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1、 硬岩矿床地下开采 *高等硬岩采矿学 主讲：屈彪 淳 劫 圆 汰 慑 沃 歪 幅 赘 企 伏 灯 辨 些 欺 鞭 泡 梅 魂 复 均 苦 普 溜 巫 元 汤 警 儿 瓢 沮 啤 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4 硬岩矿床地下开采新进展 理论研究和技术革新 理论研究 技术革新 传统采矿方法的改进 空场采矿法 崩落采矿法 充填采矿法 深部矿床开采 采矿方法 威震监测 残矿回采 矿山信息化基础 安全信息化建设 地下矿山智能化 远程地压监控技术 地下矿山专门信息技术的 应用 地下
2、信息技术的应用 矿山信息化基础 地下矿山智能化 远程地压监控技术 地下矿山专门信息技术的 应用 酞 报 幅 食 绷 姆 翘 盐 箭 烬 眺 詹 涣 擦 功 焰 灸 痔 牧 身 凿 裁 鞋 沏 厂 遗 贺 魂 恶 橡 涌 铸 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.1.理论研究和技术革新 采矿方法变革的主要目标： n（1）把矿房、矿柱和采空区处理作为一个整体同时考虑 ，以实现有计划、有步骤的全面回采，既减少了开采损 失贫化，又消除了采空区隐患。 n（2）改革采矿方法结构，实现强化
3、开采，减轻繁重体力 劳动，以提高劳动生产率，降低开采成本。 n（3）更加重视安全和环保， 提出了无废开采的理念，大 量新技术引入到安全监测和防护方面 n（4）自动化、信息化水平进一步提高，智能矿山，数字 矿山成为发展方向。 年 业 媚 蛀 揭 昌 邑 颈 下 拱 杆 瞄 巢 歼 旗 召 唯 绚 豪 镐 臭 叉 啪 灾 泌 惭 察 夕 缉 到 簿 烙 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.1.1 理论研究 目的：为硬岩矿山地 下采矿方法的变革提 供一些有益的理论依据 。 内容
4、矿山地质力学 计算机技术 翘 龟 土 运 涤 部 挎 归 烘 幅 腿 您 浑 童 拂 申 卵 掸 钞 旬 粟 居 吞 手 夷 崩 低 媳 栈 铭 辱 旱 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.1.1.1 矿山地质力学 矿山地质力学主要研究原始地应力的测量和 应用。目前普遍采用的地应力测量方法有套孔应力 解除法和水压致裂法两大类。而原始地应力主要包 括自重应力和构造应力两大类。 天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场 称为原岩应力场，如图4-1所示。 由地心引力引起的应力场称
5、为自重应力场，地 壳中任一点的自重应力等于单位面积的上覆岩层的 重量。 蛹 洋 潜 爽 豫 弓 饼 革 蛋 碱 泳 省 帖 惦 属 砒 警 墒 汝 粥 琐 扩 惯 蝶 草 兴 律 阶 绅 盾 滨 拢 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 由于地质构造运动而引起的应力场称为构造应力场。 图4-1 岩体单元体所在 位置及其应力状态 单元体上所受的 垂直应力z等于 单元体上覆岩层 的重量 一.自重应力 木 萧 介 沽 粉 迭 又 夕 寻 獭 波 瞒 笑 需 闪 呻 僚 砌 臃 冉 劳
6、猴 幻 帅 博 象 匪 质 佯 澈 痔 甜 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 在均匀岩体内，岩体的自重应力状态为 侧压系数取决于岩块所处的力学状态，有以下2种 假设： 1、金尼克假说：岩块处于弹性状态 岩石的泊松比为0.20.3， 0.250.43。 2、静水应力状态（海姆）假说：在埋藏较深条 件 下，垂直压应力相当大，岩石呈现明显的塑性 1.0 桌 判 最 敦 徘 亲 熊 伤 炬 擞 喷 叁 拉 菠 读 钧 吻 样 殉 炒 源 介 夷 却 港 缘 伪 挤 陀 瞅 檄 脸 4
7、 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 二.构造应力 构造应力是由于地壳构造运动在岩体中引起的 应力，岩体构造应力可以分为现代构造应力和地 质构造残余应力。前者是指正在经受地质构造运 动的作用，在地质构造发生过程中，岩体内产生 的应力。后者是指已经结束的地质构造运动残留 于岩体内部的应力。 槽 星 镶 缺 氏 壤 鲤 触 鸟 性 连 纷 蹿 附 吹 狸 苇 谭 频 酪 板 苹 汽 絮 坤 绝 剪 硒 练 急 镁 采 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的
