采矿方法浅孔留矿法.docx
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采矿方法浅孔留矿法
留矿采矿法
留矿法在我国占有相当大的比重，根据1971年有色金属矿山统计，留矿法
占总产量的40%其中浅孔留矿法占36%占据各类采矿方法的首位。
一、浅孔留矿法概述0
（一）浅孔留矿法特
-I~
点1
（1）它是空场法的一种，具有空场法的共同特点。
它也是将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回米。
先米矿房，后米矿柱
8-10
接底层
5-7m
（矿房长）
不大于40-60m
漏洞
天井
间柱天井联络道
（2）这种采矿方法工人可以直接在矿房暴露面下工作。
（3）浅孔留矿法是自下而上分层回采矿房，使用浅孔崩薄矿石。
主要特点：
（4）每次采下的矿石，靠矿石自重从漏斗放出1/3左右，留下2/3矿石作为下次凿岩爆破工作的临时工作台。
当矿房全部采空后，再将留下的2/3的矿石全部放出（这叫大量放矿）
rB
50
1B
.J.'<-dA.rL
B-B
凿矿柱的浅孔凿矿法
暂留下的矿石并不能作为地压管理的主要手段。
（5）凿岩工人是站在留矿堆上进行作业的。
（二）浅孔留矿目前使用情况
（1）有些书中将留矿法不列为空场采矿法的一种，而是专门列为一类与空场法平行。
又将留矿法分为浅孔留矿法和深孔留矿法二类。
实际上，深孔留矿法在矿块结构上，在回采工艺等方面，与阶段矿房法基本相同，回采矿房时，工人并不在采场中作业，对放矿量没有严格要求，可以全部放出，也可以暂时留一部分，以调节出矿量，无必要单列一类。
留矿法就应指的是浅孔留矿法，留矿的作用就是起临时工作台作用，并不起支撑围岩的作用。
因而留矿法应该属空场法一种。
（2）当矿石和围岩稳固矿体厚度小于5〜8米的急倾斜矿体，在我国广泛地采用浅孔留矿法开采。
二、浅孔留矿法典型方案
（一）构成要素
（1）阶段高度——一般为30〜60米，以30〜50米居多。
影响阶段高度的主要因素有：
1矿床勘探类型（探采结合）一般情况下，矿床的勘探类型越高，坑探网度就越密，抗探阶段的高度越小。
为
了充分利用坑探巷道作为采矿巷道，原则上应当使采矿阶段与坑探阶段高度一致起来。
因此，矿床的勘探类型越高，阶段高度越小。
根据我国的经验，用留矿法开采第四类型的矿床，宜采用40〜50米的阶段高度。
2围岩的稳固程度
一般地说，当围岩的稳固性好，可以采用较高的阶段高度；当围岩的稳固性不太稳固时，则应采用较小的阶段高度，这是因为：
矿房上盘岩石的暴露面积不宜太大，暴露的时间不宜太长，因此应采用较低的阶段高度。
上盘岩石的暴露面积是由阶段高度和矿房沿走向的长度决定的，因而阶段高度大，一方面矿房量大，另一方面回采工作面的推进速度随着阶段高度的增加而减小。
因此，在围岩不太稳固的条件下，只宜采用30〜40米的阶段高度；在围岩很稳固，
矿脉比较规整的条件下，可以采用40〜50米的阶段高度，基至更大。
3矿体倾角矿体倾角的大小对放矿影响很大，当阶段高度较大时影响更加明显。
因此，对于
倾角不太陡，但还可以用留矿法开采的矿床，适宜采用30〜40米的低阶段。
（例如大吉山钨矿，阶段高度50米，开采倾角60°〜70°以上的矿体，回采和放矿都很顺利，但开采60°〜65°的矿脉，往往矿房上采到30米左右时，放矿就开始发生困难）。
4其他采矿方法对阶段高度的要求
