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采矿方法设计

引言-----------------------------------------------------------------

新民金矿概论

一、新民金矿矿区自然地理概况

（一）矿区生产条件--------------------------------------------------------

（二）矿山生产概况--------------------------------------------------------

（三）其他辅助工作---------------------------------------------------------

二、采矿方法的定义

采矿方法的定义--------------------------------------------------------------

三、采矿方法的分类

按地压管理方法不同，将采矿方法分为3大类，即空场法、充填法及崩落法。

（一）空场采矿法---------------------------------------------------------------

1、空场采矿法的特点--------------------------------------------------------

2空场采矿法的适用条件----------------------------------------------------

（二）、房柱法----------------------------------------------------------------------

1、房柱法概念-----------------------------------------------------------------

2、房柱法典性方案------------------------------------------------------------

3、矿房法的回采工作-------------------------------------------------------

4、浅孔留矿法----------------------------------------------------------------

（三）崩落采矿法----------------------------------------------------------------

1、崩落采矿法概述-----------------------------------------------------------

2、崩落采矿法特点------------------------------------------------------------

（四）充填采矿法-----------------------------------------------------------------

1、充填采矿法概述--------------------------------------------------------------

2、特点-----------------------------------------------------------------------------

3、用途----------------------------------------------------------------------------

4、充填材料及其输送方法-----------------------------------------------------

四、矿柱回采和空区处理

（一）矿柱回采---------------------------------------------------------------------

1矿柱回采的重要性-------------------------------------------------------------

2矿柱的回采方法------------------------------------------------------------------

（二）采空区处理-------------------------------------------------------------------

1、处理采空区的重要性------------------------------------------------------

2、处理采空区的方法---------------------------------------------------------

5、分类----------------------------------------------------------------------------

引言

采矿是除农业耕作外人类从事的最早生产活动。

从约45万年前旧石器时代人类为获取工具而采集石块开始，人类历史发展的每一个里程碑无不与采矿有关，实质上人类文明发展史的各个阶段就是以矿物的利用划分的。

显然，采矿活动与矿物利用推动了人类历史的进步。

采矿工业是许多工业的基础，为许多工业和农业提供原材料和辅助材料。

国民经济的发展和人类生活水平的提高与矿产开发和利用有着密切的正比关系，人均矿产品消耗水平已经成为衡量一个国家发展程及其国民生活水平的一个重要指标。

矿产资源的消费强度和消费特征取决于一个国家所处的工业化阶段和社会经济发展水平。

我国是发展中国家，社会经济发展刚刚从工业化初期进入工业化全面发展时期，因此在未走向发达的相当长的一个时期内，我国将处于矿产资源高消费阶段。

可见采矿业对于我国社会经济发展至关重要。

近二十年来，露天开采的范围虽然有些扩大，其产量比重也有所增加，但是，随着现代工业的迅速发展，对金属矿石的需求量不断增长，开采深度逐渐加大，露天矿山可能陆续转为地下开采，而地下矿山也要向深部矿床伸展。

因此，在未来的年代里，地下开采比重可能逐渐增大。

因此地下开采作为采矿工程的一门重要学科，在国民经济中起着举足轻重的作用。

为了适应不同的矿床赋存条件、矿石和围岩性质及开采环境，地下矿开拓和开采方法随着开采技术的进步不断演变，逐步形成了以竖井、斜井、平硐和斜坡道开拓为基本方式的约十种矿床开拓方法，以及空场法、充填法和崩落法三大类典型采矿方法。

地下采矿方法演进的主要特点是：

木材消耗量大、工效低的采矿方法的使用比重（如支柱充填和分层崩落等）逐渐下降，如今在现代化矿山已基本消失；采用大孔径深孔落矿的高效采矿方法逐渐推广，70年代出现的大直径深孔法、VCR法（垂直后退式大直径深孔法）和分段空场法可以说是采矿方法的一大进展；充填法应用比重有增长趋势，充填法与空场法联合工艺―深孔落矿嗣后充填扩大了充填法的使用范围；地下采矿方法结构逐步简化。

开采规模的大型化和劳动生产率的提高是地下开采技术发展的综合体现。

上世纪70年代以来，国外地下金属矿山生产规模不断扩大，劳动生产率显著增加。

西方国家80年代后期约有大型地下矿山645座，其中年产量100～300万t的矿山有150座，占23％；年产量300万t以上的62座，占9.6％；年产量500～1000万t的20多座；还有几座1000万t以上的矿山。

