地下礦山采礦方法設(shè)計(jì)思維

楊世明

(內(nèi)蒙古蘇尼特右旗安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局， 內(nèi)蒙古蘇尼特右旗 011200)

以往，國(guó)內(nèi)一些礦山慣用或套用一些典型而單一的空?qǐng)龇?、充填法和崩落法方案，結(jié)果在開(kāi)采地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，礦巖松軟破碎的礦體時(shí)，經(jīng)常發(fā)生巷道和采場(chǎng)垮冒嚴(yán)重，礦石損失大，資源回收率很低，作業(yè)不安全，經(jīng)濟(jì)效益差，無(wú)法正常生產(chǎn)等現(xiàn)象。導(dǎo)致采富丟貧，采厚丟薄、采易丟難等問(wèn)題。為此，從1990年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)冶金礦山和有色金屬礦山開(kāi)展了各類(lèi)難采礦體采礦法的研究，產(chǎn)生多種新型采礦法。這既大幅度降低了回采成本和損失貧化率，同時(shí)使我國(guó)的難采礦體開(kāi)采技術(shù)達(dá)到較高水平，也為采礦方法設(shè)計(jì)提供了新思路、新經(jīng)驗(yàn)和新方向。這些采礦方法的設(shè)計(jì)思維方法，值得深入學(xué)習(xí)和推廣。因此，筆者對(duì)現(xiàn)行采礦方法設(shè)計(jì)思維進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和梳理。

1 采礦方法的基本原理

金屬非金屬地下礦山采礦方法，是根據(jù)回采時(shí)地壓的管理方法不同，將采礦方法劃分為空?qǐng)霾傻V法、充填采礦法和崩落采礦法3大類(lèi)。3大類(lèi)采礦方法之間的差別主要是地壓管理中回采采空區(qū)處理方法不同，3類(lèi)采礦方法是按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作面形狀劃分為組，再根據(jù)落礦方法和工作面推進(jìn)方向，將組劃分為若干個(gè)典型方案。

(1)空?qǐng)霾傻V法的特點(diǎn)。將礦塊劃分成礦房和礦柱，先采礦房、后采礦柱或不采礦柱兩步驟回采?；夭傻V房時(shí)采空區(qū)主要依靠礦石和圍巖自身的穩(wěn)定性和礦柱維護(hù)。礦房回采后，有計(jì)劃地回采礦柱和處理采空區(qū)。適用各類(lèi)金屬非金屬礦山，礦體和圍巖穩(wěn)固是其應(yīng)用的基本條件。

(2)充填采礦法的特點(diǎn)。分兩步回采，隨著回采工作面的推進(jìn)，用充填材料填充采空區(qū)。充填采空區(qū)的目的主要是利用充填體進(jìn)行地壓管理，以控制圍巖崩落和地表沉陷并為回采工作創(chuàng)造安全和方便的條件。充填采礦法可在工作面內(nèi)手選礦石，礦柱可以用充填體代替，礦石損失，貧化較低。主要適用于有色、貴重、稀有金屬礦山。不論礦巖是否穩(wěn)固，均可以采用。

(3)崩落采礦法的特點(diǎn)。一步驟回采，以崩落圍巖來(lái)實(shí)際地壓管理的采礦方法，即隨著礦石的崩落，強(qiáng)制或自然崩落圍巖充填采空區(qū)，以達(dá)到控制地壓之目的，這是崩落采礦法共有的基本特征。適用前題是地面允許崩落和沒(méi)有自然性的礦床，圍巖不穩(wěn)固也可以采用。

根據(jù)3類(lèi)采礦方法的特點(diǎn)，可以得知，采礦方法設(shè)計(jì)包括采場(chǎng)結(jié)構(gòu)和回采工藝兩大方面的內(nèi)容。地壓與采場(chǎng)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而地壓管理則是決定采場(chǎng)能否順利安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。因此，地下礦采礦方法設(shè)計(jì)的核心是地壓管理，而地壓管理往往是通過(guò)采場(chǎng)結(jié)構(gòu)、回采工藝、以及井巷工程的布置與支護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 采礦方法的設(shè)計(jì)

