地下采礦方法,是指在礦塊中所進(jìn)行的采準(zhǔn)、切割和回采工作的總和。由于地下礦床埋藏條件復(fù)雜,礦巖性質(zhì)變化大以及其他原因,現(xiàn)行應(yīng)用的采礦方法種類較多,根據(jù)回采時(shí)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(qū)主要依靠暫留或永久保留的礦柱支撐,采空區(qū)始終空著,不做處理。該方法一般在礦巖穩(wěn)固、地表允許陷落的條件下采用。
根據(jù)國內(nèi)外礦山實(shí)踐,空場采礦方法中應(yīng)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(chǔ)上,礦房和礦柱交替排列,回采礦房時(shí)留下規(guī)則的礦柱維護(hù)頂板巖石。礦巖均勻穩(wěn)固、水平和緩傾斜礦體,是應(yīng)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(yīng)用最廣泛的一種采礦方法。據(jù)統(tǒng)計(jì),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(chǎn)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(jìn)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面,并為放礦創(chuàng)造有利條件。拉底的高度一般為2~2.5m。拉底的寬度一般應(yīng)等于礦體的厚度;在薄和極薄礦脈中,為保證放礦順利,其寬度不應(yīng)小于1. 2m。拉底和辟漏的施工,根據(jù)礦體的厚度不同,采用下列三種方法:
?、贌o底柱的切割法。
②有底柱拉底和辟漏同時(shí)進(jìn)行的切割方法。
③有底柱掘進(jìn)拉底平巷的切割方法。
(2)回采工作
留礦法的回采工作包括:鑿巖、爆破、通風(fēng)、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(chǔ)上,沿礦塊的垂直方向,劃分若干分段,在每個(gè)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(yùn)出。分段礦房回采結(jié)束后,及時(shí)回采本分段的礦柱并同時(shí)處理采空區(qū)。
4.階段礦房法
根據(jù)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(jìn)行拉底,后者除拉底外,尚需在礦房的全高開出垂直的自由面。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,是指在鑿巖天井中的鑿巖硐室中,鉆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(diǎn)是,回采工作面是垂直的,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,并以此為自由面進(jìn)行落礦。崩落的礦石借自重落到礦房的底部放出,隨工作面的推進(jìn),采空區(qū)不斷擴(kuò)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,是指隨著回采工作面的推進(jìn),逐步用充填料充填采空區(qū)的采礦方法。充填料主要是用地表堆積的廢石,掘進(jìn)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(zhì)量不合要求,則在地表開采砂石。運(yùn)送充填料到采空區(qū),采用自卸翻斗礦車、電機(jī)車或其他機(jī)械。
充填采礦法,根據(jù)充填的不同方式,可分為三類:①干式充填采礦法;②水力充填采礦法;③膠結(jié)充填采礦法。
我國礦山使用較為廣泛的是干式充填采礦法。干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,后采礦柱,礦房自下而上分層回采。隨回采工作面的向上推進(jìn),逐層充填采空區(qū)以維護(hù)下盤圍巖和造成不斷上采的作業(yè)條件。礦房回采最后一個(gè)分層后,進(jìn)行接頂充填。礦柱則在采完一批礦房或一個(gè)階段后再進(jìn)行回采。
(三)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,即在崩落礦石的同時(shí),強(qiáng)制崩落圍巖,充填采空區(qū),以控制和管理地壓。
崩落采礦法對礦體的賦存條件、礦巖的物理力學(xué)性能等都具有比較廣泛的適用范圍,但用于開采上盤圍巖能呈塊狀自然冒落、礦石中穩(wěn)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。