国外地下采矿方法的新进展：空场采矿法.pdf

江西有色金属1 9 8 9 ． 1 0 国外地下采矿方法的新进展 一一 空场 采矿法 核工 业第四研 究设计院胡际平 提要 文章综述了国外空场采矿法的发展特点及其新进展，着重叙述了八种新的空场 采 矿 法 ， 进 行 了 比 较 评 价 ， 列 举 了大 量 实 例 ，为 矿 山 开 采 提供 了 有 份 量 的 信 息 。 关麓诃 全面法房柱法分段法阶段空场珐 地下 采矿 方法 有三太 类，宅场 法应用 范 围最 广 。这是 因为 ，空场 采矿 法具 有采矿 工 艺简单 、成本 低、 劳 动生 产率 高和 贫化损 失 小 等许多 优点 ， 国外 一贯重视 该法 的研 究 和 发 展，力 求进 一步扩大 它 的使 用 范围。据笔 者 统计 ，国外金 属矿空 场法采 出的矿 量 ，占 地 下开采 总 出矿 量 的一半 以上，尤其是 南非 的 全面法 、法 国的房柱法 ，赞 比亚 和芬 兰 的 分段 空场 法 以及加 拿大的 阶段 空场 法， 占井 下 开采的 绝对优 势 。随无 轨 采矿 的推广 、 采 掘设 备 日臻完善 以及 支护技术 的不 断革新 ， 使 空场 采矿法 有 了新 的进展。 使 用大型 液压 凿岩台车 ，采矿进 路 断面和 分层 高度 随之加大 。厚 度 小 于 6 8米的矿 体，一般 都不分 层开采 ， 采矿 强度 和效 率显著 提高， 广 泛使用 各种锚杆 支护 和 锚 杆台 车 ， 采场 控顶 高度 和跨度 相应提 高 ，节 约 了 坑木 ，加快 了 支护 速度 ，改善 了安 全 条件 ， 一一 遥 控 出矿设 备 的应 用 日渐 增多 ，保 障 了出矿工 人的安 全 ，减少 了矿石 损 失， 一一 研 制 成功 了低结构 液 压凿岩 台车 和 遥控 耙矿机 ，使无 辘 采矿 的最 低采 幅从 2米 减 为0 ． 8 1 ． 米 ，实现 了缓 倾斜薄 矿体采矿 机 槭 化， 一 天并爬罐和天井深孔凿岩设备不断 改进 ，天 井深 孔采矿 法不仅 广 泛用 于急倾斜 矿 体 ，而且 出现 了适 用 于缓 倾斜 薄矿体的深 孔留矿 全面采 矿法， 一 为 使房 柱采矿 法扩 大应 用于倾 斜中 厚 矿体 ，创造 了分段 房 柱法和 沿走向推进 的 斜 巷运 输房柱 法J -一 在无轨采矿的基础上，创造 了新的 组 合式 采矿方 法。适 用于倾辩 中厚矿 体 的底 盘 漏斗分段 空场 法和适 用于急 倾斜薄 至 中厚 矿 体的无底 柱分段 空场法 ， ⋯ 在矿岩不 甚稳 固的情 况下 ，使用长 锚 索对 顶底 盘 围岩和顶 柱进行 预加 固，有效 地 降底 了矿 石的 贫化 和损失 ，从 而扩大 了分 段 空场 法和 阶段分 场法 的应用 范 围， ⋯ 大 直径 深 孔凿 岩爆破技 术 日 益 完 善 ， VCR采 矿法 、阶段 空场 采矿法 以 及 这 两种方 法的 组合方案得 到 了 日益 广 泛 的 应 用 ，采 矿成本大 幅度降 低 ，劳动生 产率显著 提 高 一 、机 械 化 全 面采 矿 法 南非 约翰 内斯 堡联 合投 资公 司开 采砾岩 金 脉矿 ，倾角 自 平 缓至1 8 。 ，厚 度 1 一 I ． 5 米。原使 用手 持式凿 岩机打 眼和普通 电耙出 矿，劳动强度大 ．贫化枣寰，生产效率低。 维普资讯 2 为了实现机械化开采和降低采幅减少贫化， 经 多年努力 ， 与瑞典 At l a s cOPCO公 司合 作研 制成功低 结构的 S[ o me c H 2 5 2 型 全 液 压双机 凿岩 台车， 自制 了可移 式 自动耙 矿绞 车 ，该绞车 由一 台双 筒耙矿 绞车组 成， 安在 装 有液压 支撑器的可 移 台架 上 ，有可 编 程序 自动控制 ，使耙 斗沿不 同长度 的工 作面 以调定 的次数 来回运行 。 