采矿学考试知识总结

1、采矿学是研究在一定技术经济条件下，以一定的规模安全、经济、高效地开发自然矿产资源，同时维护采矿空间平衡和系统平衡的一门学科。

2、采矿生产的两个平衡：空间的平衡、生产系统的平衡

（1）空间平衡：

A、地下矿工作面、采空区稳定；（不出现冒顶、透水等）

B、露天矿不滑坡；（边坡稳定，不会出现大的边坡坍塌移动）

C、通道准备始终保持超前于开采；（开拓、采准、切割、回采）

（2）生产系统平衡：各生产系统间合理匹配（采矿、运输、提升、通风、排水、压气、供水、供电、通讯等各系统）。

3、当前存在的开采方式：地下开采、露天开采、特殊开采（海洋、采砂、生物化学法等），常规的主要开采方式为地下和露天开采两种。

常见的开采方式：

(1)露天开采: 剥离、穿孔、爆破、采装、运输、排土等工艺。

(2)地下开采：开拓、采准、切割、回采等工艺。

(3)露天、地下联合开采：露天开采浅层矿床，地下开采深部矿床。

(4)特殊开采

①大洋采矿

②石材开采：

③溶浸、溶解、熔融开采

④月球采矿

⑤煤矿中的“三下”开采

4、必须清醒认识矿业发展面临的挑战

①资源的枯竭与劣化趋势；（越来越明显，很多矿山要闭坑，资源越来越少等）

②环保压力，当前清洁生产、无废（无害）矿山的发展；

③传统学科与新兴学科的对比；

④开采条件劣化；（矿石品位低，技术条件差等

第1章  矿床地下开采基本概念

1、矿床分类，按形状：层状、脉状，块状。按倾角：近水平（小于5），缓倾斜5——30，倾斜30——55，急倾斜（大于55）。按厚度：极薄，薄，中厚，厚，极厚。

2、矿石和围岩的性质主要包括有：硬度、坚固性、稳固性、碎胀性、结块性、氧化性、自燃性及含水性等。

3、矿岩的硬度是指矿岩抵抗工具侵入的性能。矿岩的硬度取决于矿岩的组成，即取决于矿岩颗粒的硬度，形状，大小，晶体结构以及颗粒间胶结物的情况等，矿岩的硬度除了对凿岩有很大影响外，往往影响矿岩的坚固性和稳固性。

＞1

4、自然安息角——松散矿岩自然堆积时，其四周将形成倾斜的堆积坡面，我们把自然堆积坡面与水平面相交的最大角度，称为该矿岩的自然安息角。

5、影响阶段高度的主要因素

阶段高度主要取决于矿体的赋存条件，采矿方法。

只要条件许可，适当的增加阶段高度，可以减少阶段数目，降低开拓、采准工程量，减少矿石损失和贫化。

因此，近年来有增加阶段高度的趋势。（受凿岩设备等条件）

6、金属矿床地下开采的步骤可以分为：开拓、采准、切割与回采四个步骤。

1） 开拓工作的意义——是指从地面掘进一系列巷道达到矿体，使矿体连通地面，形成人行、通风、提升、运输、排水、供电、供风、供水等系统。

      ① 把井下将要采出的矿石废石运到地表

（2）开拓的目的——    ② 把废水和污浊的空气排到地表

     ③ 把人员、材料、设备运到井下进行生产

7、采准工作的两个任务：划分矿块，创造条件。

8、采准系数与采准比

采准系数（K1）

K1是指每一千吨采出矿石总量所需要掘进的采准、切割巷道的米数。即

                   K1=×1000    米/千吨

采准工作比重（K2）

K2是指矿块中采，切巷道采出矿石量与矿块采出矿石总量的比值。

×100%

9、落矿方式：浅孔3——5米30——46mm，中深孔15米以下50——70mm，深孔15米以上但一般不超25——30米 90——110mm，硐室。

10、矿石运搬方式——有两种方式

  重力运搬：例如用普通漏斗放矿的浅孔留矿法就是重力运搬。

  机械运搬如用电耙、装运机、铲运机、汽车、皮带动输机等设备运搬矿石。

11、地压管理的方法：有三种方法

① 凿矿柱支撑采空区；

② 用充填料充填采空区；

    ③ 用崩落的围岩来管理地压；

12、三级矿量：开拓、采准、备采。一般矿山遵循的三级矿量是“316”，即开拓三年，采切1年，待采矿量半年。

13、阶段的开采顺序：上行式、下行式。在生产实际中，一般多采用下行式开采顺序。下行式开采的优点是：可以节省初期投资，缩短基建时间 ；在逐步向下的开采过程中，能进一步探清深部矿体，避免浪费；生产安全条件好；适用的采矿方法范围广。

14，矿块中回采顺序：前进式【优点】矿井初期基建时间短，投产快。【缺点】增加了采准巷道的维护费用。

后退式【优点】巷道维护费用低。【缺点】矿井初期基建时间长，投产慢。

混合式【优点】兼顾了前两种的优点，【缺点】生产管理比较复杂

15、在同一个井田的数个矿体，往往有不均，厚薄不均，大小不一及开采条件难易等不同复杂条件。在这种条件下，应遵循以下原则未开采，即：兼采，薄厚兼采，大小兼采，难易兼采。若不以此原则开采，将会破坏合理的开采顺序，将会造成严重的资源损失。

第二章 矿床开拓

1、决定开拓方法选择的条件：地表地形条件、矿床赋存条件、矿岩性质、生产能力。

一、平硐开拓法

以平硐为主要开拓巷道，是一种最方便、最安全、最经济的开拓方法。但只有在地形有利的情况下，才能发挥其优点，即只有矿床赋存于山岭地区，埋藏在周围平地的地平面以上才能使用。

二、竖井开拓法

竖井开拓法以竖井为主要开拓巷道。

适用条件：

急倾斜矿体（一般矿体倾角大于45º）；

埋藏较深的水平和缓倾斜矿体（倾角小于20º）；

由于表土层太厚，以及由于其它一些特殊原因（例如流沙层、淤泥层）这种方法便于管理，生产能力较高，在矿山使用较普遍。

变形方案：

由于各种条件的不同，竖井与矿体的相对位置也会有所不同，因而这种方法又可分为穿过矿体的竖井开拓（上盘竖井开拓）、上盘竖井开拓、下盘竖井开拓和侧翼竖井开拓四种开拓方案：

