采礦學培訓課件2006年10月第1頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3)、按礦體厚度分：礦體厚度的概念：礦體的上盤與下盤之間的垂直距離或水平距離。前者稱為礦體的真厚度，后者稱為礦體的水平厚度。①極薄礦脈

礦體厚度在0.8米以下。（用淺孔鑿巖開采的方法）②薄礦脈礦體厚度為0.8—4.0米之間。1.1礦床工業特征第2頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月③中厚礦體礦體厚度為4.0—15米之間。④厚礦體礦體厚度為15—30米，一般用深孔回采。⑤極厚礦體礦體厚度在30米以上。采用深孔回采。1.1礦床工業特征第3頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月1.1.4、礦石和圍巖的物理力學性質

礦石和圍巖的性質主要包括有：硬度、堅固性、碎脹性、結塊性、氧化性、自燃性及含水性等。1）礦巖的硬度指礦巖抵抗工具侵入的性能。2）礦巖的堅固性

巖石的堅固性表示巖石在破碎時的難易程度。

堅固性的大小用堅固性系數來表示，（許多書中硬度系數，也叫普氏系數f值）。

堅固性系數:f=R/100

式中R——為巖石標準試樣的單向極限抗壓強度值。(R單位kg/cm2)

1.1礦床工業特征第4頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3）普氏巖石分級法：

①極堅固巖石

f=15～20（堅固的花崗巖，石灰巖，石英巖等）

②堅固巖石

f=8～10（如不堅固的花崗巖，堅固的砂巖等）

③中等堅固巖石

f=4～6（如普通砂巖等）

④不堅固巖石

f=0.8～3（如黃土、僅為0.3）

1.1礦床工業特征第5頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月4）礦巖的穩固性

（1）礦巖體穩固性的概念：

穩固性是指礦巖體在一定暴露面積下和在一定時間內不自行垮落的性能。（2）穩固性與堅固性的關系

二者既有聯系，又有區別。（現代巖石力學中：尺寸效應、巖石與巖體）1.1礦床工業特征第6頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月（3）礦巖穩固性分類：可分為五類

①極不穩固：不允許有暴露面積。

②不穩固：允許暴露的面積在50m2以內。③中等穩固:允許有一定的暴露面積50m2—200m2。

④較穩固:允許有較大的暴露面積200—500m2。

⑤極穩固:允許有很大的暴露面積800m2以上。1.1礦床工業特征第7頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月根據地下礦體的開采工作特點，礦床開采步驟可分為：開拓、采準、切割、回采1)、礦床開拓：從地表掘進一系列井巷工程通達礦體，以達到人、機器(設備)、材料的運送和將礦石(包括廢石)運出地表而形成人行、提升、運輸、通風、排水、動力供應等完整系統，稱為礦床開拓(開拓系統)。為完成礦床開拓工作而掘進的井巷工程稱開拓工程，包括主井、付井、斜坡道、斜井、平硐、運輸巷道、主溜井、風井、充填井、車場、硐室等。1.2、礦床的開采步驟第8頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月2)、礦塊采準：在階段開拓的基礎上，在所劃定的礦塊內為回采工作而掘進的人行、鑿巖爆破、出礦、通風等準備工程(平巷、天井等)稱為采準工程。采準工程隨采礦方法而變。3)、切割工作

在完成礦塊采準工作的基礎上，為大規模回采礦石而開辟的自由面、補償空間等工作。

4)、回采工作

在完成切割工作以后，在采場內進行大量采礦工作。包括鑿巖、爆破、出礦、地壓管理等。拉底工程、切割天井、切割槽、擴漏等。

1.2、礦床的開采步驟第9頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月5)三級儲量：

三級礦量的概念是為了保證礦山持續均衡地進行生產而提出的。三級儲量是指開拓礦量、采準礦量、備采礦量的儲備量。三級儲量有色礦山保有期黃金礦山保有期黑色礦山保有期開拓儲量3年2~3年3~5年采準儲量1年左右8~12個月1.5~2年備采儲量6個月左右6個月左右6~12個月1.2、礦床的開采步驟第10頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月當礦脈和山坡的傾斜方向相反時，則由下盤掘進平硐穿過礦脈開拓礦床，這種開拓方法叫做下盤平硐開拓法。

2.1平硐開拓法第11頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月當礦脈側翼沿山坡露出，平硐可沿礦脈走向掘進，成為沿礦脈平硐開拓法2.1平硐開拓法第12頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月

