礦山開采

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

對于一個礦體，是用露天開采還是用地下開采，取決于礦體的賦存狀態(tài)。若用露天開采，則應(yīng)該采用多深合理，這里存在一個深度界線問題，深度界線的確定主要取決于經(jīng)濟效益。一般來說，境界剝采比如少于或等于經(jīng)濟合理剝采比的，可采用露天開采，否則就采用地下開采方法。

(一)露天開采

露天開采是采用采掘設(shè)備在敞露的條件下，以山坡露天或凹陷露天的方式，一個階段一個階段地向下剝離巖石和采出有用礦物的一種采礦方法。露天開采與地下開采相比有很多優(yōu)點，如建設(shè)速度快，勞動生產(chǎn)率高，成本低，勞動條件好，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輸設(shè)備的發(fā)展，露天開采將會得到更加廣泛的應(yīng)用。目前，我國的黑色冶金礦山大部分采用露天開采。

建設(shè)一個露天開采礦山的整個過程，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。

露天采場基建工程主要是開掘入車溝、出車溝和開段溝，鋪設(shè)運輸線路，建設(shè)排土場，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輸?shù)缆?。開段溝是在每個水平上為開辟開采工作線而掘進(jìn)的水平溝道，也就是開辟階段的最初工作線。

掘溝、剝離和采礦是露天礦生產(chǎn)過程中的三個重要環(huán)節(jié)。露天礦下降速度的快慢、新水平準(zhǔn)備時間的長短，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)過程中，不論是剝離還是回采礦石，工藝流程一般都要經(jīng)過穿孔、爆破、裝載和運輸。目前我國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以上電鏟也開始使用。運輸設(shè)備大都使用20噸以上載重汽車和80～150噸電機車，100噸電動輪汽車也在部分特大型礦山推廣使用。

(二) 地下開采

當(dāng)?shù)V床埋藏地表以下很深，采用露天開采會使剝離系數(shù)過高，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較認(rèn)為，采用地下開采合理時，則采用地下開采方式。

由于礦體埋藏較深，要將礦石采出來，必須開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)的重點就是開鑿這些井巷工程。

地下開采主要包括開拓、采切(采準(zhǔn)和切割工作)和回采三個步驟。開拓是為了由地表通達(dá)礦體而開鑿的豎井、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?；夭墒窃诓蓤鰞?nèi)進(jìn)行采礦，包括鑿巖和崩落礦石、運搬礦石和支護(hù)采場等作業(yè)。這三個步驟，開始是依次進(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)開鑿各種井巷。如延伸開拓巷道，開鑿各種探礦、

采準(zhǔn)、回采巷道等。在時間上必須遵循“開拓超前于采準(zhǔn)、采準(zhǔn)超前于回采、確保各級生產(chǎn)準(zhǔn)備礦量達(dá)到合理保有期”的生產(chǎn)規(guī)律。這是通過長期的生產(chǎn)實踐總結(jié)出來的比較符合礦山生產(chǎn)實踐的科學(xué)規(guī)律。

地下礦床開采時，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：

(1)自然支撐采礦方法。采區(qū)劃分為礦房和礦柱?；夭傻V房時，所形成的采空區(qū)，利用礦柱支撐，因此，使用這類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)，用人工支撐方法來維護(hù)采空區(qū)并形成工作場地。

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

地下開采，不論是開拓、采準(zhǔn)還是回采，一般都要經(jīng)過鑿巖、爆破、通風(fēng)、裝載、支護(hù)和運輸提升等工序。

目前，我國重點地下礦山采用的設(shè)備，鑿巖主要是采用鑿巖機、鑿巖臺車和采場用的中深孔和深孔鉆機。裝載主要是采用裝載機、鏟運機、電耙等。平巷運輸提升一般用電機車牽引成列的礦車至豎井、斜井、提升井和場地，再用罐籠將礦車提升至地面，大型地下礦山均將礦車中的礦石卸入礦倉，再裝入箕斗提升至地面。