采矿方法简介

一、露天采矿方法用一定的开采工艺，按一定的开采顺序，剥离岩石、采出矿石的方法。

露天开采工艺，按作业的连续性，分间断式、连续式和半连续式，见附表。

间断式开采工艺适用于各种地质矿岩条件；连续式工艺劳动效率高，易实现生产过程自动化，但只能用于松软矿岩；半连续式工艺兼有以上两者的特点，但在硬岩中，需增加机械破碎岩石的环节。

开采顺序是采矿和剥离在时间和空间上的相互配合。

按矿床分布情况，大体有两类采矿方法：1.1平缓矿床的采矿方法适用于倾角一般小于12°的平缓矿床。

倒堆采矿法剥离物用机械铲或索斗铲直接向前一采掘带采空区倒堆，采矿工作面紧随剥离工作面推进。

在相同情况下，机械铲的重量约为索斗铲的1.8倍,因此剥离高台阶时，多用索斗铲。

剥离更高的台阶可采用二次或多次倒堆。

方案有一台机械铲配合一台索斗铲、二台索斗铲互相配合或仅用一台索斗铲兼作二次倒堆等。

横运采矿法剥离物用排土桥、悬臂排土机循垂直于工作线方向运往采空区，剥离台阶与采矿台阶推进的空间关系也受运输设备规格的限制，但不如倒堆采矿法那样严格。

本法可适应更大的剥离厚度,民主德国的AFB-60型排土桥的可剥离厚度为60m。

纵运采矿法剥离物沿工作线,绕过端帮,纵向运往采空区。

本法不受采、运设备规格和剥离岩石厚度的限制,有较大灵活性。

适用于单斗-机车车辆、单斗-(破碎机)带式输送机、单斗-汽车、轮斗-机车车辆-带式输送机等多种工艺。

上述各法的经济效果，通常以倒堆法最优，横运法次之，纵运法最差。

但适用的剥离厚度则相反。

当剥离厚度大时，可在下部台阶用倒堆法或横运法，上部用纵运法。

为缩短运距，可将矿田划分为若干采区，按一定顺序开采，把剥离物排往本采区或前一采区的采空区。

1.2倾斜矿床的采矿方法基本上把剥离物运往外排土场，仅当采掘工作达到终了深度后，才能利用采空区内排。

工作线的布置方式，基本有沿矿体走向布置和垂直矿体走向布置。

初始位置和推进方向的选择，应综合考虑矿床的地形地质条件、生产能力、运输方式、基建剥离量和生产剥采比的均衡等因素。

倾斜矿床的生产剥采比在开采中是变化的。

为了减少基建剥离量和推迟剥离高峰，平衡生产剥采比，改善经济效果，可以采取以下措施加陡工作帮坡角。

组合台阶用一台设备顺序采掘一组相邻的台阶，仅在采掘台阶上设工作平台（图1），也可有其他方式。

横采掘带汽车运输的横向采掘带，相邻台阶尾随采掘，工作线横向布置,纵向推进（图2）。

任一横断面上只有一个工作平台，每一台阶可设1～2台采掘设备。

与组合台阶相比，本法可布置较多的采掘设备。

分区分期开采走向较长或面积较大的矿床，实行分区分期开采，优先开采矿体厚、品位高、覆盖薄和剥采比小的区域。

参考书目北京矿业学院露天采矿教研组、阜新煤矿学院露天采矿教研组合编：《露天采矿学》，中国工业出版社，北京，1961二、地下采矿方法自矿块内采出矿石所进行的采准、切割和回采工作的总称。

采准工作掘进一系列巷道，为切割和回采工作创造条件；切割工作为回采工作形成自由面和落矿空间；回采工作自回采工作面采出矿石，包括落矿、出矿和地压管理三种作业。

采矿方法分类繁多，常用的以地压管理为依据的简要分类见附表。

自然支护采矿法亦称空场采矿法。

回采过程中形成的采空区，靠矿柱和围岩本身的稳固性维护；有的用支架或采下矿石做辅助或临时支护。

本法适用于矿石和围岩都稳固的矿体（见自然支护采矿法）。

人工支护采矿法本法用充填材料或其他支架维护采空区。

适用于围岩不稳固、矿石贵重和地表需要保护的矿体。

其中充填材料维护使用最多（见人工支护采矿法、充填采矿法）。

崩落采矿法随回采工作面推进，有计划地崩落围岩填充采空区。

用这类采矿法时应允许地表塌陷（见崩落采矿法）。

选用采矿方法应考虑矿床地质条件、矿山技术条件和经济因素，以满足安全、经济、高效和优质的要求。

矿床地质条件包括矿体的形状、倾角、厚度、有用成分的分布，围岩和矿石的物理、力学和化学性质等；矿山技术条件包括材料、设备和劳力供应、加工部门对矿石的要求、地表环境的要求和技术管理水平等；经济因素包括矿石价值、成本、盈利、资源综合利用和国民经济的要求等。