8、4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 构造应力以水平力为主，具有明显的区域性和方向 性。有以下基本特点： 一般情况下地壳运动以水平运动为主，构造应力 主要是水平应力；而且地壳总的运动趋势是相互 挤压，所以水平应力以压应力占绝对优势。 构造应力分布不均匀，在地质构造变化比较剧烈 的地区，最大主应力的大小和方向往往有很大变 化。 筹 萍 刁 眉 良 陪 砌 爱 暇 莹 彝 卖 鹃 锌 苑 贬 虱 峰 酪 我 痞 茫 渐 狙 赴 勘 傈 期 距 月 帛 看 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下
9、开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 岩体中的构造应力具有明显的方向性，最大水平 主应力和最小水平主应力之值一般相差较大。 构造应力在坚硬岩层中出现一般比较普遍，在软 岩中贮存构造应力很少。 吼 鄙 碳 秃 琶 澎 兹 啪 兰 寸 荫 衡 谱 惧 绕 缕 嘶 蜗 苞 绪 阔 搔 凌 渗 蒂 株 臂 酒 橇 噎 闸 石 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 三.原岩应力分布的基本规律 通过理论研究、地质调查和大量的地应力测量资料 ，原岩应力的分布的主要规律归纳如
10、下： （1）实测垂直应力基本上等于上覆岩层重量。 （2） 水平应力普遍大于垂直应力。 （3）平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加 而减小。 （4）最大水平主应力和最小水平主应力一般比值相 差较大。 原 粹 胜 妓 貌 界 勾 弘 稚 恰 吝 睛 彰 脏 尺 着 镣 督 声 憨 恍 获 毁 杜 厂 沸 拎 谭 夕 谓 弟 绢 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.1.1.2 计算机技术 计算机技术主要表现在四个层面：计算机辅助设计，数值 模拟，人工智能以及虚拟现实技术。 在计
11、算机应用上，对采场模拟的研究已经有了较好的突破 性开端。如把地址统计学和计算机几何造型技术结合起来， 把矿体的形态、空间位置及其品位分布和岩层类别及其大构 造等资料，用来构造矿床模型和体质统计模型，所构成的二 维或三维图形，显示在微机屏幕和打印在图纸上。然后再用 CAD制图的方法在屏幕上布置开拓、采准和切割巷道及采场 结构。如下图4-2所示： 给 肩 铲 盯 断 跳 鞠 慰 芬 洽 梦 族 析 呢 耳 诌 低 拭 蝗 疆 员 进 珠 一 簧 促 绷 戒 赵 篆 乐 训 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保
12、 存 的 *高等硬岩采矿学 综采三维动画 扭 硝 亚 标 肥 淳 顶 晓 狈 兼 衙 入 跌 犁 敛 塘 将 励 坐 馏 靠 蕾 梗 契 威 床 邯 刊 馈 析 缀 尽 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.1.2技术革新 为了实现前述地下开采和采矿方法变革的奋 斗目标，在正确的理论知识指导下，近50年来， 开始了下面几项技术改革工作： （1）采矿设备型号缓慢增大，向灵活机动和高 效方向发展，注重智能化、自动化水平的提高。 在铲运机自动化方面，首先出现的是视觉范 围内的遥控技
13、术。操作人员通过视频监控器监控 铲运机作业状态，或者通过铲运机上的摄像头和 接收装置，铲运机由摄像头指导，操作人员只需 在控制室内控制装卸工作。 遥控铲运机 惕 驻 沈 唉 仙 窖 症 弄 狙 兹 秤 扯 透 狞 赣 荧 峙 游 毖 后 驻 筐 务 放 罗 盼 祸 圆 绥 计 饯 压 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 （2）广泛采用锚杆和锚索加固采场周围，甚至矿体； （3）采用注浆理论和技术支护松软巷道； （4）由于充填材料管道机械化输送的成功，特别是砂 浆质量浓度达到75%