一经 开 动， 镬可 连 续 自动操作，直到预先调定的程序完成为止。 凿岩 台 车由履带式底 盘 、转 盘 、支臂 和 推进 器组 成，履 带式底盘 用液压 马达驱 动， 爬坡 能力 2 。支臂安 在 转 盘 上 ，支臂』 二 面有 两个 连成 ～体的双 缸液压推 避器 。推 避 器 各配 一 台5 2 公斤重 的cOP 1 0 2 5 型液压 菌 岩机 ，总长 3 ． O 米，宽 1 ． 4 米 ，运 输时最低 高 度0 ． 6 5 米 ，重 量1 ． 7 5 吨 。 ． 如 图 l，回 采工作 沿走向推 进， 采场工 作面长度 通常为 3 0 ～4 0 米。凿岩 台车 平行于 工 作 面行驶 ，借助转 盘的 回转作 用，可使 炮 孔 与台车的行 驶方 向成9 0 。夹角 。支 臂设 有 俯 仰油 缸 ，使二个 推进 器能 钻凿二 排炮 孔。 炮 孔水平 间距为 6 0 0 毫米 。 由于转盘 能 沿 轴 线方向平移3 0 0 毫米，上下二排炮孔可 交 错 布 置 。台 车定 位一次 可钻 4个炮孔 。 ． ‘ 。 ． ． t 址 ． h J 。 J ． ． i i ． 丰 喜 ； 。 一 r一 ， ； 叠1 慷砖鞠暇机 台车与螺孔布置 一 个 d 0 米长的工 作面需 炮 孔 1 2 O 个 ，孔 深1 ． 2 5 米 ， 爆破进尺 1 ． 1 米。使 用二 台 液压 替岩 机，配 0 ． 6 米长 的2 5 毫米六 角钢 钎 和 3 8 毫 米柱齿 钻头 ，每 小时可 钻孔5 O 米 ，一个 工 作 面约需2 ． s 4 , 时，每班 6小时 作 业 ，一名 工人 可完 成二 个工 作面 的凿岩工 作。过击 ， 手持 式凿岩 ～ 人平均 钻 凿2 5 3 0 个炮孔 ，在 一 个班内要完成一个工作面的凿岩工作，需 配备 4～ 5名凿岩工和至少二名助手。二者 相 比， 采用s t o me c台 车比手持 式凿岩 至少节 奢 i 1 人 ，劳 动生 产 率提 高1 O 倍 以上，经 济效 益显 著 。据 称 ，随 着这 种凿岩 台车 的推广 ， 南非金矿缓倾斜薄矿脉的采矿方法将发生深 捌变革。 二 、深 孔 留矿 全 面 采矿 法 过 去，天 井深孔 采 矿法 多 用于急倾斜矿 体。最近，苏联卡纳苏尔特矿已将这一方法 成功 的应 用 于缓颂斜 薄矿 体 图 2 。该 矿 开 采0 ． 7 0 ． 8 米 厚 、顿 角 1 0 。一 1 4 的 矿 体，矿石 和 围岩无 明显 界限 ，矿岩 硬 度 f 1 0 ～1 4 ，窖重 2 ． 7 5 。采场斜 长1 2 0 米 ， 走 向长 1 2 0 米 。 船走 向每 隔3 0 米 布置 一条 断面 6 m 的 凿 岩／ 耙矿天井 ，将 矿块分 成 4个 采场 。 天 井 用问距1 ． 5 米 的锚杆 支护 。 在天井 与采场连 接 处 安设液 压支柱 ，闻距 2米 。液 压 支柱 随着 相邻采场存 留矿石 的运 出丽加 以回收。先在 采 场底部开 凿断面 3 m 的切 割槽 ， 然 后 从 天 井用 KBy - - ． 5 0型凿岩 机向两侧 钻凿 1 5米 深的 水平 炮孔 ， 排 距0 ． 8 5 米 ，孔 距0． 7 米 共 排炮孔 ， 因 硬 盘 片 落 ，采幅 达1 ． 6 1 ． 8 米。用 3Ⅱ 一 5型 风 动装药 器 向 孔 内 装填 Ac一 8粒状 铵 油炸 药 。 一次 爆破 l 2个炮孔 ， 炸药 消耗1 ． 2 7 公 斤／ 吨 ，爆 下的矿 石， 用 电 靶 耙出三 分之一 ，从 采场经 营岩／ 耙 矿 天 井 接力 耙运到下水 平，其 余 矿石 留在 采矿场 采场回采完毕大 置出矿， 自上往下 分 层 耙 维普资讯 江 西有 色童属1 9 8 9 ． 