當礦脈與山坡的傾斜方向相同時，則由上盤掘進平硐穿過礦脈開拓礦床，這種開拓法叫做上盤平硐開拓法2.1平硐開拓法第13頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月下圖表示下盤斜井開拓法，它的石門要比下盤豎井開拓的石門短得多。斜井的傾角，一般與礦體傾角相同。但在少數情況下，也可采用偽傾斜的斜井。

2.2斜井開拓法第14頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月脈內斜井開拓法(1)礦體范圍大，厚度小，下盤巖石不穩固，礦石穩固，礦石價值不高；(2)礦井急需短期投產，爭取早日見礦，并需作補充勘探；(3)露天開采轉為地下開采，斜井口至地表一段可利用露天礦的邊坡，將邊坡和斜井底板聯成斜坡道。

2.2斜井開拓法第15頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月當礦體走向較長或傾角較大，又要采用鋼繩膠帶輸送機時，就可采用偽傾斜斜井斜井內所采用的提升方式主要取決于斜井的傾角：當斜井傾角≥25o～30o時，一般采用箕斗或臺車提升；當斜井傾角≤25o～30o時，用串車提升；當斜井傾角﹤18o時，可采用鋼絲繩膠帶輸送機運輸。

2.2斜井開拓法第16頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月下圖為下盤豎井開拓法，V1、V2、V3表示急傾斜礦體。在礦體下盤巖石移動帶以外開掘豎井，再掘階段石門通達礦脈。這種開拓法在國內金屬礦中使用最廣泛。

2.3豎井開拓法第17頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月下盤豎井開拓法的最大優點是井筒的保護條件好，不需留保安礦柱。其缺點是石門的長度隨開采深度的增加而加長。當礦體傾角變小時，下部石門特別長。故下盤豎井開拓法適用于埋藏在地平面以下的急傾斜礦體，礦體傾角大于75o時更為有利。2.3豎井開拓法第18頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月上盤豎井開拓法，在礦體上盤巖石移動帶以外開掘豎井，再掘階段石門通達礦體

2.3豎井開拓法第19頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月上盤豎井開拓方法與下盤豎井開拓法比較，存在著嚴重的缺點。主要是上部階段要掘進很長的石門，基建時間長，基建初期投資較大，只有在下列特殊條件下才考慮采用。

(1)根據地面地形條件，礦體下盤是高山，而上盤地形平坦，采用上盤豎井，井筒的長度較小；

(2)根據礦區地面地形條件及礦區內部和外部的運輸聯系，選礦廠和尾礦庫只宜布置在礦體上盤方向，這時采用上盤豎井可使運輸線路縮短，從而降低了鋪設運輸線路的投資及運輸費用；

(3)下盤地質條件復雜，不能避開破碎帶或流砂層和涌水量很大的含水層。因為在這種條件下掘進井筒是很困難的。2.3豎井開拓法第20頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月側翼豎井開拓法，其最大的特點是井筒布置在礦體側翼。

2.3豎井開拓法第21頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月采用這種開拓法時，巷道掘進和井下運輸只能是單向的。故掘進速度受到一定的限制。一般在下列條件下采用：

(1)上、下盤地形和巖層條件不利于布置井筒，礦體側翼有合適的工業場地、選廠和尾砂庫以布置在礦體的側翼為宜。這時采用側翼豎井，可使地下和地面運輸的方向一致；

(2)礦體傾角較緩，豎井布置在下盤或上盤時石門都很長；(3)礦體沿走向長度小，階段巷道的掘進時間不長，運輸費用也不大。2.3豎井開拓法第22頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月2.4斜坡道開拓法螺旋式斜坡道:幾何形式一般是圓柱螺旋線或圓錐螺旋線。折返式斜坡道:由直線段和曲線段(或折返段)聯合組成的。第23頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月2.5聯合開拓法平硐與盲豎井聯合開拓法