2.1 采礦方法設(shè)計(jì)的基本原則

采礦設(shè)計(jì)方案要符合“安全高效、低成本、低貧損”要求。具體內(nèi)容主要有以下5點(diǎn)。

(1)安全和良好的工作條件。保證工人在開(kāi)采過(guò)程中安全生產(chǎn)和良好的作業(yè)條件，防止井下和地表的建筑物、主要設(shè)施和各種設(shè)備遭到破壞，防止地下水災(zāi)，自然火災(zāi)，及其他重大災(zāi)害的發(fā)生。

(2)充分、合理地開(kāi)采地下礦產(chǎn)資源。特別對(duì)于富礦、稀缺礦床開(kāi)采，要設(shè)計(jì)回收率高的采礦方法。在分期開(kāi)采礦床時(shí)，要設(shè)計(jì)使后期開(kāi)采的礦巖條件不遭破壞的采礦方法，有效地保護(hù)礦產(chǎn)資源。

(3)生產(chǎn)能力大，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。要盡可能設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力大和勞動(dòng)生產(chǎn)率高的采礦方法，減少多階段作業(yè)，以利于生產(chǎn)管理和實(shí)施強(qiáng)化集中開(kāi)采。

(4)生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟(jì)效益高。設(shè)計(jì)采礦方法時(shí)，不僅要考慮礦石回采成本，還要考慮礦石加工成本，使采選成本低，綜合經(jīng)濟(jì)效益好。

(5)礦山實(shí)際技術(shù)裝備與管理水平。設(shè)計(jì)采礦方法時(shí)，要充分考慮礦山實(shí)際技術(shù)裝備與管理水平。

2.2 采礦方法設(shè)計(jì)要素

采礦方法設(shè)計(jì)主要包括采場(chǎng)結(jié)構(gòu)和回采工藝2大部分。

(1)采準(zhǔn)工程設(shè)計(jì)。采準(zhǔn)巷道按其作用不同分為階段運(yùn)輸巷道、穿脈運(yùn)輸巷道、天井(上山)、人行材料天井、通風(fēng)巷道、電耙道、采場(chǎng)溜井、采場(chǎng)充填井、鑿巖井巷，等等。

(2)切割工程設(shè)計(jì)。用掘進(jìn)的手段開(kāi)辟回采的最初工作面和補(bǔ)償空間，如切割天井、切割上山、切割平巷、拉底巷道、切割槽、漏斗，等等。

(3)鑿巖爆破設(shè)計(jì)。金屬非金屬礦山一般均使用鑿巖爆破方式進(jìn)行落礦。鑿孔形式有:淺孔、深孔。炮孔布置形式有:扇形孔、束狀孔，水平孔、垂直孔等。

(4)回采順序設(shè)計(jì)。根據(jù)對(duì)地壓管理的需求，在回采工作中，可以采用前進(jìn)或后退式回采，同時(shí)或梯次式回采。

(5)地壓管理設(shè)計(jì)。主要有采切工程和礦房地壓管理兩個(gè)方面。一是通過(guò)留設(shè)礦柱、充填空區(qū)、崩落頂板來(lái)管理地壓。二是利用各類(lèi)支護(hù)方法、人工假頂來(lái)管理地壓。三是利用采切工程的布置、以及采切和回采順序來(lái)管理地壓。

2.3 采礦方案設(shè)計(jì)方法

采礦方法方案設(shè)計(jì)主要有:選擇性設(shè)計(jì)和創(chuàng)造性設(shè)計(jì)2種方法。

(1)選擇性設(shè)計(jì)。依據(jù)礦床地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，直接在3大類(lèi)采礦方法典型方案中選擇。選擇性方法只適用于易采礦體的采礦方法的設(shè)計(jì)。

