工人采矿工程培训PPT课件

第一章 金属矿床地下开采的基本知识第一节 矿床的工业特征：一、矿体的空间分布特征：1、矿体的形态可分为三大类：板状 两个方向延伸较大，板状矿体可分为矿脉和矿层两种；块状 三度空间大致均衡延伸，按块度大小可分别称作矿瘤、矿巢、矿囊等；柱状 一个方向延伸很大，另外两个方向延伸较小，有柱状、筒状和管状几种。u金属矿脉以脉状及透镜状矿体较多。第1页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第一节 矿床的工业特征：二、金属矿床的埋藏要素 指矿床中矿体的走向长度、厚度、倾角及延伸深度等。1、矿体走向长度 指矿体在水平方向上延伸的长度。不同标高水平上矿本走向长度常是变化的。因此提及矿体走向长度时，必须指明是矿体的平均走向长度还是各阶段水平上的走向长度。第2页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第一节 矿床的工业特征：2、矿体厚度 指矿体上盘与下盘之间的垂直距离或水平距离。前者称为垂直厚度（或真厚度）；后者称为水平厚度（见图1）。通常对急倾斜矿体用水平厚度，而对倾斜、缓倾斜、水平矿体用垂直厚度。两者之间有以下的关系式：absin式中 a矿体的垂直厚度，m； b矿体的水平厚度，m； 矿体的倾角，度。 图1 矿体的水平厚度和重直厚度 1矿体；2矿体的下盘；3矿体的上盘第3页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第一节 矿床的工业特征： 3、矿体倾角 一般分为直倾角与伪倾角。直倾角通常就称倾角，是指矿体下盘接触面上的直倾斜线与其水平投影线之间的夹角，如图2中的ACB ；而伪倾角则是指伪倾斜与水平投影线之间的夹角、如图2中的AEB、ADB。直倾角与伪倾角之间存在着以下的关系式： tgsintg 式中：伪倾角，即AEB、ADB；伪倾斜线的水平投影线与走向线之间的夹角，即EBF、DBG； 直倾角，即ACB。 图2 矿体的真倾角与伪倾角第4页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第一节 矿床的工业特征：4、矿体延伸深度 它是指矿体的上部界限至下部界限之间的垂直距离或倾斜距离，分别称之为垂直高度和倾斜长度，简称垂高和斜长。从地表面至矿体上部界限的垂直距离称为埋藏深度（见图3） 图3矿体的延伸深度和埋藏深度l矿体；h埋藏深度；H延伸深度第5页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识 第一节 矿床的工业特征： 三、开采工艺有较大影响的矿岩物理力学性质： 容重、块度、碎胀性、含水性、结块性、稳固性、以及强度、坚固性等。容重：一般岩石的容重约在2.33t/m3之间；块度：一般矿石的合格块度在200300mm之间，随着机械化水平的提高，合格块度有增大趋势。结块性： 采下的矿石和围岩，受压受湿后经过一段时间能结块的性质叫结块性。如粘土、滑石等均具有结块性。给放矿、装矿和运矿（运输、搬运）带来困难。含水性：巷道支护、采矿、放矿、运输、提升有较大影响。第6页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识 第一节 矿床的工业特征： 三、开采工艺有较大影响的矿岩物理力学性质： 碎胀性：矿岩在破碎后其体积比原岩状态下要增大的性质。矿石的碎胀性通常用碎胀系数来表示，它表示碎胀后的体积与原矿岩体积之比。 一般来说，硬岩和极硬岩为1.451.8；中硬岩石为1.41.6；砂质粘土为1.21.25。硬度： 矿岩抵抗工具入侵的性能叫做硬度。硬度对凿岩有很大影响，硬度愈大，凿岩愈困难。强度：矿岩有三种强度：抗压强度、抗剪强度和抗拉强度。 抗压强度最大，抗剪强度只有抗压强度的1/81/12；抗拉强度只有抗压强度的1/101/50；坚固性： 也是一种抵抗外力的性能。是一种综合的外力，即锹、镐、机械破碎、炸药爆炸等作用下的力。坚固性用f来表示，称为普氏系数。 fR/100式中：R矿、岩极限抗压强度。它表示矿岩极限抗压强度、凿岩速度、炸药消耗量等值的平均值。第7页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第二节 金属矿床的分类：一、按矿体的倾角分： 水平和微倾斜矿体 倾角一般小于5； 缓倾斜矿体 倾角为530； 倾斜矿体 倾角为3055； 急倾斜矿体 倾角55以上。第8页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第二节 金属矿床的分类：二、按矿体厚度分： 极薄矿脉，厚度小于0.8米； 薄矿体，厚度为0.85米； 中厚矿体，厚度为515米； 厚矿体，厚度为1550米； 极厚矿体，厚度在50米以上。第9页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第二节 金属矿床的分类：三、按矿岩的稳固性（1）极不稳固：在没有支架或超前支架支护情况下，顶板和侧帮都不能有暴露面；（2）不稳固 ：允许有不大的暴露面（50m2以内），但要随回采工作的推进立即支护；（3）中等稳固：允许有一定暴露面（50200 m2），随回采工作的推进可以不立即支护；（4）稳固：允许有较大暴露面（200800 m2）， 一般不用支护，个别的地方要支护；（5）极稳固：允许有很大暴露面（800 m2以上）， 不须支护，长期不垮。