关于采矿方法几个问题的讨论(1).pdf

一 法，， 恐研 ／ 叩 第 l 6卷1 9 9 5 年第 6期 黄金 l 5 关于采矿方 法几个问题的讨论 堡堑 西安建筑科技大学 金属矿床地下开采中的采矿方法是地下 矿山的主要技术问题之一， 历来为采矿工作 者所重视。然而 ， 由于种种原因， 无论是在理 论上， 还是在技术上， 尚有报多不尽人意之 处 ， 还需要 广大 的采矿 工作者 不断 地研 究和 讨论。 本文拟就与采矿方法有关的些问题 ， 如有关概念 问题、 采矿方法的分类及采矿方 法的命名等， 作一些讨论． 一 、概念应该明确 采矿方法是研究在地下开采时所坷分的 最小的基本回采单元矿块 采区 中的采 准切割与回采工作的。这里所说的概念问趣 是指矿块 采 区 范国内的一些有关的、 需蛋 明确或统一的概念问题． 1 ． 关于回采单元 李蚌 陕西■关金矿 T D 按 照我国冶金高等院校采矿工程专业全 国统编教材‘ 金属矿床地下开采， 一书的说 法。 在开采缓顷斜、 倾斜和急倾斜矿床时， 在 井田中每隔一定的垂直距离 ， 掘进一条或几 条与走向一致的主要运输巷道， 将井田在垂 直方 向上划分为矿段 ， 这个矿段叫阶段 ．而 矿块姆是 在 阶段 中措走向每 隔一定距离 ， 掘 进 夭井连通 上下 两个 相邻 阶段 运输巷 道 ， 将 阶段再划分为独立的回采单元 ．而 在开采 水平和嫩烦斜矿床时， 如果矿床的厚度不超 过允许的阶段高度 ， 则在井田内不再划分阶 段 。此 时 将井 田用盘区运输巷道期分为 长 方形的矿段 ， 此矿段 称为盘 区 ． 采区则是 在 盘医中措走向每隔一定距离 ， 掘进采区巷道 连通相郐两个盘区运输巷道， 将盘 区再划分 为独立 的 回采单元 ” 。这里 ， 明确 地给 出了阶 四、 结论 1 ． 在 房柱法 中 ， 用块石 胶结柱 代 替矿石 矿柱是成功的。 块石胶结柱的 自立性好， 抗压 强度高， 水泥单耗仅 8 9 ． 1 5 k s ／ m s ， 吨矿充填 成本仅 2 ． 3元／ t 。 采矿费化损失大幅度降低， 取得了显著的经济效益和社会效益． 2 ． 块 石胶结充填 系统 利用上 盘废弃穿脉 采石、 就地耙运混合 的方法， 具有取料方便， 系统俺单、 投资省 、 见效快等突出优点． 3 ． 采用的电耙搅拌配合垂直堕落混合充 填工艺。 技术简单实用， 充填料分布均匀， 充 填宙实 。 充填效果好 ， 可供同类矿山参考。 编辑， 崔岱 Ne w f i l l i n g t e c h no l o g y o f c e - 嘲 l 蛳l g b l o c k r oc k p i l l a r Lu Yi ng p i ng a nd Yu Ro ng b i n g 础嘲 面 Mi n e ， 积 n删抽c e Al wt r a t t ； I n t h e o 忙 m．