《矿山地质学》课件第七讲采矿工艺（2）

1、第七讲 井下工艺井下采矿工艺繁體：採礦第一节 采矿方法分类与采切工程概念 所谓采矿方法，就是指从矿块（采区）中 采出矿石的方法。 包括：采准、切割和回采三项工作。 采准是按照矿块构成要素的尺寸来布置的，为矿块回采解决行人、搬运矿石、运送设备材料、通风及通讯等问题； 切割为回采创造必要的自由面和落矿空间； 采准、切割完成后就可以进行大面积回采。 把三项工作联系起来，并依次在时间和空间上做有机配合，这一工作总称为采矿方法。回采工作：完成落矿、矿石搬运和地压管理三项主要作业的具体工艺，以及它们之间在时间和空间上的配合关系，称为回采工作。第一节 采矿方法分类与采切工程采矿方法分类 目的：便于认识每种采

2、矿方法的实质，掌握其内在的规律及共性，以便通过研究进一步寻求更加科学、更趋合理的新采矿方法，需要对现在的种类繁多的采矿方法进行分类。 要求：1.反映出每类采矿方法最主要特征，类别之间界限清楚； 2.简单明了，体现新陈代谢； 3.分类反映出每种方法的实质和共同的适用条件。 依据：一般采用地压的管理方法作为依据。第一节 采矿方法分类与采切工程按地压管理分采矿方法类别采矿方法分组采矿方法名称采矿方法主要分类自然支撑法空场法分层（单层）空场法全面采矿法（1）普通全面法（2）留矿全面法房柱采矿法（1）浅孔落矿房逐法（2）中深孔落矿房柱法留矿采矿法（1）极薄矿脉留矿法（2）浅孔落矿留矿法分段空场法分段采矿

3、法（1）有底柱分段采矿法（2）连续退采分段采矿法爆力运矿采矿法阶段空场法阶段矿房法（1）水平深孔阶段矿房法（2）垂直深孔阶段矿房法崩落法崩落法分层（单层）崩落法壁式崩落法（1）长壁崩落法（2）短壁崩落法（3）进路崩落法分层崩落法（1）进路回采分层崩落法（2）长工作面回采分层崩落法分段崩落法无底柱分段崩落法（1）典型方案（2）分段留矿崩落法有底柱分段崩落法阶段强制崩落法阶段自然崩落法人工支撑法充填法分层（单层）充填法上向分层充填法上向进路充填法点柱分层充填法下向分层充填式壁式充填式分段充填法分段充填法阶段充填法法分段空场事后充填法阶段空场事后充填法VCR事后充填法留矿采矿事后充填法房柱采矿事后充

4、填法支柱法方框支柱、横撑支柱法第一节 采矿方法分类与采切工程三类主要方法的比较： 空场法：围岩要求稳固 崩落法：自下而上开采，围岩能够崩落，地表允许塌陷 充填法：稳固性好时，自下而上开采；稳固性差时，自上而下开采；围岩的稳固性是本方法选择的主要依据 现实生产中跨越类别之间的采矿方法陆续应用。采切工程综述 采切工程分为采准工程和切割工程。 采准工程：在开拓矿量的基础上，按照不同采矿方法工艺的要求掘进的各类井巷工程。 切割工程：为获得备采矿量，在采准矿量的基础上，按照不同采矿方法的规定，在回采作业之前所必须完成的井巷工程。第一节 采矿方法分类与采切工程采准方法 分为脉内采准方法和脉外采准方法。 脉

5、内：可以得到副矿石，矿体疏水效果好，补充探矿；矿体较薄且产状变化大时，巷道难平直，运输和铺轨不便，矿石不稳定时，地压大。薄矿体 脉外：无副矿石，疏水效果差；巷道维护成本低，通风，开采自燃性矿石时易封闭火区。厚矿体（1）岩脉单向错车道布置脉内采准工程脉外采准工程脉内脉外联合采准工程阶段运输巷道错车道矿体 单一沿脉巷道布置 适用于中、小型矿山，可适应年产矿石20 30万吨的矿井要求。 矿体规则的薄矿脉采用脉内布置，而矿体变化大时可采用脉外布置。（2）穿脉单或沿脉尽头式布置穿脉尽头式布置沿脉尽头式布置（3）脉内外环形布置双线环形布置脉内外双线环形布置穿脉环形巷道布置 确适用于中厚矿体的大中型矿山，年

