礦山開(kāi)采

礦山開(kāi)采是指用人工或機(jī)械對(duì)有利用價(jià)值的天然礦物資源的開(kāi)采。根據(jù)礦床埋藏深度的不同和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的要求，礦山開(kāi)采分為露天開(kāi)采和地下開(kāi)采兩種方式。接近地表和埋藏較淺的部分采用露天開(kāi)采，深部采用地下開(kāi)采。

對(duì)于一個(gè)礦體，是用露天開(kāi)采還是用地下開(kāi)采，取決于礦體的賦存狀態(tài)。若用露天開(kāi)采，則應(yīng)該采用多深合理，這里存在一個(gè)深度界線問(wèn)題，深度界線的確定主要取決于經(jīng)濟(jì)效益。一般來(lái)說(shuō)，境界剝采比如少于或等于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的，可采用露天開(kāi)采，否則就采用地下開(kāi)采方法。

(一)露天開(kāi)采

露天開(kāi)采是采用采掘設(shè)備在敞露的條件下，以山坡露天或凹陷露天的方式，一個(gè)階段一個(gè)階段地向下剝離巖石和采出有用礦物的一種采礦方法。露天開(kāi)采與地下開(kāi)采相比有很多優(yōu)點(diǎn)，如建設(shè)速度快，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，成本低，勞動(dòng)條件好，工作安全，礦石回收率高，貧化損失小等等。尤其是隨著大型高效露天采礦及運(yùn)輸設(shè)備的發(fā)展，露天開(kāi)采將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。目前，我國(guó)的黑色冶金礦山大部分采用露天開(kāi)采。

建設(shè)一個(gè)露天開(kāi)采礦山的整個(gè)過(guò)程，一般包括：礦區(qū)的地面設(shè)施建設(shè);礦床的疏干和防排水;露天采場(chǎng)基本建設(shè)以及投入生產(chǎn)的一系列準(zhǔn)備工作。

露天采場(chǎng)基建工程主要是開(kāi)掘入車(chē)溝、出車(chē)溝和開(kāi)段溝，鋪設(shè)運(yùn)輸線路，建設(shè)排土場(chǎng)，剝離巖石以及修建供排水、供電設(shè)施等。

出入溝是建立地面通往工作水平以及各工作水平之間的傾斜運(yùn)輸?shù)缆?。開(kāi)段溝是在每個(gè)水平上為開(kāi)辟開(kāi)采工作線而掘進(jìn)的水平溝道，也就是開(kāi)辟階段的最初工作線。

掘溝、剝離和采礦是露天礦生產(chǎn)過(guò)程中的三個(gè)重要環(huán)節(jié)。露天礦下降速度的快慢、新水平準(zhǔn)備時(shí)間的長(zhǎng)短，主要決定于掘溝速度。為保證露天礦持續(xù)正常的生產(chǎn)，掘溝、剝離和采礦三者之間，在空間和時(shí)間上必須保持一定的超前關(guān)系。遵循“采剝并舉，剝離先行”的原則組織生產(chǎn)。

露天礦生產(chǎn)過(guò)程中，不論是剝離還是回采礦石，工藝流程一般都要經(jīng)過(guò)穿孔、爆破、裝載和運(yùn)輸。目前我國(guó)黑色冶金礦山所使用的設(shè)備，穿孔主要是牙輪鉆和潛孔鉆，沖擊鉆已被淘汰。裝載設(shè)備大都使用3～4.6米3電鏟，6米3以上電鏟也開(kāi)始使用。運(yùn)輸設(shè)備大都使用20噸以上載重汽車(chē)和80～150噸電機(jī)車(chē)，100噸電動(dòng)輪汽車(chē)也在部分特大型礦山推廣使用。

(二) 地下開(kāi)采

當(dāng)?shù)V床埋藏地表以下很深，采用露天開(kāi)采會(huì)使剝離系數(shù)過(guò)高，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為，采用地下開(kāi)采合理時(shí)，則采用地下開(kāi)采方式。