mi I b y F O Q r n - a n d - p i l l a r r n e t ． o d I n J i n s h a n Go l d Mi l l e t a n e w f i l l i n g t e c h - no l o g y o f c e me n t i ng bl o c k r o c k p n l a r wa 8 e mp l o y e d． ． Th i s p a p e r ma d e a d e s c r i pt i o n o f t i ff s n e w t e c h - n o l o 1 c a l 嘶m ， 蚰 nn g mat e r i a l s t e ， o - e c on o mi c I n de x a n d e c o no mi c b e n efit a c h i e v e d． Kc y wo nb{ b l o c k r o c k c e me n t at i o n f i l l i n g fi] l i n g r n a t e r i a t I f i l l i ng s y s t e m s til l i ng p r o c e s s ． 维普资讯 黄金 段、 盘区、 矿块 、 采区的概念 但实际上在很多 文献和矿 山中， 将阶段里在生产与工艺上有 一 定关系的区段称之为盘区， 有的其独立的 回采 区段本身 范 围就是 矿块 ， 却也称其 为盘 区 ， 出现 了诸 如 “ 阶 段 盘 区 回采 工 艺 研 究 之类的概念与名称。笔者以为， 这势必在 概念上引起混淆。矿块 采区 的特征是以其 最 小的独立．的回采单元表现出 的 ， 在尺寸 上并没有什么踉制， 只要在阶段 盘 区 中的 回采 工作是独立 的区段 ， 那么这个 区段 就是 矿块 采区 ． 虽然， 在前逑中讲到矿块是用天 井来划分的， 但天并的数目、 位置勋 J 视回采工 艺韵要求而 定 。 矿块 的结构 可以千变万 化 ， 但 其在生产上的独立性不能变， 它是井下最小 的、 独立的回采单元． 阶段与盘区是不能共存 的． 阶段中的某个独立的回采单元， 是否还是 以‘ 金属矿床地下开采 所给定的概念为 准最 好 。 当然， 在某些矿山因生产上的需要， 将原 来 的若 干个矿 块组 织成 一个 区段 ， 该 区段具 有生产上的独立性 ， 称区段为盘 区。 这样的劐 分对生产来说是有好处的， 问艇是谈 区段不 宜称之为盘区r 以免与水平和徽顺斜矿 床下 的盘区概念相混l惜， 弓 I 起不必要的概念混乱， 是否可将其改名为区段 。诸如此类的事情还 有一些， 虽称不上什么T不起的太事， 但容易 在概念上引起混淆 ．也 可能正 因为 不是 什么 大事， 也就无人问津， 反倒容易糊涂 。如果大 家都船认真一点恐怕会好一些． 采准与切割 采准与切割是采矿方法的重要构成内 容 ， 但是关于采准与切割的概念至今 尚不统 一 ，确切地说， 应该是概念还不够清楚． 矿床开采步骤分为开拓、 采准、 切割和回 采四个步骤 ， 这是采矿界尽人皆知的事， 其各 自的概念也毋庸置疑， 问题是 它们之间的界 限到底应如何划分 。 按 目前公认的概念看， 阶段巷道应 属于 开拓巷道。因为它担负着井下形成完整的运 输、 行人、 通风、 排水、 动力供应、 通风系统及 矿量升级 的重 任 ， 只有 阶段 运输 巷道 的上 述 任务形成能力 ， 井 F的开拓矿 量才 能形成 。 因 此 ， 阶段巷道理应属 于开拓 巷道 。 