1、概要概要 1、采矿方法概述、采矿方法概述2、空场采矿法分类、空场采矿法分类3、留矿采矿法、留矿采矿法 重点难点及目的意义：重点难点及目的意义：了解采矿方法的分类，掌握空场采矿法中典型的几种采了解采矿方法的分类，掌握空场采矿法中典型的几种采矿方法：留矿法、阶段矿房法等。矿方法：留矿法、阶段矿房法等。第六章第六章 采矿方法采矿方法 6 采矿方法采矿方法 6.1采矿方法概述采矿方法概述 采区采区或或矿壁矿壁是开采矿床的是开采矿床的基本单元基本单元。在大多数采矿方法中，。在大多数采矿方法中，还要将采区或矿壁再划分为还要将采区或矿壁再划分为矿房和矿柱矿房和矿柱进行回采。进行回采。采矿方法就是采区的开采方
2、法，包括采区的采准、切割和回采矿方法就是采区的开采方法，包括采区的采准、切割和回采。采。由于金属矿床赋存条件的复杂性，矿岩性质的多变性以及其由于金属矿床赋存条件的复杂性，矿岩性质的多变性以及其它因素等，故采矿方法种类繁多。为了便于认识各种采矿方法的它因素等，故采矿方法种类繁多。为了便于认识各种采矿方法的特殊本质，了解各种采矿方法的适用条件及其发展趋势，研究和特殊本质，了解各种采矿方法的适用条件及其发展趋势，研究和选择合理的采矿方法，因此，需要将繁多的采矿方法，择其共性，选择合理的采矿方法，因此，需要将繁多的采矿方法，择其共性，加以归纳分类。加以归纳分类。按回采时地压管理方法采矿方法的分类法：按
3、回采时地压管理方法采矿方法的分类法：（1 1）空场采矿法）空场采矿法 留矿采矿法留矿采矿法，全面采矿法全面采矿法，房柱采矿法房柱采矿法，阶段矿房采矿法阶段矿房采矿法及及分段矿房采矿法分段矿房采矿法等。等。（2 2）充填采矿法）充填采矿法 干式充填采矿法干式充填采矿法及及胶结充填采矿法胶结充填采矿法等。等。（3 3）崩落采矿法）崩落采矿法 壁式崩落采矿法壁式崩落采矿法，分段崩落采矿法分段崩落采矿法及及阶段崩落采矿法阶段崩落采矿法等。等。6.2空场采矿法空场采矿法 空场采矿法空场采矿法：在矿体中形成的采空区主要依靠围岩自身的稳固性：在矿体中形成的采空区主要依靠围岩自身的稳固性和留下的矿柱来支撑的采
4、矿方法。和留下的矿柱来支撑的采矿方法。这类采矿方法在国内外应用很广泛。这类采矿方法在国内外应用很广泛。应用较多的空场采矿方法：应用较多的空场采矿方法：留矿采矿法留矿采矿法，全面采矿法全面采矿法，房柱采矿法房柱采矿法 阶段矿房采矿法阶段矿房采矿法。6.2.1 留矿采矿法留矿采矿法(简称留矿法简称留矿法)特点：(1)在矿房中，用浅眼自下而上逐层回采，每次采下的矿石暂时只放出3540；(2)其余的存留于采空场中，作为继续作业的工作台和对围岩起支撑作用，待矿房的回采作业全部结束后，再全部放出。根据出矿方法的不同，留矿法又分为自溜放矿留矿法和振动出矿留矿法。自溜放矿留矿法自溜放矿留矿法 采区构成要素采区
5、构成要素 :阶段高度：在薄矿脉中，宜采用阶段高度：在薄矿脉中，宜采用30304040米，最大的为米，最大的为5050米；在中米；在中厚以上的矿体中，届于第厚以上的矿体中，届于第IIIIII或第或第IVIV勘探类型的宜采用勘探类型的宜采用30304040米，米，属于属于I IIIII勘探类型的可以来用勘探类型的可以来用4040一一6060米。米。采区长度：主要取决于工作面的顶板及上盘岩石所允许的暴露面积。采区长度：主要取决于工作面的顶板及上盘岩石所允许的暴露面积。阶段高度为阶段高度为4040一一5050米时，采区长度一般为米时，采区长度一般为4040一一6060米。如果围岩很稳固米。如果围岩很稳
6、固可采用可采用8012080120米。米。顶柱高度：顶柱高度：在薄矿脉中，一般只留在薄矿脉中，一般只留2 23 3米；在中厚以上矿体中，一般留米；在中厚以上矿体中，一般留3 34 4米至米至5 58 8米。留顶柱的目的主要是保护运输平巷和对围岩起暂时米。留顶柱的目的主要是保护运输平巷和对围岩起暂时的支护作用。的支护作用。底柱高度：底柱高度：在薄矿脉中为在薄矿脉中为4 46 6米，在中厚以上矿体中为米，在中厚以上矿体中为6 61010米。留底柱的目米。留底柱的目的是保护运输平巷，承托矿房中存留的矿石和对围岩起暂时的支的是保护运输平巷，承托矿房中存留的矿石和对围岩起暂时的支护作用。护作用。间柱宽度