1.穿过矿体的竖井开拓方案——优点是石门长度都较短，基建时三级矿量提交较快；缺点是为了维护竖井，必须留有保安矿柱。这种方案在稀有金属和贵重金属矿床中应用较少，因为井筒保安矿柱的留设往往是相当可观的。因此，该方案的应用受到，只在在矿体倾角较小（一般在20º左右），厚度不大且分布较广或矿石价值较低时方可使用。

2.下盘竖井开拓方案

下盘竖井开拓是开拓急倾斜矿体常用的方法。竖井布置在矿体下盘的移动界线以外（同时要保留安全距离）

优点是井筒维护条件好，又不需要留保安矿柱；

缺点是深部石门较长，尤其是矿体倾角变小时，石门长度随开采深度的增加而急剧增加。

3.上盘竖井开拓方案

竖井布置在矿体上盘移动带范围之外（留有规定的安全距离），掘进石门使之与矿体连通。     盘竖井开拓与下盘竖井开拓相比，有明显的缺点：上部中段的石门较长，初期的基建工程量大，基建时间长，初期基建投资也必须增加等。鉴于上盘竖井方案本身所存在的缺点，一般不采用这种开拓方案。

 4.侧翼竖井开拓方案

侧翼竖井开拓方案是将主竖井布置在矿体走向一端的移动范围以外（并留有规定的安全距离）凡采用侧翼竖井的开拓系统，其通风系统均为对角式，从而简化了通风系统，风量分配及通风管理也比较方便。由于前面所提到的原因，小型矿山凡适用竖井开拓条件的，大都采用了侧翼竖井开拓方案。

与下盘竖井相比，其缺点：1，竖井在侧翼，井下运输只能单向，运输功大。2，巷道掘进与回采顺序也是单向的，掘进速度和回采强度受到。

三、斜井开拓法

斜井开拓法以斜井为主要开拓巷道，

适应条件：

开采缓倾斜矿体，特别适用开采矿体埋藏不太深而且矿体倾角为20º～40º的矿床。中小型金属矿山，尤其是小型矿山。

这种方法的特点是施工简便、中段石门短、基建少、基建期短、见效快，但斜井生产能力低。

一）下盘斜井开拓方案

这种方案是斜井布置在矿体下盘围岩中，掘若干个石门使之与矿体相通，在矿体（或沿矿岩接触部位）中掘进中段平巷。这种开拓方法不需要保安矿柱，井筒维护条件也比较好。

二）脉内斜井开拓方案

采用脉内斜井开拓方案（图11）时，斜井布置在矿体内，斜井靠近矿体下盘的位置，其倾角最好与矿体倾角相同（或相接近）。

优点：不需掘进石门，开拓时间短，投产快；在整个开拓工程中，同时开采出副产矿石，这种副产矿石可以抵消部分掘进费用；脉内斜井掘进有助于进一步探矿。

缺点：矿体倾斜不规则，尤其是矿体下盘不规则，井筒难于保持平直，不利于提升和维护；为维护斜井安全，要留有保安矿柱。因此在有色金属矿山和贵重金属矿山，这种方案应用不多。只有那些储量丰富且矿石价值不高的矿山，才可考虑使用。

四、斜坡道开拓

斜坡道有两种：一是连通地表的主斜坡道；二是阶段之间的辅助斜坡道。

（1）螺旋式斜坡道：

是指斜坡道线路以圆柱螺旋线或圆锥螺旋线自上而下布置，在垂直方向上每隔一定距离掘进一石门与矿体相通。

适应条件：

螺旋式斜坡道适于开采倾角较大，走向不长。埋藏较深的矿体，在高差相同时较折返式线路短，开拓工程量小，若有溜矿井或其它垂直天井配合施工时掘进出渣方便。

缺点是掘进困难，（测量定向外侧超高等）司机视距小，弯道多，行车速度小，且安全性差，车辆内外侧轮胎处于差速运行状态，故车轮的轮胎与差速都磨损比较大，路面维护困难。

（2）直线式斜坡道

与斜井开拓布置相同，只是提运矿石方式不同，斜井采用箕斗或矿车提运矿石，需布置一套完整的提升系统，直线式斜坡道则采用无轨车辆或皮带运输机。

（3）折返式斜坡道

适应条件：此类斜坡道适用于开采倾角较缓，埋藏较浅，走向长度较大的矿体。

优点是容易开掘，司机视距大，行车速度较大而且安全；车辆运行平稳，轮胎与差速磨损小，路面易于维护。缺点是开掘工程量大，掘进时需要与之配合以供出渣与通风的垂直井巷较多。

一般来说，折返式斜坡道的优点突出，所以目前在国外矿山生产实践中多采用折返式斜坡道。

五、联合开拓法

由于地形条件、矿床赋存、埋藏深度等情况的多变性，联合开拓法所包括的方案很多。

（一）上部平硐下部盲竖井开拓方案

在山岭地区，当矿体上部赋存在地平面以上、下部赋存于地平面以下时，为开拓方便和更加经济合理，矿体上部可用平硐开拓，下部可采用盲竖井开拓。

（二）上部平硐下部盲斜井开拓方案

适用条件为：①地表地形为山岭地区，矿体上方无理想的工业场地；②矿体倾角为中等（即倾角在45º～55º之间），为盲矿体且赋存于地平面以下；③如地平面以上有矿体，但上部矿体为土法开采结束，且形成许多老硐者。

优点是可以减少上部无矿段或已采段的开拓工程量，缩短斜井长度，从而达到增加斜井生产能力的目的，同时石门长度可尽量压缩，从而缩短了基建时间。

（三）上部竖井下部盲竖井开拓方案

适应条件：这种开拓方案（图17）一般适用于矿体或矿体群倾角较陡，矿体一直向深部延伸，地质储量较丰富的矿山。另外，因竖井或盲竖井的生产能力较大，所以中型或偏大型矿山多用这种方法。