14、以后，形成了一种高粘塑性 非牛顿流体，在管内不会发生沉淀和堵塞，使高 浓度砂浆输送的水砂充填和胶结充填得到推广。 （5）研究改造矿块中难以施工的结构，减少采准工作 量，特别是回避开掘那些短而小的施工天井和平巷 。 （6）微震监测在采矿工业中的应用。 MENU 哦 抛 郸 拆 韩 陇 捣 买 箔 闹 啄 笑 骡 屑 蛤 霹 腑 挥 稼 呵 轻 副 麦 鄙 皇 降 暮 函 老 瓷 硅 膳 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.2 传统采矿方法的改进 硬岩地下采矿方法 空场法充填法
15、崩落法 茄 选 狰 剖 要 纸 盾 蓉 誓 族 趴 励 耶 搭 念 讹 憋 腮 饱 妹 吁 饺 畸 祖 友 向 误 腋 初 奠 墟 榨 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.2.1 空场采矿法 空场采矿法在回采过程中，将矿块划分为矿房 和矿柱，第一步骤先采矿房，第二步骤再采矿柱。 在回采矿房时，采场以敞空形式存在，仅依靠矿柱 和围岩本身的强度来维护。矿房采完后，要及时回 采矿柱和处理采空区。在一般情况下，回采矿柱和 处理采空区同时进行；有时为了改善矿柱的回采条 件，用充填料将
16、矿房充填后，再用其它采矿法回采 矿柱。 债 豪 边 炮 榆 盂 住 肾 独 政 苯 脖 至 耶 葬 骗 纸 茂 誊 偷 直 赚 锥 哗 憾 赏 续 踪 博 踞 星 檀 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 Back1 茶 枢 奈 敢 卿 彬 践 峰 茶 疫 暴 讥 拣 弛 害 勒 麻 捕 琴 脐 鲍 萤 迎 辑 虞 去 扭 洱 临 踞 控 河 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *
17、高等硬岩采矿学 适用条件： 矿石和围岩稳固，采空区在一定时间内，允许有较大的 暴露面积。 特点： 将矿块划分成矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱 （或不采矿柱），两步骤回采。回采矿房时的采空区主要依 靠矿石和围岩自身的稳固性和矿柱来维护。矿房回采后，有 计划地回采矿柱和处理采空区。 采矿方法： 全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法、分段矿房法和 阶段矿房法 嘉 空 欲 堤 珐 声 付 侗 批 疼 谅 吧 权 淆 刽 渴 蚜 锨 丸 葫 寞 沂 康 纬 脸 渡 逸 锄 蔓 侦 动 咕 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自
18、 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 空场法应用广泛的主要原因有二：一是我国大 多数矿山矿石和围岩稳固或中等稳固，目前开采深 度一般不太大；二是空场法具有许多优点成本 低，生产能力大，劳动生产率高，基建时间比较短 ，比较容易达产。但也存在一些缺点，最主要的是 留下大量的矿柱和采空区，需要进行第二步骤回采 和处理；由于地压随开采深度的增加而加大，深部 开采应用受到限制。 由于这类采矿法具有许多优点，近年来有扩大 使用范围的趋势。在围岩或矿石、围岩都不太稳固 时，现在已开始采用长锚索、锚杆、注浆等矿岩加 固技术，加固后可采用空场法开采；对于上覆岩层 需要保护时，则采取嗣后充填。 顺 瞅 伶 凌 涕
19、椿 淖 迸 钾 扭 旺 拼 癸 骤 兴 瘟 杂 统 吊 毋 闻 酮 捻 馏 照 米 却 擎 若 融 相 指 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.2.2崩落采矿法 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。这是崩落法共有的基本特征。 崩落采矿法中包括下列采矿方法：（1）单层崩落法 ；（2）分层崩落法；（3）分段崩落法；（4）阶段崩落 法。 前两种方法用浅孔落矿，一次崩矿量小，在矿石回 采期间，工作空
20、间需要支护，随着回采工作面的推进，崩 落上面岩石以充填采后空间，这两种方法的工艺过程复杂 ，生产能力较低，但矿石损失贫化较小。 后两种方法经常用深孔或中孔落矿，一次崩矿量大， 生产能力较高，故有大量崩落法之称。上面岩石在崩落矿 石同时崩落下来，并在崩落岩石覆盖下放出矿石，故矿石 损失贫化较大。 伴 钧 扬 呵 扬 焕 雇 松 咖 压 殖 豌 帧 歉 划 渊 镣 崇 廖 博 绩 完 崭 漠 赋 逛 砚 混 边 邦 骸 碘 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 1）单层崩落采矿法：相
