2015年安全工程師《安全生產(chǎn)技術(shù)》：地下礦山采礦方法

　　2．金屬非金屬地下礦山采礦方法

　　根據(jù)礦石回采過程中采場(chǎng)管理方法的不同，金屬非金屬礦山地下采礦方法可分為空?qǐng)霾傻V法、充填采礦法和崩落采礦法等。

　　1）空?qǐng)霾傻V法

　　空?qǐng)霾傻V法在回采過程中，采空區(qū)主要依靠暫留或永久殘留的礦柱進(jìn)行支撐，采空區(qū)始終是空著的，一般在礦石和圍巖很穩(wěn)固時(shí)采用。根據(jù)回采時(shí)礦塊結(jié)構(gòu)的不同與回采作業(yè)特點(diǎn)，空?qǐng)霾傻V法又可分為全面采礦法、房柱采礦法、留礦采礦活、分段礦房法和階段礦房法等。

　　（1）全面采礦法。在薄和中厚的礦石和圍巖均穩(wěn)固的緩傾斜（傾角一般小于30°）礦體中，應(yīng)用全面采礦法。該方法的特點(diǎn)是：工作面沿礦體走向或傾向全面推進(jìn)，在回采過程中將礦體中的夾石或貧礦留下，呈不規(guī)則的礦柱以維護(hù)采空區(qū)，這些礦柱一般作永久損失，不進(jìn)行回采。

　?。?）房柱采礦法。房柱采礦法用于開采水平和傾斜的礦體，在礦塊或采空區(qū)礦房和礦柱交替布置，回采礦房時(shí)，留連續(xù)的或間斷的規(guī)則礦柱，以維護(hù)頂塊巖石。它比全面采礦法適用范圍廣，不僅能回采薄礦體，而且可以回采厚和極厚礦體。礦石和圍巖均穩(wěn)固的水平和緩傾斜礦體，是這種采礦方法應(yīng)用的基本條件。

　?。?）留礦采礦法。工人直接在礦房暴露面下的留礦堆上作業(yè)，自下而上分層回采，每次采下的礦石靠自重放出1/3左右，其余暫留在礦房中作為繼續(xù)上采的工作臺(tái)。礦房全部回采后，暫留在礦房中的礦石再行大量放出，即大量放礦。這種采礦方法適用于開采礦石和圍巖穩(wěn)固、礦石無自燃性、破碎后不結(jié)塊的急傾斜礦床。

　?。?）分階段礦房法。分階段礦房法是按礦塊的垂直方向，再劃分為若干分段；在每個(gè)分段水平布置礦房和礦柱，中分段采下的礦石分別從各分段的出礦巷道運(yùn)出。分段礦房回采結(jié)束后，可立即回采本分段的礦柱并同時(shí)處理采空區(qū)。

　?。?）階段礦房法。階段礦房法是用深孔回采礦房的空?qǐng)霾傻V法。根據(jù)落礦方式的不同又可分為水平深孔階段礦房法和垂直深孔階段礦房法。前者要求在礦房底部進(jìn)行拉底，后者除拉底外，有的還需在礦房的全高開出垂直切割槽。

　　2）崩落采礦法

　　崩落采礦法是以崩落圍巖來實(shí)現(xiàn)地壓管理的采礦方法，即隨著崩落礦石，強(qiáng)制（或自然）崩落圍巖充填采空區(qū)，以控制和管理地壓。主要包括單層崩落法、分層崩落法、分段崩落法、階段崩落法。

　?。?）單層崩落法。單層崩落法主要用來開采頂板巖石不穩(wěn)固、厚度一般小于3m的緩傾斜礦層。將階段礦層劃分成礦塊，礦塊回采工作按礦體全厚沿走向推進(jìn)。當(dāng)回采工作面推進(jìn)一定距離后，除保留回采工作所需的空間外，有計(jì)劃地回收支柱并崩落采空區(qū)的頂板，用崩落頂板巖石充填采空區(qū)，以控制頂板壓力。按工作面形式可分為長(zhǎng)壁式崩落法、短壁式崩落法和進(jìn)路式崩落法。

　?。?）分層崩落法。分層崩落法按分層由上向下回采礦塊，每個(gè)分層礦石采出之后，上面覆蓋的崩落巖石下移充填采礦區(qū)。分層回采是在人工假頂保護(hù)下進(jìn)行的，將礦石與崩落巖石隔開，從而保證了礦石損失和貧化的最小化。

