采礦是自地殼內和地表開采礦產資源的技術和科學。廣義的采礦還包括煤和石油的開采。采礦工業是一種重要的原料工業,金屬礦石是冶煉工業的主要原料,非金屬礦石是重要的化工原料和建筑材料。
名詞釋義
在金屬礦床地下開采基本原則中,已經闡述:金屬礦床地下開采,必須先把井田劃分為階段(或盤區),再把階段(或盤區)劃分為礦塊(或采區)。礦塊是基本的回采單元。
采礦方法應該定義為:采礦方法是研究礦塊內礦石的開采方法,是采準、切割、回采工作在空間上、時間上的有機結合,采礦方法是采準、切割、回采工作的總稱。
所謂采礦方法,就是指從礦塊(或采區)中采出礦石的方法。它包括采準、切割和回采等三項工作。采準工作是按照礦塊構成要素的尺寸來布置的,為礦塊回采解決行人、運搬礦石、運送設備材料、通風及通信等問題;切割則為回采創造必要的自由面和落礦空間;等這兩項工作完成后,再直接進行大面積的回采。這三項工作都是在一定的時間與空間內進行的,把這三項工作聯系起來,并依次在時間與空間上作有機配合,這一工作總稱為采礦方法。
采礦方法與回采方法的概念是不同的。在采礦方法中,完成落礦、礦石運搬和地壓管理三項主要作業的具體工藝,以及它們相互之間在時間與空間上的配合關系,稱為回采方法。開采技術條件不同,回采方法也不相同。礦塊的開采技術條件在采用何種回采工藝中起決定性作用,所以回采方法實質上成了采礦方法的核心內容,由它來反映采礦方法的基本特征。采礦方法通常以它來命名,并由它來確定礦塊的采準、切割方法和采準切割巷道的具體布置。
在采礦方法中,有時常將礦塊分成礦房與礦柱,作兩步采,先采礦房,后采礦柱,采礦房時由周圍礦柱支撐開采空間,這種形式的采礦方法稱為房式采礦法,以區別于不分礦房、礦柱,整個礦塊作一次采完的礦塊式采礦法。在條件有利時,礦塊也可不分礦房、礦柱,而回采工作是沿走向全長,或沿傾斜(逆傾斜)連續全面推進,則成了全面式回采采礦法。
采礦方法分類
分類目的
由于金屬礦床的賦存條件十分復雜,礦石與圍巖的性質又變化不定,加之隨科學技術的發展,新的設備和材料不斷涌現,新的工藝日趨完善,一些舊的效率低、勞動強度大的采礦方法被相應淘汰,而在實踐中又創新出各種各樣與具體礦塊賦存條件相適應的采礦方法,故目前存在的采礦方法種類繁多、形態復雜。這些采礦方法盡管有其各自的特征,但彼此之間也存在著一定的共性。
為了便于認識每種采礦方法的實質,掌握其內在規律及共性,以便通過研究進一步尋求更加科學、更趨合理的新的采礦方法,需對現已應用的種類繁多的采礦方法進行分類。
采礦方法的選擇不僅取決于礦體賦存自然條件,而且取決于開采技術水平和社會經濟條件。嚴格來講,沒有任何一個礦山的開采條件與另一個礦山完全相同,所以也就沒有任何兩座礦山的采礦方法彼此完全相同。有的采礦學者認為:有多少礦山就有多少種(或更多)采礦方法;在一定條件下(含時間),一個具體礦山(或礦塊)只有一種采礦方法是最優的或最成功的;不存在一種萬能的永遠不變的適用于一切礦山的最優采礦方法;對采礦方法的優劣評價不可忽視其適用條件。但是,也必須承認在浩瀚的難以準確計數的采礦方法中也必然具有共同特征,每種采礦方法都是世界范圍的采礦者在采礦實踐中所認識和總結的規律。學習采礦方法的目的就是通過學習,借鑒前人創造的采礦方法,根據面臨礦體的實際開采條件,科學地、能動地設計新的采礦方法。學習的目的絕不是根據已有的采礦方法適用條件,去生搬硬套用于開采新礦體。