7、：间柱宽度：在薄和极薄矿脉中，一般是不留间柱，若需要留，则在天井两侧在薄和极薄矿脉中，一般是不留间柱，若需要留，则在天井两侧各留各留2 2米；在中厚以上矿体中，一般留米；在中厚以上矿体中，一般留8 81212米。米。6.2.1 留矿采矿法留矿采矿法(简称留矿法简称留矿法)采准切割工作 采准工作包括掘进阶段平巷采准工作包括掘进阶段平巷1 1、天井、天井2 2和联络道和联络道3 3。在薄和极薄矿脉中，为了便于探矿，阶段平巷和天井沿矿脉掘进；在薄和极薄矿脉中，为了便于探矿，阶段平巷和天井沿矿脉掘进；在中厚以上矿体中，在矿体中掘进。联络道一般沿天井每隔在中厚以上矿体中，在矿体中掘进。联络道一般沿天井每
8、隔4 45 5米掘进米掘进一条。它的主要作用是使天井与矿房联通，以便人员、设备、材料、风一条。它的主要作用是使天井与矿房联通，以便人员、设备、材料、风水管和新鲜风流等进入矿房。水管和新鲜风流等进入矿房。切割工作包括掘进放矿漏斗与拉底。切割工作包括掘进放矿漏斗与拉底。拉底高度一般为拉底高度一般为2.22.2米。在中厚以上矿体中，拉底宽度与矿房的宽米。在中厚以上矿体中，拉底宽度与矿房的宽度相等。在薄和极薄矿脉中，为了顺利放矿，宽度不应小于度相等。在薄和极薄矿脉中，为了顺利放矿，宽度不应小于1.21.2米。米。漏斗间距，在薄和极薄矿脉中，一般为漏斗间距，在薄和极薄矿脉中，一般为4 45 5米在中厚以
9、上矿体米在中厚以上矿体中，每个漏斗担负的面积一般为中，每个漏斗担负的面积一般为25253636平方米，最大不应超过平方米，最大不应超过5050平方平方米。漏斗负担面积过大，回采时平场工作量大，放矿效率显著降低。米。漏斗负担面积过大，回采时平场工作量大，放矿效率显著降低。上图为留底柱木漏斗口底部结构及切割方法示意图。首先在设计的漏斗上图为留底柱木漏斗口底部结构及切割方法示意图。首先在设计的漏斗位置上用位置上用Y5P45型凿岩机向上打型凿岩机向上打23面炮眼，掘好漏斗颈面炮眼，掘好漏斗颈1，并刷大成漏，并刷大成漏斗斗2，如图，如图5-2I、II。然后再向上打。然后再向上打面炮眼，待装好漏斗口面炮眼
10、，待装好漏斗口4后，再放风使后，再放风使崩下的矿石从漏斗装车运出，如图崩下的矿石从漏斗装车运出，如图5-2III。一般掘进。一般掘进34面炮即可掘好漏斗面炮即可掘好漏斗和完成拉底工作，形成拉底空间和完成拉底工作，形成拉底空间3。采准切割工作采准切割工作 回采工作回采工作 回来工艺包括：打眼、爆破、通风、局部放矿、挠顶及平场、回来工艺包括：打眼、爆破、通风、局部放矿、挠顶及平场、二次破碎。二次破碎。顺序完成这些作业，叫做一个顺序完成这些作业，叫做一个回采循环回采循环。回采循环一个接一个重。回采循环一个接一个重复进行，当回采工作面达到设计的顶柱边界时，停止回采，进行大量复进行，当回采工作面达到设计
11、的顶柱边界时，停止回采，进行大量放矿。放矿。在开采急倾斜薄和极薄矿脉中，广泛采用自溜放矿留矿法。这种在开采急倾斜薄和极薄矿脉中，广泛采用自溜放矿留矿法。这种采矿方法存在的问题是：常发生大块卡斗，因而二次破碎炸药消耗量采矿方法存在的问题是：常发生大块卡斗，因而二次破碎炸药消耗量和漏斗修理工作量大，放矿劳动条件差，工伤事故多，为了顺利放矿，和漏斗修理工作量大，放矿劳动条件差，工伤事故多，为了顺利放矿，要求采幅宽度较大，致使贫化率增高；漏斗间距小，切割工作量大，要求采幅宽度较大，致使贫化率增高；漏斗间距小，切割工作量大，坑木消耗多；由于放矿困难，放矿时间长，常因此而发生围岩片帮，坑木消耗多；由于放矿
12、困难，放矿时间长，常因此而发生围岩片帮，造成矿石大量损失。造成矿石大量损失。振动出矿留矿法振动出矿留矿法 振动出矿留矿法与自溜放矿留矿法的生产工艺基本相同，所不同振动出矿留矿法与自溜放矿留矿法的生产工艺基本相同，所不同的是前者采用了振动出矿机出矿。的是前者采用了振动出矿机出矿。实践证明，振动出矿留矿法与自溜放矿留矿法相比，有如下的优实践证明，振动出矿留矿法与自溜放矿留矿法相比，有如下的优点：点：(1)(1)放矿口的通过能力显著增加，因此，卡斗次数减少，二次破碎放矿口的通过能力显著增加，因此，卡斗次数减少，二次破碎的炸药消耗量降低，安全条件和劳动条件大大改善。的炸药消耗量降低，安全条件和劳动条件
13、大大改善。(2)(2)用振动出矿机取代木漏斗，底部结构中可以不用坑木。用振动出矿机取代木漏斗，底部结构中可以不用坑木。(3)(3)放矿实现电控操作，劳动强度大大减轻，工效提高两倍以上。放矿实现电控操作，劳动强度大大减轻，工效提高两倍以上。(4)(4)振动改善了矿石的流动性，采幅宽度可以适当减小，漏斗间距振动改善了矿石的流动性，采幅宽度可以适当减小，漏斗间距增大，有利于降低矿石损失、贫化和切割工作量。增大，有利于降低矿石损失、贫化和切割工作量。留矿采矿法评价留矿采矿法评价 留矿法具有结构简单，管理方便，采准切割工作量小及生产留矿法具有结构简单，管理方便，采准切割工作量小及生产技术容易掌握等优点，