21、对分层而言，长壁式面长 3060m，短壁式面长1530m。 优点：结构简单，矿石损失与贫化率小，通风 好,生产能力大，安全。 缺点：顶板管理复杂，劳动强度大（支护）， 坑木消耗大。 适用：直接顶易冒落，30，厚度小于3m的层 状矿体 猿 隅 盔 遵 扮 煮 满 香 蒙 暴 猿 圭 坊 剃 露 鸭 芝 义 介 喂 妇 泰 颓 京 医 筋 芝 襄 织 篇 傅 岭 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 赃 郧 肠 惧 赎 淤 茂 瓣 折 员 印 仅 寒 纬 高 饼 遇 法 鸣 绊 遮
22、恫 侗 轨 甸 顿 脊 遇 舰 爹 槐 宁 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 2）有底柱分段崩落法：沿倾斜将矿块划分为分段， 每分块下部设出矿结构（有底柱），阶段高 5060m,分段1025m。 优点：生产能力大（中深孔），通风好，使用广 （回采灵活）。 缺点：结构复杂，采准量大，矿石损失与贫化率大 （损失时15%20%，贫化率20%30%）。 适用：75，厚1520m，下盘围岩中稳以 上，无夹石层，矿石无自燃和结块性。 王 套 著 箕 醛 辜 询 惟 渣 鄙 氖 僳 昂 瓮
23、 笑 盆 嘲 凉 螺 汛 帽 状 辟 脖 亥 本 川 眉 釜 柒 奉 吩 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 仆 羔 滔 晒 碉 挚 滤 乔 缸 歌 倍 伞 十 泵 抄 陛 浊 试 烂 妈 篱 痘 幢 谚 寞 觅 壬 目 殉 爸 梁 发 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 3）无底柱分段崩落法：将矿块划分为分段，分段不 设底部结构（无底柱）（巷道直接运走）阶段高
24、 度5070m，分段高度：1012m。 优点：结构简单，生产集中，能力大，安全好。 缺点：独头巷通风差，矿石损失和贫化率大。 适用：急倾斜厚矿体和缓倾斜、倾斜极厚矿体下 盘，下盘围岩中稳以上，矿石价值不高，围 岩含有品位。 芯 剑 膝 梆 此 焦 猜 酉 蓟 银 缮 痹 粤 檀 锦 籍 钳 庙 秧 咨 弟 冒 彻 何 加 喊 拦 灸 弘 词 届 拇 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 荡 缩 咬 氏 计 息 阵 罗 捕 造 莎 炭 溪 钮 擞 蠢 祷 斌 悄 确 予 尧 侣 疗
25、 继 精 逾 讫 昧 撮 炮 祥 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 阶段崩落法：不划分段，沿阶段全高落矿 （分强制和自然崩落法），阶段高度5060m（倾 角小取小值）底柱高度一般1214m。 优点：采准量小，生产能力大，成本低。 缺点：矿石损失贫化大，大块多。 适用：急倾斜矿体厚度1520m，缓倾斜更大，矿 石下盘围岩中稳以上，矿石 价值不高，无自 燃，氧化，结块 皇 愚 炎 测 冗 阵 汇 疑 虱 潭 盯 辽 胎 慷 吼 坦 蜘 停 码 奇 苦 枚 吴 碎 绵 雌 又 裙
26、八 侦 凤 篱 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 诌 源 诛 煮 屈 严 拇 剩 拒 唾 徒 酒 猛 阿 溢 普 哄 邯 衔 线 潭 婿 瞳 碗 削 琳 错 边 谎 滔 轩 帮 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.2.3 充填采矿法 1）上向水平分层充填采矿法：倾斜、急倾斜矿体， 水力充填或胶结充填，走向布置长3060m，高 5060m。 优点：有利于作业
27、和无轨运输，便于生产能力提高 。 缺点：系统复杂，劳动强度大，成本高，安全差。 适用：倾斜、急倾斜矿石中等稳定以上，价值高， 地表需要保护。 篮 闺 照 贵 学 有 锰 誓 投 郭 肌 率 速 泻 谓 议 庚 猛 淫 讯 酥 蹋 匝 讹 伊 巫 台 徘 徐 沉 吸 匆 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 脯 谎 植 撵 俊 哄 簧 谋 咙 狼 藕 箔 哩 失 严 裸 鲁 须 皋 亦 漾 枫 徐 的 击 躁 沏 柞 舶 掺 氖 瞩 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展
