金屬礦床地下開采

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1、《金屬礦床地下開采》 第一篇：金屬礦床地下開采概述 在地殼內由地質作用而形成的礦物的自然聚集體叫做礦床。 含有金屬礦物的礦床叫金屬礦床。所謂礦床開采，即從礦床中將礦石開采出來。 第一章 金屬礦床的特征 第一節(jié) 礦石與圍巖及其工業(yè)特征 一、礦石和廢石的概念 1.凡是地殼內的礦物體，根據(jù)現(xiàn)代技術經濟水平，能以工業(yè)規(guī)摸（包括土法開采）從中提取國民經濟所必須的金屬礦物或礦物產品的，就叫礦石。礦石含在礦床之中。 礦床周圍的巖石以及夾在礦床中根本不含用用成分或者含量過少，以前不宜作為礦石開采的巖石，叫做廢石。 廢石和礦石的概念是相對的。 通常把礦床周圍的巖石稱為圍

2、巖。 礦床邊界上的礦石最低品位，叫做礦床的邊界品位。 在所圈定的礦體中，礦石的平均品位不應低于最低工業(yè)品味。 礦床中未開采的礦石稱為原礦石。采出的純礦石與混入的廢石的總合，叫做采出礦石。 只含一種金屬成分的為單一金屬礦石，含兩種以上金屬成分的為多金屬礦石。 金屬礦石可分為： 1.自然金屬礦石：金屬以單一元素(游離狀態(tài))存在于礦床中的礦石，如金、銀、鉑、銅。除以上四種外，能達到工業(yè)含量的自然金屬礦石很少。 2.氧化礦石：即礦石的成分為氧化物、碳酸鹽或硫酸鹽。 3.硫化礦石：即礦石的成分為硫化物。 4.混合礦石：礦石中含有前三種礦物中的兩種以上的混合物。 二、礦石與圍巖的性質及

3、其對開采工作的影響 在礦石與圍巖的性質中，對礦床開采影響較大的有：硬度、堅固性、穩(wěn)固性、結塊性、氧化性、自燃性、含水性和碎脹性等。 1.硬度：礦巖抵抗工具侵入的性能叫硬度。 礦巖的硬度除對鑿巖有很大的影響外，往往還影響到礦巖的堅固性和穩(wěn)固性以及材料消耗與采礦成本等。 2.堅固性：礦巖的堅固性也是一種抵抗外力的性能，其所抵抗的外力是一種綜合的力、即鍬、鎬、機械破碎、炸藥爆炸等作用下的力。 堅固性的大小，常用礦巖的堅固性系數(shù)（f，相當于普氏硬度系數(shù)）表示。它表示著礦巖極限抗壓強度、鑿巖速度、炸藥消耗量等的平均值。根據(jù)礦巖的極限抗壓強度，將堅固性分為20類。f的確定方法是：f= R／100

4、 式中R—礦巖單向極限抗壓強度，公斤／厘米 3.穩(wěn)固性：礦巖允許暴露面積大小及暴露時間長短的性能，叫做穩(wěn)固性。它對巷道的維護方法及采礦方法的選擇影響很大。 礦巖按穩(wěn)固程度，通?？煞譃椋? 〈1〉不穩(wěn)固：這種礦巖在頂板或兩幫暴露時，需要立即支護，或允許不支護的暴露面積只能在50㎡以內，才能達到安全地進行生產。 〈2〉中等穩(wěn)固的：這種礦巖的允許暴露面積，一般在50—200㎡以內，不支護安全地進行生產。 〈3〉穩(wěn)固的：允許不支護的暴露面積約在200—800㎡以內。 〈4〉極穩(wěn)固的：允許不支護的暴露面積可達800㎡以上。 因為穩(wěn)固性不僅與暴露面積和時間有關，而且與地壓大小和節(jié)理的發(fā)育程度