14、是开采矿石和围岩稳固的急倾斜薄矿和极技术容易掌握等优点，是开采矿石和围岩稳固的急倾斜薄矿和极薄矿脉极为有效的采矿方法。但要求矿石无氧化性、结块性和自薄矿脉极为有效的采矿方法。但要求矿石无氧化性、结块性和自燃性。燃性。其主要缺点是：矿房内留下约三分之二的矿石不能及时放出，其主要缺点是：矿房内留下约三分之二的矿石不能及时放出，积压了资金；矿房采完后，留有大量的空场需要处理等。积压了资金；矿房采完后，留有大量的空场需要处理等。6.2.2 阶段矿房法阶段矿房法 阶段矿房采矿法的特点是：将采区划分为矿房与矿柱，用深孔阶段矿房采矿法的特点是：将采区划分为矿房与矿柱，用深孔回采矿房，矿房采完后形成敞空的空场
15、，空场一般是在回采矿柱的同回采矿房，矿房采完后形成敞空的空场，空场一般是在回采矿柱的同时进行处理。时进行处理。按深孔布置形式，阶段矿房采矿法又分为按深孔布置形式，阶段矿房采矿法又分为垂直深孔崩矿的阶段矿垂直深孔崩矿的阶段矿房采矿法房采矿法和和水平深孔崩矿的阶段矿房采矿法水平深孔崩矿的阶段矿房采矿法。按深孔的深度不同，前者又分为按深孔的深度不同，前者又分为分段凿岩的阶段矿房采矿法分段凿岩的阶段矿房采矿法和和阶阶段凿岩的阶段矿房采矿法段凿岩的阶段矿房采矿法。在阶段矿房采矿法中，国内用得最广泛的是在阶段矿房采矿法中，国内用得最广泛的是分段凿岩阶段矿房法分段凿岩阶段矿房法。分段凿岩阶段矿房法分段凿岩阶
16、段矿房法 这个方法是在分段凿岩巷道中进行打眼和爆破的空场采矿法。这个方法是在分段凿岩巷道中进行打眼和爆破的空场采矿法。采区构成要素采区构成要素 根据矿体厚度，采区可沿矿体走向布置和垂直矿体走向布置。根据矿体厚度，采区可沿矿体走向布置和垂直矿体走向布置。阶段高度取决于围岩允许的暴露面积，一般为阶段高度取决于围岩允许的暴露面积，一般为5050一一7070米，国外米，国外矿山有的达矿山有的达120120一一150150米。矿房长度主要决定于矿石和围岩的稳固性，米。矿房长度主要决定于矿石和围岩的稳固性，同时也要考虑电耙的有效耙运距离，一般为同时也要考虑电耙的有效耙运距离，一般为4040一一6060米。
17、矿房宽度，米。矿房宽度，在沿矿体走向布置时，一般为在沿矿体走向布置时，一般为16162525米。米。间柱的宽度与作用在间柱上的裁荷大小，间柱的回采方法等因间柱的宽度与作用在间柱上的裁荷大小，间柱的回采方法等因素有关。在矿房沿矿体走向布置时为素有关。在矿房沿矿体走向布置时为8 81212米；垂直矿体走向布置时米；垂直矿体走向布置时为为10101414米。顶柱高度一般为米。顶柱高度一般为8 8l0l0米。底拄高度，取决于底部结构米。底拄高度，取决于底部结构型式，本方案采用电耙道底部结构，一般为型式，本方案采用电耙道底部结构，一般为7 71212米。分段高度决定米。分段高度决定于所采用的凿岩设备，用
18、于所采用的凿岩设备，用YGYG8080型凿岩机时，为型凿岩机时，为1212一一1515米；用潜孔米；用潜孔钻时，可增大到钻时，可增大到15152020米以上。分段高度增加可以使分段凿岩巷道米以上。分段高度增加可以使分段凿岩巷道数目减少，降低采准工作量。数目减少，降低采准工作量。采准切割工作采准切割工作 在矿体中靠下盘掘进阶段平巷在矿体中靠下盘掘进阶段平巷1 1，从阶段平巷在间柱中掘进，从阶段平巷在间柱中掘进横巷横巷2 2，从横巷末端，在矿体厚度的中央掘进通风、人行天井，从横巷末端，在矿体厚度的中央掘进通风、人行天井3 3。从天井掘进拉底平巷从天井掘进拉底平巷9 9及分段凿岩巷道及分段凿岩巷道6
19、 6。从阶段平巷掘进矿石溜。从阶段平巷掘进矿石溜井井5 5及电耙巷道及电耙巷道4 4。从电耙巷道每隔。从电耙巷道每隔5 57 7米开掘漏斗穿米开掘漏斗穿7 7和漏斗颈和漏斗颈8 8。在矿房中央，从拉底平巷掘进切割天井在矿房中央，从拉底平巷掘进切割天井I0I0。从拉底平巷两侧用浅。从拉底平巷两侧用浅眼扩帮至矿体全厚形成拉底空间眼扩帮至矿体全厚形成拉底空间1111，并将漏斗颈上部扩大成漏斗，并将漏斗颈上部扩大成漏斗1212。最后将切割天井矿大成切割槽，为回采工作造成自由面。最后将切割天井矿大成切割槽，为回采工作造成自由面。回采工作回采工作 拉底、扩大漏斗和开切割槽等工程完成后，在分段凿岩巷道拉底、
