空场采矿方法采矿学

空场采矿方法采矿学演示文稿2023/4/241现在是1页\一共有65页\编辑于星期日2023/4/242（优选）空场采矿方法采矿学现在是2页\一共有65页\编辑于星期日矿块布置方式结构和参数采准和切割工作回采工作评价采矿方法需了解内容现在是3页\一共有65页\编辑于星期日第七章空场采矿方法§1、全面采矿方法§2、房柱采矿方法§3、留矿采矿方法§4、分段矿房法§5、阶段矿房采矿方法§6、矿柱回采与空区处理典型应用空场采矿法的基本条件：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。现在是4页\一共有65页\编辑于星期日第一节

全面采矿法全面采矿法：在阶段中把矿体划分为矿块进行开采，回采工作面沿走向或逆倾斜方向全面推进，设备和工人在空场下进行作业，回采过程中形成的空场主要靠围岩的承载能力，辅以留规则或不规则的矿岩柱、废石垛或人工支柱来维护。开采水平和微倾斜矿体(倾角小于5°)时，将矿田划分为盘区，工作面沿盘区的全宽向其长轴方向推进。用自行设备运搬时，盘区的宽度取200～300m;用电耙运搬时，取80～150m。盘区间留矿柱，其宽度为10～15m或30～40m。开采缓倾斜矿体时，将井田划分为阶段。阶段高度为15～30m，阶段斜长为40～60m，阶段间矿柱2～3m。现在是5页\一共有65页\编辑于星期日全面采矿方法Ⅰ水平和微倾斜矿体现在是6页\一共有65页\编辑于星期日全面采矿法Ⅱ(标准图形)缓倾斜和倾斜矿体现在是7页\一共有65页\编辑于星期日一、矿块布置和结构参数矿块在阶段内沿走向布置，矿块四周留有顶柱、底柱和间柱；阶段斜长一般为40～60m，矿块沿走向长度为50～60m；顶、底柱一般为2～4m，个别底柱为5～7m；间柱宽为1.5～2.0m，个别6～8m或不留间柱；采场中，一般留直径为3～9m的圆形不规则矿柱，矿柱间距8～20m，视采场顶板稳定性。现在是8页\一共有65页\编辑于星期日二、采准和切割（1）从阶段运输平巷，在矿体内掘进切割上山，将阶段分割为矿块并作为回采的工作面；（2）在底柱中每隔5～7m掘进漏斗；（3）在阶段平巷顶板上约3m掘进切割平巷；（4）在间柱和顶柱中每隔一定距离掘进安全联络道；（5）在运输巷道的另一侧，每隔20m布置一个电耙绞车硐室。现在是9页\一共有65页\编辑于星期日三、回采回采工作。自切割上山开始，沿矿体走向一侧或两侧推进；工作面有直线工作面、阶梯工作面和斜线工作面三种形式。当矿体厚度小于3m时，全厚一次回采，当矿体厚度大于3m时，则以梯状工作面回采。现在是10页\一共有65页\编辑于星期日回采工作包括以下内容：

落矿。采用浅眼落矿，眼深为1～2m，炮眼排数为1～3排，炮眼呈一字形、W形或梅花形排列；

矿石运搬。当矿体厚度较小时，采用电耙运搬矿石至漏斗或溜矿井，在运输平巷中出矿。矿体厚度较大且倾角较小时，可采用无轨自行设备运搬矿石。运距小于200～300m时可采用载重20t或更大的铲运机；运距更大时，宜采用载重20～60t的自卸汽车，并配以装矿机出矿；现在是11页\一共有65页\编辑于星期日

采场支护。支护方式主要有留规则或不规则矿柱、垒废石垛或混凝土垛、安设木柱、锚杆等，根据顶板的稳固情况采取以上一种或多种支护措施；

通风。全面采矿法的采空区面积较大，应加强通风管理。一般封闭离工作面较远的联络道，使新鲜风流集中进入工作面，污风从上部回风巷道排除。全面矿法的矿块生产能力多为40～90t/d。现在是12页\一共有65页\编辑于星期日四、特点与适用条件优点：工艺简单、采切工程量小、贫化小、生产率较高、成本较低、技术成熟等；缺点：由于留下的矿柱不回采，矿石损失率高，在10～15％以上，且顶板管理和通风管理要求严格。适用条件：适合开采矿岩稳固至中等稳固，倾角≤30°的缓倾斜或倾斜、厚度≤5～7m的薄至中厚矿体。现在是13页\一共有65页\编辑于星期日第七章空场采矿方法§1、全面采矿方法§2、房柱采矿方法§3、留矿采矿方法§4、分段矿房法§5、阶段矿房采矿方法§6、矿柱回采与空区处理典型应用空场采矿法的基本条件：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。现在是14页\一共有65页\编辑于星期日第二节房柱采矿法房柱采矿法与全面采矿法有许多相似之处，在采区内矿房和矿柱交替布置，回采矿房时留连续的或间断的规则矿柱，以维护顶板岩石。因此，它比全面采矿法适用范围广，不仅能回采薄矿体(厚度小于2.5～3m)，而且可以回采厚和极厚矿体。现在是15页\一共有65页\编辑于星期日房柱采矿方法现在是16页\一共有65页\编辑于星期日房柱采矿法(标准图形)现在是17页\一共有65页\编辑于星期日一、矿块布置和结构参数