1 0 3 运。上 部采空 区的顶盘 用 2～ 3排压气袋 支 护，压 气袋随 着存 留 矿石的运 出向下移 动。 同原 逆倾 斜推进 的垒面法 相 比，凿 岩效 率提 寿5 O ％，出矿效 率提高2 ． 5 倍。工作面 劳 动 生 产率从 1 2 ． 4 吨／ 人班 提高 到2 0 ． 9 吨／ 人班 ， 采 矿成本从 3 ． 9 5 卢布／ 吨减 至2 ． 8 7 卢布／ 吨， 术 材消 耗量 显著降低 。 田2琢孔 留矿全赢 采矿法 1． 2 ． 3 分蜘为通风 ．中闭出矿需 厦 格平巷 ； 一凿 蜡／ 耙矿天井 ；5一切割槽 ；6一溜矿井； 7 一滚 炮 孔； 8一澈压立柱； 9 一 气袋支护 ；l 0 一锚 杆 ；1 1 --待 出 矿 石；I Z --存留矿石． 三 、斜 巷 运输 房 柱 采矿 法 该法根据 自行 设备 的爬坡能力 ，在 采场 内布 置相应 的伪顿 斜运输 巷道 即对角式斟 巷 或斜坡道 ，采矿沿走向方向推进，采下 的矿石 甩汽 车或 铲运机通 过斜巷 运到主要 运 输水 平。 西德 瓦耳 韦尔瓦特 铁矿开采 3 6 米厚 、 惯 角1 6 。-- 1 8 。的贫 铁矿床 。原 先用气艟 凿 岩机凿岩，电耙运社，逆倾刳方向分梯段回 采 ，矿房宽 9米， 采场内 留44 米 的规 则矿 柱。 由于机械化 程度低 ，工 作面 劳动生 产翠 担2 6 吨／ 人搬。后 采用斜巷运 输房 拄 法 ，在 矿体内布置坡度 1 O 的折返式斟坡遭。工作 面 E | 3 的 坡度 上坡 推进 ， 矿房寅 9米 ， 矿拄 4 4米。折返 式斜坡 道由三 条平行巷 道组成，彼此之间用宽 4米的矿柱隔开。中 间一条巷 道用 于维修和 供应 ，外 边 两条巷 遗 运输矿石，分别行驶重车和空车，行 车速度 快 ，运 输能力 大。凿岩 使用 Bo o me r H 1 3 2 型 双机 台 车，配 甩COP1 0 3 8型 液 压 凿 岩 机 ， 炮孔深 度4 ． 8 米 装载 采用斗 容2 ． 3 m‘的 Br o y t 4 型 液 压 铲 和 载重3 5 吨的 K一 5 ∞ 型 自卸汽 车 。辅助 设备包 括 客置1 0 0 0 升的铸 油炸药 装药车、P L 8 2 0 RW撬顶机等。矿 山年产矿 石4 5 万 吨，地下 劳动生 产率 已达 9 O 一 1 0 0 吨／ 人 班， 比以前提高 近三倍 。 田3 斜巷运输房柱幕矿凑 苏联米尔 盖利姆 赛依 铅 矿开 采倾 角2 O 一 2 5 。、 厚 6米的矿 体，阶段 高度 3 0 米。为 捷 自行设备在运输平巷和采矿场 之间 顺 利 通 行，开凿坡度l O 。的对角袁运输斜巷 ，将上 下两个水平连通。回采工作沿走向推进．矿 房宽 8米，矿柱 66米。使用的主要设备 有 ．CEy 一 2 M型双 机 凿岩 台 车，nH ～ 3 K型 履带式 蟹爪装 载机， 法 国ANF 自 卸 汽 车。采用水泥砂浆锚秆支护，辅 助 设 备 有 I C01 2 型 撬顶 机和Ta t r M 3 8 S型 汽 车改装的 锚杆 安 装工作台 。回采 工作面 劳动 生产率为8 1 吨／ 人班，包括采准在内 ，工 作 面工人劳动生声率4 8 吨／ 捆 一 维普资讯 4 四、分段房 柱 采矿 法 分段房柱法是在两个主要水平之间，沿 颤斜方向将矿体分成许多捂走向布置的矿房 即分 段平 巷 和顶柱 ， 回采工 作 自上往下 分段进 行 。上下 两个相 邻 的分 段平 巷掘 进 完 毕后 ， 回采部 分顶拄 ，在采空 区留下规 则的 矿柱．以支撑顶盘。