但实际并非 如 此 ， 有的仅 把阶 段巷道 中的脉外巷 道划 归 开拓 ， 脉 内巷道算为采准巷道 ， 有的书与文章 至今在敷 述某 采矿 方法 的采准 工作时 ， 还 把 阶 段巷道算 在采准 工作 之 内， 应该说 这是 一 种错误 上 述的开 拓与 采准之 问的界 限不 清 如 果说是人为的不清， 那么采准与切割之间的 界限不精就是理论上 的不清 了 。 金属矿床地 下 开采 ’ 教材称 “ 矿 块采 准 包括采准 巷道 和 切 割巷道 为 进行 切 割工 作所 需要掘 进的 巷 道 ， 古拉 底 巷道 ， 切割天 井 等 ， “ 切 割工 作 是 指在 已采 准完 毕 的矿块 里 ， 为大规 模 回采 矿 石 开辟 自由面 和 自 由空 间 拉 底 或切 割 槽 ， 宥的还要把漏斗颈扩大成褥斗形状 称 为辟漏 。 该书在 瑚分采准与切割 的界限时 ， 擞乎是以掘进爆破时的 自由面数 目为依据 的 ， 即一个 自由面爆破的 掘进 工程 为采 准工 程 ， 两个 自由面爆破 的掘进工程为切割工 程 。 表面上看似乎不无道理 ， 但问题_出在某些采 矿方法之中， 不但此时采推 与切割很难截然 分开， 而且采准矿量与备采矿量也无法区分 。 譬如堑掏受矿电耙出矿底部结构的有底柱分 段崩落采矿法， 若按 金属矿床下地开采 一 书所给定的概念， 切割井与切割巷道属于采 准工 程的话 ， 由于该采 矿法往 往切 割槽与 堑 沟的．形成是与 回采落矿同时进行的， 就形成 采准与切割难以区分， 采准矿置与备采矿量 也无法区别的情况。鉴于此 ， 笔者建议， 凡是 为形成落矿 自由空问所掘进曲 巷道或工程， 包括拉底巷道、 切割井和切割巷道等均应划 归切割工作 ， 当然某些采矿方法的辟漏也属 切割 。除此之外 ， 矿块范围内的其它巷道 ， 应 划归采准工作。 、 分类最好 应统一 采矿方 法的分 类 问题 ， 可 以说 经过多 年 的研究与讨论， 已经基本上达到共识， 但在某 维普资讯 第 l 6卷1 9 9 5 年第 6期 l 7 些问题上仍不尽一致。笔者想就分类问题也 谈一些意 见 ， 大家共 同讨论 。 分类 最好还 是 统一 ， 这样 便于 大家使 用 与命名。 1 ． 关于 分类 依据 研 究采矿 方法分 类 的 目的， 在 于将 千变 万化 、 结梅各异 、 形式 多样的采矿方 法进 行系 统化地科学分类， 以利于人们研究与使用． 因 此， 要求分类应能反映采矿方法最主要的特 征 ， 井简单 明了 。 从 采矿方 法分 类 的结 果看 ， 国 内采矿界 在 多年研 究国 内外 分类 方法 的基础 上 ， 所提 出的分类 已无大的分岐。己公认以回采时的 地 压管理 方法作 为采矿 方法 的分类 依据 ， 并 将 采矿方法 分为 空场法 、 充填 法和崩 落 法兰 大类 。并按矿块结 构和 回采工艺特征将采矿 方法的各类又分为若干组． 表 l与表 2 是‘ 采 矿手册 和‘ 金属矿床地下开采 的采矿方法 分类表 ． 