有许多矿床，由于矿体赋存条件和开采技术条件不一致，往往要采用多种采矿方法。
此时，决定阶段高度时，要照顾到其他采矿方法的需要。
5天井掘进条件
用普通法掘进天井时，掘进的困难程度随着天井高度的增加而增加。
一般情况下是当掘进工作面上升到25〜30米高时，通风和材料设备的运搬便渐趋困难，掘进效率降低。
对于薄矿脉开采，目前天井掘进，还是用普通掘进去开凿。
（20米左右厚度矿体，也有用普通法开采的，如弓长岭铁矿）。
因为用吊罐法很难跟踪矿脉，不但探矿作用差，而且回采时不好使用。
因此，在开采薄矿脉时，一般不宜采用太多的阶段高度。
总体看，虽然影响阶段高度的因素有多种。
但是，在能够保证安全和顺利回采的条件下，应当采用较大的阶段高度，以增加矿房矿量，从而减少矿石损失。
阶段高度越小，矿柱占矿块的矿量相对越大。
今后随着机械化程度的提高，采矿强度加大，阶段高度也在增加。
（2）矿块长度——一般不大于40〜60米用留矿法开采薄矿脉和中厚矿体，其矿块长度稍有区别。
在我国薄矿肪留矿法的矿块长度仅在25〜120米之间，比较常用的是40〜60米，中厚矿体矿块长为20〜80米。
影响矿块长度的因素有多种，主要有以下几个方面：
1矿石和围岩稳固程度（主要因素）从我国大多数情况来看，几可以用留矿法开采的矿体，顶板暴露面积一般可达300〜400米2，矿石特别稳固的情况下，也可以达到500〜600米2，甚至更大一些。
当阶段高度已定的条件下，沿走向布置的矿块，上盘岩石的暴露面积随矿块长度而变化。
从我国大多数留矿法矿山来看，在阶段高度40〜50米时，矿块长可用40〜120米之多。
围岩稳固性差的中厚以上矿体，一般不应采用留矿法。
围岩稳固性较差的薄矿脉，若用留矿法时，应将矿块长大缩小。
2通风防尘条件的限制
当矿块两端各开一个天井时，风流是经平巷由一个天井入风进入工作面，贯穿矿房后，经另一天井上升到回风平巷排出。
这种通风方式的矿块长度宜为40〜60米，
若过长时，增加了阻力，不利于排尘。
另外还造成多台凿岩机同时工作，不然达不到必要的回采强度，这样必然造成在下风流方向的工人受污风影响。
3受电耙子的有效耙运距离的限制当采用电耙出矿时，则受到电耙的耙矿距离限制，电耙的有效耙运距离为50米以。
因此，矿块长度应在此围为宜。
（3）矿柱尺寸
矿柱尺寸到目前为止主要凭经验来确定。
1顶柱厚度——对于薄矿脉，由于矿房的跨度很小，如果留顶柱的，一般只留2〜3米已足够。
对于中厚以上的矿体，一般都要留顶柱。
当矿石比较稳固时，且矿房跨度不太大时，一般留3〜6米。
如果矿石稳固性差些，或者矿房跨度很大时，应当留5〜6米。
2底柱高度——底柱高度与底部结构的类型、与漏斗间距有关。
因为两个相邻漏斗喇叭口之间的三角矿柱是随漏斗口之间的距离加大而变高的。
底柱与高度还取决于矿体厚度和矿石及围岩的稳固性。
当矿体比较薄时，也可采用人工落底来代替矿石底柱。
一般薄矿体底柱高度可为4〜6米，（某些条件下，还可以小一些，为2.5〜3.5米）中厚以上留8〜10米。
3间柱宽度——间柱的宽度取决于矿体厚度，矿石和围岩的稳固性，以及天井的服务期限。
也与矿房的跨度有关。
中厚的上矿体，当矿岩很稳固，矿房跨度不太大时，间柱留8米即可。
（8〜12米之间）薄矿体留2〜6米。
4人行联络道间距——一般为5米左右
5漏斗间距一一一般为5〜7米，断面为1.8X1.5米2,及1.8X1.0米2,（当条件很好时，间距可以小一些，3〜5米）。
漏斗布置的原则：
1为了减少平场工作量，漏斗尽量开掘在靠近矿体下盘处；
