采矿工程师手册-采矿方法_精品.doc

采矿工程师手册 Mining Engineer’s Handbook 于润沧 主编 冶金工业出版社 7 地下采矿方法选择 2 7.1 采矿方法分类 2 7.2 地下采矿方法选择 6 7.2.1 影响采矿方法选择的因素 6 矿床地质及水文地质评价 7 A 地质构造及岩石力学特性 8 B 地下水资料 8 C 矿床成因 9 矿石价值、矿石品位及其分布特征 9 矿体形态及其连续性 10 安全因素 11 环境状况 12 经济因素 13 加工部门的特殊要求 15 劳动力和政治因素 15 7.2.2 选择采矿方法的要求 16 7.2.3 采矿方法选择的步骤 17 仔细调查研究与采矿方法选择有关的基础资料 18 采矿方法（方案）初选 18 采矿方法（方案）的经济比较 19 7.3 矿山生产规模的确定 24 7.3.1 确定矿山生产规模的原则 24 7.3.2 矿山最优生产规模 26 7 地下采矿方法选择 7.1 采矿方法分类 地下采矿是一门动态艺术和科学。在为矿床选择最佳采矿方法时，要考虑各种各样的设计、生产和经济准则。每个矿体的开采条件几乎都是独一无二的，必须采用与其特点和开采条件相适应的采矿系统，从这个意义上讲，地下采矿是一门艺术。人们力图将人类目前已经取得的一些科学研究成果应用到采矿工程实践中去，实现采矿的安全、高效率和高效益，减少对生态环境的影响，实现矿业可持续发展。岩石力学、矿山地震学、计算机科学、数字化信息和通讯技术等在地下采矿领域愈来愈广泛和深入的应用，为实现采矿从艺术向科学的飞跃奠定了理论基础。现代采矿早已超越了完全靠经验进行各种决策的阶段，采矿系统的设计和选择越来越多地依赖于科学的分析和计算，因此，我们可以说采矿是一门综合性很强的科学。评价每个矿体的独特性并利用正确的工程设计原则设计最佳的采矿系统，这就是采矿方法的有效选择。在矿床开发前很难获得用于做出采矿方法选择决策的全部信息和资料，因此，决策失误总是无法完全排除的；这就要求选择的采矿方法要尽可能有较大的灵活性。矿床勘探和开拓都会进一步提供有关矿体开采条件的信息，最佳的采矿方法不仅要充分考虑并适应所有已知信息，而且还要考虑以最低的成本对采矿工艺进行改进以适应未知条件。 我国采矿工作者通常把地下采矿方法分为三大类：空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法。国际上通常也把地下采矿方法分为三大类：自然支撑采矿法、人工支撑采矿法和无支撑采矿法。虽然我国和国际上常用的采矿方法分类不尽相同，但是总体分类的依据基本一致。两者都是以采矿生产过程中采空区的维护方式进行采矿方法分类的。为了便于理解，通常可以把空场采矿法等同于自然支撑采矿法，充填采矿法等同于人工支撑采矿法，崩落采矿法等同于无支撑采矿法。 在回采过程中，依靠顶底盘岩石和矿体自身的强度保持采空场的稳定状态，使得采矿作业能安全进行，这类采矿方法就属于空场法或自然支撑采矿法。实际生产中，空场采矿法也不是完全不需要人工支护，只是空场采矿法采用的支护一般只限于局部少量的支柱、锚杆或锚索等；在回采过程中，当顶底盘岩石自身强度不足以维持采场稳定时，为了确保采矿作业安全，必须采取系统的人工支护措施，这类采矿方法属于充填采矿法或人工支撑采矿法。最常见的人工支护措施是在采空区内排放各种充填料；在回采过程中，自然或强制崩落采场顶盘岩石或顶板矿石，采场出矿总是在覆盖岩石或矿石下进行，这类采矿方法就是崩落采矿法或无支撑采矿法。 根据上述采矿方法分类原则进行采矿方法分类，有时会出现界限不清难以归类的难题，如：国际上有人把留矿采矿法和VCR法都归到自然支撑采矿法一类，也有人把它们划归到人工支撑采矿法一类；我国习惯上把留矿法归入空场法，而把VCR法归入充填法。如果不与干式充填法对比的话，就不会有留矿法到底是空场法还是充填法的争论。干式充填法是在矿房回采过程中向采场内充填废石或其它干废料，而留矿法是将崩落的矿石暂时留在采场内，这二者的区别是采场内充填的物料不同，相同点是都利用松散的物料支撑采场的顶底盘岩石，以维持采场的稳定性。从采空区维护这个角度考虑，二者没有原则差别，因此应同属一类采矿方法，也就是都属于充填采矿法的范畴。为了维持我国的分类习惯，本手册仍把留矿法归入空场法这一类。这样做的理论依据可以这样理解：留矿法只是滞后放出崩落的部分矿石，虽然留在采场内的矿石具有临时支撑顶底盘岩石的作用，但是采用留矿法还是主要依靠矿石和围岩自身的强度维持采场的稳定性；干式充填法毕竟是在采场内引进了人工充填物料，这些充填料将永久留在采空区作为支撑。典型的VCR（垂直球状药包倒退式采矿）法与留矿法相比，在本质上没有差别。目前矿山实际采用严格意义上的VCR法已经很少，大多矿山都采用大直径深孔柱状药包阶段或分段爆破，而VCR工艺仅用于切割天井和切割槽的施工，