囡采顶柱时，从分段平 巷每隔一定距离向顶柱钻凿一姐 中深炮孔， 爆 下 的矿石从下 面 的分段 平巷 用装 运设 备运 出 。 苏 联维 什 涅夫 矿开采伟 晶 花岗岩金 属矿 床，矿 体倾 角1 5 。一 4 0 。，平均2 8 。， 厚度 11 2 米 ，平均3 ． 5 4米 。矿岩 稳固， f 1 2 1 , 4 。原 采用 沿倾 斜方 向耙矿 的房 柱法， 阶段 高3 0 米 ，矿房 宽1 1 1 2 m。间 柱 宽 3 米 ，斜 长 4 5 米 ，净 空 间 距5 米。用 nT3 6 型 凿岩机 打 眼 ．2 8 KW 电耙 出矿 ，锚 啊4 分 段房柱 采矿法 l 一 运幢平巷； 2 一斜坡道； a 一溜矿井； 4一通风平 蔷 5茸岩台车． - - 8一铲运机； 7一矿柱 杆 支护 。为 了提高 矿块 出矿能力 和劳动生 产 率，后 改用 分段 房 枉采 矿法。 采区长1 8 0 米，分段平 巷 宽6 ． 5 7 ． 5 米 取决 于矿体倾 角和厚 度 ，顶柱宽 3米。 备分段平巷用一条坡度1 0 。 ，断面2 0 m。 的 脒 内斜 坡道连 接。斜 坡道旁有二 个放 矿溜井 ， 一 个 靠近 下水平 ， 一个在 中部标 高位 置。上 下 两个 分段 平巷 掘完后 ，回采部 分顶柱 ，使 留下 的矿 柱沿走 向长 度为 4 8米。凿 岩使 用C_ h y 一 2 M型双机台车，孔深2 ． 2米，用 铵油 炸药爆 破 。矿石用 ⅡⅡ一 8型铲运机 运 往 溜矿井 ，平均运 距8 0 1 0 0 米 。台 班 效 率 2 6 0 吨。实践 表明，一 台 铲运 机 的出矿 能 力 相 当于 4台电耙 平均运 距3 0 米 ，二 台背 岩 台车相 当 于 7 8台手持 式凿 岩机。 采用 新方 法后 ，矿块平 均产量从 6 0 吨／ 班提 高 到 1 4 5 吨／ 班 ， 千 吨采准 比从5 0 m。 减 至1 2 m。 ， 回 采工 人减少6 O ，工 作面工 效从 2 3 ． 4吨／ 人 班 ，提高 到4 1 ． 1 吨／ 人 班 ，采 矿 成 本 降低 1 7 ． 5 ，矿 石 损 失 率 1 2 和 贫化 率 1 1 ． 8 保持 不变。 法 国苏 蒙特铁 矿开采产状 规则 的层状矿 床。矿体赋存在稳固的页岩中，厚度 3 6 米 ，平 均颔 角3 0 。 矿石 属鲕 状 铁 矿 阶 段 高度 7 5 米 。 过去主要 采用 逆倾 斜方 向推进 的 房 柱法 开采 ，矿房宽 1 O 米 ，间柱宽 5米 ，一 个 矿块 5个矿 房 ，工 作面依 次 超 前2 0 3 0 米 。用气 腿凿 岩机打 眼 ，电耙 出矿。 由于劳 动生 产 率低 ，矿石 损 失率高 ，后来改 用分段 房柱 采矿法 。 采区长2 5 0 米 ，分段 高 度1 O 一 1 2 米 。分段 之 闯用 坡度2 2 的斜坡道 连通 。 分段 平巷宽 6米 ，用 凿岩 台车和 铲 运 机 掘 进。分 段之 间的顶柱 。沿走 向再分 成 9米宽 的矿房 和 6米宽 的矿柱 。回采矿 房时 。先 沿 底 盘 拉 底 ，第 一 组 炮 孑 L深 5 米 ，用 Mo n t a b e r t 液 压台 车钻凿 ，往 上几组炮 孔用 手持式凿岩机钻凿。全面拉底后， 自上部分 段 平巷用 深孔凿 岩台车 向下 钻凿 平 行 斜 炮 孔 ，将顶部 矿石爆 下 ，用 S T5A 型 或CT I O 0 0 型 铲运机通过 下部分段 平巷运 出。 矿山 年产 矿石 1 1 2 万 吨，地下工效 选3 3 吨 ． 采 矿 维普资讯 工效 7 O 一9 O 吨。 江 西胄色盘属1 9 8 9 ． 