第十八章 采矿方法选择教材

《矿床地下开采》第十八章采矿方法选择本章内容概览第一节选择采矿方法的基本要求>>第二节影响采矿法选择的主要因素>>第三节采矿法选择>>第一节选择采矿方法的基本要求

1.安全

所选择的采矿方法必须保证工人在采矿过程中能够安全生产，有良好的作业条件（如可靠的通风防尘措施、合适的温度和湿度），能使繁重的作业实现机械化；同时要保证矿山能安全持续地生产，如避免产生大规模地压活动可能造成的破坏，防止大爆破震动和采后岩层移动可能引起的地表滑坡和泥石流危害，防止地下水灾和火灾及其他灾害的发生等。

2.矿石贫化小

选择的采矿方法要贫化小，矿石质量高，满足加工部门对矿石质量的要求。例如开采平炉富铁矿，不能使废石混人率过高和粉矿过多，以求矿石可以直接进人平炉。矿石贫化对矿山产品（精矿）数量、成本与盈利的影响是很大的。在一般情况下，矿石贫化率要求在15％一20％以下。第一节选择采矿方法的基本要求

3.矿石回采率高

矿产资源是有限的并且是不能再生的，采矿是属耗竭性生产，因此要求选择回采率高的采矿方法，以充分利用地下资源。矿石损失除了对矿石成本有一定影响之外，还要减少盈利总额和缩短矿山生产时间。一般要求矿石回采率应在80％—85％以上。开采价值高的富矿、稀缺金属以及贵金属矿床，更应尽量选择回采率高的采矿方法。

4.生产效率高

要尽可能选择生产能力大和劳动生产率高的采矿方法。采矿方法不同，则同时开采的阶段数、一个阶段能布置的矿块数以及矿块的生产能力也不同。一般以在一个回采阶段布置的矿块数目以能满足矿山生产能力为标准来考虑采矿方法选择。回采矿块所占长度以小于阶段工作线长度的三分之二为宜。生产效率高可以减少同时工作矿块数，便于实施集中采矿，有利于生产管理和采场地压管理等。

第一节选择采矿方法的基本要求5.经济效益高

经济效益高低主要是指矿山产品成本的高低和盈利的大小。盈利指标最具有综合性质，例如矿石成本、矿石损失贫化等对盈利都有影响。要选择盈利大的采矿方法。

6.遵守有关法规要求

采矿方法选择必须遵守矿山安全、环境保护和矿产资源保护等法规的有关规定。上述各项要求是相互联系的，在选择采矿方法时必须对上述要求进行综合分析。

第二节影响采矿法选择的主要因素

一、矿床地质条件矿床地质条件是影响采矿方法选择的基本因素。

1.矿石和围岩的物理力学性质在矿石和围岩的物理力学性质中，矿石和围岩的稳固性很重要。它对选择采矿方法有非常重要的影响。因为它决定采场地压管理方法和采场结构参数等。第二节影响采矿法选择的主要因素

2.矿体产状矿体产状

主要指倾角、厚度和形状等。

矿体的倾角主要影响矿石在采场内的运搬方式，而且倾角对运搬的影响还与厚度有关。只有当矿体倾角大于50

°—55°时才有可能利用矿石自重运搬；而采用留矿法时，倾角则应大于60°，但厚度较大的矿体则可不受这些限制。这时可开掘下盘漏斗，矿石仍可靠自重运搬。当矿体倾角不够大，如30°-50°左右，在其他条件允许时，可以考虑爆力运搬或借助溜槽进行自重运搬。而30。以下的矿体，用电耙运搬往往较为有效。当采用崩落法但矿体倾角小于65°时，则应考虑开凿下盘漏斗或矿块底部开掘部分下盘岩石，以减少矿石损失。第二节影响采矿法选择的主要因素

矿体厚度影响采矿方法和落矿方法的选择以及矿块的布置方式。矿体的采矿方法矿体厚度不大于在落矿方法中，要考虑分采（如分采充填法）或混采（如留矿法）；例如，0.8m以下极薄单层崩落法一般要求3m；分段崩落法要求厚度大于6—8m；阶段崩落法要求厚度大于15—20m。浅孔落矿常用于小于5-8m厚度的矿体；中深孔落矿常用于厚度大于5-8m的矿体；深孔大爆破用在10m以上厚度；药室落矿要求厚度比深孔爆破的更大。一般，在厚和极厚矿体中，矿块应垂直走向布置。第二节影响采矿法选择的主要因素

矿体形状和矿石与围岩的接触情况，也影响落矿方法。如接触面不明显，矿体形状又不规则，采用深孔落矿或药室落矿的采矿方法，会引起较大的矿石损失和贫化。如果极薄矿脉的矿体形状规则，而且矿石和围岩的接触明显，应该采用分采的采矿方法；否则，宜采用混采的采矿方法。第二节影响采矿法选择的主要因素

3.矿石品位及价值

开采品位较高的富矿、价值较高的贵金属或国家稀缺金属（如镍、铬等）矿石，则应采用回采率较高的采矿方法，例如充填法。反之，宜采用成本低、效率高的采矿方法，例如分段或阶段崩落采矿法。

