地下開采空場法

第一節(jié)概述

第二節(jié)全面采礦法第三節(jié)房柱采礦法第四節(jié)留礦采礦法第五節(jié)分段礦房采礦法第五章空場采礦法2/5/20231金屬礦開采技術專業(yè)主干課程本章基本要求◆1、掌握空場采礦法的概念及特點

；

◆2、掌握全面采礦法、房柱采礦法、留礦采礦法和階段礦房法的特點、適用條件及主要工藝；◆4、了解礦柱回采方法；

◆3、了解分段采礦法的特點、適用條件及主要工藝；

◆5、了解各種采礦方法的采空區(qū)處理。

2/5/20232金屬礦開采技術專業(yè)主干課程重點難點全面采礦法、房柱采礦法、留礦采礦法和階段礦房法的特點、適用條件及主要工藝；全面采礦法、房柱采礦法、留礦采礦法和階段礦房法的主要工藝；2/5/20233金屬礦開采技術專業(yè)主干課程第一節(jié)概述礦石和圍巖穩(wěn)固，采空區(qū)在一定時間內(nèi)，允許有較大的暴露面積。三、空場采礦法分類全面法、房柱法、留礦法、分段礦房法和階段礦房法。

一、空場采礦法的特點將礦塊劃分為礦房和礦柱，分兩個步驟回采，先采礦房后采礦柱；回采礦房時，采場以敞空形式存在，靠礦柱和圍巖本身的強度來支護形成的采空區(qū)。二、應用空場法的條件2/5/20234金屬礦開采技術專業(yè)主干課程2/5/20235金屬礦開采技術專業(yè)主干課程概述

2/5/20236金屬礦開采技術專業(yè)主干課程第二節(jié)全面采礦法礦塊沿走向布置。

特點：礦塊劃分礦房礦柱，回采工作面沿礦體走向或沿傾斜全面推進；隨回采礦房以敞空形式存在，靠圍巖的穩(wěn)固性及留下不規(guī)則礦柱或支柱來支撐頂板。一、礦塊布置全面采礦法2/5/20237金屬礦開采技術專業(yè)主干課程

全面采礦法⒊礦柱尺寸頂柱留2～3米；底柱留2～3米；間柱寬3～5米。

二、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)

⒈礦塊沿走向長度：開采緩傾斜礦體的全面法的礦塊沿走向長度為50～60米或更大。⒉礦塊斜長（或階段高度）為40～60米，階段高度為30～15米。⒋礦石溜口間距

取5～7米。全面采礦法2/5/20238金屬礦開采技術專業(yè)主干課程掘進階段運輸平巷1→切割上山3→礦石溜口，從切割上山掘進切割平巷，在頂柱及間柱中掘進聯(lián)絡巷通7、8。

礦房回采自切割上山開始，一般以階段斜長的梯段工作面形式，沿走向全面推進。⒈落礦采用淺眼爆破落礦方式。淺眼爆破落礦，用輕型手持式鑿巖機打眼，多采用非電起爆方法爆破落礦，利用主風流通風。

三、采準切割工作

四、回采工作

全面采礦法2/5/20239金屬礦開采技術專業(yè)主干課程⒉礦石運搬置于切割平巷中的電耙絞車，用扒斗將工作面崩落礦石耙至溜口裝入運輸平巷的礦車。

⒊地壓管理采空區(qū)隨回采礦房以敞空形式存在，靠頂板圍巖的穩(wěn)固性和留下的不規(guī)則礦柱或人工支柱來支護頂板。全面采礦法2/5/202310金屬礦開采技術專業(yè)主干課程全面采礦法最適宜開采礦巖穩(wěn)固，傾角小于30°，厚度小于3～4米的水平、緩傾斜薄礦體，尤其是礦石價值不高，或品位較低的礦體。