金矿是我国重要的矿产资源，在国民经济中具有重要的战略地位。

金是一种有色金属。

随着国民经济的发展，作为一种重要的金属资源，金矿石目前的需求量急剧上升。

因此，金矿资源的开发和利用已经提上日程。

在我国一次能源结构中，金矿将长期是我国的重要资源。

金矿资源的合理开发和利用日益重要起来。

基于本篇论文对阜新市新民金矿实习，通过三年的采选矿的学习使我们更进一步的了解采选矿的一些专业知识。

本篇论文通过详细介绍阜新新民金矿矿井的井田概况和地质特征，经过一系列的方案论证比较，选择了适合本矿井的开拓方式、采矿方法和各生产系统。

井田内地质构造比较简单，金矿地质和成矿作用主要产于辽西高级变质太宙花岗岩-绿岩带中，受绿岩中、上部层位的基性-中酸性火山岩系和东西向韧性剪切带控制。

容矿岩石主要是变安山质－英安质火山岩类。

金矿围岩蚀变强烈。

蚀变作用具分带性，从外带到内带可分为绿泥石化带、碳酸盐化带和黄铁矿－绢云母化带，各带之间没有明显界线。

矿体与黄铁矿－绢云母化带关系密切。

金矿石为矿化糜棱岩，主要金属矿物为黄铁矿和磁黄铁矿，金矿物为自然金。

中深层次的韧性剪切作用为主要成矿作用，属于低瓦斯属于低瓦斯矿井，无煤尘爆炸危险。

矿山主要工作：

首要勘矿、计算储量级别提交《可行性研究报告》包含矿山规模、矿界，选矿（选矿工艺）《矿山设计实施方案》《矿山资源实施设计方案》（设计院）《安全设计方案》上交安监部门《环保评价》上交环保部门，《详细采矿设计》上交国土资源部门审批。

新民金矿概论

一、新民金矿矿区自然地理概况

（一）矿区生产条件：

地理位置：

阜新新民金矿位于阜新市南偏东，直距18公里，行政规划隶属于辽宁省阜新蒙古族自治县新民镇。

地理坐标东经：

121º41′15″—121°50′39″

北纬：

41°50′00″—41°53′40″

矿区面积：

87.68平方公里，交通方便，有高速公路直通阜新市。

2、地质特征：

新民金矿的地质特征主要矿区地处阜新市新民乡境内，山区为主，地形起伏不定，地表矿体出露不均，开采初期有部分露天矿。

3、地层：

绿岩带中，受绿岩中、上部层位的基性－中酸性火山岩系和东西向韧性剪切带控制。

容矿岩石主要是变安山质－英安质火山岩类。

金矿围岩蚀变强烈。

蚀变作用具分带性，从外带到内带可分为绿泥石化带、碳酸盐化带和黄铁矿－绢云母化带，各带之间没有明显界线。

矿体与黄铁矿－绢云母化带关系密切。

金矿石为矿化糜棱岩，主要金属矿物为黄铁矿和磁黄铁矿，金矿物为自然金。

4、自然地理与经济概况：

阜新新民金矿，地处医巫闯山北段西郊低山丘陵处沟谷发育，局部地段陡峭，东郊辽河水系，西郊为大凌河水系。

山脉总体呈北东走向，一般海拔200—400m。

相对高差100—200m。

山地和丘陵地带植被发育。

5、气候条件：

本地区属大陆性半干旱季风气候，夏季炎热，冬季寒冷春季多风沙天气，四季温差较大。

（二）矿山生产概况：

1、新民金矿1996年正式建矿，

1989年—1992年辽宁省地矿局第四地质大队等单位在排山楼金矿从事普查工作勘探工作。

1991年—1995年查清排山楼金矿矿床，外围矿体分布情况。

1996年7月通过辽宁省储委调查批准。

当时储量126344吨品位4.38克／吨金属量554kg

2003年提交了《阜新新民金矿储量动态监测报告》

2、矿区总平面布置情况（附矿区总平面布置图）

3、人员与工资:

