关于采矿方法几个问题的讨论.pdf

Vo 】 1 9 No 2 Ap r 1 9 9 5 中国钼业 CH1 NA MOLYB DENUM I NDUS TRY 总第 5 7期 s 1 j MNo ． 5 7 关于采矿方法几个问题的讨论 竺塑垦 西 安 建 筑 科 技 大 学西 安7 1 0 0 5 5 弋 鼋 s 3 就与金属矿床地下采矿方法有关的一些概念、 分类、 命 名等【 可题提出了质疑和讨 意 见 v 鲤靼桃 继 鲢 Dt US S I oN ON PROB LEMS OF M I NI NG M mOD Re l l Xi n mi n Xi a l l Un i v e i t y o f Ar c h t e c t u r e＆ T e c h n o l o g y ， Xi 8 n． 7 1 d 0 5 5 一 Al t r a c t Thh g a t Je r o f f e r s s o me p r o po s i t ／ a s r e ht L n g∞ t h e h t e r o ga fio n s a nd dI s c 1 Ⅱs i o 衅 a l i 蟾 wi t h t h e c o 耻印 咖● t e hs s i fic a do n r mme n d t ur e o f u n de r g r ou n d nil t ri n g me t h o d s of『 t a m ⋯d e p o s it ． Ke y wo r d s U n d e r g r o u n d nfi ng m e t h o d 0 f me t a ] l i f o t ls d e p 。 Ht t Cl a s ． i f i c a T i o at Nome a c ht ur e 金属 矿床地 下开 采中的采 矿方法是地下矿 山的主 要技术 阿题之一 ． 历来 为采 矿工 作者所 重视。 然而 ， 由于种 种原 固 ， 无论是在理论上 ． 还 是在技术上 还有 很多不尽 入意 之处 ． 还需要 广 大采 矿工作者不断地 研究和讨 论。拟就 与采矿 方法有关 的一些 问题 ， 如有关 概念 、 采矿方法的 分类及采矿方 法的命名等 ， 作一些讨论 。 1概 念应 该 明确 采矿方法是研究在地 下开 采时所划分的晟 小 的基本 回采单元 一矿块 采 区 中的采准 、 切割 与回采工作的 。这里所说的概念问题是指 在矿块 采区 范围内的一些有关的、 需要明确 或统一的概念 问题 。 ， l 、 l回采 单元 按照我唇冶金 类高等院校 采矿工 程专业 全 国统编教 材 金属矿床地下开采 以下简称 地 下开 采 一书 的说法 ． “ 在 开采缓 惯斜 、 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。 ” 雨矿块则是“ 在阶段中沿走向每隔一定 距离 ， 掘进 天井连通上 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 微倾斜矿床时， 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划分为长方 形的矿段， 此矿段称为盘区” 。 采区则是“ 在盘区 中沿 走 向每隔一定距 离 ． 掘 进采 区巷道连 通相 邻两 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 给出了阶段 、 盘 区、 矿 块 、 采 区的概念 但实际上在很多文献和矿 山， 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 果 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X回采工艺研究 ” 之类的概念与名称 ． 这势 必在概念上 引起混乱 。矿块 采 的特征是 以 其最 小的独立 的 回采 单元表 现 出来的 ， 在尺寸 上并没有 什 幺限制 ， 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 虽然在前述 中讲到矿块是用天并来划 分的 ， 但天 井的数 目、 位置则视 回采工艺的要求 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 维普资讯 4 6 中国钼业 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 还 是 以 地 下开 采 所 明确 的概 念为好 当然 ． 在 某些矿 山， 固生产上 的需要 或采矿 方法 的改 进 将 原 来的若干个 矿块组成 一 个区 段 ， 该 区段 具有 生 产上 的独 立性 ， 称该 区 段 为 “ 盘区 丽斟盘区代表区段或矿块组， 这样的划 分对矿 山生 产来 说是有 好处 的 ， 可 以使 生 产管 理简化 。 