采矿基础知识.docx

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1、采矿基础知识核心提示：采矿是自地壳内或地表开采矿产资源的技术和科学。一般指金属或非金属矿床的开采，广义的采矿还包括煤和石油的开采及选矿。其实质是一种物料的选择性采集和搬运过程。一、名词释义采矿是自地壳内或地表开采矿产资源的技术和科学。一般指金属或非金属矿床的开采，广义的采矿还包括煤和石油的开采及选矿。其实质是一种物料的选择性采集和搬运过程。采矿工业是一种重要的原料采掘工业，如金属矿石是冶金工业的主要原料，非金属矿石是化工原料和建筑材料，煤和石油是重要的能源。多数矿石需经选矿富集，方能作为工业原料。二、采矿技术基础采矿科学技术的基础是岩石破碎、松散物料运移、流体输送、矿山岩石力学和矿业系统工程等

2、理论。需要运用数学、物理、力学、化学、地质学、系统科学、电子计算机等学科的最新成果。 采矿工业在已基本达到的高度机械化基础上，通过改进综采设备的设计、造型、材质、制造工艺、检验方法和维修制度等，将进一步提高其生产能力和设备利用率。同时矿井在提升、运输、排水、通风、瓦斯监控等许多环节将实现自动化和遥控。地下和露天矿都将实现计算机集中自动管理监控。有的国家已将机器人试用于井下回采工作面，开采对人员损害较大的矿种。另一方面，随着人类对地下矿产的不断开采，开采品位由高到低，资源紧缺，迫使使用低品位矿产，选择适当的采矿和选矿方法，进行综合采选、综合利用，提高矿产资源的利用率和回采率，降低矿石的损失率和贫

3、化率。采矿和选矿过程中生成的有毒气体、废水、废石和粉尘等物质以及噪声和振动等因素，对环境、土地、大气和水质等造成危害，一直是人们关心的课题。各国研究环保问题中进一步提出了资源的长期利用问题，特别着眼于废渣、废石、废液的重复使用、破坏后土地复用等。制订强有力的法律，采取有效措施确保矿山环境。三、采矿特点采矿的生产环境和生产过程与其他工业相比较，具有以下特点：采掘加工的主要原料是自然赋存的矿体。矿址不能自由选择，矿床的工业储量不能输入，也不能再生。矿山的生产能力、服务年限和经济效益密切相关。每个矿山都要经历建矿、投产、正常生产、减产和闭矿的历程。采矿设备和人员经常随采矿进程和加工对象转移，没有固定

4、的加工车间。被开采的矿体必须掘进一系列巷道，进行采矿准备工作(采准)，才能开始回采。开拓、采准和回采工作互相协调，才能保证矿山正常生产。否则就会造成采剥失调或采掘失调，迫使矿山减产。开采工作总的趋势是采掘条件愈来愈差，采出矿石的品位逐渐降低，随之成本可能增高。由于岩石的混入会使矿石贫化，降低质量，还有部分矿石不能采出，而损失于地下。因此要不断改进采矿和选矿技术，开展综合利用，以降低成本。降低贫化率和损失率是采矿生产中重要的质量管理工作，具有很大的经济潜力。矿体赋存条件和形状复杂，品位分布不均。工业储量在开采过程中可能会有较大变化，使采矿设计难于标准化，加之建矿周期长，基建投资大，故投资风险性也

5、大。采矿工作在露天或地下采场。劳动量大，工作条件差，安全性差，不易实现综合机械化和自动化，故需特别重视改善劳动保护和环境条件。一个矿山的经营效果，在很大程度上决定于所开采矿石的市场供求和价值高低。因此对矿山管理水平的评价，不能像其他工业一样，单纯地以绝对经济效益为准。四、采矿方法采矿方法可大致分为露天开采、地下开采和液体开采3种基本采矿方法。露天开采。即在露天条件下，将埋藏较浅的矿石，从矿坑露天矿、山坡露天矿或剥离露天矿进行开采。包括挖掘一系列顺序的沟槽。采砂船采矿也属剥离露天矿的一种，它从平底船上进行挖掘。地下开采。是将埋藏较深的矿石，在地下采用自然支护、人工支护及崩落采矿方法将矿石开采出来

