采矿方法简析

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收藏文章 赞一个 已赞 2016-06-29 矿业澳洲


采矿业是指从地下开采有经济价值的矿物或者其他物质的活动,开采部位主要为矿物比较集中的矿床。目前已知最早的采矿活动发生在43000年以前-旧石器时代,当时是开采赤铁矿用于做原始人图腾的颜料。随着上万年的演变以及人类文明的进步,人类开始追寻怎样才能高效的,低成本的,合理的开采不同矿床这个问题的答案,最终针对不同矿床类型,不同的采矿方法逐渐问世,并且通过千百年来的演变慢慢走向了技术成熟阶段。




近百年的采矿技术的不断革新,矿山开采的方法也逐步发展成两大类:一为露天开采,人类最早的开采方式,优点是资源利用充分、回采率高、贫化率低,适用于大型机械生产,产量大、劳动生产率低、成本低等特点;二为地下开采,主要四个步骤来实现矿床的开采,开拓、采准、切割、回采四步完成矿石的开采,地下开采虽然不如露天开采,但是对于特定的矿床它是唯一有效、可靠的办法。


露天开采


露天开采,指的是从敞露地表的采矿场采出有用矿物的过程,该开采方法仅适合矿床埋藏较浅,或者地表有露头,并且储量较大的矿床。目前国内外露天开采的方法大致有两种,一种为山坡露天矿;一种为凹陷露天矿,而且露天开采是在澳洲应用最多,技术最为成熟的一种采矿方法。




露天矿虽然拥有资源利用充分、回采率高、贫化率低,适于用大型机械施工,建矿快,产量大,劳动生产率高,成本低,劳动条件好,生产安全等优点,但是该矿需要剥离岩土,排弃大量的岩石,尤其较深的露天矿,往往占用较多的农田,设备购置费用较高,故初期投资较大。此外,露天开采,受气候影响较大,对设备效率及劳动生产率都有一定影响,因此露天矿也有其本身的局限性。


同时,露天矿存在一个很大的弊端是,矿坑回填难度大,闭坑时候很多设备的拆卸费用超出折旧费用,甚至一些矿山应用一下方法来处理他们的设备。




地下开采


地下开采,是指从地底下的采场把矿石提升到地表的过程,该采矿方法适合埋藏较深,开采难度较大的矿床,根据统计显示,国内外的地下采矿的方法分类繁多,而且称呼不一,但是根据地压管理方法为依据的话大致也就可以分为三大类:




空场法


又称自然支护法。主要靠围岩本身的稳固性和矿柱的支撑能力维护回采过程中形成的采空区,有的用支架或采下矿石作辅助或临时支护。本法回采工艺简单,容易实现机械化,劳动生产率高,采矿成本低,适于开采矿石和围岩均稳固的矿体 , 在地下矿山广泛应用。


同时,空场法中根据回采方法不同又可分为:全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法、分阶段矿房法和阶段矿房法。


但开采中厚层以上矿体,需留大量矿柱,矿石回采率低,因此采高价矿床时用得较少,但留有大量的矿柱和采空区,需用两个步骤回采和处理,如不充填采空区,地表将受到破坏。开采深部矿体时由于地压大,该法受到一定的限制,所以该方法目前在澳大利亚地下开采活动中应用的不太多。


崩落法


崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法,即随着崩落矿石,强制(或自然)崩落围岩充填采空区,以控制和管理地压。此法适用于地表允许塌陷,上部无较大的含水层和流砂的矿体。


本方法又可以分为五大类更具体的方法:单层崩落法、分层崩落法、有底柱崩落法、无底柱崩落法和阶段崩落法。其中中国尤其是铁矿山无底柱崩落法应用较为广泛,而对于国外的金属矿山则应用阶段崩落法较多。


一般用于中等价值以下的矿石,中厚以上的矿体,并允许有一定的贫化和损失,矿石不会结块和自燃等条件,其优点是劳动生产率高,成本低。缺点是地表塌陷,矿石贫化率和损失率大,同时对于地表破坏较大,所以澳大利亚环保部门对该类采矿方法进行严格控制。


充填法


随着回采工作面的推进,逐步用充填料充填采空区的采矿方法叫充填采矿法。有时还用支架与充填料相配合,以维护采空区。充填采空区的目的,主要是利用所形成的充填体进行地压管理,以控制围岩崩落和地表下沉,并为回采创造安全和便利的条件。


按矿块结构和回采工作面推进方向充填采矿法又可分为单层充填法、上向分层充填法、下向分层充填法和分采充填法。


按采用的充填料和输出方式不同,又可分为干式充填法、水力充填法和胶结充填法。


填法开采具有矿石回采率高、贫化小的特点, 且其开采较为灵活,其首采位置可以选在矿石品位高的矿段,有利于前期快速收回投资,具有较好的经济效益。而且该类方法对于环境破坏较小,充填物可用尾矿来替代,这样既节省了充填成本,也减少了尾矿排放和污染,是目前采矿行业中属于清洁采矿方法,也是将来采矿的重点发展方向,目前澳大利亚该方法应用较多,充填物也在不停的改进和发展。


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