矿房的长轴可沿矿体的走向、倾斜或伪倾斜方向布置，主要取决于所采用的运搬设备和矿体的倾角。

矿房的长度取决于运搬设备的有效运距。应用电耙运搬时，矿房一般沿倾斜布置，有效距离为40～60m。矿房的宽度根据矿体的厚度和顶板的稳固性确定，一般为8～20m。矿柱直径为3～7m，间距为5～8m。现在是18页\一共有65页\编辑于星期日二、采准切割（1）自底板运输巷道，向每个矿房的中心线位置掘进放矿溜井；（2）在矿房下部的矿柱(底柱)中掘进电耙硐室；（3）沿矿房中心线并紧贴底板掘进上山，以利行人、通风和运搬设备或材料，并作为回采时的自由面；（4）各矿房间掘进联络平巷；（5）在矿房下部边界处掘进切割平巷，既作为起始回采时的自由面，又可作为去相邻矿块的通道。现在是19页\一共有65页\编辑于星期日三、回采回采顺序。一般沿走向自一侧向另一侧推进或中央向两侧推进。为了提高开采强度，可多个矿房同时作业，各工作面保持10～15m的距离。（一）落矿当矿体厚度小于2～3m时，一次采全厚；当矿体厚度大于2～3m时，则采用分层开采，用浅眼在矿房底部进行拉底，然后用上向中深孔挑顶，矿体厚度小于5m时，挑顶一次完成；现在是20页\一共有65页\编辑于星期日

矿体厚度为5～10m时，则以2.5m高的上向梯段工作面分层挑顶，并局部留矿，以便在矿石堆上进行凿岩爆破工作；当矿体厚度大于10m时，则采用深孔落矿方法回采矿石。先在矿房的一端开掘切割槽，以形成台阶工作面。切顶空间下部的矿石，采用下向平行深孔落矿。厚矿体开采见下页图现在是21页\一共有65页\编辑于星期日现在是22页\一共有65页\编辑于星期日（二）出矿

浅眼落矿方式采下的矿石，用14kW或30kW的电耙，将矿石耙至放矿溜井，然后在运输巷道中装车。中深孔落矿与深孔落矿方式广泛采用装运机、装岩机配自卸汽车等无轨自行设备出矿。（三）采场支护除留有顶柱、底柱和间柱来维护采场外，矿房内还留有规则矿柱支撑顶板。顶板稳固性较差时，辅以锚杆支护或锚杆加金属网支护。现在是23页\一共有65页\编辑于星期日三特点与适用条件优点：采场结构和回采工艺简单，采准切割工作量小，生产能力高，通风条件好，采矿成本低。缺点：矿柱所占比重较大(间断矿柱占15％～20％，连续矿柱达40%)，且矿柱不易回采，造成矿石损失较大。应加强地压管理，合理确定矿柱尺寸，提高矿石的回收率。适用于开采矿岩稳固、倾角小于30°的水平或缓倾斜矿体。采矿工效30～50t/工班。现在是24页\一共有65页\编辑于星期日第七章空场采矿方法§1、全面采矿方法§2、房柱采矿方法§3、留矿采矿方法§4、分段矿房法§5、阶段矿房采矿方法§6、矿柱回采与空区处理典型应用空场采矿法的基本条件：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。现在是25页\一共有65页\编辑于星期日第三节留矿采矿法留矿采矿法：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三分之一左右(有时达35％～40％)，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。留矿采矿方法现在是26页\一共有65页\编辑于星期日留矿采矿法(标准图形1)根据出矿方式不同，有自溜放矿留矿法和振动出矿留矿法。现在是27页\一共有65页\编辑于星期日留矿采矿法(标准图形2)现在是28页\一共有65页\编辑于星期日工程背景：自溜放矿留矿法存在的问题：常发生大块卡斗，因而二次破碎炸药消耗量和漏斗修理工作量大，放矿劳动条件差，工伤事故多，为了顺利放矿，要求采幅宽度较大，致使贫化率增高；漏斗间距小，切割工作量大，坑木消耗多；由于放矿困难，放矿时间长，常因此而发生围岩片帮，造成矿石大量损失。将溜井振动出矿技术应用到留矿采矿法，取得了良好的技术经济效果。现在是29页\一共有65页\编辑于星期日现在是30页\一共有65页\编辑于星期日现在是31页\一共有65页\编辑于星期日（一）、矿块布置和结构参数矿块布置：矿块一般沿矿体走向布置；当矿体厚度大于10～12m时，垂直走向布置。结构参数：