第10页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第三节 矿石损失、贫化的概念及计算 一、概念1、矿石损失: 指在开采过程中由于各种因素的综合影响，导致部分工业矿石的丢失，即某些矿量未能采下或已采下未能被利用的这部分矿石，叫做损失。是矿石在数量上的减少。2、矿石贫化：指开采过程中由于矿体上下盘围岩或夹石的混入等综合因素的影响，使采出矿石品位降低，叫做贫化。 是矿石在质量上降低。第11页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第三节 矿石损失、贫化的概念及计算 3、矿石损失率：开采过程中损失工业储量与总工业储量之比。 4、矿石回采率：采出的纯矿石量与总工业储量之比率。5、废石混入率：混入矿石中的废石量与采出矿石量之比。6、矿石贫化率：矿石品位降低的百分数。 当混入矿石的废石不含和矿石相同的有用成分时,废石混入率等于贫化率。废石含品位时,贫化率小于废石混入率；高品位矿石损失和有用成分析出时，贫化率大于废石混入率。u矿石损失率+矿石回采率=1 u废石混入率和矿石贫化率是矿石贫化的两种表示方法。u废石的混入和高品位粉矿的流失等都将造成矿石贫化，但废石的混入是矿石贫化的主要原因。第12页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第三节 矿石损失、贫化的概念及计算 二、计算1、采矿损失率(%) 损失率有直接法和间接法两种计算方法。 n直接法:凡采矿以后地测人员能够进入采场进行工作的矿山(如采用浅孔留矿法、全面法、充填法的矿山及露天矿山)，应采用直接法计算采矿损失率。其计算方法如下: 按矿石量计算: 采矿损失率=区域矿石损失量(t)/区域地质储量(t)*100% 按金属量计算：采矿损失率=区域矿石损失所含金属量(kg)/ 区域地质储量所含金属量(kg)*100%第13页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第三节 矿石损失、贫化的概念及计算 二、计算1、采矿损失率(%) n间接法:凡采用阶段和分段崩落法的矿山，采矿后地测人员难以进入采场进行工作时，应采用间接法计算损失率。计算公式： 采矿损失率 =1- 第14页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第三节 矿石损失、贫化的概念及计算 二、计算2、矿石贫化率（%） 根据采矿方法的不同，可分别采用直接法和间接法来计算。 n直接法:凡地测人员可进入采场内进行工作的矿山(如采用浅孔留矿法、全面法、房柱法、充填、支柱法采矿的矿山和露天开采的矿山)，应采用直接法计算贫化率。 计算公式: 贫化率第15页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第三节 矿石损失、贫化的概念及计算 二、计算n间接法：凡采用阶段(空场)法、中段(空场)法、分段或阶段崩落法的矿山，采矿后地测人员难以进入采场进行工作，应采用间接法计算贫化率。其计算公式为: 贫化率 在围岩含有金属时，其贫化率计算公式为: 贫化率= u采用间接法计算的贫化率，包括采矿和放矿全部过程的贫化率，应在矿房、矿柱或采场采矿及放矿全部结束后的当月进行计算。 第16页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第四节 矿石质量与品位矿石的质量 指矿石中有用成份的多少，常用品位来表示。品位 矿石中有用组份的百分含量，一般用重量百分比来表示，黄金品位用g/t表示。工业品位 是工业上对可采矿段所要求的最低平均品位。 是采与不采的界限； 是采矿利润率为零的品位。第17页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第四节 矿石质量与品位边界品位：指划分矿与非矿界限的最低品位，即圈定矿体时单个矿样中有用组分的最低品位。边界品位是区分矿石与围岩的临界品位。-是可采矿石有用成分含量的最低界线；-是矿体边界上矿石质量的最低品位；-是划分矿石和废石、圈定矿体边界的标准；-是矿与非矿的界线。u 边界品位工业品位第18页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第五节 几种常用名词的概念：岩石 是指构成地壳岩石圈的物质。 矿石 是指在现代技术水平下，能加以提炼和应用，并具有一定的经济价值的矿物集合体。 废石 已采下的不含矿的围岩和夹石的通称。 脉石 矿床生成过程中，常与其它没有工业价值的岩石或矿物拌生在一起，此种岩脉的通称。如煌斑岩。 第19页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第五节 几种常用名词的概念：围岩 矿床周围的岩石叫围岩，一般指矿床的上盘和下盘的岩石。 矿块(即采场) 为了便于回采，用平巷、天井等把矿床分割成的块段。