全面采矿法是在阶段中把矿体划分为矿块进行开采,回采工作面沿走向或逆倾斜方向全面推进,设备和工人在空场下进行作业,回采过程中形成的空场主要靠围岩的承载能力,辅以留规则或不规则的矿岩柱、废石垛或人工支柱来维护。全面采矿法又分为普通全面采矿法和留矿全面采矿法两种。
定义及特点
定义
全面采矿法是空场采矿法中开采缓倾斜、薄和中厚矿体的一种采矿法,单层回采,要求矿岩均稳固。
特点
全面采矿法的特点是:在阶段(或盘区)中把矿体划分为矿块,在矿块中留规则的和不规则的矿柱进行回采,或不划分矿块,在连续回采时,留下不规则矿柱。当顶板欠稳固,也可把矿块沿走向划分成分间进行回采。回采工作面成梯段形或直线形布置,可沿走向、沿倾斜或逆倾斜推进。矿体厚度小于3m,整层回采;大于3m,分层回采。在回采过程中,将贫矿或夹石留下不采作为矿柱,矿柱的规格、形状、间距可灵活采用,主要取决于顶板的稳固性和矿石的价值。当开采薄的贵重金属矿体时,为了尽量回收资源,常用混凝土预制块垛或废石垛、木垛等代替矿柱。全面法的矿块尺寸一般较大,采空区的暴露面积可达200~500m,最大可达1000~2000m以上。由于在空场内进行作业,要求矿石和顶板岩石稳固。
全面采矿法在我国黑色金属、有色金属、化学矿山得到了广泛应用。按工作面推进方向分:沿走向推进、沿倾斜推进和逆倾斜推进三种回采方法。沿走向推进适用于倾角小于30°的矿体,倾角大于30°的矿体一般采用逆倾斜推进,很少采用沿倾斜推进。
采准
采准工作包括开掘阶段运输巷道、切割上山、放矿溜井、人行联络道、电耙绞车硐室(或不掘绞车硐室)等。阶段运输巷道的位置可设在脉内或脉外。脉内布置,探采结合好,采准工程量小,投产快,但运输能力小,留需顶、底柱,矿柱矿量损失较多;脉外布置,运输能力较大,不留顶、底柱,矿量损失少,但增加了掘进岩石的工程量,没有起探矿作用。一般矿体薄、倾角缓、产量小的矿山,脉内布置较多。切割上山是沿矿块边界一侧,从阶段运输巷道自下而上掘至上部回风巷道,是作为开始回采的自由面和通风用的。放矿溜井在矿块底柱中,每隔5~7m到12~16m掘进一个或者架设一个人工漏斗,也有一个矿块掘一个的。在放矿溜井上部掘切割巷道,作为回采自由面或安设电耙绞车(当不掘绞车硐室时)用。暂不出矿的放矿溜井可用来上下人员和运料,一般不开掘人行井(个别矿山开人行天井)。在顶住中每隔一定距离开掘一条人行联络道通至上部回风巷道。
回采工作
回采工作面可沿走向、沿倾斜和逆倾斜推进。工作面沿走向推进时,从切割上山开始,沿矿体走向,向一侧或两侧布置2~3个梯段,梯段长8~20m,下梯段超前上梯段的距离一般为3~5m。梯段工作面可使凿岩和出矿工作平行进行,避免作业间相互干扰,有利于提高矿块生产能力。当矿体倾角变陡,可用逆倾斜梯段或直线工作面,从切割巷道开始,自下而上逆矿体倾斜推进。当开采矿岩稳固性较差的缓倾斜薄矿体时,可用沿倾斜的似扇形工作面,从矿块上部开始,由上而下推进。采用浅孔落矿,孔径一般为36~44mm,空深1.2~2m,孔距0.6~1.2m,排距0.5~1m,一次推进距离1.2~1.4m。崩矿时不宜破顶、底板,以确保安全和降低矿石贫化。崩下的矿石,用一台或两台电耙运搬至放矿溜井装车外运。电耙绞车可安设在电耙硐室中、阶段运输巷道侧帮或切割巷道中。电耙安在硐室中的优点是直线耙矿,死机可观察耙斗的运行情况,操作方便,耙矿效率高。缺点是开掘电耙硐室,工程量较大;当矿体倾角变大时,耙矿过程中,矿石滚下对电耙硐室安全有威胁。电耙绞车安在切割巷道中,则形成拐弯或接力耙矿,绞车移动较频繁。当矿体较厚,一个放矿溜井担负的出矿量较大时,用硐室较有利。当矿体较薄,倾角变陡时,则把电耙绞车放在切割巷道中较合适。
采空区主要由留下的顶、底柱和不规则矿柱支护。但有不少矿山还辅以人工支护,常用的支护形式有一下几种:
优缺点
全面采矿法主要技术经济指标见下表。
优点:采准工程量小;回采工序简单;通风良好;能适用矿体形状不规则及倾角变化的条件,灵活性大。
缺点:顶板暴露面积较大;采高大于3m以上,检查顶板较困难;留矿柱多时,矿石损失较大。发展方向是:采用小型无轨设备出矿,每一个矿块只掘一个放矿溜井以减少采准工作量和减轻体力劳动;采空区采用尾砂充填,以预防或延缓岩层移动。
规定
1、全面采矿法宜用于厚度小于5m矿岩中等稳固以上、产状较稳定的水平和缓倾斜矿体回采;当厚度大于3m时, 宜分层开采,条件具备时,宜采用液压凿岩台车全厚一次推进;
2、采场内应留不规则矿柱,圆形矿柱直径不应小于3m,方形矿柱不应小于2m×2m;有条件时矿柱应布置在夹石带和贫矿段内; 开采矿石价值高的矿体, 可采用人工矿柱替代预留矿柱, 人工矿柱的大小和强度,应能保证顶板的安全;
3、矿体厚度小于最小可采厚度时,切割巷道的顶板不应超过设计采幅的顶板。