在一定时间内回采矿石的快慢程度。开采强度取决于采矿准备工作的连续性与进展速度,和同时进行回采矿块(或采区)数量的多少。一般用采矿强度和年下降速度这两种指标来表示矿山的开采强度。
采矿准备工作的连续性好、进展速度大,同时进行回采的矿块多,则开采强度大;反之,开采强度就差。开采强度是反映矿床开采的综合性指标,综合反映回采工艺、回采组织与回采管理的水平。它可用以粗略估计年产量,亦可用于对比类似矿山的生产和管理状况。一般用采矿强度和年下降速度这两种指标来表示矿山的开采强度。
采矿强度分为露天矿山和地下矿山采矿强度。
(1)露天矿山采矿强度 每米采矿工作线年产矿石量(t/m·a)。其计算式为:
q=A/L
式中A为采矿工作面全年采出矿石量,t/a;L为本年度各采场采矿工作线长度之和,m。
(2)地下矿山采矿强度 每米采场面积年产矿石量(t/m·a)。其计算式为:
q=A/S
式中A为采矿工作面全年采出矿石量,ta;S为本年度进行回采的各采场面积之和,m。中国地下矿山采矿强度资料见表1。
表1 地下矿山采矿强度
矿山名称 | 易门狮 山铜矿 | 易门凤 山铜矿 | 沢子沟 铜矿 | 胡家峪 铜矿 | 铜陵松 树山铜矿 | 大庙 铁矿 | 程潮 铁矿 | 金川龙 首镍矿 | 因民大劈 槽坑口 | 红透山 铜矿 | 黄沙坪 铅锌矿 | 凤凰山 铜矿 | 凡口金 星岭坑 |
主要采矿方法 | 有底柱 分段崩 落法 | 有底柱 分段崩 落法 | 有底柱 分段崩 落法 | 有底柱 分段崩 落法 | 有底柱 分段崩 落法 | 无底柱 分段崩 落法 | 无底柱 分段崩 落法 | 胶结 充填法 | 有底柱 分段崩 落法 | 连续回 采尾砂 充填法 | 干式充 填法 | 点柱式 尾砂充 填法 | 尾砂胶 结充 填法 |
采矿强度/t·m-2·a-1 矿石体重/t·m-3 | 75~100 2.7 | 60~65 2.7 | 40~60 2.8 | 50 2.8 | 60~70 3.0~4.0 | 30~40 4.04 | 40~50 3.46 | 30 | 40~50 2.8 | 100 | 30 | 30 | 25 |
分为露天矿山和地下矿山年下降速度。
(1)露天矿山年下降速度 按年采出矿石量、水平分层储量和台阶平均高度计算露天采矿场年平均下降速度。其计算式为:
式中v为年下降速度,m/a;A为采矿工作面全年采出矿石量,t/a;h为台阶平均高度,m;Q为进行采矿的各水平分层平均储量,t;F为废石混入率,Hk为采矿回采率,据1990年前资料,中国和其他国家的露天矿山年下降速度见表2。
(2)地下矿山年下降速度 按采矿工作面年采出矿石量、阶段平均储量和阶段高度计算矿床开采年平均下降速度v(m/a)。其计算式为:
式中H为阶段高度,m;Q为进行回采的各阶段平均储量,t;其余符号意义同前。据1990年前资料,中国和苏联地下矿山年下降速度见表3和表4。
表2 露天矿山年下降速度
矿山名称 | 运输和装载设备 | 下降速度/m·a-1 |
大孤山铁矿 白云鄂博铁矿 水厂铁矿 海南铁矿 南芬铁矿 大石河铁矿 峨口铁矿 大冶铁矿 兰尖铁矿 白银厂铜矿 金川镍矿 碧玛铜矿(美国) 拉克珍尼铁矿(加拿大) 卡纳尼亚铜矿(墨西哥) 高依铁矿(巴西) 萨尔拜依铁矿(前苏联) 纽曼山铁矿(澳大利亚) | 铁路运输,4~7.6m3挖掘机 铁路运输,4~4.6m3挖掘机 铁路运输,4~4.6m3挖掘机 铁路运输,4~4.6m3挖掘机 汽车运输,4~7.6m3挖掘机 汽车运输,3~4.6m3挖掘机 汽车运输,3~4.6m3挖掘机 公路铁路联合运输,3~4.6m3挖掘机 汽车运输,3~4.6m3挖掘机 汽车运输,3~4.6m3挖掘机 汽车运输,3~4.6m3挖掘机 汽车运输,6.8~15.3m3挖掘机 汽车运输, 汽车运输,6.1~12.2m3挖掘机 汽车运输 铁路运输,8m3挖掘机 汽车运输,7.6~18.5m3挖掘机 | 4.5~4.94 7.73~7.95 6.15~7.02 9.94~11.65 7.79~8.96 7.55~10.45 8.78~14.73 5.06~7.47 10.33~14.92 11~12.2 12.0 12.0 24.0 21.0 13.0 10.0 16.5 |
表3 中国地下矿山年下降速度
采矿方法 | 下降速度/m·a-1 | |||||||
长度<600m或 面积1000~2000m2 | 长600~1000m或 面积2000~6000m2 | 长1000~1500m或 面积6000~10000m2 | 长>1500m或 面积10000~20000m2以上 | |||||
多阶段回采 | <3个阶段 | 多阶段回采 | <3个阶段 | 多阶段回采 | <3个阶段 | 多阶段回采 | <3个阶段 | |
浅孔留矿法 | 35 | 15~25 | 21 | 6~15 | ||||
无底柱崩落法 有底柱崩落法 | 20~32 25~40 | 15~25 15~25 | 8~12 10~20 | 5~8 6~20 | ||||
充填法 | 6~8 | 10 | 6~9 | 15 | 5~7 | 4~5 | ||
分段空场法 | 40 | 20~30 | 30~40 | 15~20 | 30 | 12~18 | 10~15 | |
注:有火灾危险和水文地质条件复杂的矿山,相同条件下的下降速度降低10%~15%。
表4 前苏联地下矿山年下降速度
矿体走向 长度/m | 在各种同时回采阶段数条件下的 年下降速度,m/a | ||
一个 | 二个 | 三个 | |
<500 500~1000 1000~1500 >1500 | 15~25 15~25 12~18 10~15 | 25~35 20~30 15~25 12~18 | 30~50 25~35 |