通过生产实践证明，用这种方法开采，下盘丢矿比较严重。因为上盘在爆破时自由而充分，而下盘的爆破自由不充分，每次爆破都留下一块，越留越多。（4）有待于解决所和发展方向。 应当根据矿床赋存条件，正确选择矿块的构成要素，尽量增加矿房矿量的比重，减少矿柱矿量。并完善矿柱回采工艺，降低损失