优点是：1）井下的各中段石门都不太长，尤其基建初期石门较短，因此可节省初期基建投资，缩短基建期。2）在深部地质资料不清的情况下，建设上部竖井；当深部地质资料搞清后，且矿体倾角不变时，可开掘盲竖井，两段提升能力适当，能保持较长时间的稳定生产。

（四）上部竖井下部盲斜井开拓方案

如前所述，当上部地质资料清楚且矿体产状为急倾斜，上部采用竖井开拓是合理的，一旦得到深部较完善的地质资料，且深部矿体倾角变缓，则深部可采用盲斜井开拓方案，如图18所示。这样可使一期工程（上部竖井部分）和深部开拓工程（下部盲斜井部分的工程量）压缩到最大限度，缩短建设时间，使开拓方案在经济上更为合理。

（五）上部斜井下部盲竖井开拓方案

适应条件及特点：

这种开拓方案一般适用于矿体倾角较缓，且沿倾斜方向延伸较长，或地质储量不大以及生产能力也不大的小矿山。

六）其它主要开拓巷道与斜坡道联合开拓方案

一种是平硐、竖井、斜井等主要开拓巷道与斜坡道联合开拓；

另一种是矿体上部用斜坡道，矿体下部用盲井的联合开拓。

§3 主要开拓巷道比较

既然开拓方法是由主要开拓巷道形式决定的，那么为选择一种技术可行、经济合理的开拓方法，就必须了解各种主要开拓巷道的优缺点。这里就各种主要开拓巷道从掘进费用、掘进速度、投资额、生产能力、运输成本以及其他因素进行比较。

一、平硐与竖井比较

（1）平硐掘进费用低。平硐每米工程掘进费用比竖井低得多，且维护费用低。平硐内安装设施简单，不像竖井那样要设钢（木）梁、罐道、声光信号等设施，也不需要专设人行间。生产能力相等的情况下，每米平硐总费用（包括掘、砌和安装费用）还不到竖井的一半；用平硐开拓时的基建工程量少，平硐没有像竖井那样需要复杂的井底车场以及复杂的辅助设施（如摇台或托台、上罐等）；平硐口设置简单，不需要井架和卷扬机房；平硐不需要像竖井那么多的重型设备，所以投资费用低。

（2）平硐设施管理方便，施工条件好。平硐掘砌速度要比竖井快得多。尤其在掘进机械化水平进步较快的今天，如使用凿岩台车、立抓式装岩机等，极大地改善了掘进工作的施工条件和成巷速度，即使是大断面的平巷掘进，其速度也是竖井所不能比的（在同等条件下，平巷成巷速度是竖井建井速度的2～3倍）。因此，用平硐开拓的矿山，系统简单，基建时间短，掘进速度快，可以做到早投产，早见效。

（3）平硐排水费用低。平硐排水靠平硐排水沟自流排出（而竖井需要设专门的排水设施），大大地减少了矿井的排水费用。

（4）平硐运输设备费用低。就ф2000双筒卷扬机价格来说，其费用为同等运输平硐设备的2～3倍。

（5）平硐运输费用低。在单位长度内平硐吨矿石的运输费用比竖井低得多，一般仅为提升费用的1/3.

（6）平硐通风容易（如单一平硐开拓，在小型矿山，常以自然通风便可以满足生产需要）而且简单。平硐通风费用（按每吨矿石分摊的通风费用）比竖井开拓低。

（7）平硐生产安全可靠，运输远远大于竖井的运输能力，且方便管理，不像竖井提升常有坠罐、矿车坠井等事故。

由于平硐开拓具有较为显著的优点。因此在条件允许的情况下，应尽量采用。

二、    竖井与斜井的比较

（1）就基建来说，为开拓同样深度，斜井比竖井长得多，但斜井开拓时，一般倾角均小于矿体最终移动角，因此斜井比竖井的石门长度短得多。尤其是当矿体为缓倾斜时，上述两点更为突出。斜井开拓的井底车场比竖井开拓的车场简单（工程量少且辅助设施少）。但是斜井的长度比竖井长，尤其是矿体倾角较缓时，斜井的长度更长，但是斜井建设速度快。

（2）在提升方面，竖井提升速度快，提升阻力小，提升能力大且提升费用低。斜井不具备这种优点，而且斜井串车提升时矿车容易掉道等，同时提升钢绳磨损较大。

（3）在地压和工程支护方面，斜井承受的地压较大，尤其在岩石不够稳固，服务年限较长，或矿井较深的条件下，因地压问题，常用竖井开拓，这时竖井断面常用圆形。在巷道管理和地压管理方面，竖井有较大的优越性。

（4）在施工方面，竖井较斜井容易实现机械化，但施工设备和辅助设备较多，工作条件差，且要求技术平较高。斜井施工较简单，需要的设备和装备少，一般说来，斜井掘进速度比竖井快。

（5）从井筒装备来看，斜井较简单，造价较低。

（6）在安全方面，竖井提升过程事故较少，而斜井事故较多，如矿车容易因脱轨、脱钩而造成跑车事故。虽然斜井设有安全人道，一旦跑车，撞人等事故常常不可避免的。

（7）在排水方面，斜井的排水管路长，所需水泵能力大，设备费、安装费和修理费较大，同时因摩擦损失消耗的功能较大，需要较多的电能转化，故斜井排水费用比竖井高。

由于斜井在安全、提升能力和机械化水平等方面的缺点，因此本来可以用斜井的开拓方案，也因此放弃斜井而采用竖井。

§4 阶段高度的确定考虑因素：矿体勘探类型，矿体厚度和倾角

§5 主要开拓巷道位置的确定

根据矿石运输功最小的原则可以基本确定主要开拓巷道在沿矿体走向的位置，再考虑地表和地下的其他因素，便可以最终确定主要开拓巷道的合理位置。

影响因素

1）有充足的工业场地，能容下有关建（构）筑物、调车场、堆放场地同时应考虑不占和少占农田的要求；

2）有选厂距离较短且矿石运输方便，或有较好的外部运输条件，同时根据运输的要求，稍高于选场储矿仓卸矿口的地面水平，以便利于重车下坡运行；

3）有排废石场地，并且保护废石场地安全，避免泥石流，大风扬尘、不要布置在常年主导风向方向，还应少占或不占农田耕地等；

4）有防洪条件（一般高出最大洪峰3m），避免洪水淹井事故，且不受山岭岩石崩塌、雪崩等的影响，我国易门铜矿及东川因民铜矿等有的坑口及有关建筑物位置选择不当，受岩石滚落的威胁较大，既影响安全，又产生大量粉尘，危害居民健康；