五、評價全面采礦法2/5/202311金屬礦開采技術專業(yè)主干課程第三節(jié)房柱采礦法房柱采礦法2/5/202312金屬礦開采技術專業(yè)主干課程特點：礦塊或采區(qū)內(nèi)礦房礦柱交替排列，礦房隨回采以敞空形式存在，靠圍巖的穩(wěn)固性和留下規(guī)則的連續(xù)或間斷礦柱來維護頂板巖石。

⒈礦房布置

礦房的長軸可沿走向布置，也可以沿傾斜或偽傾斜布置，主要取決于所采用的礦石運搬設備和礦體的傾角。沿走向每隔4～6個礦房留一帶狀連續(xù)礦柱（或叫隔離礦柱）。

一、淺眼落礦電耙出礦房柱采礦法房柱采礦法2/5/202313金屬礦開采技術專業(yè)主干課程房柱采礦法

1—運輸巷道；2—放礦溜井；3—切割平巷；4—電耙硐室；5—上山；6—聯(lián)絡平巷；7—礦柱；8—電耙絞車；9—鑿巖機；10—炮孔；11—礦石房柱采礦法2/5/202314金屬礦開采技術專業(yè)主干課程⒉結(jié)構(gòu)參數(shù)

礦房斜長為40～60米，礦房的寬度8～20米，礦柱尺寸為Φ3～7米，間距5～8米。⒊采準切割工作掘進階段運輸巷道1→放礦溜井2→電耙硐室4→上山5→聯(lián)絡道6→切割平巷3。

房柱采礦法2/5/202315金屬礦開采技術專業(yè)主干課程⒋回采工作

礦房回采方式根據(jù)礦體厚度的不同分為一次采全厚和分層回采，先采拉底層，后采挑頂層。

⑴采拉底層：從切割平巷開始，沿礦房全寬以直線工作面或階梯工作面逆傾斜推進（圖

IV—IV）。用氣腿式鑿巖機打平行于切割上山的炮眼。

新鮮風流從運輸平巷經(jīng)溜井進入切割平巷，清理工作面的污風從上部聯(lián)絡平巷排入回風井。檢查頂板，撬下浮石，用電耙絞車沿傾斜耙運至溜井，在運輸平巷裝車運走。房柱采礦法2/5/202316金屬礦開采技術專業(yè)主干課程

開采圍巖穩(wěn)固性很好的厚礦體時，在礦房上山中向上鉆鑿扇面與礦體傾斜方向垂直的扇形中深孔，將礦房的切割平巷挑頂形成切割槽，分次向切割槽爆破，每次崩落礦石用電耙出礦。

⑵采挑頂層：從原切割平巷位置起，用YSP—45型鑿巖機挑頂，回采上部礦石。二、深孔房柱采礦法⒈中深孔落礦電耙出礦房柱采礦法房柱采礦法2/5/202317金屬礦開采技術專業(yè)主干課程中深孔落礦電耙出礦房柱采礦法

1、5—運輸巷道；2—放礦溜井；3—上山；

4—聯(lián)絡平巷；6—切割槽；7—扇形炮孔房柱采礦法2/5/202318金屬礦開采技術專業(yè)主干課程⒉深孔落礦房柱采礦法先在頂板下切頂并用錨桿支護，然后在礦房的一端開切割槽，以形成上向臺階的工作面。切頂崩落的礦石用自行式裝載機向臺階下部卸下。切頂空間下部臺階的礦石，采用下向平行深孔崩礦。

房柱采礦法2/5/202319金屬礦開采技術專業(yè)主干課程三、評價

房柱采礦法適于開采礦巖穩(wěn)固的水平和緩傾斜薄到厚礦體。采準切割工程量不大，工作組織簡單，通風良好，礦房生產(chǎn)能力高。但礦石損失較大。房柱采礦法2/5/202320金屬礦開采技術專業(yè)主干課程留間柱、頂?shù)字舻V法