6、生产能力可达100万吨以上。 当矿体不规则时，使用穿脉巷道利于探矿。 （4）脉外环形布置环形连接折返式连接 适合于倾角不大的中厚矿体开采时使用，环形巷道全部布置于矿脉外。 两条沿脉巷道之间的联道可采用环形或折返连接，两条沿脉平巷一为装车巷道，另一为行车巷道。 阶段运输巷道布置形式的选择应考虑道利于装矿，探矿，同时应依据矿体厚度、矿体变化特点，矿山生产能力等综合因素考虑选择适用的方案。（5）无轨装运设备运输巷道布置运输短巷溜井穿脉运输巷道沿脉运输巷道装矿短巷位于岩脉运输巷道一侧（6）矿山井巷位置的确定 地形对井位的影响1.井口附近应有足够的工业场地； 2.井口应不受洪水、滚石、山崩威胁； 3.井

7、筒应避免穿过不稳定岩层。 岩层位移对井位的影响 矿井应位于地表岩石崩落带和移动带之外，如必须建于移动带内，则必须留保安矿柱（7）矿山风井位置的确定 中央对角式 风压较小且稳定，漏风量小，通风费用低；安全性高 中央并列式主副井集中，易于管理，占地小； 可共用同一井底车场，共用一个保安矿柱（8）井底车场 尽头式井底车场车场通过能力小，适用于小型矿山使用。 折返式井底车场车场通过能力大，适用于大中型矿山使用。切割工程 矿块完成采准工程之后，为形成矿块供矿能力、开辟最初工作面和补偿空间而掘进的工程。 切割工程的切割方法将结合采矿方法进行叙述。第一节 采矿方法分类与采切工程井下采矿工艺概念 落矿又称为崩

8、矿，是将矿石从矿体上分离下来，并破碎成适合搬运的块度。第二节 落矿凿岩爆破浅孔落矿中深孔落矿药室落矿矿石二次破碎凿岩与爆破 掏槽眼、辅助眼及周边眼 ，它们的爆破顺序依次为先爆掏槽眼，其次爆辅助眼，最后爆破周变眼 爆破效果与最小抵抗线关系密切，依药包深度不同，爆破可分为震动爆破、松动爆破、抛掷爆破。最小抵抗线 ：药包至自由面的垂直距离。自 由 面 ：岩矿与空气（空间）的接触面。 井巷掘进爆破中炮孔按其作用可分为凿岩与爆破井巷掘进 天井是矿山井下联系上下两个中段的垂直或倾斜巷道，用途广泛、数量众多，也是采准的主要工程。 天井掘进工序包括：凿岩、装药、爆破、通风、装岩及支护。 天井段面大小依用途选择

9、,行人天井中还应设置梯子、平台及各重管线。 吊罐法掘进天井按天井倾角分为直吊罐和斜吊罐。 吊罐法掘进天井劳动强度低，消耗材料少，工序简单，通风好，掘进速度快。 吊罐法的主要缺点是不适用于破碎岩层及倾角小于65的斜天井。井巷掘进 钻进法掘进天井是用天井钻机在预掘的天井断面内沿全深钻一个直径200300mm的导向孔，然后用扩孔刀具扩大到所需断面大小。 该方法全面机械化掘进，安全性高，缺点是工程成本较高，对中硬以上岩石不宜使用。 扩孔可选择上扩法或下扩法。 爬罐法掘进天井采用一个沿轨道运行的可驱动的机械平台做为凿岩、装药平台，爆破时先将机械平台驱往避炮洞室，再次驱升平台前将导轨延伸。 爬罐法可掘进高

10、天井及盲天井。 该法缺点是设备投资大，设备维修困难，工作面通风困难。落矿方法 落矿是指将矿石从矿体分离下来并破碎成一定块度的过程。 金属矿山采用凿岩爆破法落矿。 凿岩爆破法落矿不可避免地要产 生一定数量的不合格的大块，为了方便般运和放矿，应将不合格的大块进行二次破碎，达到合格块度的大小。浅 孔 落 矿 浅孔落矿可采用水平浅孔或上向浅孔，使用轻型风动凿岩机凿孔主要爆破参数是： 钎头直径3046mm 炮孔深度小于5m 最小抵抗线按钎头直径的2530倍确定。落矿方法评价落矿经济技术效果指标：凿岩劳动生产率（T / 班 ） 每米炮孔崩矿量（T /M ） 单位炸药消耗量（kg / T ) 不合格大块产出