4.矿体内有用成分的分布及围岩矿物成分矿体内有用成分分布不均匀而又差别很大时，应考虑使用分采的采矿方法，同时还可以将品位低的矿石或岩石留下作为矿柱。如果围岩有矿化现象，采用深孔落矿的崩落采矿法率小的采矿法。则回采过程中的围岩混入的限制可以适当放宽，这时就可以。当围岩的矿物成分对选矿和冶炼不利时，应选用废石混入率小的采矿方法。第二节影响采矿法选择的主要因素

5.矿体赋存深度当矿体埋藏深度很深，500—600m以上时，地压增大，这时不宜采用空场法，以采用崩落法或充填法较为适宜。

6．矿石和围岩的自燃性与结块性

开采硫化矿石时，须考虑有无自燃危险的问题。高硫（含硫超过30％—40％）矿石发生火灾的可能性很大（含硫量在20％左右的硫化矿，也有发生自燃的），此时不宜采用积压矿石量大和积压时间长的采矿法，如留矿法和阶段崩落法等。此外，具有结块性矿石（含硫量较高的矿石、遇水结块的高岭土矿石），的选择上与防止矿石自燃具有相同的要求。第二节影响采矿法选择的主要因素

二、开采技术经济条件

1.地表是否允许陷落

在地表移动带范围内如果有河流、铁路和重要建筑物，或者由于保护环境的要求，地表不允许陷落，此时不能选用崩落法和采后崩落采空区的空场法；必须采用维护采空区不会引起地表岩层大规模移动的采矿方法，如胶结充填法，或当矿体不厚时用水沙充填法，或在厚矿体中留有一定数量的矿柱和同时充填采空区的采矿法。第二节影响采矿法选择的主要因素

2.加工部门对矿石质量的技术要求例如加工部门规定了最低出矿品位，从而就限制了采矿方法的最大贫化率；又如粉矿允许含量（富铁矿）、按矿石品级分采等要求，都影响到采矿方法的选择。

3.技术装备和材料供应选择某些需要大量特殊材料（如水泥、木材）的采矿方法时，需事先了解这些材料供应情况。应尽量选择不用或少用木材的采矿方法。如果要选用胶结充填采矿方法时，应考虑水泥和充填料的来源。采矿方法的工艺与结构参数等与采矿设备有密切关系。在采矿方法选择时，必须考虑设备供应情况。如选用铲运机出矿和深孔落矿的采矿方法时，需事先了解有关的设备供应及设备性能。第二节影响采矿法选择的主要因素

4.采矿方法所要求的技术管理水平选择的采矿方法应力求技术简单，工人易掌握，管理方便。这对中小型矿山、地方矿山特别重要。当选用一些技术复杂、矿山不熟悉的采矿方法时，应积极组织采矿方法试验。例如壁式崩落法要经常放顶，较难掌握；空场法中留矿法比分段凿岩阶段矿房法容易掌握，在两种方法都可用的情况下，如系小型矿山，技术力量薄弱时，采用留矿法可能会收到好的效果。上述影响采矿方法选择的因素在不同的条件下所起的作用也不同，具体情况作具体分析，全面地、综合地考虑，选出最优的采矿方法。第三节采矿法选择

对矿床地质条件进行深入调查研究，取得足够的有关数据，以及对开采技术经济条即可根据上面所讲的基本要求选择采矿方法。采矿方法选择可分为三个步骤：第一步，采矿方法初选；第二步，技术经济分析；第三步，详细技术经济计算，综合分析比较。在采矿方法选择的实践中，常有这种情况，即在初选几个方案之后，经过初步技术经济分析，亦即在第二步骤中，便可判别优劣，选出最优方案。只有当经过技术经济分析之后，对仍然难分优劣的2一3个方案，进行第三步的比较，对各方案进行详细的技术经济计算，根据计算结果进行综合分析，选出最优方案。第三节采矿法选择

在选择采矿方法中的补充注意事项：

(1)提高对矿床地质资料的准确性与完整性的要求，尤其是有关矿岩稳固性和坚固性方面的资料。有过由于资料不足，选择有误，造成大量矿石损失和长期不能达产，带来很大经济损失的例子。（2）矿床地质条件比较复杂时，要求在基建时期完成采矿方法工业性实验，实验成功后才能最终选定采矿方法。（3）采矿方法分析比较中，要注意到由于方法不同影响所及的范围。例如空场法与充填法，比较项目中不仅包括矿房回采，也要包括矿柱回采，有时还要包括空区处理的项目。

(4)采矿方法选择并不只是从现有的方法中选出一种较好的方法。有时也须要结合矿床地质条件和要求，创造性地应用现有采矿方法的工艺与结构知识，提出更为符合要求的新采矿方法。第三节采矿法选择

