极薄矿脉采矿方法研究与应用
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DENG Li bing, GUO Zhong lin
( Kunming University of Science & T echnology, Kuming 650093, China)
Abstract : The key const ituents, the status quo of cutting and stoping preparation and the applica tion characteristics of shrinkage method used in the stoping of extra- thin vein are introduced. Simulta neously, the main existing problems in the applicat ion and development trend of the method in China are described. Key words: Shrinkage method; extra thin vein; status quo of application; development trend
方法。据统 计资料 表明 , 1989 年我 国黄金 矿山使用留矿采矿法的比例为 55 47% , 钨 矿急倾斜 矿脉单脉开采 几乎全部采 用此方 法。其主要原因是此法工艺过程简单, 工人 易掌握, 管理方便; 木材消耗少, 留矿堆可 以支撑顶 板, 生产 能力比较 高; 靠 自重放
收稿日期 : 2004- 05- 21 作者简介 : 邓礼兵 ( 1971- ) , 男 , 重庆人 , 工程师、硕士研究生 , 主要从事采矿工艺方面的工作 .
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有色金属设计
第 31 卷
率。 ( 2) 将原矿块内水平工作面改为倾斜工 作面布置 , 一是可以利用短工作面回采长矿 块, 同时又减少了上盘围岩的暴露面积 , 以 保证回采中的矿石稳固; 二是与矿山现行的 平底结构浅孔留矿法相结合, 即实现了矿体 无矿柱开采。 ( 3) 工人从 运输巷道 经装矿穿 进入采 场, 既安全又省力, 运送材料、设备极为方 便。 3 2 削壁留矿法 ( 选别回采) 削壁留矿法将削壁产生的废石通过顺路 溜井放出 , 崩落的矿石待采场大量放矿时放 出, 即矿岩分采 , 属于分类类采矿法。 3 2 1 采场布置形式及主要采切工作 矿块沿走 向布置 , 长度 40~ 50 m ( 可 达 100 m) ; 中段高度 40 m 。主要采切工作 有回风天井、漏斗、拉底巷道等。 3 2 2 回采工作 分层高度 1 8~ 2 0 m, 每分层回采前, 应首先在上盘或下盘削壁 , 凿岩用 YPS45 或 YT27 型凿 岩机, 装药、爆破、通 风、支护 后, 用人工或电 耙将废石 耙进顺路 废石溜 井。待分层削壁后, 再回采矿石, 凿岩、装 药、爆破、通风、支护等工序与削壁作业相 同, 矿石留在采场等大量放矿时放出。 3 2 3 矿柱回收及空区处理 一般不留间柱。对于顶底柱的回收 , 一 般是待大量放矿后, 采用放大炮的方法崩落 上中段顶底柱, 并尽可能多地回收矿石。依 据具体情况, 一般可采用崩落围岩的方法处 理空区。 削壁留矿法的优点: 此法借助矿石自重放矿, 克服了削壁充 填法劳动强度大、采场强度低的缺点, 又降 低了出矿作业成本; 通过合理布置漏斗 , 大 部分富矿粉可以回收。当矿体厚度接近最小 采幅时, 与削壁充填法相比, 该方法可减少 削壁厚度 , 相应地减小作业成本。因此 , 对
进、完善与发展 , 积累了不少经验 , 创造并 实践了多种变形方案 , 取得了较好的效果。 3 1 斜长工作面浅孔留矿法 矿块沿走向布置 , 长度 160 m, 垂直高 度 40 m 。采幅宽度控制在 0 8 m, 优化的斜 工作面倾角 20 ∀, 平底结构的装 矿穿间距 6 m, 长 7 m 。 3 1 2 采准切割工作 运输巷道 布置在下盘距 矿体 7 m 左右 处, 从运输巷道掘进穿脉装矿穿至矿体 , 再 沿矿体将装矿穿末端相互拉通 , 形成拉底巷 道。先进 天井布置 在矿块的 一翼, 先期完 成。顺路天井布置在矿块的另一翼 , 矿块回 采后期, 随回采随架设。 3 1 3 回采工作 回采工作以先进天井为自由面开始 , 随 回采工作的不断推进 , 先进天井由下向上逐 3 1 1 采场结构参数