明豎井與盲斜井聯合開拓法第24頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月平硐—斜坡道聯合開拓豎井—斜井—斜坡道聯合開拓2.5聯合開拓法第25頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月2.6主要開拓巷道類型和位置的選擇1）主要開拓巷道類型和位置的選擇的要求主要開拓巷道：提升礦石的井巷如主豎井、主斜井、主平峒和主斜坡道。其位置的選擇的準則是：基建與生產費用最少，盡可能不留保安礦柱，有方便和足夠的工業場地，掘進條件良好等。需要考慮的主要因素有：（1）礦區地形、地質構造和礦體埋藏條件；（2）礦井生產能力及井巷服務年限；（3）礦床的勘探程度、儲量及遠景；第26頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月（4）礦山巖石性質及水文地質條件；（5）應考慮地表和地下運輸聯系方便，使地表地下總運輸功最小、開拓工程量最小；（6）保證井巷出口位置及有關構筑物不受山坡滾石、雪崩和山崩等危害；（7）井巷出口位置標高應在歷年最高洪水位1米以上以免被洪水淹沒；（8）井筒或平峒位置應避免壓礦并位于巖層移動帶以外，距地面移動界限的最小距離為20米，否則應留保安礦柱；（9）井巷出口位置應有足夠的工業場地，以便布置建筑物、構筑物、調車場、對方場地和廢石場等，同時盡可能不占和少占農田。（10）改擴建礦山應考慮原有井巷和有關建筑物、構筑物的充分利用。2.6主要開拓巷道類型和位置的選擇第27頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月2）主要開拓巷道位置的選擇（1）主要開拓巷道沿走向位置的選擇在地形條件允許的情況下，主要從地下運輸費用來考慮即按井下最小運輸功來考慮，按最小運輸功確定的井巷位置，也同時符合運輸材料、井巷維護和通風等費用最小的要求；此外，在選擇井巷沿走向位置時，不應只考慮地下運輸功最小，還應結合地面運輸方向來同時考慮，要使地面和地下總的運輸功最小。2.6主要開拓巷道類型和位置的選擇第28頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月第29頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月（2）主要開拓巷道垂直走向位置的確定崩落帶：因下部采空區引起的塌陷，地表出現裂縫的范圍。移動帶：因下部采空區引起的塌陷，地表出現崩落范圍邊界起至變形的終點止。移動角：上盤移動角、下盤移動角和側翼移動角；一般下盤移動角大于上盤移動角，側翼移動角最大；不同巖層的移動角不同。主要開拓巷道垂直走向位置：在移動界限以外按安全規程留出安全距離，具體為：一類保護建筑和構筑物的安全距離20米，但河流、湖泊的安全距離要求50米；二類保護建筑和構筑物的安全距離15米；三類保護建筑和構筑物的安全距離10米。2.6主要開拓巷道類型和位置的選擇第30頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月第31頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月第32頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3）地表及巖體移動范圍圈定的安全技術規定礦山必須圈定開采后地表巖層移動預計范圍。礦山開采巖層移動范圍的圈定應追循下列規定:(1)移動區應從開采礦體的最深部劃起;(2)對未探清的礦體應從能做到遠景開采的部位劃起;(3)礦體埋藏很深且分期開采時，應分期劃出移動區;(4)礦體輪廓復雜時，應從礦體突出部劃起;2.6主要開拓巷道類型和位置的選擇第33頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月(5)對己進行工程地質及巖體力學研究的礦山，一般應進行開采后巖體及地表穩定性的評價，分別用數值分析法(包括有限元或邊界元分析)和類比法確定;(6)對未進行巖體力學研究的礦山，可參考同類礦山的觀測資料確定;(7)所圈定的移動區范圍應分別標在總平面、開拓系統平面、剖面及各中段平面圖上。4）礦山建筑物、構筑物應布置在最終移動區之外。建筑物、構筑物的保護帶寬度應按被保護物地等級而定。2.6主要開拓巷道類型和位置的選擇第34頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月一類建筑物和構筑物包括：提升井筒、井架卷揚機房；發電廠、中央變電所、中央空壓機站、中央機修廠主扇風機房；車站、鐵路干線路基和索道裝載站；河流和湖泊。二類建筑物和構筑物包括：未設提升裝置的井筒－－通風井、充填井和其它次要井筒；架空索道支架、高壓線塔、礦區專用鐵路線、公路、水道干線等。三類建筑物和構筑物包括：無吊車設備的磚木結構廠房，三、四級火車站，磚木結構平房或跨度小于20米的二層樓房、村莊民房，低于22萬伏的高壓輸電鐵塔，鋼煤氣管道等。2.6主要開拓巷道類型和位置的選擇第35頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.采礦方法9.1采礦方法分類按礦塊回采時的地壓管理方法進行分類空場法：將礦塊劃分為礦房和礦柱，先采礦房后采礦柱，靠礦巖自身的強度維持回采時礦房的穩固性。充填采礦法：將礦塊劃分為礦房和礦柱，分兩步進行回采，隨著回采工作面的推進，逐步用充填料充填采空區，防止圍巖片落，即用充填料充填采空區靠充填體的的強度維持采場的穩固性。崩落法：采用一步回采，隨著回采工作面的推進，同時崩落圍巖充填采空區，從而達到管理和控制地壓的目的。第36頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月特點：把采區中的礦石分為礦房和礦柱。首先采礦房，礦房采完后，再采礦柱控制地壓：把礦巖的暴露面積和暴露時間控制在其穩固性允許的范圍內，充分利用礦巖本身的“自然”支撐能力。安全前提：正確確定采區尺寸和回采順序空場法的適用條件礦石和圍巖穩固或中等穩固以上，在一定時間里允許采空區有較大的暴露面積。典型方案：全面法、留礦法、房柱法、分段空場法、階段空場法3.2空場采礦法第37頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月適用條件：礦體和圍巖中等穩固以上，礦體傾角30度以下；房柱法與全面法的本質性區別為，房柱法有規律地留礦柱，而全面法留不規則的礦柱。全面法尤其適合于開采礦體底板起伏較大或礦體厚度變化較大以及礦石品位分布不均勻的礦體。其基本特征是：將階段(或盤區)進一步劃分成礦塊(成采區)，礦塊內可選擇性的留有頂柱、底柱、間柱，也可均不留。工作面沿礦體走向或傾向方向全面推進，在回采過程中將礦體中的夾石、貧礦，需要時也將礦石以不規則的形式留下支撐采空區。所留礦柱一般作為水久損失，不再回采。用此方法開采貴重礦石時，可采用人工支柱（混凝土支柱、砌石支柱、木支柱及木垛等）取代礦柱支撐頂板。3.2空場采礦法－房柱法和全面法第38頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月

