地下采礦方法,是指在礦塊中所進(jìn)行的采準(zhǔn)、切割和回采工作的總和。由于地下礦床埋藏條件復(fù)雜,礦巖性質(zhì)變化大以及其他原因,現(xiàn)行應(yīng)用的采礦方法種類較多,根據(jù)回采時(shí)地壓管理方法,地下采礦方法歸納為三大類:即空?qǐng)霾傻V法、崩落采礦法和充填采礦法。

一、地下采礦方法

(一)空?qǐng)霾傻V法

空?qǐng)霾傻V法,是指在回采過程中,將礦塊劃分為礦房和礦柱,逐步回采,在回采過程中,采空區(qū)主要依靠暫留或永久保留的礦柱支撐,采空區(qū)始終空著,不做處理。該方法一般在礦巖穩(wěn)固、地表允許陷落的條件下采用。

根據(jù)國內(nèi)外礦山實(shí)踐,空?qǐng)霾傻V方法中應(yīng)用最廣泛的有:房柱采礦法、淺孔留礦法、分段采礦法和階段采礦法。

1.房柱采礦法

房柱采礦法主要是開采水平和緩傾斜礦床。在劃分礦塊的基礎(chǔ)上,礦房和礦柱交替排列,回采礦房時(shí)留下規(guī)則的礦柱維護(hù)頂板巖石。礦巖均勻穩(wěn)固、水平和緩傾斜礦體,是應(yīng)用房柱采礦法的基本條件。

2.淺孔留礦法

淺孔留礦法是我國有色金屬和稀有金屬地下礦山應(yīng)用最廣泛的一種采礦方法。據(jù)統(tǒng)計(jì),用這種采礦方法采出的礦量,占全國有色金屬和稀有金屬地下開采礦石總產(chǎn)量的36%。

(1)切割工作

淺孔留礦法的切割工作比較簡單,主要是掘進(jìn)拉底巷道,形成拉底空間和辟漏,它的作用是為回采工作開辟自由面,并為放礦創(chuàng)造有利條件。拉底的高度一般為2~2.5m。拉底的寬度一般應(yīng)等于礦體的厚度;在薄和極薄礦脈中,為保證放礦順利,其寬度不應(yīng)小于1.2m。拉底和辟漏的施工,根據(jù)礦體的厚度不同,采用下列三種方法:

①無底柱的切割法。

②有底柱拉底和辟漏同時(shí)進(jìn)行的切割方法。

③有底柱掘進(jìn)拉底平巷的切割方法。

(2)回采工作

留礦法的回采工作包括:鑿巖、爆破、通風(fēng)、局部放礦、撬頂及平場、大量放礦等。

3.分段采礦法

分段采礦法是指在劃分礦塊的基礎(chǔ)上,沿礦塊的垂直方向,劃分若干分段,在每個(gè)分段水平上布置礦層和礦柱,采下的礦石,分別從各分段的出礦巷道運(yùn)出。分段礦房回采結(jié)束后,及時(shí)回采本分段的礦柱并同時(shí)處理采空區(qū)。

4.階段礦房法

根據(jù)落礦方式不同,階段礦房法分為水平深孔階段落礦法和垂直深孔階段礦房法。前者要求在礦房底部進(jìn)行拉底,后者除拉底外,尚需在礦房的全高開出垂直的自由面。用深孔崩落的礦石借自重可全部溜到礦塊底部放出。?

(1)水平深孔落礦的階段礦房法

水平深孔階段礦房法,是指在鑿巖天井中的鑿巖硐室中,鉆鑿水平扇形深孔落礦的空?qǐng)霾傻V法。

(2)垂直深孔落礦的階段礦房法

垂直深孔落礦階段礦房法的特點(diǎn)是,回采工作面是垂直的,在回采工作開始前,除在礦房底部拉底、辟漏外,還必須開鑿切割槽,并以此為自由面進(jìn)行落礦。崩落的礦石借自重落到礦房的底部放出,隨工作面的推進(jìn),采空區(qū)不斷擴(kuò)大。礦房回采完畢,再用其他方法回采礦柱。

(二)充填采礦法

充填采礦法,是指隨著回采工作面的推進(jìn),逐步用充填料充填采空區(qū)的采礦方法。充填料主要是用地表堆積的廢石,掘進(jìn)坑道所取的廢石,選礦廠尾砂、冶煉廠爐渣等。若這些廢料不足或質(zhì)量不合要求,則在地表開采砂石。運(yùn)送充填料到采空區(qū),采用自卸翻斗礦車、電機(jī)車或其他機(jī)械。