1—回風巷道；2—頂柱；3—天井；4—聯(lián)絡道；5—間柱；

6—存留礦石；7—底柱；8—漏斗；9—階段運輸巷道；

10—未采礦石；11—回采空間

第四節(jié)留礦采礦法留礦采礦法2/5/202321金屬礦開采技術專業(yè)主干課程特點◆將礦塊劃分為礦房、礦柱，先采礦房，后采礦柱，自下而上分層回采；◆每次崩下礦石靠礦石自重放出三分之一左右，其余暫留在礦房中作為繼續(xù)上采的工作平臺；◆礦房全部采完后，暫留在礦房中的礦石再進行最終大量放礦；◆隨回采工作的推進，礦房以敞空形式存在，靠圍巖的穩(wěn)固性和礦柱來維護。

留礦采礦法2/5/202322金屬礦開采技術專業(yè)主干課程一、礦塊結(jié)構(gòu)和參數(shù)

⒈階段高度

一般采用30～50米。

⒉礦塊長度

礦塊沿走向布置，礦塊長度即是沿走向兩側(cè)天井中心距離。一般為40～60米。

⒊礦柱尺寸

※頂柱厚度：2～3米或3～6米?！字母叨龋号c底部結(jié)構(gòu)的類型有關?！g柱寬度：2～6米或8～12米。留礦采礦法2/5/202323金屬礦開采技術專業(yè)主干課程2/5/202324金屬礦開采技術專業(yè)主干課程

沿脈掘進階段運輸平巷9→行人通風天井3→聯(lián)絡巷通4；從運輸平巷向礦房開掘漏斗頸。

※

根據(jù)礦塊長度可采用一側(cè)先進天井，另一側(cè)順路天井的采準布置；或礦塊長度較長可采用礦塊中央先進天井，兩側(cè)順路天井的采準布置形式。二、采準工作留礦采礦法2/5/202325金屬礦開采技術專業(yè)主干課程在礦塊下部拉底和劈漏。拉底高度2～2.5米，拉底寬等于礦體厚度；用淺眼將漏斗頸上部擴大成漏斗狀（即劈漏）。

三、切割工作留礦采礦法2/5/202326金屬礦開采技術專業(yè)主干課程回采工作自下而上分層進行，分層高度一般為2～3

米。每分層的回采工藝包括鑿巖、爆破、通風、局部放礦、撬頂平場、不留間柱時要加高順路天井等。如此循環(huán)，采至頂柱邊界后進行大量放礦。隨大量礦石的產(chǎn)出，礦房以敞空形式存在，靠圍巖的穩(wěn)固性和礦柱支護。

四、回采工作留礦采礦法2/5/202327金屬礦開采技術專業(yè)主干課程⒈礦塊底部結(jié)：指礦塊底部布置受礦巷道、二次破碎巷道和放礦巷道的不同形狀和布置方式的總和。⒉留礦法底部結(jié)構(gòu)及其開掘方法⑴人工假底底部結(jié)構(gòu)及其開掘方法

五、礦塊底部結(jié)構(gòu)及其開掘方法適用于圍巖和礦石穩(wěn)固的急傾斜薄礦脈。人工構(gòu)筑木假巷和放礦閘門，不留底柱。人工假底拉底步驟留礦采礦法2/5/202328金屬礦開采技術專業(yè)主干課程

⑵留底柱拉底和擴漏同時進行的方法

適用于厚度大于2.5～3m的礦脈。留底柱漏斗底部結(jié)構(gòu)如圖所示。底柱高5～8米，漏斗間距4～6米至6～8米，漏斗坡面角45°～50°，漏斗頸的高度一般為1～1.5米。

留底柱拉底和擴漏同時進行

留礦采礦法2/5/202329金屬礦開采技術專業(yè)主干課程⑶留底柱掘擴底巷道的拉底方法

適用于中厚礦體。⑷電耙底部結(jié)構(gòu)

