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采矿方法的分类及其适用条件
[导读]根据回采时地压的管理方法不同，将金属非金属地下矿山的采矿方法划分为三大类，即空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法。
根据回采时地压的管理方法不同，将金属非金属地下矿山的采矿方法划分为三大类，即空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法。
一、空场采矿法将矿块划分为矿房和矿柱，分两步回采，即先采矿房后采矿柱，以围岩本身的强度及矿柱来支撑采空区的顶板。
因此，矿体和围岩稳固是其应用的基本条件。
二、充填采矿法分两步回采，第一步回采时，随回采工作面的推进，用充填材料填充采空区，防止矿岩冒落。
因此，不论矿岩是否稳固，均可以采用。
三、崩落采矿法为一步回采，随回采工作面的推进，同时崩落围岩并充满采空区，达到控制和管理地压的目的。
围岩不稳固也可以采用。
不同的采矿方法除满足其基本条件外，还依据矿体的产状和开采技术条件，派生出各种不同的采矿方法，详见表1。
此外，溶浸采矿法在金属矿山，如铀矿、金矿和铜矿有比较广泛的应用，在锌、锡和镍矿中也有应用。
金属非金属地下矿山采矿方法对比表（一）
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金属非金属地下矿山采矿方法对比表（二）
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金属非金属地下矿山采矿方法对比表（三）
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金属非金属地下矿山采矿方法对比表（四）
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金属非金属地下矿山采矿方法对比表（五）
金属非金属地下矿山采矿方法类比表（六）
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金属非金属地下矿山采矿方法类比表（七）
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根据矿岩稳固性、矿体厚度和倾角，可能采用的采矿方法
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2、按矿体厚度分类：a、极薄——厚度在0.8m以下；b、薄——厚度在0.8~5m；c、中厚——5~15m；d、厚——15~50m；e、极厚——厚度大于50m2以上。
3、矿岩的稳固性分五级：⑴极不稳固：掘进巷道或采矿时，不允许有暴露面积，否则可能产生片帮或冒落现象。
⑵不稳固：不支护的允许暴露面积在50m2以
⑶中等稳固：不支护的允许暴露面积为50～200m2。
⑷稳固：不支护的允许暴露面积为200～800m2。
⑸极稳固：不支护的允许暴露面积在800m2以上。
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采矿工程中充填技术的应用摘要：随着现代化建设的快速发展，人们对矿产资源的需求量日益增大，我国已进入矿产资源消耗的高峰期，而采矿行业将面临深部开采，同时也将面临地压冲击、地表下沉、塌陷等地质灾害和生态环境等问题；人们越来越认识到加强矿山环保建设和矿产资源综合利用的重要性。
因此，企业通过不断的创新来提高矿产开采的质量和效率。
为了进一步促进企业的可持续发展，企业必须重视生产过程中的资源浪费问题并加以改善。
为了解决这一工作中的问题，充填采矿技术在地下开采中得到了充分的运用。
关键词：采矿工程；充填；技术1 充填采矿技术1.1充填采矿法充填采矿法是随着回采工作面的推进，逐步利用充填材料充填采空区的一种采矿方法。
有时还用支架与充填材料想配合，以维护采空区，称支架充填采矿法。
充填采矿法主要是利用所形成的充填体，进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并为回采工作创造便利条件。
有时还用来预防自燃性矿石的内因火灾。
