礦床地下開(kāi)采分為礦床開(kāi)拓、采準和切割、回采三個(gè)步驟。
(1) 礦床開(kāi)拓。礦床開(kāi)拓就是從地表掘進(jìn)一系列通達礦體的通道,形成開(kāi)采礦床所必需的提升、運輸、通風(fēng)、供電、排水和行人的完整路線(xiàn)和系統。
礦床開(kāi)拓方法指用何種類(lèi)型的主要開(kāi)拓巷道來(lái)開(kāi)拓礦床的方法,主要分為平硐開(kāi)拓法、豎井開(kāi)拓法、斜井開(kāi)拓法、斜坡道開(kāi)拓法及聯(lián)合開(kāi)拓法等五類(lèi)。 開(kāi)拓巷道按其作用和重要性,分為主要開(kāi)拓巷道和輔助開(kāi)拓巷道。
用于行人、運輸和提升的開(kāi)拓巷道為主要開(kāi)拓巷道,如主運輸平硐、提升豎井、提升斜井、主斜坡道等。用于通風(fēng)、溜礦和階段運輸的開(kāi)拓巷道為輔助開(kāi)拓巷道,如通風(fēng)井、溜礦井、充填井、石門(mén)、井底車(chē)場(chǎng)、階段運輸平巷等。
(2) 礦塊采準和切割。采準是采礦場(chǎng)準備的簡(jiǎn)稱(chēng)。
采準是指在已開(kāi)拓完畢的礦床里,掘進(jìn)采準巷道,將階段劃分成礦塊(盤(pán)區)作為回采的獨立單元,并在礦塊中掘進(jìn)采準工程,創(chuàng )造行人、鑿巖、放礦、通風(fēng)等進(jìn)行回采工作所必要的條件。切割工作是指在已采準完畢的礦塊里,為大規模回¥礦石開(kāi)辟自由面和自由空間。
切割工作通常包括掘進(jìn)天井、拉底或切割槽,有的還要把漏斗頸擴大成漏斗形狀(稱(chēng)為辟漏),為以后的采礦創(chuàng )造良好的爆破和放礦條件。具體的采準切割工程,將隨采礦方法的不同而有所差別。
(3) 回采。在完成采準、切割工程的礦塊中,進(jìn)行大量的采礦工作,稱(chēng)為回采,包括落礦、礦石運搬和地壓管理三項主要的作業(yè)。
1) 落礦是指將礦石從礦體分離下來(lái)并破碎成一定塊度的過(guò)程,通常采用鑿巖爆破方法進(jìn)行。2) 礦石運搬是將回采崩落的礦石從工作面運搬到運輸水平的過(guò)程。
通常采用的運搬方法為重力運搬和機械運搬。機械運搬又分為電耙運搬、振動(dòng)給礦機運搬和自行設備運搬等方法。
3) 地壓管理是指為了避免或減少巷道和采場(chǎng)開(kāi)挖后圍巖變形、移動(dòng)和破碎給采礦生產(chǎn)帶來(lái)的危害和破壞而采取的有關(guān)技術(shù)和管理措施。采場(chǎng)地壓管理的基本方法有:① 利用礦巖本身的強度或留必要的支撐礦柱,以保持采場(chǎng)的穩定性。
② 采用各種支護方法,支撐回采工作面,以維持其穩定性。 ③ 充填采空區,支撐圍巖并保持其穩定性。
④ 崩落圍巖,使采場(chǎng)圍巖應力降低,并使其重新分布,達到新的應力平衡。
地下采礦方法分類(lèi)繁多,常用的以地壓管理方法為依據,分為三大類(lèi):①自然支護采礦法。
又稱(chēng)空場(chǎng)采礦法。主要靠圍巖本身的穩固性和礦柱的支撐能力維護回采過(guò)程中形成的采空區,有的用支架或采下礦石作輔助或臨時(shí)支護。
本法回采工藝簡(jiǎn)單,容易實(shí)現機械化,勞動(dòng)生產(chǎn)率高,采礦成本低,適于開(kāi)采礦石和圍巖均穩固的礦體 , 在地下礦山廣泛應用。但開(kāi)采中厚層以上礦體,需留大量礦柱,礦石回采率低,因此采高價(jià)礦床時(shí)用得較少。
②人工支護采礦法。用充填材料或其他支架維護采空區,主要使用充填法,故此法又稱(chēng)充填采礦法。
在礦房或礦塊中,隨回采工作面的推進(jìn),向采空區送入碎石、爐渣、水泥等充填材料,以進(jìn)行地壓管理、控制圍巖崩落和地表移動(dòng),并在形成的充填體上或在其保護下進(jìn)行回采。適用于開(kāi)采圍巖不穩固的高品位、稀缺、貴重礦石的礦體;地表不允許陷落,開(kāi)采條件復雜,如水體、鐵路干線(xiàn)、主要建筑物下面的礦體和有自然火災危險的礦體等;也是深部開(kāi)采時(shí)控制地壓的有效措施。