1 0 5 ’ 五 、底 盘漏斗 分段 空场 采矿 法 底 盘漏斗分 段空场法兼 有 房柱 法和爆力 运矿的 优点 ，适 用于 中厚倾斜 矿体。将 矿体 划 分 或许 多沿 走向布置的 水平长 分条 即分 段 ，各 分段 自上往 下依 次超前后 退 式 回 采 就每 个分段 而言 ，又分成矿 房和顶柱 两 部分 。先用 空场法 回采矿房 ， 随后 再 以采空 的矿房为 自由面，爆破部分顶柱。采下的矿 石 借 自重 和爆 力作用 落入底盘 请 斗。在下 一 分 段 水平用高 效率装 运设备 快 速 出矿 。 苏 联米尔加 利姆 萨伊 铅矿原 先用超前 切 顶 房柱 法开采 厚 度 大 于1 0 米 、倾 角1 2 3 5 。 的矿 体 。此 法 的缺 点是 ，矿体越陡 ，采矿作 业越危险，凿岩和装矿要依次进行，不能连 续圆采，自行设备的利用率低。为克服上述 缺 点 ，后 采用底盘 漏 斗分段 空场法 。 一 A 田 5 底盘 蔫 斗分 段 空场 法 国一运矿乎巷；国一凿岩平巷；一装矿槽 巷 回一鸯岩船 矿块 走向长度 1 5 0 2 0 0 米 ，两翼设 有断 面 1 2 m。 的脉 内天井 。在上下 两个 主 要 水 平 之间，措 倾斜方 向把矿 体 分成许 多沿走 向布 置的矿房和矿柱，宽度分 Ⅱ 为2 O 和7 ． 5 9 米 视矿体倾角而异 ，分段斜高相应为2 7 ． 5 2 9 米 矿房下 部设有6 ． 2 m。 凿岩平 巷 。上 部设有 断 面l 2 m 的运矿 平巷。 上一 分 段 的 凿 岩平巷 与下 一分段 的运矿 平巷 用装矿横 巷 和底盘 漏 斗连 通 ，装 矿 横 巷 沿 走 向 间 距 1 O 米 。从矿 块中央 向两翼后 退式 回采 。回 采 工 作从 上部分 段开始 ，根据 需要 ，下 部分段 也可 同时回 采。从 凿岩平 巷和上 一运矿 平巷 或 凿岩横巷 用KC一5 0 型柱架 式凿岩 机 在 矿房 范围 内钻 凿扇形 炮孔 ， 扇 面倾 角 4 5 ’ 。 爆下 的矿 石落 入底盘 漏 斗，从装矿 横 巷 用 nEB～ 3 K型 蟹瓜装 载机 装 入BCⅡ一1 O型 自行矿车， 每班装载效率4 0 0 吨。实践表 明， 这 一方法 可用于 颇角1 2 4 0 。 厚 6 1 4 米 ， 顶盘 囤岩 中等 稳 固的矿 体 。同超前 切顶 房柱 法 相比，具 有作业安 全， 设备 年 Ⅱ 用 率高 等优 点 ， 采准切 割工作 量 虽然 较大 ，但 采矿成本 降低3 4 如，采矿 工效从 4 O ． 5 吨／ 人班 提 高 到 4 8 ． 8 吨／ 人班 。 六 、 无 底 柱 分段 空 场 采矿 法 此 法兼有 深孔 采矿和端部 出矿 的特点 ， 回采工 艺简单 、作业安 全、劳 动生产 率高 。 矿石 贫化损 失较低 。对 围岩稳 固的薄或 中厚 急倾 斜矿 体 ，可用 来代替 留矿法 或 分段 空场 采矿法 法 国萨尔 西尼金矿开 采0 ． 5 3 米厚 ，倾 角6 O 。 的矿脉 ， 阶段 高4 ． 5 米 ，分段 高1 0 米 ， 分段 问用一 条坡度 2 0嘶的之 字形脉 外斜 坡道 连接 。分段平 巷最小宽 度1 ． 8 米，高3 ． 5 米， 用1 ． 8 米 长 的锚杆 支护 。 掘进 采用Mo a t a b e r t 液压凿岩台车和0 ． 6 1 ． 8 m‘ 铲运机， 将矿， 露 和废石分别运锭每寄柏蔫井。鑫国I曩宴螅 维普资讯 8 下超前圊采。阐采肘，先在采区端部沿矿脉 掘 进一 个1 2 m。 的切 割天 井 ，再 用 上 述 台 车 配HS 0 型液 压 凿岩机 钻凿 真径 6 4 毫 米的深 孔 ，孔 内装 填胶质 炸药 卷 ，以 切割天 掉为 自 由面进行爆破 。沿 走向每回 采 8米 ，留下 2 米宽 的矿柱 支撑顶盘 。