5、。節(jié)理方向、暴露面積的形狀等有關。對于同種巖石，在相同的暴露面積下，地壓大，節(jié)理發(fā)育、節(jié)理方向與頂板平行等，都可能降低巖石的穩(wěn)固性。 4.結塊性 5.氧化性 6.自燃性 7.含水性 8.碎脹性 系數(shù)（1.2—1.6） 第二節(jié) 金屬礦床的工業(yè)特征 一、金屬礦床的分類 金屬礦床的形狀，厚度及傾角對于礦床開拓與采礦方法的選擇有很大影響。因此，金屬礦床多以形狀、厚度與傾角為依據(jù)來分類。 1.礦床按形式分類 〈1〉層狀礦床：這類礦床多為沉積生成。其特點是分布范圍比較廣，形狀及賦存條件穩(wěn)定，有用成分組成及含量比較穩(wěn)定、均勻。一般黑色金屬礦床多屬此類。 〈2〉脈狀礦床;這類礦床

6、主要由熱液和氣化作用。將礦物填充于地殼裂縫中而生成。它的特點是礦脈與圍巖接觸處有蝕變現(xiàn)象，礦床埋藏不穩(wěn)定，有用成分含量不均勻。貴金屬、稀有金屬及某些有色金屬礦床多為此類。 〈3〉塊狀礦床：這類礦床多由充填、交代、熔離和氣化作用而生成，其特點是礦床大小不一，呈不規(guī)則的透鏡狀、礦巢、礦株等形狀產出，且礦體與圍巖之間一般無明顯的接觸界限。某些有色金屬礦床常屬此類。 2.礦床按厚度分類：礦體的厚度系數(shù)指礦體上、下盤間的垂直距離或水平距離。前者稱為垂直厚度或真厚度，后者稱為水平厚度。 〈1〉極薄礦體：厚度在0.8米以下； 〈2〉薄礦體：0.8—4米； 〈3〉中厚礦體;4—10米（淺孔采礦法）；

7、 〈4〉厚礦體：10—30米（深孔法）； 〈5〉極厚礦體：大于30米。 3.礦床按傾角分類 〈1〉水平與微傾斜礦床：傾角小于5； 〈2〉緩傾斜礦床：傾角為5—30； 〈3〉傾斜礦床：傾角為30—55； 〈4〉急傾斜礦床：傾角大于55。 二、金屬礦床的特點及其對開采工作的影響 金屬礦床的地質條件比較復雜，對礦床開采影響較大的特點有 1.礦床的賦存條件不穩(wěn)定，礦體的形狀、厚度與傾角均不穩(wěn)定。 2.地質構造復雜，在礦床中經常有斷層、褶皺，以及穿入礦體中的交錯巖脈、斷層破碎帶等地質構造。這些都會增加采礦及探礦工作的困難。 3.礦物組成和礦石品位變化大，礦石的礦物組成及品位，不僅

8、在整個礦床范圍內變化很大，就是在礦床的個別區(qū)段中沿走向，厚度和深度也有變化。 4.礦巖的硬度較大，大多數(shù)金屬礦床具有這一特性。 5.含水性 第二章 金屬礦床地下開采基本原則 一、開采步驟 1.開拓：從地表掘進一系列巷道達到礦床，使地表與礦床溝通，形成一個完整的行人、運輸、通風、排水、供電、供水、供風等系統(tǒng)，這種工作叫做礦床開拓。用來開拓礦床的巷道，叫做開拓巷道，如井筒（豎井和斜井）、平硐、石門、盲井、充填井、主溜井、井底車場、專用硐室及階段主要運輸巷道等。 2.采準切割：在開拓完畢的階段或盤區(qū)中，掘進采準切割巷道將階段或盤區(qū)劃分為成礦塊或礦壁，同時解決礦塊或礦壁中的行人、運輸和通

