第6章-矿床开采过程与采矿方法概述教学内容

第6章-矿床开采过程与采矿方法 概述
第一节 采矿方法分类
一、概念 （一）金属与非金属采矿方法：
采矿方法：根据矿山地质*和技术经济条件，在 矿块内为行人、材料设备运送、矿石运搬、通风等 而掘进的巷道网络，为回采而切割的自由面与落矿 空间，以及回采工艺和采掘作业顺序等的总称。
（矿山地质条件指区域地质、矿床地质、工程地质和水文地质等）
采用柱式体系采矿法的主要产煤国家有：美国、澳大利亚、 加拿大、南非、印度等，20世纪80年代，其产量分别占地下开采 的84％、80％、95％、90％、70％。
近20年来，壁式体系采矿法呈加速发展趋势，它具有连续采
煤、产量高、安全性好、采出率高等优点。美国、澳大利亚等国
引进了壁式开采技术，并用高新技术加以装备，创造了新的世界
按采空区处理方法不同，可分为垮落采煤法、刀柱 (煤柱支撑)采煤法、充填采煤法。
按采煤工作面布置及推进方向的不同，可分为走向长 壁采煤法和倾斜长壁采煤法。
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2.柱式体系采煤方法 以房柱间隔进行采煤为主要标志。特点： ①在煤层内布置一系列宽为5～7m的煤房，采煤房时形 成窄(短)工作面成组向前推进。房与房之间留设煤柱，煤 柱宽数米～30m不等，每隔一定距离用联络巷贯通，构成生 产系统，并形成条状或块状煤柱，支撑顶板； ②采房时矿山压力显现较和缓，用锚杆支护工作空间， 支护较简单;
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二、我国采矿方法应用情况
我国各矿业部门露天与地下开采矿石产量的比重
矿业部门
露天开采比重（％） 地下开采比重（％）
煤矿 黑色金属 有色金属 化工矿山 铀矿山
10 90 32 42.6 20
90 10 68 57.4 80
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采矿方法应用情况
据统计，按矿山数来看，我国空场采矿法、崩落采矿法 和充填采矿法的应用比重大致为6：3：1。近年来，崩落法和 充填法的比重逐年上升。
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2、充填采矿法 随回采工作面的推进，用废石、尾砂、膏体等充填材料充 填采空区，由充填体和围岩共同支撑顶板。 矿岩稳固或不稳固均可采用本类采矿方法。 3、崩落采矿法 随回采工作面的推进，崩落围岩，在覆盖岩块下出矿，它 是利用崩落的围岩来管理和控制地压。 围岩不稳固，地表允许塌陷，有利于崩落时可采用此类采 矿法。
国外矿床规模大、机械化水平高的金属矿山年产矿石可超
过千万吨。例如，瑞典的基律纳铁矿年产达2000～3000万t。我
国金属与非金属矿山的生产能力普遍较小，主要是因为矿床赋
存202规0/6/模28 较小，部分是因为技术与装备水平不高。
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（2）煤矿
在煤矿开采方面，采用壁式体系采矿法的主要产煤国家有： 中国、俄罗斯、波兰、乌克兰、德国、英国、法国、日本、西欧 等，其产量均占地下煤炭开采产量的90％以上；
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（二）煤矿采矿方法：
由于煤层的自然条件和使用的采掘机械不同，完成回采 工作各个工序的方法也不同，在回采的顺序、时间、空间上 必须按规律地安排和配合，所以：
在采煤工作面内按一定顺序完成各工序的方法及其配合， 称为采煤工艺。
在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序 的过程称为采煤工艺过程。
1、壁式体系采煤方法 又称长壁体系采煤方法，以长工作面采煤为主要标志。 一般特点: ①采煤工作面长度较长，通常在80～250m； ②随着采煤工作面推进，顶板暴露面积增大，矿山压 力显现较为强烈；
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③采煤工作面可分别用爆破、滚筒式采煤机或刨煤机破煤、 装煤，用与采煤工作面相平行铺设的刮板输送机运煤， 用支架支护工作空间，用放顶垮落法或充填法处理采空 区；
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③采煤用爆破或连续采煤机配套设备。采煤在一组房内 交替作业;
④采掘合一，掘进准备也是采煤过程，回收房间煤柱时， 也使用同一种类型的采煤配套设备。
高度机械化的柱式体系采煤方法，一般只分为房式采煤 法和房柱式采煤法两类。
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主要内容 §1 采矿方法分类
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回采巷道的掘进一般是超前于回采工作进行的，它们之间 在时间上的配合以及在空间上的相互关系，称为回采巷道布 置系统，也称为采煤系统。
采煤方法：根据矿山地质条件和技术经济条件， 由采煤工艺与回采巷道布置及其在时间、空间上相 互配合的总称。
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二、采矿方法分类
（一）金属矿与非金属矿
§2 地下采矿方法的现状与发展趋势
§3 采场运搬 §4 底部结构 §5 装矿
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一、概述
（1）金属矿与非金属矿
随着现代工业和人类物质文明的发展，对矿产资源的需求 量与日俱增。当前世界矿物年产量已超过500亿t，我国已超过 70亿t，且每年还在不断增长。随矿物开采量的增长，部分露 天矿转入地下开采，而地下开采矿井的开采深度则不断增加， 因此，今后地下采矿的比重将不断增加，且深井开采越来越多。 系统研究深井开采技术是当前的一项重要任务。
④在采煤工作面两端，一般至少各有一条回采巷道，构 成完整的生产系统。
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壁式体系采煤法： 按所采煤层倾角，分为缓倾斜、倾斜煤层采煤法和急 斜煤层采煤法；按煤层厚度，可分为薄煤层采煤法、中厚 煤层采煤法和厚煤层采煤法。 按采用的采煤工艺不同，可分为爆破采煤法，普通机 械化采煤法和综合机械化采煤法。
2020/6/286空场采矿方法 充填采矿方法 崩落采矿方法
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典型 典型 典型
全面采矿方法 房柱采矿方法 留矿采矿方法 阶段矿房采矿方法 干式充填采矿方法 水力充填采矿方法 胶结充填采矿方法 壁式崩落采矿方法 分段崩落采矿方法 阶段崩落采矿方法
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（二）煤矿
根据采煤工艺、矿压控制特点，采煤方法分为壁式体 系和柱式体系。
根据矿块在回采过程中对顶板或围岩地压管理方法不 同，采矿方法一般分为三大类：
1、空场采矿法 将矿块划分为矿房和矿柱，在回采过程中，不崩落围 岩，也不充填采空区，依靠空场的侧帮岩石和所留的矿柱 或人工支护(木柱、石垛等)来支撑采空区顶板围岩。 因为是在空场下采矿和出矿，采用此类采矿方法要求 矿石和围岩均稳固。