電耙底部結(jié)構(gòu)如圖所示，由受礦巷道、電耙巷道和溜礦井組成。受礦巷道有漏斗式、塹溝式和平底式三種形式。

留礦法電耙底部結(jié)構(gòu)

留礦采礦法2/5/202330金屬礦開采技術專業(yè)主干課程漏斗細部圖

1—電耙巷道；2—斗穿；3—漏斗頸；

4—漏斗；5—桃形礦柱

漏斗布置形式

a—對稱布置；b—交錯布置

①漏斗受礦電耙底部結(jié)構(gòu)留礦采礦法2/5/202331金屬礦開采技術專業(yè)主干課程②塹溝受礦電耙底部結(jié)構(gòu)

將各漏斗沿縱向掘通，形成一個V形槽，如圖所示。適用于礦石中等穩(wěn)固以上的礦體。受礦巷道的出礦口寬度為2～2.5米，漏斗單側(cè)布置較多。把拉底和擴漏兩項作業(yè)結(jié)合一起，可用上向中深孔同時開鑿，

V形塹溝式受礦電耙底部結(jié)構(gòu)

留礦采礦法2/5/202332金屬礦開采技術專業(yè)主干課程平底受礦電耙底部結(jié)構(gòu)

a—兩條電耙道；b—一條電耙道1—溜井；2—電耙絞車硐室；3—電耙巷道；4—放礦口；5—拉底巷道③平底受礦電耙底部結(jié)構(gòu)

拉底水平和電耙巷道同在一高度上，采下的礦石在拉底水平形成三角礦堆，上面的礦石借自重經(jīng)放礦口流入電耙道中。放礦口尺寸為2.5～3米，常布置在電耙巷道一側(cè)。當?shù)V石極穩(wěn)固時，也可雙側(cè)布置放礦口。

留礦采礦法2/5/202333金屬礦開采技術專業(yè)主干課程④裝巖機出礦的底部結(jié)構(gòu)

裝巖機出礦的底部結(jié)構(gòu)

1—下盤沿脈巷道；2—裝載巷道；

3—先進天井；4—聯(lián)絡道；

5—上階段脈內(nèi)回風巷道如圖所示，距脈內(nèi)巷道側(cè)幫5～6米掘進下盤沿脈運輸平巷，沿此運輸巷道每格5～6米掘進裝礦橫巷。脈內(nèi)沿脈巷道作為礦房拉底，直接向上回采。采下礦石借自重溜到裝礦橫巷，用裝巖機裝入礦車。

留礦采礦法2/5/202334金屬礦開采技術專業(yè)主干課程④振動放礦機出礦的底部結(jié)構(gòu)

在礦房底部漏斗內(nèi)安裝振動放礦機的結(jié)構(gòu)如圖所示。振動放礦機（矩形機架）1—振動臺面；2—振動器；3—機架；4—固定用鋼繩

特點，振動放礦機振動臺面埋設在漏斗口內(nèi)的礦石堆中，用偏心振動器使臺面產(chǎn)生諧振，礦石在振力和重力的共同作用下，經(jīng)臺面裝入礦車。

留礦采礦法2/5/202335金屬礦開采技術專業(yè)主干課程

⒈適用條件⑴圍巖和礦石均穩(wěn)固；

⑵礦體厚度以薄和極薄礦脈為宜；⑶礦脈傾角以急傾斜為宜；⑷礦石無結(jié)塊和自燃性；⒉優(yōu)缺點留礦法具有礦塊結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝簡單，管理方便，可利用礦石自重放礦，采準切割工程量小等優(yōu)點。但留礦法安全性較差；平場作業(yè)難于實現(xiàn)機械化，勞動強度大；積壓大量礦石，影響資金周轉(zhuǎn)。因此，在中厚以上礦體中，多不采用留礦法。六、評價留礦采礦法2/5/202336金屬礦開采技術專業(yè)主干課程第五節(jié)分段礦房法特點：按礦塊的垂直方向，再劃分為若干分段；在每個分段水平上布置礦房和礦柱，各分段采下的礦石分別從各分段的出礦巷道運出。分段礦房回采結(jié)束后，可立即回采本分段的礦柱并同時處理采空區(qū)。