问题是 该区段不宜称盘 区 以免与水平 和微倾斜矿床下的盘区概念相混淆 ， 引起概念 上的混乱 ， 建议将 此改为区段 ， 简称“ 区” 。 1 ． 2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酌概念至今尚不统一， 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 4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、 通讯系统及矿量升级 的重任 ， 只有 阶段运输 巷道 的上述 任务形 成能 力 ， 井下的开拓 矿量 才能形成 ， 因此 ， 阶段 巷道 理应届于开拓巷道。 但宾际并非如此， 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 在叙述 某采矿 方祛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 间界限不清 ， 如果 说 是 人为的不清 ， 那么采准 与切割之 间的界限不 清就是理 论上 的不清 了。 地 下开采 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 掘 进 的 巷道 ， 含 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 宦曲 面和 自由空 间 拉 底或切割槽 ， 有 的还要把埽 【 ． 颈扩大成漏斗形 状 称为辟 编 ” 。 该书在划分采准与切割的 界限 时， 似乎 是 以掘 进爆 破 日 寸 1 的． 自由．面 数 目为依据 的 ， 即一 个自由面爆 破的掘进 丑程为 采准 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， 不但此时采准与切割很难 截然分开 ， 而 且 采准矿量与备采矿量也无法区分。譬如堑沟受 矿龟耙 出矿底部结构的有底柱分段崩落采矿 法 ， 若按 地下开采 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 矿往 往 切 割槽 与堑 淘的形 成是与 回采落矿 同时进行 的 ， 就形成采准与切割难以区分h 采准矿量与备采 矿量也无法区别的情况。鉴 牲穗 议， 凡是为 形成落矿 自由空间所掘进的巷熊或工程 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 它巷道划 归采准工作 2 分 类最好 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 ， 但在某些 问 题上 仍不尽 一致 。笔者想就分类 问题也谈 一些 意见 ， 供大家共同讨论 。 分类最好统一 ． 便于大家使用与命名 。 2 ． 1 分类 依据 采矿方法分类 的目的， 将干变万化 、 结构 各 异、 形式多样的采矿方法进行系统 化的科学分 类， 以利于人们研究与使用。因此， 分类应能反 映采矿方法最主要的持征 、 简单 明了。 从分类 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 的分歧 ， 已公认应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 3大类 。 并 按矿 块结 构和 回采工艺特 征将采矿方甚 的各类叉分 为若干 组 。表 1与表 2是 采矿 手册 下简 称 手 册 和 地下 开采 的采矿方 法分类表 。 需指出的是如何认识分类依据。 手册 -‘ 认 为以采空区维护方法 为分类依 据 ” ， 地 下开采 “ 是 以回采时 的地压管理方法 为依据 ” 。后者 的 提法 更为确切 。它首先指 出了进 行地压管理的 时间区限 ， 井 用“ 地 压管理方 法” ， 比前者 的“ 采 空区维 护方法 ” 用词切意 。 “ 维护 ’ 之意为通过 一 定手段不使 采空 区破坏 。将“ 维护” 一词用 于空 维普资讯 1 9卷 2期 住新 民 关于 采矿方 法几十 同题 的讨 论 4 7 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l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 。 2 ． 2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的采矿方法 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 。从此观点出发 ， 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 ， 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 明显 ， 更 能突 出采矿方法的特征 。 衰 1 采矿手 册 的采 矿方 法分类 维普资讯 ．