由于礦體埋藏較深，要將礦石采出來(lái)，必須開(kāi)鑿由地表通往礦體的巷道，如豎井、斜井、斜坡道、平巷等。地下礦山基本建設(shè)的重點(diǎn)就是開(kāi)鑿這些井巷工程。

地下開(kāi)采主要包括開(kāi)拓、采切(采準(zhǔn)和切割工作)和回采三個(gè)步驟。開(kāi)拓是為了由地表通達(dá)礦體而開(kāi)鑿的豎井、斜井、斜坡道、平巷等井巷掘進(jìn)工程。采準(zhǔn)是在開(kāi)拓工程的基礎(chǔ)上，為回采礦石所做的準(zhǔn)備工作，包括掘進(jìn)階段平巷、橫巷和天井等采礦準(zhǔn)備巷道。切割是在開(kāi)拓與采準(zhǔn)工程的基礎(chǔ)上按采礦方法所規(guī)定在回采作業(yè)前必須完成的井巷工程，如切割天井、切割平巷、拉底巷道、切割塹溝、放礦漏斗、鑿巖硐室等。回采是在采場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行采礦，包括鑿巖和崩落礦石、運(yùn)搬礦石和支護(hù)采場(chǎng)等作業(yè)。這三個(gè)步驟，開(kāi)始是依次進(jìn)行，當(dāng)?shù)V山投產(chǎn)以后，為能保持持續(xù)正常生產(chǎn)，仍需繼續(xù)開(kāi)鑿各種井巷。如延伸開(kāi)拓巷道，開(kāi)鑿各種探礦、

采準(zhǔn)、回采巷道等。在時(shí)間上必須遵循“開(kāi)拓超前于采準(zhǔn)、采準(zhǔn)超前于回采、確保各級(jí)生產(chǎn)準(zhǔn)備礦量達(dá)到合理保有期”的生產(chǎn)規(guī)律。這是通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)出來(lái)的比較符合礦山生產(chǎn)實(shí)踐的科學(xué)規(guī)律。

地下礦床開(kāi)采時(shí)，一般是先采上階段，后采下階段。在階段中，沿礦床走向劃分為礦塊(礦塊高度一般是40～60米，國(guó)外一般為60～120米，甚至可達(dá)到200米)，一般以礦塊為基本單位或?qū)⒌V塊再劃分為礦房和礦柱進(jìn)行回采。

地下采礦方法很多，主要分以下三類(lèi)：

(1)自然支撐采礦方法。采區(qū)劃分為礦房和礦柱。回采礦房時(shí)，所形成的采空區(qū)，利用礦柱支撐，因此，使用這類(lèi)采礦方法的基本條件是礦石和圍巖均需穩(wěn)定。

(2)人工支撐采礦方法。在采區(qū)中，隨著回采工作面的推進(jìn)，用人工支撐方法來(lái)維護(hù)采空區(qū)并形成工作場(chǎng)地。

(3)崩落采礦法。它是隨著礦石的崩落，以崩落圍巖來(lái)充填采空區(qū)，達(dá)到控制管理地壓的一種方法。由于上、下盤(pán)巖石崩落將會(huì)引起地表的塌落，所以地表允許崩落是使用這類(lèi)采礦方法的必要前提。

地下開(kāi)采，不論是開(kāi)拓、采準(zhǔn)還是回采，一般都要經(jīng)過(guò)鑿巖、爆破、通風(fēng)、裝載、支護(hù)和運(yùn)輸提升等工序。

目前，我國(guó)重點(diǎn)地下礦山采用的設(shè)備，鑿巖主要是采用鑿巖機(jī)、鑿巖臺(tái)車(chē)和采場(chǎng)用的中深孔和深孔鉆機(jī)。裝載主要是采用裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、電耙等。平巷運(yùn)輸提升一般用電機(jī)車(chē)牽引成列的礦車(chē)至豎井、斜井、提升井和場(chǎng)地，再用罐籠將礦車(chē)提升至地面，大型地下礦山均將礦車(chē)中的礦石卸入礦倉(cāng)，再裝入箕斗提升至地面。