1. 课程导入与工程量计算总览
矿房矿柱法(又称房柱法)是缓倾斜至倾斜中厚以下矿体中最常用的空场采矿方法之一。它把矿体沿走向或倾向划分为交替排列的矿房与矿柱:矿房回采后形成空场,矿柱则长期或临时留存以支撑顶板、控制地压。要判断一个房柱法采场能否按计划投产、成本是否可控,第一步就是把采切工程量算清楚——它既是采掘进度计划、材料与火工品消耗、投资概算的基础数据,也是衡量采矿方法设计优劣的关键指标。
一、什么是采切工程量
采切工程量指为完成矿房、矿柱回采所必须开掘的各类井巷与硐室工程的总和,通常以长度(m)或体积(m³)计量,并按岩石性质分为脉内(在矿体内掘进,可附带出矿)与脉外(在围岩中掘进,纯属无矿掘进)两类。房柱法的采切工程一般包括:
- 采准工程:阶段运输平巷、采区斜坡道或人行通风天井、矿房联络道、拉底平巷(切割平巷)、放矿溜井等,其作用是建立矿房回采所需的运输、通风、行人、出矿通道。
- 切割工程:切割天井、拉底空间(切顶/扩漏)、矿房自由面形成工程等,其作用是为回采创造初始自由面和补偿空间。
- 矿柱相关工程:矿柱回采时的凿岩硐室、联络道,以及为矿柱稳定性服务的支护、充填通道等。
需要强调的是,采切工程量与回采工程量是两个不同口径:前者是“为回采做准备”的掘进量,后者是矿房矿柱本身崩矿、出矿的矿量。课程中所有计算都必须先明确口径,避免把切割拉底的副产矿石重复计入回采矿量。
二、工程量的构成与计算原则
房柱法采切工程量计算遵循三条基本原则。第一是按设计图纸分项计量:每一条巷道、每一个硐室按断面尺寸与长度分别计算,断面以设计掘进断面(含超挖)为准,长度以中心线实测或设计长度为准。第二是脉内脉外分开统计:脉内工程可回收部分矿石,其掘进费用与副产矿石收益应单独核算,直接影响采切比的经济性判断。第三是与采矿方法结构参数挂钩:矿房跨度、矿柱尺寸、阶段高度、联络道间距等结构参数一旦确定,采切工程量就基本被“锁定”,因此计算过程本质上是结构参数的量化表达。
下面这张图把房柱法采场的典型采切工程构成、脉内脉外属性以及它们与回采工程的衔接关系梳理在一起,可作为后续各章计算对象的“总图”。
三、从结构参数到工程量:一个可复算的示例
为便于理解“计算原则如何落地”,给出一个教学假设示例(非实测数据):某缓倾斜矿体,阶段高度 30 m,矿房沿走向长 50 m、跨度 8 m,矿柱宽 4 m、长 8 m,矿房与矿柱沿走向交替布置;阶段运输平巷布置在脉外,距矿体底板 10 m;每个矿房中部设一条联络道(长 12 m,断面 2.4 m×2.6 m);矿房底部沿走向布置切割平巷(断面 2.0 m×2.5 m,长度取矿房长度 50 m);每个矿房一端设切割天井(断面 2.0 m×2.0 m,高 30 m)。
按分项计量:联络道工程量=12 m×2.4×2.6≈74.9 m³;切割平巷=50×2.0×2.5=250 m³;切割天井=30×2.0×2.0=120 m³。若一个采区含 6 个矿房,则脉内切割工程量合计约 (250+120)×6=2220 m³,联络道约 74.9×6≈449 m³。运输平巷与溜井按脉外单独统计,不计入脉内采切比。回采矿量按矿房体积乘矿石体重(示例取 2.7 t/m³)估算,即可得到该采区的采切比。这里的关键不是数字本身,而是每一项都能追溯到设计断面与长度,这正是工程量计算可复核、可审计的基础。
四、课程学习路径
本课程共 30 章,整体按“认知—参数—计算—校核—应用”推进:先建立房柱法结构参数与采切工程的空间对应关系,再逐项讲清运输平巷、联络道、切割平巷、切割天井、溜井等分项工程量的计算方法与断面取值规则;随后进入矿柱回采相关工程、采切比与回采矿量的匹配核算,最后结合设计实例完成一套完整的采切工程量计算表与结果校核。学习时建议始终带着三个问题:这项工程属于脉内还是脉外?它的断面与长度依据哪张设计图?它最终进入哪个统计口径?把这三个问题贯穿始终,后续各章的分项计算就不会混淆。