　?。?）有底柱分段崩落法。此法也稱有底部結(jié)構(gòu)的分段崩落法，其主要特征是：按分段逐個(gè)進(jìn)行回采；在每個(gè)分段下部設(shè)有出礦專用的底部結(jié)構(gòu)。分段回采由上向下逐分段依次進(jìn)行。該采礦方法又可分為水平深孔落礦有底柱分段崩落法與垂直深孔落礦有底柱分段崩落法。

　　（4）無底柱分段崩落法。無底柱分段崩落法中分段下部未設(shè)有專用出礦巷道所構(gòu)成的底部結(jié)構(gòu)；分段的鑿巖、崩礦和出礦等工作均在回采巷道中進(jìn)行。

　?。?）階段崩落法。其基本特征是回采高度等于階段全高。可分為階段強(qiáng)制崩落法與階段自然崩落法。階段強(qiáng)制崩落法又可分為設(shè)有補(bǔ)償空間的階段強(qiáng)制崩落法和連續(xù)回采的階段強(qiáng)制崩落法。

　　3）充填采礦法

　　隨著回采工作面的推進(jìn)，逐步用充填料充填采空區(qū)的采礦方法叫充填采礦法。有時(shí)還用支架與充填料相配合，以維護(hù)采空區(qū)。充填采空區(qū)的目的，主要是利用所形成的充填體進(jìn)行地壓管理，以控制圍巖崩落和地表下沉，并為回采創(chuàng)造安全和便利的條件。有時(shí)還用來預(yù)防有自燃礦石的內(nèi)因火災(zāi)。按礦塊結(jié)構(gòu)和回采工作面推進(jìn)方向充填采礦法又可分為單層充填采礦法、上向分層充填采礦法、下向分層充填采礦法和分采充填采礦法。按采用的充填料和輸出方式不同，又可分為干式充填采礦法、水力充填采礦法、膠結(jié)充填采礦法。

　　（1）單層充填采礦法。此法適用于緩傾斜薄礦體，在礦塊傾斜全長(zhǎng)的壁式回采面沿走向方向、一次按礦體全厚回采，隨工作面的推進(jìn)、有計(jì)劃地用水力或膠結(jié)充填采空區(qū)，以控制頂板崩落。

　?。?）上向水平分層充填采礦法。此法一般將礦塊劃分為礦房和礦柱，第一步驟回采礦房，第二步驟回采礦柱?；夭傻V房時(shí)，自下向上水平分層進(jìn)行，隨著工作面向上推進(jìn)，逐層充填采空區(qū)，并留出繼續(xù)上采的工作空間。充填體維護(hù)兩幫圍巖，并作為上采的工作平臺(tái)。崩落的礦石落在充填體的表面上，用機(jī)械方法將礦石運(yùn)至溜井中。礦房采到最上面分層時(shí)，進(jìn)行接頂充填。礦柱則在采完若干礦房或全階段采空后，再進(jìn)行回采。礦房的充填方法，可用干式充填、水力充填或膠結(jié)充填。

　?。?）上向傾斜分層充填采礦法。這種方法與上向水平分層充填法的區(qū)別是，用傾斜分層回采，在采場(chǎng)內(nèi)礦石和充填料的動(dòng)搬主要靠重力。這種方法只能用干式充填。

　?。?）下向分層充填采礦法。這種方法適用于開采礦石很不穩(wěn)固或礦石和圍巖均很不穩(wěn) 固，礦石品位很高或價(jià)值很高的有色金屬或稀有金屬礦體。這種采礦方法的實(shí)質(zhì)是從上往 下分層回采和逐層充填，每一分層的回采工作是在上一分層人工假頂?shù)谋Ｗo(hù)下進(jìn)行?；夭?分層水平或與水平成4°～10°或10°～15°傾角。傾斜分層主要是為了充填直接頂，同時(shí)也有利于礦石運(yùn)搬，但鑿巖和支護(hù)作業(yè)不如水平分層方便。

　?。?）分采充填采礦法。當(dāng)?shù)V脈厚度小于0.3～0.4m時(shí)，只采礦石工人無法在其中工作， 必須分別回采礦石和圍巖，使其采空區(qū)達(dá)到允許工作的最小厚度（0.8～0.9m），采下的礦石運(yùn)出采場(chǎng)，而采掘的圍巖充填采空區(qū)，為繼續(xù)上采創(chuàng)造條件，這種采礦法就為分采充填法。

　?。?）方框支架充填采礦法。開采薄礦脈過去多采用橫撐支柱或木棚支架采礦法。在礦體厚度較大，礦石和圍巖極不穩(wěn)固，礦體形態(tài)極其復(fù)雜，礦石貴重等條件下，這種采礦方法是開采薄礦脈的有效方法。

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