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保护地表和公路的采矿方法选择与设计探索

作者：肖兴喜来源：《中国科技博览》2014年第07期

[摘要]公路下采矿作业是一项比较复杂的采矿工程，不仅要在公路下开采出矿体，还要确保地表的环境以及公路的安全不受到影响，所以需要对采矿方法进行相应的优化选择，方案的确定对于提高采矿的质量、效率以及保护地表环境具有十分重要的作用。本文以地表环境或者公路下沉作为采矿的主要控制点进行论述，并对采矿的优化方法进行了仔细的的对比研究。

[关键词]保护地表公路采矿方法选择

中图分类号：TD325.4文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）07-0372-01

公路下采矿方案的选择受很多因素的影响，并且这些因素本身具有较大的未知性、随机性以及模糊性。所以，以往在确定采矿方案的时候，都会参照传统的公路下采矿方案，但是在实际确定采矿方案的时候，容易受到以往经验中消极因素的影响，制定出的方案不能适应当下采矿设计的需求，所以需要把采矿的方法和公路下采矿的特点结合起来，实现采矿方案的最优化，确保采矿工作能够安全可靠的运行。

一、公路下矿体开采的主要比选原则

公路下的采矿工作不仅要保证公路能够安全运行，还要确保地表环境不受到相应的破坏，同时还要在控制采矿成本的基础上，实现采矿效益的最大化，因此，对于公路下矿体开采方法比选需要遵循以下几方面的原则。

第一，在进行公路下采矿的时候，要遵循科学、合理的原则，在公路下面进行矿藏开采，选择使用方法的时候，要保证较小的贫化率，这样开采出来的矿产质量相对比较高，还能满足相关部门对矿石质量的要求。

第二，遵循生产效率以及生产能力高效进行的原则

第三，坚持创造优良的工作环境以及工作条件的原则。

第四，遵循采矿方法的生产成本和产出的经济效益成反比的原则。

二、控制矿山开采对公路以及地影响的有效途径

矿山开采工作一般属于地下作业，该工作很容易造成地表下沉，因此在采矿的过程中，采矿的稳定性以及顶板的安全需要引起人们的重视，目前能够有效的维护采矿以及顶板安全的方式是使用预留矿柱以及胶结材料填充的方法，通过这种方法固定顶板周围的岩层支撑力度。另

外，使用这种方法还要确保矿区内部的矿柱数量、大小以及顶板暴露面积之间在力学上是一种平衡关系，如果这种关系达不到相应的平衡，那么会给矿山开采工作带来十分严重的灾害，并且在实际开采的时候，随着开采一步步进行，采矿的深度以及矿房的面积也会不断的扩大，这种情况下，各种危险因素都会逐渐的增加，例如爆破振动会对矿体强度造成影响、矿山开采承受的地应力会不断的增加等，这些情况都容易给地表植被以及公路安全带来一定的危害。所以，在进行矿山开采的时候，不仅要保证开采的质量，也要确保矿山开采的安全。

三、采矿方案的选择探讨

下面采取一些具有代表性的采矿方法进行研究分析，其中分析的主要采矿方法有：崩落采矿方法、空场采矿方法和充填采矿方法。

（一）崩落采矿方法

崩落采矿方法主要是崩落周围的岩石，对地压进行管理控制的采矿方式。使用崩落采矿方法不需要对采矿区域进行划分，一般情况下使用的都是单个步骤进行回采。所以，在使用该方法进行采矿的时候，能够有效的避免进行回采矿柱时的安全问题以及贫化大等。在使用崩落采矿方法的时候，必须要把周围的岩石以及地表崩落分离，其中主要的崩落方法有：底柱分段崩落以及无底柱分段崩落。

1、有底柱分段崩落方法

该方法的基本特征有以下几种特点：

第一，崩落阶段进行划分，对矿山进行自上而下的开采。

第二，在进行放矿、搬运以及二次破碎的时候，一般在需要对底柱进行开槽，并且在里面的专设巷道内进行。

第三，放矿工作一般是在崩落的覆盖岩层下面进行。

2、无底柱分段崩落方法

无底柱分段崩落方法的使用比较早，并且很多的矿山在进行开采的时候都会采用该方法，这种采矿方法的优势特征比较明显，主要有：采矿施工工艺简单、生产机械化程度比较高、成产的效率比较高、相应的成本比较低以及生产过程比较安全等特点。