矿房 采场内除掉所留矿柱部分。 矿柱 为保护人员安全和巷道的完整，留下一定数量的矿体。矿柱分永久矿柱和临时矿柱两种。第20页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第六节 开采单元的划分和开采步骤一、矿田、井田、阶段、矿块、盘区和采区的概念1、矿田与井田矿田划归一个矿山企业开采的全部矿床或矿床的一部分。井田在一个矿山企业中划归一个矿井开采的全部矿床或矿床的一部分。u 矿田井田第21页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第六节 开采单元的划分和开采步骤2、阶段与矿块阶段在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，在井田中每隔一定的的垂直距离，以上下两个阶段运输平巷为界，沿走向以井田边境为界，划分出来的矿段称为阶段。-阶段垂向上以上下两个阶段运输平巷为界；-阶段沿走向以井田边境为界；-急倾斜矿体的阶段高度通常为4060m；-缓倾斜矿体的阶段高度通常小于2030m；-在阶段的基础上划分矿块。矿块在一个阶段内，每隔一定水平距离，用两条天井划分出来的独立回采单元。-矿块长度多为4060米，矿块是最小的回采单元。第22页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第六节 开采单元的划分和开采步骤3、盘区与采区盘区开采水平矿体或微倾斜矿体时，在矿体平面上用运输巷道划分为长方形的矿段，称为盘区。采区在盘区内沿走向每隔一定的距离，掘进垂直于走向的运输巷道，把盘区划分为独立的回采单元。第23页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第六节 开采单元的划分和开采步骤二、开采顺序1、井田的开采顺序 当矿床划分为几个井田开采时，一般应优先开采矿石品位可选性好，基建工程量少，运输、供水、供电等条件好的井田。2、井田中阶段的开采顺序 有下行式和上行式。u -在生产实践中，一般多用下行式开采。因为下行式投资少，投产快，便于探矿，安全性好。第24页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第六节 开采单元的划分和开采步骤二、开采顺序3、阶段中矿块的回采顺序 按回采工作相对主要开拓巷道的位置，可分为三种：（1）前进式 阶段平巷掘进一定的距离后，从靠主井的矿块起，向井田边界依次回采。优点：能早日采矿缺点：巷道的维护费用高；掘进与采矿常相互干扰，造成生产被动。（2）后退式 阶段平巷掘进到井田边界后，从井田边界的矿块开始，向主井方向后退，依次回采。优缺点与前进式相反。u-在生产实践中，后退式用的较多。第25页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第六节 开采单元的划分和开采步骤二、开采顺序3、阶段中矿块的回采顺序 按回采工作相对主要开拓巷道的位置，可分为三种：（3）混合式 开始用前进式，待阶段平巷掘完后，改为后退式。优点：具有前进式和后退式回采顺序的优点缺点：生产管理较复杂。u单个矿块的回采顺序 从矿块边界向矿块上山方向推进。u相邻矿体的开采顺序 一般是先开采位于上盘的矿体，后开采下盘的矿体。第26页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第六节 开采单元的划分和开采步骤三、矿床开采的步骤 矿床开采分为开拓、采准、切割和回采4 个步骤。1、矿床开拓 从地表开掘一系列通到矿体的井巷，以形成从地面到阶段水平的行人、运输、通风、排水等系统。为了开拓所掘进的各类井巷叫开拓井巷。（即形成阶段）第27页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第六节 开采单元的划分和开采步骤三、矿床开采的步骤2、矿块采准 在已开拓好的阶段里，为了回采矿石需根据采矿方法的要求在采区内掘进平巷、横巷和天井等巷道，将阶段划分为矿块叫采准。为采准目的掘进的巷道称为采准巷道。（即形成矿块） 第28页/共99页第一章 金属矿床地下开采的基本知识第六节 开采单元的划分和开采步骤三、矿床开采的步骤3、矿块切割矿块切割工作在采准工程的基础上，为回采矿石开辟自由面和落矿空间，从而为矿块回采创造良好的爆破和放矿条件。 4、矿块回采回采是从矿块里采出矿石的过程，是采矿的核心。u 其顺序为：开拓、采准、切割、回采。第29页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类一、概念与分类开拓在用地下方式开采矿床时，从地表开掘一系列通到矿体的井巷，以形成从地面到阶段水平的行人、运输、通风、排水等系统。这项工程施工叫做开拓。u 矿床开拓方法 可分为单一开拓法和联合开拓法两大类。u 单一开拓法有：平硐开拓法、竖井开拓法、斜井开拓法和斜坡道开拓法。第30页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类二、开拓方法的特点和适用条件1、平硐开拓法（图7-1，特点：以平硐为主要开拓巷道，是一种方便、最安全、最经济的开拓方法。