4、矿山年产量：

矿山所用开拓方法及采矿方法类型，设计年产量及确定依据，近年产量完成情况，矿井服务年限，三级矿量保有情况。

5、矿山生产组织及管理：

生产组织形式，生产、技术、质量、劳动等方面的管理方法

6、矿山近年经济效益情况：

新民金矿给新民镇上排村带来了较多的农村就业条件和促进该地区的经济发展、解决该地区农村格外收入是该地区农民过上小康生活，进一步解决农村吃水难的问题。

（三）其他辅助工作

1、运输：

井下运输：

①矿车0.7㎥标准矿车。

②钢轨平巷12.5kg/m钢轨，枕木0.1m×0.12m×1m，枕木距离1m，轨距0.6m，斜井15kg/m钢轨，枕木0.12m×0.14m×1.2m，枕木距离0.6-0.8m，轨距0.6m。

③井下调车场：

双环型调车场，公车位置10辆。

井上运输:

人工装矿，自卸式翻斗车运输至选矿厂。

3提升：

①竖井提升（提升能力>300吨/日）②提升机（2JT1600/824型，电机JR116-6，95KW）③钢丝绳（φ24mm6×37普通钢丝绳）

4、通风：

采用自然通风方式，主斜井入风，竖井回风，工作面通风辅以局扇强制通风，并与井下通风网络连接。

5、排水：

①工作面如需要可设临时性排水设施。

②主排水系统以180、223中段平巷水沟自然排水至180主水泵仓。

③由180主泵仓采用多段离心泵一次性排水至地表水沟。

6、动力及照明①变压器400KW一台，备用200KW一台②井下照明全部采用36V安全电压。

③井下动力一风动为主，空压机全部为电动机

新民金矿的采矿方法，主要采用空场采矿法：

①浅孔留矿法。

②分段凿岩阶段矿房法

③浅孔、深孔结合的采矿方法。

矿床开拓：

①竖井、斜井联合开拓方式②斜井为底盘中央是开拓③开拓巷道为223、180两个中段，为脉内开拓巷道，同时开拓巷道将成为主运输巷道。

④开采比约150m/万吨。

二、采矿方法的定义：

为了回采矿块中的矿石，在矿块中和所进行的才准、切割、回采工作的总和，即采准、切割工作在时间上和空间上进行的顺序与回采工作的有机配合，称为采矿方法。

非煤矿床地下采矿方法分类

类别

组别

典型采矿方法

空场采矿法

全面采矿法

房柱采矿法

留矿采矿发

普通留矿法

选别留矿法

分段矿房法

阶段矿房法

水平深孔落矿阶段矿房法

垂直深孔阶段矿房法

垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法

崩落采矿法

单层崩落法

长臂式崩落法

分层崩落法

有底柱分段崩落法

无底柱分段崩落法

阶段崩落法

阶段强制崩落法

阶段自然崩落法

充填采矿法

单层充填采矿法

壁式充填采矿法

分层充填采矿法

上向分层充填采矿法

下向分层充填采矿法

进路充填采矿法

上向进路充填采矿法

下向进路充填采矿法

分采（削壁）充填采矿法

分采充填（削壁充填）采矿法

采矿方法初选。

采矿方法选择应满足以下条件：

生产安全可靠，开采强度大，经济效益好，材料消耗低，劳动生产率高，贫富兼采，富矿利用率高，采矿方法的结构简单，灵活性大等。

影响采矿方法的因素很多，主要有：

矿床的地质条件，矿岩的物理力学性质，矿体的产状及厚度，矿石的价值品位，水文地质条件，开采技术条件等，地表是否允许崩落，加工部门对矿石质量的要求，技术装备和材料供应，采矿方法所要求的技术管理水平。

采矿方法是一个全面综合的技术性问题，它决定着回采工艺材料，设备掘进工程量，劳动生产效率，矿石的储量产出及回采质量，合理的采矿方法能带来可观的经济效益，并为工人创造最佳的工作环境。