(2)創(chuàng)造性設(shè)計(jì)。首先分析和評(píng)價(jià)現(xiàn)行一般采礦方法，繼而作深入研究，改進(jìn)或革新現(xiàn)行采礦方法，它與國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期慣用的“以法套礦”的觀點(diǎn)和體系截然相反，是根據(jù)礦山實(shí)際“因礦生法、因礦創(chuàng)法”。創(chuàng)造性設(shè)計(jì)方法多用于難采礦體采礦方法的設(shè)計(jì)。

3 采礦方法設(shè)計(jì)思維方式

筆者對(duì)地下采礦方法技術(shù)專著進(jìn)行詳細(xì)的研讀，并對(duì)各類(lèi)采礦方法的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)思維進(jìn)行整理、分析和總結(jié)，認(rèn)為采礦方法的設(shè)計(jì)一般有以下38種設(shè)計(jì)思維方法。

(1)地質(zhì)條件設(shè)計(jì)思維。根據(jù)礦床各類(lèi)地質(zhì)條件進(jìn)行采礦方法設(shè)計(jì)。一是根據(jù)礦山和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì);二是根據(jù)礦體產(chǎn)狀，如傾角、厚度和形狀等;三是根據(jù)礦石的品位及價(jià)值;四是根據(jù)有用礦物在礦體和圍巖中的分布;五是根據(jù)礦體賦存深度，礦石和圍巖的自燃性與結(jié)塊性，等等。

(2)技術(shù)經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)思維。采礦方法的設(shè)計(jì)必須考慮企業(yè)的資金實(shí)力、技術(shù)裝備和管理水平等。一是地表是否允許陷落;二是加工部門(mén)對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)要求;三是技術(shù)裝備與材料供應(yīng);四是采礦方法所要求的技術(shù)管理水平，等等。

(3)順勢(shì)與逆勢(shì)設(shè)計(jì)思維。根據(jù)礦巖的穩(wěn)固性，對(duì)礦房的頂板管理主要分為順勢(shì)與逆勢(shì)2種管理方式。一是利用礦巖不穩(wěn)固的特點(diǎn)，隨著礦石的崩落，自然或強(qiáng)制崩落圍巖充填采空區(qū)，以達(dá)到控制地壓之目的，這就是順勢(shì)管理地壓的思維，如崩落采礦法;二是隨回采工作面的推進(jìn)，用充填材料填充采空區(qū)，防止礦巖冒落，這就是逆勢(shì)管理地壓的思維，如充填采礦法;三是利用礦巖穩(wěn)固的特點(diǎn)，回采礦房時(shí)采空區(qū)主要依靠礦石和圍巖自身的穩(wěn)定性和礦柱維護(hù)，這是先順勢(shì)后逆勢(shì)管理地壓的綜合思維，如空?qǐng)霾傻V法。

(4)合并與分別設(shè)計(jì)思維。在相鄰礦脈、平行礦脈和極薄礦脈開(kāi)采中，往往存在合采與分采的區(qū)別。一是相鄰礦脈和平行礦脈開(kāi)采時(shí)，礦脈的合采與分采;二是極薄礦脈的礦巖開(kāi)采時(shí)，在開(kāi)采礦脈的同時(shí)需要采下部分圍巖，但開(kāi)采過(guò)程中需要對(duì)礦和巖進(jìn)行分采，等等。

(5)機(jī)械化輕重設(shè)計(jì)思維。采掘設(shè)備可分為輕型與重型設(shè)備，各自有其適用條件。一是薄礦體易采用輕型采掘設(shè)備，厚礦體采用重型采掘設(shè)備;二是采礦作業(yè)人員在礦房?jī)?nèi)進(jìn)行回采作業(yè)的，一般采用輕型采掘設(shè)備，采礦作業(yè)人員在礦房外進(jìn)行回采作業(yè)的，一般易采用重型采掘設(shè)備;三是大規(guī)模采礦，一般采用重型采掘設(shè)備，等等。

(6)分層與分條設(shè)計(jì)思維。在難采礦體采礦方法設(shè)計(jì)中，為管理地壓，在布置回采平巷時(shí)廣泛使用分層與分條的方法:一是水平和緩傾斜礦體多采用分條布置回采平巷;二是傾斜和急傾斜礦體多采用分層布置回采平巷，等等。