9、風等問題，并創(chuàng)造必要的回采條件，這項工作叫采切。 3.回采：在已經做好采準或切割工作的礦塊或礦壁中，進行大量采礦工作的所有生產過程，叫做回采。它包括落礦、礦石運搬和地壓管理三項主要生產工藝。 二、三級礦量及采掘技術方針 按照對礦床開采的準備程度，礦石儲量通常劃分為三級，即開拓礦量、采準礦量與備采礦量。這三種礦量統(tǒng)稱為三級礦量。 1.開拓礦量：在礦床中，已完成了完整的開拓系統(tǒng)所圈定的礦量，叫做開拓礦量。 2.采準礦量：它是開拓礦量的一部分。凡是礦塊或礦壁完成了采礦方法所規(guī)定的采準工程量的，這些礦塊或礦壁中的礦量，叫做采準礦量。 3.備采礦量：它是采準礦量的一部分。凡是礦塊或礦壁完成了

10、采礦方法所規(guī)定的切割工程量的，這些礦塊或礦壁中的礦量，叫做備采礦量。 金屬礦山三級礦量保有期限 礦 量 等 級 保 有 期 限 開 拓 礦 量 采 準 礦 量 備 采 礦 量 3 年 以 上 1 年 左 右 半 年 左 右 第二節(jié) 開采單元的劃分及開采順序 礦床的開采必須有步驟有計劃的進行，應該將礦床由大到小劃分成開采單元。在開采水平或微傾斜礦床時，將礦床劃分為井田、井田劃分成盤區(qū)，盤區(qū)劃分成礦壁。礦壁就是最基本的開采單元。 一、礦田和井田的概念及井田間的開采順序 1.礦田和井田的概念 劃歸為一個礦山企業(yè)開采的全部礦床或其一部分，叫做礦田。在礦田中

11、劃歸為一個礦井開采的全部礦床或其一部分，叫做井田。 2.井田大小及尺寸確定原則 井田的大小，在傾斜和急傾斜礦床中，一般用沿走向長度和沿傾斜長度來表示。 在生產實踐中，當?shù)V床走向長度為500—800米至1000—1500米，深度為500—600米時，劃為一個井田開采是合理的。 3.井田間的開采順序 用幾個井田開采礦床時，各井田可以同時開采、依次開采或混合開采，其開采順序的確定，取決于下列因素： 〈1〉礦床的勘探程度 〈2〉礦山年產量的大小 〈3〉礦井基建投資的多少及設備供應與人員編制情況 二、階段和盤區(qū)的概念及其間的開采順序 1.階段：開采非水平和非微傾斜礦床時，在井田中每隔

12、一定的垂直距離，掘進與走向一致的主要運輸巷道，將井田在垂直方向上劃分為一個個的礦段，其范圍是，上下以相鄰的兩個主要運輸平巷為界，走向方向上以井田的邊界為界。這樣的礦段叫階段。 2.盤區(qū)：在開采水平或微傾斜礦床時，如果礦體的厚度未超過允許的階段高度，則不劃分井田為階段，而用平巷將井田劃分為長方形的礦段，叫做盤區(qū)。 三、礦塊（礦壁）的概念及其間的開采順序 礦塊是指上下相鄰兩個階段平巷和相鄰兩個天井之間所包圍的礦段。 礦塊的開采順序可分為三種： 1.前進式 2.后退式 3.混合式 四、礦體群中相鄰礦體間的開采順序 〈1〉礦體傾角大小或等于圍巖移動角時，采用從上盤向下盤的開采順

13、序。 〈2〉當?shù)V體傾角大于圍巖移動角，而礦體又相距很近，上盤礦體的移動帶深入到下盤礦體時，無論先采上盤礦體或先采下盤礦體，都會因采空區(qū)巖層移動而相互影響。對此，應根據(jù)礦體之間夾層的厚度，上下盤圍巖和礦石的穩(wěn)固性、采用的采礦方法以及技術措施等，具體確定其開采順序。 第三節(jié) 對金屬礦床地下開采的基本要求 一、確保開采工作的安全及良好的勞動條件 二、完成國家規(guī)定的年產量，滿足社會主義建設對礦石的需求 三、勞動生產率要高 四、開采強度要大 五、礦石的損失與貧化要小 六、礦石的成本要低 在采礦生產中，提高勞動生產率，降低勞動消耗，提高出礦品位，減少材料及動力消耗等，是降低礦