20、扩大漏斗和开切割槽等工程完成后，在分段凿岩巷道中打上向扇形深孔中打上向扇形深孔17(17(见图见图6 63)3)，以切割槽为爆破自由面，分次，以切割槽为爆破自由面，分次进行爆破，每次爆破进行爆破，每次爆破1 15 5排深孔。装药采用机械或人工进行。用排深孔。装药采用机械或人工进行。用秒差雷管或微差雷管分段或多排同段爆破。崩落的矿石借自重落秒差雷管或微差雷管分段或多排同段爆破。崩落的矿石借自重落到矿房的底部，经漏斗溜到电耙巷道中，再用电耙耙到阶段平巷到矿房的底部，经漏斗溜到电耙巷道中，再用电耙耙到阶段平巷中的矿车内运出。中的矿车内运出。矿房回采时的通风，主要要保证电耙矿房回采时的通风，主要要保证
21、电耙道内风流畅通。风流线路是，新鲜风流从道内风流畅通。风流线路是，新鲜风流从电耙绞车附近的通风、人行天井进入，清电耙绞车附近的通风、人行天井进入，清洗电耙道洗电耙道5 5，污风经另一回风天井至上阶，污风经另一回风天井至上阶段的回风平巷排出，如图段的回风平巷排出，如图6-46-4。阶段凿岩的阶段矿房采矿法阶段凿岩的阶段矿房采矿法 近年来，在国外，由于采用铲斗容积很大的装载设备和大型近年来，在国外，由于采用铲斗容积很大的装载设备和大型破碎机，矿石的合格块度允许增大。因此，直径为破碎机，矿石的合格块度允许增大。因此，直径为150150一一200200毫米毫米的深孔在一部分矿山中被采用，它比小直径深孔
22、在经济上有更大的深孔在一部分矿山中被采用，它比小直径深孔在经济上有更大的优越性，如每米深孔的崩矿量增加，每吨矿石的凿岩费用降低的优越性，如每米深孔的崩矿量增加，每吨矿石的凿岩费用降低等。等。例子例子 19721972年，加拿大国际镍公司首次采用垂直下向大直径深孔崩矿年，加拿大国际镍公司首次采用垂直下向大直径深孔崩矿的阶段矿房采矿法，如图的阶段矿房采矿法，如图5 55 5。矿体厚度。矿体厚度1818米。矿房长度米。矿房长度9090米，高米，高6060米。在矿房顶部拉出切割空间米。在矿房顶部拉出切割空间4 4，高为，高为3.63.6米，宽度等于矿体的厚米，宽度等于矿体的厚度，作为凿岩水平层。在凿岩
23、水平层，用装有度，作为凿岩水平层。在凿岩水平层，用装有COP6DCOP6D钻机的凿岩台钻机的凿岩台车，钻凿直径为车，钻凿直径为150150毫米的下向平行深孔毫米的下向平行深孔5 5，深孔间距和最小抵抗线，深孔间距和最小抵抗线均为均为3.53.5米。最近有的矿山将深孔直径增大至米。最近有的矿山将深孔直径增大至200200毫米，最小抵抗钱毫米，最小抵抗钱增至增至6 6米。在矿房的一端开倔垂直的切割槽，然后用下向平行深孔米。在矿房的一端开倔垂直的切割槽，然后用下向平行深孔向切割槽空间爆破。为了减少对矿拄的破坏，采用毫秒雷管起爆。向切割槽空间爆破。为了减少对矿拄的破坏，采用毫秒雷管起爆。矿房底部要拉底
24、至矿体的整个厚度，作为出矿水平层矿房底部要拉底至矿体的整个厚度，作为出矿水平层8 8。在出矿水。在出矿水平层，用平层，用STST8 8铲远机铲远机6 6出矿。出矿。6.2.2 阶段矿房法阶段矿房法 阶段矿房法评价阶段矿房法评价 阶段矿房采矿法具有回采工作安全，通风良好，矿房回采强阶段矿房采矿法具有回采工作安全，通风良好，矿房回采强度大，坑木消耗少等优点。它适合于开采矿石和围岩均稳固的厚度大，坑木消耗少等优点。它适合于开采矿石和围岩均稳固的厚和极厚的急倾斜矿床。缺点是：采堆切割工作量大，掘进分段凿和极厚的急倾斜矿床。缺点是：采堆切割工作量大，掘进分段凿岩巷道时，机械化程度低，劳动强度大；由于矿柱
25、的矿量所占的岩巷道时，机械化程度低，劳动强度大；由于矿柱的矿量所占的比重较大，而回采矿柱时矿石损失和贫化都大，因此恶化了矿石比重较大，而回采矿柱时矿石损失和贫化都大，因此恶化了矿石的损失和贫化指标。但是，阶段凿岩的阶段矿房采矿法是一种高的损失和贫化指标。但是，阶段凿岩的阶段矿房采矿法是一种高效率采矿方法。效率采矿方法。思考题w 自学全面法、房柱法。自学全面法、房柱法。w 简述房柱法和留矿法的异同点？简述房柱法和留矿法的异同点？w 试论述空场法的特点？试论述空场法的特点？w 简述留矿法的优缺点简述留矿法的优缺点?概要：概要：1、充填采矿法及其分类2、矿柱回采及空区处理重点难点及目的意义：重点难点