5）有较好的地质条件，尽量避免主要开拓巷道穿过断层、含水层等不利地层，尤其 避开岩溶发育的岩层和流沙层，一般可以通过打检查钻孔等查明地质构造情况，以便更好的确定井巷的位置，方向和支护形式；

6）尽量减少开拓工程量，例如改建或扩建矿山应考虑原有井巷和有关建构筑物的充分利用。

7）井巷位置还应考虑地表和地下运输联系方便，应使运输功最小，开拓工程量最小，如果一个选场或冶炼厂位于矿区内，选择井筒位置时应选取最短及最方便的路线向选厂或冶炼厂运输矿石。

8）井筒及平硐位置应尽量位于移动带以外避免压矿，距离移动带的安全距离应大于20米，否则要留设保安矿柱。

二、中段运输平巷的布置形式

1、单一沿脉平巷布置

这种布置又可分为脉内布置和脉外布置，其轨道布置形式分为单轨会让式（加局部双轨会车段）和双轨过渡式两种。

2、沿脉平巷加穿脉布置

如图7-25所示，当矿体厚度大于8m时，多采用这种布置方式，即沿脉平巷布置在下盘围岩内，每隔一定距离掘一穿脉与沿脉平巷配合；在线路布置上，沿脉和穿脉巷道均为单轨布置。

3、环形运输布置

这些布置方式均适用于中大型矿山。

4、下盘双巷加联络道布置

5、平底装车布置

一、选择开拓方案的基本要求

1）确保工作安全，创造良好的地面与地下劳动卫生条件，具有良好的提升、运输、通风、排水等功能；

2）技术上可靠，并有足够的生产能力，以保证矿山企业均衡地生产；

3）基建工程量最少，尽量减少基本建设投资和生产经营费用；

4）确保在规定时间内投产，在生产期间能及时准备出新水平；

5）不留和少留保安矿柱，以减少矿石损失；

6）与开拓方案密切关联的地面总布置，应不占或少占农田。

二、影响矿床开拓方案选择的因素★

1）地形地质条件、矿体赋存条件，如矿体的厚度、偏角、走向长度和埋藏深度

2）地质构造破坏，如节理、层理、断层、破裂带、褶皱等；

3）矿石和围岩的物理力学性质，如坚固性、稳固性等

4）矿区水文地质条件，如地表水（河流、湖泊等），地下水、溶洞的分布情况；

5）地表地形条件，如地面运输条件、地面工业场地布置、地面岩体崩落和移动范围，外部交通条件、农田分布情况等；

6）矿石工业储量、矿石工业价值、矿床勘探程度及远景储量等；

7）选用的采矿方法；（方法不同要求的开拓方案也不同）

8）水、电供应条件；（是否便利等）

9）原有井巷工程存在状态；

10）选场和尾矿库可能建设的地点。

三、选择矿床开拓方案的方法和步骤

1、开拓方案初选3——5个方案

2、开拓方案的初步分析比较

对初选出的开拓方案，进行技术、经济、建设时间等方面的初步分析比较，删去某些无突出优点和难于实现的开拓方案，从中选出2～3个在技术经济上难于区分的开拓方案，列为进行技术经济比较的开拓方案。

