IV Chapter空场采矿法
空场采矿法及安全要求
空场采矿法及安全要求空场采矿是一种采矿方式，指的是在开采过程中，主要的工作面只有一个或几个，周围区域是未开采或者已经开采结束的区域。
相比于传统的房柱法采矿，空场采矿可以减少支护工作的难度和成本，并且可以提高采矿效率。
然而，空场采矿也存在一些特殊的安全要求和挑战。
本文将详细介绍空场采矿法以及它的安全要求。
空场采矿法是一种较新的采矿方法，它的核心思想是通过合理布置工作面、合理选择支护方式以及有效控制工作面前后的透水量，来保证采空区的稳定性和安全性。
在采矿过程中，工作面前方的岩体会逐渐被采空，这就需要及时进行支护，防止岩体的塌落。
支护可以采用不同的方式，包括矮柱法、长墙开采法等。
在进行空场采矿之前，首先需要进行岩体力学和矿床地质的详细分析，确定采矿方式和支护方案。
同时，还需要合理设计工作面的位置和大小，以及周围岩体的力学性质和透水情况。
在采矿过程中，要严格控制工作面的开采速度和进度，以及岩体的变形和破裂情况。
如果发现岩体不稳定的迹象，需要及时采取支护措施，保证采空区的稳定性。
安全是空场采矿的关键，以下是几个重要的安全要求：1. 安全方案：在进行空场采矿之前，必须制定详细的安全方案，包括采矿方式、支护方案、透水和通风的控制方案等。
安全方案需要经过专家评审并得到批准后才能实施。
2. 岩体控制：在采矿过程中，需要对岩体进行有效的控制，防止岩体的塌落和坍塌。
可以采用不同的支护措施，例如矮柱法、厚度控制法等。
同时，还需要监测岩体变形和破裂的情况，及时采取措施进行修复和加固。
3. 透水控制：透水是空场采矿中的一个重要问题，可以通过合理布置排水孔、采取降水措施等方式进行控制。
在进行采矿之前，要进行详细的水文地质调查，确定透水情况和透水通道，以便制定有效的透水控制方案。
4. 通风控制：在空场采矿中，通风是一项重要的安全措施。
通过合理布置通风设备、控制通风气流的方向和速度，可以保证工作面的通风状况良好，减少粉尘和有害气体的积聚，保证矿工的健康和安全。
第四章 空场采矿法
第四章 空场采矿法
第一节 全面采矿法
一、特征 留不规则矿柱 （位置、尺寸） 二、矿块构成要素： （矿房、矿柱） 三、采准切割工作 （数量、位置、掘进顺序）
全面采矿法
1-运输巷道 2-支撑矿柱 3-电耙绞车
第四章 空场采矿法
推进方向，优缺 回采工作面 沿倾斜方向 布置，优缺 沿厚度方向布置，优缺 回采工作 四、 因素： 落矿布置参数取决两个 回采工艺 块度，顶板稳定性。采 矿矿石 搬运；采场地压管理； 通风
第四章 空场采矿法
沿走向布置的分段凿岩阶段矿房法
1-天井 2-分段凿岩巷道 3-顶柱 4-炮孔 5-切割槽 6-二次破碎巷道 7-运输平巷 8-间柱 9-漏斗口
第四章 空场采矿法
垂直深孔阶段凿岩阶段矿房法
图
第四章 空场采矿法
垂直平行深孔球状药包落矿阶段矿房法
（vertical crator retreat mining method 简称VCR法）
经验法：直径3~7m 间距5~8m 计算法: (岩体力学)
一般要求<b<稳定性
房柱采矿法
1-阶段平巷 2-放矿溜井 3-切割平巷 4-电耙硐室 5-上山 6-联络平巷 7-矿柱 8-电耙绞车 9-凿岩机 10-炮孔 11-矿石堆
第四章 空场采矿法
三、采准切割工作：
采 准 、 切 割 巷 道 可 都 布 置 在 脉 内 ， 也 可 布 置 在 脉 外 。 切 割 上 山 为 中 间 巷 道 数 量 切 割 天 井 ， 切 割 槽 切 割 上 山 的 作 用 。 布置 掘进顺序
1-切顶工作面 2-矿柱 3-履带式钻车 4-轮胎式钻车 5-2.7立方米前端式装载机 6-1立方米短臂电铲 7-20~25t卡车 8-护顶锚杆 9-顶板切顶巷道
几种地下采矿方法总结
优
生产效率高、作业安全、生产灵活
缺
损失贫化大,不适开采高品位，高价值的矿石
详细分类(垂直方向上崩落单元划分)
名称(矿块的结构特征)
特点
优点
缺点
大的特点备注（适用）
单层崩落法(适用：开采顶板岩石不稳固、厚度小于3m、倾角小于30°的层状矿体)