2当矿房宽度小于7米时，可以布置一排漏斗，当矿房宽度大于7米时，可以布置2排或多排漏斗。
但要求每个漏斗所担负的面积不超过50米2；
3当矿体倾角小时，漏斗应尽量靠下盘布置；
4当矿体倾角V60°时，靠一盘处可以不设置漏斗，仅开下盘漏斗，而留下的三角矿柱，等以后与其他矿柱一起进行回采。
（因为实际上此时大部分矿石都从下盘漏斗放出，上盘漏斗放出的矿石很少，为减少采准工作量，故可以不开）。
（二）采准工作浅孔留矿法的采准工作主要包括：
阶段运输平巷，通风人行天井，联络道等。
（1）阶段运输平巷
【注意】有些运输巷道属于开拓，有些属于采准时利用，探采结合。
作业典型方案，不能确定它是开拓时开掘的还是采准时开掘的。
完整的矿块不能缺少阶段运输巷道，故采准巷道中列入阶段可运输平巷。
影响阶段运输平巷位置的因素主要是：
1矿脉和两盘岩石的性质；
2矿脉的厚度及矿石的工业价值；
3围岩的矿化情况；
4平巷的支护方法；使用期限以及平巷运输矿量的大小。
当开采薄矿脉时，矿脉一般位于巷道的中央。
这样有利于探矿，不易丢失矿脉，因而在生产中应用比较多。
平巷偏于矿脉的下盘时，对于开拓天井和布置放矿漏斗都比较方便。
如果上、下盘岩石的盘有矿化现象时，平巷应尽量偏于有矿化的一侧，以便可顺便回收部分金属矿。
采用脉外布置时，平巷应尽量能布置在矿脉的下盘侧，这样有利于放出采场的矿石和减少下盘部位的平场工作量。
总之，当矿体比较深时，阶段运输平巷一般布置在矿体中并靠下盘接触线处；当
开采中厚以上矿体时，运输平巷可以掘进在下盘岩石中。
采用脉外采准时，使运输巷
道比较平值，有利于运输工作。
尤其当运输繁忙时，更显示出它的优越性等。
（2）通风人行天井
1）天井的位置一一天井多布置在间柱中，其目的是为将来回采间柱创造条件，
也有的根据具体情况，将天井布置在岩石中，或一个在矿房中央，另一个布置在矿房
一侧的围岩中。
天井可布置在脉中间，也可布置在靠下盘侧（脉）这主要看矿脉的宽度及整个矿块各巷道的布置情况。
如弓长岭铁矿留矿法的天井是布置在间柱中的矿脉中间，即：
如图所示：
||||
□矿房间柱
H―I——F—H
天井
2）对于厚度较小的矿体，天井可分为先进天井和顺天井。
1先进天井——指在矿块回采之前，在矿岩中掘进的天井；
2顺路天井一一指随着回采在采场用横撑支柱所架设的天井；
先进天井通常有两种布置形式，一种是中央先进天井，另一种是侧边先进天井。
开掘中央先进天井的优缺点及适用条件：
【优点】①开凿中央先进天井可以改善通风条件；
2可以利用中央先进天井作自由面，向两侧掘进形成阶段工作面比较方便，不必再进行专门的掏槽。
3有利于运送材料和设备，也是增加了一个安全出口。
【缺点】中央先进天井口处顶板管理比较困难
【适用条件】当矿房长度比较大，超过50米以上，为了改善采场通风条件和保证安全作业条件，往往在矿房中央开凿天井。
架设顺路天井的优点适用条件：
【优点】①增加了安全出口；
②改善了工作面通风条件；
③缩短了准备和结束工作时间;
行通风联络道是否要错开的问题:
关键问题不是错开或不错开的问题，关键问题是如何保证矿房有两个安全出口的问题，只要始终保持有两个安全出口，不错开也可以。
弓长岭铁矿浅孔留矿法有的采场联络道是错开的，有的未错开。
（3）切割工作
（1）切割工作的目的一一它是为正式回采工作创造自由面的。
（2）切割工作包括的容一一包括有：
1开掘拉底巷道，形成拉底空间，
2开掘漏斗颈，在开好斗径的基础上，把漏斗劈开，形成喇叭状，以利出矿。