采矿手母 的采矿方法舟羹 寰 1 类 别 组 刷 冉童方案 宙不簋脚r住垒面采矿磕 全面采r法 宙规■矿佳盒面采矿法 鲁连缱r住房柱采矿法 房蛀碾 撼 鲁埘■矿佳 房 蛀采 矿盛 空墙采r法 暂矿 采矿法 收于 L 膏r采 r法 丹段矿魔采矿皓 舟控r房摹r接 精 段 r 房 采 矿 法 毓赣； 嚣琵 垂直舟蕞克壤采矿法 单暑 水力 齄结 充填采矿磕 上向东平丹层充壤采r法 上向分瑾充壤采矿挂 上向馕斟丹居 充填采矿磕 充填采矿法 上向盎麝充填采r法 上向进硌竟囊采矿法 下向丹屡 连路 充填 采矿法 下向舟层 盎启 充填 采矿法 宵蠢寅泉充填采矿法 肯幅吏瓤竟曩采矿接 璺宽曩采矿法 壁充曩鼍r法 长生式●●囊幕 采矿怯 屡崩藩采矿击 簋壁式单■■幕来矿法 连路式●■囊幕来r法 连路分屡■墓 警矿怯 丹屠■墓采矿法 ■落采矿法 生式势屡一幕采矿法 丹段囊幕采矿法 无底拄睁l t ●瘩采矿法 有底抽辩-●藩采矿法 永平挥孔■童蕾朝囊藩 矿溘 蒲段囊落采矿法 垂直帮孔时t强朝 崩藩采r法 阶段 自 赫■●采矿法 ．这里需要指出的是 ， 如何认识分类嵌据． t 采矿手册 认为， 是以采空区维护方法为分 类依据I 而 金属矿床地下开采 认为， 是以嵌 回栗时的迪压管理方法为依据． 笔者以为， 后 者的提法更为确切 。这种提法首先指出了进 行 地 压 管理 的 时 间区 限 ， 并用 。 地 压 管理 方 维普资讯 l 8 黄金 法 ， 比前者 的 采空 区维护方法 措词 得 当。 维护” 之意为通过一定手段不使某物破坏。 将 “ 维 护” 一词用于空场法和充填法的空区 尚 有实际意 义 ， 而用 于崩落采矿 法就似有 不妥 另外 ， 将地 压管理 方法 只有 限定 在 回采时 的 区限上才有意义， 这是因为回采工作结束后 所留下的空 区可以用完全不 同于 回采期 间的 地压管理方法进行管理 l 金属 矿床地下 开鬻 ， 的 采矿 方法分 类 表 2 类 别 组 捌 典曩方案 1 全 面采 矿法 1 ． 全 面采 矿法 2 赍 桂采矿 法 2 ． 房 拄采 矿法 3 粤矿采 矿法 I． 空墙 采矿 法 3 ． 茸矿 采矿 法 1 分段 矿房法 4 ． 分段矿房法 5 承平簿孔落矿阶段矿房法 5 ． 阶段矿房法 垂直簿孔落矿阶段矿房法 7 垂直撵孔球艟药包落矿阶段矿房法 6 ． 单屡充填采矿法 8 璧式充填采矿法 7 ． 分瘩充填采矿法 0 上向承平分甚充填采矿法 1 0 上向韫斟分居充填采矿法 I ．充填采矿法 儿 下向分层充填采矿法 8 ． 分采充填采矿法 1 2 分采充填采矿法 9 ． 支架充填采矿法 1 3 方撮支槊充填采矿法 “ 长壁式崩落法 l O ．单县崩落法 1 5 j 豆 璧式崩落法 1 5 进路式崩落法 I ． 崩落采矿法 儿． 分层崩落法 1 7 分屠崩落法 1 8 有底住分段崩落法 1 2 ． 分段崩落法 1 9 无底柱分段崩落法 2 0 阶段强釉崩落法 1 3 ．阶段崩落法 2 1 阶段 自席崩暮法 2 ． 关于分类方法 以回采时 的地 压管理方法对采矿方法进 行 的分 类 ， 使得 结构 形 式各 异的众多采 矿方 法科学而又系统地归为几个类别， 这是由于 这种分类抓住了采矿方法的最本质的东西的 结果 。但从回采时的地压管理方法的另一角 度看 。 从根本上讲， 其管理方法无非是 撑” 与 “ 崩 两种方法。前者是为不让围岩垮落而采 用支撑的方法， 后者是借围岩崩落的特点 ， 采 用卸压的方法 ， 使压力转移 。以此观点出发， 笔者 以为采 矿方法 还可分 为两大 系统 ， 即支 撑 采矿 法和崩落 采矿法 ， 可 简称为 撑法 ” 和 “ 崩 法 。