基本介紹
- 中文名：二次開採
- 外文名：secondary exploitation
- 簡稱：復采、重複開採
- 意義：提高礦山經濟效益的重要手段
- 對象：已開採過的礦床或礦床的一部分
- 開採方法：空場採礦法、崩落採礦法等
採礦方法,礦體類型,考慮因素,開拓工程特點,研究工作,
採礦方法
幾乎各種採礦方法都可用於二次開採。但是，由於一次開採對礦體和圍岩的完整性與穩定性有不同程度的削弱，有的礦床不宜使用空場採礦法。我國礦岩比較穩固的煤礦常採用房柱法開採邊角小礦體，如平頂山的鄉鎮小煤礦。貧礦體與含礦圍岩常採用崩落採礦法開採，如烏克蘭克里沃羅格礦區各礦。緩傾斜貴重金屬薄礦體常用充填採礦法開採，如湘西金礦。充填料礦石與採下殘留礦石可用直接放礦法開採，如前蘇聯阿奇賽鉛鋅礦。二次開採的採礦方法選擇，除要滿足一次開採時採礦方法選擇的要求外，還應考慮以下因素：
(1)一次開採的礦石品位一般都比較低，宜採用成本較低的採礦方法。
(2)二次開採是在一次開採結束的階段上或礦體中進行，存在不同形狀的採空區，礦體和圍岩可能發生了變形、移動甚至破壞，整體性差，所以選擇的採礦方法應能保證安全生產。
(3)在礦岩發生移動和破壞的範圍內掘進巷道和維護都比較困難，一般宜採用采準、切割工程量較小和回採強度較高的採礦方法。
(4)開採殘礦的通風條件往往較差，需考慮加強通風與防止礦石自燃等問題。
總之，要根據二次開採礦體的具體條件，對所有影響因素進行綜合的分析和技術經濟比較才能確定合理
的二次開採方法。
礦體類型
根據礦體的賦存狀況和一次開採的特點，二次開採的礦體可以分為以下幾種類型：
(1)一次開採時損失的礦石，包括一次開採崩落後由於種種原因殘留在採空區內未能運出的礦石，以及由於礦體圈定不準，採礦方法及其參數選擇不當，鑿岩爆破質量不高以及留有各種形式的礦柱等未開採的礦石。
(2)一次開採時認為沒有開採價值的表外礦、貧礦、氧化礦與礦化圍岩等，隨著科學技術的進步，這些礦石現已具有了開採價值。
(3)由於一次開採時技術經濟水平較低，當時充填採空區的含礦圍岩與尾礦等現已具有了工業利用的價值。
(4)一次開採時采富棄貧留下的貧礦。
(5)採用地下採礦方法對礦床進行一次開採後，用露天方法對殘留礦柱和殘留礦體進行二次開採。
(6)採用露天方法開採過的礦床，因技術經濟條件的變化，採用露天方法進行二次開採。
考慮因素
二次開採前需進行可行性研究和評價。在可行性研究時，除要滿足一般的要求外，還應考慮下述諸因素：
(1)一次開採時有關採掘工程的地測資料和有關數據是否完備，是否需要補充勘探。金屬礦山一次開採損失的礦石多集中在礦體的下盤，且被壓實，可用鑽探法探查壓實礦石與上覆鬆散廢石的分界面。
(2)二次開採時可能采出的礦石量、允許的貧化率與損失率指標。
(3)采出的礦石能否利用現有的jJn-r工藝，與一次開採的礦石混合處理還是分別處理。
(4)探明礦體分布與老採空區和老巷道工程的相互關係，對老採空區是否會突然冒落、有無積水、有無瓦斯積聚、有無自燃發火的可能等進行預測與探測。
(5)確定二次開採時對一次開採的開拓井巷工程可能利用的程度。
(6)二次開採與一次開採是否有可能同時在上下不同階段上進行。
(7)二次開採對地表建築物與構築物等是否有影響。
開拓工程特點
要處理好與一次開採時的開拓系統的關係，一方面要滿足二次開採本身的各種要求，另一方面要充分利用一次開採已有的開拓工程，以節省二次開採的投資。根據對一次開採的開拓工程的利用程度，二次開採的開拓方法分為下述三種：
(1)利用原有的開拓系統
這種方法只需修復原來的開拓系統，是一種最簡單和投資最少的開拓方法。這種開拓方法適用於一次開採已結束的礦山，以及二次開採出礦量不大和一次開採的運輸提升能力有富餘的礦山。如果二次開採和一次開採的礦石在同一系統不能分別運出，必須混合處理，則只能在選礦技術經濟指標降低不明顯的礦山才能採用這種開拓方法。
(2)利用一次開採的部分開拓系統和新開掘的部分巷道組成的二次開採開拓系統
這裡分兩種情況：一種是用原來的提升井提升礦石和新掘進的階段運輸巷道運送礦石；另一種是用原來的階段巷道運送礦石和新掘進的井筒提升礦石。前一種情況和利用原有的開拓系統的方法差不多，適用條件也相同，只是原來的階段運輸巷道不能利用，需要重新開掘階段運輸巷道。後一種情況恰好與之相反，無法利用原有提升井，需要重新開掘新提升井，從而允許有較大規模的二次採礦量，並有條件把二次開採的礦石與一次開採的礦石分別運出、分別處理，能增加礦山的生產能力和保證較好的選礦技術經濟指標。
(3)新建二次開採的開拓系統
這種方法適用於二次開採產量大、服務年限長及原有的開拓系統不能滿足要求的礦山。這種方法有利於把二次開採的貧礦和一次開採的富礦分別運出、分別處理，因而可獲得較好的技術經濟指標。加拿大的克賴頓礦的二次開採即採用這種開拓方法。
實際工作中，二次開採開拓方法要通過技術經濟比較選擇，其中二次開採礦石的數量和質量在評價中是決定性的因素。
研究工作
礦床二次開採可能出現比較複雜的礦山岩石力學問題，國內外都在開展深入的研究。一次開採過程中，在開採區附近岩體的應力變化是以應力釋放與下降為主，稍遠的岩體會出現應力集中。二次開採通常是在一次開採形成的複雜次生應力場的基礎上，繼續一次開採的應力變化過程。
俄羅斯熱茲卡茲甘礦床為含銅砂岩礦床，用房柱法進行大規模的二次開採，地壓的動態表現為：在礦體采準階段，掘進單一巷道時，觀察到地壓的顯現強度最大，出現微衝擊、衝擊與岩爆；回採工作初期，切割巷道擴幫，形成第一批回採礦房和房間礦柱時，動態地壓衰減，顯示能量釋放的最弱形式——產生大量浮石；回採工作全面發展時期，切頂與爆破房間礦柱使頂板圍岩自然崩落，當採空區的跨度達到盤區寬度時，動態壓力完全消失。但是，在開採區的下部岩體中形成應力集中，可能導致出現衝擊地壓。
有限元分析軟體ANSYS和三維連續體快速拉格朗日分析軟體FLAC已用於二次開採引起的岩體位移、變形與破壞的分析，從而為確定採礦方法、采場參數等提供依據。 物探方法可以初步圈定採空區的範圍，確定溶洞的大致位置。
