中國古代採礦、選礦技術（2）

  來源: 科技日報

井巷支護  古代井巷支護有四種形式：無支護、留石柱支護、木架支護、充填支護。


    無支護  在變質岩或其他堅硬的圍岩中開採脈狀銅、銀、鉛、金礦時不需支護。現在能看到的古礦洞大都屬於這一類。


    留石柱支護  古代開採大型囊狀或厚層狀礦體時，常故意留下一部分礦體用作支柱,以支撐井巷頂部。江西德興銀山古銀礦在唐初曾經大規模開採，留有石柱。到唐天□(904～907)末年,有人想採取留柱中的銀礦,『持斧而入，將斫取之,俄而山摧,入者盡壓死』（【稽神錄補遺】）。唐宋時期，廣東肇慶端石開採，也用留石柱法。曹溶【硯錄】記載：開採端石的所在，『中空如一間屋者，每丈許留石柱拄之』。到了清代，所留石柱也被開採而代之以木柱。屈大均【廣東新語】卷5說:『昔人取石,留數柱,虞其頹圮。今名為東留柱、西留柱；亦取之，以木柱代矣。』清代開採雲南東川等大型銅礦時，也採用留石柱法，所留石柱稱為『象腿』。


    木架支護  銅綠山礦區在西周時期採用間隔支護，木架距離4～6米。春秋時期斜井支護有兩種：一是井框支架垂直於井巷的頂底板，一是井框支架沿地心方向敷設。支護方法的進步，表明古人對礦井地壓和壓力方向有了進一步認識。戰國至西漢時期，立井採用經過精細加工的方木（或圓木）密集式垛盤支護，與現代的木結構井架相差無幾；而斜井的支架型式類似現代木結構的『馬頭門』。破碎帶或鬆散岩體內的巷道，採用封閉式支架，以防止底部上鼓。後代的井巷木架支護與此大同小異。如明代雲南永昌瑪瑙礦平巷支護是『以巨木為橋圈、支架於下，若橋梁之鞏、間尺余輒支架之』（【徐霞客遊記】卷18）。清代的井巷木架支護是『間二尺余，支木四，此四木為廂』（【滇南新語】）。


    充填支護  銅綠山古礦井已應用充填支護法。在方框支柱開採和橫撐支架開採中，將廢石和低品位礦石充填在下部採空區，防止圍岩塌落。


    岩石破碎  古代岩石破碎法有工具破碎和火爆破碎，兩種方法常結合在一起使用。


    工具破碎  開鑿坑道時，如果岩石硬度低或圍岩疏鬆，可用工具破碎岩石。