14、石成本的幾個主要途徑。 第三章 礦床開拓方法 第一節(jié) 概述 由開拓巷道構成的在礦體內近行采礦工作的系統(tǒng)工程，叫做開拓系統(tǒng)。其中包括運輸(提升)系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等等。形成這些系統(tǒng)的工程，叫做開拓工程。 開拓巷道根據(jù)其作用與重要性，可分為主要開拓巷道和輔助開拓巷近兩種類型。 用來運輸、提升礦石的主要巷道，如主運輸平硐、提升堅井、提升斜井與主斜坡道等，叫做主要開拓巷道。其中，平硐是具有直接通達地表出口的水平巷道。豎井與斜井分別為垂直巷道與傾斜巷道，統(tǒng)稱為井筒。它們又分為有直接通達地表出口的的與無直接通達地表出口的兩種型式，后者統(tǒng)稱為盲豎井與斜井，統(tǒng)稱為盲井。如通風井、溜礦

15、井、充填井、石門、井底車場以及主要運輸平巷等，叫做輔助開拓巷道。 第二節(jié) 單一開拓法 凡用一種主要開拓巷道來開拓整個礦床的開拓方法，都屬于單一開拓法。 一、平硐開拓法 平硐開拓法就是以平硐為主要開拓巷道來開拓礦床的方法。 平硐開拓法是一種最簡便經濟、安全可靠的方法，基建時間也最短。因此，當?shù)V床全部或局部埋藏于當?shù)氐仄矫嬉陨希袟l件利用平硐開拓時，應優(yōu)先考慮采用平硐開拓法。 1. 沿礦體走向的平硐開拓方案，平硐 沿礦體走向布置一般是位于礦體內，當?shù)V體厚度很大且礦石不太穩(wěn)固時，則將平硐布置在礦體的下盤圍巖中。 這種開拓方法的優(yōu)點是：(1)能在短期內開始采礦； (2)平硐在礦體內時

16、，掘進過程中可順便采得部分礦石，借以抵償一部分開拓費用； (3)平響可起補充勘探的作用。它的缺點在了：當平硐位于礦體內時，必須從井田邊界后退回免否則要在平硐的上部留保安礦往。 2． 垂直于礦體走向的平硐開拓方案 采用這種方案，平硐布置在垂直礦體走向的方向上。若礦體的傾斜方向與山坡的傾斜方向相同，則平硐位于礦體的上盤圍巖中；反之平硐位于礦體的下盤圍巖中。 這種開拓方法的優(yōu)點是 (1)回采方向不受限制； (2)平硐可在垂直礦體走向的方向起勘探作用。其缺點是開拓的時間較化費用較大。 二、豎井開拓法 豎井開拓法就是以豎井為主要開拓巷道來開拓礦床的方法。它主要用于開采急傾斜礦床和埋藏深度

17、較大的水平與緩傾斜礦床。 根據(jù)主豎井與礦體相對位置的不同，豎井開拓法可以分為下盤豎井開拓、上盤豎井開拓、側翼豎井開拓與穿過礦體的堅井開拓四種主要方案。 采用豎井開拓的金屬礦山，當?shù)V體埋藏較深，礦體傾角大于50。特別是大于75，而且礦體下盤的地表地形、地質構造、水文地質條件與巖石性質等適合于布置井筒時，多采用這種開拓方案。 2.側翼豎并開拓方案 側翼豎井開拓方案，即將主豎井布置在礦體走向之一端的開拓方法。 這種開拓方案通常在下列條件下采用： (1)礦體的傾角小，若用下盤豎并開拓．則石門太長； (2)礦體的走向長度不大，偏角??； (3)采用側翼豎井可使礦石的地下運輸方向與地

