地下矿山采矿方法设计思维 冯志亮

地下矿山采矿方法设计思维冯志亮

发表时间：2019-10-31T13:44:26.403Z 来源：《基层建设》2019年第22期作者：冯志亮李艳民张欣

[导读] 摘要：本文首先分析了现阶段几种常见的地下矿山采矿方法，接下来详细阐述了采矿方法的设计，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

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摘要：本文首先分析了现阶段几种常见的地下矿山采矿方法，接下来详细阐述了采矿方法的设计，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：地下矿山；采矿方法；设计思维

引言

我国矿山企业应用最多的开采方法是填充法、崩落法、空场法等，这些技术过于单一，在结构复杂、松软的矿体开采中，经常因巷道、采场垮冒，造成矿石资源的大量损耗，资源回收率较低，导致无法安全生产，无法保证生产的有序进行。

1现阶段几种常见的地下矿山采矿方法

1.1空场采矿法

关于空场采矿法，在我国已经拥有很长的应用历史，其是我国应用最早，也是技术发展最为成熟的一种采矿方式。空场采矿法的优势主要集中体现在低成本、高生产效率、用时短、布置容易等诸多方面。在近些年中，空场采矿法正在朝着更加简单、更加稳定的趋势发展，其支护手段变得更加全面，而且其也和各种充填法配合使用，生产效率与之前相比，已经得到了显著提高。现阶段，关于空场采矿法，其主要包括房柱采矿法、分段空场法、阶段空场法、全面采矿法等几种常见方式。第一，房柱采矿法。何为房柱采矿法，其主要指的是采用片石砌筑人工矿拄或自然矿拄与矿房交替布置，采用阶梯式落矿，由下向上推进回采。房柱采矿法在最近几年中发展速度越来越快。第二，分段空场法。何为分段空场法，其主要指的是分级凿岩及分段巷道进行端部出矿。在第一分段进行的是爆破落矿，将其做成矿石垫层，而其他分段则主要进行的爆破落矿和出矿，从回采进路端部切割立槽打垂直扇形中深孔，逐步崩落矿石，利用装载机在矿石垫层覆盖的空场条件下出矿。每个步距崩下的矿石到达操作位置眉线，眉线以外的矿石在下一阶段回收。第三，阶段空场法。阶段空场法，其是在分段空场法的基础上发展而来的。其和分段空场法最显著的区别就在于，阶段空场法采用的是大直径深孔采矿技术，其以以高风压潜孔钻机凿岩，高威力乳化炸药崩矿，以高阶段深孔落矿技术进行阶梯段爆破。在运输等方面与分段空场法基本相同。第四，全面采矿法。何为全面采矿法，其从理论层面来解释，其主要指的是根据采场地压，利用矿石矿柱对顶板围岩的暴露面积进行有效控制。全面采矿法的应用范围主要集中在矿体厚度在5～7米的水平或缓倾斜矿体，其通常会要求矿体倾角控制在30度以下。

1.2充填采矿法

充填采矿法，其得以建立和发展的基础是由废石充填采空区的干式充填法。关于充填采矿法，其主要包括上向进路充填采矿法、上向水平分层充填采矿法、下向分层进路充填采矿法、阶段空场嗣后充填法等等。第一，上向进路充填采矿法。这种采矿方法的特点就在于，其并不区分矿房和矿柱，而是按照自下而上分层回采，每一层都是在进分层联络道后回采。进路一般为垂直走向或分层全高沿走向。第二，上向水平分层充填采矿法。上向水平分层充填采矿法，其具体方式是把矿房垂直或者倾斜地划分成为不同层级，然后由上而下进行回采。每一层采完之后必须要迅速进行充填并构筑矿溜井和行人天井。第三，下向分层进路充填采矿法。关于下向分层进路充填采矿法，其是按照由上而下的吮吸逐层进行回采和充填。当10-15度倾角时，需要在矿块中间布置矿石溜井和行人天井。下向分层进路充填采矿法主要被应用在围岩稳定性比较差的矿体当中。第四，阶段空场嗣后充填法。阶段空场嗣后充填法指的是空场采矿法和充填采矿法相结合的采矿方法，先按照空场采矿法进行开采，阶段结束后再进行充填。

1.3崩落采矿法

一步骤回采，以崩落围岩来实际地压管理的采矿方法，即随着矿石的崩落，强制或自然崩落围岩充填采空区，以达到控制地压之目的，这是崩落采矿法共有的基本特征。适用前题是地面允许崩落和没有自然性的矿床，围岩不稳固也可以采用。

2采矿方法的设计

2.1采矿方法设计原则

采矿技术设计应当在科学性、安全性、高效性、经济性的原则上进行。首先，安全性是开发采矿技术的基本原则，矿山企业应当为施工人员提供安全生产的环境以及设施的完善，加强防火、防水等防灾工作，从而保证施工人员的生命安全和健康安全。其次，科学性原则，矿产资源开发过程中，必须坚持科学性的原则，避免过度开采，保证矿山企业的可持续发展。矿床应进行分期开采，并做好矿岩保护工作，提升矿产资源的使用效率。高效性原则，要求在采矿过程中，选择科学的采矿方法，集中矿山企业所有资源，提升开采效率。经济性原则，在确定采矿方法时，应当对采矿成本、回采成本进行科学预算，加强成本管理，将成本控制在一定范围内，从而扩大矿山企业经济收益。

2.2顺势与逆势设计思维

根据矿岩的稳固性，对矿房的顶板管理主要分为顺势与逆势2种管理方式。一是利用矿岩不稳固的特点，随着矿石的崩落，自然或强制崩落围岩充填采空区，以达到控制地压之目的，这就是顺势管理地压的思维，如崩落采矿法；二是随回采工作面的推进，用充填材料填充采空区，防止矿岩冒落，这就是逆势管理地压的思维，如充填采矿法；三是利用矿岩稳固的特点，回采矿房时采空区主要依靠矿石和围岩自身的稳定性和矿柱维护，这是先顺势后逆势管理地压的综合思维，如空场采矿法。

2.3机械化轻重设计思维

采掘设备可分为轻型与重型设备，各自有其适用条件。一是薄矿体易采用轻型采掘设备，厚矿体采用重型采掘设备；二是采矿作业人员在矿房内进行回采作业的，一般采用轻型采掘设备，采矿作业人员在矿房外进行回采作业的，一般易采用重型采掘设备；三是大规模采矿，一般采用重型采掘设备，等等。

2.4开创空间设计思维

矿房回采必须在矿体或岩体中开凿人员作业和爆破落矿的空间。一是为矿房的回采开创自由面和提供补偿空间，崩落采矿法的切割槽，房柱采矿法的切顶、切底，留矿法和阶段矿房法中的拉底；二是为回采提供作业空间，在凿岩爆破作业中，为保证作业人员的安全，