1).結構參數礦塊尺寸主要取決于礦石和圍巖的穩固性及電耙的有效運距。礦塊一般沿礦體走向布置，長度為50～100m，階段斜長40～60m，頂柱和間柱寬為2～3m，底柱寬為3～6m。采場內不規則礦柱為φ3～6m或3×3m，間距為8～20m。2).采準與切割掘進階段運輸平巷、切割上山，底柱中間間隔5～7m開放礦漏斗，運輸巷道另一側間隔20m布置一個電耙絞車硐室。3.2空場采礦法－全面法第39頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3).回采工作回采工作自切割上山開始，沿礦體走向一側或兩側推進。當礦體厚度小于3m時，全厚一次開采；當礦體厚度大于3m時，則以梯段工作面分層回采，如圖3-20。根據頂板穩固情況，留不規則礦柱支撐頂板，采下的礦石采用電耙運搬。由于采空區面積較大，應加強通風管理。3.2空場采礦法－全面法第40頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月1).淺孔房柱法適合于開采礦巖穩固，厚度小于8～10m的緩傾斜的下礦體。（1）結構參數礦房的長軸可沿礦體走向、傾向或偽傾斜方向布置，這主要取決于礦體的傾角和電耙的有效運距。礦房長軸沿傾向布置時，長度為40～60m，寬度8～20m。間斷礦柱尺寸為φ3～7m或3×4～5×6m，間距為5～8m。根據開采的深度和礦體厚度，將若干個礦塊劃歸為一個分區，分區跨度80～600m不等，分區間留連續間柱以承受上覆巖層的載荷，間柱寬度3～8m。3.2空場采礦法－房柱法第41頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月（2）采準與切割工作階段運輸巷一般布置在底板巖層中，以保持其平直，并減少電耙運搬和運輸之間的相互影響，如圖4-21所示。采準切割巷道有：底板階段運輸巷、放礦溜井、切割平巷、電耙硐室、切割上山和聯絡平巷。（3）回采工作當礦體厚度小于3m時，一次回采全厚；當礦體厚度大于3m時，則分層回采。一般先在礦房緊貼底板部位以切割平巷和切割上山為初始自由面進行全面拉底，然后采用上向炮孔或水平炮孔挑頂回采。分層高度一般為2.5～3m，梯段工作面一般自下而上逆傾斜推進。采下的礦石由電耙運至放礦溜井，下放到階段運輸巷裝車運出。頂板不夠穩固時，可采用錨桿和錨桿加金屬網加強維護。3.2空場采礦法－房柱法第42頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月適用條件：礦石圍巖中等穩固以上，礦體厚度4～15m的緩傾斜礦體3.2空場采礦法－房柱法第43頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月2)深孔房柱法深孔房柱法的特點是：先在頂板下全面切頂，并采用錨固技術維護好頂板。在礦房一側開掘切割主槽，以切割主槽為自由面，采用直立工作面落礦，崩落的礦石采用電鏟—汽車運輸。