18、面運輸方向一致； (4)由于地表地形或巖層條件的限制，除側翼外，豎井設置在其它位置，在技術上或經濟上不可能或不合理。 三、斜井開拓法 斜井開拓法就是以斜井為主要開拓巷道來開拓礦床的方法。這種開拓方法通于開采緩傾斜與傾斜礦床，特別是開采傾角為20—40的層狀礦床，最為適宜。該法具有施工簡便、投產快等優(yōu)點。其 缺點是生產能力較小，故在中小型礦山應用得較為廣泛。 采用斜井開拓法，斜井的傾角一般不太于45。根據(jù)斜井傾角的不同，其提升也有不同的方式。當斜井傾角小于17一18時，可使用皮帶運輸機運輸?shù)V石、當斜井傾角小于25—30，可使用串車提升礦石；當斜井傾角大于30時，則必須使用箕

19、斗或臺車提升礦石。 按斜井與礦體的相對位置，斜井開拓法可分為下盤斜井開拓與脈內斜并開拓兩種主要方案。 1． 下盤斜井開拓方案 下盤斜井開拓方案，即將斜井布置在礦體下盤圍巖中的開拓方法。采用箕斗提升時，如礦體傾角小于下盤圍巖移動角，斜井與礦體平行布置。若礦體傾角大于下盤圍巖移動角，則斜井平行于巖層移動線。采用串車提升時，如礦體傾角小于30，斜井與礦巖下盤接觸線平行布置。若礦體傾角大于30，斜井傾角則小于或等于30。 這種開拓方案雖然要開拓一些石門，但不需留保安礦柱，井筒的維護條件比較好。此外，對礦床地質條件要求又不嚴格。這些是它的最大優(yōu)點，所以，在金屬礦山應用較多。 2.脈內斜井開

20、拓方案 脈內斜井開拓方案，即將斜并布置于礦體內的開拓方法。斜井靠礦體的下盤。其傾角與礦體傾角相同。這種開拓方案的優(yōu)點是： (1)不需掘進石門，開拓時間短，投產快； (2)在開拓的同時，能順便采出礦石； (3)井筒掘進有助于進—“步探礦。其缺點為： (1)苦礦體的傾斜不規(guī)則，井筒難于保持平直從而不利于提升， （2）需在井筒兩側留維護并筒的保安礦柱。該方案適用于開拓沿傾斜變化不大，在傾斜方向無榴曲和斷層距很小的礦床。而金屬礦床沿傾斜變化一般較大，故該方案在金屬礦山使用較少．但在遇有如下情況時可考慮采用： 礦床儲量豐富但礦石價值不高； 礦石穩(wěn)固，礦體厚度不大； 礦井急需在短期內投產。

21、 四、斜坡道開拓 這種開拓方法一般在礦體埋藏較淺，范圍不大，礦山年產量較小．服務年限短，巖石穩(wěn)固的條件下使用。 第三節(jié) 聯(lián)合開拓法 凡用兩種或兩種以上主要開拓巷道來開拓——個井田的方法，都稱為聯(lián)合開拓法。 一、上部用平硐下部用盲井的開拓法 當?shù)V體上部賦存于地平面以上，而下部位于地平面以下時，為開拓的方便與經濟起見，礦體上部用平硐開拓，礦體下部用盲井開拓。此外，當?shù)V體賦存于山嶺地帶而位于地平面以下時，因受池表地形的限制，為了減少豎井或斜并的長度，也可采用平硐盲井聯(lián)合開拓法。盲井分為盲豎并與盲斜井兩種型式。與此相反開拓方案也分平硐盲豎井聯(lián)合開拓和平硐盲斜井聯(lián)合開拓法。盲井型