優(yōu)點(diǎn)是適應性強,礦石回采率高,貧化率低,作業(yè)較安全,能利用工業(yè)廢料,保護地表等。缺點(diǎn)是工藝復雜,成本高,勞動(dòng)生產(chǎn)率和礦塊生產(chǎn)能力都較低。
③崩落采礦法。隨回采工作面的推進(jìn),有計劃地崩落圍巖填充采空區以管理地壓的采礦方法。
適用于圍巖容易崩落、地表允許塌陷的礦體。
地下開(kāi)采方法分類(lèi)繁多,常用的以地壓管理方法為依據,分為三大類(lèi):
自然支護采礦法
又稱(chēng)空場(chǎng)采礦法。主要靠圍巖本身的穩固性和礦柱的支撐能力維護回采過(guò)程中形成的采空區,有的用支架或采下礦石作輔助或臨時(shí)支護。本法回采工藝簡(jiǎn)單,容易實(shí)現機械化,勞動(dòng)生產(chǎn)率高,采礦成本低,適于開(kāi)采礦石和圍巖均穩固的礦體 , 在地下礦山廣泛應用。但開(kāi)采中厚層以上礦體,需留大量礦柱,礦石回采率低,因此采高價(jià)礦床時(shí)用得較少。
人工支護采礦法
用充填材料或其他支架維護采空區,主要使用充填法,故此法又稱(chēng)充填采礦法。在礦房或礦塊中,隨回采工作面的推進(jìn),向采空區送入碎石、爐渣、水泥等充填材料,以進(jìn)行地壓管理、控制圍巖崩落和地表移動(dòng),并在形成的充填體上或在其保護下進(jìn)行回采。適用于開(kāi)采圍巖不穩固的高品位、稀缺、貴重礦石的礦體;地表不允許陷落,開(kāi)采條件復雜,如水體、鐵路干線(xiàn)、主要建筑物下面的礦體和有自然火災危險的礦體等;也是深部開(kāi)采時(shí)控制地壓的有效措施。優(yōu)點(diǎn)是適應性強,礦石回采率高,貧化率低,作業(yè)較安全,能利用工業(yè)廢料,保護地表等。缺點(diǎn)是工藝復雜,成本高,勞動(dòng)生產(chǎn)率和礦塊生產(chǎn)能力都較低。
崩落采礦法
隨回采工作面的推進(jìn),有計劃地崩落圍巖填充采空區以管理地壓的采礦方法。適用于圍巖容易崩落、地表允許塌陷的礦體。
礦產(chǎn)開(kāi)采亦即采礦。
采礦工程分為煤礦類(lèi)和非煤礦類(lèi).采礦(英文名:ore mining)是自地殼內或地表開(kāi)采礦產(chǎn)資源的技術(shù)和科學(xué)。一般指金屬或非金屬礦床的開(kāi)采,廣義的采礦還包括煤和石油的開(kāi)采及選礦。
其實(shí)質(zhì)是一種物料的選擇性采集和搬運過(guò)程。采礦工業(yè)是一種重要的原料采掘工業(yè),如金屬礦石是冶金工業(yè)的主要原料,非金屬礦石是化工原料和建筑材料,煤和石油是重要的能源。
多數礦石需經(jīng)選礦富集,方能作為工業(yè)原料。 采礦分為普通機械化開(kāi)采和特殊采礦。
機械化又分為普通機械化和綜合機械化。
礦床地下開(kāi)采分開(kāi)拓、采準、切割和回采四個(gè)步驟。
(1)礦床開(kāi)拓。從地表掘一系列巷道通達礦體,以形成提升、運輸、通風(fēng)、排水、供水、供風(fēng)、供電等完整系統稱(chēng)為礦床開(kāi)拓。
為此目的而掘進(jìn)的巷道和硐室稱(chēng)為開(kāi)拓巷道。提運礦石的平硐、井筒、斜坡道、盲井簡(jiǎn)稱(chēng)為主要開(kāi)拓巷道,其它開(kāi)拓巷道,稱(chēng)為輔助開(kāi)拓巷道。
(2)礦塊采準。開(kāi)拓結束后,掘進(jìn)采準巷道,將階段劃分為礦塊,并在礦塊內為回采創(chuàng )造行人、鑿巖、出礦和通風(fēng)條件。
(3)切割工作。在已采準完畢的礦塊里,為大規模回采礦石開(kāi)辟自由面和補償空間,有的在礦塊底部形成拉底空間(或水平補償空間),有的在礦房全高形成切割立槽(或補償空間),以及擴漏或形成塹溝等,稱(chēng)為切割工作(或切采工作)。
(4)回采工作。礦塊切割工作完成后,就可進(jìn)行大量回采礦石工作,它包括落礦、礦石運搬和地壓管理三項主要工作。
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