空場採礦法

靠圍岩穩固性支撐採空區的方法

空場採礦法,又稱自然支撐採礦法,是指在回採過程中,主要依靠圍岩自身的穩固性或少量的礦柱、人工支柱來支撐採空區的採礦方法。一般適用於礦石及圍岩相當穩固,允許有相當大暴露面的礦床。

簡述


在礦房開採過程中不用人工支撐,充分利用礦石與圍岩的自然支撐力,將礦石與圍岩的暴露面積和暴露時間控制在其穩固程度所允許的安全範圍內的採礦方法總稱為空場採礦法。
空場採礦法的特點是,將礦塊劃分為礦房與礦柱,先採礦房,后採礦柱,開採礦房時用礦柱及圍岩的自然支撐力進行地壓管理,開採空間始終保持敞空狀態。
礦柱視礦岩穩固程度、工藝需要與礦石價值可以回採也可以作為永久損失。由於礦柱的開採條件與礦房有較大的差別,若回採則常用其他方法。為保證礦山生產的安全與持續,在礦柱回採之前或同時,應對礦房空區進行必要的處理。
顯然,使用空場採礦法開採礦體的必要條件是礦石圍岩均需穩固。
空場採礦法是生產效率較高而成本較低的採礦方法,在國內外的各類礦山得到了廣泛的使用。
使用空場採礦法,必須正確地確定礦塊結構尺寸和回採順序,以利於采場地壓管理及安全生產。
由於被開採礦體的傾角、厚度及開採方法不同,空場採礦法又分為:留礦採礦法房柱採礦法全面採礦法,分段礦房採礦法,階段礦房採礦法。

特點


空場採礦法由於主要依靠圍岩自身的穩固性和留下的礦柱來管理地壓,因此一般適用於礦岩穩固的礦體開採。其基本特點是:
(1)除沿走向布置的薄和極薄礦脈,以及少量房柱法開採的礦脈外,礦塊一般分為礦房和礦柱兩步驟回採,先採礦房,后採礦柱。
(2)礦房回採過程中留下的空場暫不處理並利用空場進行回採和出礦等作業。
(3)礦房開採結束后,根據開採順序的要求,在空場下進行礦柱回採。
(4)根據所用採礦方法和礦岩特性,決定空場內是否留礦柱以及礦柱形式。

安全管理


(1)加強頂板管理。頂板管理主要是對頂板的監測控制,是應用各種手段和方法,對井下採礦過程中所形成的空間、圍岩、頂板的觀察和測定,分析掌握其變形、位移等的變化情況和規律,獲得其大冒落前的各種徵兆,以便制訂相應的防範措施,保證作業人員和設備的安全。
(2)根據礦山地質條件,岩石力學參數以及大量監測數據的規律和經驗,選擇修正礦塊的結構參數、回採順序、爆破方式等控制地壓活動,降低冒落的危害。
(3)根據采場結構、面積大小,結合地質構造,破碎帶的位置、走向,礦石的品位高低等因素,在礦岩中選留合理形狀的礦柱和岩柱,以控制地壓活動,保護頂板。在礦柱中,必須保證礦柱和岩柱的尺寸、形狀和直立度,應設有專人檢查和管理,以保證其在整個利用期間的穩定性。
(4)在礦房回採過程中,不得破壞頂板;採用中深孔或深孔爆破時,應嚴格控制炮孔的方位和深度,不許穿透暫不回採的礦柱。
(5)及時回採礦柱和處理採空區。
(6)採用分段採礦法時,除回採、運輸、充填和通風用的巷道外,禁止在采場頂柱內開掘其他巷道;上下中段的礦房和礦柱,應盡量相對應,規格應盡量相同。
(7)採用淺孔留礦法採礦時,應遵守下列規定:
1)在開採第一分層前,應將下部漏斗和喇叭口擴充完畢,並充滿礦石;
2)每個漏斗都應均勻放礦,發現懸空應停止其上部作業,經妥善處理懸空後方准繼續作業;
3)放礦人員和采場內的人員要密切聯繫,在放礦影響範圍內不準上下同時作業;
4)每回採一分層的放礦量,應控制在保證鑿岩工作面安全操作所需高度,作業高度一般應控制在2m左右。
(8)加強礦山安全管理工作,健全各項規章制度,對人員、財產、設備進行合理分配。