6、。液体开采。又称特殊采矿法。是从天然卤水里、湖里、海洋里或地下水中提取有用的物质;将有用矿物加以溶解(或热水融化)，再将溶液抽至地面后进行提取;用热水驱、气驱或燃烧，把矿物质从一个井孔驱至另一井孔中采出。大多数液体采矿是用钻井法进行的。对于一个具体矿床，根据地质条件和岩石力学资料，选择合理的采矿方法。比较理想的是要使被选用的采矿方法，在符合生产安全和适当采出有用矿物的要求下，能取得最大的经济效益。如采矿方法选择不当，将长期影响矿山生产技术指标和经济效益。（摘自矿业科技，矿产开发处供稿 ）名词释义在金属矿床地下开采基本原则中，已经阐述：金属矿床地下开采，必须先把井田划分为阶段（或盘区），再把阶段

7、（或盘区）划分为矿块（或采区）。矿块是基本的回采单元。采矿方法应该定义为：采矿方法是研究矿块内矿石的开采方法，是采准、切割、回采工作在空间上、时间上的有机结合，采矿方法是采准、切割、回采工作的总称。所谓采矿方法，就是指从矿块（或采区）中采出矿石的方法。它包括采准、切割和回采等三项工作。采准工作是按照矿块构成要素的尺寸来布置的，为矿块回采解决行人、运搬矿石、运送设备材料、通风及通信等问题；切割则为回采创造必要的自由面和落矿空间；等这两项工作完成后，再直接进行大面积的回采。这三项工作都是在一定的时间与空间内进行的，把这三项工作联系起来，并依次在时间与空间上作有机配合，这一工作总称为采矿方法。采矿方

8、法与回采方法的概念是不同的。在采矿方法中，完成落矿、矿石运搬和地压管理三项主要作业的具体工艺，以及它们相互之间在时间与空间上的配合关系，称为回采方法。开采技术条件不同，回采方法也不相同。矿块的开采技术条件在采用何种回采工艺中起决定性作用，所以回采方法实质上成了采矿方法的核心内容，由它来反映采矿方法的基本特征。采矿方法通常以它来命名，并由它来确定矿块的采准、切割方法和采准切割巷道的具体布置。在采矿方法中，有时常将矿块分成矿房与矿柱，作两步采，先采矿房，后采矿柱，采矿房时由周围矿柱支撑开采空间，这种形式的采矿方法称为房式采矿法，以区别于不分矿房、矿柱，整个矿块作一次采完的矿块式采矿法。在条件有利时

9、，矿块也可不分矿房、矿柱，而回采工作是沿走向全长，或沿倾斜（逆倾斜）连续全面推进，则成了全面式回采采矿法。1采矿方法分类分类目的由于金属矿床的赋存条件十分复杂，矿石与围岩的性质又变化不定，加之随科学技术的发展，新的设备和材料不断涌现，新的工艺日趋完善，一些旧的效率低、劳动强度大的采矿方法被相应淘汰，而在实践中又创新出各种各样与具体矿块赋存条件相适应的采矿方法，故目前存在的采矿方法种类繁多、形态复杂。这些采矿方法尽管有其各自的特征，但彼此之间也存在着一定的共性。为了便于认识每种采矿方法的实质，掌握其内在规律及共性，以便通过研究进一步寻求更加科学、更趋合理的新的采矿方法，需对现已应用的种类繁多的采

10、矿方法进行分类。采矿方法的选择不仅取决于矿体赋存自然条件，而且取决于开采技术水平和社会经济条件。严格来讲，没有任何一个矿山的开采条件与另一个矿山完全相同，所以也就没有任何两座矿山的采矿方法彼此完全相同。有的采矿学者认为：有多少矿山就有多少种（或更多）采矿方法；在一定条件下（含时间），一个具体矿山（或矿块）只有一种采矿方法是最优的或最成功的；不存在一种万能的永远不变的适用于一切矿山的最优采矿方法；对采矿方法的优劣评价不可忽视其适用条件。但是，也必须承认在浩瀚的难以准确计数的采矿方法中也必然具有共同特征，每种采矿方法都是世界范围的采矿者在采矿实践中所认识和总结的规律。学习采矿方法的目的就是通过学习