階段高度一般為40～60m，分段高為度15～25m。每個分段劃分為礦房和間柱，礦房沿走向長度為35～40m，間柱寬度為6～8m。

一、結(jié)構(gòu)和參數(shù)

分段礦房法2/5/202337金屬礦開采技術專業(yè)主干課程分段礦房法典型方案

1—分段運輸平巷；2—裝運橫巷；3—塹溝平巷；4—鑿巖平巷；5—礦柱回采平巷；6—切割橫巷；7—間柱鑿巖硐室；8—斜頂柱鑿巖硐室；9—切割天井；10—斜頂柱分段礦房法2/5/202338金屬礦開采技術專業(yè)主干課程掘進斜坡道、放礦溜井、下盤分段運輸平巷1、裝運巷道2、塹溝平巷3、鑿巖平巷4。

在礦房的一側(cè)掘進切割橫巷6，聯(lián)通鑿巖平巷4與礦柱回采平巷5，從塹溝平巷3到分段礦房的最高處，掘切割天井9。在切割巷道鉆環(huán)形深孔，以切割天井為自由面，爆破后便形成切割槽。

二、采準工作三、切割工作分段礦房法2/5/202339金屬礦開采技術專業(yè)主干課程回采礦柱的順序是：先爆間柱并將崩下礦石放出，然后再爆破頂柱；因受爆力拋擲作用，頂柱崩落的大部分礦石溜到塹溝內(nèi)放出。

四、回采工作從切割槽向礦房另一側(cè)，進行回采。在鑿巖平巷中鉆環(huán)形深孔，崩下的礦石，從裝運巷道用鏟運機運到分段運輸平巷最近的溜井；溜到階段運輸巷道裝車運出。

分段礦房法2/5/202340金屬礦開采技術專業(yè)主干課程適用于礦石和圍巖中等穩(wěn)固以上的傾斜和急傾斜厚礦體?？墒褂酶咝实臒o軌裝運設備，應用時靈活性大，回采強度高。可立即回采礦柱和處理采空區(qū)。主要缺點是采準工作量大。

五、評價分段礦房法2/5/202341金屬礦開采技術專業(yè)主干課程第六節(jié)階段礦房法特點：用深孔回采礦房的空場采礦法，礦石借自重可全部溜到礦塊底部放出。

水平深孔落礦階段礦房法，是在鑿巖硐室中，鉆水平扇形深孔，向礦房底部拉底空間崩礦。階段高度為40～60m，沿走向布置的礦房長度為20～40m，垂直走向布置的礦房寬度為10～30m，間柱寬度為10～15m，頂柱厚度6～8m，底柱高度：漏斗底部結(jié)構(gòu)為8～13m；平底結(jié)構(gòu)為5～8m。一、水平深孔落礦階段礦房法⒈結(jié)構(gòu)和參數(shù)階段礦房法2/5/202342金屬礦開采技術專業(yè)主干課程水平深孔落礦階段礦房法