3.2空場采礦法－房柱法第44頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.2空場法－留礦采礦法留礦法的基本特征是：在礦房中自下而上分層回采，每分層采下的礦石靠自重從礦房底部放出l／3左右，其余的礦石暫留在礦房中作為繼續上采的工作臺，工人直接在礦房暴露面下的留礦堆上作業。整個礦房采完后，暫留在礦房中的礦石再進行大量放出。適用條件：留礦法適合于開采礦石和圍巖均穩固的急傾斜以上的礦體，并要求礦石無自燃性、氧化性，破碎后不易再結塊。留礦法對所開采礦體的厚度無特殊要求，但由于它具有勞動強度大，作業安全性差，積壓大量礦石等缺點，因而在開采中厚以上的礦體時已被安全、高效的階段礦房法所取代。在開采薄礦脈至極薄礦脈時，留礦法仍占有80％以上的比重。第45頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.2空場采礦法－留礦法留礦法回采過程：（自下而上分層回采）鑿巖——爆破——局部放礦——撬頂——破碎大塊——平場……——大量放礦適用條件：礦石和圍巖均穩固的急傾斜以上的礦體礦石無自燃性、氧化性，破碎后不易再結塊第46頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.2空場采礦法－留礦法第47頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月1).結構參數當礦體厚度小于15～20m時，礦塊沿礦體走向布置，階段高度為30～50m，礦塊長度40～60m，礦塊厚度等于礦體厚度，礦塊間柱2～6m，頂柱2～3m，底柱4～6m。2).采準工作采準工作包括掘進階段運輸巷、天井、天井聯絡道、拉底巷道和漏斗頸。天井布置在間柱中央，在垂直高度上每間隔4～6m掘進聯絡道與兩側礦房貫通。兩側聯絡道宜交錯布置，并與回采分層的高度相匹配。3.2空場采礦法－留礦法第48頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3).切割工作包括拉底和劈漏，拉底高度一般為2.0～2.5m，寬度等于礦體厚度。但在極薄礦脈中，拉底寬度一般不應小于1.2m，以保證放礦順利。在薄礦脈中，漏斗間距一般為4～5m，在中厚以上礦體中，每個漏斗負擔面積以25～36m2為宜。4）回采工作包括鑿巖、爆破、通風、局部放礦、撬頂平場和大量放礦等作業。當礦體較穩固時，采用上向炮孔梯段工作面或不分梯段整層一次回采，分層高度為2.5～3.0m；當礦體穩固性較差時，可采用水平炮孔壓頂落礦。3.2空場采礦法－留礦法第49頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月適用條件：礦巖中等以上穩固的中厚以上的礦體爆破方法：可用中深孔或深孔爆破爆破方向：深孔爆破方向向下而中深孔爆破是垂直相向爆破。3.2空場采礦法－階段礦房法第50頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.2空場采礦法－階段礦房法第51頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.2空場采礦法－階段礦房法第52頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月（VCR法）－－垂直深孔球狀藥包落礦階段礦房法適用條件：礦巖中等穩固以上的急傾斜礦體特點：采用高風壓鉆機鉆鑿高精度深孔，采用球狀藥包（長度與直徑之比小于6）爆破；生產能力大，安全性好。