1.2充填采矿技术在现代矿产体系中，充填采矿技术主要分为两大部分，分别为采矿和充填。
采矿主要是研究各类矿石在不同赋存条件下，在安全生产的前提下，尽量选用生产效率高，经济效益好的方法进行回采。
充填主要解决的是开采过程中的地压问题，最主要形式是利用充填材料将采空区进行填充，以便于进一步降低矿采对于山体生态环境的破坏。
在实际应用充填采矿技术的过程中，可以有效保护地表环境与地层环境，及时回收矿产资源，特别是以先进技术与设备和相关材料为基础的充填采矿法能够适用于各种复杂环境，促进采矿水平的不断增强，在开采贵重金属和稀有金属时也能够得到良好的效果。
2 充填采矿技术在矿山开采中的优势2.1 降排增效选厂排放的尾砂，经过浓缩后泵送至井下充填制备站的砂仓内，添加化学试剂沉降后形成砂浆，最后添加水泥搅拌制成充填材料。
用于充填采空区，解决了尾砂排放的难题，降低环境污染的同时也节省了充填材料，使得采矿业绿色环保。
2.2 地表下沉控制优秀传统开采技术中的应力分布混乱，所以也严重削弱了山体结构的稳定性。
下向分层进路胶结充填采矿法技术标准金川集团有限公司发布Q/YSJC-GY04-2010前言本标准是对Q/YSJC-GY04-2007的修订。
本标准与Q/YSJC-GY04-2007相比主要变化如下：——在分段与分层划分中，增加了“分层垂直高3m”。
——在采场构成要素表1中增加以下内容：——增加六角形进路高为6m采矿时工作面炮孔的布置图。
——在吊挂桁架长度中增加了3.7m和4.5m两种规格。
本标准由金川集团有限公司提出。
本标准由金川集团有限公司科技开发部归口。
本标准由金川集团有限公司科技开发部负责起草。
本标准由金川集团有限公司技术标准委员会矿山专业组起草。
本标准主要起草人：于晓霞郭慧高陈宗林李惠民高锋林秀英吴亚辉文有道。
本标准由金川集团有限公司科技开发部负责解释。
本标准所代替的历次版本发布情况为：——Q/JR-U02-1989，Q/JR-U11-1989，Q/YSJC-GY03-2004，Q/YSJC-GY04-2004，Q/YSJC-GY04-2007。
I下向分层进路胶结充填采矿法技术标准1 范围本标准规定了下向分层进路胶结充填采矿法操作技术要求，检验规则。
本标准适用于下向分层进路胶结充填采矿法。
2 规范性引用文件下列文件中的条款在本标准中的引用而构成本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB16423-2006 《金属非金属矿山安全规程》GB6722-2003《爆破安全规程》Q/YSJC-GY02《高浓度细砂管道自流输送胶结充填技术标准》3 术语3.1胶结充填采矿法随着回采工作面的推进，用水泥等胶凝材料与砂石、炉渣或选矿尾砂等配制成浆状物，通过管道利用自然重力或机械动力将其输送至采场充填采空区，以控制采场地压的采矿方法。
基本特征及适用条件1采场结构参数2主要内容采准切割工程3回采工艺4下向分层充填法模型一、基本特征及适用条件u从上往下顺序分层进路回采和逐层进路充填，每分层的回采工作是在上一分层人工假顶的保护下进行；u回采分层为水平分层(胶结充填) 或 倾斜分层(水力充填)；u倾斜分层主要是为了充填接顶，同时也有利于矿石运搬，但凿岩与支护作业不如水平分层方便；u用于开采矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固、矿石品位或价值很高的有色金属或稀有金属矿。
壁式下向分层充填：以壁式工作面沿区段全长推进，自上而下回采分层(图10-8a)；进路下向分层充填：将矿块划分为若干分层，从充填体假顶暴露面积小的进路工作面，自上而下回采每一分层(图10-8b)。
1-钢筋混凝土假顶2-尾砂充填体3-人行天井4-分层切割平巷5-矿石溜井6-阶段运输平巷7-壁式工作面图10-8a 壁式下向分层充填图10-8b 金川公司龙首矿下向进路充填采矿法方案图11121391014154150m 100m 9102546378112111241415155361071-分斜坡道 2- 分段联络道 3-分段道 4-溜井 5-溜井联络道 6- 分层联络道 7- 分层道 8-下盘贫矿 9- 回风充填小井10-川脉回风充填道 11- 1150水平穿脉 12- 下盘沿脉回风充填道 13- 1150水平沿脉运输巷道 14- 1000水平运输巷道 15- 1000水平上、下盘沿脉运输巷道II IIII--IIIII IIIIII--IIII I I--Iu阶段高度：30m-80m；u进路方向：矿体厚度小于15~30m时沿走向布置，大于15~30m垂直 走向布置；u进路长度：电耙出矿时，25-50m(图10-8a)；无轨设备出矿时，100-300m (图10-8b)；u进路尺寸：普通进路(2×2)m2-(3×3)m2；高进路(4×4)m2；六角形断面（金川）。