1—下盤沿脈運輸巷道；2—上盤沿脈運輸巷道；3—穿脈巷道；

4—電耙巷道；5—回風巷道；6—鑿巖天井；7—鑿巖聯(lián)絡平巷；

8—鑿巖硐室；9—拉底空間；10—炮孔；11—行人天井；12—溜井；階段礦房法2/5/202343金屬礦開采技術專業(yè)主干課程⒉采準工作

掘進脈外階段運輸巷道、穿脈巷道、電耙巷道、鑿巖天井、鑿巖聯(lián)絡平巷通達礦房，然后再將其前端擴大為鑿巖硐室。

中深孔（深孔）拉底方法

1—切割槽；2—鑿巖巷道；

3—扇形炮孔；4—電耙巷道

階段礦房法2/5/202344金屬礦開采技術專業(yè)主干課程⒊切割工作

主要是開鑿拉底空間和辟漏。

如圖所示，先在礦房底部一側(cè)，用留礦法采出切割槽，然后在鑿巖巷道中，鉆上向扇形中深孔或深孔，爆破后形成拉底空間。

中深孔（深孔）拉底方法

1—切割槽；2—鑿巖巷道；

3—扇形炮孔；4—電耙巷道

⒊回采工作

在鑿巖硐室中鉆水平扇形深孔，每次崩下的礦石，可全部放出，亦可暫留一部分在礦房中，但只起調(diào)節(jié)出礦作用。

階段礦房法2/5/202345金屬礦開采技術專業(yè)主干課程特點：回采工作面是垂直的，回采工作開始之前，除在礦房底部拉底、辟漏外，必須開鑿垂直切割槽，并以此為自由面進行落礦，崩落的礦石借自重落到礦房底部放出。隨著工作面的推進，采空區(qū)不斷擴大。礦房回采結(jié)束后，再用其它方法回采礦柱。

⒈礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)

根據(jù)礦體厚度，礦房長軸可沿走向或垂直走向布置。

二、垂直深孔落礦的階段礦房法階段礦房法2/5/202346金屬礦開采技術專業(yè)主干課程沿走向布置的分段鑿巖階段礦房法

1—階段運輸巷道；2—拉底巷道；3—分段鑿巖巷道；

4—通風人行天井；5—漏斗；6—切割天井；7—溜井階段礦房法2/5/202347金屬礦開采技術專業(yè)主干課程階段高度和礦房長度、寬度取決于圍巖的允許暴露面積，礦房長度一般為40~60m。礦房寬度為15～20m或為礦體的水平厚度。采準巷道有：階段運輸巷道、通風人行天井、分段鑿巷道、電耙巷道、溜井、漏斗頸和拉底巷道等。

切割工作包括拉底、辟漏、及開切割槽等。切割槽可布置在礦房中央或其一側(cè)?！_掘的切割槽質(zhì)量，直接影響礦房落礦效果和礦石損失、貧化的大小。開掘切割槽的方法如下：

⒉采準工作⒊切割工作階段礦房法2/5/202348金屬礦開采技術專業(yè)主干課程⑵垂直深孔拉槽法

垂直深孔拉槽法

1—分段巷道；2—切割天井；

3—環(huán)形進路；4—中深孔巖巷道

水平深孔拉槽法

⑴淺孔拉槽法⑶水平深孔拉槽法階段礦房法2/5/202349金屬礦開采技術專業(yè)主干課程在分段巷道中打上向扇形中深孔，全部炮孔打完后，每次爆破3～5排孔，用秒差或微差雷管或?qū)П芊侄伪疲舷路侄伪３执怪惫ぷ髅婊蛏戏侄纬耙慌排诳?，崩落的礦石借重力落到礦房底部，經(jīng)斗穿溜到電耙道。

⒋回采工作階段礦房法2/5/202350金屬礦開采技術專業(yè)主干課程球狀藥包：指鉆孔直徑與裝藥長度之比不小于1:6，即長度與直徑之比小于6的藥包，此時破碎原理和效果與球狀藥包相似。球狀藥包起爆時膨脹氣體所產(chǎn)生的能量傳播方式與柱狀藥包不同，球狀藥包爆破巖石的體積也比柱狀藥包大得多。

三、垂直深孔球狀藥包落礦階段礦房法(VCR法)⒈垂直深孔球狀藥包落礦階段礦房法的理論基礎階段礦房法2/5/202351金屬礦開采技術專業(yè)主干課程柱狀藥包與球狀藥包爆炸氣體的作功形式

(a)—柱狀藥包；

(b)—真球狀藥包；

(c)—亞球狀藥包

在上向垂直孔內(nèi)裝入球狀藥包的試驗，由頂板向下爆破