26、及目的意义：了解充填采矿法的分类，掌握各充填法的特征状况，了解矿柱回采与空区处理的方法。充填采矿法6.3充填采矿法 充填采矿法：充填采矿法：随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法叫做叫做充填采矿法充填采矿法。一般将采区划分成矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱，但在比一般将采区划分成矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱，但在比较小的矿体中，往往可以作一个矿房回采，无须划分矿房和矿柱。较小的矿体中，往往可以作一个矿房回采，无须划分矿房和矿柱。充填采空区的目的：主要是利用所形成的充填体进行地压管理，充填采空区的目的：主要是利用所形成的充填体
27、进行地压管理，以控制围岩的崩落和地表下沉，并为回采工作的正常进行和生产安以控制围岩的崩落和地表下沉，并为回采工作的正常进行和生产安全创造有利的条件；有时也用来预防有自然性的矿床的内因火灾或全创造有利的条件；有时也用来预防有自然性的矿床的内因火灾或其他灾害。其他灾害。充填采矿法分类 根据所采用的充填料和充填料输送方法的不同，根据所采用的充填料和充填料输送方法的不同，充填采矿法分为：充填采矿法分为：干式充填采矿法干式充填采矿法；水力充填采矿法水力充填采矿法；胶结充填采矿法胶结充填采矿法。6.3.1干式充填采矿法 在矿房中，自下而上分层回采。随着回采工作的推进，在矿房中，自下而上分层回采。随着回采工
28、作的推进，用干充填科远层充填采空区以维护上下盘围岩和造成继续用干充填科远层充填采空区以维护上下盘围岩和造成继续上采的工作台。上采的工作台。回采工作一般按分层逐层进行，每采完一层立即充填回采工作一般按分层逐层进行，每采完一层立即充填一层，使工作空间始终保持一层，使工作空间始终保持2 22.22.2米的高度。每一分层的米的高度。每一分层的回采作业是相同的，包括凿岩、爆破、通风、撬松石、出回采作业是相同的，包括凿岩、爆破、通风、撬松石、出矿、浇灌混凝土隔墙、加高放矿溜井、充填、浇灌混凝土矿、浇灌混凝土隔墙、加高放矿溜井、充填、浇灌混凝土底板等。顺序完成这些作业一次，叫做一个回采循环。底板等。顺序完成
29、这些作业一次，叫做一个回采循环。凿岩一般采用上向炮眼。每分层作一次或几次爆破。用装运机或凿岩一般采用上向炮眼。每分层作一次或几次爆破。用装运机或电耙。电耙。隔墙也叫做护壁。它的作用是将间拄与充填料隔开，为将来回采隔墙也叫做护壁。它的作用是将间拄与充填料隔开，为将来回采间柱创造有利条件。间柱创造有利条件。充填是回采工作的充填是回采工作的主要生产作业之一。充主要生产作业之一。充填的目的，是利用充填填的目的，是利用充填料支撑两盘的围岩和作料支撑两盘的围岩和作为工人作业的工作台。为工人作业的工作台。每采完一分层，采空区每采完一分层，采空区就加高一分层，如不充就加高一分层，如不充填，采空区高度太大，填，
30、采空区高度太大，继续采矿便很困难，且继续采矿便很困难，且不安全。不安全。6.3.1干式充填采矿法干式充填采矿法 充填料可以从井下或地面取得。充填料可以从井下或地面取得。井下的充填料主要是巷道掘进的废石。井下的充填料主要是巷道掘进的废石。地面的充填料主要是废石场的废石和露天采石场采掘的废石。地面的充填料主要是废石场的废石和露天采石场采掘的废石。充填料应是惰性的并有足够的强度，含硫不应太高，以防产生高充填料应是惰性的并有足够的强度，含硫不应太高，以防产生高温和有害气体，恶化井下大气或酿成井下火灾。它的块度一般不超过温和有害气体，恶化井下大气或酿成井下火灾。它的块度一般不超过300300350350
31、毫米。毫米。从露天采石场用电耙将充填料耙到井下的主充填井，再用矿车从从露天采石场用电耙将充填料耙到井下的主充填井，再用矿车从主充填井经阶段平巷，倒入矿房充填井充填矿房。主充填井经阶段平巷，倒入矿房充填井充填矿房。浇灌混凝土底板的目的，是避免粉矿掉入充填料中而损失，同时浇灌混凝土底板的目的，是避免粉矿掉入充填料中而损失，同时为运搬矿石创造有利的条件。其厚度一般为为运搬矿石创造有利的条件。其厚度一般为0.250.250.30.3米。米。6.3.1干式充填采矿法干式充填采矿法 干式充填采矿法具有工艺简单，充填所需要的设备干式充填采矿法具有工艺简单，充填所需要的设备少，投资小；混凝土底板和充填料组成的
32、充填体，具有少，投资小；混凝土底板和充填料组成的充填体，具有较高的抗压能力，是一种对支撑围岩和控制地压较为有较高的抗压能力，是一种对支撑围岩和控制地压较为有效的方法，对中、小型矿山，特别是地方办的小型矿山效的方法，对中、小型矿山，特别是地方办的小型矿山有使用价值。它的严重缺点是充填速度慢，成本高；充有使用价值。它的严重缺点是充填速度慢，成本高；充填体不致密，沉降系数大；充填作业劳动强度大等。填体不致密，沉降系数大；充填作业劳动强度大等。6.3.1干式充填采矿法干式充填采矿法 6.3.2水力充填采矿法 水力充填采矿法包括上向分层、下向分层及壁式等水力充填采水力充填采矿法包括上向分层、下向分层及壁