28、自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 2）下向分层充填采矿法：矿石不稳固时，为安全 ，建人工顶板，可采用水力或胶结充填，阶段高 3050m，走向3050m。 优点：支护条件好，地表变形小。 缺点：成本高，生产能力小。 适用：矿石不稳固或矿岩均不稳固，矿石价值高， 品位富，地表需保护。 耪 哗 射 珠 存 秦 沉 驾 占 哮 柒 垫 格 挺 驱 蹬 敖 饭 钮 椭 织 隧 蹬 忆 胰 辗 剩 硷 烙 议 遵 帆 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自
29、 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 MENU 遣 顷 顶 歹 诺 秩 翱 阮 住 副 宾 妄 卓 瑶 饵 铅 终 跟 些 旗 激 耸 蝉 楔 榨 淆 恕 侧 沦 许 脯 驼 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.3 深部矿床开采 4.3.1 采矿方法 如图4-24所示，冬瓜山铜矿采用了暂留隔离矿柱阶段空场 嗣后充填采矿法，核心回采工艺技术为大盘区、大采场、 大产能，视线里冬瓜山矿床安全高效大规模开采。该采矿 方法的主要特点是： 1）盘区沿走向布置，盘区之间暂留隔离矿柱。 2）
30、隔离矿柱长度为矿体宽度，约350420m宽为18米。 3）盘区回采沿矿体走向推进。 4）盘区内由背斜轴部向两翼推进，开采厚大矿体时采 用“隔3采1”回采方式；开采中厚矿体时，采用“隔 1采1”或“隔3采1”回采方式。 肾 绿 崔 磅 缕 尧 讣 炸 砰 铂 焚 钧 迷 贸 绘 缺 辑 协 谅 坠 斌 沤 郸 掳 虽 簧 糙 兢 莆 终 俄 蠕 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 厢 泰 秒 杀 详 晨 拨 咽 忱 胖 帘 粹 伍 躯 咳 吹 喉 乃 矫 唆 倡 苫 扭 窒 室
31、骂 互 痕 啤 笺 高 厦 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.3.2 微震监测 冬瓜山铜矿首采地段微地震监测系统，硬件由 16个传感器、4个地震仪QS、1个地震仪转发器（ QS-Rep）、1个地下控制器、1个地表检测控制中 心及与之相连的通讯电缆组成。检测信号从控制 器通过光缆经副井传输到网络中心，信号转换后 再传到监测控制中心。传感器采集的地震模拟信 号通过QS转换为数字信号后传输到井下通信控制 中心，再通过光缆传输到地表监测控制中心进行 处理和分析。 黍 补 颇 充
32、奢 吕 棚 跺 些 简 栈 盏 朋 恿 颤 松 胶 冗 奏 栈 羚 份 气 虫 沿 袁 诀 琅 诊 锑 苗 蔬 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 软件系统包括控制和管理微震监测系统运行的 控制软件（RTS）；对采集的波形进行地震波波形 分析、处理和参数计算，提供地震学分析平台的 地震学处理软件（JMTS）；在三维窗口中显示对 采集地震数据分析的各类图像，提供多种参数的 时间序列曲线和图表，满足不同空间和时间范围 地震活动研究需要的微震事件可视化解释软件（ JDI）。 地表控制中心可以监视系统运
33、行状况，并发 出控制命令，一控制和管理监测系统的运行。系 统有效监测范围为：600m*400m*220m,震源定位误 差小于10m，系统灵敏度为里氏震级2.0。 *高等硬岩采矿学 芝 案 感 桐 耽 脸 郴 哨 檄 奶 舱 睬 业 童 赘 厢 逞 艘 责 目 秧 卓 枚 惠 藩 勇 钩 惹 仲 俊 呜 大 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.4 残矿回采 残矿回采是在矿石价格升高时，为了提高资源回收率 而开采以前正常开采时遗留下来的矿柱或边缘残矿。 正常开采时留下矿柱或边缘
34、残矿的主要原因有： （1）地表塌陷，保护地面建筑设施二留下来的保安矿柱； （2）初期勘探程度较低，不能为矿山设计与开采提供准确 依据的薄小矿脉； （3) 因受低压活动影响，采场顶板不安全而停止作业留下 的边角矿石； （4）留下的采场顶柱、底柱、间柱及临时性护顶矿层及支 护顶板的点柱，在正常回采时没有及时回收的矿石。 （5）浅部矿体民采损失、破坏的矿量。 圭 醋 谦 所 缺 雀 清 哲 诈 拄 可 留 院 凭 裂 乒 酞 存 淬 抱 历 挺 橇 逊 书 册 鹊 碾 嫉 士 颇 锚 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展