3、开拓方案的技术经济比较

对初步分析比较选出的2～3个开拓方案，进行详细的技术经济计算，综合分析评价，从中选出最优的开拓方案。

采矿 方法篇

1、采矿方法定义：在一定的矿床条件下，确定矿块结构参数，进行采准、切割、回采及采场地压管理等工作的总称，称为采矿方法。

2、采矿方法分类

采矿方法按地压管理方法不同，分为三大类，即：空场采矿法、充填采矿法及崩落采矿法。

将矿块划分为矿房和矿柱两部分，按

两步骤回采，先采矿房，后采矿柱，

矿房采完后，呈空场形式存在。

（1）房柱法

（一）空场法

（2）浅孔留矿法

（3）分段法（赞比

亚方案）

留下的矿柱要回采

（4）阶段矿房法

（二）充填法

分为两步骤回采，随采随充

或事后一次充填完必

（1）干式充填法

（2）水力充填法

（3）胶结充填法

单步骤回采，随采随崩落围岩

充填空区，在覆盖岩层下放矿

（三）崩落法

（1）有底柱崩落法

（2）无底柱分段崩落法

（3）阶段崩落法

3、回采工作的主要生产工艺有三个：落矿、矿石运搬、地压管理。

爆破工作基本要求：该爆破的部分应尽可能爆下来，不该爆的部分应该尽可能减少损伤，节约爆破材料，大块少、粉矿低、炸药耗量少等。

4、目前常用的采场地压管理方式可以分为三类：

（一）空场法采场地压管理

先采矿房，后采矿柱，在矿房开采时，靠矿柱和围岩本身的稳固性维持采矿空间的平衡。

二）充填采矿法采场地压管理

一般先采矿柱，后采矿房，在开采过程中，不断地以充填材料充满采矿造成的空间，维持采矿空间平衡。关键问题是：充填材料与充填成本，充填体力学性质，充填工艺，开采效率等

（三）崩落采矿法采场地压管理

随着开采工作进行，有计划的崩落顶板或底板围岩充填采后形成的空间，维持采矿空间平衡。关键问题是：如何保证崩落顶板或底板围岩足够充填采后形成的空间。

§3矿块底部结构

底部结构应当满足的以下几方面要求。

（1）满足稳固性要求

在矿块整个放矿过程中，都应当保证底柱的稳固性，使采下的矿石按计划的矿量放出。当矿石不稳定时，会出现底部垮落，如电耙道堵塞，耙道塌落等；

（2）使底部结构简单，施工方便，出矿方便。

（3）在保证底柱稳固的前提下，应当尽量减少，底柱矿量，以提高矿块的总回收率。

（4）能保证放矿，二次破碎和运搬工作的安全和良好的劳动条件。

（5）放矿能力大，提高采矿方法的效率。

自重放矿的底部结构

（一）有格筛矿碎硐室的漏斗重力放矿底部结构。（简称）格筛漏斗式底部结构）

（二）无格筛硐室的漏斗自重放矿底部结构，（即普通直溜漏斗式底部结构）

<优点>：结构简单，无需用什么机械设备，底柱矿量少。 

<缺点>：放矿能力低，放矿漏口闸门维修工作量大。

（3）人工木质底放矿底部结构（人工假底式）

（1）特点：它是用坑木支护运输巷道和架设漏斗闸门，由此来代替矿石底部结构。

（2）优点：由于采用人工假底，使矿石回收率提高，而且简化了回采工艺。

（3）适用条件：适用于矿石和围岩均稳固的急倾斜薄矿脉。（厚矿体几乎不用）

电耙运搬矿石的底部结构

（1）漏斗电耙式底部结构

（1）适用条件：适用于各种矿石条件，应用很广泛。

（2）优点：对底部切割量较少，底柱的稳定性比较好。

（2）堑沟电耙式底部结构

（1）特点：各漏斗之间纵向连通形成一个V形槽，实际上是把拉底和漏斗群两项切割工作结合起来，用上向扇形中深孔同时开凿。

（2）适用条件：适用于矿岩稳固的条件。

（3）优缺点：

<优点>：简化了底部结构，提高了切割工作效率，堵塞少。

<缺点>：对底柱切割的较多，影响稳定性。

（4）堑沟结构尺寸

①堑沟的放矿口尺寸一般为2～3.5米。这样减少了堵塞系数。

   ②放矿口分为单侧和双侧两种分布形式。

（3）平底式电耙底部结构

（i）电耙道位于运输巷道上3～6米；(ii) 耙道位于运输巷道顶板处；（iii）耙道和运输巷道同一水平。

（4）铲运机出矿的底部结构

（1）特点：

①装矿巷道断面要比装运机出矿要求的大。

②铲运机烧柴油，尾部不带风绳，行走方便，工作灵活，运距不受。

③铲运机本身不带车箱，只是前端装有铲斗，容积较大，铲起矿石后，直接倒入溜井中，不必再装入矿车中。

④有效运距大，行走速度快，过爬坡能力较大。

（2）优点：

①这种底部结构形式，可采用高效率的装矿机械设备。

②这种底部结构形式大大简化了底部结构；

③由于出矿口多，提高了采矿效率；

④由于出矿口大，因而减少了漏口堵塞；

⑤底柱矿量少，提高了矿石回收率。

（3）特点：

①    由于用柴油为动力，故污染空气，影响工人健康。

②    增加了设备维修费用，增加了脉外采矿工程量。

振动放矿机放矿闸门优缺点

2）优点：① 它把间断的重力自流放矿过渡到连续的强制放矿，使矿石流动发生了变化，扩大了放矿口的流动范围，从而有效地改善了放矿条件。

③ 它从根本上简化了矿块底部结构，底柱矿量与采矿工作量小，巷道维护费用低。

④ 使放矿工作开始变为可以人工控制，并且使采区放矿、运搬和装载实现连续作业，为实现井下连续作业创造了条件。