4 8． 中国钼业 1 9 9 5年 I 空 场 采 矿 法 I 充 填 采 矿 法 l 崩 落 采 矿 法 2 ． 房柱 采 矿法 3 ． 留矿采矿 法 4 特 段矿 房法 5 阶段矿 房法 整 单屡充 填采 矿 7 ． 分 层充 填采 矿 法 8 分采 充填采 矿法 9 ． 支 架充填 采矿 法 1 O ． 单层 崩落法 1 i ． 分层崩 落 涪 1 2 ． 分段 崩 落法 1 3 ． 阶段崩 落法 2 房 挂采矿 法 ． 3 留 矿采矿 法 4 分段 矿房 法 5 水 平深 孔落 矿阶段 矿房 法 6 垂 直探 孔落 矿阶段 矿房 法 7 垂直深孔肆状药包落矿阶段矿房法 B 壁 式充填 采矿 法 9 上向水平分 层充填采矿法 1 0 上向倾斜分层充填采矿法 1 1 下 向分层 充填 采矿 法 1 2 分采 充填 采矿 法 1 3 方框 支 架充填 采矿 法 1 4 长壁 式崩 落法 1 5 短 壁式 崩落法 1 6 进 路式 崩落 法 1 7 分 层崩落 法 1 8 有底 桂分 段崩 落法 1 9 无 底柱分 段崩 落法 2 0 阶段 强制 崩落 法 2 1 阶段 自然精落法 采矿方 法还 田开 采技术条 件、 采掘 设备类 型和工艺技术 的不 同而表现 为很多不同矿块 结 构和 回 采工 艺特 征的具体 的采矿方 法 。 为使分 类更 加 系统 ． 因此 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 采矿方法就是按此分的 。这里需要 强调 的是 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 力弛掷采矿法近 些年 在金属 矿山 ． 特 别是黄 金矿 山地 下开采 中 取得了长足的进步与创新， 如西安建筑科技大 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 两删选 别回采采矿 法” 使得 缓倾斜薄 至极 薄矿体的开采有了新 的突破 。以 后西 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” 的采矿方法 ， 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 以扩展 。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 因此应将其收归 于采矿方法 的分类表 中 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 为应螂归充填采矿法 尽管这种争 论近来 已不再提了 ． 但还想就此谈点看法 。 支 持 后种观 点 ． 理 由是 是 在时间上 ， 充填处 理 采 空 区乃是矿房采完后 ， 逐步充填处理空区 ； 充填 法要求采后立即充填 ， 矿房采完后 ， 并不 是回采 工作的结束 ， 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 行地压 管理 ， 预防 因空 区韵 存在 造成大 的地压 活动和 空区安然垮 落造成 的冲击 渡的灾 害； 而 充填 法 的 目的 不仅仅是地 压管理 ， 还在 于充后继 续 回 采 。三是若要提高 充填 采矿法韵 回采强度和数 率 ， 先用 较高效 的方 法采 空矿房 而后 集 中充填 是一种有教 途径 因分层充填法 在时空上限制 维普资讯 l 0卷 2期 任新 民 关于 采矿方 法几 个问 题的 讨论 o 4 9 o 了采矿作业 的高 效进 行 ， 采与充交替频繁进行 ． 看成是 分层充 填法的 扩展 ， 将分 层充填法 的一 采时不能充， 充时不箭采 ， 而采后集中充填则在 次采高由分层高扩展到一个分段高 ， 从而形成 时空上 改变 了分层充填 采矿 法的这 种局限性 ， 分段充填 法 ， 或扩 展到 一个 矿房 全高 ， 形成 阶段 特别是在块 石胶 结充填 方法 的配合 下， 这种 采 充填法 。 基于 上述观点 ， 将空场法 采后 再集 中充 后集 中充 填的采矿法 更具有 强大 的生 命力 。四 填的方法 划 归于 充填采矿 法 ， 并将其 归纳 命名 是虽然在矿房 回采时它具有 空场 法 的特点 ， 但 为分 段 充填法和 阶段 充填法 ， 同时将其 列于 采 其充填特 征要 远大于 空场 法 的特征 ， 可 以将 其 矿 方法分类 表中 见表 3 。 衰 3推荐 的采 矿方 法分类 表 系 娄 组 典型 采矿 方 法方案 支 撑 法 垒 面采 矿法 房柱采 矿 法 空 场 爆 力抛 掷采 矿法 果 留矿采 矿法 矿 分段 采 矿法 法 阶段 矿 房采 矿法 垒 面采矿 法 房 拄采 矿法 爆 力运 矿采 矿法 爆力 分采 采矿 法 留矿 采矿法 分 段采 矿法 垂直深孔落矿阶段矿房法 水 平深 孔落 矿阶 段矿房 法 垂 直深孔 球状 药包 落矿 阶殷 矿房 法 单 层崩 落 采矿 棱 崩 崩 ． 