(7)連續(xù)與間隔設(shè)計(jì)思維。在采礦生產(chǎn)過(guò)程中為管理地壓，在爆破和支護(hù)方面采取的一些措施。一是礦房中的礦柱布置一般可分為連續(xù)礦柱和間隔礦柱兩種方式;二是在木支護(hù)棚架中可分為密集型支護(hù)和間隔型支護(hù);三是在光面爆破時(shí)，裝藥可以采用連續(xù)或間隔的方式;四是連續(xù)開(kāi)采技術(shù)，等等。

(8)開(kāi)創(chuàng)空間設(shè)計(jì)思維。礦房回采必須在礦體或巖體中開(kāi)鑿人員作業(yè)和爆破落礦的空間。一是為礦房的回采開(kāi)創(chuàng)自由面和提供補(bǔ)償空間，崩落采礦法的切割槽，房柱采礦法的切頂、切底，留礦法和階段礦房法中的拉底;二是為回采提供作業(yè)空間，在鑿巖爆破作業(yè)中，為保證作業(yè)人員的安全，當(dāng)開(kāi)采礦巖不穩(wěn)固或厚大礦體時(shí)，采礦人員大多在鑿巖巷道和硐室內(nèi)作業(yè)，當(dāng)開(kāi)采礦巖穩(wěn)固或薄礦體時(shí)，采礦作業(yè)人員大多在回采空間(礦房)內(nèi)作業(yè)，等等。

(9)沿走向與垂直走向設(shè)計(jì)思維。采礦工程可分為沿走向和垂直走向布置。一是根據(jù)礦體的厚度沿走向或垂直走向布置礦房;二是依據(jù)采用的采礦方法沿走向或垂直走向布置采準(zhǔn)切割巷道，等等。

(10)脈內(nèi)外布置采切工程設(shè)計(jì)思維。根據(jù)礦巖的穩(wěn)固性和采礦方法的結(jié)構(gòu)，采準(zhǔn)和切割工程可分為脈內(nèi)和脈外2種布置形式，等等。

(11)有無(wú)底部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思維。礦房結(jié)構(gòu)可分為有底部結(jié)構(gòu)和無(wú)底部結(jié)構(gòu)，礦井運(yùn)輸可分為有軌與無(wú)軌裝運(yùn)。一是有底柱和無(wú)底柱崩落采礦法;二是有底柱和平底留礦法;三是在布置采切工程時(shí)，要考慮是采用有軌還是無(wú)軌裝運(yùn)設(shè)備，等等。

(12)上與下設(shè)計(jì)思維。在采切工程布置和回采方向上，往往有上下之分。一是上向充填采礦法、下向充填采礦法;二是上向鑿巖、下向鑿巖;三是開(kāi)采水平極薄礦體時(shí)，回采巷道可以布置在礦體的上、中、下部位;四是房柱采礦法中切割工程可分為上部切頂巷道和下部切底巷道兩種，等等。

(13)前進(jìn)與后退設(shè)計(jì)思維。礦房開(kāi)采順序和回采作業(yè)順序，有前進(jìn)式回采和后退式回采2種方式，等等。

(14)水平與垂直設(shè)計(jì)思維。在采礦設(shè)計(jì)中，一些回采巷道和爆破炮孔布置，往往采用水平或垂直布置。一是回采巷道布置，緩傾斜礦體有水平和垂直分條塹溝式采礦法，急傾斜礦體有水平分段鑿巖采礦法;二是中深孔爆破設(shè)計(jì)中的水平和垂直孔爆破方法，等等。

(15)全部與局部設(shè)計(jì)思維。在采掘工程中的井巷支護(hù)、錨桿錨固、礦房回采都存在全部與局部的設(shè)計(jì)方法。一是崩落采礦法，有以礦房為回采單元和以進(jìn)路為回采單元之別。二是井巷掘進(jìn)中的有整體支護(hù)和局部支護(hù)之別。三是各類(lèi)工程中的描桿支護(hù)的錨固方式有全長(zhǎng)錨固和點(diǎn)錨固之別，等等。