33、式等水力充填采矿法。矿法。与干式充填采矿法在采区结构上并无多大差别，所不同的主要与干式充填采矿法在采区结构上并无多大差别，所不同的主要是充填材料和充填工艺，以及由此而产生的充填系统的变化。是充填材料和充填工艺，以及由此而产生的充填系统的变化。水力充填的实质是借助水砂混合的砂浆柱所形成的自然压头或水力充填的实质是借助水砂混合的砂浆柱所形成的自然压头或者用机械加压的方法，将砂浆沿管道输送到矿房内，矿浆中的水从者用机械加压的方法，将砂浆沿管道输送到矿房内，矿浆中的水从矿房内渗滤出去，充填料则沉积下来充填采空场。矿房内渗滤出去，充填料则沉积下来充填采空场。近年来，水力充填采矿法在我国金属矿山地下开采中
34、，使用逐近年来，水力充填采矿法在我国金属矿山地下开采中，使用逐渐增多。渐增多。水力充填采矿法具有充填体水力充填采矿法具有充填体较密实，能比较有效地防止围岩较密实，能比较有效地防止围岩移动和控制矿山压力；矿石回收移动和控制矿山压力；矿石回收率高而贫化率低；能防止内因火率高而贫化率低；能防止内因火灾和地表沉陷等优点。它的缺点灾和地表沉陷等优点。它的缺点是：回来工艺复杂；采区生产能是：回来工艺复杂；采区生产能力和劳动生产率低；采矿成本高；力和劳动生产率低；采矿成本高；需要大量的充填水，这些充填水需要大量的充填水，这些充填水从充填脱出后，又携带大量行泥从充填脱出后，又携带大量行泥和细砂涌入巷道和水仓，
35、增加了和细砂涌入巷道和水仓，增加了排水设施和水沟、水仓的清理工排水设施和水沟、水仓的清理工作。因此，只宜用来开采地表不作。因此，只宜用来开采地表不允许陷落矿石和围岩不稳固，有允许陷落矿石和围岩不稳固，有自燃性、品位高、价值高的矿床。自燃性、品位高、价值高的矿床。6.3.2水力充填采矿法水力充填采矿法 6.3.3胶结充填采矿法 胶结充填采矿法是在水力充填采矿法的基础上，为了更好地解胶结充填采矿法是在水力充填采矿法的基础上，为了更好地解决矿柱回来问题和保护地表不沉陷而发展起来的。决矿柱回来问题和保护地表不沉陷而发展起来的。胶结充填采矿法的实胶结充填采矿法的实质是：将采区划分为矿房质是：将采区划分为
36、矿房和矿柱，分两步骤回采。和矿柱，分两步骤回采。先采部分先采部分I I，用胶结充填料，用胶结充填料充填，使充填体具有高强充填，使充填体具有高强度以形成人工矿柱；第二度以形成人工矿柱；第二步再用于式充填或水力充步再用于式充填或水力充填等采矿法回采部分填等采矿法回采部分IIII，如图。如图。由于由于I I处采用了胶结充，为回采部分处采用了胶结充，为回采部分IIII创造了有利的条件，因创造了有利的条件，因此，与其他采矿法的回采矿柱相比，它的矿石回收率较高，贫化率此，与其他采矿法的回采矿柱相比，它的矿石回收率较高，贫化率较低。较低。采用胶结充填采矿法的目的，除为了提高矿石的回收率外，有采用胶结充填采矿
37、法的目的，除为了提高矿石的回收率外，有不少情况还为了防止地表沉陷。不少情况还为了防止地表沉陷。常用的胶结充填料有常用的胶结充填料有混凝土混凝土和和水泥尾砂水泥尾砂两类。两类。前者包括胶结材料、粗骨料、细骨料和水。目前所用的胶结材前者包括胶结材料、粗骨料、细骨料和水。目前所用的胶结材料主要是料主要是300300600600号普通硅酸盐水泥。粗骨料是粒径为号普通硅酸盐水泥。粗骨料是粒径为5 55050毫米毫米的碎石。细骨料是粒径为的碎石。细骨料是粒径为0.150.155 5毫米的砂粒。毫米的砂粒。水泥尾砂胶结充填料包括尾砂、水泥和水。水泥尾砂胶结充填料包括尾砂、水泥和水。6.3.3胶结充填采矿法胶
38、结充填采矿法 胶结充填采矿法是近十几年发展起来的。它在防止岩层移动、地表胶结充填采矿法是近十几年发展起来的。它在防止岩层移动、地表沉陷、提高矿柱的矿石回收率和降低贫化率、保证工作安全等方面优沉陷、提高矿柱的矿石回收率和降低贫化率、保证工作安全等方面优于水力充填采矿法，是一种有发展前途的采矿方法。于水力充填采矿法，是一种有发展前途的采矿方法。由于它存在着生产工艺复杂，充填成本很高，采场生产能力及劳由于它存在着生产工艺复杂，充填成本很高，采场生产能力及劳动生产率低等严重缺点，目前只用来开采矿石品位和价值很高的矿床。动生产率低等严重缺点，目前只用来开采矿石品位和价值很高的矿床。胶结充填法评价6.3.