阶段高度在薄矿脉中，宜采用30～40m，最大为50m；在中厚以上的矿体中，属于第Ⅲ或第Ⅳ勘探类型的宜采用30～40m，属于I～Ⅱ勘探类型的可以采用40～60m。现在是32页\一共有65页\编辑于星期日

矿块长度一般为40～60m（主要考虑矿石和围岩的稳固性）。

矿柱开采薄矿脉时，间柱宽2～6m，顶柱厚2～3m，底柱高4～6m；开采中厚以上矿体，间柱宽8～12m，顶柱厚3～6m，底柱高8～10m；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。现在是33页\一共有65页\编辑于星期日（二）、采准切割工作

采准及施工工艺：包括掘进阶段运输巷道、天井、联络道和漏斗颈等。

切割及施工工艺：包括掘进拉底巷道和扩大漏斗。

拉底高度一般为2～2.5m，宽度为矿体厚度。在薄和极薄矿脉中，为保证放矿顺利，拉底宽度不应小于1.2m。现在是34页\一共有65页\编辑于星期日拉底和辟漏同时进行的切割施工工艺：适用于矿脉厚度大于2.5～3m的条件，步骤如下：

(1)在运输巷道一侧以40～50°倾角打第一次上向孔，其下部炮孔高度距巷道底板1.2m，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；

(2)爆破后站在矿堆上，一侧以70°倾角打第二次上向孔。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，并将矿石放出。继续打第四次上向孔，爆破后漏斗颈高可达4～4.5m。

(3)在漏斗颈上部以45°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。现在是35页\一共有65页\编辑于星期日（三）、回采工作回采工艺包括：凿岩、爆破、通风、局部放矿、撬顶及平场、二次破碎。顺序完成这些作业，叫做一个回采循环；回采循环一个接一个重复进行，当回采工作面达到设计的顶柱边界时，停止回采，进行大量放矿。凿岩：一般打上向炮眼，炮眼深度1.3～1.8m，若太深会使大块增加，开采薄和极薄矿脉时，会使炮眼利用率降低，影响采幅控制，使贫化率增大。若矿石稳固性较差，也可以打与水平呈微倾斜的炮眼，其深度一般为2～2.5m。爆破：一般采用铵油炸药，非电导爆管起爆。通风：新鲜风流是从阶段平巷沿天井上升，经联络道进入矿房，清洗工作面后，污风由另一侧的联络道，经回风天井上升到上部回风平巷排出。现在是36页\一共有65页\编辑于星期日局部放矿：每次崩矿后立即放出崩下矿石的35～40％，称为局部放矿。其余的矿石暂时贮存于矿房中，作为继续上采的工作台和对围岩起支撑作用。撬顶、平场和二次破碎：

撬顶，局部放矿后，应将顶板和两帮已松动而未落下的矿石或岩石撬落，以保证后续作业安全；

平场，为了便于工人在留矿堆上进行凿岩爆破等作业，应将留矿堆表面整平；

二次破碎，崩矿和撬顶时落下的大块，应在平场时破碎，以免放矿时卡塞漏斗。大量放矿：在矿房的采矿工作全部结束后，放出存留在矿房中的全部矿石。现在是37页\一共有65页\编辑于星期日（四）、振动出矿特点

(1)放矿口的通过能力显著增加，卡斗次数减少，二次破碎的炸药消耗量降低，安全条件和劳动条件大大改善；

(2)用振动出矿机取代木漏斗，减少坑木；

(3)放矿实现电控操作，劳动强度大大减轻，工效提高；

(4)振动改善了矿石的流动性，采幅宽度可以适当减小，漏斗间距增大，有利于降低矿石损失、贫化和切割工作量。现在是38页\一共有65页\编辑于星期日（五）、留矿采矿法特点与适用条件优点：具有结构简单、管理方便、采准切割工作量小及生产技术容易掌握等。缺点：矿房内大量矿石不能及时放出，积压资金；矿房采完后，留有大量的空场需要处理等；要求矿石无氧化性，结块性和自燃性。适用于开采矿石和围岩稳固的急倾斜薄矿和极薄矿脉。现在是39页\一共有65页\编辑于星期日第七章空场采矿方法§1、全面采矿方法§2、房柱采矿方法§3、留矿采矿方法§4、分段矿房法§5、阶段矿房采矿方法§6、矿柱回采与空区处理典型应用空场采矿法的基本条件：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。现在是40页\一共有65页\编辑于星期日第四节分段矿房采矿法