用特点 , 并指出了此采矿方法存在的主要问题及在我国的发展趋势 。 关键词 : 留矿采矿法 ; 极薄矿脉 ; 应用现状 ; 发展趋势 中图分类号 : TD 853 33 文献标识码 : B 文章编号 : 1004- 2660( 2004) 02- 0001- 04
Application & Development of Shrinkage Method in the Stoping of Extra thin Vein
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有色金属设计
第 31 卷
采矿法仍然是采矿工作者的一个重要课题。
正如前面 所述, 留 矿采 矿法有 许多优 点, 但留矿采矿法在极薄矿脉中使用还存在 一些比较突出的问题。 ( 1) 矿石贫化大 产生矿石贫化的原因主要是, 在落矿和 出矿过程中有废石的混入和富矿粉的损失。 首先, 使 用留矿采 矿法 开采极 薄矿脉 时, 在回采过程中需同时崩落矿石和部分围 岩。由于人员在采场中的作业空间要求有一 定的 高度 和宽 度, 当 矿 体厚 度小 于 0 8 m 时, 仅仅在矿体厚度范围内的作业空间中 , 人员是无法进行作业的。为了保证人员在采 场有必要的作业空间, 在回采过程中必须将 一部分围岩连同矿石一起采掘下来 , 混入的 废石一般无法与矿石分开 , 这样就造成了矿 石的采下贫化。在矿山实际生产中 , 采幅宽 度一般不小于 1 1 m, 这就是说矿脉越薄 , 废石混入率越高。 其次 , 在采矿过程中 , 大部分矿石暂时 留在采场内, 待采场全部采完后, 方可进行 大量放矿。当围岩不稳固时, 暂留在采场内 的矿石经常移动, 不能防止围岩片落。尤其 是在大量放矿时, 随着放矿的进行 , 围岩的 暴露面积逐渐增大 , 促使围岩大量冒落而混 入矿石中 , 造成二次贫化。 另外 , 由于矿石在落矿和搬运过程中产 生一些品位很高的粉矿, 所以 , 矿体倾角较 小, 底板起伏较大时, 撒落在矿房底板上的 粉矿不易被顺利放出, 造成金属损失, 这就 相应地增大了矿石的贫化。 ( 2) 作业安全性差 当矿岩稳固性较差时 , 回采过程中 , 工 人直接在矿岩暴露面下作业, 矿体和顶板围 岩容易 片落, 致 使人员安 全没有保 障。另 外, 由于采幅很小 , 在部分放矿时矿房中容 易形成空洞, 常常危及在采场作业人员的安 全。 ( 3) 工人劳动强度大 局部放矿后, 采场内需要对浮石进行处
表 1 留矿采矿法主要技术经济指标表 Tab. 1 Main Technical and Economical Indexes of Shrindage Method
矿山名称 龙水金矿 潼关金矿 东南金矿 夹皮沟金矿 西华山钨矿 湘东钨矿 采场生产能力 / ( t! d- 1 ) 50 50~ 60 30 25~ 60 60~ 108 108 贫化率 /% 48 24~ 42 31 18 6 81 17~ 22 损失率 /% 15~ 20 8~ 13 15 10 10 3 工作面效率 / ( t! 工班- 1 ) 5~ 8 38 3~ 4 57 21 61 炸药消耗 / ( kg! t- 1 ) 0 5~ 0 6 0 7~ 0 9 0 66 0 66 0 73~ 0 9 0 37 木材消耗 / (m 3 ! t- 1 ) 0 003 0 001~ 0 002 0 02 0 002 7 0 001 9 0 005 6
Байду номын сангаас
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留矿采矿法在极薄矿脉中的 应用
采场构成要素
矿房沿矿 体走向 布置, 阶 段高 度多为 40~ 50 m, 矿块长度一般为 40~ 60 m, 顶柱 高度 2~ 4 m 。当矿石品位高、上部回风巷 道不需要保留时 , 也可以不留。底柱高度 3 ~ 4 m, 有的矿山为多回收高品位的矿石而 不留底柱 , 用坑木架设假底代替底柱。间柱 宽度 4~ 6 m, 当不需留间柱时 , 用顺路天 井代替采准天井。拉底空间的宽度不应小于 1 2 m, 并按此规格上采一个分层, 然后逐 渐缩小到所要求的采幅宽度。如果底部结构 采用普遍漏斗自重放矿的底部结构 , 漏斗间 距 5~ 6 m 。 2 2 采准切割工作 采准切割工作主要包括掘进阶段运输平 巷、通风人行天井、联络道、切割巷道、漏 斗等。阶段运输平巷一般沿脉布置 , 在平行 矿脉群中 , 也有沿上盘或下盘布置。采准天 井一般沿脉布置 , 联络道在天井内每隔 5~ 6 m 垂直高度 , 掘进一条。有的矿山采用随 回采顺路架设的方法架设顺路天井。拉底空 间的高度一般为 2~ 2 5 m 。 2 3 回采工作 普通浅孔留矿法的回采工作自下而上分 层进行 , 每个分层的回采包括凿岩、爆破、 通风、局部放矿、平场撬顶、破碎大块等作 业。回采工作面多为水平梯段布置 , 也有的 为倾斜工作面自 下而上回 采。采用 浅孔凿 岩, 孔深 1 5 m 左右 , 炮孔呈 之 字形排 列, 最小抵抗线为 0 6~ 0 8 m 。回采中每循 环落下 的矿石放 出 30% ~ 40% , 其 余矿石 暂时留在采场内 , 作为人员作业的工作台和 临时支撑两盘围岩。当矿房回采完毕后 , 最 后放出采场的全部矿石。 2 4 存在的主要问题