因此 ， 笔 者建 议 ， 采矿方法分类可按 系 、 类 组 别 的方法分类 ， 表 3即是 按此分 类 方法所提 出的分类表 。将采矿方 法归为两 大 系统， 可使其地压管理的特点更加明确， 更能 突出采矿方法 的特 征。 采 矿 方法还 因开采 拄术 条件 、 采掘 设 备 类 型和 工艺技 术的不 同 ， 而 表现 为很多 不 同 的矿块结 掏和 回采工艺特 征的具体的采矿方 法。 为使分类更加系统 ， 还需按矿块结构和回 采工艺特征， 将其归纳为组 。 分类表中的组别 一 栏 中的 采矿方法就是按此 划分的 。这里 需 要强 调的是 1 在空场采矿法 中 ， 不应轻视和排除爆 力抛掷采矿法的地位与作用 。爆 力抛掷采 矿 法近 年在金 属矿 山 ， 特 别是在 黄金矿 山地 下 开采中， 已取得了长足进展与创新。 如西安建 维普资讯 第 1 6 卷] 9 9 5 年第 6 期 1 9 筑科技大学与陕西潼关金矿等联合研究的 “ 爆 力壁 式分 采 采矿 法 和“ 进路 两侧选 别 回 采的采矿法 ” ， 使 得缓 倾斜 薄至极薄 矿体 的开 采有了新的突破 。后 来西 安建筑科 技大学 又 在 陕西省蒲峪 金矿研 究“ 全面推进进 路两侧 分采采矿法 ， 更使这两种 采矿方法在矿体产 状变化很大 的情况下的使用得 扩展。与爆 力运矿采矿法共 同形成 一种爆 力抛掷 采矿法 已成为 空场法 中的一种 不可取代 的 、 独具 特 征的采矿方 法。 因此 ， 应将 其收 1月于采矿 方法 的分类表 中。 推荐曲采矿方法分类衰 衰 3 蕞 类 蛆 典型采矿方法方寨 垒 酉采 矿法 垒面 采矿法 房 柱采 矿法 房畦 采矿法 量力蠢摔采矿法 爆力张掷采r法 ■力 舟采采 矿甚 垒墙采矿法 分段l采矿告 分爱慕r法 留r采矿 法 蕾r 采矿击 支 垂直棒孔墓矿酚矿魔击 阶段矿麝采矿法 术平罐孔墓r阶段矿庸法 掉 垂直髹孔尊状药包墓r阶段矿舟法 单层充填采矿法 曼式充壤采矿法 { 击 上向水平分屡 或进路式 充填采矿法 分层克壤采矿{ 击 上向■辩分县充壤采r击 下 向分基 t连龉 式 充填采 矿法 充填 采矿 法 分 段充 填采矿 ． 分段 充填 采矿法 阶段充填采矿甚 罾 r 段充填采矿{ 击 分采充填果r法 削曼充填采矿法 支船充填采矿法 方程立颦充填采矿法 长熏式囊藉采矿法 单屠崩墓采矿法 魍量式崩墓采矿法 连路式崩墓采矿法 崩 崩墓采矿{ 击 连 式舟晨崩墓采矿法 分层■墓采矿澎 曼式分县崩墓采矿法 墓 分段崩墓采矿法 有寰娃分最崩墓采矿法 无寰柱分段■墓采矿法 { 击 隶平蠢孔 最鲁翻崩暮 r怯 骑段崩墓采矿法 叠直罐孔叶曩叠翻崩墓采矿法 盼最自鼎崩暮采矿法 2 在 充填采 矿法 中， 用 空场 法先 采 矿 房 ， 然 后集中充填的采矿方法 ， 过 去曾进行过 争论 。 一 种观点认为 ， 应将其划归用充填处理 采 空 区 ； 另一 种 观点 认 为 ， 应 划 归充 填采 矿 法。 尽管这种争论近来已不再提了， 但笔者还 想 就此 谈点 看法 ， 并支持后种观 点。理 由为 一 是在 时问上 ， 充填法要求采后立即 充填 ， 处 理空区则不一定 ， 矿 房采完后 ， 并不是 回采工 作已经结束， 充填是矿房回采工作的继续 。 