3.2空場采礦法－VCR法第53頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.2空場采礦法－VCR法第54頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月礦柱和采空區是空場法采礦的主要危險源！礦柱:存在時間過長，由于地壓活動，使礦柱變形和破壞。以后回采礦柱增加困難；甚至不能回采，造成永久損失。采空區:（導致地表沉降、礦震）礦房回采后在地下形成大量采空區，嚴重地威脅下部生產階段的安全，成為以后發生大規模地壓活動的隱患。3.2空場采礦法－礦柱和采空區處理第55頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月1）采空區的處理方法：（1）崩落圍巖處理采空區崩落圍巖處理采空區的目的，是使圍巖中的應變能得到釋放，減少應力集中程度；用崩落巖石充填采空區，在生產地區上部形成巖石保護墊層，以防上部圍巖突然大量冒落時，沖擊氣浪和機械沖擊對采準巷道、采掘設備和人員的危害。（2）充填采空區在礦房回采之后，可用充填材料(廢石、尾砂等)將礦房充滿，再回采礦柱。這種方法不但處理了空場法回采的空區，也為回采礦柱創造了良好的條件，提高礦石回采率。3.2空場采礦法－礦柱和采空區處理第56頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月（3）封閉采空區在通往采空區的巷道中，砌筑一定厚度的隔墻，使空區中圍巖崩落所產生的沖擊氣浪，遇到隔墻時能得到緩沖。這種方法適用于空區體積不大，且離主要生產區較遠，空區下部不再進行回采工作的條件。3.2空場采礦法－礦柱和采空區處理第57頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.3充填采礦法本類采礦方法的特點是：在礦房或采區中，隨著回采工作面的推進，用人工支撐的方法來控制地壓和形成工作場地。人工支撐是本采礦方法中極重要的生產環節。因此，降低人工支撐的成本，提高人工支撐的效率，改善人工支撐的質量是使用和發展人工支撐采礦方法的關鍵。充填采礦法的適用條件礦巖不穩固或礦體穩固而圍巖不穩固或圍巖穩固礦體不穩固，礦石價值較高。第58頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.3充填采礦法－上向分層充填采礦法1).上向分層充填采礦法的特點工作面自下而上分層回采，各分層以采礦、出礦、充填形式循環作業。充填體維護上、下盤圍巖，并作為繼續上采的工作平臺。分層回采、分層充填、采空區作業高度較小，上下盤圍巖能夠得到較好的維護。不容易形成超采或欠挖，可實現分別回采，因而對礦體形態變化的適應性強。但人員直接在暴露的頂底板下作業，要求嚴格的頂板管理和必要的頂板維護，否則安全性差。上向分層充填法適合于開采礦石中等穩固以上，圍巖穩固性不限，需要用充填法開采的礦體。第59頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月2).適用條件上向分層充填法適用于：礦石品位高或稀有、貴重金屬礦床；開采有自燃發火危險及有放射性危害的礦床；開采露天和地下要同時生產的礦體；礦體形態復雜，厚度、傾角變化大，含夾石多的礦床；急傾斜或傾斜的薄到極厚礦體；薄及孤立的小礦體可用干式充填，中厚以上礦體用水砂或膠結充填；地表有河流、鐵路、建筑物等需要保護及開采深度較大的礦床。3.3充填采礦法－上向分層充填采礦法第60頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月1-頂柱；2-充填天井；3-礦石堆；4-人行濾水井；5-放礦溜井；6-主副鋼筋；7-人行濾水井通道；8-上盤運輸巷道；9-穿脈巷道；10-充填體；11-下盤運輸巷道

