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[科普中国]-空场采矿法

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空场采矿法是指除留矿采矿法以外的自然支护采矿法中的各类方法,有的则指自然支护采矿法的全部;也有的仅指阶段矿房采矿法和横撑支柱采矿法,或仅指全面法采矿和房柱采矿法。

定义空场采矿法是一种生产效率高、成本低的采矿法,通常是将矿块划分为矿房和矿柱, 逐步回采。在回采过程中,采空区主要依靠暂留或永久保留的矿柱支撑,采空区暂时空着,不做处理,但一个阶段或一组采场开采结束后,要及时进行矿柱的回采,同时对空区进行处理,以达到安全生产的目的。

有的文献指除留矿采矿法以外的自然支护采矿法中的各类方法,有的则指自然支护采矿法的全部;也有的仅指阶段矿房采矿法和横撑支柱采矿法,或仅指全面法采矿和房柱采矿法。一般在矿石围岩稳固、地表允许陷落的条件下采用。

简介特点采用空场采矿法时,必须根据矿石、围岩特性、回采工艺和设备等,合理确定矿块的结构尺寸和回采顺序,以利于地压管理和安全生产。

其优点是生产能力较大,采准切割工程量较少,采矿成本低,采场通风好。

缺点是采场顶板揭露面积大,容易产生冒顶事故。常用的空场采矿法有留矿采矿法、全面采矿法、房柱采矿法、阶段采矿法及分段矿房采矿法等。

适用条件(1)适用于开采矿石和围岩都很稳固的矿床。

(2)采空区在一定时间内,允许有较大的暴露面积。

分类(1)房柱法(包括全面法)

(2)浅孔留矿法

(3)分段法(赞比亚方案)

(4)阶段矿房法(包括⊥薄矿,水平薄矿的各方案)

(5)其他采矿方法及其变形方案1

房柱采矿法房柱采矿法是空场采矿法的一种,它是在划分矿块的基础上,矿房和矿柱互相交替排列的,而在回采矿房时留下规则的或不规则的矿柱来管理地压。

房柱法主要是依靠围岩的稳固性和留下的矿柱来进行地压管理。如果顶板岩石的稳固性较差时,则可以在顶板岩石中按装杆柱,以增加其稳固性,如果局部不稳固时,则可以在这些局部地区留下矿柱。因而这种采矿方法灵活性比较大。

房柱法留的矿柱,最初是留连续矿柱(又叫矿坚),并且矿柱一般是不进行回采的,作为永久损失。以后随着采矿技术的发展,将连续矿柱改为不连续矿柱,这样可以提高矿石回收率。2

留矿采矿法适于开采矿石围岩均稳固、急倾极薄铀矿体。由于留矿法采场生产能力大、采矿成本低,在铀矿山采用较早,但由于暂存矿石量多、堆放时间长,矿石暴露面积大,在单位时间内析出的氡气、氡子体浓度比其他采矿方法都高,因此推广面不大。近年来将采场上行风改为下行风流,使进入新鲜空气不致被氡、氡子体污染,改善了作业条件,推广的比例又逐渐增加。

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。

特点

(1)它是空场法的一种,具有空场法的共同特点。它也是将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采。先采矿房,后采矿柱。

(2)这种采矿方法工人可以直接在矿房中大暴露面下工作。

(3)浅孔留矿法是自下而上分层回采矿房,使用浅孔崩薄矿石。

(4)每次采下的矿石,靠矿石自重从漏斗放出1/3左右,留下2/3矿石作为下次凿岩爆破工作的临时工作台。当矿房全部采空后,再将留下的2/3的矿石全部放出(这叫大量放矿)。暂留下的矿石并不能作为地压管理的主要手段。

(5)凿岩工人是站在留矿堆上进行作业的。

分段矿房法分段采矿法也是空场采矿法的一种,它是在划分矿块的基础上,沿矿块的垂直方向,再划分为若干分段,在每个分段水平上布置矿房和矿柱,各分段采下的矿石,分别从各分段的出矿巷道运出。也就是说,各分段既凿岩,同时也出矿。分段法的每个分布是一个独立的回采单元。分段法的矿房回采结束后,可以立即回采本分段的矿柱,(顶柱和间柱)并同时处理了采空区。3

阶段矿房法阶段矿房法是用深孔薄矿的采矿方法,它也是把矿块划分为矿房和矿柱两部分进行回采,先采矿房,后采矿柱,最后也要有计划的进行矿柱回采和空区处理。

根据落矿方式的不同,阶段矿房法可以分为两种,即水平深孔落矿阶段矿房法和垂直深孔薄矿阶段矿房法。

本词条内容贡献者为:

邱昆峰 - Research Fellow - Colorado School of Mines, USA