把阶段划分为分段，在每个分段水平上布置矿房和矿柱，各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。沿走向布置的阶段出矿分段矿房采矿法典型方案见下图所示。现在是41页\一共有65页\编辑于星期日分段矿房采矿法典型方案1-分段运输巷道；2-装运横巷；3-堑沟平巷；4-凿岩平巷；5-矿柱回采平巷；6-切割横巷；7-间柱凿岩硐室；8-斜顶柱凿岩硐室；9-切割天井；10-斜顶柱现在是42页\一共有65页\编辑于星期日一、矿房布置和结构参数阶段高度为40～60ｍ，分段高度15～25ｍ，矿房一般沿走向布置，长度为35～40ｍ，间柱宽度为6～8ｍ。分段间留斜顶柱，其真厚度一般为5～6ｍ。二、采准切割工作采准工作包括从阶段巷道掘进斜坡道联通各个下盘分段运输平巷；沿矿体走向每隔100ｍ掘进一条放矿溜井，通往各分段运输平巷。在每个分段水平上，掘下盘分段运输平巷１，在此巷道走向每隔10～12ｍ，掘进装运巷道２，通到靠近矿体下盘的堑沟平巷３，靠上盘接触面掘进凿岩平巷４。现在是43页\一共有65页\编辑于星期日切割工作包括在矿房的一侧掘进切割横巷６，连通凿岩平巷４与矿柱回采平巷５，从堑沟平巷３到分段矿房最高处，掘切割天井９。在切割巷道钻环形深孔，以切割天井为自由面，爆破后形成切割槽。现在是44页\一共有65页\编辑于星期日三、回采工作沿走向每隔200ｍ划分一个回采区段，每个区段有一个矿房在回采，一个矿柱回采，一个矿房进行切割。回采工作是从切割槽向矿房另一侧推进。在凿岩平巷中钻扇形深孔，从装运巷道用铲运机把崩下的矿石装运到分段运输平巷最近的溜井，溜放到阶段运输巷道装车运出。当一个矿房回采结束后，立即回采一侧的间柱和斜顶柱。现在是45页\一共有65页\编辑于星期日回采间柱的深孔凿岩硐室，布置在切割巷道靠近下盘的侧部；回采斜顶柱的深孔凿岩硐室，设在矿柱回采平巷的一侧，对应于矿房的中央部位。间柱和斜顶柱的深孔布置，如图Ⅲ－Ⅲ剖面所示。回采矿柱的顺序是：先爆破间柱并将崩下矿石放出，然后再爆破顶柱；因受爆力抛掷作用，顶柱崩落的大部分矿石溜到堑沟内放出。使用铲运机出矿时，矿房日产量平均为800ｔ。矿石总回采率在80﹪以上，贫化率不大。现在是46页\一共有65页\编辑于星期日（２）分段矿房采矿法的适用条件与优缺点适用于矿石和围岩中等稳固以上的倾斜和急倾斜厚矿体。由于以分段作为回采单元，可使用高效率的无轨装运设备，灵活，回采强度高。同时，分段矿房采完后，允许立即回采矿柱和处理采空区，既提高了矿柱的回采率，又处理了采空区，从而为下分段回采创造了良好的条件。但由于每个分段都要掘分段运输平巷、切割巷道、凿岩平巷等，该法存在着采准工作量大的缺点。如果进一步提高采准工作的掘进效率，并推广应用无轨设备，分段矿房采矿法仍为开采倾斜厚矿体的一种有效的采矿方法。现在是47页\一共有65页\编辑于星期日第七章空场采矿方法§1、全面采矿方法§2、房柱采矿方法§3、留矿采矿方法§4、分段矿房法§5、阶段矿房采矿方法§6、矿柱回采与空区处理典型应用空场采矿法的基本条件：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。现在是48页\一共有65页\编辑于星期日第五节阶段矿房采矿法特点：将采区划分为矿房与矿柱，用深孔回采矿房，矿房采完后形成空场，空场一般是在回采矿柱的同时进行处理。