适用条件：只有矿床赋存于山岭地区，埋藏在周围平地的地平面以上才能使用。第31页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类二、开拓方法的特点和适用条件1、平硐开拓法（图7-1，7-2，7-3）第32页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类二、开拓方法的特点和适用条件2、 竖井开拓法：u 特点 便于管理，生产能力较高，是矿山使用较普遍的开拓方法。u 适用条件 急倾斜矿体（一般矿体倾角大于45）；埋藏较深的水平或缓倾斜矿体（倾角小于20）。u 分类 穿过矿体的竖井开拓（图7-4）、上盘竖井开拓（图7-6）和下盘竖井开拓（图7-5）及侧翼竖井（图7-7）。多使用下盘竖井开拓。 第33页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类二、开拓方法的特点和适用条件2、 竖井开拓法：（图7-4，7-5，7-6，7-7）第34页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类二、开拓方法的特点和适用条件2、 竖井开拓法：（图7-4，7-5，7-6，7-7）第35页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类二、开拓方法的特点和适用条件3、 斜井开拓法u特点：施工简单，中段石门短，基建工程量少，基建期短，见效快，但斜井生产能力低。因此更适用于中小型金属矿山。u适用条件：埋藏深度不大，地表又无过厚表土的层状矿体，斜井的倾角为2040。u分类： 下盘斜井开拓、脉内斜井开拓第36页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类二、开拓方法的特点和适用条件3、 斜井开拓法下盘斜井开拓法u优点：不需要保安矿柱，井筒维护条件也比较好。u应用：在小型金属矿山应用较多， 这种方案斜井的倾角最好与矿 体倾角大致相同。第37页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类二、开拓方法的特点和适用条件3、 斜井开拓法脉内斜井开拓：u优点：不需掘进石门，开拓时间短，投产快；在整个开拓过程中，同时开采出副产矿石，脉内斜井掘进有助于进一步探矿。u缺点：矿体倾斜不规则，尤其是矿体下盘不规则，井筒难于保持平直，不利于提升和维护，为维护斜井安全，要留有保安矿柱。u应用：只有那些储量较丰富且矿石价值不高的矿山，才可考虑使用。第38页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类二、开拓方法的特点和适用条件4、 斜坡道开拓法斜坡道主要用于无轨设备的上下通行。当矿井不设其它形式的提升井，用斜坡道作为主、辅运输通道时，称为斜坡道开拓；当矿井设主提升井，仅用斜坡道作为辅助运输通道时，称斜坡道为辅助开拓巷道。u适用条件：一般用于开拓矿体埋藏较浅、开采范围不大、矿山年产量较小、服务年限较短且围岩稳固的矿床条件。第39页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类二、开拓方法的特点和适用条件5、 联合开拓法 由两种或两种以上主要开拓巷道来开拓一个矿床的方法称为联合开拓法。如： -平硐盲竖井联合开拓法（图7-13）； -平硐盲斜井联合开拓法（图7-15）； -竖井盲竖井联合开拓法（图7-16）； -竖井盲斜井开拓（图7-18）。u适用条件：矿床深部开采或矿体深部产状（尤其是倾角）发生变化的矿床。u特点：充分利用各种开拓法的优点，限制其缺点。第40页/共99页第二章 矿床开拓第一节 开拓与开拓方法分类二、开拓方法的特点和适用条件5、 联合开拓法 第41页/共99页第二章 矿床开拓第二节 开拓系统主要类型由于主、副井（或风井）的布置位置不同，构成了几种不同的开拓系统：A中央并列式开拓系统B中央对角式开拓系统C侧翼式开拓系统第42页/共99页第三章 采矿工艺第一节 落矿u落矿：将矿石从矿体上分离下来，并破碎成适于运搬块度的过程。u落矿方法：凿岩爆破法，包括：浅孔：孔深小于35m，孔径3046mm；中深孔：孔深515m，孔径5070mm；深孔：孔深15m，孔径90mm；药室落矿：是在一定规格的硐室里，装上炸药，直接爆破落矿的方法。u凿岩设备：风动凿岩机（浅孔）；风动导轨式凿岩机；液压凿岩台车（中深孔）；潜孔钻机（深孔）。u中深孔（深孔）布置：包括平行中深孔（图27-3）；扇形中深孔（图27-2）第43页/共99页第三章 采矿工艺第一节 落矿第44页/共99页第三章 采矿工艺第二节 矿石运搬u矿石运搬：将采下的矿石从落矿工作面运到阶段运输水平的作业； 方法包括：重力运搬：完全靠重力溜放的方法（如图，普通漏斗放矿）；机械运搬：电耙运搬（图27-8），无轨自行设备运搬（图27-9，27-10）。爆力运搬；水力运搬；第45页/共99页第三章 采矿工艺第二节 矿石运搬机械运搬：重力运搬：（如图：普通漏斗放矿）；电耙运搬（图27-8）第46页/共99页第三章 采矿工艺第二节 矿石运搬机械运搬：无轨自行设备运搬（图27-9，27-10）。