3一般沿走向每隔5—7米开凿一个，为了减少平场工作量，漏斗应当尽量开在靠矿体下盘侧，以利于减少平场工作量。
漏斗颈高度一般为1.0—2.0米，边坡角应在45°以上。
④拉底高度一般为2—2.5米，拉底的宽度一般应等于矿体厚度。
对于薄和极薄矿脉，为保证放矿顺利，宽度不应小于1.2米。
5拉底和劈漏工作往往是联系起来进行施工的
（有的矿山如弓长岭铁矿是，先把底拉开，然后再劈漏，是自斗颈向上打眼劈漏的施工方法）。
（3）切割的方法
1）薄矿脉拉底劈漏的方法。
（即人工何底的底部结构）
对于薄矿脉，矿山广泛使用人工假底的底部结构形式。
此时，切割工作比较简单,
具体施工方法如下：
①在阶段运输平巷中打上向垂直炮孔
孔深1.8—2.2米，所有的炮孔一次爆破。
②爆破第一次炮孔之后，站在矿石堆上，打好第二次炮眼，孔
深h5—=6米左第2次炮孔
右，然后运走第一丨丨11丨1111丨I门<
次崩下的矿石，同…—•——
3（c）运岀第一次崩下的矿石。
巷和装好木质漏斗。
在假巷上铺一层木板，草垫子之类的带弹性的东西。
3爆破第二次打好的炮孔，崩下的矿石从漏斗中放出一部分留下一部分矿石,
然后，平整好工作面，拉底工作结束。
2）不打拉底平巷的劈漏拉底方法
这种方法适用于矿体厚度大于2.5—3.0米的条件下。
具体施工方法如下:
①在运输平巷的一侧，以40°—45°的倾角，打上向第一次炮孔，其下部炮孔
的高度，由运输设备高度决定（矿车、机车）
上部炮孔，在运输平巷的顶角线上与漏斗侧的钢轨在同一垂直面上
②炮孔爆破之后，站在矿堆上一侧以70°倾角打上向第二次炮孔，将第二次
打的炮孔爆破后，把矿石运走，然后架设好工作台，再打上向第三次炮孔，并装好放矿漏斗，最后再进行爆破，崩下第三次炮孔，矿石从漏斗中放出运走。
然后继续打第四次炮孔。
爆破以后的漏斗颈高为4.0—4.5米。
（此时达到了拉底水平顶板的高度）
45°4—4.5米高
漏半形状可以是方形，也可以是圆形口
打拉底平巷的拉底辟漏方法示意图
使相邻的斗颈连通，同时完成拉底和劈漏的工作
3）打拉底平巷的拉底劈漏方法
这种方法运用于厚度较大的矿体。
具体施工方法如下:
从运输平巷的一侧向上掘进漏斗颈，从斗颈上部向两侧掘进高2米左右，宽1.2—2.0米的拉底平巷，然后将其开帮主矿体边界，同时从拉底水平向下或从斗颈中向上打倾斜炮孔，将上部平颈扩大或喇叭状的放矿漏斗。
按这种方法在施工上有些矿山嫌不方便，就采用下面的方法开掘。
它是由运输平巷直接向
里进两炮（2米多），然后垂直向上掘进3—4炮，把斗颈开好，装好漏斗闸门，并将喇叭口劈开。
劈漏时，多数是
拉底也可以采用深孔拉底，这种方法效率高。
但是，总不容易形成比较规整的
面。
而浅孔拉底的优点正是在于能够保证规格。
但浅孔拉底的劳动效率比较低，拉底速度慢。
目前许多矿工，拉底劈漏还是多数采用浅孔方法来开掘。
（四）回采工作
浅孔留矿法的回采工作包括有：
凿岩、装药爆破、通风、局部放矿、撬毛、平场和大量放矿等。
矿房回采是自下而上分层进行的，每一分层的高度一般为2—3米左右。
采用浅
孔崩矿。
（1）凿岩
1）凿岩方式一一浅孔留矿法的凿岩方式有2种，即上向孔和水平孔。
1上向孔：
当矿石比较稳固时可采用。
【优点】凿岩效率高，工人操纵容易。
【缺点】工人直接在受振动的矿体下工作，安全性差，劳动条件差（凿岩时水往下流）。
同时凿岩时换钎杆次数多，影响凿岩效率。