11、率（ % ）单位炸药消耗量：爆落每立方米矿石所需最少炸药量。水 平 深 孔 落 矿 深孔落矿的炮孔布置形式分为水平扇形、水平平行孔，亦可才用垂直或倾斜布孔。 平行布置炮孔能充分利用深孔长度，炸药分布均匀，矿石破碎质量好，但工程量较大， 最小抵抗线一般为钎头直径的30倍。 落矿方法 影响崩矿指标的因素岩矿的坚固性 影响凿岩速度，炸药单位消耗量。岩矿的裂隙性 影响 大块产出率。矿体厚度与工作面宽度矿体厚度小于5M时应采用浅孔落矿；厚度为58M则采用中深孔落矿；厚度为1015M时最好采用药室落矿。自由面数目 落矿效果的好坏与自由面数目呈正比。炸药性能爆破技术 中 深 孔 落 矿炮孔布置形式有：上向及

12、水平扇形布置最小抵抗线一般为钎头直径的2530倍，使用高性能炸药时可适度放大。孔底距一般为（0.8 1.2）W重力搬运爆力搬运机械搬运第三节 矿石搬运重力运搬、闸门放矿结构重力运搬、闸门放矿结构装 载 设 备 出 矿 底 部 结 构电 耙 巷 道 底 部 结 构格 筛 巷 道 底 部 结 构 崩落矿石借自重直接下落到矿房底部漏斗之中，再经漏斗口闸门将矿石装入矿车。 适用于矿体倾角大于55 的极倾斜薄矿体，要求矿石破碎质量好，无须二次破碎。 矿石运搬：矿石从落矿地点运送到阶段运输平巷装载处。格筛巷道底部结构 运 搬 过 程 崩落矿石借自重经受矿喇叭口到达二次破碎水平的格筛上，合格块度的矿石经格筛

13、漏下，进入溜矿井，然后通过闸门装入矿车；不合格大块留在筛面上，可直接在筛面上进行二次破碎，也可移到格筛巷道内破碎。 格筛巷道有单侧和双侧两种，前者适用于矿体厚度不大或矿岩稳固性较差时。 格筛巷道底部结构可用于极倾斜，矿石须要二次破碎的矿体。 结 构 参 数相邻受矿喇叭口中心距为5 7M ； 每个喇叭口的受矿面积为30 50M2； 喇叭口斜面倾角为40 55 ，最大为60 70 ； 漏斗颈的断面尺寸应大于矿石最大块度的2 5倍。电耙巷道底部结构 电耙巷道底部结构类型喇 叭 口 受 矿 V 型 堑 沟 受 矿平 底 结 构每种结构类型又有单侧电耙巷道和双侧电耙巷道之分，电耙道的方向与运输平巷的方向

14、之间可以平行，也可以垂直。 电耙道与运输平巷的布置 电耙巷道的底板通常高于运输巷道的顶板， 并要求溜矿井内储存的矿石量能满足一列车的需求，避免耙矿与运输相互影响；也可将电耙巷道底板与运输平巷顶板置与同一水平将矿石直接耙入矿车之中，相对降低了底柱的高度。电耙巷道底部结构 电耙巷道底部结构参数底 柱 高 ： 喇叭口受矿时为5 7M；堑沟受矿时为5 7M。斗 穿 间 距： 一般为5 7M。 电耙道规格：断面2 x 2 M ，长度为25 30 M，并与电耙有效运距相适应 斗穿的规格：一般为2 x 2M，适当加大斗穿规格可提高矿石流动性，提高出矿速度。电耙巷道优点：采切工程量较格筛巷道小20%，通风条件好；平底结构优点：在凿巷道内凿岩，施工安全，底柱形状简单、规则，利于回采，放矿口尺寸大，放矿条件好、效率高。平底结构缺点：底柱稳定性变低，平底中残留矿堆需在下阶段回收。装载设备出矿底部结构装载过程：矿石直接从采场进入装矿巷道，用装运机或铲运机装矿。对应底部结构：V 型沟或