中国古代采矿、选矿技术（2）

  来源: 科技日报

井巷支护  古代井巷支护有四种形式：无支护、留石柱支护、木架支护、充填支护。


    无支护  在变质岩或其他坚硬的围岩中开采脉状铜、银、铅、金矿时不需支护。现在能看到的古矿洞大都属于这一类。


    留石柱支护  古代开采大型囊状或厚层状矿体时，常故意留下一部分矿体用作支柱,以支撑井巷顶部。江西德兴银山古银矿在唐初曾经大规模开采，留有石柱。到唐天□(904～907)末年,有人想采取留柱中的银矿,“持斧而入，将斫取之,俄而山摧,入者尽压死”（《稽神录补遗》）。唐宋时期，广东肇庆端石开采，也用留石柱法。曹溶《砚录》记载：开采端石的所在，“中空如一间屋者，每丈许留石柱拄之”。到了清代，所留石柱也被开采而代之以木柱。屈大均《广东新语》卷5说:“昔人取石,留数柱,虞其颓圮。今名为东留柱、西留柱；亦取之，以木柱代矣。”清代开采云南东川等大型铜矿时，也采用留石柱法，所留石柱称为“象腿”。


    木架支护  铜绿山矿区在西周时期采用间隔支护，木架距离4～6米。春秋时期斜井支护有两种：一是井框支架垂直于井巷的顶底板，一是井框支架沿地心方向敷设。支护方法的进步，表明古人对矿井地压和压力方向有了进一步认识。战国至西汉时期，立井采用经过精细加工的方木（或圆木）密集式垛盘支护，与现代的木结构井架相差无几；而斜井的支架型式类似现代木结构的“马头门”。破碎带或松散岩体内的巷道，采用封闭式支架，以防止底部上鼓。后代的井巷木架支护与此大同小异。如明代云南永昌玛瑙矿平巷支护是“以巨木为桥圈、支架于下，若桥梁之巩、间尺余辄支架之”（《徐霞客游记》卷18）。清代的井巷木架支护是“间二尺余，支木四，此四木为厢”（《滇南新语》）。


    充填支护  铜绿山古矿井已应用充填支护法。在方框支柱开采和横撑支架开采中，将废石和低品位矿石充填在下部采空区，防止围岩塌落。


    岩石破碎  古代岩石破碎法有工具破碎和火爆破碎，两种方法常结合在一起使用。


    工具破碎  开凿坑道时，如果岩石硬度低或围岩疏松，可用工具破碎岩石。