落 分层崩 落 采矿 法 落 采 矿 分段 崩 落采矿 法 法 法 阶段崩 落 采矿 法 长 壁式 崩落 采矿 法 短壁式崩落采矿法 进 路式 崩落采 矿法 进路 式分层 崩 落采 矿法 壁式 分层 崩落 采矿 法 有底 桂分段 崩落 采矿法 无 底柱 分段崩 落采 矿法 水 平耀 孔阶段 强制 崩落 采矿 法 垂 直深孔 阶段 强制 崩落 采矿 法 阶段 自然崩落 采矿 法 3 命名应 当科 学 采 矿方法 的命名 ． 看起 来似 乎是一 件无关 大 局的事 ， 也很少有 人去专 门研究 ， 然而这却 是 一 个涉及科学的严谨性问题。 正是蘧佯， 矛番 被 忽视 ， 因而出现这 样或那样 的问题 。 采矿方法 的命名 ， 应 该符合严 密的科学性 、 维普资讯 5 0 中国钼业 表征性和 直观性 ， 求简免繁 ， 通俗 易懂 。象 已成 功而 广泛使 用的 有底 柱分段 崩落 采矿法 、 无底 柱 分段崩落 采矿 法、 上 向水 平分层 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 构及工艺 特征 ， 又不失简单明 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 ， 并用两个“ 法” 字 ， 到底 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 工作人 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 但又突出的特 征 的。从语法讲 ， 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 字有何意 义 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 创新 ， 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。 有些命 名从 现 代观点 来看 ， 恐 确 实需要 采 矿界研 究之 。竖 井 中的罐笼 ， 掘进 天 井用 的吊 罐 、 爬罐等 等 ， 分 明是 乘 人之 器 ， 却偏偏 要冠 以 。 罐 ” 和“ 笼 之名 ， 没有 考证 其来源 ， 但“ 罐 ” 为盛 物 之器 ， “ 笼 则 为装鸟 兽 之物 ， 此 为 人皆共知 。 罐笼与城市中的高楼大厦所用龟梯的用途有何 区别 倘若将高楼大厦 中的 电梯 改名 为罐 笼 ， 恐 定要招来不步责骂 ， 斥 之为侮辱 人格 ， 可在矿 山 却习 以为常。 吊罐 、 爬罐称 之为 吊车 、 爬车 为何 不可将罐 笼更名为 电梯又有何不行呼吁采 矿界 的同仁 们 ， 特 别是 有关 领 导 、 备级 采矿 学 会、 院校等单位可 否研 究。当然 ， 这不是一件容 易的 事 ， 但 只要认 为需要 更 名 ， 还 是 可 以办 到 的 。 4最 后 的 话 上述是一种讨论性意见。 任何--f ] 学科， 其 发展都 离不开 科技工作 者 的研 究与 讨论 ， 采矿 学科亦不例外 上述意 见乃个 人的一孔 之见 ， 错 误之处 ， 敬请采矿界 的同行们批评 指正 参 考 文 献 1 解世 嫂 主编 ． 金 属矿 床地 下 开采 修订 版 ． 北 京 冶 金工业 出版 杜 ， 1 2 1 3 ， 1 3 1 ～1 3 3 0 采 矿手 册编 辑 委 员 会编 采矿 手 册． 北京 冶 金工 业 出版杜 ， 4 l 1 0 9 ～ 1 1 9 9 4 - l 】 - l 2收 稿 作者 简介 任新 民， 西安 建筑 科技 大学 采矿 教研 室主 任 、 副 教 授 。 “ 金堆城钼矿 露天分期开 采的优化研 究” 通过专家鉴 定 1 9 9 4年 1 2月 2 7日， 受陕 西 省科 委 委托 ， 中国有色金属 工业西安公司在西安主持 召开 丁 由金堆 城钼 业公司和 西安 建筑 科技 大学共 同完 成 的“ 金 堆城 钼矿露天 分期 开采的优化研究” 的 鉴定 会， 并通过专家 鉴定 。 鉴定 委 员会由 7位采矿与 系统工 程专家 组 成 。专 家们认真 听取 了课题组 的详 细汇报及 用 户意 见 ， 本 着宴事求 是 、 客观 、 公正的原则 ， 经过 认真 审议 ， 一致 认 为 1 ．鉴定 资料 齐 全 ， 提 供 的数 据可 靠 ， 研 究 手段先进 ， 完成 了预定 的研究任务 。 解决了金堆 城钼业 公 司露天 矿生产 中 的难 题 ， 取得了 巨大 的经济效益 。 z ．全面运 用计算 机技术 ， 自动化 程度 高 ， 操作简便 ， 可大大提 高工作效益及工作质量 。 3 综合应用动 态优化理论和 计算机技 术 ， 为露天 矿分期 开采提供 了一种 新的技 术手段 ， 达 到国际先进 水平。 4 成果通 用性 强 ， 具有推广应 用价值 。 5 为扩大 推广应用 ， 建议进 一步提 高和 完 善计算机绘图质量 。 ’ 该科研成 果 已经冶金部情报 标准 总所 国际联机 检索证 明， 尚属国内首创 。 候 煜 维普资讯