39、4结束语 在过去，充填采矿法是一种低效率、劳动强度大，采矿成本高在过去，充填采矿法是一种低效率、劳动强度大，采矿成本高的采矿方法，使用不广泛。的采矿方法，使用不广泛。近年来，由于实现了充填工作的机械化自动化采用高效率的装近年来，由于实现了充填工作的机械化自动化采用高效率的装运设备利用成本低跃来源丰富的尾砂做充填料，创造了许多采矿方运设备利用成本低跃来源丰富的尾砂做充填料，创造了许多采矿方法新方案，如机械化上向水平分层充填采矿法，下向水平分层充填法新方案，如机械化上向水平分层充填采矿法，下向水平分层充填采矿法等。使它固有的缺点得到改善或消除，原有的优点，如回收采矿法等。使它固有的缺点得到改善或消
40、除，原有的优点，如回收率高、贫化率低、作业安全、能缓和或防止岩层移动和地压大规模率高、贫化率低、作业安全、能缓和或防止岩层移动和地压大规模活动等，更加突出，改变了原充填采矿法的面貌。同时，还可以用活动等，更加突出，改变了原充填采矿法的面貌。同时，还可以用它来取代木材消耗量很大的分层崩落法开采矿岩不稳固的矿体。它来取代木材消耗量很大的分层崩落法开采矿岩不稳固的矿体。充填法使用条件w 围岩中有含水层；w 矿床临近江、河、湖、海、大型水库、铁路干线及重要建筑等；w 露天与地下同时开采，需保护露天矿免遭陷落；w 有自燃火灾危害的矿床；w 矿体轮廓复杂，矿石和围岩不稳固，矿石品位或价值很高的矿床；w 地
41、压大的深部矿床。充填法需要解决的问题：w 辅助作业的机械化；w 胶结充填料的输送；w 水力输送充填料的参数计算；w 工艺简化以及提高充填体的强度等。如果这些问题能得到很好的解决，充填采矿法将会获得更广泛的应用。6.5矿柱回采和空区处理 分两步骤回来的采矿法中，矿柱矿量一般要占采区储量的分两步骤回来的采矿法中，矿柱矿量一般要占采区储量的20205050，除个别情况可作为永久矿柱损失外，都应及时、充分地回收。，除个别情况可作为永久矿柱损失外，都应及时、充分地回收。否则，会带来一系列不良后果：如否则，会带来一系列不良后果：如遗留隐患遗留隐患，危及生产安全危及生产安全；损失损失地下资源地下资源；破坏正
42、常的回采顺序破坏正常的回采顺序，矿山产量降低矿山产量降低，服务年限缩短服务年限缩短等。等。用空场法回采矿房后，除留大量矿柱需回收外，在矿柱之间还用空场法回采矿房后，除留大量矿柱需回收外，在矿柱之间还有容积很大的空区。为了确保生产工作的安全，必须在矿柱回采之有容积很大的空区。为了确保生产工作的安全，必须在矿柱回采之前，或与矿柱回采的同时，或在矿柱回采之后，对这些空区进行认前，或与矿柱回采的同时，或在矿柱回采之后，对这些空区进行认真的处理。真的处理。6.5.1矿柱回采 回采矿柱所用的采矿方法，主要是前面介绍的空场法、充填回采矿柱所用的采矿方法，主要是前面介绍的空场法、充填法和崩落法。法和崩落法。回
43、采矿柱时应根据矿柱的特殊条件，灵活运用回采方法。回采矿柱时应根据矿柱的特殊条件，灵活运用回采方法。下面以阶段矿房法的矿柱回采为例说明矿柱回采的内容。下面以阶段矿房法的矿柱回采为例说明矿柱回采的内容。例子：阶段崩落法回采矿柱。阶段崩落法回采矿柱。采区垂直矿体走向布采区垂直矿体走向布置，矿房是用分段凿岩的置，矿房是用分段凿岩的阶段矿房法回采的。矿柱阶段矿房法回采的。矿柱包括间柱、顶柱及底柱。包括间柱、顶柱及底柱。矿柱回采 采准切割工作采准切割工作:采准切割工作包括在间柱中掘进电耙横巷、漏斗、凿岩天井、采准切割工作包括在间柱中掘进电耙横巷、漏斗、凿岩天井、凿岩硕室等；在顶柱中也掘进凿岩天井和凿岩硐室
44、。凿岩硕室等；在顶柱中也掘进凿岩天井和凿岩硐室。回采工作回采工作:在间柱中打垂直扇形深孔在间柱中打垂直扇形深孔4 4，在顶柱中打水平深孔，在顶柱中打水平深孔6 6，在底柱中，在底柱中打垂直扇形中深孔打垂直扇形中深孔7 7。整个矿房或几个矿房的矿柱一次分段爆破，。整个矿房或几个矿房的矿柱一次分段爆破，起爆顺序是先爆间柱，后爆顶住及底往。电耙巷道的通风是，新鲜起爆顺序是先爆间柱，后爆顶住及底往。电耙巷道的通风是，新鲜风流从下盘阶段平巷进入电耙核巷风流从下盘阶段平巷进入电耙核巷1 1清洗工作面后，污风经上盘阶清洗工作面后，污风经上盘阶段平巷的回风天井段平巷的回风天井(图上未示出图上未示出)排出。崩下