22、式的選擇，與礦體傾角大小密切相關。 二、上部用豎井下部用盲井的開拓法 當采用堅井為主要開拓巷道并通有下列情況時，則可使用堅井與盲井聯(lián)合開拓。 (1)礦體埋藏很深或延深很大，下部若不改用盲井開拓，則深部提升困難且石門太長； (2)礦體傾角不大，深部石門長度增加很快； (3)礦體的傾斜于深部有明顯變化，如變緩或變向； (4，礦體的深部偏角變大； (5)在深部發(fā)現(xiàn)新礦體(盲礦體)法。 三、以斜坡道為輔助井的開拓法 第四節(jié) 主副井布置方式 一、中央集中式布置 主、副井均位于井圖的中央，稱為中央集中式布置。 這種布置方式的優(yōu)點是： (1)礦石的地下運輸功最??；

23、(2)副并可用于輔助提升，沒有反向水平運輸，宜于保證礦井的提升能力； (3)可用副井自下而上延深主井。 二、對角式布置 對角式布置包括中央對角式與側翼對角式兩種型式。主井位于井田的中央，副井和風 并分別布置在井田的兩側，稱為中央對角式，主井與副井(或風井)分別位 于井田的兩側，則稱為側翼對角式。 這種布置方式有以下優(yōu)點： (1)井下作業(yè)的安全性與通風效果較好； (2)副井可起勘探作用。它的缺點： (1)主井在井田的中央，有兩個副井時，掘進與維護費用較大； (2)主井在井田一側時，礦石的地下運輸功較大；(3)副井作為輔助提升對，存在反向的水平運輸。 第四章 主要開

24、拓巷道 第一節(jié) 主要開拓巷道類型的選擇 一、各種主要開拓巷道的比較與評價 1.平硐與井筒的比較 與井筒相比，平硐有其顯著的優(yōu)點； (1)在水平方向運輸，因此，工作安全、簡便又可靠； (2)通常使用電機車運輸，故運輸能力大，所需費用少； (3)每米巷道的掘進與支護費用低掘進與支護速度快； (4)利用溜井下放礦石，無需礦石提升設備、井架與井底車場等設施，生產費用、經營費用都較?。? (5)采用自流排水方式，不需排水設備，相應節(jié)省的排水費用很大。 由此可見，平硐開拓優(yōu)于井筒開拓。所以，只要地形條件允訊應盡量采用平硐。 2. 豎井與斜井比較 豎井與斜井各有其優(yōu)缺點，而且彼此

25、相反： (1)工作的安全可靠性；堅井比較，它不易變形．易于維護，在提升過程中產生的故障較少；斜井易于變形，不易維護，在提升過程中，因提升容器沿軌道運行，容易發(fā)生脫軌等事故。 (2)提升速度與提升能力：豎井較大。因為當提升高度相同時，豎井的長度較斜井的長度小得多，而且提升系統(tǒng)的日常維修工作員小，提升過程中可能發(fā)生的事故少。 (3)生產與經營費用：豎井較低。這是因為，堅井較斜井的提升阻力小，故提升費用低，堅井較斜井的排水管道短，所需水泵的能力?。杂糜谂潘馁M用少；豎井較斜井的巖石壓力小，相應消耗于井筒維護的費用小。 (4)施工條件斜井較方便，它不需要復雜的設備，施工技術比較簡單。 (

26、5)基建時間：斜井較短。因為斜并施工技術及井簡裝備與并底車場等均較簡單；當使用串車或臺車提升時，地表又不需要設置大型的提升設備及高大的井架，所需開掘的石門長度小?？傊?，基建總工程量小，而建設速度快。 (6)基建費用；斜井較少。這是因為，斜井所需設備費用低，基建總工程量少，且單位造價低。 綜上可見堅井在使用上較斜并優(yōu)越，但在中小型礦山和急需投產的礦山點顯得突出。目硫在我國的中小型礦山中，斜井應用較多。在國外金屬礦山得比斜井廣泛。 二、影響主要開拓巷道類型選擇的主要因素 對主要開拓巷道類型選擇有影響的因素很多，主要的有地表地形、礦體的傾角與偏角，礦床的規(guī)模與開采深度，以及巖石的物理力學性質