爆下 的矿 石 ， 用CT 1 7 0 0 型无 线电遥 控铲运机 运往溜 矿井 。采 用 此法矿石几乎无贫他，安全条件明显改善， 事 故率减 少1 ／ 3 ， 劳动 生产率 提高5 O 嘶左右 。 圈 6 无底挂分 段 空场采矿 法 1 一采区边界 3 一 辩坡遘i 5一 分段 平 巷 T-- g- 拄 ； 9一 藩炮 孔 2一 上 水平 ； 4一 下 水平 ； B一溜矿井； B一 切 割槽 澳 大利亚 克利夫 兰德锡矿 开采诓 乎垂 直 的 矿脉 ，厚度 1 ． 5 1 8 米 ，平 均7 ． 6 米 。顶底 盘 圈岩 都很稳 固 ，矿脉 与 围岩接 触 界 线 清 晰。矿脉 走向 长约 3 6 0 米 ， 分成两个 采矿场 ， 中间 留一 条2 4 米宽 的 间柱 。分段 高度 1 8 米， 沿 矿体 中心掘进 分段平 巷 ，断 面 3 ． 3 ． 6 米 。 与此 同时 ，在其两 帮 拉底 ，拉底 宽度控 制在I 2 米 。在 矿 体两端用 深孔分段 爆破 法掘 进 切割天 井 并 扩大 为切 割槽 ，槽 宽 与矿体宽 度 相等。然 后，从切 割槽 向中央 后 退 式 回 采 。使用双机 台车配 DH1 2 3 型 凿岩机 向上钻 凿 平行 深孔 ，孔轻 5 1 毫米 ，孔 距1 ． 2 米 ，排 距1 ． 5 米 ，骜岩效 率9 1 米／ 人班。 整个分段 的 炮孔一哭钻完，采用铵油炸药和毫秒雷管逐 排爆 破 。甩s T一5 A型铲 运机从 端部 出矿 ， 平均 运距1 2 O ～ 1 4 O 米。用 铲运机 出矿 容易副 出矿石 中的大 块废石 ，加 上严 格控 制拉底 和 深 孔凿岩的质 量 ，贫化 率 到l 0 师。矿 山年 产矿石 2 5 万 吨，地下 职工仅 4 5 人 ，其中工 人 3 6 名。全员劳 动生 产率 2 4 ． 5 吨／ 人班 ， 地 下 [人劳动生 产率达 3 0 ． 5 吨 ／ 人班 。 七、天井深孔崩矿 空场 采矿 法 该法从天井钻营深炮孔，自下往上分层 爆破 ，矿石 借助爆 力和重力 落 至采场底部 。 五十 年代苏 联便开始 采用这 一方法 ，用普通 潜孔 钻机钻 凿水平 深炮孔 ， 由于要 在天 井 两 侧开凿许多凿岩峒室 ，采准工程量大，劳动 ’ 条件差 ，凿岩效 率低 ， 因此未能 推广。七 十 年代以来 ，瑞 典制 造了用 于中等 倾斜大 断面 天井的采掘两用爬罐，苏联研制 了用于急侦 斜 薄矿脉 的小型 采矿 爬 罐，近 几 年芬 兰 又研 制 成功用 电脑 控 制的H8 0 0 RL型 自动 化液压 机组 ， 凿岩效 率和 炮孔精 确度 显著 提高，劳 动条件大为 改善 ，使天井 深 孔采矿法 进 了 一 个 新的发 展阶段 。 苏联 滨 海多金 属 矿 ，矿 脉 厚1 ． 4 ～2 ． 5 米，倾角7 0 ，囤岩为稳固的砂岩，矿 岩 硬 度 系数 f 1 4 ，原 采用 浅孔留 矿法 ，研 制 了 外 形窄长 的KOB 一2 6 型爬罐 后 ，改 用 天 井 深孔 采矿 法 。爬 罐上 安有一 个 支臂，配 用重 型凿岩 机钻 凿直径 5 0 5 6 毫米 ，深至 1 2 米的 水平 炮孔。 矿岩 相当稳固 时，天井 两侧 不 留 矿桂 ，甚 至可 以采用竖 分条壁 式采矿 法 图 ． 7 这 时，不 必在 各个分 条中央 掘 进 天 井 ，回 采工作 以长壁工 作面的形 式 从矿 块 一 侧向另 一侧推进 ，可使 采准工 作大 大减少 。 ’ 同浅孔 留矿法 相 比， 炸药 消耗 最从 2 公 斤 ／ m。 减至1 ． 8 公 斤 ／ m。 ， 工作面 劳 动 生 产 率 从 1 0 ． 3 吨／ 人班 提高 到3 6 ． 