[科普中国]-二次开采

二次采矿采矿方法

几乎各种采矿方法都可用于二次开采。但是，由于一次开采对矿体和围岩的完整性与稳定性有不同程度的削弱，有的矿床不宜使用空场采矿法。我国矿岩比较稳固的煤矿常采用房柱法开采边角小矿体，如平顶山的乡镇小煤矿。贫矿体与含矿围岩常采用崩落采矿法开采，如乌克兰克里沃罗格矿区各矿。缓倾斜贵重金属薄矿体常用充填采矿法开采，如湘西金矿。充填料矿石与采下残留矿石可用直接放矿法开采，如前苏联阿奇赛铅锌矿。二次开采的采矿方法选择，除要满足一次开采时采矿方法选择的要求外，还应考虑以下因素：

(1)一次开采的矿石品位一般都比较低，宜采用成本较低的采矿方法。

(2)二次开采是在一次开采结束的阶段上或矿体中进行，存在不同形状的采空区，矿体和围岩可能发生了变形、移动甚至破坏，整体性差，所以选择的采矿方法应能保证安全生产。

(3)在矿岩发生移动和破坏的范围内掘进巷道和维护都比较困难，一般宜采用采准、切割工程量较小和回采强度较高的采矿方法。

(4)开采残矿的通风条件往往较差，需考虑加强通风与防止矿石自燃等问题。

总之，要根据二次开采矿体的具体条件，对所有影响因素进行综合的分析和技术经济比较才能确定合理
的二次开采方法。1

二次开采的矿体类型根据矿体的赋存状况和一次开采的特点，二次开采的矿体可以分为以下几种类型：

(1)一次开采时损失的矿石，包括一次开采崩落后由于种种原因残留在采空区内未能运出的矿石，以及由于矿体圈定不准，采矿方法及其参数选择不当，凿岩爆破质量不高以及留有各种形式的矿柱等未开采的矿石。

(2)一次开采时认为没有开采价值的表外矿、贫矿、氧化矿与矿化围岩等，随着科学技术的进步，这些矿石现已具有了开采价值。

(3)由于一次开采时技术经济水平较低，当时充填采空区的含矿围岩与尾矿等现已具有了工业利用的价值。

(4)一次开采时采富弃贫留下的贫矿。

(5)采用地下采矿方法对矿床进行一次开采后，用露天方法对残留矿柱和残留矿体进行二次开采。

(6)采用露天方法开采过的矿床，因技术经济条件的变化，采用露天方法进行二次开采。1

二次开采可行性的考虑因素二次开采前需进行可行性研究和评价。在可行性研究时，除要满足一般的要求外，还应考虑下述诸因素：

(1)一次开采时有关采掘工程的地测资料和有关数据是否完备，是否需要补充勘探。金属矿山一次开采损失的矿石多集中在矿体的下盘，且被压实，可用钻探法探查压实矿石与上覆松散废石的分界面。

(2)二次开采时可能采出的矿石量、允许的贫化率与损失率指标。

(3)采出的矿石能否利用现有的jJn-r工艺，与一次开采的矿石混合处理还是分别处理。

(4)探明矿体分布与老采空区和老巷道工程的相互关系，对老采空区是否会突然冒落、有无积水、有无瓦斯积聚、有无自燃发火的可能等进行预测与探测。

(5)确定二次开采时对一次开采的开拓井巷工程可能利用的程度。

(6)二次开采与一次开采是否有可能同时在上下不同阶段上进行。

(7)二次开采对地表建筑物与构筑物等是否有影响。 1

二次开采开拓工程的特点要处理好与一次开采时的开拓系统的关系，一方面要满足二次开采本身的各种要求，另一方面要充分利用一次开采已有的开拓工程，以节省二次开采的投资。根据对一次开采的开拓工程的利用程度，二次开采的开拓方法分为下述三种：

(1)利用原有的开拓系统

这种方法只需修复原来的开拓系统，是一种最简单和投资最少的开拓方法。这种开拓方法适用于一次开采已结束的矿山，以及二次开采出矿量不大和一次开采的运输提升能力有富余的矿山。如果二次开采和一次开采的矿石在同一系统不能分别运出，必须混合处理，则只能在选矿技术经济指标降低不明显的矿山才能采用这种开拓方法。

(2)利用一次开采的部分开拓系统和新开掘的部分巷道组成的二次开采开拓系统

这里分两种情况：一种是用原来的提升井提升矿石和新掘进的阶段运输巷道运送矿石；另一种是用原来的阶段巷道运送矿石和新掘进的井筒提升矿石。前一种情况和利用原有的开拓系统的方法差不多，适用条件也相同，只是原来的阶段运输巷道不能利用，需要重新开掘阶段运输巷道。后一种情况恰好与之相反，无法利用原有提升井，需要重新开掘新提升井，从而允许有较大规模的二次采矿量，并有条件把二次开采的矿石与一次开采的矿石分别运出、分别处理，能增加矿山的生产能力和保证较好的选矿技术经济指标。

(3)新建二次开采的开拓系统

这种方法适用于二次开采产量大、服务年限长及原有的开拓系统不能满足要求的矿山。这种方法有利于把二次开采的贫矿和一次开采的富矿分别运出、分别处理，因而可获得较好的技术经济指标。加拿大的克赖顿矿的二次开采即采用这种开拓方法。

实际工作中，二次开采开拓方法要通过技术经济比较选择，其中二次开采矿石的数量和质量在评价中是决定性的因素。1

二次开采的研究工作矿床二次开采可能出现比较复杂的矿山岩石力学问题，国内外都在开展深入的研究。一次开采过程中，在开采区附近岩体的应力变化是以应力释放与下降为主，稍远的岩体会出现应力集中。二次开采通常是在一次开采形成的复杂次生应力场的基础上，继续一次开采的应力变化过程。

俄罗斯热兹卡兹甘矿床为含铜砂岩矿床，用房柱法进行大规模的二次开采，地压的动态表现为：在矿体采准阶段，掘进单一巷道时，观察到地压的显现强度最大，出现微冲击、冲击与岩爆；回采工作初期，切割巷道扩帮，形成第一批回采矿房和房间矿柱时，动态地压衰减，显示能量释放的最弱形式——产生大量浮石；回采工作全面发展时期，切顶与爆破房间矿柱使顶板围岩自然崩落，当采空区的跨度达到盘区宽度时，动态压力完全消失。但是，在开采区的下部岩体中形成应力集中，可能导致出现冲击地压。

有限元分析软件ANSYS和三维连续体快速拉格朗日分析软件FLAC3D已用于二次开采引起的岩体位移、变形与破坏的分析，从而为确定采矿方法、采场参数等提供依据。 物探方法可以初步圈定采空区的范围，确定溶洞的大致位置。1