上向水平分层充填法是国内外应用最广泛的充填采矿法之一，其特征是：将矿块划分为矿房、矿柱，先采矿房，后采矿柱。
矿房自下而上分层(水平分层或倾斜分层)回采，每回采一个或若干个分层后，及时进行充填以维护上下盘围岩，并创造不断上采的作业条件；矿柱按合理的回采顺序用充填法或其它合适的方法开采。
由于该方法具有采切、回采工程布置灵活，适应性强等特点，在经济合理的前提下，适用于任何倾角、任何厚度的顶板及围岩稳固的矿体。
如果矿岩稳固性稍差，可以将分层开采、充填改为分层进路开采、充填(称为上向进路充填法)。
图5-40为新桥硫铁矿缓倾斜中厚矿体(平均倾角12°，真厚度23m)机械化上向水平分层充填法示意图。
(1)采场布置根据矿体的厚度，采区可沿矿体走向和垂直矿体走向布置，薪桥硫铁矿矿体水平厚度较大，采用垂直走向布置。
采场划分矿房、矿柱，两者交替布置，先用上向水平分层胶结充填法回采矿柱，待充填体达到强度要求后，再用上向水平分层非胶结充填法回采矿房。
为在保证第二步矿房回采安全的同时，降低充填成本，矿房、矿柱宽度分别为14m和10m(因胶结充填成本大大高于非胶结充填，因此，矿柱尺寸小有利于降低充填成本)。
(2)采准、切割在矿体下盘掘进两条沿脉平巷10，每隔4～5个采场施工一条穿脉平巷9，连通运输平巷，形成环形运输系统。
采用下盘脉外采准有如下优点：①采准工程受采空区影响较小，便于维护和应用；②采场经脉外采场联络道、分段平巷与主斜坡道相通，无轨设备可在全矿调度使用，可充分发挥无轨设备效率高、移动灵活的优势，而且维修方便；③若采用顺路溜井，虽可缩短出矿运距，但因矿体倾角缓，一条溜井不能担负矿块全高的出矿任务，且溜井架设困难。
采用脉外溜井可以克服以上矛盾；④主要采准工程布置在下盘脉外，可以实现无底柱开采，提高资源回收率。
从阶段平巷在问柱中掘进横巷。
图5-40主要采准、切割工程布置分述如下：①斜坡道斜坡道是凿岩台车和铲运机在不同分层问实现自由快速移动的重要通道，因需要布设必要的管线电缆，且要考虑行人需要，因此，斜坡道应有一定规格要求，坡度应满足无轨设备最大爬坡能力要求。
《采矿学》试卷一、填空（每空 分，共 分）、某大型地下矿山，由地表分别掘进斜坡道、竖井通达矿体。
斜坡道作为地下大型无轨设备出入并兼作通风和材料运输之用；竖井用来提升矿石，则该矿山采用开拓方法为 ，按开拓巷道在开采中所起的作用，斜坡道与竖井分别属于 开拓巷道和 开拓巷道。
、按矿体倾角的大小，金属矿床可分为：倾角小于 °时为 ；倾角 ° °之间为 ； ° °之间为 ；倾角大于 °为 。
、在井田中，阶段的开采顺序： 、 。
其中，在生产实际中一般多采用 开采顺序。
、矿井生产能力在 × 以上时，井底车场可选用或 井底车场； × 的矿井，可采用 井底车场； × 以下的矿井可采用 井底车场。
、无底柱分段崩落法是在覆岩下放矿的，新建矿山采用此方法开采围岩稳固的盲矿体，需要人工强制放顶时，按照覆盖层与回采工作先后不同，可分为 、 、 三种形成覆盖层的方案。
、矿石和围岩均稳固的水平或缓倾斜矿体（矿体厚度由薄至厚和极厚），是采矿法应用的基本条件。
、爆破法落矿时，影响崩矿指标的主要因素： 、、 、 。
、矿块采准包括 和 等巷道工程，采准工程量的大小一般常用采准系数和 两项工作指标衡量。
、矿体为厚矿体 ，阶段生产能力 × 的矿山 ，阶段巷道多采用形式布置；当开采规模大的厚和极厚矿体，且通过能力达 × 时，可采用 布置形式。
、开采有色金属、金矿或稀有金属矿时，广泛采用充填采空区的支护方法，按充填材料的成分和输送方法不同，可分为： 、 、 。