二 是充填 的 目的 ， 充 填处理 空区 的 目的是进 行 维普资讯 2 0 黄金 地压 管理 ， 预防 因空区 的存在造 成大的 地压 活动和空区突然垮落造成的冲击波的灾害， 而 充填法 的 目的不 仅仅 是地 压管理 ， 还在 于 充填 后继续 回采。三是若要提高 充填 采矿法 的强 度和效率 ， 先 用较高 效的方 法采空矿 房 而后集中充填是一种有效途径 因分层充填 法在时空上限制了采矿作业的高效进行， 采 与充交替频繁进行， 采时不能充， 充时不能 采 ， 而采后集中充填则在时空上改变了分层 充填 采矿 法的这 种局限性 ， 特 别是在块 石胶 结充填方法的配合下， 这种采后集中充填的 采矿法会具有强大的生命力。四是虽然在矿 房回采时它具有空场法的特点， 但其充填特 征要远大于空场法的特征 。 可以将其看成是 分屡充填法的扩展 。将分屡充填法的一次采 高由分层高度扩展到一个分段高， 从而形成 分段充填法， 或扩展到一个矿房高， 形成阶段 充填法。 基于上述观点， 笔者将空场法采后再 集中充填的方法划归于充填采矿法， 并将其 归纳命名为分段充填法和阶段充填法， 同时 将其 列于采矿 方法分类表 中 见表 3 。 三 、 命名应当科学 采矿方法的命名， 看起来似乎是一件无 关大 局的小事 ， 也很少有人专仃研究 ， 然而这 却是一件涉及科学的严谨性问题。也可能正 是由于事情不大， 才容易被人忽视， 因而出现 这样或那样的问题 。 因此， 给予采矿方法以科 学的命名是一件不容忽视的事。 采 矿方 法的命名 ， 应 该符 合严密 的科 学 性、 表征性和直观性 ， 求简免繁， 通俗易懂 ． 如 已成功而广泛使用的有底拄分段崩落采矿 法 无底柱分段崩落采矿法、 上向水平分屡水 砂充填采矿法等， 就显得命名很好 ， 既表达了 采矿方法的类别 、 结梅及工艺特 征 ， 又显得简 单 明了。 然而， 有些采矿方法的命名就很值得商 榷 ， 如空场 法嗣后 充填采 矿法 ， 试 想 ， 如不用 空场法 先采空矿房 ， 嗣后又如何充填 这 里冠 以空场法 是大 可不 必的 ， 并 甩两个 法 哗 ， 刘 底是 什么法。 又如全 面留矿 采矿法 ， 按该采矿 方法的矿块结构和 回采工艺特征 ， 应属全面 采矿法， 只是为解决采场工 怍人员的站立问 题而 暂 留部分 采 下矿 石 ， 按 道 理应 叫留矿全 面 采矿 法为 妥 ， 这 里 留矿 是说 明这种 全 面法 的部分而又突出的特征。 从语法上讲， 留矿是 定语， 应放在全面法的前面， 是一种采场内留 有矿 石的全 面采矿 法 ， 因此应 称其 为 留矿 全 面采矿法为妥．有 人说这种方法应属 留矿采 矿 法 ， 既 属 留矿 法 ， 又 冠 以全 面 二字 有何 意 义 需要 指 出的是 ， 近年 来 曾 出现 某些 采矿 方法命名的怪现象 ， 有人称之为故弄玄虚 ， 明 明无甚新意， 为示刨新 ， 却偏偏冠以特异的美 名， 甚至还 出现有的采矿方法命名竟与采矿 原理相悖之事， 这就更成问题了。 四、 最后的话 上述几点意见， 是一种讨论性的意见。 任 何--I 1 学科， 其发展都离不开科技工作者的 研究与讨论， 采矿学科自不例外。 笔者的上述 意见乃个人的一孔之见 ， 谬误之 处 ， 敬请采矿 界的同行们批评指正。 编辑 崔岱 维普资讯