长壁式
工作面壁式,工作面长等于整个矿块斜长
采准工作和工作面布置简单,生产能力答.劳动效率高,损失贫化小,通风好
矿岩极不稳固，品位高，经济价值大
回收率高，贫化率低
充填作业强度大，劳动生产率低，进路充填接顶
分下向和上向
分采充填法（削壁充填法）
矿脉厚度小于0.3-0.4m，分别回采矿石和围岩达到允许工作的最小厚度0.8-0.9m，彩霞的矿石运出采场、矿石充填采空区
开采极薄的贵金属矿比留矿法省
工艺复杂、效率低、劳动强度大
适用于矿岩接触面规整的急倾斜厚大矿体或中厚矿体
优点：矿块结构简单，切割工程量小，应用球状药包爆破效果好，安全高在采准巷道作业，生产能力大
缺点：炸药成本高，装药爆破工序复杂，劳动强度大，爆破易堵，有潜在气体污染
房柱采矿法Room-and-pillar method
矿房和矿柱交替布置,留下规则矿柱以维护顶板岩石
使用灵活、适用广、生产能力大、采出矿设备简单、通风条件好
损失贫化大、采准切割工程量大
急倾斜厚度不小于5m、倾斜不小于10m、岩石上盘随意下盘中等稳固以上、矿石不低于中等、矿石价值不大、
无底柱
分段的凿岩崩矿出矿均在回采巷道,
安全性好、采场结构简单适用大型无轨设备、机械化高、
回采巷道通风toping
倾斜、急倾斜中厚到厚矿体，围岩暴露时间短，对稳固性要求降低
第十章 空场采矿法
（一）钻法的特点
钻法也是空场法的一种，也是房柱法的变形方法。
（1）钻法的矿块不必规则地划分矿房和矿柱。回采工作面是沿走向或沿倾斜或倾斜全面推进，一般是整层回采的。
（2）全面法采场的走向长度一般比较长，一般可达50～100米，甚至可以不分矿房和矿柱连续推进。
（3）矿体厚度一般小于3～4米。
§2房柱采矿法
一、房柱采矿法的特点
房柱采矿法是空场采矿法的一种，它是在划分矿块的基础上，矿房和矿柱互相交替排列的，而在回采矿房时留下规则的或不规则的矿柱来管理地压。
房柱法主要是依靠围岩的稳固性和留下的矿柱来进行地压管理。如果顶板岩石的稳固性较差时，则可以在顶板岩石中按装杆柱，以增加其稳固性，如果局部不稳固时，则可以在这些局部地区留下矿柱。因而这种采矿方法灵活性比较大。
锚杆的种类很多，有砂浆锚杆，楔缝式金属锚杆、涨壳式锚杆、树脂锚杆，现在又应用桁架式锚杆以及摩擦锚杆。
这种锚杆效果好，但结构复杂、加工费用高，金属矿应用的较多。
3）砂浆锚杆
砂浆锚杆就是在顶板上打好眼，装入废旧钢丝绳，然后灌入水泥砂浆，形成了杆柱支护。砂浆锚杆的优点是：这种锚杆可用于软岩和破碎岩层；成本也比较低。缺点是：固结的慢，抵抗爆破震动的性能差。
1.若顶板稳固性差，需要用锚杆支护，若矿厚大于5米就很困难。
2.撬毛困难，太高看不清，撬不上。这样工作安全性不好。
3）当矿体厚度在5～10米之间，可以采取其他措施来回采。
如划分为若干台阶来回采。
①倒台阶回采。即站在矿石堆上进行凿岩放炮。为了通风好，应先要在采场中先开凿巷道，使风流贯通（不拉底时）。
②正台阶回采。不拉底应先开通风巷道，此巷道可以贴底板沿倾斜掘进，也可以在顶板方向沿矿体倾斜方向掘进。当矿石与顶板岩石界线明显时，使用正台阶比较好。这种方式在台阶上堆积矿石往下要倒运矿石，可以用电耙子。在国外也可用自行设备。另外，这种回采方法以对顶板管理方便，若顶板稳固性差时，打锚杆较方便。
空场采矿法和填充采矿法的异同
空场采矿法和填充采矿法的异同空场采矿法和填充采矿法，这俩个家伙看似很复杂，实际上就像我们平时吃的米饭和面条，各有各的特色。
空场采矿法呢，就像把整个家里搞得一团乱，让人感觉有点“兵荒马乱”。
这个方法的关键就是把矿藏挖完之后，留下一个大空洞，像个空心的巧克力蛋，外表看起来完好无损，里面却空空如也。
这种方法主要是用在那些矿藏比较大的地方，矿工们就像一群好奇的小猴子，拼命挖掘，生怕错过任何一块“宝藏”。
不过，留空洞的代价就是，时间长了，这空洞可能会塌陷，搞得周围的人心惊胆战，真是“麻烦缠身”。
再说填充采矿法，这可是个聪明的家伙。
想象一下，把矿挖出来之后，再把“填料”填进去，就像把心爱的玩具放回原处，不让它在家里占地方。
这样一来，地面上就不会出现大空洞，安全性大大提高，简直是个安全小能手。