打上向孔一般使用01—45型凿岩机，打前倾75°—85°的炮眼崩矿。
2水平孔：
当矿石稳固性差些时尽量用水平孔。
【优点】凿岩爆破后形成的工作面比较平整，光滑，工作时安全性比较好。
【缺点】凿岩效率比上向孔低；崩薄矿石大块比上向孔多。
目前在薄和极薄矿脉中用留矿法开采的采场中。
多数采用上向炮眼。
近年来有些
矿山在赋存条件比较稳定的矿脉中推广使用水平眼。
（如弓长岭铁矿采用打水平眼，
用7655型凿岩机）。
2）工作面布置形式
浅孔留矿法的工作面形式有两种。
直线式和梯段式。
梯段的长度根据打水平炮孔和上向孔的不同而有所区别。
①打上向孔时：
梯段长，一般为10—15米，梯段高为1.2—1.5米，上向孔的
深度约为1.3—1.8米左右。
上向孔一般前倾75°—85°（打眼方便）。
当矿石的爆破性差时，炮眼可超深0.05m—0.1m。
I
Z
2-
4m
CM
0.005-0.1
I2-3.5m
②打水平炮眼：
梯段长一般为
2—4米（2位于孔深长）。
梯段高为
1.5—2.0米。
水平孔的深度为2—3.5米，水平孔一般上倾5°—8°（便
于排出岩粉）【参考薄矿参数：
炮眼直径一一目前多采用32—36m炮眼
直径排距——1.0—1.2米；炮眼间距——0.8—1.0米；最小抵抗线：
W=0.6-1.6米】
3）炮孔排列形式
①“一”字
形排列一一适用
于矿石破碎性较
好，矿岩量分离的
条件下，矿厚V
1.0米。
Z/zz/z/////Z//////z//
$OC
）c
<
^米t-V厚矿
////
p//////^.'Ir/
孔距0.8-1.0米
“之”字形排列一一适用于矿石的爆破性较好的条件，且用于矿脉厚
0.7—1.
2米左右
的条件,
这种形
米幅宽度。
③平行
排列形式一一适
用于矿石坚硬，矿
体与围岩接触界
线不明显或难于
分离的厚度较大
的矿脉。
④交错布置形式
花形布置）
适用于矿石坚硬，厚度大的矿
0.1-0.2m
孔距0.8-1.0m
体，用于这种形式崩下来的矿石块度比较均匀。
生产实际中广泛应用这种形式
（2）装药爆破工作
1）浅孔的单位炸药消耗量如下表：
普氏系数f
值
2~4
6〜8
10〜14
>14〜16
51
0.15〜
0.20
0.20〜0.3
0.3〜0.4
0.4〜0.6
52
0.15〜
0.20
0.2〜0.25
0.25〜0.3
0.35〜0.4
2）浅孔装药系数：
实际经验证明，炮眼中的装药系数不宜太小，最好能达到60—70%如果装药系
数太小，则炸药在矿石中分布不均匀，崩下的矿石大块比较多。
3）起爆方法
主要采用导火线点燃火雷管一次点火顺序起爆的起爆方法。
使用电雷管起爆的较
少。
现在许多矿山都使用薄铁皮做成三通管联接的办法。
在每根导火线的外端附近横切一个三角形槽，使药芯露出后，沿三通的1—2孔
穿入三通，使药芯露出部位正对三通管的孔了。
三通管
1
4）炸药:
多用铵油炸药或硝铵炸药。
5）起爆药包：
置于孔底起第二个药包处，人工装药。
（3）通风工作
爆破以后要加强通风，使炮烟和粉尘能迅速排出工作面。
工作面的风量应当保证满足排尘，排烟的需要。
为此，要求采掘工作的风速不应低于0.15米/秒，空气的含氧量不得少于20%
矿房的通风系统。
一般是从上风流方向的天井进入新鲜风流，通过矿房工作面以后，经天井排到上部回风平巷。
电耙道的通风应形成独立的系统，防止污风串入矿房中。
（4）局部放矿工作
矿石崩落以后，由于矿石碎胀，为了保证有一定的工作空间，必须放出部分矿石。