在使用该方法的时候，不仅能够消除采矿区域的顶柱以及间柱，还能够去掉结构比较复杂的底柱。这种采矿方法的主要特点有：第一，在矿体内部一般使用10*10m的网度挖掘回采道；第二，崩落的围岩会跳出采空区，崩落下来的矿石资源在覆盖的岩层下面，自回采矿巷道的端部，被装运至溜井运出；第三，在采矿的时候能够使用比较先进的机械设备。

上述两种的采矿方式优点在于只需要进行一次崩落便可以完成开采过程，生产能力都比较高，缺点在于，矿山开采工作完成以后，可能会对地表植被造成一定的损害，严重时可能还会威胁到公路的安全。

（二）空场采矿的方法

1、空场采矿方法的主要特点

空场采矿方法主要是对矿房以及矿柱进行划分，划分工作完成以后，需要先对矿房进行开采，之后才能够对矿柱进行开采，采用的方法是两步回采法，使用两步回采方法的特点主要有以下几点。

第一，在利用空场法进行矿山回采的时候，要划分为矿房和矿柱两部分。

第二，在对矿房进行回采的时候，矿山开采的采场一般是以空场的形式存在的。

第三，利用矿柱以及围岩来维持采空区域岩层的稳定性。

第四，矿房开采完成以后，需要及时对矿柱进行回采，并且要及时的做好采空区域的工作。

第五，在对矿体进行回采的时候，采场支撑的两种形式为：人工矿柱支撑或者预留矿柱进行支撑。

2、空场采矿方法的适用条件

矿山空场采矿的适用条件为：第一，适用于开采区域岩层以及围岩都比较稳定的矿床，；第二，进行采矿的区域，有比较大的暴露面积。

空场开采的主要优点是生产能力以及生产效率都比较高，基建时间比较短，投入成本相对比较低，但缺点在于采矿工作完成以后，会预留下比较多的矿柱和采空区，在进行后期处理的时候会比较麻烦，并且容易受周围的岩石以及矿石稳定性的影响比较大，在进行深部开采和破碎岩石开采的时候会受到限制。

（三）充填采矿的方法

充填采矿方法属于一种人工支护的采矿方法，主要是参照回采工作面的情况，对采空的区域进行材料填充，充填采矿法在工作的时候，安全系数比较大，并且能够综合使用各种工业废料，采矿效能也比较高。

该类型的采矿方法的主要适用优点有：第一，主要适用于公路、铁路、河湖等条件，能够有效的保持自然资源以及建筑物的完整性，；第二，为了维护地表的完整性，要对地压比较大的矿体深处填充该材料；第三，对于容易出现自燃火灾危害的矿体进行填充。缺点主要在于填充材料的成本比较高，并且生产能力以及生产效率都比较低。

对上述三种方法进行比较我们可以发现，崩落采矿方法虽然能够进行一次性开采，但是开采的贫化率比较高，不仅会影响开采的工作效益，还会对地表造成一定的损坏，这不符合公路下矿山开采的要求。空场采矿方法虽然投入成本、生产效率以及生产能力都比较高，但是容易受到周围岩层的影响，也不适用于公路下矿山开采。充填采矿方法虽然需要比较高的投入成本，但是能够很好的控制周深层的地压，能够维护矿山开采的稳定性，在一定程度上增加了矿山开采的安全系数，还能够有效的保护地表周围的植被，比较适合公路下矿山开采工作。

结语：

公路下矿山开采是一项非常复杂的工程，在进行矿山开采的同时，还要确保公路的安全运行不受到影响，因此，需要选择合适的采矿方式，尽可能的减少矿山开采对地表造成的影响。本文结合当前矿山开采的情况，对矿山开采的方法进行了论述，希望能够起到一定的帮助作用。

参考文献

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