45、的矿石从电耙横巷耙出排出。崩下的矿石从电耙横巷耙出后，经装车台直接装入下盘阶段平巷的矿车中运出。后，经装车台直接装入下盘阶段平巷的矿车中运出。6.5.2空区处理 空区处理的实质：空区处理的实质：缓和岩体应力集中的程度，转移应力集中部位，或使应力达到新缓和岩体应力集中的程度，转移应力集中部位，或使应力达到新的相对平衡，以达到控制和管理全矿地压，保证矿山安全而持续地生的相对平衡，以达到控制和管理全矿地压，保证矿山安全而持续地生产。产。空区处理的方法：空区处理的方法：崩落围岩；崩落围岩；充填空区；充填空区；封闭空区。封闭空区。空区处理的方法空区处理的方法崩落围岩：崩落围岩：就是崩落空区上部和周围的岩
46、石来充填空区，以解防空区周围的就是崩落空区上部和周围的岩石来充填空区，以解防空区周围的应力集中，并形成缓冲层，以防止上部大量岩石突然崩落时，引起的应力集中，并形成缓冲层，以防止上部大量岩石突然崩落时，引起的空气冲击波对巷道、设备和人身的危害。空气冲击波对巷道、设备和人身的危害。充填空区充填空区：就是依靠充填体支撑图岩，使围岩保持稳定状态。就是依靠充填体支撑图岩，使围岩保持稳定状态。封闭空区：封闭空区：就是把空区通向生产区域的通道密闭，以预防空区周围岩石突然就是把空区通向生产区域的通道密闭，以预防空区周围岩石突然冒落时发生的空气冲击波对生产区域的危害主要用于边远的孤立空区。冒落时发生的空气冲击波
47、对生产区域的危害主要用于边远的孤立空区。思考题w 简述充填法的分类及使用条件？w 简述空区处理的方法？概要：概要：1、无底柱分段崩落采矿法2、有底柱分段崩落采矿法 重点难点及目的意义：重点难点及目的意义：了解崩落采矿法的特点及适用条件，掌握无底柱及有底柱分段崩落的的优、缺点及适用条件。崩落采矿法崩落采矿法6.46.4崩落采矿法崩落采矿法 崩落采矿法特点：崩落采矿法特点：随着矿石被采出，有计划地用崩落矿体的覆盖岩石和上下盘随着矿石被采出，有计划地用崩落矿体的覆盖岩石和上下盘岩石来充填采空区，以控制采区地压和处理采空区。岩石来充填采空区，以控制采区地压和处理采空区。采区的回采，不再划分矿房和矿柱，
48、而是沿矿体的走向，依采区的回采，不再划分矿房和矿柱，而是沿矿体的走向，依一定的回采顺序，按采区连续回采。一定的回采顺序，按采区连续回采。在采区的回采中，除用凿岩爆破方法崩矿以外，还可局部利在采区的回采中，除用凿岩爆破方法崩矿以外，还可局部利用崩落围岩的压力和岩石本身的自重来崩落矿石。用崩落围岩的压力和岩石本身的自重来崩落矿石。覆盖岩石和上下盘岩石的崩落，将会引起地表沉陷，所以，覆盖岩石和上下盘岩石的崩落，将会引起地表沉陷，所以，只有地表允许陷落的地方，才允许采用这种采矿方法。只有地表允许陷落的地方，才允许采用这种采矿方法。崩落采矿方法分类崩落采矿方法分类：根据采区回采时的特点和采区结构的不同，
49、这类采矿方法根据采区回采时的特点和采区结构的不同，这类采矿方法又分为：又分为：（1 1）壁式崩落采矿法；）壁式崩落采矿法；（2 2）分层崩落采矿法；（木材消耗量大，我国应用很少）分层崩落采矿法；（木材消耗量大，我国应用很少 ）（3 3）分段崩落采矿法）分段崩落采矿法：无底柱分段崩落采矿法；无底柱分段崩落采矿法；有底柱分段崩落采矿法。有底柱分段崩落采矿法。6.4.1壁式崩落采矿法壁式崩落采矿法 壁式崩落采矿法特点壁式崩落采矿法特点：将阶段划分为矿壁将阶段划分为矿壁(采区采区)，故称壁式崩落采矿法。每个矿故称壁式崩落采矿法。每个矿壁的回采，一般是按矿体全厚壁的回采，一般是按矿体全厚沿矿体走向推进，
50、随着回采工沿矿体走向推进，随着回采工作面的推进，有计划、有步骤作面的推进，有计划、有步骤地崩落采空区的顶板，以充填地崩落采空区的顶板，以充填采空区。图采空区。图6-20为壁式崩落采为壁式崩落采矿法的典型方案。矿法的典型方案。壁式崩落采矿法壁式崩落采矿法评价评价w 优点：优点：采准切割工作量小，生产能力大，劳动生产率高，矿石贫采准切割工作量小，生产能力大，劳动生产率高，矿石贫化损失小，通风和矿石运搬条件好化损失小，通风和矿石运搬条件好；w 缺点：缺点：支护工作劳动强度大，坑木消耗多，顶板管理复杂。适用支护工作劳动强度大，坑木消耗多，顶板管理复杂。适用于开采地表允许陷落，顶板岩石不太稳固，厚度小于