11、，借鉴前人创造的采矿方法，根据面临矿体的实际开采条件，科学地、能动地设计新的采矿方法。学习的目的绝不是根据已有的采矿方法适用条件，去生搬硬套用于开采新矿体。采矿方法分类的目的就是在浩瀚的采矿方法中，将一些应用较广的主要采矿方法，根据其共性进行归纳，以便于人们学习和掌握前人总结的采矿方法科学规律，正确地选择和设计采矿方法。分类要求（1）分类应能反映出每类采矿方法的最主要的特征，类别之间界限清楚；（2）分类应该简单明了，不宜繁琐庞杂，目前正在采用的采矿方法必须逐一列入，明显落后趋于淘汰的采矿方法则应从中删去；（3）分类应能反映出每类采矿方法的实质和共同的适用条件，以作为选择和研究采矿方法的基础；（

12、4）既利于分类进行学习，又不被分类所局限而影响创新，有利于认识原有的采矿方法并创造新的采矿方法。分类依据目前，采矿方法分类的方法很多，各有其取用的依据。一般以回采过程中采区的地压管理方法作为依据。采区的地压管理方法实质上是基于矿石和围岩的物理力学性质，而矿石和围岩的物理力学性质又往往是导致隔了采矿方法在适用条件、结构参数、采切布置、回采方法以及主要技术经济指标上有所差别的主要因素。因此按这样分类，既能准确反映出各类采矿方法的最主要特征，又能明确划分各类采矿方法之间的根本界限，对于进行采矿方法比较、选择、评价与改进也十分方便。2采矿方法井工采煤方法井工煤矿采煤方法虽然种类较多，但归纳起来，基本上

13、可以分为壁式和柱式两大体系。 （1)壁式体系采煤法。根据煤层厚度不同，对于薄及中厚煤层，一般采用一次采全厚的单一长壁采煤法；对于厚煤层，一般是将其分成若干中等厚度的分层，采用分层长壁采煤法。按照回采工作面的推进方向与煤层走向的关系，壁式采煤法又可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法两种类型。长壁采煤法缓倾斜及倾斜煤层采用单一长壁采煤法所采用的回采工艺主要有炮采、普通机械化采煤（高档普采）和综合机械化采煤3种类型。在选择回采工艺方式时，应结合矿山地质条件、设备供应状况、技术条件以及技术管理水平和采煤系统统一考虑。 爆破落煤工艺。炮采工作面回采工序包括：破煤、装煤、运煤、推移输送机、工作面支护和顶板

14、控制六大工序。 普通机械化采煤是用浅截式滚筒采煤机落煤、装煤，利用可弯曲刮板输送机运煤，使用单体液压支柱（或摩擦金属支柱）和铰接顶梁组成的悬臂式支架支护的采煤方法。 综合机械化采煤是指采煤的全部生产过程，包括落煤、装煤、运煤、支护、顶板控制以及回采巷道运输等全部实现机械化的采煤方法。综合机械化放顶煤开采技术我国放顶煤开采主要是指长壁综合机械化放顶煤开采（以下简称综放开采）。综放开采的实质是沿煤层底部布置一个长壁工作面，用综合机械化方式进行回采，同时充分利用矿山压力作用（特殊情况下辅以人工松动方法），使工作面上方的顶煤破碎，并在支架后方（或上方）放落、运出工作面的一种井工开采方式。柱式体系采煤法柱式体系采煤法分为3种类型：房式、房柱式及巷柱式。房式及房柱式采煤法的实质是在煤层内开掘一些煤房，煤房与煤房之间以联络巷相通。回采在煤房中进行，煤柱可留下不采；或在煤房采完后，再回采煤柱。前者称为房式采煤法，后者称为房柱式采煤法。3