根据上述条件选出几种方案，经技术经济综合比较，确定最优方案，通过工业试验后正式使用。

20世纪50年代初期，中国几乎全用工艺比较简单的房柱采矿法、留矿采矿法和干式充填采矿法。

50年代中后期，开始使用接杆凿岩中深孔和潜孔凿岩深孔落矿的空场采矿法。

60年代采用了阶段和分段崩落采矿法，胶结和水力充填采矿法以及杆柱房柱采矿法。

70年代开始应用柴油无轨自行设备的各类采矿法。

2.1自然支护采矿法-空场采矿法亦称空场采矿法。

主要靠围岩本身的稳固性和矿柱的支撑能力维护回采过程中形成的采空区，有的方法用其他支架或采下矿石作辅助或临时支护。

通常将矿体划分为矿房和矿柱回采。

矿房回采后，无论矿柱回采与否，都须注意及时处理采空区。

本法回采工艺简单，容易实现机械化，劳动生产率高，采矿成本低，适于开采矿石和围岩均稳固的矿体，在地下矿山广泛应用。

但用本法开采中厚以上矿体，需留大量矿柱、矿石回采率低，因此本法采高价矿床时用得较少。

1978年中国有色金属矿山用本法采出的矿石占总量的55.7％。

本法是最早使用的一种地下采矿方法。

早期使用人工落矿和浅眼落矿的回采工艺。

20世纪40年代起，随着深孔凿岩爆破技术的发展和自行采掘设备的使用，出现了各种深孔高效率的空场采矿法。

根据采矿方法结构和回采工艺特点，自然支护采矿法，分为下列5组。

房柱采矿法矿房和矿柱交互布置,矿柱为圆形、矩形或条带形,排列规则。

通常矿房宽6～12m，矿柱宽3～6m。

顶板稳固性稍差，矿石价值低或开采结束后采空区作地下建筑物用时，采用条带形连续矿柱。

矿柱一般不再回采，常占矿量的15～40％。

本法优点是采准工作量小，采矿强度大，劳动生产率高，采矿成本低，矿石贫化率小,缺点是矿石损失大,适用于开采围岩和矿石都稳固的水平或缓倾斜矿床。

本法在美国应用最多，产量占大中型非煤矿山开采总量的60％。

中国一些汞矿、磷矿、锑矿和粘土矿等采用本法。

近年来应用锚喷支护和各类高效率自行回采设备，提高了采矿强度，改善了安全条件，降低了对围岩稳固性的要求，开采厚度个别可超过30m。

开采较贵重矿床时,回采部分矿柱或用混凝土柱代替矿柱，以降低矿石损失。

阶段运输巷道多布置在底板岩石中，通常矿房沿倾斜方向布置,矿房下端布置矿石溜井与运输巷道连通(见矿山井巷)。

回采工作面沿矿房长轴逆倾斜向上推进。

回采前先沿矿房长轴掘进切割上山，贯通上下阶段运输巷道，然后在矿房下端开切割槽。

薄矿体用浅眼落矿，中厚以上矿体用浅眼分层或垂直深孔落矿。

矿房中落下的矿石用电耙、装运设备或爆破力运至溜井。

在水平和微倾斜矿体中可用自行设备直接运出。

采用上向分层回采顺序时，先采最下分层，进行矿房拉底，然后依次回采上部各分层。

采用下向分层回采顺序时，上部分层超前，形成下向台阶工作面，用下向垂直或倾斜深孔落矿。

开采盐、钾盐、碱等较软的矿床时，可以实现综合机械化。

用连续采矿机破碎矿石，由伸缩式输送机向带式输送机或自行矿车给矿。

开采石材时，用机械锯割料石（见石材锯切开采）。

当用连续工作面沿走向推进开采矿体或矿块时，称全面采矿法，可留不规则矿柱，采准和回采工艺与房柱采矿法类似。

阶段矿房采矿法矿房以全阶段或划分分段回采，用水平或垂直分层落矿，崩落的矿石利用自重从底柱中的出矿巷道运出。

矿房采完后,用不同方法回采间柱、顶柱和上阶段的底柱，同时处理采空区。