⑤ 由于振动放矿的可控性，放矿作业集中和采矿强化，从而改善了作业条件和劳动条件。

⑥ 由于振动放矿机放矿的能力较大，因而每装满一辆矿加用的时间减少了。如装满足2m3的矿车一辆，只要7～8秒钟即可。

3）缺点：① 设备笨重、安装与移动不方便。

② 若无连续搬、运和设备配套时，设备利用率低；

③ 对一次破碎要求比较严格。

④ 要求采矿爆破的矿量大（大流井使用比较合适）。

（3）矿石损失的原因

矿石损失的原因是多方面的，主要有以下几方面原因：

1） 地质原因：由于地质破坏，成矿床产状复杂，在开采时不能采出。含水量很大不能开采，为了开采而要凿防水矿柱等。

2） 开采技术因素例如：

① 落矿不完全——任何采矿方法都不可能开采的干干净净的。

    ② 放矿时残凿在矿体下盘岩石上，放不出来， （又叫二次损失，即崩下来了，但放不出来，因为矿体倾角小）。

    ③ 放矿时，混入的废石过多，使品位过低，失去了工业价值。

    ④凿下的矿柱未能回采出来。如井筒的保安矿柱以及某些采矿方法留下的永久性矿柱将称为永久性损失

⑤ 装运矿石过程中的损失。

⑥ 地下火灾、水灾、岩层移动导致一部分矿石不可能采出，引起损失。

（4）贫化的原因

1） 矿床在开采过程中混入了废石，这是主要原因。表现在：

① 边界控制得不好；② 夹石未剔除③ 在覆盖岩层下放矿（对崩落法放矿而言）

2） 个别情况下，高品位的富矿粉流失，许多稀有金属矿石很易成粉矿而丢失。

降低矿石损失贫化的措施

① 正确地选择适合于矿床赋存条件的开拓方法和采矿方法；

② 确定合理的矿采开采顺序；

③ 加强探矿工作和矿山企业管理工作；

④ 加强放矿管理工作；

⑤ 建立合理的工艺过程；

⑥ 有计划的回采矿柱及处理空区；

⑦ 建立粉矿回收制度；

空场采矿法

空场采矿法在在回采过程中，将矿块划分为矿房和矿柱，第一步先回采矿房，第二步在采矿柱，在回采矿房时采场以敞空的形式存在，仅依靠矿柱和围岩本身的强度来维护。

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。

这类方法适用范围广，可以回采各种倾角，厚度的矿体，同时空场法是一种回采强度较大，材料消耗少，劳动生产率较高的采矿方法。

§2 房柱采矿法

（1）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。

全面法与房柱法的区别

就其实质来说，两种方法区别不大。其不同点在于：

  （1）全面法的采区尺寸比较大

  （2）所留的矿柱（或岩柱）是不规则的，而且所留的矿柱的尺寸、形状、间距等都比较灵活。而房柱法与此相反，留的矿柱是规则的。

其它方面如采准，切割及回采工艺两种方法基本相同。

全面法的优点

该法工作宽度大，工作组织简单，当矿体较厚而又采用无轨运输设备时，可以获得较高的劳动生产率。

该法采切工作量小，坑木消耗量少，通风良好，采矿成本低，矿石贫化不大。

对房柱采矿法的评价

  （1）主要优点

① 劳动组织简单，矿房生产能力高，（矿块生产能力可达120—150T/）；

② 采准工作量小，（5～7米/千吨）；

③ 坑木消耗量少，在回采矿房时，几乎不消耗木材。（0.0009～0.002m3/个）；

④ 矿石贫化率比较小（4～5%）；

⑤ 采矿成本低；

⑥ 作业安全，通风良好；

⑦ 有利于实现机械化开采。可以采用高效率的采、装机械设备。

  （2）主要缺点

① 矿石损失比较大，由于在矿块中留有许多矿柱，而这些矿柱所占矿量约为15～20%（留间断矿柱时），或更多，甚至达40%，这些矿柱一般是不回收的。

② 当矿体厚度比较大时，顶板管理比较困难。

③ 很难进行选别回采。

§3 留矿采矿法

一）浅孔留矿法特点  

  （1）它是空场法的一种，具有空场法的共同特点。它也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。

  （2）这种采矿方法工人可以直接在矿房中大暴露面下工作。

  （3）浅孔留矿法是自下而上分层回采矿房，使用浅孔崩薄矿石。

主要特点：

（4）每次采下的矿石，靠矿石自重从漏斗放出1/3左右，留下2/3矿石作为下次凿岩爆破工作的临时工作台。当矿房全部采空后，再将留下的2/3的矿石全部放出（这叫大量放矿）。暂留下的矿石并不能作为地压管理的主要手段。

  （5）凿岩工人是站在留矿堆上进行作业的。

浅孔留矿法的采准工作主要包括：阶段运输平巷，通风人行天井，联络道等。

开掘先进天井的优缺点及适用条件：

【优点】① 开凿先进天井可以改善通风条件；

② 可以利用先进天井作自由面，向两侧掘进形成阶段工作面比较方便，不必再进行专门的掏槽。

③ 有利于运送材料和设备，也是增加了一个安全出口。

【缺点】先进天井口处顶板管理比较困难。

浅孔留矿法的回采工作包括有：凿岩、装药爆破、通风、局部放矿、撬毛、平场和大量放矿等。矿房回采是自下而上分层进行的，每一分层的高度一般为2—3米左右。采用浅孔崩矿。