(16)臨時(shí)與永久設(shè)計(jì)思維。采礦工程和設(shè)施按其用途可分為臨時(shí)性和永久性的。一是礦房中礦柱有臨時(shí)礦柱和永久礦柱;二是井巷工程按照用途也可分為永久性工程和臨時(shí)性工程;三是井巷工程支護(hù)，也可分為臨時(shí)性和永久性的支護(hù)方式，等等。

(17)避開(kāi)與控制設(shè)計(jì)思維。采礦工程的布置，一般要避開(kāi)不穩(wěn)固的礦巖，而布置在較穩(wěn)固的礦巖中。當(dāng)無(wú)法避開(kāi)不穩(wěn)固的礦巖時(shí)要采取對(duì)地壓的應(yīng)對(duì)控制措施，主要使用光面控制爆破，錨噴支護(hù)，超前支護(hù)，預(yù)應(yīng)力描桿支護(hù)，金屬U型可縮性鋼架支護(hù)措施，等等。

(18)及時(shí)與暫緩設(shè)計(jì)思維。在采礦工程施工中，為有效管理地壓而采取的及時(shí)與暫緩施工和支護(hù)措施，從而達(dá)到有效管理地壓的目的。一是在井巷掘進(jìn)中，為避免應(yīng)力集中致使井巷破壞，在“T”字和“十”字巷道處留下幾米暫時(shí)不掘通;二是在井巷掘進(jìn)中，采用的事前支護(hù)和事后支護(hù)，事前支護(hù)有超前描桿支護(hù)，事后支護(hù)有鋼木支架支護(hù)和混凝土支護(hù)，等等。

(19)直接與間接設(shè)計(jì)思維。在采礦設(shè)計(jì)中有些工程布置和地壓管理，使用直接的方式無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，而使用間接的方式可以達(dá)到較好的效果。如，水平礦體當(dāng)?shù)V房直接頂板不穩(wěn)固，而間接頂板(老頂)穩(wěn)固，為有效管理地壓，往往利用去掉直接頂板來(lái)充填采空區(qū)，而使用間接頂板做為礦房永久頂板，等等。

(20)遺留與回收設(shè)計(jì)思維?？?qǐng)霾傻V法中為管理地壓，往往需要留一些永久性或臨時(shí)性礦柱。一是空?qǐng)霾傻V法中留永久礦柱;二是空?qǐng)霾傻V法中利用人工假礦柱置換礦柱;三是空?qǐng)霾傻V法中回采結(jié)束后，部分間柱和頂柱可以回收，等等。

(21)構(gòu)筑工程設(shè)計(jì)思維。為了充分回收礦產(chǎn)資源，某些采礦方法的采切工程不是在礦巖中開(kāi)掘出來(lái)的，而是人工構(gòu)筑出來(lái)的。一是單層和分層崩落采礦法中人工假頂;二是留礦法中的順路天井和人工假底;三是膠結(jié)充填采礦法中的人工構(gòu)筑的礦柱、溜井、行人和通風(fēng)天井，等等。

(22)借鑒設(shè)計(jì)思維。在新型采礦方法設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往要借鑒典型采礦方案的設(shè)計(jì)思路，不僅要從現(xiàn)行采礦科技論文中借鑒設(shè)計(jì)思維，同時(shí)還需要從各類(lèi)采礦方法專著中借鑒設(shè)計(jì)思維，通過(guò)對(duì)采礦方法的追本朔源，常常會(huì)激發(fā)出意想不到的設(shè)計(jì)思路，等等。

