採礦(能源綜合術語)

採礦(能源綜合術語)

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採礦是自地殼內和地表開採礦產資源的技術和科學。廣義的採礦還包括煤和石油的開採。採礦工業是一種重要的原料工業,金屬礦石是冶煉工業的主要原料,非金屬礦石是重要的化工原料和建築材料。

基本介紹

  • 中文名:採礦
  • 外文名:mine
  • 套用學科:採礦學
  • 定義:地殼內和地表開採礦產資源的技術
  • 範疇:理工科
  • 涉及元素:礦石
名詞釋義,採礦方法分類,分類目的,分類要求,分類依據,採礦方法,

名詞釋義

在金屬礦床地下開採基本原則中,已經闡述:金屬礦床地下開採,必須先把井田劃分為階段(或盤區),再把階段(或盤區)劃分為礦塊(或採區)。礦塊是基本的回採單元。
採礦方法應該定義為:採礦方法是研究礦塊內礦石的開採方法,是采準、切割、回採工作在空間上、時間上的有機結合,採礦方法是采準、切割、回採工作的總稱。
所謂採礦方法,就是指從礦塊(或採區)中采出礦石的方法。它包括采準、切割和回採等三項工作。采準工作是按照礦塊構成要素的尺寸來布置的,為礦塊回採解決行人、運搬礦石、運送設備材料、通風及通信等問題;切割則為回採創造必要的自由面和落礦空間;等這兩項工作完成後,再直接進行大面積的回採。這三項工作都是在一定的時間與空間內進行的,把這三項工作聯繫起來,並依次在時間與空間上作有機配合,這一工作總稱為採礦方法。
採礦方法與回採方法的概念是不同的。在採礦方法中,完成落礦、礦石運搬和地壓管理三項主要作業的具體工藝,以及它們相互之間在時間與空間上的配合關係,稱為回採方法。開採技術條件不同,回採方法也不相同。礦塊的開採技術條件在採用何種回採工藝中起決定性作用,所以回採方法實質上成了採礦方法的核心內容,由它來反映採礦方法的基本特徵。採礦方法通常以它來命名,並由它來確定礦塊的采準、切割方法和采準切割巷道的具體布置。
在採礦方法中,有時常將礦塊分成礦房與礦柱,作兩步采,先採礦房,後採礦柱,採礦房時由周圍礦柱支撐開採空間,這種形式的採礦方法稱為房式採礦法,以區別於不分礦房、礦柱,整個礦塊作一次采完的礦塊式採礦法。在條件有利時,礦塊也可不分礦房、礦柱,而回採工作是沿走向全長,或沿傾斜(逆傾斜)連續全面推進,則成了全面式回採採礦法。

採礦方法分類

分類目的

由於金屬礦床的賦存條件十分複雜,礦石與圍岩的性質又變化不定,加之隨科學技術的發展,新的設備和材料不斷湧現,新的工藝日趨完善,一些舊的效率低、勞動強度大的採礦方法被相應淘汰,而在實踐中又創新出各種各樣與具體礦塊賦存條件相適應的採礦方法,故目前存在的採礦方法種類繁多、形態複雜。這些採礦方法儘管有其各自的特徵,但彼此之間也存在著一定的共性。
為了便於認識每種採礦方法的實質,掌握其內在規律及共性,以便通過研究進一步尋求更加科學、更趨合理的新的採礦方法,需對現已套用的種類繁多的採礦方法進行分類。
採礦方法的選擇不僅取決於礦體賦存自然條件,而且取決於開採技術水平和社會經濟條件。嚴格來講,沒有任何一個礦山的開採條件與另一個礦山完全相同,所以也就沒有任何兩座礦山的採礦方法彼此完全相同。有的採礦學者認為:有多少礦山就有多少種(或更多)採礦方法;在一定條件下(含時間),一個具體礦山(或礦塊)只有一種採礦方法是最優的或最成功的;不存在一種萬能的永遠不變的適用於一切礦山的最優採礦方法;對採礦方法的優劣評價不可忽視其適用條件。但是,也必須承認在浩瀚的難以準確計數的採礦方法中也必然具有共同特徵,每種採礦方法都是世界範圍的採礦者在採礦實踐中所認識和總結的規律。學習採礦方法的目的就是通過學習,借鑑前人創造的採礦方法,根據面臨礦體的實際開採條件,科學地、能動地設計新的採礦方法。學習的目的絕不是根據已有的採礦方法適用條件,去生搬硬套用於開採新礦體。
採礦方法分類的目的就是在浩瀚的採礦方法中,將一些套用較廣的主要採礦方法,根據其共性進行歸納,以便於人們學習和掌握前人總結的採礦方法科學規律,正確地選擇和設計採礦方法。