二、判断选择题（每题 分，共 ）、金属矿床地下开采的步骤是（ ）凿岩、爆破、通风、出矿； 矿床开拓、采准与切割、回采；落矿、采场运搬、阶段运输和矿井提升； 矿床开拓、落矿与通风、薄矿体开采过程中，与矿体倾角密切相关的是（ ）爆破抛掷距离； 凿岩方式； 地压管理方法； 采场运搬形式、空场采矿法矿块回采顺序是（ ）先采矿房后采矿柱； 先采矿柱后采矿房；矿房与矿柱微差爆破同步回采； 二者回采顺序无关紧要、崩落法采矿永久损失的矿柱矿量是（ ）上盘三角矿柱矿量； 下盘残留矿量；脊部残留矿量； 下盘残留矿量与脊部残留矿量之和、下面采矿方法中属于一步骤回采的采矿方法是（ ）浅孔留矿法； 分段凿岩阶段矿房法；上向分层充填采矿法； 下向分层充填采矿法三、简答题（ 分）、试述垂直深孔落矿有底柱分段崩落法和无底柱分段崩落法的共同特征。
编号：SY-AQ-04314充填采矿方法(完整篇)Filling mining method( 安全管理)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑充填采矿方法(完整篇)导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。
在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。
随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法。
有时还用支架与充填料相配合，以维护采空区。
充填采空区的目的，主要是利用所开成的充填体进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并为回采创造安全和便利的条件。
有时还用来预防自燃矿石的内因火灾。
按矿块结构和回采工作面推进方向又可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。
按采用的充填料和输出方式不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法和胶结充填采矿法。
(1)单层充填采矿法。
适用于缓倾斜薄矿体中，用矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向一次按矿体全厚回采，随工作面的推进有计划地用水力或胶结充填采空区，以控制顶板。
(2)上向水平分层充填采矿法。
一般将矿块划分为矿房和矿柱，第一步回采矿房，第二步回采矿柱。
回采矿房时，自下向上水平分层进行，随着工作面向上推进，逐层充填采空区，并留出继续上采的工作空间。
充填体维护两面帮围岩，并作为上采的工作平台。
崩落的矿石落在充填体的表面上，用机械方法将矿石运至溜井中。
矿房架采到最上面分层时，进行接顶充填。
矿柱则在采完若干矿房或全阶段采空后，再进行回采。
矿房架采的充填方法，可用干式充填、水力充填或胶结充填。
(3)上向倾斜分层充填采矿法。
这种方法与上向水平分层充填法的区别是用倾斜分层回采，在采场内矿石和充填料的搬运主要靠重力。
立志当早，存高远
下向（水平）分层水力充填采矿法典型方案
（一）概况（1）适用于开采矿石很不稳固，或者矿石和围岩都很不稳固，但矿石品位很高或价值很高的有色或稀有金属矿体。
（2）此种采矿方法的实质：它是从上往下分层回采和逐层充填，每一分层
的顺采作业在钢筋混凝土做顶的保护下进行，钢筋混凝土顶在上一分层回采结束时铺设。
回采分层可以是水平的，或者与水平呈10°～15°的倾斜。
倾斜分层有利于充填接顶和矿石运搬，但凿岩和支护不如水平分层方便。
（3）矿块不再划分矿房和矿柱，而是一个步骤回采。
（二）矿块构成要素：
（1）阶段高度30～50 米；
（2）矿块长度30～50 米；
（3）矿块宽度=矿体水平厚度；
（4）矿柱不流顶、底间柱；（三）矿块采准工作
（1）阶段运输平巷布置在下盘接触带或下盘岩石中。
（2）天井布置在下盘接触带；（一个矿块有三个天井，在矿块两端各布置
一个人行通风井，中间一个流矿井）。
①人行通风井是随着回采分层的下降，逐渐被建筑在充填料中的混凝土十大井所代替。
②流矿井从上往下逐渐消失。
）（四）切割工作
每一分层回采前，必须沿下盘接触带掘进一条切割平巷。
如果矿体较轮廓很不规则，或者厚度较大，也可以将切割平巷布置在矿体水平面的中央。
（五）回采工作