对浅孔留矿法的评价

（一）适用条件

  （1）适用于开采矿石和围岩稳固的急倾斜薄和极薄矿脉；

  （2）要求矿石无氧化性，结块性和自燃性；

  （3）要求矿体产状稳定，形状比较规整（否则会增加矿石的损失贫化）。

（二）主要优点

  （1）浅孔留矿法结构简单，管理方便，工艺简单，生产技术易掌握。

  （2）采切工程量比较小，厚矿体7~12米/千吨，薄矿体10~20米/千吨。

  （3）利用重力放矿，采场运搬矿石不需要其他机械设备。此处指普通漏斗的留矿法。

  （4）矿石损失贫化比较低，无粉矿损失，采矿成本低

（指矿房回采）损失率5~6%，贫化率8~10%。

（三）主要缺点

  （1）所留矿柱的矿量占的比重较大（约占40—50%，有的达60%）。

而回采这些矿柱时，损失比较大，有的损失达50%。

  （2）当围岩不够稳固时，特别是开采薄矿脉时，贫化率大。

  （3）平场工作量比较繁重，又不容易实现平场工作的机械化。

  （4）工人直接在暴露的矿石下工作，安全性较差。

  （5）对矿石的块度要求均匀，否则容易卡漏（要求浅孔的合格块度不大于350毫米）。

  （6）出矿受到薄矿等作业的，使日出矿能力低。

（四）有待研究解决的问题

  （1）应研制适合于开采脉状矿体的采掘设备，平撬设备，二次破碎设备，以及浅孔装药机械设备，从而减轻工人的体力劳动，改善作业条件，提高采矿强度。

  （2）研制和推广必要的观测仪表（如检查顶板）。

§4 阶段矿房法

阶段矿房法是用深孔落矿的采矿方法，它也是把矿块划分为矿房和矿柱两部分进行回采，先采矿房，后采矿柱，最后也要有计划的进行矿柱回采和空区处理。

切割工作包括：掘进拉底巷道，切割横巷，切割天井，拉底和辟漏以及开立槽。

空场法采矿处理采空区的方法

处理采空区常用的方法有三种，即：崩落围岩法、充填空区法和封闭空区法。

崩落采矿法

崩落采矿法特点

    (1) 崩落法不再把矿块划分为矿房和矿柱，而是以整个矿块作为一个回采单元，按一定的回采顺序，连续进行单步骤回采。

    (2) 在回采过程中，围岩要自然或强制崩落，矿石是在复盖岩石的直接接触下放矿。因此，这种采矿方法对放矿进行科学管理是十分必要的。 

    (3) 崩落法的开采是在一个阶段内从上而下进行的。与空场采矿法不同。

§3壁式崩落采矿法（壁式（单层）充填采矿法）

对壁式崩落法的评价：(2) 主要优缺点

[优点]：①采准巷道布置简单

② 生产能力大，劳动生产率高；

③ 可以及时处理采空区

④ 通风条件好；

⑤ 有可能进行选别回采和手选,(废石丢入采空区)；

⑥ 有利于实现机械化作业

[缺点]：① 木材消耗量大(每一千吨消耗10m3以上木材)；

② 支护工作劳动强度大；

③ 顶板管理比较复杂；

④ 回采工艺比较复杂；

⑤ 当矿床地质构造比较复杂时安全性比较差；

(3) 今后研究改进方向；

(1) 进一步研究和掌握地压活动规律，改进放顶管理工作；

    (2) 研究坑木代用品，减少木材消耗量；

(3) 研制新型的工作面运搬机械；

有底柱分段崩落采矿法（水平深孔典型方案）

对水平深孔落矿的分段崩落法评价

    (1) 主要优点：① 凿岩、装药条件好；

                 ② 粒岩硐室内通风条件好；

                 ③ 相邻矿块互相牵制少，生产衔接有一定的灵活性。

    (2) 主要缺点：① 对底柱的稳固性要求比较严格。爆破时对底柱影响比较大，如果加固不好时，往往造成电耙道的严重破坏。

    ② 当矿石比较破碎时，凿岩天井的掘进比较困难，炮孔变形严重。

    ③ 大块产出率高，影响矿块生产能力； 

    ④ 采准工作量大，且不易实现机械化作业。

    (3) 适用条件

    一般用来开采较坚硬的矿石。我国矿山应用这种方法的甚少。（上盘围岩最好能呈块状自然崩落，矿石中等以上稳固的急倾斜，原矿体，地表允许陷落。矿石品位低的价值和矿体）

阶段崩落采矿法

对阶段崩落的评价（与有底柱分段崩落比较）

    (1) 优点：① 采准工作量小（一般可降低25～30%）；② 劳动效率高；③ 采矿成本低；④ 作业安全。

(2) 缺点：① 高阶段时效放矿管理要求严格；② 大块率高；③ 矿石损失贫化大。故阶段崩落法只有在开采低品位的厚大矿体时，才能取得较好效果。

对有底柱崩落法的评价

    根据1981年全国有色金属矿山调查总结认为有底柱崩落法适应性比较强，生产效率高，作业安全，开采成本低，故在我国获得了广泛的应用和发展。

    (一) 主要优点

    (1) 适应性强，方案灵活，落太方案也可因矿岩特性而有所改变。

(2) 能充分利用国内现有设备，在采、切、落矿井巷中作业，工效高，强度大。采用电耙设备出矿，一条耙道的生产能力可达200～300吨/台.日。

(3) 劳动生产率高。包括采、切、支护和落矿、出矿等的综合工效为15～23吨/I.吨。

    (4) 采矿成本低。如何北铜矿的落成本为1.422元/吨。

    (5) 一次崩矿量，保有存窿矿量多，生产主动。

    (6) 通风条件好，安全作业条件优越。                                             

    (二) 主要缺点

(1) 采准、切割工程量大。采场结构复杂，施工的机械化程度低。

（2）矿石损失、贫化都比较大。                                             (3) 上水平机械化程度难以提高。

    (4) 一般不能剔出夹石，也不能分采分运。

    (5) 管理工作比较复杂。

    (三) 改讲方向

    (1) 应当研究如何降低采切工程量，简化采场结构，提高机械化水平，特别是研究上水平施工的机械化问题。

    (2) 加强放放管理，降低矿石损失贫化。

    (3) 进一步推广使用挤压爆破，并作进一步的研究。

    (4) 重视对地压和岩石移动的观测和研究。

 (5) 提高出矿效率。

§5 无底柱分段崩落法

对无底柱分段崩落法的评价

(一) 适用条件

    (1) 地表和围岩允许崩落；

(2) 矿石稳固，不需要大量支护，但随着支护技术的发展，对矿石稳固性的要求有所降低，围岩的稳固性不限，但上盘围岩易于崩落对采有这种方法更有利。  

    (3) 矿石不很贵重，可选性好，或围岩含有品位，允许有较大的贫化率。(一般不宜用于开采贵重金属或高品位的矿体)

    (4) 急倾斜厚矿体或缓倾斜的极厚矿体。

    (5) 矿石需要剔出夹石或分级出矿。

    (我国大庙铁矿、符山铁矿，桦树沟铁矿等大体符合使用无底柱分段崩落)。

    (二) 主要优点：

    这种方法属高效率的采矿方法。它是随着无轨自行采、装运设备的出现而发展起来的。

    (1) 安全性好，各项回采工作都在回采巷边中进行，没有大暴露面的工作空间，出矿口断面大，不易堵塞，减少了处理堵塞的困难和危险，有利于提高出矿强度。

(2) 结耕简单，不留矿柱，一步回采，没有回收矿柱的工序，也没有复杂的底部结构。

(3) 采准和回采工艺简单，而且可以标准化，便于采用高效率的机械化设备，采准出碴及回采可以使用同一类型设备。

(4) 采准工作量小，采准系数为5～10米/千吨左右，(由于回采巷道断面大，且开在脉内，采准的付产矿石多，付产矿量约为10～20%，同时付产矿石的品位高)。

    (5) 回采工作面多，生产集中，回采强度大，管理方便。

    (6) 采准，凿岩及出矿可以在不同的分段上同时进行不干扰。

    (7) 这种方法灵活性大，易剔除夹石，或分级出矿，

    (8) 探采易于结合。

    (三) 主要缺点：

    1、通风条件差。我国大部分矿山的矿块内未设局扇通风，主要靠主风流扩散通风，系统不完整，措施不得力空气质量差，粉尘浓度大，生产技术管理又差。

    2、出矿落后于落矿，原因是切心出矿效率低，低的原因是司机操作技术水平低，量件损耗大，开动率低等。设备本身能力也不很高，(国外用大铲斗的铲运机，电动蟹爪式装载机配柴油驱动的自御汽车，出矿)。

    3、矿石损失，贫化大，采用此方法矿石损失率一般达20-30%，贫化15-20%，损失率有的高达43%而贫化高达42.9%.