27、等。現(xiàn)分述如下： 1.地表地形 因為只有在山嶺地帶，才有可能使用平硐，所以，地表地形是采用平硐還是采用井筒的決定性因素。 2.礦體的傾角 礦體的傾角很小或很大（15以上或75以下）時宜采用豎井。當?shù)V體傾角為15—75時，可用豎井。其中傾角為20—40時，最宜采用斜井。 3.開采深度 4.礦體的偏角 若井筒只能布置在礦體的側端時，礦體的偏角則對于選用豎井還是斜井有很大的影響。 5.礦體的規(guī)模 6.巖層的物理力學性質 第二節(jié) 主要開拓巷道位置的確定 主要開拓巷道的類型選定后，尚須確定主要開拓巷道的位置。 確定主要開拓巷道位置的基本條件是：（1）安全；（2）技術

28、上可能與經濟上合理；（3）開拓時間符合要求。 具體問題：1.設在移動帶外；2.礦石運輸功最小；3考慮總圖布置；其它有關因素。 影響主要開拓巷道位置確定的主要因素有：采空區(qū)巖層移動情況、礦石的運輸功、地表地形和與之相應的礦山總平面布置及內部運輸、礦床地質條件以及其他有關的技術或經濟因素。 確定主要開拓巷道的位置，就是根據(jù)確定主要開拓巷道位置的影響因素，決定主要開拓巷道在垂直礦體走向方向上或沿礦體走向方向上符合上述基本條件的具體位置。 一、采空區(qū)的巖層移動及其對主要開拓巷道位置的影響 二、地下和地面運輸功對主要開拓巷道位置的影響 在確定主要開拓巷道的位置時，應會考慮求使在礦床開采過程中

29、的礦石運輸費用是最低。 為減少總運輸功，應盡可能使地下與地面之間無反向運輸。 通常，主要開拓巷道位于礦量的中心位置時，其地下運輸功最小。 三、地表地形對主要開拓巷道位置的影響 井口（平硐口）的合理位置 在確定主要開拓巷道的位置時，必須首先考慮安全問題。井口的位置與礦井的安全直接相關的，因此，井口必須設于安全處；井口的標高位于當?shù)貧v年最高洪水位三米以上；井口附近的建筑物、構筑物以及主要開拓巷道不受巖石崩塌，地表陷落與雪崩的威脅。 四、地質條件對主要開拓巷道位置的影響 為可靠地確定主要開拓巷道的位置，需掌握如下地質資料： （1）表土的深度、顆粒組成、濕度、孔隙度、容重、

30、自然安息角、內摩擦角、抗壓與抗剪強度等； （2）表土與基巖接觸帶的厚度、傾角、巖石分化程度、節(jié)理發(fā)育程度等； （3）各層基巖的厚度、傾角、巖層地質構造要素、巖石的硬度、容重、抗壓強度、內摩擦角、巖洞分布以及充填情況等； （4）個含水層的厚度、含水程度與地下水標高，滲透系數(shù)與涌水量，水質分析及地下水流動方向等水文地質資料。 五、開拓時間及其它因素對主要開拓巷道位置的影響 六、主要開拓巷道位置的確定方法 第五章 輔助開拓巷道 在礦床開拓中，輔助開拓巷道用于通風、升降設備與材料、溜礦及輸送充填料等。 輔助開拓蒼道包括副井、風井、溜井、充填井、石門、井底車場、井下硐室及其它巷道等。