第47页/共99页第三章 采矿工艺第三节 采场地压管理u 采场地压管理：是指回采过程中为控制或减轻地压造成的危害，或利用地压进行开采的工作。u 目的：减小或避免地压的危害，保证回采工作安全进行。u 基本方法：-留矿柱（或人工）支护；-崩落围岩；-充填采空区。第48页/共99页第四章 采矿方法第一节 采矿方法分类及各种采矿方法特点和适用条件一、采矿方法的概念、分类u 采矿方法就是研究矿块的开采方法，它包括采准、切割和回采三项工作。为了很好地回采矿石而在矿块中所进行的采准、切割与回采工作的总和，称为采矿。u 分类按回采时的地压管理方法分为三大类：空场采矿法；充填采矿法；崩落采矿法。第49页/共99页第四章 采矿方法第一节 采矿方法分类及各种采矿方法特点和适用条件一、采矿方法的概念、分类1、空场采矿法u特点：将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房后采矿柱。 回采矿房时所形成的采空区，可利用矿柱和矿岩本身的强度进行维护。u适用条件：矿石和围岩稳固，采空区在一定时间内允许有较大的暴露面积。u分类：全面采矿法；房柱采矿法；留矿采矿法；分段矿房法；阶段矿房法。第50页/共99页第四章 采矿方法第一节 采矿方法分类及各种采矿方法特点和适用条件一、采矿方法的概念、分类2、充填采矿法u特点：将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房后采矿柱；回采矿房时，随回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区，用充填体限制围岩的变形移动，降低上覆岩体和地表的下降程度，即用充填采空区的方法管理地压。-矿房的回采是采一分层，把矿石运出，随后充填这一层，然后再采一层，再充填一层，依此循环，直到全矿房采完为止。u适用条件：不论矿石和围岩稳固或不稳固，均可应用。u分类：1按充填料的性能和充填工艺特点分类：干式充填法；水砂充填法；胶结充填法。2按矿块回采工作面的推进方向和回采工艺特点分：上向分层充填采矿法，下向分层充填采矿法，壁式（单层）充填采矿法，削壁充填采矿法，支架充填法。第51页/共99页第四章 采矿方法第一节 采矿方法分类及各种采矿方法特点和适用条件一、采矿方法的概念、分类3、崩落采矿法u特点：一个步骤回采，并且随回采工作面的推进，同时崩落围岩充满采空区，从而达到管理和控制地压的目的。u适用条件：开采地表允许陷落。u分类：壁式（单层）崩落采矿法；分层崩落采矿法；分段崩落采矿法（无底柱和有底柱）；阶段崩落采矿法。第52页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件一、全面采矿法（图5-2）u特点： 工作面沿矿体走向或倾向全面推进； 在回采过程中将矿体中的夹石或贫矿留下，呈不规则的矿柱以维护采空区； 这些矿柱一般作为永久损失，不回采。u适用条件：在薄和中厚（小于57m）的矿石和围岩均稳固的缓倾斜（倾角一般小于30）矿体中，应用全面采矿法。u优点：工艺简单；采准和切割工作量小；生产率较高；成本较低。u缺点：-矿石损失率在10%15%以上；-顶板暴露面积大；-顶板管理与通风管理要求严格。第53页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件一、全面采矿法（图5-2）第54页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件二、房柱采矿法（图5-4）u特点：-将阶段或盘区划分成若干个矿房和矿柱（留有规则的矿柱）；-回采工作在矿房中进行，矿柱在一般情况下不进行回收。u适用条件：-围岩与矿石都很稳固；-倾角较小（小于3040）；-厚度适用范围较大（2米到数10米厚）u优点：-采准切割工程量不大；-工作组织简单；-坑木消耗少；-通风良好；-矿房生产能力高。u缺点：-矿石损失较大。第55页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件二、房柱采矿法（图5-4）第56页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件二、房柱采矿法厚矿体无轨自行设备开采的房柱法（图5-5）u特点：当矿体厚度大于810m时，应采用深孔落矿方式回采矿石。先在顶板下面切顶，然后在矿房的一端开掘切割槽，以形成下向正台阶的工作面。切顶下部的矿石，采用下向平行深孔落矿。第57页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件三、留矿采矿法（图5-6）u特点：-工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上作业，自下而上分层回采；-每次采下的矿石靠自重放出1/3左右，其余暂留在矿房中作为继续上采的工作台（不用来管理地压）；-矿房全部回采后，暂留在矿房中的矿石再行大量放出。u适用条件：-矿石和围岩稳固（最好是矿石很稳固）；-矿石无自燃性、破碎后不易再行结块；-急倾斜矿床；-薄和中厚以下的脉状矿柱（多适用于5米以下的薄矿脉）。 