充填采礦法,根據(jù)充填的不同方式,可分為三類:①干式充填采礦法;②水力充填采礦法;③膠結(jié)充填采礦法。

我國礦山使用較為廣泛的是干式充填采礦法。干式充采礦法的基本特征是:一般是將礦塊劃分為礦房和礦柱,先采礦房,后采礦柱,礦房自下而上分層回采。隨回采工作面的向上推進(jìn),逐層充填采空區(qū)以維護(hù)下盤圍巖和造成不斷上采的作業(yè)條件。礦房回采最后一個(gè)分層后,進(jìn)行接頂充填。礦柱則在采完一批礦房或一個(gè)階段后再進(jìn)行回采。

(三)崩落采礦法

崩落采礦法是以崩落圍巖來實(shí)現(xiàn)地壓管理的采礦方法,即在崩落礦石的同時(shí),強(qiáng)制崩落圍巖,充填采空區(qū),以控制和管理地壓。

崩落采礦法對(duì)礦體的賦存條件、礦巖的物理力學(xué)性能等都具有比較廣泛的適用范圍,但用于開采上盤圍巖能呈塊狀自然冒落、礦石中穩(wěn)以上的急傾斜厚礦體是使用本類采礦方法的理想條件,而地表允許塌落則是使用的必要前提。

崩落采礦法在我國地下金屬礦山使用的基本方法有:底柱崩落法和無底柱分散崩落法。

二、采礦作業(yè)事故的預(yù)防

(一)冒頂片幫事故的預(yù)防

1.?冒頂片幫事故的原因

地下采礦作業(yè)中,最常見的事故是冒頂片幫,據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),約占采礦作業(yè)中事故的40%以上,導(dǎo)致發(fā)生此類事故的主要原因是采礦方法選擇不合理,頂板管理方法不當(dāng)(不嚴(yán)、不實(shí)、不細(xì));作業(yè)人員思想麻痹大意,檢查不周,處理方法不妥。

2.冒頂片幫事故的預(yù)防措施

(1)必須掌握礦床地質(zhì)條件,選擇合理的采礦方法和采場布置,嚴(yán)格按照采礦設(shè)計(jì)規(guī)范,并按采掘順序,自上而下,有計(jì)劃按比例回采,盡量減少頂板暴露時(shí)間,加快采礦速度,縮短回采周期。

(2)嚴(yán)格按照安全技術(shù)操作規(guī)程作業(yè),建立正常的生產(chǎn)秩序和作業(yè)制度,加強(qiáng)對(duì)職工安全技術(shù)教育、培訓(xùn),提高職工安全防范意識(shí)和綜合素質(zhì)。

(3)加強(qiáng)采場頂板管理,在生產(chǎn)期間,對(duì)采場頂幫巖石要經(jīng)常檢查,并仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)巖石有松軟現(xiàn)象時(shí),應(yīng)及時(shí)支護(hù),盡量避免在空頂下作業(yè)。采場附近作業(yè)點(diǎn)放炮,應(yīng)及時(shí)檢查采場頂幫的巖石有無松動(dòng)現(xiàn)象。檢查時(shí),人要站在安全的地點(diǎn),由外向里用尖頭長釬子或帶矛頭的竹竿撬下松動(dòng)的巖石。檢查處理完畢,再通知其他作業(yè)人員進(jìn)入采場工作面作業(yè)。

(4)嚴(yán)格觀測頂板冒落征兆,防止發(fā)生大面積冒頂片幫。按常規(guī)頂板冒落之前總會(huì)有些征兆,如支架發(fā)出爆裂聲響、開始折斷;頂板巖石發(fā)出破裂和撞擊聲;頂板有巖石碎塊掉落,以及漏水、淋水量增大等現(xiàn)象,一旦發(fā)現(xiàn)采場有大面積冒落的征兆,應(yīng)立即停止作業(yè),火速撤離作業(yè)區(qū)內(nèi)的人員。

觀測的方法有:用小金屬楔(或木楔)楔人頂板裂縫中,如自動(dòng)落下或松動(dòng),說明頂板裂縫擴(kuò)大,有冒落危險(xiǎn)。將黃泥、油漆、水泥砂漿抹在頂板裂縫上,觀察其變化,也能反映出頂板變形情況。