分类：

阶段矿房采矿法垂直深孔崩矿～水平深孔崩矿～分段凿岩～阶段凿岩～按深孔布置形式按深孔的深度不同现在是49页\一共有65页\编辑于星期日分段凿岩阶段矿房法图一、分段凿岩阶段矿房采矿法

现在是50页\一共有65页\编辑于星期日

1、矿块布置和结构参数

矿块布置：根据矿体厚度，当矿体厚度小于15m，矿块沿走向布置；矿体厚度大于15m，矿块垂直走向布置。

结构参数：

矿房长度，一般为40～60m；

分段高度，取决于凿岩设备，中深孔时为8～10m，深孔时15～20m；

顶柱高度，一般为6～10m；底柱高度，采用电耙底部结构时为7～13m，用装(铲)运机出矿的平底结构为4～6m，用格筛的底部结构为12～14m；间柱宽度，为6～10m。现在是51页\一共有65页\编辑于星期日

2、采准切割采准：在矿体中靠下盘掘进阶段平巷，由阶段平巷向间柱中掘进横巷，从横巷末端，在矿体厚度的中央掘进通风、人行天井；从天井掘进拉底平巷及分段凿岩巷道。从阶段平巷每隔5～7m掘进漏斗穿和漏斗颈(如果是电耙底部结构时，从阶段平巷掘进矿石溜井及电耙巷道)

。在矿房中央，从拉底平巷掘进切割天井。切割：从拉底平巷两侧用浅眼扩帮至矿体全厚形成拉底空间，并将漏斗颈上部扩大成漏斗。最后将切割天井扩大成切割槽，为回采工作造成自由面。现在是52页\一共有65页\编辑于星期日

3、电耙底部结构（如果是电耙底部结构时）漏斗电耙道底部结构。底柱高度8～15m。这种底部结构在底柱中掘进的巷道少，因而底柱的隐固性较好；是目前应用较广泛的一种底部结构。现在是53页\一共有65页\编辑于星期日

4、水平深孔拉槽切割槽布置在矿房的中央。优点是矿房有两个崩矿自由面，可以提高矿房的回采强度。形成切割槽的方法是用水平深孔拉槽法。即在拉槽部位的底部进行拉底，以切割天井为凿岩天井，打水平扇形深孔，分次爆破后，形成宽为5～8m的切割槽，这种拉槽方法，由于宽度较大，爆破时的夹制性较小，容易保证切割槽的质量。现在是54页\一共有65页\编辑于星期日

5、回采回采工作：在分段巷道中凿上向扇形中深孔(最小抵抗线为1.5～1.8m)或深孔(最小抵抗线为3m)，待全部炮孔凿完后，以切割槽为自由面，每次爆破3～5排炮孔，向两侧后退式回采。上下分段保持垂直工作面或上分段超前一排炮孔，以保证上分段爆破作业的安全。通风：新鲜风流从电耙绞车附近的通风、人行天井进入，清洗电耙道后，污风经另一回风天井至上阶段的回风平巷排出。出矿：电耙绞车一般为28KW或55KW，耙斗容积为0.3～0.5m3。现在是55页\一共有65页\编辑于星期日二、阶段凿岩阶段矿房采矿法现在是56页\一共有65页\编辑于星期日典型方法：加拿大国际镍公司首次采用垂直下向大直径深孔崩矿的阶段矿房采矿法。矿体厚度18m,矿房长度90m，高60m。在矿房顶部拉出切割空间，高为3.6m，宽度等于矿体的厚度，作为凿岩水平层。在凿岩水平层，用装有COP6D钻机的凿岩台车，钻凿直径为150mm的下向平行深孔，深孔间距和最小抵抗线均为3.5m。在矿房的一端开掘垂直的切割槽，然后用下向平行深孔向切割槽空间爆破。为了减少对矿柱的破坏，采用毫秒雷管起爆。矿房底部要拉底至矿体的整个厚度，作为出矿水平层。在出矿水平层，用ST-8铲运机出矿。现在是57页\一共有65页\编辑于星期日三、阶段矿房采矿法特点及适用条件阶段矿房采矿法具有回采工作安全，通风良好，矿房回采强度大，坑木消耗少等优点。它适合于开采矿石和围岩均稳固的厚和极厚的急倾斜矿床。缺点：采准切割工作量大，掘进分段凿岩巷道时，机械化程度低，劳动强度大；由于矿柱的矿量所占的比重较大，而回采矿柱时矿石损失和贫化都大，因此恶化了矿石的损失和贫化指标。现在是58页\一共有65页\编辑于星期日第七章空场采矿方法§1、全面采矿方法§2、房柱采矿方法§3、留矿采矿方法§4、分段矿房法§5、阶段矿房采矿方法§6、矿柱回采与空区处理典型现