地下采礦作業
地下采礦方法,是指在礦塊中所進行的采準、切割和回采工作的總和。由於地下礦床埋藏條件複雜,礦岩性質變化大以及其他原因,現行應用的采礦方法種類較多,根據回采時地壓管理方法,地下采礦方法歸納為三大類:即空場采礦法、崩落采礦法和充填采礦法。
一、地下采礦方法
(一)空場采礦法
空場采礦法,是指在回采過程中,將礦塊劃分為礦房和礦柱,逐步回采,在回采過程中,采空區主要依靠暫留或永久保留的礦柱支撐,采空區始終空著,不做處理。該方法一般在礦岩穩固、地表允許陷落的條件下采用。
根據國內外礦山實踐,空場采礦方法中應用最廣泛的有:房柱采礦法、淺孔留礦法、分段采礦法和階段采礦法。
1.房柱采礦法
房柱采礦法主要是開采水平和緩傾斜礦床。在劃分礦塊的基礎上,礦房和礦柱交替排列,回采礦房時留下規則的礦柱維護頂板岩石。礦岩均勻穩固、水平和緩傾斜礦體,是應用房柱采礦法的基本條件。
2.淺孔留礦法
淺孔留礦法是我國有色金屬和稀有金屬地下礦山應用最廣泛的一種采礦方法。據統計,用這種采礦方法采出的礦量,占全國有色金屬和稀有金屬地下開采礦石總產量的36%。
(1)切割工作
淺孔留礦法的切割工作比較簡單,主要是掘進拉底巷道,形成拉底空間和辟漏,它的作用是為回采工作開辟自由麵,並為放礦創造有利條件。拉底的高度一般為2~2.5m。拉底的寬度一般應等於礦體的厚度;在薄和極薄礦脈中,為保證放礦順利,其寬度不應小於1. 2m。拉底和辟漏的施工,根據礦體的厚度不同,采用下列三種方法:
①無底柱的切割法。
②有底柱拉底和辟漏同時進行的切割方法。
③有底柱掘進拉底平巷的切割方法。
(2)回采工作
留礦法的回采工作包括:鑿岩、爆破、通風、局部放礦、撬頂及平場、大量放礦等。
3.分段采礦法
分段采礦法是指在劃分礦塊的基礎上,沿礦塊的垂直方向,劃分若幹分段,在每個分段水平上布置礦層和礦柱,采下的礦石,分別從各分段的出礦巷道運出。分段礦房回采結束後,及時回采本分段的礦柱並同時處理采空區。
4.階段礦房法
根據落礦方式不同,階段礦房法分為水平深孔階段落礦法和垂直深孔階段礦房法。前者要求在礦房底部進行拉底,後者除拉底外,尚需在礦房的全高開出垂直的自由麵。用深孔崩落的礦石借自重可全部溜到礦塊底部放出。???
(1)水平深孔落礦的階段礦房法
水平深孔階段礦房法,是指在鑿岩天井中的鑿岩硐室中,鑽鑿水平扇形深孔落礦的空場采礦法。
(2)垂直深孔落礦的階段礦房法
垂直深孔落礦階段礦房法的特點是,回采工作麵是垂直的,在回采工作開始前,除在礦房底部拉底、辟漏外,還必須開鑿切割槽,並以此為自由麵進行落礦。崩落的礦石借自重落到礦房的底部放出,隨工作麵的推進,采空區不斷擴大。礦房回采完畢,再用其他方法回采礦柱。
(二)充填采礦法
充填采礦法,是指隨著回采工作麵的推進,逐步用充填料充填采空區的采礦方法。充填料主要是用地表堆積的廢石,掘進坑道所取的廢石,選礦廠尾砂、冶煉廠爐渣等。若這些廢料不足或質量不合要求,則在地表開采砂石。運送充填料到采空區,采用自卸翻鬥礦車、電機車或其他機械。
充填采礦法,根據充填的不同方式,可分為三類:①幹式充填采礦法;②水力充填采礦法;③膠結充填采礦法。
我國礦山使用較為廣泛的是幹式充填采礦法。幹式充采礦法的基本特征是:一般是將礦塊劃分為礦房和礦柱,先采礦房,後采礦柱,礦房自下而上分層回采。隨回采工作麵的向上推進,逐層充填采空區以維護下盤圍岩和造成不斷上采的作業條件。礦房回采最後一個分層後,進行接頂充填。礦柱則在采完一批礦房或一個階段後再進行回采。
(三)崩落采礦法
崩落采礦法是以崩落圍岩來實現地壓管理的采礦方法,即在崩落礦石的同時,強製崩落圍岩,充填采空區,以控製和管理地壓。
崩落采礦法對礦體的賦存條件、礦岩的物理力學性能等都具有比較廣泛的適用範圍,但用於開采上盤圍岩能呈塊狀自然冒落、礦石中穩以上的急傾斜厚礦體是使用本類采礦方法的理想條件,而地表允許塌落則是使用的必要前提。
崩落采礦法在我國地下金屬礦山使用的基本方法有:底柱崩落法和無底柱分散崩落法。