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矿山开采
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矿山开采:露天开采与地下开采


矿山开采是指用人工或机械对有利用价值的天然矿物资源的开采。根据矿床埋藏深度的不同和技术经济合理性的要求,矿山开采分为露天开采和地下开采两种方式。接近地表和埋藏较浅的部分采用露天开采,深部采用地下开采。

矿山开采:露天开采与地下开采

对于一个矿体,是用露天开采还是用地下开采,取决于矿体的赋存状态。若用露天开采,则应该采用多深合理,这里存在一个深度界线问题,深度界线的确定主要取决于经济效益。一般来说,境界剥采比如少于或等于经济合理剥采比的,可采用露天开采,否则就采用地下开采方。

(一)露天开采

露天开采是采用采掘设备在敞露的条件下,以山坡露天或凹陷露天的方式,一个阶段一个阶段地向下剥离岩石和采出有用矿物的一种采矿方法。露天开采与地下开采相比有很多优点,如建设速 度快,劳动生产率高,成本低,劳动条件好,工作安全,矿石回收率高,贫化损失小等等。尤其是随着大型高效露天采矿及运输设备的发展,露天开采将会得到更加 广泛的应用。目前,我国的黑色冶金矿山大部分采用露天开采。

建设一个露天开采矿山的整个过程,一般包括:矿区的地面设施建设;矿床的疏干和防排水;露天采场基本建设以及投入生产的一系列准备工作。 

露天采场基建工程主要是开掘入车沟、出车沟和开段沟,铺设运输线路,建设排土场,剥离岩石以及修建供排水、供电设施等。出入沟是建立地面通往工作水平以及各工作水平之间的倾斜运输道路。开段沟是在每个水平上为开辟开采工作线而掘进的水平沟道,也就是开辟阶段的最初工作线。 

掘沟、剥离和采矿是露天矿生产过程中的三个重要环节。露天矿下降速度的快慢、新水平准备时间的长短,主要决定于掘沟速度。为保证露天矿持续正常的生产,掘沟、剥离和采矿三者之间,在空间和时间上必须保持一定的超前关系。遵循“采剥并举,剥离先行”的原则组织生产。

露天矿生产过程中,不论是剥离还是回采矿石,工艺流程一般都要经过穿孔、爆破、装载和运输。目前我国黑色冶金矿山所使用的设备,穿孔主要是牙轮钻和潜孔 钻,冲击钻已被淘汰。装载设备大都使用3~4.6米3电铲,6米3以上电铲也开始使用。运输设备大都使用20吨以上载重汽车和80~150吨电机 车,100吨电动轮汽车也在部分特大型矿山推广使用。

矿山开采:露天开采与地下开采

矿山露天开采▲

矿山开采:露天开采与地下开采

矿山露天开采▲

  (二)地下开采 

当矿床埋藏地表以下很深,采用露天开采会使剥离系数过高,经过技术经济比较认为,采用地下开采合理时,则采用地下开采方式。 

由于矿体埋藏较深,要将矿石采出来,必须开凿由地表通往矿体的巷道,如竖井、斜井、斜坡道、平巷等。地下矿山基本建设的重点就是开凿这些井巷工程。 

地下开采主要包括开拓、采切(采准和切割工作)和回采三个步骤。开拓是为了由地表通达矿体而开凿的竖井、斜井、斜坡道、平巷等井巷掘进工程。采准是在开拓 工程的基础上,为回采矿石所做的准备工作,包括掘进阶段平巷、横巷和天井等采矿准备巷道。切割是在开拓与采准工程的基础上按采矿方法所规定在回采作业前必 须完成的井巷工程,如切割天井、切割平巷、拉底巷道、切割堑沟、放矿漏斗、凿岩硐室等。回采是在采场内进行采矿,包括凿岩和崩落矿石、运搬矿石和支护采场 等作业。这三个步骤,开始是依次进行,当矿山投产以后,为能保持持续正常生产,仍需继续开凿各种井巷。如延伸开拓巷道,开凿各种探矿、采准、回采巷道等。在时间上必须遵循“开拓超前于采准、采准超前于回采、确保各级生产准备矿量达到合理保有期”的生产规律。这是通过长期的生产实践总结出来的比较符合矿山生产实践的科学规律。地下矿床开采时,一般是先采上阶段,后采下阶段。在阶段中,沿矿床走向划分为矿块(矿块高度一般是40~60米,国外一般为60~120米,甚至可达到200米),一般以矿块为基本单位或将矿块再划分为矿房和矿柱进行回采。

地下采矿方法很多,主要分以下三类:

(1)自然支撑采矿方法。采区划分为矿房和矿柱。回采矿房时,所形成的采空区,利用矿柱支撑,因此,使用这类采矿方法的基本条件是矿石和围岩均需稳定。

(2)人工支撑采矿方法。在采区中,随着回采工作面的推进,用人工支撑方法来维护采空区并形成工作场地。 

(3)崩落采矿法。它是随着矿石的崩落,以崩落围岩来充填采空区,达到控制管理地压的一种方法。由于上、下盘岩石崩落将会引起地表的塌落,所以地表允许崩落是使用这类采矿方法的必要前提。

地下开采,不论是开拓、采准还是回采,一般都要经过凿岩、爆破、通风、装载、支护和运输提升等工序。 

矿山开采:露天开采与地下开采

矿山地下开采▲

矿山开采:露天开采与地下开采

矿山地下开采▲

目前,我国重点地下矿山采用的大设备,凿岩主要是采用凿岩机、凿岩台车和采场用的中深孔和深孔钻机。装载主要是采用装载机、铲运机、电耙等。平巷运输提升一 般用电机车牵引成列的矿车至竖井、斜井、提升井和场地,再用罐笼将矿车提升至地面,大型地下矿山均将矿车中的矿石卸入矿仓,再装入箕斗提升至地面。

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