4 吨／ 人班 ，地下 劳动 生产率从8 ． 3 吨／ 人班 提 高到2 O 喃 磊 氍．矿 维普资讯 江 西有 色金属1 9 8 9 ． 1 0 石 损失率 从1 0 ． 5 盼下降 到3 5 。 凰 7 关并深孔璧式采矿法 1 一爬畦； ． 2 一 导 3一 耀炮 孔． 4一 锚玎 瑞典 维 斯卡璺 亚铜矿矿 体厚 1 米， 倾 角 3 7 。 一 5 5 。 采 场沿走 向布置 ，长 5 5 米， 1 留 间柱 。阶段 高 5 0 6 O 米。天井 布置在 果场 中 央底盘接触线上，直径 4米，用阿利玛克爬 耀 掘进 。回采 时 ，使 用H8 0 0 RL机组钻 凿 扇 形抱孔 。 每排1 8 个 炮孔 ，共 7 0 0 米，最 深 的 4 O 米 。为 防止 囤岩 冒落，部 分朐孔朝 顶盘 方 向打 澡一些 ， 以安设 锚 索。 一次爆 破 两排 炮 孔 ，排 距分 别为 3 ． 5 与 米 ，孔 径分 月 为 1 0 2 与8 9 毫 米 。用风动 装药 装填 铸油炸药 。每 米炮 孔崩矿 ] 6 1 7 吨。矿石 借助爆力 抛至 采 场肩 部，在放 矿点 用5 m。 的c a t 9 R 0 1 3 型 前 装 机装 入 载重 5 O 吨的 K一 5 0 1 型 匀 汽车 运 出 地表。 三个 采场 和 一套机 组年 产矿石 可达 6 O 万 吨，其 中一个 采场进 行 采准， 一个 钻 凿溧 孔 ， 一个 爆破 出矿 ， 月采矿 强空 这 j 吨． n 。 由于 强化开 采和不 留 问柱， f r 矿 石 搦戋率 只 有 1 2 嘶。 凿岩机组 台班效 率 1 0 0 一 1 3 2 米， 比 普通 潜 孔钻机 提高 5 一 l o 倍 矿 L n年 产 矿 石 1 0 0 万 吨 ，包括选 矿在 内， 矿 仅 L 6 O 人 使 用天井 深孔 采矿法 ，矿石 q ； 圈 岩不要 术很稳固，围岩可用锚索预先加固，矿石可 暂 留在 采场 ，或者利 用爆力 抛 至采场底 部， 因此比较灵活，适应性强。同缦孔留矿法相 7 ‘ 比，凿岩效率 高 且作 业 安全。 同分段 采矿 法 相比，无须开 凿 联络分段 平巷 的斟 坡遘 天 并 深孔 采矿法 使 用H8 0 0 RL机 组 同VCR采 矿法 相 比，后者装 药结 掏复杂，爆破 参数 要 经常调整，难以实现程序控制，且高风压潜 孔凿岩能 耗大 ，作业 条件差。可 以预料 在 开采大型矿床 中，天井 深孔采矿法 将 成 为 VCR法 的有力 竞争对 象。 八 、 大直 径 深 孔 阶 段 空 场 法 加拿 大国际镍公 司锶 量北矿和来 瓦克 矿 首创 了大 直径 深孔 阶段 空场 采矿 法 和VCR 采矿法后 的近2 O 年 的时 间里 ，已有 十 多个国 家数十个 矿 山推广 应用 。国际镊 公司安 大略 分部所属的十多个矿山，1 9 8 4 年有一半矿石 甩此法 开 采， 1 9 8 7 年共 采出矿 石 1 2 0 0 万 吨， 其 中1 0 0 0 多万 吨用此法 开 采。该 公司 每 吨矿石 的平均 采矿 成本从1 9 8 1 年3 2 美 元 降 至2 O 美 元 。在前 几 年金 属市 场价 格暴跌的 严竣形 势 下 ，由于大力推广 这 种高效 率采矿方法 ，公 司终于 扭亏转盈 ，摆 脱 了危 机。 近 几年来 ，大直径 深孔 采矿的主 要进展 是。 1孔内微 差 爆破 试验 成功 ，VCR采 矿 法 己从 单层药 包发展 到多 屠药 包 ，一次起 爆，从而减少了装药爆破 次数，增加了一次 崩 矿_ 置’ 2创造 了大直径 深 孔 崩 矿 与 VcR法开切 剖槽的 联 合方 案 ， 由于 兼 采 二 者之 长 ，劳动生 产率和 采场生产 能力进一 步 提高 3随着深孔 钻机、 钻县和 操 作 技 术的不 断改 进，炮 孔精确度 珂显 提高 ，大直 径深孔 采矿 法 已推 广应用 到急倾 斜薄 至 中厚 矿体 。 