3
留矿采矿法在极薄矿脉开采 中的发展
留矿采矿法 经历了 数十年的 应用、改
渐消失, 倾斜工作面从先进天井向顺路天井 一侧推进。当回采完矿块顶部 , 利用局部放 矿形成 2 m 高的空间作为回风巷道。回风平 巷一端与倾斜工作面相通 , 另一端与残留的 先进天井相通 , 形成通风回路。新鲜风流从 运输巷道经过装矿穿 ( 后期经过顺路天井 ) 进入采场 , 冲洗工作面, 污风从回风平巷中 排走。 使用 YSP- 45 型凿岩机, 打上向炮孔 , 炮孔倾角与矿体倾角一致 , 孔深 1 4 m, 最 小抵抗线 0 8 m, 炮孔排列按 之 字形布 置, 采用一 字形 钻头 , 直 径 38 mm, 使用 2# 岩石硝铵炸药 , 人工装药 , 微差导爆管 起爆。每次分段爆破 5 组 , 每组 5 个炮孔分 段起爆。 使用 Z17 # AW 型装岩 机, 在装矿 穿中 装矿 , 经运输巷道统一运走。 斜长工作面浅孔留矿法优点是 : ( 1) 将传统 的 2 个矿块 长度 ( 60~ 80 m) 合并为一个长矿块 ( 12~ 160 m) 连续回 采, 可以减少 2~ 4 条天井 , 即减少了采准 工程量, 同时又少布置了一个矿块间柱 , 从 而大大降低了矿 石成本 , 提高了 矿块回收
第2 期
邓礼兵等 : 极薄矿脉采矿方法研究与应用
3
理, 平整场地, 并破碎大块。目前这些工作 几乎没有使用机 械作业 ( 使用电 耙除外 ) , 主要靠人力完成 , 工人劳动强度很大。 ( 4) 积压了资金
大部分采下矿石暂留在采场内 , 积压了 资金。留矿采矿法主要技术经济指标比较 , 见表 1。
第 31 卷 第 2 期 2004
有色金属设计 NONFERROU S METALS DESIGN
Vol. 31 No. 2 2004
极薄矿脉采矿方法研究与应用
邓礼兵, 郭忠林
( 昆明理工大学 , 云南 摘 昆 明 650093) 要 : 介绍了留矿采矿法在极 薄矿脉 开采中 的构成要 素 、 采准 切割和回 采工作 现状及 应
1
概述
留矿采矿法是使用较为广泛的一种采矿
矿, 回采所需设备简单, 采矿成本低。留矿 采矿法不仅适用于急倾斜薄至中厚矿体 , 而 且也适用于急倾斜极薄矿体, 矿石及围岩要 求稳固到中等稳固 , 矿体产状较规整, 矿石 不结块, 无自燃现象等。对于极薄矿脉 , 要 求采幅控制到最小 , 以减小贫化率。 在今后相当长的一段时间内, 留矿采矿 法在我国各矿山特别是中小型矿山 , 仍将得 到普遍使用, 当然 , 改进、完善和发展留矿
( Kunming University of Science & T echnology, Kuming 650093, China)
Abstract : The key const ituents, the status quo of cutting and stoping preparation and the applica tion characteristics of shrinkage method used in the stoping of extra- thin vein are introduced. Simulta neously, the main existing problems in the applicat ion and development trend of the method in China are described. Key words: Shrinkage method; extra thin vein; status quo of application; development trend
方法。据统 计资料 表明 , 1989 年我 国黄金 矿山使用留矿采矿法的比例为 55 47% , 钨 矿急倾斜 矿脉单脉开采 几乎全部采 用此方 法。其主要原因是此法工艺过程简单, 工人 易掌握, 管理方便; 木材消耗少, 留矿堆可 以支撑顶 板, 生产 能力比较 高; 靠 自重放
收稿日期 : 2004- 05- 21 作者简介 : 邓礼兵 ( 1971- ) , 男 , 重庆人 , 工程师、硕士研究生 , 主要从事采矿工艺方面的工作 .