本法适用于开采矿岩稳固的倾斜和急倾斜厚矿体。

垂直分层落矿时，有分段凿岩和阶段凿岩两种方案。

分段凿岩阶段矿房法又称分段采矿法（图1）。

特点是掘进分段巷道，将矿房划分为分段，用中深孔落矿。

分段高度由凿岩设备能力决定。

在矿房中部或一侧形成垂直切割槽后，以垂直分层分段落矿。

本法适用于厚10～25m的急倾斜矿体。

阶段凿岩阶段矿房法凿岩巷道布置在矿房顶柱下部，向下钻平行或扇形垂直深孔落矿。

钻机集中在一个凿岩水平，凿岩巷道布置简单，移动和操作方便，装药省力；但孔深大，容易产生偏斜，爆破效果差，大块率高，对矿柱的破坏也较大。

20世纪70年代，加拿大在阶段凿岩落矿中应用高压气动潜孔钻机和大直径深孔，球形药包、下向漏斗水平分层落矿新技术，叫做垂直深孔下向漏斗水平分层阶段矿房法，简称VCR采矿法（图2)。

特点是自矿房顶部用大型自行潜孔钻机钻下向垂直深孔，一次钻完，孔径大于150mm，炮孔偏斜率小于1％，用球形装药，以拉底空间为自由面，自下而上分层落矿。

每分层自矿房中间向两帮依次微差爆破。

每爆破一次，从下部放出30～50％的崩落矿石。

矿房全部崩落后，放出全部崩落的矿石。

此法作业安全，采矿强度高，爆破质量好，经济效果高，适用于开采围岩稳固和中等稳固的急倾斜厚矿体。

本法正在一些国家推广应用。

水平深孔落矿时，自凿岩天井或凿岩硐室钻水平扇形深孔，一般矿房所有深孔一次钻完，然后分次爆破落矿。

这种采矿法也叫深孔留矿法。

阶段矿房法是一种高效率采矿方法，但矿柱矿量占的比重大（达35～60％）。

回采矿柱时，矿石损失和贫化都很大。

分段矿房法沿阶段垂直高度划分分段，各分段自上而下顺序回采。

分段划分成矿房和矿柱。

采完矿房，随即回采矿柱并处理采空区。

本法矿房暴露面积小，回采时间短，灵活性大，有利于地压管理，适用于机械化开采稳固和中等稳固的倾斜及缓倾斜中厚以上的矿体。

留矿采矿法将采下的大部分矿石暂留矿房内，工人站在矿石堆上作业，主要用于开采围岩和矿石都稳固的急倾斜薄及中厚矿体（图3)。

本法结构简单,采准工作量小,易于掌握。

中国广泛用于开采急倾斜薄和极薄金、钨矿床。

将矿块划分矿房和矿柱，在矿柱中掘进天井,从天井下部向上每隔4～5m掘联络道与矿房连通，供通风、行人、运料之用(见天井掘进)。

在矿房下部开掘放矿漏斗。

自漏斗水平开始拉底，形成回采工作面。

开采薄矿脉时，常用横撑支柱或框式支架架设天井、平巷及底部放矿结构，不留底柱和间柱。

矿房自下而上用浅眼分层落矿。

每次落矿后通过底部放矿漏斗口放出约1/3的崩落矿量,称部分放矿。

其余暂留矿房内，使矿石堆表面与工作面之间保持高2m左右的工作空间。

部分放矿后，平整矿石堆表面，继续落矿，直至矿房回采完毕，然后将暂留矿石全部放出，称最终放矿或大量放矿。

在回采矿房过程中,暂留的矿石经常移动,因此对围岩只起部分支撑作用。

围岩容易片落时，将增大矿石贫化。

减小矿房尺寸，用锚杆加固顶板或用支架支撑围岩，可减少片落。

横撑支柱采矿法在回采过程中，于上下盘之间架设横撑支柱，既做工作平台，又起支撑围岩作用。

工作面逆倾斜成梯段向上推进，浅眼落矿。

爆破前拆除工作平台，采落的矿石靠自重滚向漏斗口放出。

此法因坑木消耗大，劳动生产率低，安全条件差，目前已很少采用。

矿柱回采和采空区处理使用空场采矿法应注意及时回采矿柱和处理采空区。