(23)經(jīng)驗(yàn)與監(jiān)測(cè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)思維。在采礦方法設(shè)計(jì)時(shí)，有些技術(shù)參數(shù)是依據(jù)工程類(lèi)比選取的，有些卻是依據(jù)試驗(yàn)室試驗(yàn)和理論計(jì)算獲取的。一是最大暴露面積和最大安全跨度值的選取，以及頂柱厚度的確定，一般采用經(jīng)驗(yàn)值選取和試驗(yàn)室試驗(yàn)與理論計(jì)算值;二是根據(jù)地壓活動(dòng)的監(jiān)測(cè)，依據(jù)礦巖應(yīng)力承載區(qū)和應(yīng)力缷壓區(qū)，設(shè)計(jì)采掘巷道和礦房回采順序，等等。

(24)隨變應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)思維。在對(duì)一些走向或沿傾方向變化較大的礦體設(shè)計(jì)采礦方法時(shí)，要根據(jù)礦體的變化情況，隨時(shí)調(diào)整采礦方案。一是當(dāng)?shù)V體發(fā)生復(fù)合與分支或礦體傾角發(fā)生顯著變化時(shí)，在礦體復(fù)合與分支，以及傾角明顯變化處都要設(shè)置礦柱;二是當(dāng)?shù)V體厚度發(fā)生明顯變化時(shí)，采用不同的采礦方案，等等。

(25)先后設(shè)計(jì)思維。在開(kāi)采極薄礦脈、相鄰礦脈和地壓復(fù)雜礦體時(shí)，回采時(shí)往往要區(qū)分開(kāi)采的先后順序。一是極薄礦脈開(kāi)采順序，先采石、后采礦，先采礦、后采石;二是在相鄰礦脈開(kāi)采時(shí)，先采富礦、后采貧礦，先采貧礦、后采富礦;三是缷壓開(kāi)采中的采掘方法有先用先掘、晚用晚掘，先拉底、后采準(zhǔn)，先崩礦、后掘進(jìn)電耙巷道;四是在礦房回采時(shí)，采用先采高應(yīng)力區(qū)礦房，由從高應(yīng)力區(qū)向低應(yīng)力區(qū)回采，先采不穩(wěn)固礦體，由不穩(wěn)固地段向穩(wěn)固地段開(kāi)采，等等。

(26)常規(guī)與反向設(shè)計(jì)思維。常規(guī)設(shè)計(jì)思維是采切工程施工和礦房回采時(shí)一般都采用順序的方式作業(yè)，而反向設(shè)計(jì)思維是不按常規(guī)順序作業(yè)。一是缷壓開(kāi)采技術(shù)，先采礦、后掘進(jìn)切割巷道;二是采礦法中先采礦柱、后采礦房;三是主動(dòng)支護(hù)方法，采取先支護(hù)，后掘進(jìn)的方法;四是預(yù)應(yīng)力描桿、金屬U型可縮性鋼架支護(hù)的原理，與棚架支護(hù)和混凝土支護(hù)原理完全相反，等等。

(27)讓與制設(shè)計(jì)思維。在礦山采切工程施工中，采取釋放與控制地壓應(yīng)力相結(jié)合的手段，最終達(dá)到有效管理地壓的目的。采用“先讓后制”的支護(hù)方法，其原理是巷道掘進(jìn)后不立即采取剛性措施來(lái)支承和控制地壓，而是待地壓應(yīng)力得到一定程度釋放后，再采取剛性措施來(lái)支承和控制地壓，從而實(shí)現(xiàn)有效控制地壓的目的。

(28)同時(shí)與梯次設(shè)計(jì)思維。在礦房回采和放礦時(shí)為管理頂板或避免應(yīng)力集中，采取同時(shí)與梯次回采和放礦措施。一是無(wú)底柱崩落采礦法回采時(shí)，利用各進(jìn)路梯次回采來(lái)實(shí)現(xiàn)有效管理地壓;二是有底柱崩落采礦法和留礦采法，采用漏斗均勻放礦來(lái)實(shí)現(xiàn)管理地壓;三是水平分段鑿巖采礦法，在回采時(shí)上下分段之間保持超前距離來(lái)實(shí)現(xiàn)地壓管理，等等。