分類要求

(1)分類應能反映出每類採礦方法的最主要的特徵,類別之間界限清楚;
(2)分類應該簡單明了,不宜繁瑣龐雜,目前正在採用的採礦方法必須逐一列入,明顯落後趨於淘汰的採礦方法則應從中刪去;
(3)分類應能反映出每類採礦方法的實質和共同的適用條件,以作為選擇和研究採礦方法的基礎;
(4)既利於分類進行學習,又不被分類所局限而影響創新,有利於認識原有的採礦方法並創造新的採礦方法。

分類依據

目前,採礦方法分類的方法很多,各有其取用的依據。一般以回採過程中採區的地壓管理方法作為依據。採區的地壓管理方法實質上是基於礦石和圍岩的物理力學性質,而礦石和圍岩的物理力學性質又往往是導致隔了採礦方法在適用條件、結構參數、采切布置、回採方法以及主要技術經濟指標上有所差別的主要因素。因此按這樣分類,既能準確反映出各類採礦方法的最主要特徵,又能明確劃分各類採礦方法之間的根本界限,對於進行採礦方法比較、選擇、評價與改進也十分方便。

採礦方法

井工採煤方法
井工煤礦採煤方法雖然種類較多,但歸納起來,基本上可以分為壁式和柱式兩大體系。 (1)壁式體系採煤法。根據煤層厚度不同,對於薄及中厚煤層,一般採用一次采全厚的單一長壁採煤法;對於厚煤層,一般是將其分成若干中等厚度的分層,採用分層長壁採煤法。按照回採工作面的推進方向與煤層走向的關係,壁式採煤法又可分為走向長壁採煤法和傾斜長壁採煤法兩種類型。
長壁採煤法
緩傾斜及傾斜煤層採用單一長壁採煤法所採用的回採工藝主要有炮采、普通機械化採煤(高檔普采)和綜合機械化採煤3種類型。在選擇回採工藝方式時,應結合礦山地質條件、設備供應狀況、技術條件以及技術管理水平和採煤系統統一考慮。 爆破落煤工藝。炮采工作面回採工序包括:破煤、裝煤、運煤、推移輸送機、工作面支護和頂板控制六大工序。 普通機械化採煤是用淺截式滾筒採煤機落煤、裝煤,利用可彎曲刮板輸送機運煤,使用單體液壓支柱(或摩擦金屬支柱)和鉸接頂梁組成的懸臂式支架支護的採煤方法。 綜合機械化採煤是指採煤的全部生產過程,包括落煤、裝煤、運煤、支護、頂板控制以及回採巷道運輸等全部實現機械化的採煤方法。
綜合機械化放頂煤開採技術
我國放頂煤開採主要是指長壁綜合機械化放頂煤開採(以下簡稱綜放開採)。綜放開採的實質是沿煤層底部布置一個長壁工作面,用綜合機械化方式進行回採,同時充分利用礦山壓力作用(特殊情況下輔以人工鬆動方法),使工作面上方的頂煤破碎,並在支架後方(或上方)放落、運出工作面的一種井工開採方式。
柱式體系採煤法
柱式體系採煤法分為3種類型:房式、房柱式及巷柱式。房式及房柱式採煤法的實質是在煤層內開掘一些煤房,煤房與煤房之間以聯絡巷相通。回採在煤房中進行,煤柱可留下不採;或在煤房采完後,再回採煤柱。前者稱為房式採煤法,後者稱為房柱式採煤法。

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