贫化损大的原因主要是：

① 无底柱崩落法本身的原因；

② 对这种方法使用不当；(有的矿山本来是缓倾斜矿体也用无底柱方法开采)。

③ 方法结构和结构参数选择的不够合理，及生产管理不善。

(四) 改进方向

    (1) 研究新的采场结构形式及其合理的采矿方法结构参数，提高采矿强度，降低矿石损失和贫化，从根本上改变通风条件。

   (2) 研究降低损失贫化的一些辅助机械设备。

3) 研究先进的检测手段，(如化验出矿截上品位的仪器等)。

(4) 研究制造适合我国实际的采用无底柱分段崩落法矿山的高效率低污染或无污染的采，装运机械设备和辅助作业设备，并使这些设备配套，使之得到却实的经济效果。

                              充填采矿法

充填的目的：进行地压管理，杜绝内因火灾，为回采矿柱创造了条件

为深部、水下开采创造条件

1、按矿块回采工作面的推进方向和回采工艺特点分类：

  ① 上向分层充填采矿法；② 下向分层充填采矿法；③壁式充填采矿法；④ 削壁充填法；⑤ 支架充填法。

充填采矿法与其他采矿方法比较的优缺点：

（一）充填采矿法的优点：

（1）采、切工程量小，灵活性大；

（2）矿石损失、贫化小；

（3）能够比较有效的维护围岩，减少围岩的移动和防止大量冒落；

（4）对于薄矿脉或多品种矿石可以进行选别回采；

（5）可以防止矿床开采的内因火灾；

（二）缺点：

（1）回采工艺和充填工艺复杂。

（2）充填和采矿互相影响，如果回采作业机械化所不能妥善解决，则生产效率和生产能力都比较低；

（3）充填料的开采，加工、输送及其他一系列消耗使矿石成本较高。开采运输与堆积充填料这些工作所需要的费用占采矿成本的40—50%。

（4）劳动强度大；

                      采矿方法选择

一、对选择采矿方法的基本要求

    在矿山企业中，采矿方法决定着回采工艺，材料设备，掘进工程量，劳动生产率，储量回收以及采出矿石质量等。

 正确合理的采矿方法选择应满足以下要求：

 (一) 工作安全——保证人员在采矿过程中生产安全，有良好的作业条件。

(二) 最大限度的回收国家资源

所选择的采矿方法要损失少，贫化小，充分利用地下资源，尽量提高矿石质量满足加工部门对矿石质量的要求。应坚持“兼采、厚薄兼采、大小兼采、难易兼采”的原则。力求使全矿回收率达到80～85%以上。

(三) 生产能力大，劳动生率高，材料消耗少，生产成本低。(

同时要尽量选择木材消耗少，采矿成本低 ，赢利高的采矿方法。

常用的技术经济分析指标有：

(1) 矿块劳动生产率(吨/工班)；

(2) 采准、切割工作量(米/千吨)(设计时使用计算出的指标比较)；

(3) 矿块生产能力(吨/日；吨/月，它是根据出矿设备每班完成的产量决定的)；

(4) 主要材料消耗（坑木、炸药等）；

(5) 矿石的损失和贫化率；

(6) 采出矿石的直接成本。

                           露天开采

国 内 编 制 露 天 矿 长 远 采 掘 进 度 计 划 的 一 般 方 法

国 内 目 前 编 制 露 天 矿 采 掘 进 度 计 划 仍 采 用 手 工  方 法，  手 工 法 需 要 的 基 础 资 料 主 要 有：

 (1) 地 表 地 形 图：图 上 绘 有 矿 区 地 形 等 高 线 和 主 要 地 貌 特 征。图 纸 比 例 一 般 为 1：1000  或 1：2000。

(2) 台 阶 分 层 平 面 图：  图 上 绘 有 每 一 台 阶 水 平 的 地 质 界 线（包  括 矿 岩 界 线）和 最 终 境 界 线。图 纸 比 例 一 般 为 1：1000  或  1：2000。 

(3) 分 层 矿 岩 量 表：  表 中 列 出 每 一 台 阶 水 平 在 最 终 境 界 线 内 的 矿  石 和 岩 石 量。（参附图）

(4) 开 采 要 素：  包 括 台 阶 高 度、采 掘 带 宽 度、采 区 长 度 和 最小工 作 平 盘 宽 度、运 输 道 路 要 素（宽 度 和 坡 度 ) 等 。 

(5)台 阶 推 进 方 式、采 场 延 深 方 式、掘沟几何 要 素 及 新 水 平 准 备 时间。

(6) 挖 掘 机 数 量 及 其 生 产 能 力。

(7) 选 厂 生 产 能 力、入 选 品 位 及 其 它。

一 般 步 骤 为：

第 一 步： 在 分 层 平 面 图 上 逐 水 平 确 定 年 末 工 作 线 位 置。  

根 据 挖 掘 机 的 年 生 产 能 力，从 露 天 矿 上 部 第 一 个 水 平 分 层 平 面 图 开 始，逐 水 平 在 图 纸 上 画 出 年 末 工 作 线 的 位 置

第 二 步：确 定 新 水 平 投 入 生 产 的 时 间。

第 三 步：编 制 采 掘 进 度 计 划 表。

第 四 步： 绘 制 露 天 矿 采 场 年 末 综 合 平 面 图。

一、开拓方案设计原则

开拓方案设计应从矿床赋存的自然条件出发，结合所选择的生产工艺系统以及矿床开采程序合理地选择开拓方案，使之能够确保设计的矿山建设速度，满足设计的矿石产量和质量要求；力争早投产、快达产、基建投资少、生产经营费低；尽可能采用先进的技术设备，以提高生产的可靠性与生产效率。

三、矿床的露天开拓方法

(1) 公路运输开拓；

(2) 铁路运输开拓；

(3) 联合运输开拓，其中有以下几种联合形式：

1)公路__铁路联合开拓；

    2)公路(铁路)__破碎站__胶带输送机联合开拓(简称胶带运输                开拓)；

    3) 公路(铁路)__箕斗联合运输开拓(简称箕斗运输开拓)；

    4)公路(铁路)__平硐溜井联合运输开拓(简称平硐溜井开拓) 。

(4)其它如斜坡卷扬、溜槽等

一、公路运输开拓的方法评价

公路运输开拓中最常用的设备是自卸汽车，所以也称其为汽车运输开拓。与铁路运输开拓相比，汽车运输开拓坑线形式较为简单，开拓坑线展线较短，对地形的适应能力强。此外，公路运输还可多设出入口进行分散运输和分散排土，便于采用移动坑线开拓，有利于强化开采，提高露天矿的生产能力。

一、 铁路运输开拓方法的评价

    采用铁路运输开拓时，吨公里运输费低，约为汽车运输的1/4~1/3；运输能力大，运输设备坚固耐用。但铁路运输开拓线路较为复杂，开拓展线比汽车运输长，因而使掘沟工程量和露天边帮的附加剥岩量增加，新水平准备时间较长。