开采技术条件

矿体的赋存要素

矿体的赋存要素见下表：

表6-1矿体赋存要素表

序号

矿体

指标名称

单位

数量

Ⅰ

倾角

Ⅰ

厚度

Ⅰ

走向长度

330

Ⅱ

倾角

Ⅱ

厚度

Ⅱ

走向长度

217

矿石物理力学性质

矿石的物理力学性质见表6-2

表6-2矿石物理力学性质表

序号

指标名称

单位

数量

稳固性

稳固

结构

粒状变晶结构

构造

片麻岩状或条纹状

自燃性

无

含水性

差

体重

t/m3

3.3

松散系数

1.5

矿石价值及品位

矿石品位稳定，Au品位为最低27.33%，最高33.02%，平均品位为31.27％左右。

按照市场售价，矿石价格可在100元/t以上。

矿体连续性、矿岩接触状况

矿体形状为长条状，连续性好，矿区内无大的断层出没，矿岩接触性良好。

矿区地处山区，地表允许崩落。

三、采矿方法的分类：

按地压管理方法不同，将采矿方法分为3大类，即空场法、充填法及崩落法。

1）空场法:

特点是将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采，先采矿房，后采矿柱。

矿房采后出现的空区始终保持敝空，依靠所留矿柱和矿岩本身稳固性支撑地压。

包括全面法、房柱法、浅孔留况法、分段法、阶段矿房法等几种。

2）充填法：

特点是将矿快划分为矿房和矿柱俩步骤回采，先采矿房，后采矿柱。

随矿房回采出现的空区用充填料充填支撑地压。

包括干式充填法、水力充填法、胶结充填法等几种。

3）崩落法：

特点是不再将矿块划分矿房/矿柱，而是单步骤回采。

随回采工作面的推进，同时崩落围岩充填采空区，从而达到管理和控制地压的目的、包括壁式崩落法、无底柱分段崩落、有底柱崩落法等几种。

（一）空场采矿法

1、空场采矿法的特点

1）空场法在回踩过程中，它是把矿块分为矿房和矿柱两部分分来开采。

2）在会采矿房时，采场以空场形式存在。

3）它是用矿柱和围岩体自身的稳固性来维护采空区。

4）矿房采完以后，要及时回采矿柱，并有计划地及时处理采空矿。

5）在回采过程中，采场主要在回踩过程中，采场主要依靠暂留的矿柱或永久矿柱进行自然支撑，有时辅以人工矿柱支撑。

2空场采矿法的适用条件

1、适用于开采矿石和围岩都很稳固的矿床。

2、采空区在一定时间内，允许有较大的暴露面积。

（二）、房柱法

1房柱法概念

房柱采矿法是空场采矿法的一种，它是在划分矿块的基础上，矿房和矿柱互相交替排列的，而在回采矿房时留下规则的或不规则的矿柱来管理地压。

如果顶板岩石的稳固性较差时，这可以在顶板岩石中安装杆柱，以增加其稳固性，如果局部不稳固时，这可以在这些局部地区留下矿柱。

因而这种采矿方法灵活性比较大。

房柱法留得矿柱，最初是留连续矿柱，并且矿柱一般是不进行回采的，作为永久损失。

以后随着采矿技术的发展，将连续矿柱改为不连续矿柱，这样可以提高矿石回收率。

2、房柱法典性方案

1矿房布置及其构成要素

房柱法的矿房布置可分为两种，一种是用中深孔崩矿，另一种是用浅孔崩矿。

我国多数使用浅孔崩矿的房柱法，并大多采用电耙运搬矿石，因而矿房一搬是沿倾斜的方向布置。

1）矿房斜长

2）狂放宽度

3）矿房尺寸

2房柱法的采准和切割工作

脉外采准的优点是：

1）可以在放矿溜井储存部分矿石，从而减少耙矿与运输平巷运输之间的相互影响：

2）有利于回采矿柱和采场通风；

3）当矿体形状不规则时，可以保持运输平巷的平直，有利于提高运输能力等。

脉外采准的缺点是：

增加了岩石掘进工作量。

目前我国金属矿山多采用脉外踩准方式。

（1）放矿溜井

每个矿房内都开掘一个溜矿井，不放矿的溜矿井可以作通风、行人、送料工作，溜井布置在矿房的中心线位置。

溜井的断面为2m×2m。

（2）上山

沿矿房中心线并紧贴底掘进上山（对于缓倾斜矿体，所开天井，一般称为上山）以利于行人、通风和运搬设备及材料，同时作为回采时的自由面。

断面为2m×2m。

（3）切割平巷

在矿房下部边界处掘进切割平巷，既作为起始回采时的自由面，又可作为去相邻矿房的通道，也可以作为电耙道用。

（4）联络平巷

各矿房间掘进联络平巷，兼作回风巷道。

（5）电耙硐室

在矿房下部的阶段矿柱中，掘进电耙硐室。

3、矿房法的回采工作

（1）回采方法：

在采切准备工作完成后，即可进行矿房回采工作。