(二)防止墜井(天井、溜井)事故

地下采礦作業(yè)過程中,作業(yè)人員經(jīng)常進(jìn)出采場,途經(jīng)天井和溜井,如果天井支架不牢,梯子沒有固定好,梯子井間沒有防護(hù)欄桿,或是溜井口未設(shè)安全標(biāo)志、護(hù)欄和格篩等,往往會(huì)造成墜井事故。

為了避免此類事故發(fā)生,應(yīng)做好如下工作:

(1)根據(jù)礦巖的穩(wěn)定性架設(shè)牢固的支架。礦巖穩(wěn)固時(shí),可以用橫撐支柱。若礦巖不穩(wěn)固,必須用方框支架。有片幫危險(xiǎn)時(shí)須留礦柱。

(2)天井的梯子、扶手要牢靠,并經(jīng)常檢查。每隔3~4m搭一層平臺(tái)。梯子間與提升間之間應(yīng)設(shè)隔板。天井高度不大,單純用扒釘作為把手時(shí),須另設(shè)一根牢靠的保險(xiǎn)繩以防不測。

(3)為防止人員墜人天井、溜井,天井、溜井上部應(yīng)設(shè)有明顯的標(biāo)志和照明,井口邊應(yīng)留有l(wèi)m寬的人行通道和圍欄、鏈條等,作業(yè)時(shí)取下防墜裝置,停止作業(yè)時(shí)立即恢復(fù),并注意檢查和更換,保持其良好的狀態(tài)。

(4)無用的天井和溜井應(yīng)及時(shí)封閉,防止行人不慎墜人。

(5)井下作業(yè)人員要嚴(yán)格遵守安全管理規(guī)定,不得跨越溜井。

(6)凡有可能墜落的危險(xiǎn)處,必須裝設(shè)明顯的安全標(biāo)志和防墜裝置、光信號(hào)、圍欄、鏈條等。

(三)溜礦井、放礦漏斗卡礦的處理

由于溜礦井或放礦漏斗卡礦、堵塞處理不當(dāng),造成人身嚴(yán)重傷亡的事故在礦山時(shí)有發(fā)生。預(yù)防和處理溜井、卡礦、堵塞,應(yīng)采取以下措施:

(1)一定要確保溜井的坡道,不拐死彎。

(2)使用溜井前,必須將井中的雜物清理干凈,使用過程中,嚴(yán)禁將廢舊木材、鋼管、鋼釬、鋼絲繩等雜物及大塊礦石放人溜井,以免堵塞溜井。

(3)禁止放完溜礦井中的礦石。

(4)主溜井不準(zhǔn)有水流入,雨季應(yīng)盡量減少溜井儲(chǔ)礦量。

(5)禁止人員進(jìn)入溜井和漏斗內(nèi)處理堵塞,正確的處理方法是:一是卡在溜井上部10m以內(nèi)時(shí),可以打入鋼管,通過鋼管裝藥爆破;二是采用火箭彈處理;三是向卡礦部位打深孔,孔底裝藥爆破。采用特殊方法處理時(shí),須經(jīng)過礦總工程師批準(zhǔn)。

(6)當(dāng)放礦漏斗卡礦時(shí),可用撬棍從漏斗中向上撬,若撬不下來,可用爆破震動(dòng),此時(shí),裝藥量要少,爆破前人員要撤離到安全地點(diǎn),并做好警戒。

(7)對(duì)暫停放礦的溜井定要定期松動(dòng)放礦,一旦發(fā)生堵塞,上中段應(yīng)立即停止放礦。

篇2:地下采礦作業(yè)安全對(duì)策措施

礦山地下采礦涉及存在的危險(xiǎn)有害因素較多。所以,應(yīng)重點(diǎn)采取有效的安全對(duì)策措施,消除或者減弱安全隱患。一般應(yīng)考慮以下因素:

(1)礦山基建期間或基建結(jié)束后,應(yīng)安排采礦方法試驗(yàn)。通過試驗(yàn)可以找到合適的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)、合理的開采順序。