第58页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件三、留矿采矿法（图5-6） u优点：-结构及生产工艺简单，管理方便；-可利用矿石自重放矿；-采准工程量小。u缺点：-留矿法开采中厚以上矿体，矿柱矿量损失贫化大；-工人在较大暴露面下作业，安全性差；-平场工作繁重，难于实现机械化；-积压大量矿石，影响资金周转。u因此，在中厚以上矿体中，多不采用留矿法。第59页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件 三、留矿采矿法（图5-6） 第60页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件 四、分段矿房法（图15-22）u 特点：- 分段回采，分段出矿（回采工作面是垂直的）；- 各分段采下的矿石从分段出矿巷道运出，通过溜井或直接（斜坡道）运出到井下矿仓；- 分段矿房回采结束后，可立即回采本分段的矿柱，并同时处理采空区；- 由于分段回采，可使用高效率的无轨装运设备，回采强度高。第61页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件 四、分段矿房法（图15-22）u回采工作：从切割槽向矿房另一侧进行回采。在凿岩平巷中钻环形深孔，崩下的矿石从装运巷道用铲运机运到分段运输平巷最近的溜井，溜到阶段运输巷装车运出。u适用条件：-矿岩中等稳固以上；-倾斜和急倾斜；-厚矿体；-由于围岩暴露较小，回采时间较短，相应地可适当降低对围岩稳固性的要求。u优点：-机械化程度高，效率高；-安全性好，灵活性高；-贫化低。u缺点：采准工程量大。第62页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件 四、分段矿房法（图15-22）第63页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件五、阶段矿房法u特点： 阶段矿房采矿法是以深孔落矿为主而回采矿房的采矿法，它以整个矿房高度作为崩矿空间，用深孔进行落矿，崩下的矿石全部从底部结构内放出，崩矿和出矿都是在专用巷道、硐室、天井中进行，作业人员和设备都不进入采空区，这种方法属于很高效的地下采矿法之一。u分类：-水平深孔阶段矿房法 -垂直深孔阶段矿房法 -垂直深孔球状药包落矿的阶段矿房法（即V.C.R法）第64页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件五、阶段矿房法u适用条件：-矿岩稳固；-厚和极厚；-急倾斜矿体；-急倾斜平行薄矿脉组成的细脉带。u优点：-回采工作安全；-通风良好；-矿房回采强度大；-矿房生产能力较高。u缺点：-采准工作量较大；-矿石损失和贫化率较大。第65页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件五、阶段矿房法1、水平深孔阶段矿房法（如图10-23 ）u特点： 要求在矿房底部进行拉底是在凿岩硐室中钻水平扇形深孔，向矿房底部拉底空间崩矿。第66页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件五、阶段矿房法2、垂直深孔阶段矿房法（如图15-25）u特点： 除拉底外，还需在矿房的全高开出垂直切割槽。回采工作面是垂直的，在凿岩巷道中钻上向垂直扇形深孔，向垂直切割槽崩矿，崩落的矿石借自重落到矿房底部放出。随着工作面的推进，采空区不断扩大。矿房回采结束后，再用其它方法回采矿柱。第67页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件五、阶段矿房法3、垂直深孔球状药包落矿的阶段矿房法（如图15-35）u特点： 在矿房上部水平开掘凿岩硐室或凿岩巷道，采用大直径潜孔钻机钻凿下向深孔，直至矿块的拉底水平，然后从炮孔的下端开始，自下而上用球状药包（装药长度与钻孔直径之比小于6）逐层向矿房下部预先开掘好的拉底空间崩矿，崩落的矿石由矿房底部装运巷道运出。u适合条件： 矿体与围岩接触面规整，矿体无分层，无相互交错的节理或空插破碎带，围岩中等稳固以上。第68页/共99页第四章 采矿方法第二节 空场采矿法各方法的特点和适用条件五、阶段矿房法3、垂直深孔球状药包落矿的阶段矿房法（如图15-35）第69页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理1、干式充填采矿法（目前应用很少）u特点：-工艺简单；-充填所需的设备少，投资小；-充填体具有较高的抗压能力。u缺点：-充填速度慢；-充填体不致密，沉降系数大；-充填作业劳动强度大。u适用条件：开采地表不允许陷落矿床。第70页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理1、干式充填采矿法（目前应用很少）1-阶段运输平巷；2-回风巷道；3-充填天井；4-放矿溜井；5-人行通风天井；6-联络道；7-隔墙；8-底板；9-电耙绞车；10-顶柱；11-底柱；12充填料；13-崩落矿石；14炮孔第71页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理2、单层充填采矿法（图17-1）u 特点：用矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向、依次按矿体全厚回采，随着工作面的推进，在计划地充填采空区，以控制顶板冒落。