2.13_采矿方法的选择与设计要点分析.doc

2.13采矿方法的选择与设计 本章提要 主要介绍选择采矿方法的基本原则、影响选择的因素以及选择的三个步骤，论述综合分析比较方法进行方案选取的条件。由于煤矿与金属、非金属矿的采矿方法不同，介绍采矿方法设计所包含的不同内容，包括矿块(煤矿采区)要素及参数，采准巷道布置，回采工艺，工作面循环图表及技术经济指标等。本章教学的目的是通过学习能够在给定条件下正确选择采矿方法，并能进行采矿方法设计。 2.13.1采矿方法的选择 2.13.1.1选择采矿方法的原则 在矿山企业中，采矿方法的选择是否合理直接影响整个矿井的生产安全和各项技术经济指标。由于矿体赋存条件多种多样，各个矿山的技术经济条件各不相同，因此在选择采矿方法时应结合具体的矿山地质和技术条件，使所选择的采矿方法符合安全、经济、矿石回收率高的基本原则。 （1）生产安全 应当充分利用先进科学技术并不断提高管理水平，以保证采矿过程中生产安全、良好的工作条件及环境。应做到：①合理布置巷道，保证巷道状态良好；建立完善的通风、运输、行人系统，尽量创造良好的工作条件；制定防火、防尘、防水、防瓦斯积聚和处理各种灾害事故措施，装备各种有效的监测系统，有可靠的安全出口，确保发生灾害时人员能及时地撤离危险区。②科学设计回采工艺和参数，切实防止冒顶、片帮、支护失稳、顶板大面积陷落、机械事故以及其他可能危及人身安全和正常生产的各种事故发生。③在制定完整、合理的安全技术措施的基础上，将安全责任落实到个人。 （2）经济合理 选择采矿方法时不仅应根据矿床条件提出多种方案进行技术分析，而且要进行经济比较，最后确定经济上最合理的采矿方法。一般应当符合以下几个方面的要求：①回采工作面单产高。提高工作面产量，是实现矿井稳产、高产，提高采区和整个矿井各项技术经济指标的中心环节。应当提高工作面机械化程度，合理加大工作面长度和尽可能加快推进速度，加强生产的组织管理。②生产效率高。不断提高职工素质，改善劳动组织管理，选择合理的回采工艺，采用先进的技术装备，努力实现机械化或综合机械化，以提高生产效率。③材料消耗少。加强管理，减少回采工作面的各种材料消耗，特别是减少坑木、钢材、炸药、雷管等的消耗。④矿石质量好。改进回采工艺和支护设计，尽量防止矸石混入矿石中，降低矿石贫化率，以满足不同使用单位对矿石质量的要求。⑤成本低。成本是经济技术效果的综合反映。除上述措施外，合理布置巷道，减少巷道掘进量，改善维护条件，加强生产管理，认真组织工作面正规循环作业，也是降低成本的重要手段。 (3) 矿石回收率高 提高矿石回收率，充分利用地下资源，是保持和延长工作面开采期限、降低掘进率、保证正常生产的重要途径。对于煤矿企业，减少煤炭损失，是防止煤的自燃、减少井下火灾重要措施。我国矿山的矿石回收率比国外矿山低得多，一些小矿山的矿石回收率只有10﹪左右，资源的破坏与浪费令人痛心，亟待提高。 上述三方面的要求是密切联系、互相制约的，选择采矿方法时应当全面综合考虑，选出最优的采矿方法。 2.13.1.2影响采矿方法选择的因素 在选择和设计采矿方法时，必须充分考虑下列地质因素和技术经济因素。 (1)地质因素 地质因素一般包括： ①矿石和围岩的物理力学性质。矿岩的物理力学性质和稳固性等直接决定着采矿方法的选择，以及采场的结构参数、采空区的处理方法和采矿机械的选择。例如当矿岩均稳固时，可采用空场法，而且可以选用较大的矿房尺寸和较小的矿柱尺寸；如果矿石稳固而围岩不稳固时，则采用崩落法、充填法可取得较好的效果；如果矿石稳固性差而围岩稳固性好且其他条件适合时，可以采用阶段矿房法；如果矿石与围岩都不稳固时，可考虑采用充填采矿法。另外，矿岩的物理力学性质还直接影响到巷道布置及其维护方法。 ②矿体产状。主要是指矿体的倾角、厚度、几何形状和埋藏深度等。矿体的倾角直接影响巷道布置、运输、通风及采矿方法的各种参数的确定，也直接影响采场矿石的运搬方式、采场支护和采空区处理方法等的选择。如对于水平金属矿体，可采用有轨、无轨、电耙等运搬设备；当矿体倾角在5°～30°时，宜采用耙运设备；倾角大于50°时，可采用重力运搬矿石。矿体的厚度对采用的采矿方法及采场布置方式有重要影响。例如对于金属矿床，小于0.8m的极薄矿体，采矿方法要考虑是分采还是混采；壁式崩落法一般要求厚度不大于3m，分段崩落法和阶段崩落法则要求厚度大于6～8m和5～20m；而对于煤矿，薄及中厚煤层通常为一次采全厚，厚及特厚煤层则采用分层开采或放顶煤开采。矿体几何形状以及矿石与围岩接触情况，主要影响落矿方式。如矿体几何形状规则，矿石与围岩接触明显，宜采用深孔落矿，反之则应采用浅眼落矿。 ③矿石的品位及价值。开采品位高的富矿、价值较高的贵金属或国家稀缺的金