加 拿太 白马铜 矿矿体 上宽下 窄，平 均厚 受2 4 米 ，最大 厚度 4 O 米 ，倾斜7 O 。 原 用 分 段 空场 法开 采 ，由于深 部地压 增大 ，席 盘 囤 岩 易 冒落 ，改为VCR法。 采矿场 垂直 走 向 布置，矿房宽l 8 2 O 采。酋岩串巷位于上水 维普资讯 8 平 矿房 中轴线 上，从 上向下钻 凿直 径1 6 5 毫 米 的痛 形崩 矿炮孔 ，孔 深6 O 一 7 2米 ，排 距 4 ． 2 米。孔内延发爆破，每层高3 米，一次爆 破 2 3 屠 ，最 多l 1 层。最 多 的一 次共爆 破 6 排 4 4 孔 ，崩矿近 5万 吨。矿石 中等坚硬 ，凿 岩 台班效率 6 O 米 ，每 米 炮孔 崩矿 3 2 吨，炸 药 消耗0 ． 2 7 公 斤／ 吨 矿石 破碎均 匀 ，二 次 爆 破炸药 消耗虽从 4 5公斤／ 吨减 至9 公 斤／ 吨 。 贫 化率从 1 9嘶减 至1 O 嘶、 非 电肆 ● 置 盅 睡 序 圈 8白马铜 矿 VCR法 1 一球状药 包； 2 一切顶炮孔 ． 倾角l 5 0 下． 6 l 毫米 3 一拉底炮孔．B 4 毫 米 西 班牙 鲁 比阿勒铅锌 矿 开 采2 0 5 0 米 厚 ，颤 斜接近9 0 。 的矿体 ， 矿房 宽 1 6 米 ，问 柱兜2 O 米。先采矿房，在采场中央或顶盘一 侧 用VCR法爆 出一 条5 米 宽、6 0 米 高的切 割 槽，其余炮孔装柱秩铵油炸药包，多排徽差 爆 破 ，一 次崩 矿l 2 万 吨。为 减少爆破 对 间柱 的 破坏 ，矿房 边界 采用减震 爆 破 ，将炸药 装 入 一根 直径 1 0 0 毫米 的塑料 管 内，营壁 与 孔 壁之间用砂子填塞。回采间柱时， 先 用VCR 珐 爆破 采场 中央 一排 炮孔 ，形 成超前 切槽 ， 其余饱 孔 呈品 字形 依次 超前多层 漏斗爆 破 。 每 次爆 破 高度3 0 米 ，一 次崩矿 3万 吨。矿石 硬 度 中等，孔 网3 ． 7 5 x 3 ． 7 5 米 ，球状 药 包埋 设 深2 ． 9 米 ，每 米 炮孔 崩矿 4 O 吨 ，炸 药 消耗 0 ． 2 5 ～0 ． 3 公斤 ／ 吨。矿 山 日产 矿石 3 0 0 0 吨 ， 仅 4个 采场 工 作，2 采2 充 ，生 产工 人 工 效 2 6 3 O 吨 ／ 人班 ， 垒员 劳动生产 率8 1 O 吨／ 入 班 。 西班 牙 阿尔 马登 汞矿开 采4 ． 5 5 米 厚的 急倾斜矿 脒 ，分层 充填 法 圆采周 期长， 生产 能 力低 ，成 本高 。后改 用 VCR法， 采 场 长 3 O 米，阶段高4 4 米。抱孔呈梅花形排列，每 排 相间为 1 个 和2 个炮孔 ，孔 径1 6 5 毫 米 ，排 距1 ． 2 5 米 ，孔 距2 ． 5 米 ， 边孔 距岩璧 0 ． 6 一O ． 8 米。药包 埋置 深 度2 ． 3 --2 ． 6 米 ，重1 2 ． 5 1 8 ． 5 公斤 ，单层 爆破 。矿石坚硬 ，每 米炮孔 崩矿 l 3 吨，炸 药 消耗 0 ． 5 ～O ． 6 5 公斤／ 吨 。采 用稳杆 器 炮孔偏 斜率不 蓟 1嘶 日 产 矿 石 2 0 0 0 吨，4 个 采场 工作 ，1 个 凿 岩 ， 8个爆 破 全 员 劳动 生 产 率 1 O 吨／ 人班 ，贫 化 率 8嘶，损失 很小 。可见 ，只 要精 心设 计和操 作 ，厚 度4 5 米的 矿体 采用 VCR法 ，经 济 效果 也 是 好的。 维普资讯