这种方法一般用在矿藏比较小或者复杂的地方，矿工们就像一群精细的艺术家，小心翼翼地工作，生怕一不小心就把自己的“艺术作品”搞砸。
填充的材料就像家里的沙发，填满了空间，让整个房间看起来整整齐齐，省心又省力。
不过，这两种方法也不是没有缺点。
空场采矿法虽然能快速挖矿，但后续处理空洞的麻烦可不少，简直是给自己添堵。
而填充采矿法呢，虽然安全，但填充材料的成本可不是小数目，矿工们在计算时可得动动脑筋，像是在做一场数学考试。
要是选择不当，那可真是“自讨苦吃”，搞得最后收益大打折扣。
总结来说，空场采矿法和填充采矿法就像是两种不同的生活方式，各有各的优缺点。
空场采矿法就像喜欢冒险的年轻人，追求刺激，可能会遭遇不少意外；而填充采矿法则更像稳重的中年人，考虑周全，虽然慢，但能稳稳当当过日子。
在选择哪种采矿法时，矿工们可得好好斟酌，根据地质情况和经济条件，做出最明智的决定。
就像咱们生活中，选择一条路总要考虑到未来的种种，不然可就“走了弯路”。
所以呀，空场和填充两者之间的选择，真是“没有最好，只有最合适”。
希望矿工们能根据实际情况，做出明智的决策，既能挖到宝藏，又能保住安全。
空场法
• 炮孔排列形式：
– 一字形排列； – 之字形排列； – 平行排列； – 交错布置；
回采
• 爆破：
– 采用铵油炸药，用非电导爆管起爆。
• 通风：
– 空气的氧含量不小于20%； – 风速不低于0.15m/s； – 方向：从上风流方向的天井进入，通过矿房工 作面后，由下风流方向的天井排到上部回风巷 道； – 电耙道应该有独立的回风系统；
•
采准与切割（简单）
• • • • 掘进阶段运输巷道 在阶段中掘1~2个上山 在底柱中开漏口（间隔5~7m) 布置电耙巷道硐室
回采
• • • • • • 从切割上山开始，（向一侧或两侧）； 厚度小于3m时，全厚度一次回采； 厚度大于3m时，以阶梯状工作面回采； 出矿：用电耙（矿体厚度小）或自行设备（大厚度） 稳定性：留不规则矿柱，打锚杆 采空区处理：采空区较大，应加强通风
缺点
– 矿石损失率大（10%~15%以上）； – 顶板暴露大，顶板管理和通风要求严格；
第三节
• 适用条件：
房柱采矿法
– 矿体和围岩均稳固 – 倾角：水平或缓倾斜 – 厚度：薄厚均可以（适用范围广）
•
特点：
– 在矿块或采区内矿房和矿柱交替布置； – 回采矿房时留连续或间断的规则矿柱； – 不仅可以采薄矿体，而且可回采后和极厚的 矿体
第一类：空场采矿法 将矿块划分为矿房和矿柱。先采矿房后采矿柱(分两步开采)。回采矿房 时所形成的采空区，可利用矿柱和矿岩本身的强度进行维护。因此，矿石和 围岩均稳固，是使用本类采矿法的理想条件。 第二类：充填采矿法 两步骤进行回采。回采矿房时，随回采工作面的推进，逐步用充填料充 填采空区，防止围岩片落，用充填采空区的方法管理地压。个别条件下，还 用支架和充填料配合维护采空区，进行地压管理。 第三类：崩落采矿法 一步骤回采，随回采工作面的推进，同时崩落围岩来填满采空区，从而 达到管理和控制地压的目的。因此，崩落围岩充满采空区，是应用本类采矿 方法的必要前提。
IV Chapter 15 空场采矿法
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§15-2 全面采矿法
四、评价与适用条件
优点：1）采准切割工作量小；2）坑木消耗少；3）通 风良好；4）采矿成本低。 缺点：1）采空区顶板暴露面积大，不够安全；2）矿体 厚度大时，顶板观察和处理较困难；3）留下矿柱不回 采，矿石损失率在10-15%以上。 适用条件：矿体倾角应小于20-30˚； 厚度≯3-4m，矿 石围岩特别是顶板岩石稳定。矿体中含有夹石或贫矿床。
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拱形空洞
矿石垛
隐蔽空洞
图15-15 放矿过程中的堵漏现象
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§15-4 留矿采矿法
二、选别留矿法