u 适用条件：-缓倾斜、薄矿体；-顶板岩层不允许崩落。u 优点：矿石回采率较高；贫化率较低。u 缺点：采矿工效较低；坑木消耗量大。第72页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理2、单层充填采矿法（图17-1）第73页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理3、水砂充填采矿法u 优点：-充填体较密实；-矿石回收率高而贫化率低；-能防止内因火灾和地表沉陷。u 适用条件：开采地表不允许陷落，矿石和围岩不稳固，有自燃性、品位高、价值高的矿床。第74页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理3-1 上向水平分层充填采矿法（图17-2）u 特点：将矿块划分为矿房和矿柱，一步采矿房，二步采矿柱。回采矿房时，自下而上水平分层进行，随工作面向上推进，逐步充填采空区，并留出继续上采的工作空间。充填体维护两帮围岩，并作为上采的工作平台。崩落的矿石落在充填体的表面上，用机械方法将矿石运到溜井中。矿房回采到最上面分层时，进行接顶充填。矿柱则在采完若干矿房或全阶段采完后，再进行回采。 第75页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理3-1 上向水平分层充填采矿法（图17-2）第76页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理3-2 下向分层充填采矿法（图17-8）u 特点：从上往下分层回采和逐层充填，每一分层的回采工作是在上一分层人工假顶的保护下进行。u 适用条件：-矿石很不稳固，或矿石和围岩均很不稳固；-矿石品位很高或价值很高；-有色金属或稀有金属矿体。第77页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理3-2 下向分层充填采矿法（图17-8）第78页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理4、胶结充填采矿法（图17-5）u特点：将采区划分为矿房和矿柱，分两步骤回采。先采部分，用胶结充填料充填，使充填体具有高强度以形成人工矿柱；第二步再回采另外部分。u优点：防止岩层移动、水表沉陷、提高矿柱的矿石回收率和降低贫化率、保证工作安全等。u缺点：-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。u适用条件：开采矿石品位和价值很高的矿床。第79页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理4、胶结充填采矿法（图17-5）第80页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理4-1、下向分层胶结充填采矿法（图17-13）第81页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理5、削壁（分采）充填采矿法u特点：削壁充填法是开采极薄矿脉的一种干式充填法，在回采过程中分别崩落围岩和矿石，采下矿石则经溜井放出，崩落的废石则存留在采空区进行充填，支撑围岩并作为回采工作平台。回采时，先采矿石，后采岩石，在落矿之前，要在充填体上铺好垫层，将矿石用浅眼崩落下来之后，用人工或电耙出矿，然后再崩落围岩充填采空区，形成人员可以工作的最小空间，如此循环作业，将一个矿块采完为止。u适用条件：矿脉倾角为6085，厚度小于0.8米的采场中。第82页/共99页第四章 采矿方法第三节 充填法各方法的特点和适用条件、采空区处理5、削壁（分采）充填采矿法（如图）第83页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法1、壁式崩落采矿法（如图13-1）u特点：矿体被阶段平巷或盘区平巷和上山等采准巷道划分成若干矿壁进行回采。每个矿壁的回采一般是按矿体全厚沿矿体走向推进，随着回采工作面的推进，有步骤地崩落采空区的顶板，以充填采空区。u适用条件：-开采地表允许陷落；-顶板岩石不太稳固；-厚度小于34m；-倾角小于35的层状矿床。u优点：-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。u缺点：-支护工作劳动强度大；-坑木消耗多；-顶板管理复杂。第84页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法1、壁式崩落采矿法（如图13-1）第85页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法2、无底柱分段崩落采矿法（如图16-27）u特点：分段下部不设由专门出矿巷道所构成的底部结构，分段的凿岩、崩矿和出矿等工作均在回采巷道中进行。