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有色金属设计
第 31 卷
率。 ( 2) 将原矿块内水平工作面改为倾斜工 作面布置 , 一是可以利用短工作面回采长矿 块, 同时又减少了上盘围岩的暴露面积 , 以 保证回采中的矿石稳固; 二是与矿山现行的 平底结构浅孔留矿法相结合, 即实现了矿体 无矿柱开采。 ( 3) 工人从 运输巷道 经装矿穿 进入采 场, 既安全又省力, 运送材料、设备极为方 便。 3 2 削壁留矿法 ( 选别回采) 削壁留矿法将削壁产生的废石通过顺路 溜井放出 , 崩落的矿石待采场大量放矿时放 出, 即矿岩分采 , 属于分类类采矿法。 3 2 1 采场布置形式及主要采切工作 矿块沿走 向布置 , 长度 40~ 50 m ( 可 达 100 m) ; 中段高度 40 m 。主要采切工作 有回风天井、漏斗、拉底巷道等。 3 2 2 回采工作 分层高度 1 8~ 2 0 m, 每分层回采前, 应首先在上盘或下盘削壁 , 凿岩用 YPS45 或 YT27 型凿 岩机, 装药、爆破、通 风、支护 后, 用人工或电 耙将废石 耙进顺路 废石溜 井。待分层削壁后, 再回采矿石, 凿岩、装 药、爆破、通风、支护等工序与削壁作业相 同, 矿石留在采场等大量放矿时放出。 3 2 3 矿柱回收及空区处理 一般不留间柱。对于顶底柱的回收 , 一 般是待大量放矿后, 采用放大炮的方法崩落 上中段顶底柱, 并尽可能多地回收矿石。依 据具体情况, 一般可采用崩落围岩的方法处 理空区。 削壁留矿法的优点: 此法借助矿石自重放矿, 克服了削壁充 填法劳动强度大、采场强度低的缺点, 又降 低了出矿作业成本; 通过合理布置漏斗 , 大 部分富矿粉可以回收。当矿体厚度接近最小 采幅时, 与削壁充填法相比, 该方法可减少 削壁厚度 , 相应地减小作业成本。因此 , 对
进、完善与发展 , 积累了不少经验 , 创造并 实践了多种变形方案 , 取得了较好的效果。 3 1 斜长工作面浅孔留矿法 矿块沿走向布置 , 长度 160 m, 垂直高 度 40 m 。采幅宽度控制在 0 8 m, 优化的斜 工作面倾角 20 ∀, 平底结构的装 矿穿间距 6 m, 长 7 m 。 3 1 2 采准切割工作 运输巷道 布置在下盘距 矿体 7 m 左右 处, 从运输巷道掘进穿脉装矿穿至矿体 , 再 沿矿体将装矿穿末端相互拉通 , 形成拉底巷 道。先进 天井布置 在矿块的 一翼, 先期完 成。顺路天井布置在矿块的另一翼 , 矿块回 采后期, 随回采随架设。 3 1 3 回采工作 回采工作以先进天井为自由面开始 , 随 回采工作的不断推进 , 先进天井由下向上逐 3 1 1 采场结构参数
用特点 , 并指出了此采矿方法存在的主要问题及在我国的发展趋势 。 关键词 : 留矿采矿法 ; 极薄矿脉 ; 应用现状 ; 发展趋势 中图分类号 : TD 853 33 文献标识码 : B 文章编号 : 1004- 2660( 2004) 02- 0001- 04
Application & Development of Shrinkage Method in the Stoping of Extra thin Vein
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有色金属设计
第 31 卷
采矿法仍然是采矿工作者的一个重要课题。