（2）矿石运搬工作：

崩落下来的矿石，用电耙子将矿石爬到溜矿井中，再放入阶段运输巷道中装车运走。

（3）通风工作：

对于房柱法应当有专门的通风巷道，一般情况下，新鲜风流从盘区巷道进入矿房，而废风经回风平巷、回风井排出地表。

（4）顶板管理工作：

顶板管理方法一是留矿柱，而是用锚杆支护。

锚杆是一种新型的支架，它是利用打入岩层中的杆体来加固岩层，其优点是：

安装柱工作迅速及时，支护过程可全部实现机械化。

成本低、劳动强度低、生产能力高、占据的空间小、利于通风。

同时支架材料的运搬、装卸、储存的费用都可降低，无火灾危险。

由于有点多，故国内外广为利用。

（5）回采工艺及设备：

爆破准备

爆破前需做的准备工作如下：

爆破材料方面

1、炸药2、到爆雷管3、导爆管4、导爆索5、导火索6、火雷管7、刀片8、绑绳9、黑胶布10、软跑棍11、硬炮棍12、掏勺13、梯子14、炮纸炮泥15、联结套管

新民金矿采场定额

一掘进凿岩材料定额

炸药

Kg/m

导爆管

发/m

火雷管

发/m

导火索

发m/m

合金钎头

个/m

钢钎

m/m

单位凿岩材料定额成本

元/m

主运输巷道2.4×2.2

19.5

1.2

1.20

0.35

241.15

斜下运输巷道2.8×2.0

21.0

1.5

2.0

1.50

0.40

270.60

平巷2.0×2.0

17.0

1.2

0.90

0.30

202.40

平巷2.0×1.8

15.5

1.2

0.85

0.28

185.60

平巷1.8×1.8

13.5

1.0

0.70

0.25

157.85

上掘天井类2.5×1.5

17.5

2.0

0.95

0.30

208.70

上掘天井类2.0×2.0

18.0

1.5

0.95

0.30

213.55

上掘天井类1.5×1.5

12.0

1.5

0.60

0.25

143.60

下掘盲井2.0×2.0

13.5

2.5

3.0

0.80

0.25

174.75

漏斗施工2.0×2.0——φ8m（3m高）

48.0

3.0

8.0

3.00

1.00

570.60

调整系数

1.4—0.8

1.2—0.8

1.5—0.7

1.1—0.9

备注：

对于岩石硬度变化，材质原因，施工形式等一起材料消耗变

化过大在月后结算作临时调整。

二采矿凿岩材料定额

炸药

Kg/m

导爆管

发/m

火雷管

发/m

导火索

发m/m

合金钎头

个/m

钢钎

m/m

单位凿岩材料定额成本

元/m

230切采

1.40

1.6

0.1

0.25

0.075

0.038

17.20

243切采

1.21

1.6

0.1

0.20

0.07

0.035

15.46

256切采

1.08

1.6

0.1

0.20

0.07

0.035

14.48

切采脉幅＜1m

1.50

2.0

0.2

0.30

0.08

0.045

19.14

硐室施工

2.40

2.0

0.3

0.30

0.15

0.060

28.91

其他辅助工作量

2.00

1.8

0.3

0.30

0.10

0.050

23.54

切割槽施工

1.08

1.5

0.1

0.20

0.06

0.04

14.12

调整系数

1.2—0.8

1.4—0.8

备注：

对于岩石硬度变化，材质原因，施工形式等引起材料消耗变化过大，在月底结算作临时性调整。

（6）矿采矿深孔爆破设计说明书

炮孔设计

1、钻头直径φ60

2药卷直径φ48±2，传度300±5，（2号岩石铵梯炸药）

3、选取最小爆破抵抗线，1.m5——1.7m。

4、选取爆破网络1.5m×1.5m。

5、炮孔深度以中段确定孔底留1m厚。

6、炮孔布置图（见表部分）

7、孔位计算表（见表部分）

8、孔定位程序

首先有地址提出各中段的圈定矿体平面图及剖面图，依据剖面的矿体倾角在平面图上的确定标高确定孔位，并取得坐标值。

孔位坐标值提供给测量人员，在实地

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