（1）回采方式回采方式有两种，一种是进路式回采，二是分区毕式回采。
进路回采就是按分层全高进行巷道采矿，这些采矿巷道叫回采进路。
2023年注安矿山核心高频考点第一章金属非金属矿山概述【考点1】岩土工程地质特征调查局部分类按粒度成分、塑性指标、膨胀性、压缩性或砂土相对密度专门分类水工建筑、铁路建筑等部门都有相应的岩土分类并以规范形式确定颁布一般岩石特征岩石的矿物成分、结构、构造、产状和岩相变化岩石的物理性质岩石的密度、容重、孔隙率(或裂隙率)、含水性岩石的化学性质溶解性、水或其他溶液对岩石的作用岩石的水理性质透水性、吸水性、抗冻性、软化性岩石的力学性质抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、弹性模量和泊桑比风化程度和抵抗风化强风化、弱风化、微风化和未风化【考点2】水文地质基础地下水分类按埋藏条件按含水岩层空隙的性质孔隙水裂隙水岩溶水包气带上层滞水隔水层以上季节性存在的水，如土壤水岩石风化层中季节性存在的水岩溶化岩石垂直渗入带季节性存在的水饱水带潜水各种成因类型松散沉积物中的水坚硬岩石下部风化裂和构造裂隙中的水裸露岩溶化岩层中的水承压水由松散沉积物构成的自流盆地，单斜山前平原的水以及平原的深部水构造盆地、向斜或单斜层状裂隙岩层或破碎带中的裂隙水构造盆地、向斜或单斜构造中岩溶化岩层中的水【考点3】矿坑充水来源矿坑内的水主要来自以下4个方面。
(1)岩层空隙中的地下水：孔隙水；裂隙水；岩溶水。
注意：地下水往往是矿坑涌水最直接、最常见的主要水源。
严禁复制(2)地表水源；(3)大气降水：(4)老窿及旧巷积水。
【考点4】矿床按矿体倾角分类(1)水平和微倾斜矿床。
矿体倾角小于5°。
(2)缓倾斜矿床。
矿体倾角为5°~30°。
(3)倾斜矿床。
矿体倾角为30°~55°。
(4)急倾斜矿床。
矿体倾角大于55°。
【考点5】按矿体厚度分类极薄矿体<0.8m 薄矿体0.8～4m 中厚矿体4～10/15m 厚矿体10～15/40m 极厚矿体大于40m【考点6】几个常用技术经济指标(1)损失：在开采过程中，采场中未采下和采下未运出的工业矿石或金属量。
全面采矿法特点：工作面沿矿体走向或沿倾斜方向全面推进，在回采过程中将矿体中的夹石或部分矿石留下，呈不规则矿柱，以维护采空区，这些矿柱一般不回采，作为永久损失。
使用条件：使用开采薄、中厚、缓倾斜矿石和围岩稳固、顶板允许暴露面积不小于200~300㎡的矿体。
优点：采准工程量小，回采工艺简单，通风条件好，木材消耗少，采矿直接成本低，对矿体形态和倾角变化适应性强。
缺点：顶板暴露面积大，当矿石厚度大时，检查和处顶板困难，作业安全性差，矿石损失大。
采准切割工作：开掘阶段运输巷道，上山，漏口，电耙绞车硐室。
回采工作：自切割上山开始，沿矿体走向一侧或两侧推进。
房柱采矿法特点：在矿块或采区内矿房和矿柱交替布置，回采矿房时留连续的或间断的规则矿柱，以维护顶板岩石。
使用条件：适用于开采岩石和围岩均稳固的水平到缓倾斜矿体，它不仅能回采薄矿体，还适用于回采厚和极厚的矿体。
优点：采准切割工程量小，工程组织简单，通风良好，坑木消耗少，矿房生产能力高。
缺点：矿柱矿量所占比重大，矿石损失较大。
采准切割工作：自底板运输巷道向每个矿房的中心线位置掘进放矿溜井；在矿房下面的矿柱中掘进电耙绞车硐室；沿矿房中心线并紧贴底板掘进上山；各矿房间掘进联络平巷；在矿房下部边界处掘进切割平巷。
回采工作：矿体厚度小于2.5~3m时，一次采全厚；矿体厚度大于2.5~3m时，分层开采。
留矿采矿法特点：工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上工作，自下而上分层回采，每次采下的矿石靠自重放出三分之一左右，其余暂留在矿房内作为继续上采的工作平台。
矿房回采完毕后，暂留在矿房中的矿石再行大量放出。
在回采矿房过程中，暂留的矿石经常移动，不能作为地压管理的有效手段。
适用条件：适用于开采矿石和围岩均稳固、矿石无自燃性、破碎后不易再行结块的急倾斜矿床，在薄和中厚以下的脉状矿床中使用广泛。
优点：采准工程量小，结构和生产工艺简单，管理方便，可利用矿石自重放矿。
缺点：开采中厚以上矿体时，矿柱矿量损失贫化大；工人在较大的暴露面下作业，安全性差；平场工作繁重，难以实现机械化；积压大量矿石，影响资金周转。