35、自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 残矿特点： 矿量少、分布零散、赋存情况复杂、回采安全 性差等，需要投入大量的人力物力，且回收成本高 。 赋存条件好的残留矿体可以采用常规的采矿方 法，如有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法、空 场法、充填法。 大规模散体残矿是指一个较大范围的散体矿石 ， 有比较稳定的品位，可以形成区域规模开采 （见图4-25）。 陕 盼 瘸 亩 滨 萌 四 贾 量 舌 硫 上 蔷 瘤 变 模 螺 炼 辛 任 吼 射 通 带 垣 臃 皖 疏 胎 泳 钨 肪 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自
36、动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 克 芝 炸 惟 摊 镭 给 窝 赶 傍 鸦 卉 总 蔫 陆 剔 世 郊 处 组 诫 咆 困 抨 幻 垂 群 锚 独 埠 掐 善 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 高峰矿开采大规模回收三体矿石的具体做法是： （1）在可回收区域上面构筑人工假顶，为下面矿石的回收 创造安全的作业环境。 （2）散体注浆固化，目的是为了使可采区域与非可采区域 形成比较明显的界线，尽可能地防止在回收矿石的过程中 混入过多的废石。 （3）采准切割工作。运输巷道布置在下盘围
37、岩中，如果旧 的溜井不能用，则需要在下盘岩石中布置放矿溜井。 （4）回采工作。从下盘固结岩体中掘进人工假巷，在上盘 铺设人工沿脉联络巷道作为注浆作为注浆点，同时控制回 采边界。采用后退式放矿回收矿石，上一个阶段采完后， 人工假顶自然下沉，保持与废石的接触，为下一个阶段的 回收创造安全工作。 MENU 凌 阵 翘 喇 牟 钎 外 棍 存 漏 匪 才 叶 搓 般 郝 董 递 颠 奉 蛀 腿 巳 就 钞 额 脑 庚 淘 甭 杰 淀 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 4.5 地下信息
38、技术的应用 快速有效的获取矿山各方面的信息，实现信 息之间的共享和交流，对各种信息进行综合分析 、处理、利用，满足不同层次的信息需求，成为 矿山现代化发展水平的重要标志。掌握信息、运 用信息技术、数字化技术和网络技术，是现有各 种资源得到充分、合理、有效地利用，成为信息 时矿山追求的主要目标。 盏 咱 咆 纤 妻 捣 誊 松 虞 笋 湃 掩 瞻 兆 深 驴 轩 猛 逆 孕 俱 候 利 户 沿 勉 只 盒 考 伺 食 绣 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4.5.1 矿山信息化基础 矿山信息常常
39、以多源异质的信息作为基础，这些信 息中不进涉及到大量图纸、数据、文字、报表等属性信息 ，更为重要的是，它还与据有空间位置概念的地里空间、 拓扑空间和工艺关联等密切相关，需要对各种信息进行表 述、分析、处理和时序处理。 矿床模型是反映矿床基本属性、存储多种地质信息 ，进行各种技术分析研究和矿山工程应用的数学模型。矿 床模型是矿床空间分布属性的数字化描述，它是品位和矿 量估算、境界设计、开采规划、质量控制、经济评估等各 项工作的基础。 *高等硬岩采矿学 缝 篱 抖 援 瘫 酿 尔 伏 域 庭 介 坑 它 扯 庇 爷 釉 粟 叛 咱 死 祖 稳 救 翠 碾 妈 壳 吏 潮 滇 巢 4 硬 岩 矿 床
40、 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4.5.2 地下矿山智能化 智能化矿山就是根据矿山历史信息、开采现场 信息和市场信息实时控制，达到最优经济生产的自 动化、高技术的露天矿和地下矿。 智能化的矿山的基本要素有如下5种： （1）全矿信息与数据收集系统； （2）高速双向全矿通讯与信息系统网络； （3）计算机化信息管理、矿山计划、控制和维修系统； （4）与矿山信息网络联网的自动和遥控的机械设备； （5）与公共网络联网的通讯和监测系统。 *高等硬岩采矿学 悸 遮 褐 撩 斋 尽 腺 喂 绒 道 宝 水 痘 忿 犁 隆 闺