按规定应放出崩薄矿石的1/3，凿下2/3作为继续工作的临时工作台，（一般坚硬矿石的碎胀系数为1.5）
应注意：
①在局部放矿时，不允许人员在放矿漏斗上方作业，以保证人身安全。
②局部放矿时，应有计划的进行，使平场工作量减少，防止形成空硐。
若一但
发现产生了空硐，应及时处理。
（5）平撬工作（简述）
在局部放矿以后，工人进入采场后，首先就应撬去工作地点的浮石，否则会直接影响工人的安全生产。
平撬工作既重要又比较繁重。
到目前为止，还没有什么好的机械化设备来进行这些工作。
当矿体倾角较缓时，平场工作量也随之增加（大量矿石堆积在下盘侧）。
撬浮石的设备在国外已有，国还没有。
有些矿山想了一些措施来解决平场工作问题。
如有的在靠下盘的矿堆里埋放炸
药，用爆破的方法将下盘矿石抛掷到上盘。
但这种方法消耗的炸药量大，抛掷效果也
不好。
（埋浅了效果不好，埋深了工作量大，有困难）。
因此，合理地布置漏斗，对减少平场工作量是很重要的。
因而，随着矿体倾角变缓，而应使漏斗的位置尽量向下盘方向布置。
（有的矿用电耙子平场）。
在厚矿体中，每个漏斗的受矿面积最好控制在36m2以，最大不应超过50m2。
（6）大量放矿工作
当把矿房的矿石全部采完后，要进行大量放矿工作，把原来留下的2/3碎石全部放出来。
（五）浅孔留矿法的矿房回采中的工作组织。
（循环图表）
浅孔凿矿法回采工程循环图表
班次
项目时间
第一班
第二班
第三班
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
凿岩准备
1.0
凿岩
5.0
外破
20
耙矿准备
1.0
耙矿
7.0
采坊安全拼查
0.5
n
洒水
0.5
撬深石
3.0
碎碎大块
1.0
平场
2.0
凿岩准备
1.0
（
1）应注意作业顺序问题，如下部出矿，上部就不能打眼或作其他工作
（2）薄矿脉开采时，多用一昼夜三班为一个循环，即一个班凿岩，一个班爆破通风，第三个班放矿，平场及其他准备工作。
配备凿岩工人1名，助手1名，平场工2名，放矿工2—4名，支柱工1名等。
（3）中厚以上矿体开采时，一般也是三八制。
基本有两种安排方式：
①一班凿岩爆破；一班放矿通风；一班平场准备。
②一班平场准备和凿岩爆破；两班放矿，劳动组织是用综合工作队形式。
三、对浅孔留矿法的评价
（一）适用条件
（1）适用于开采矿石和围岩稳固的急倾斜薄和极薄矿脉；
（2）要求矿石无氧化性，结块性和自燃性；（3）要求矿体产状稳定，形状比较规整（否则会增加矿石的损失贫化）。
（二）主要优点
（1）浅孔留矿法结构简单，管理方便，工艺简单，生产技术易掌握。
（2）采切工程量比较小，厚矿体7—12米/千吨，薄矿体10—20米/千吨。
（3）利用重力放矿，采场运搬矿石不需要其他机械设备。
此处指普通漏斗的留矿法。
（4）矿石损失贫化比较低，无粉矿损失，采矿成本低
（指矿房回采）损失率5—6%，贫化率8—10%。
（三）主要缺点
（1）所留矿柱的矿量占的比重较大（约占40—50%，有的达60%）。
而回采这些矿柱时，损失比较大，有的损失达50%。
（2）当围岩不够稳固时，特别是开采薄矿脉时，贫化率大。
（3）平场工作量比较繁重，又不容易实现平场工作的机械化。
（4）工人直接在暴露的矿石下工作，安全性较差。
（5）对矿石的块度要求均匀，否则容易卡漏（要求浅孔的合格块度不大于
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