正如前面 所述, 留 矿采 矿法有 许多优 点, 但留矿采矿法在极薄矿脉中使用还存在 一些比较突出的问题。 ( 1) 矿石贫化大 产生矿石贫化的原因主要是, 在落矿和 出矿过程中有废石的混入和富矿粉的损失。 首先, 使 用留矿采 矿法 开采极 薄矿脉 时, 在回采过程中需同时崩落矿石和部分围 岩。由于人员在采场中的作业空间要求有一 定的 高度 和宽 度, 当 矿 体厚 度小 于 0 8 m 时, 仅仅在矿体厚度范围内的作业空间中 , 人员是无法进行作业的。为了保证人员在采 场有必要的作业空间, 在回采过程中必须将 一部分围岩连同矿石一起采掘下来 , 混入的 废石一般无法与矿石分开 , 这样就造成了矿 石的采下贫化。在矿山实际生产中 , 采幅宽 度一般不小于 1 1 m, 这就是说矿脉越薄 , 废石混入率越高。 其次 , 在采矿过程中 , 大部分矿石暂时 留在采场内, 待采场全部采完后, 方可进行 大量放矿。当围岩不稳固时, 暂留在采场内 的矿石经常移动, 不能防止围岩片落。尤其 是在大量放矿时, 随着放矿的进行 , 围岩的 暴露面积逐渐增大 , 促使围岩大量冒落而混 入矿石中 , 造成二次贫化。 另外 , 由于矿石在落矿和搬运过程中产 生一些品位很高的粉矿, 所以 , 矿体倾角较 小, 底板起伏较大时, 撒落在矿房底板上的 粉矿不易被顺利放出, 造成金属损失, 这就 相应地增大了矿石的贫化。 ( 2) 作业安全性差 当矿岩稳固性较差时 , 回采过程中 , 工 人直接在矿岩暴露面下作业, 矿体和顶板围 岩容易 片落, 致 使人员安 全没有保 障。另 外, 由于采幅很小 , 在部分放矿时矿房中容 易形成空洞, 常常危及在采场作业人员的安 全。 ( 3) 工人劳动强度大 局部放矿后, 采场内需要对浮石进行处
表 1 留矿采矿法主要技术经济指标表 Tab. 1 Main Technical and Economical Indexes of Shrindage Method
矿山名称 龙水金矿 潼关金矿 东南金矿 夹皮沟金矿 西华山钨矿 湘东钨矿 采场生产能力 / ( t! d- 1 ) 50 50~ 60 30 25~ 60 60~ 108 108 贫化率 /% 48 24~ 42 31 18 6 81 17~ 22 损失率 /% 15~ 20 8~ 13 15 10 10 3 工作面效率 / ( t! 工班- 1 ) 5~ 8 38 3~ 4 57 21 61 炸药消耗 / ( kg! t- 1 ) 0 5~ 0 6 0 7~ 0 9 0 66 0 66 0 73~ 0 9 0 37 木材消耗 / (m 3 ! t- 1 ) 0 003 0 001~ 0 002 0 02 0 002 7 0 001 9 0 005 6
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留矿采矿法在极薄矿脉中的 应用
采场构成要素
矿房沿矿 体走向 布置, 阶 段高 度多为 40~ 50 m, 矿块长度一般为 40~ 60 m, 顶柱 高度 2~ 4 m 。当矿石品位高、上部回风巷 道不需要保留时 , 也可以不留。底柱高度 3 ~ 4 m, 有的矿山为多回收高品位的矿石而 不留底柱 , 用坑木架设假底代替底柱。间柱 宽度 4~ 6 m, 当不需留间柱时 , 用顺路天 井代替采准天井。拉底空间的宽度不应小于 1 2 m, 并按此规格上采一个分层, 然后逐 渐缩小到所要求的采幅宽度。如果底部结构 采用普遍漏斗自重放矿的底部结构 , 漏斗间 距 5~ 6 m 。 2 2 采准切割工作 采准切割工作主要包括掘进阶段运输平 巷、通风人行天井、联络道、切割巷道、漏 斗等。阶段运输平巷一般沿脉布置 , 在平行 矿脉群中 , 也有沿上盘或下盘布置。采准天 井一般沿脉布置 , 联络道在天井内每隔 5~ 6 m 垂直高度 , 掘进一条。