选别留矿法是指将崩落的矿石在采场进行人工分选， 将选出的优质矿石单独运出的留矿采矿法。 选别留矿法在开采诸如云母、纤维石膏和石棉等非金 属矿床时应用相当广泛。 应用原因：
1）可保护一些贵重矿石不受或少受开采的破坏； 2）矿石或矿物特征明显，有利于工作面分选； 3）某些矿石或矿物价值高； 4）产量小，有可能采用人工分选。
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§15-4 留矿采矿法
在我国有色和稀有金属地下开采中使用很广泛, 开采薄及极薄矿脉的主 要方法。 基本特征:工作面自下而上分层进行回采，每次崩落的矿石只放出1/3 左右，工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上面作业。
一、普通留矿法
（一）结构与参数 阶段高度？是否=矿块高度 矿块高度 薄矿脉中，30~40m，中厚以上的矿体40~60m 矿块走向长度 40~60m，围岩很稳固时可采用80~120m。 矿柱：尺寸与矿体厚度有关：
3、 矿石运搬 重力运搬，图15-6 电耙运搬，简化底部结构，图15-13
矿床开采理论与实践课件——空场采矿法
◆5、了解各种采矿方法的采空区处理。
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重点
全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法和阶段 矿房法的特点、适用条件及主要工艺；
难点
全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法和 阶段矿房法的主要工艺；
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一、空场采矿法的特点
将矿块划分为矿房和矿柱，分两个步骤回采，先采矿 房后采矿柱；回采矿房时，采场以敞空形式存在，靠矿 柱和围岩本身的强度来支护形成的采空区。
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全面采矿法
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三、采准切割工作
掘进阶段运输平巷1→切割上山3→矿石溜口，从切割 上山掘进切割平巷，在顶柱及间柱中掘进联络巷通7、8。
全 四、回采工作 面 矿房回采自切割上山开始，一般以阶段斜长的梯段工 采 作面形式，沿走向全面推进。 矿 法 ⒈ 落矿
采用浅眼爆破落矿方式 。 浅眼爆破落矿，用轻型手持 式凿岩机打眼，多采用非电 起爆方法爆破落矿，利用主风流通风 。
第五章 空场采矿法
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第一节 概 述 第二节 全面采矿法 第三节 房柱采矿法 第四节 留矿采矿法 第五节 分段矿房采矿法
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本章基本要求
◆1、掌握空场采矿法的概念及特点 ； ◆2、掌握全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法和阶段
矿房法的特点、适用条件及主要工艺； ◆3、了解分段采矿法的特点、适用条件及主要工艺；
矿 法
⒈ 矿房布置
矿房的长轴可沿走向布置，也可以沿倾斜或伪倾斜布
置，主要取决于所采用的矿石运搬设备和矿体的倾角。
沿走向每隔4～6个矿房留一带状连续矿柱（或叫隔离
矿柱）。
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空场采矿方法通用版
操作规程编号：YTO-FS-PD956空场采矿方法通用版In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers.标准/ 权威/ 规范/ 实用Authoritative And Practical Standards空场采矿方法通用版使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。