(29)能簡(jiǎn)匆繁設(shè)計(jì)思維。采礦方案與采切工程設(shè)計(jì)，應(yīng)做到“能簡(jiǎn)勿繁’。簡(jiǎn)化采切工程、提高機(jī)械化程度。例如，一是垂直平行密集束狀孔落礦的有底柱崩落法，采場(chǎng)結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，采準(zhǔn)工程量小，在耙礦道和斗穿中鉆鑿垂直向上的平行密集束狀炮孔和劈漏炮孔，爆破時(shí)同時(shí)完成落礦，拉底和劈漏等項(xiàng)工作，大大簡(jiǎn)化了采切工程。二是在采礦方法設(shè)計(jì)時(shí)，從作業(yè)繁簡(jiǎn)和采礦成本的角度講，首選空?qǐng)霾傻V法，次選崩落法，最后選用充填采礦法。

(30)廣泛適用設(shè)計(jì)思維。在實(shí)踐中，利用垂直或水平分條塹溝式采礦法、水平分段鑿巖采礦法、以及3大類(lèi)典型采礦方法變形組合方案，創(chuàng)造出多種新的空?qǐng)霾傻V法和崩落采礦法，而且還可以分別適用于水平、緩傾斜、急傾斜不同傾角礦體的開(kāi)采。

(31)單一與組合設(shè)計(jì)思維。在開(kāi)采礦巖穩(wěn)固的礦體時(shí)，一般選用單一典型的采礦方案;在開(kāi)采礦巖不穩(wěn)固的礦體時(shí)，一般采用幾種典型采礦方法組合或變形方案，并且在方案設(shè)計(jì)、施工順序和施工方法上有所創(chuàng)新。如，留礦全面采礦法、空?qǐng)雠c充填采礦聯(lián)合開(kāi)采法、空?qǐng)雠c崩落法聯(lián)合采礦法、分段礦房法嗣后充填法，等等。

(32)管理設(shè)計(jì)思維。開(kāi)采地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，礦巖松軟破碎的礦體時(shí)，在礦房采準(zhǔn)、切割和回采作業(yè)中，使用“強(qiáng)掘、強(qiáng)采、強(qiáng)出”的管理手段來(lái)進(jìn)行礦房地壓管理，等等。

(33)安全設(shè)計(jì)思維。采礦設(shè)計(jì)必須考慮采礦作業(yè)人員的生命安全。礦房必須有安全出口，如專用行人天井等;必須對(duì)礦房頂板進(jìn)行安全管理，如采取留礦柱和打錨桿等方法;必須保持礦房有良好的通風(fēng)，如設(shè)置專用回風(fēng)井巷等;礦房作業(yè)面必須使用安全電壓，如使用36 V和127 V電壓;開(kāi)采硫化礦時(shí)需要采取措施防止自燃火災(zāi);深井開(kāi)采應(yīng)考慮防巖爆措施等;開(kāi)采水文地質(zhì)復(fù)雜的礦體時(shí)，要采取技術(shù)措施防止水患。

(34)落礦設(shè)計(jì)思維。落礦主要有爆破法和機(jī)械切割破巖法。金屬非金屬礦山主要落礦方式是爆破法，爆破方式根據(jù)礦體賦存條件和礦房結(jié)構(gòu)等，可采用淺孔爆破法、深孔爆破法和洞室爆破法等，如束狀深孔崩礦技術(shù)、大直徑側(cè)向崩落技術(shù)、條形硐室爆破、淺孔爆破法，等等。目前，機(jī)械切割破巖法主要用于軟巖開(kāi)采，這種破巖方法可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)采礦作業(yè)。在硬巖開(kāi)采中機(jī)械切割破巖法仍處于試驗(yàn)階段，如:連續(xù)采礦機(jī)、沖擊式采礦機(jī)和鉆孔射流采礦機(jī)切割破巖法，等等。