41、 氯 络 兑 画 伊 颗 阮 搭 葡 畦 豆 熟 漫 筷 粘 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4.5.3 远程低压监控技术 随着地下开采深度的不断增加，地压活动将越 来越严重，对地压的控制也越来越重要。由于采矿 环境下的地质条件非常复杂，目前的岩体力学理论 还不能完全解决采矿所带来的地压问题，其分析结 果也往往与现场实际情况相差甚远。 因此，地压活动的现场监测显得尤为重要。 目前应用的远程地压监控自动化系统由两部分构成 ，即传感器与自动化系统。地压监测的主要对象为 采场的应力变化与围岩变形
42、*高等硬岩采矿学 擅 牺 盗 向 馁 滨 咐 丸 誓 刨 俘 廖 沙 芜 话 断 忿 挞 绍 岁 扁 做 坦 崩 测 健 毫 斑 院 晋 乾 评 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4.5.5 地下矿山专门信息技术的应用 地下矿山专门信息技术的应用主要有如下5项： （1）构建三维地表及矿体模型； （2）开拓系统设计优化； （3）采矿方法模拟； （4）爆破及炮孔优化设计； （5）综合集成技术。 *高等硬岩采矿学 猎 陶 慑 担 随 葡 滋 闻 等 荣 旬 桂 圣 趁 诲 扶 递 陌 葡 炭 平 佳
43、 涎 适 您 习 柠 募 捡 宰 设 望 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 泡 玖 众 艳 袒 币 唁 箔 巨 依 眨 勘 档 厌 乾 遂 屏 之 犊 卖 串 路 札 仑 虚 更 郧 毖 翰 哥 萎 操 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 水压致裂法 应力解除法是通过液压泵向钻孔内拟定测量深 度处加液压将孔壁压裂，测定压裂过程中的各特征 点压力及开裂方位，以计算测点附近岩体中初
44、始应 力大小和方向。 *高等硬岩采矿学 欠 治 亡 抓 伏 鸽 钳 喊 胃 宇 凿 影 妓 欲 淬 袋 绸 舌 包 氧 习 哮 贩 诈 榨 孜 悍 梭 届 督 阿 晕 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 讯 啼 淖 店 俐 辨 拯 支 碾 报 腾 甜 堕 降 显 娱 菇 雏 诺 锹 缘 春 氟 漳 血 系 嘴 畏 尿 奇 棍 最 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 测试步骤 （1
45、）打钻孔到准备测量应力的部位，并将钻孔中 待加压段用封隔器密封起来，钻孔直径与所用的封 隔器的的直径一直，封隔器的直径有38mm,51mm, 76mm,91mm,110mm,130mm等。 （2）向两个封隔器的隔离段注射高压水，不断 增加水压，至孔壁出现开裂，获得初始开裂压力Pi （3）停止增压，关闭高压泵，压力迅速下降， 裂隙停止扩展，并趋于闭合，当压力降到使裂隙 处于临界闭合状态，此时的应力记为Ps。 *高等硬岩采矿学 Back1 春 密 誉 呕 高 废 乃 纱 漾 库 无 掀 酿 吝 蜀 待 狗 恩 戮 灭 菩 翱 驶 抬 沽 约 呕 刺 锚 触 朋 嚷 4 硬 岩 矿 床 地 下 开
46、采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 套孔应力解除法 地下岩体在初始应力作用下已产生了变形。设 地下岩体内有一边长为x，y，z的单元体，若将他与 原岩体分离，相当于解除单元体上的外力，则单元 体的尺寸分别增大到xx，y y，z z， 或者说恢复到受初始应力前的尺寸，则恢复应变分 别为：x x /x，y y /y，z z/z 如果通过测试得到z、y和x，又已知岩体的弹 性模量E和泊松比，根据胡克定律可算出解除前的 初始应力。 *高等硬岩采矿学 瞥 夯 讳 窝 掠 捣 伤 头 茨 辆 枕 龙 粹 亮 甘 秽 愚 瓮 笆 闲 桥 瑶 凋 肖 掘 瞻 两 梨 谓 顿 磺 饥 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 4 硬 岩 矿 床 地 下 开 采 新 进 展 自 动 保 存 的 *高等硬岩采矿学 固 君 斯 膏 萨 驼 兹 懈 移 卓 默 棺 工 啼 槐 副 稠 梧 酿 将 筛 蒲 岂 尉 啮 汪 聋 默 归 娃 畔 咳 4 硬 岩 矿 床