(2)應(yīng)對(duì)采場進(jìn)行安全檢查(頂板穩(wěn)固情況、安全出口等),然后方可作業(yè)。

(3)對(duì)于不穩(wěn)固的采場頂板或掘進(jìn)作業(yè)面,應(yīng)采用噴錨、噴錨網(wǎng)等方法支護(hù)。

(4)天井、溜井等處應(yīng)設(shè)明顯標(biāo)志、照明、護(hù)欄和蓋板,及時(shí)封閉已結(jié)束回采的采場天井及溜井。

(5)加強(qiáng)頂板管理。頂板管理主要是對(duì)頂板的監(jiān)測控制,就是應(yīng)用各種手段和方法,對(duì)井下采礦過程中所形成的空間、圍巖,分析掌握其變形、位移等的變化情況和規(guī)律,獲得其大冒落前的各種征兆,以便制定相應(yīng)的防范措施,保證作業(yè)人員和設(shè)備的安全。

(6)根據(jù)礦山地質(zhì)條件、巖石力學(xué)的參數(shù)以及大量監(jiān)測數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn),選擇修正礦塊的結(jié)構(gòu)參數(shù)、回采順序和爆破方式等,控制地壓活動(dòng),減少冒落的危害。

(7)根據(jù)采場結(jié)構(gòu)、面積大小,結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造,破碎帶的位置、走向、礦石的晶位高低等因素,在礦巖中選留合理形狀的礦柱和巖柱,以控制地壓活動(dòng),保護(hù)頂板。在礦柱中,必須保證礦柱和巖柱的尺寸、形狀和直立度,應(yīng)有專人檢查,以保證其在整個(gè)利用期間的穩(wěn)定性。

(8)及時(shí)處理采空區(qū)。

(9)礦山應(yīng)對(duì)礦柱進(jìn)行應(yīng)力、變形觀測,當(dāng)應(yīng)力增加較大時(shí),應(yīng)編制與采礦計(jì)劃相應(yīng)的地壓動(dòng)態(tài)圖。

(10)在礦房回采過程中,不得破壞頂板;采用中深孔或深孔爆破時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制炮孔的方位和深度,不許穿透暫不回采的礦柱。

(11)認(rèn)真編制采掘計(jì)劃,保證合理的回采順序,達(dá)到控制地壓活動(dòng)的目的。

(12)加強(qiáng)管理,健全各項(xiàng)制度,充分合理地配置人、財(cái)、物。

(13)加強(qiáng)礦山地質(zhì)管理工作,深入井下,發(fā)現(xiàn)和收集整理地質(zhì)構(gòu)造、破碎帶等的變化情況,以便指導(dǎo)礦山安全生產(chǎn)。

(14)對(duì)于采礦出現(xiàn)的陷坑、裂縫及可能出現(xiàn)的地表塌陷范圍,要及時(shí)圈定,并設(shè)置標(biāo)志和采取安全措施。

篇3:地下采礦安全技術(shù)方法

采礦方法是指如何安全、經(jīng)濟(jì)地采出礦塊、礦房或礦柱內(nèi)礦石的方法,包括礦塊的采準(zhǔn)切割、回采、采空區(qū)處理等工作。合理選擇采礦方法是指能針對(duì)地質(zhì)條件,加強(qiáng)對(duì)開采工作的安全管理,減少人身傷亡事故。根據(jù)礦石回采過程中采場管理方法的不同,金屬、非金屬的地下采礦方法大致分為以下幾類:

(1)空?qǐng)霾傻V法。其特點(diǎn)是回采過程中,采空區(qū)主要靠暫留或永久殘留的礦柱進(jìn)行支撐,采空區(qū)始終是空著的。一般在礦石與圍巖很穩(wěn)固時(shí)采用。

(2)崩落采礦法。其特點(diǎn)是隨著礦石采出,有計(jì)劃地用崩落礦體的覆蓋巖層和上下盤巖石來充填采空區(qū),及時(shí)控制采空區(qū)地壓和處理采空區(qū)。一般在礦體圍巖不穩(wěn)固、地表允許陷落的條件下采用。

(3)留礦采礦法。其特點(diǎn)是在回采過程中,采空區(qū)內(nèi)暫時(shí)存留部分采下來的礦石,借以配合礦柱支承采空區(qū)。一般在礦石較穩(wěn)固,且不易氧化、粘結(jié)和自燃,礦體圍巖中等穩(wěn)固的條件下采用。

(4)充填采礦法。其特點(diǎn)是在回采時(shí),采空區(qū)依靠充填其內(nèi)的充填料、支柱或充填料與支柱相配合形成的人工支承體支承采空區(qū)。主要用于開采礦石價(jià)值高、要求回收率高、充填料材方便、地表不允許陷落和特殊復(fù)雜地質(zhì)條件下的礦體。