文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。
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。
几种地下采矿方法总结
分段凿岩阶段 矿房法(水平深 孔落矿)
垂直深孔阶段 矿房法
垂直深孔球状 药包落矿阶段 矿房法 VCR
在凿岩峒室中钻水平扇 适用条件：广
形深孔，向矿房底部拉 泛 用 于 开 采
底空间崩矿.矿房底部拉 矿 岩 稳 固 的
底、辟漏,开垂直切割槽， 厚 和 极 厚 极
落矿
倾斜矿体，极
倾斜平行极
国内多采用分段凿岩阶 薄 矿 脉 组 成
适用：地质条件复
沿走向掘分
劳动产率
段巷道，缩小 性大
低,
杂、地压较大
工作面
进路式
适用：矿层稳定性很差，将矿块用分段巷道或上山划分，以它们做回 采工作面进路回采
分层崩落法
分层崩落
过程：按分层自上向下回采,以回 采巷道作为单元回采，在假顶支 护下回采，本层回采完后，底部 平铺设垫板，撤支柱,放顶
损失贫化低 在回采面选 矿对矿体形 状适应性大
—pillar
护顶板岩石 采水平和缓倾斜矿体, 耗少，通风良
method
好，矿房生产
能力高
三大采矿方法的比较
分类
基本特征
关键参数
空 场 采 矿 将矿块划分成矿房和矿柱分两步开采，先采矿房后 阶段高度 分段高度
法
充填采矿 法
崩落采矿 法
才矿柱，适用于矿石和围岩均稳固,采空区在一定时 间内允许有较大的暴露面积 采矿工艺操作简单,回采矿房效率高,适用范围广;回 采矿柱条件差，损失贫化大，必须进行采空区处理 随回采工作面的推进逐渐用充填料充填采空区,利 用充填体进行地压管理,适用于高品位的、高价值矿 石 适用条件广，发展前景好；充填成本高，环保安全 以崩落围岩实现地压管理的采矿法，覆岩下放矿 地表允许崩落的倾斜、急倾斜厚大矿体 损失贫化大；方法简单成本低，采矿强度大
空场采矿法及安全要求
行业资料：________ 空场采矿法及安全要求单位：______________________部门：______________________日期：______年_____月_____日第1 页共9 页空场采矿法及安全要求空场采矿法适用于矿岩中等以上稳固、矿岩接触面较明显、形态较稳定的矿体。
其特点是将矿体沿走向划分成矿房和矿柱，分两步骤回采；矿房回采时，采空区顶板主要依靠矿岩自身的稳固性和矿（岩）柱来支撑；矿房回采完毕后，有计划地回采矿柱或不采矿柱，并及时处理采空区。
空场采矿法的优点是成本低，生产能力和劳动生产率高。
缺点是采空区留下大量矿柱，且回采困难，采空区需处理。
空场采矿法可分为分层（单层）空场法、分段空场法和阶段空场法（阶段矿房法）。
分层空场法又可分为全面采矿法、房柱采矿法和留矿采矿法。
空场采矿法的主要安全要求有：●加强顶板管理。
顶板管理主要是对顶板的监测控制，是应用各种手段和方法，对井下采矿过程中所形成的空间、围岩、顶板的观察和测定，分析掌握其变形、位移等的变化情况和规律，获得其大冒落前的各种征兆，以便制定相应的防范措施，保证作业人员和设备的安全。
大●根据矿山地质条件，岩石力学参数以及大量监测数据的规律和经验，选择修正矿块的结构参数、回采顺序、爆破方式等控制地压活动，减少冒落的危害。
●根据采场结构、面积大小，结合地质构造，破碎带的位置、走向，矿石的品位高低等因素，在矿岩中选留合理形状的矿柱和岩柱，以控制地压活动，保护顶板。
在矿柱中，必须保证矿柱和岩柱的尺寸、形状和直立度，应有专人检查和管理，以保证其在整个利用期间的稳定性。
●在矿房回采过程中，不得破坏顶板；采用中深孔或深孔爆破时，第 2 页共 9 页应严格控制炮孔的方位和深度，不许穿透暂不回采的矿柱。
●及时回采矿柱和处理采空区。
大●采用分段采矿法时，除回采、运输、充填和通风用的巷道外，禁止在采场顶柱内开掘其他巷道；上下中段的矿房和矿柱，应尽量相对应，规格应尽量相同。