因此，简化了采场结构，给使用无轨自行设备创造了有利条件，并可保证工人在安全条件下作业。u适用条件：-地表与围岩允许崩落；-矿石稳固性在中等以上，回采巷道不需要大量支护；-急倾斜或缓倾斜的厚矿体，也可用于规模较大的中厚矿体；-需要剔除矿石中夹石或分级出矿时，采用该法最为有利。第86页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法2、无底柱分段崩落采矿法（如图16-27）u回采：用采矿凿岩台车或台架，在回采巷道中钻凿上向扇形炮孔，一般在分段全部炮孔钻凿完毕后开始崩矿，以免凿岩和出矿相互干扰，每次爆破12排炮孔。崩落的矿石在回采巷道端部用装运机或铲运机运到溜井。矿石是在岩石覆盖下放出的，所以随着矿石的放出，采空区被岩石所充满。u优点：-安全性好；-采场结构简单，回采工艺简单，容易标准化，适于采用高效率的大型无轨设备，生产能力高；-机械化程度高；-有可能剔除夹石和进行分级出矿。u缺点：-回采巷道通风困难；-矿石损失贫化较大。u注：无底柱分段崩落法采矿时，上下分段回采巷道交错布置，是为了减少脊部矿量损失。放矿方式为端部放矿。第87页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法2、无底柱分段崩落采矿法（如图16-27）第88页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法3、有底柱分段崩落采矿法u特点：由上而下逐个分段进行回采，每个分段下部设有出矿专用的底部结构（底柱）。u分类：-水平深孔落矿的有底柱分段崩落法 -垂直深孔落矿有底柱分段崩落法 第89页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法3-1 水平深孔落矿的有底柱分段崩落法（图11-1）u 特点：每个阶段可划分23个分段，每个分段下部都设有底部结构，崩矿前需要在崩落矿石层下部拉底和开掘补偿空间，然后一次爆破上面的水平深孔，并在覆岩下放矿，用电耙出矿。矿石经电耙道耙至矿石溜井，下部经穿脉巷道装车，再经构成环形运输的上下盘运输巷道运走。第90页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法3-1 水平深孔落矿的有底柱分段崩落法（图11-1）第91页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法3-2 垂直深孔落矿有底柱分段崩落法（图16-20）u优点：-使用灵活，适用范围广；-生产能力较大；-采矿与出矿的设备简单，使用和维修都很方便；-通风条件较好，有贯通风流。u缺点：-采准切割工程量大，施工机械化程度低；-底部结构复杂；-矿石损失贫化较大。u适用条件：-地表允许崩落；-最适用于厚度为1520m以上的急倾斜矿体；-下盘岩石稳固性以不低于中等稳固、矿石稳固性应不低于中等稳固；-仅适于开采矿石价值不高的矿体；-以矿体中不含较厚的岩石夹层为好。p此法大都采用挤压爆破。第92页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法3-2 垂直深孔落矿有底柱分段崩落法（图16-20）第93页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法3-2 垂直深孔落矿有底柱分段崩落法 （图16-20）第94页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法4、阶段崩落法u特点：回采高度等于阶段全高。u适用条件：-矿体厚大，形状规整；-急倾斜矿体；-矿石价值不高；-矿石没有结块、氧化和自燃等性质；-地表允许崩落。u优点：-采准工程量小；-劳动生产率高；-采矿成本低；-作业安全。u缺点：-生产技术与放矿管理要求严格；-大块产出率高；-矿石损失较大。u分类：-阶段强制崩落法（设有补偿空间的阶段强制崩落法，连续回采的阶段强制崩落法）；-阶段自然崩落法。第95页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法4-1 设有补偿空间的阶段强制崩落法（如图16-48）该方案采用水平深孔爆破，补偿空间设在崩落矿块的下面。当采用垂直扇形深孔爆破时，可将补偿空间开掘成立槽形式。第96页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法4-2 连续回采的阶段强制崩落法：（如图16-49）该方案可以沿阶段或分区连续进行回采，常常没有明显的矿块结构。一般都采用深孔挤压爆破崩矿，采场下部一般都设有底部结构。第97页/共99页第四章 采矿方法第四节 崩落采矿法各方法4-3 阶段自然崩落法（如图16-54）u特点：整个阶段上的矿石在大面积拉底后借自重与地压作用逐渐自然冒落，并能破成碎块。自然崩落的矿石，经底部出矿巷道放出，在阶段运输巷道装车运走。整个阶段崩落完，并开始大量出矿后，上面覆盖岩层随着崩落矿石的下移也自然崩落下来，并充满采空区。第98页/共99页感谢您的观看！第99页/共99页