采礦方法分類的目的就是在浩瀚的采礦方法中,將一些應用較廣的主要采礦方法,根據其共性進行歸納,以便于人們學習和掌握前人總結的采礦方法科學規律,正確地選擇和設計采礦方法。
分類要求
(1)分類應能反映出每類采礦方法的最主要的特征,類別之間界限清楚;
(2)分類應該簡單明了,不宜繁瑣龐雜,目前正在采用的采礦方法必須逐一列入,明顯落后趨于淘汰的采礦方法則應從中刪去;
(3)分類應能反映出每類采礦方法的實質和共同的適用條件,以作為選擇和研究采礦方法的基礎;
(4)既利于分類進行學習,又不被分類所局限而影響創新,有利于認識原有的采礦方法并創造新的采礦方法。
分類依據
目前,采礦方法分類的方法很多,各有其取用的依據。一般以回采過程中采區的地壓管理方法作為依據。采區的地壓管理方法實質上是基于礦石和圍巖的物理力學性質,而礦石和圍巖的物理力學性質又往往是導致隔了采礦方法在適用條件、結構參數、采切布置、回采方法以及主要技術經濟指標上有所差別的主要因素。因此按這樣分類,既能準確反映出各類采礦方法的最主要特征,又能明確劃分各類采礦方法之間的根本界限,對于進行采礦方法比較、選擇、評價與改進也十分方便。
采礦方法
井工采煤方法
井工煤礦采煤方法雖然種類較多,但歸納起來,基本上可以分為壁式和柱式兩大體系。 (1)壁式體系采煤法。根據煤層厚度不同,對于薄及中厚煤層,一般采用一次采全厚的單一長壁采煤法;對于厚煤層,一般是將其分成若干中等厚度的分層,采用分層長壁采煤法。按照回采工作面的推進方向與煤層走向的關系,壁式采煤法又可分為走向長壁采煤法和傾斜長壁采煤法兩種類型。
長壁采煤法
緩傾斜及傾斜煤層采用單一長壁采煤法所采用的回采工藝主要有炮采、普通機械化采煤(高檔普采)和綜合機械化采煤3種類型。在選擇回采工藝方式時,應結合礦山地質條件、設備供應狀況、技術條件以及技術管理水平和采煤系統統一考慮。爆破落煤工藝。炮采工作面回采工序包括:破煤、裝煤、運煤、推移輸送機、工作面支護和頂板控制六大工序。普通機械化采煤是用淺截式滾筒采煤機落煤、裝煤,利用可彎曲刮板輸送機運煤,使用單體液壓支柱(或摩擦金屬支柱)和鉸接頂梁組成的懸臂式支架支護的采煤方法。綜合機械化采煤是指采煤的全部生產過程,包括落煤、裝煤、運煤、支護、頂板控制以及回采巷道運輸等全部實現機械化的采煤方法。
綜合機械化放頂煤開采技術
我國放頂煤開采主要是指長壁綜合機械化放頂煤開采(以下簡稱綜放開采)。綜放開采的實質是沿煤層底部布置一個長壁工作面,用綜合機械化方式進行回采,同時充分利用礦山壓力作用(特殊情況下輔以人工松動方法),使工作面上方的頂煤破碎,并在支架后方(或上方)放落、運出工作面的一種井工開采方式。
柱式體系采煤法
柱式體系采煤法分為3種類型:房式、房柱式及巷柱式。房式及房柱式采煤法的實質是在煤層內開掘一些煤房,煤房與煤房之間以聯絡巷相通。回采在煤房中進行,煤柱可留下不采;或在煤房采完后,再回采煤柱。前者稱為房式采煤法,后者稱為房柱式采煤法。
參考資料 >