一、采矿方法初选根据上述条件和要求，首先就技术可能性提出一些采矿方法方案；其次是根据各方案的主要优缺点，淘汰掉具有明显缺点的方案。这一步的主要目的是，提出不具有明显缺点的技术上可行的采矿方法方案。这一步是很重要的，常常根据初提方案中的某些缺点，提出改进和创新，形成更为合适的新方案。在初选中要多下功夫，特别是矿床地质条件复杂时，应广泛调查研究，以免丢下最佳方案。第三节采矿法选择

二、采矿方法的技术经济分析对初选的3一5个方案，确定其主要结构参数，采准切割布置和回采工艺，选择具有代表性的矿块，绘制采矿方法方案的标准图，计算或用类比法选出各方案的下列技术经济指标，并据此进行分析比较，从中选优：（1）矿块工人劳动生产率；（2）采准切割工作量及时间；（3）矿块生产能力；（4）主要材料消耗量（坑木及炸药等）；（5）矿石的损失率和贫化率；（6）采出矿石的直接成本。

第三节采矿法选择

这些指标一般不做详细计算，而是根据采矿方法的构成要求，参照类似条件的矿山实际资料指标选取。除了分析对比这些指标外，还应充分考虑到方案的安全程度、劳动条件、工艺过程的复杂程度等问题。有时还得注意与采矿方法有关的基建工程量、基建投资和基建时间（例如用胶结充填法或水砂充填法时）在分析对比上述各项指标时，往往出现对同一个方案来讲，这些指标不全都优越，而是有的好，有的差。在这种情况下，就要看这些指标相差的大小，以及在矿山具体条件下，以哪些指标为主来确定方案。分清主次，有所侧重。侧重的目的，是为了更具体地结合国家要求，更好地取得经济效果。例如对开采富矿和国家特别需要的稀缺金属矿石，应选取回采率高和贫化低的采矿方法。特别是围岩含有有害成分或矿石品位较低时，贫化指标更显得重要。如果是贫矿，赋存量又大，就应该考虑选用高效率和低成本的采矿方法。总之，要根据具体情况作具体分析，抓住主要矛盾来解决问题。第三节采矿法选择

三、采矿方法的综合分析比较经过上述分析比较还不能判定优劣时，则对优劣难分的2-3个采矿方法方案进行详细的技术经济计算，计算出有关指标。根据这些指标再进行综合分析比较，最后选出最优方案。个采矿方法方案进行详综合分析比较时所用的指标和指标的计算方法，以及综合分析比较方法等内容，参看有关《矿山企业设计原理》的专门著作。第三节采矿法选择

某铜铁矿床走向长350m，倾角600-700，平均厚度50m。矿体连续性好，形状比较规整，地质构造简单。矿石为含铜磁铁矿，致密坚硬，f=8-12,属中等稳固。上盘为大理岩，不够稳固，f=7-9，岩溶发育；下盘为矽卡岩化斜长岩及花岗闪长斑岩，因受风化，稳固性差。矿石品位较高，平均含铜1.73％，平均含铁32％。矿山设计年产矿石量为43×104t。地表允许陷落。第三节采矿法选择

1.方法初选

根据上述矿床开采技术条件，初步选出可用的采矿方法。由于围岩稳固性差，因此，空场法是不适用的。根据矿石价值、和矿床规模等条件，可用上向水平分层充填法。

根据矿石中等稳固、围岩稳固性差、矿体倾角和厚度大可以使用崩落法类的分段崩落法和阶段强制崩落法。分段崩落法中，有底柱的采准切割工作量大，底部结构复杂，矿石损失量大；无底柱方法结构与回采工艺简单、安全、械化程度高，按设计条件分析，矿石损失贫化有可能小于有底柱方法。无底柱方法的通风条件较差，而在完好通风系统和加强通风的情况下该缺点是可以减弱的。据此删除有底柱分段崩落法。至于阶段强制崩落法，矿石损失贫化更大，灵活性也不如无底柱分段崩落法，特别考虑矿石品位较高，不宜采用。第三节采矿法选择

由此可见，该矿床可用的采矿方法有：（1）无底柱分段崩落法。

（2）上向水平分层充填法；根据矿柱回采方法的不同，又可分为两个方案。第一方案，无底柱分段崩落法。分段高10m，回采巷道间距10m，垂直走向布置。CZZ-700凿岩台车凿岩，ZYQ-14装运机出矿。第二方案，分为矿房和矿柱，矿房宽10m，矿柱宽5m，矿房用上向水平分层尾砂充填法回采，矿柱用留矿法回采，事后一次胶结充填。先采矿柱，后采矿房。采用YSP-45凿岩机凿岩，ZYQ-14装运机出矿。第三方案，矿房宽10m，用上向水平分层尾砂充填法回采，靠矿柱边砌隔离墙。矿柱宽5m,用无底柱分段崩落法回采。采用YG-80中深孔凿岩机凿岩，ZYQ-14装运机出矿。第三节采矿法选择

2.技术经济分析

根据矿块的生产能力、采准工作量、矿石的损失率和贫化率、劳动生产率等主要技术经济指标进行分析。三个方案的主要技术经济指