3.3充填采礦法－上向分層充填采礦法第61頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月②采準與切割工作掘進上、下盤沿脈運輸巷加穿脈巷道構成環形運輸，每個礦房中布置一個充填天井、兩個順路放礦溜井和一個順路行人濾水井。溜礦井用砼澆灌而成，內徑1.5m，壁厚300mm。人行濾水井用預制鋼筋砼構件砌筑。底柱上部掘進拉底巷道，并以此為自由面擴大至礦房邊界，形成拉底空間，再向上挑頂2.5～3m，形成4.5～5m高的拉底空間后，即可澆灌鋼筋砼土底板。底板厚0.8～1.2m，配置雙層鋼筋。9.3充填采礦法－上向分層充填采礦法第62頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月③回采工作回采過程如圖3-32所示，采用淺孔鑿巖爆破落礦，回采分層高2～3m，崩落礦石經電耙耙至溜礦井放出，然后清理底板上的粉礦并進行充填。充填前澆灌好溜礦井，砌筑好人行濾水井，并在間柱兩側澆灌0.5～0.8m厚的砼隔墻。充填料中的水經濾水井流出采場，充填料沉積壓實后形成密實充填體。3.3充填采礦法－上向分層充填采礦法第63頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3).優缺點上向分層充填法的優點是：適用條件廣泛，回采方案多，方法機動靈活，結構簡單，礦石損失率較低，采用自行設備生產能力高，木材消耗少，采準切割工程量小。缺點是：（1）落礦、出礦和充填等為間斷多循環作業，礦塊生產能力受到限制；（2）國內目前機械化設備不配套，多數礦山缺乏采礦鉆車、裝藥車、鏟運機及輔助設備，因而工效還不高；3.3充填采礦法－上向分層充填采礦法第64頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月（3）在一些礦山中，留有底柱，而且在礦體中有服務于全階段的巷道，使頂底柱不能及時回收，造成礦石損失較高；（4）少數礦山礦石品位高而采用點柱式上向分層充填法，實際礦石總損失率在30％以上；（5）由于目前大部分礦山采用的灰砂比高，輸送濃度低，充填計量、檢測還不能有效控制，導致充填成本高；（6）一般礦山對頂板沒有進行支護，頂板3.3充填采礦法－上向分層充填采礦法第65頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月上向水平分層膠結充填法3.3充填采礦法－上向分層膠結充填采礦法第66頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月1）.下向分層充填采礦法的主要特點在階段中自上而下并在膠結充填料的人工頂板下分層回采。在礦巖極不穩固、地表又不允許崩落的條件下，可以安全地在人工頂板下進行作業；不會造成礦石回采過程中大量貧化和損失；礦體形態局部發生變化不影響回采。3.3充填采礦法－下向分層充填采礦法第67頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月2）.下向分層充填法的優缺點及適用條件下向分層充填法的優點是礦石的損失率與貧化率低；工人在人工假頂下工作，安全可靠；一步驟回采；采場結構簡單，采場生產能力穩定；在技術經濟上能取代分層崩落法。缺點是：生產能力低，工人勞動生產率不高；工序復雜，回采周期長；材料消耗多，生產成本高。一般適合于開采礦巖均不穩固的礦床；開采地壓大，致使礦柱開裂；開采品位高、價值大的稀有、貴重金屬礦床。3.3充填采礦法－下向分層充填采礦法第68頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月（1）下向分層水力充填采礦法①礦塊結構和參數礦塊結構如圖3-34所示：階段高度為30～50ｍ，礦塊長度為30～50ｍ，寬度等于礦體的水平厚度；不留頂柱、底柱和間柱。②采準和切割工作運輸巷道布置在下盤接觸線處或下盤巖石中。天井布置在礦塊兩側的下盤接觸帶，礦塊中間布置一個溜礦井。隨回采分層的下降，行人天井逐漸為建筑在充填料中的混凝土天井所代替。而留礦井從上而下逐層消失。3.3充填采礦法－下向分層充填采礦法第69頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月每一分層回采前，先沿下盤接觸帶掘進切割巷道。當礦體形狀不規則或厚度較大時，切割巷道也可布置在礦體的中間。③回采工作回采方式分為巷道回采和分區壁式回采兩種。當礦體厚度小于６ｍ時，沿走向布置兩條采礦巷道，先采下盤的，后采上盤的。當礦體厚度大于6m時，采礦巷道垂直或斜交切割巷道，且采取間隔回采。3.3充填采礦法－下向分層充填采礦法第70頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月1-人工假頂；2-尾砂充填體；3-礦塊天井；4-分層切割平巷；5-留礦井；6-運輸巷道；7-分層采礦巷道3.3充填采礦法－下向分層充填采礦法第71頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.3充填采礦法－下向分層膠結充填采礦法1-巷道回采；2-進行充填的巷道；3-分層運輸巷道；4-分層充填巷道；5-礦石溜井；6-充填管路；7-斜坡道

第72頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.4崩落采礦法崩落采礦法的特點是：隨著礦石被采出，有計劃地自然崩落或強制崩落礦體頂盤的覆蓋巖石或上下盤巖石來充填采空區，以控制采區地壓和處理采空區。由于上下盤圍巖崩落將會引起地表塌陷、垮落，所以地表允許崩落就成為使用本類方法的必要前提之一。根據采區回采時的特點和采區結構布置的不同，可將本類采礦方法分為以下四種：1.單層崩落采礦法；2.分層崩落采礦法；3.無底柱分段崩落法；4.有底柱分段崩落法；5.階段崩落采礦法。第73頁，共81頁，2023年，2月20日，星期四2006年10月3.4崩落采礦法－單層崩落法單層崩落法主要用來開采頂板巖石不穩固，厚度一般小于3～4m的緩傾斜礦層，采幅高即為礦體的厚度。根據頂板的穩固程度不同，即允許暴露面積的大小不同，選用長壁式、短壁式或進路式工作面回采。1).礦塊結構參數階段高度取決于允許的工作面