第二节 采矿方法

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地下采矿方法各矿分类繁多,往往一个矿井多种方法作业,主要依据矿体产状及矿石围岩稳固情况而定。
充填采矿法 该法是人类地下采矿使用最早的采矿方法,在招远黄金矿山得到广泛应用。土法采矿一般采用削壁充填法和分层充填法。随着矿山机械化发展,新的采矿设备不断出现和充填工艺不断完善,充填采矿法已成为一种贫化损失低、机械化程度高、生产能力大的采矿方法。招远黄金矿山与科研院校合作,对充填采矿法进行多方面研究,在充填工艺、充填理论、充填技术方面,都取得研究成果,并获得科技奖励。招远市、乡矿山中最常用的为干式充填法、尾砂充填法和削壁充填法。
干式充填法适于矿体较为厚大的矿区。1990年,金岭金矿进行低分段倾斜工作面干式充填法试验并获得成功。2000年8月,姜家窑金矿设计柔性隔墙干式充填采矿法,应用柔性隔墙代替砖石、混凝土隔墙,降低工人劳动强度,提高劳动效率。
1990年开始,境内中型以上金矿大多采用尾砂充填采矿方法,根据矿体赋存条件和开采技术条件对采矿方法进行全面深入的试验和研究。1992年6月,玲南金矿与长沙矿山研究院合作完成多层矿体组合回采盘区机械化采矿方法研究课题,填补国内外空白,振动放矿机放矿及尾砂水力充填等综合配套工艺技术获山东省科技进步三等奖。1993年12月,罗山金矿与马鞍山矿山研究院合作完成分区连续回采上向水平分层尾砂充填采矿法试验研究,1995年获省科技进步二等奖。1997年,阜山金矿与沈阳黄金学院共同合作试验研究成功连续盘区倾斜高分层尾砂充填采矿法,1998年12月获省科技进步特等奖。
削壁充填法是开采极薄矿体行之有效的方法之一,尤其是对矿岩界限比较明显的矿体,在控制贫、损两率方面效果明显。
空场采矿法 此法工艺简单,劳动生产效率高,成本低,作业安全,国内外应用比较普遍。矿岩稳固,采空区在一定时间内允许有较大暴露面积,是空场采矿法的最基本适用条件。20世纪80年代前,招远黄金矿山应用最多的是无底部结构留矿采矿法和电耙出矿留矿法。因地质环境保护需要和机械化程度、采矿技术的不断提高,90年代后多改用尾砂充填采矿法。1995年10月开始,河东金矿与北京科技大学合作,对预控顶分段空场尾砂充填采矿方法进行试验研究。该办法集空场法和充填法优点于一体,在采场内缩小开采空间,在矿岩预加固条件下,进行空场状态下高效回采,2002年2月获得国家经贸委科技进步三等奖。
分段采矿法 分段采矿法每个采区包括矿房、间柱及底柱,先采矿房后采矿柱。1990年,北截金矿与西北矿冶研究院合作,进行中深孔爆破分段崩落采矿方法试验研究,采矿能力达到150~200吨/日,采矿成本7.47元/吨,贫化率10%,损失率12%,经专家鉴定为国内首创,达到世界先进水平。1992年获山东省科技进步三等奖。
矿体残采 上向进路拉抽屉式充填法回采“拉抽屉”采矿法是民间传统采矿方法。开采矿体过程中,为回采作业需要和防塌陷,取走矿石后要向采空区回填废石,因此还有“倒掩毛”、“蛇褪皮”等叫法。1976年开始,北截金矿采用此法回采,分层高度5~7米,在矿体下盘掘进脉外巷,川脉间距15~20米,自下而上逐段进行回采,1999年该方法获省科技进步二等奖。
矿柱回采 矿柱矿量一般占开采矿量的15~30%,如不及时回收,不仅浪费资源,还会导致应力过分集中,影响安全生产。1983~1989年,北截金矿洼孙家矿区南西段矿体6个采场全部采用留矿采矿法,按采场阶梯式回采。1992年,试验采用“多排同段微差控制爆破”技术进行顶底柱回收,矿柱回收达90%以上,1993年获山东省科技进步鼓励奖。充填采矿法的矿柱回采,主要有浅孔留矿法、上向水平分层法、阶梯崩落法和分段崩落法等。保安矿柱回采一是对保安矿柱重新考察,把不必要的矿柱采用适当方法回采,二是用充填体代替保安矿柱,用充填法回采矿柱。1997年,招远黄金股份公司与西北矿冶研究院合作,进行“竖井保安矿柱回采控制爆破”、“高水速凝废石浇注充填”和“保安矿柱采场稳定性分析及地压控制措施”3个项目试验研究,对三号竖井保安矿柱进行回收。1999年11月完成回采任务,回收矿石4.7万吨,金属量188.35公斤,直接经济效益449万元,2000年3月通过省科委鉴定,达到国际先进水平,获省科技进步二等奖。
采空区处理 矿山开采,由于选用的采矿方法不同,所产生的空区形状大小及分布情况也都不相同,采空区大小和形状对采空区稳定性影响甚大。随着空区体积增大和开采深度不断增加,往往危及矿山安全生产,甚至影响整个矿山持续生产,有时还涉及到地表安全。处理采空方法有崩落围岩处理采空区、充填料充填处理空区、保留永久矿柱或构筑人工矿柱处理采空区、封闭和隔离处理采空区、联合法处理采空区。1999年,境内国营金矿和市乡金矿的采空区,都已采取有效措施进行处理。