有的矿山采用随 回采顺路架设的方法架设顺路天井。拉底空 间的高度一般为 2~ 2 5 m 。 2 3 回采工作 普通浅孔留矿法的回采工作自下而上分 层进行 , 每个分层的回采包括凿岩、爆破、 通风、局部放矿、平场撬顶、破碎大块等作 业。回采工作面多为水平梯段布置 , 也有的 为倾斜工作面自 下而上回 采。采用 浅孔凿 岩, 孔深 1 5 m 左右 , 炮孔呈 之 字形排 列, 最小抵抗线为 0 6~ 0 8 m 。回采中每循 环落下 的矿石放 出 30% ~ 40% , 其 余矿石 暂时留在采场内 , 作为人员作业的工作台和 临时支撑两盘围岩。当矿房回采完毕后 , 最 后放出采场的全部矿石。 2 4 存在的主要问题
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留矿采矿法在极薄矿脉开采 中的发展
留矿采矿法 经历了 数十年的 应用、改
渐消失, 倾斜工作面从先进天井向顺路天井 一侧推进。当回采完矿块顶部 , 利用局部放 矿形成 2 m 高的空间作为回风巷道。回风平 巷一端与倾斜工作面相通 , 另一端与残留的 先进天井相通 , 形成通风回路。新鲜风流从 运输巷道经过装矿穿 ( 后期经过顺路天井 ) 进入采场 , 冲洗工作面, 污风从回风平巷中 排走。 使用 YSP- 45 型凿岩机, 打上向炮孔 , 炮孔倾角与矿体倾角一致 , 孔深 1 4 m, 最 小抵抗线 0 8 m, 炮孔排列按 之 字形布 置, 采用一 字形 钻头 , 直 径 38 mm, 使用 2# 岩石硝铵炸药 , 人工装药 , 微差导爆管 起爆。每次分段爆破 5 组 , 每组 5 个炮孔分 段起爆。 使用 Z17 # AW 型装岩 机, 在装矿 穿中 装矿 , 经运输巷道统一运走。 斜长工作面浅孔留矿法优点是 : ( 1) 将传统 的 2 个矿块 长度 ( 60~ 80 m) 合并为一个长矿块 ( 12~ 160 m) 连续回 采, 可以减少 2~ 4 条天井 , 即减少了采准 工程量, 同时又少布置了一个矿块间柱 , 从 而大大降低了矿 石成本 , 提高了 矿块回收
第2 期
邓礼兵等 : 极薄矿脉采矿方法研究与应用
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理, 平整场地, 并破碎大块。目前这些工作 几乎没有使用机 械作业 ( 使用电 耙除外 ) , 主要靠人力完成 , 工人劳动强度很大。 ( 4) 积压了资金
大部分采下矿石暂留在采场内 , 积压了 资金。留矿采矿法主要技术经济指标比较 , 见表 1。
第 31 卷 第 2 期 2004
有色金属设计 NONFERROU S METALS DESIGN
Vol. 31 No. 2 2004
极薄矿脉采矿方法研究与应用
邓礼兵, 郭忠林
( 昆明理工大学 , 云南 摘 昆 明 650093) 要 : 介绍了留矿采矿法在极 薄矿脉 开采中 的构成要 素 、 采准 切割和回 采工作 现状及 应
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概述
留矿采矿法是使用较为广泛的一种采矿
矿, 回采所需设备简单, 采矿成本低。留矿 采矿法不仅适用于急倾斜薄至中厚矿体 , 而 且也适用于急倾斜极薄矿体, 矿石及围岩要 求稳固到中等稳固 , 矿体产状较规整, 矿石 不结块, 无自燃现象等。对于极薄矿脉 , 要 求采幅控制到最小 , 以减小贫化率。 在今后相当长的一段时间内, 留矿采矿 法在我国各矿山特别是中小型矿山 , 仍将得 到普遍使用, 当然 , 改进、完善和发展留矿