(35)連續(xù)采礦設(shè)計(jì)思維。連續(xù)采礦是在同一個(gè)開(kāi)采單元中，落礦、出礦、運(yùn)礦等工序各自具有相對(duì)獨(dú)立的作業(yè)條件，各工序間相互協(xié)調(diào)地在不同作業(yè)空間內(nèi)平行連續(xù)進(jìn)行，由此組成高效連續(xù)采礦工藝系統(tǒng)。主要包括礦房的連續(xù)回采、礦體(床)的連續(xù)開(kāi)采、礦石的連續(xù)運(yùn)送和全工藝過(guò)程的連續(xù)化四方面的內(nèi)容。如:無(wú)間柱連續(xù)開(kāi)采、連續(xù)推進(jìn)帷幕隔離跟隨充填法，水壓支柱頂連續(xù)采礦法，等等。

(36)環(huán)境再造設(shè)計(jì)思維。采礦工程所處環(huán)境包括水環(huán)境、應(yīng)力環(huán)境、熱環(huán)境、圍巖環(huán)境等。環(huán)境再造設(shè)計(jì)是通過(guò)工程技術(shù)手段或模式，再造已有采礦環(huán)境或已有的采礦環(huán)境結(jié)構(gòu)，使得原本不具備或較差開(kāi)采條件的礦產(chǎn)資源得以安全高效開(kāi)采。如，下向分層充填采礦法中使用的人工假頂和假底，分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法中使用的鋼筋混凝土假頂和假底，深孔誘導(dǎo)崩礦充填采礦法中使用的人工構(gòu)筑的礦壁等都使用了采礦環(huán)境再造技術(shù)。

(37)二次開(kāi)采設(shè)計(jì)思維。由于采選治技術(shù)進(jìn)步，原來(lái)認(rèn)為沒(méi)有開(kāi)采價(jià)值的表外礦、貧礦、礦化圍巖與氧化礦等，現(xiàn)具有開(kāi)采價(jià)值，所以需要對(duì)礦體再次開(kāi)采。礦體經(jīng)過(guò)一次開(kāi)采后，二次開(kāi)采對(duì)象復(fù)雜，開(kāi)采環(huán)境惡化，安全條件差。為此，二次開(kāi)采必須對(duì)采空區(qū)和礦巖的移動(dòng)破壞范圍進(jìn)行探測(cè)，然后依據(jù)探測(cè)資料進(jìn)行采場(chǎng)設(shè)計(jì)與施工，采礦方法多用崩落采礦法、充填采礦，以及直接放礦法等，開(kāi)拓采準(zhǔn)巷道盡可能使用原有巷道，需要重新掘進(jìn)的采準(zhǔn)巷道一般布置在脈外，礦房設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能不用或少用天井。另外，對(duì)于埋藏不深的礦體，進(jìn)行二開(kāi)采時(shí)，也可以使用地下轉(zhuǎn)露天的開(kāi)采方式。

(38)創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維。在尊重科學(xué)的基礎(chǔ)上，要有創(chuàng)新精神，敢于嘗試新方法、新技術(shù)，不能被現(xiàn)有的采礦方法和設(shè)計(jì)思維固化，要敢于突破傳統(tǒng)思維和方法，不斷創(chuàng)造出新的采礦方案。如，垂直分條崩落法、深孔誘導(dǎo)崩礦充填采礦法、無(wú)間柱連續(xù)采礦法等一些非傳統(tǒng)采礦法。

4 結(jié)論

采礦工作者，在詳細(xì)了解和掌握每一種采礦方法的基本原理，并全面理解和熟練掌握上述各種采礦方法的設(shè)計(jì)思維，基本上就具備了創(chuàng)造性設(shè)計(jì)的基本素質(zhì)，在此基礎(chǔ)上再有創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)一步研究、試驗(yàn)和尋求更佳的新型采礦方法，在設(shè)計(jì)時(shí)就夠做到有新思路、新方法、新方案，能夠依據(jù)各類(lèi)難采礦體復(fù)雜多變性，不斷創(chuàng)新發(fā)明“安全高效、低成本、低貧損”的各類(lèi)新型采礦方法，從而實(shí)現(xiàn)采礦方法設(shè)計(jì)的科學(xué)化。

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