31、 第一節(jié) 溜 井 一、溜井系統(tǒng) 1.溜井位置 采用箕斗提升時，主溜井設在主提升井之一側，以便向箕斗內裝礦。其具體位置的確定，必須考慮到巖石的穩(wěn)固性問題，尤其當采用地下破碎時，因硐室工程量較大，更應設量在穩(wěn)固性較好的巖層中。要避開斷層破碎帶、溶洞、涌水量大及不穩(wěn)固的巖層。 在采用平硐溜井開拓的礦山中，確定主溜井的位置時，要考慮下列因素： （1）溜井的位置應根據(jù)礦體的賦存條件、所采用的采礦方法及階段平面布置等情況，使階段的開拓工程量小，運輸距離短，施工方便及安全可靠； (2)溜井應布置在堅固、穩(wěn)定、節(jié)理不發(fā)育的巖石中，要避開斷層、破碎帶、溶洞、涌水量大及不穩(wěn)固的巖層； (3)

32、主溜井應位于礦量集中、運輸條件好的地區(qū)，以利于運輸和管理； (4)主溜井應盡量布置在礦體下盤的巖石中，以免“壓礦”。若礦石穩(wěn)固而下盤圍巖穩(wěn)固性差時，也可布置在礦體內； (5)溜井裝卸礦石應避免直接放在主要運輸巷道內，以求減少對運輸?shù)母蓴_和礦塵對空氣的污染。 二、溜井結構類型及使用條件 1.單段式直溜井 2.分段控制溜井 3.搗段式溜井 4.傾斜溜井 三、溜井結構參數(shù) 1.溜井斷面形狀及尺寸 垂直溜井斷面形狀有圓形、方形、矩形。由于圓形斷面穩(wěn)固性好，受力均勻、斷面利用率高，礦石對溜井壁磨損較小而且均勻，因此在生產中應用很多。 2.溜井深度 溜井越深，則礦石對

33、溜井沖擊磨損越嚴重，因此，在這種情況下，溜井不宜太長。國外最深600多米，國內300多米，一般在60—250米，斜溜井長度一般在100—250米。 第二節(jié) 井 底 車 場 一、豎井井底車場 二、斜井井底車場 第六章 開 拓 方 案 的 選 擇 第一節(jié) 開拓方案的選擇 一、對開拓方案的基本要求 1.確保開采工作安全； 2.滿足設計任務書所規(guī)定的礦山生產能力，并顧及到礦山發(fā)展的遠景； 3.滿足設計任務書中所規(guī)定的礦山投產與達產的時間要求； 4.符合當前礦山建設的技術經濟政策； 5.所獲取良好的技術經濟效果； 6.所需使用的設備和材料能保證供應

34、。 二、擬定方案，需要考慮的因素 1.地質條件：包括礦床的賦存條件、地質構造、礦石與圍巖的物理力學性質、礦床勘探程度、礦石儲量以及水文地質條件等； 2.地表地形條件：礦床附近的地形及其變化情況，地面的河流、水系、建筑物、鐵路干線，農田及森林等情況； 3.氣象及工程地質資料：降雨量、主導風向、洪水位、雪崩、滑坡與土壤抗壓強度等； 4.開采的技術經濟條件：設計的生產能力、開采深度、投產與達產時間、設備供應情況、外部運輸條件、投產指標、施工與管理力量，以及水源、電源情況等。 基本建設投資費用包括以下幾項： 井巷工程費：包括主井、副井、通風井、溜礦井、充填井、平硐、石門、井底車場

35、及各種主要硐室等的工程費用。 地面建筑物、構筑物費用、包括井架、礦倉、內部運輸線路、橋梁、工業(yè)用房等。 設備費用：設備購置費、設備運輸費、設備安裝費。 其它費用：房屋的拆遷費、土地購置費、改地造田和青苗賠償費。 輔助專業(yè)工程的投資費用：供電、供水。 第七章 采切工程與采切方法 一、采準巷道的種類 采準的目的是在開拓巷道的基礎上，根據(jù)不同采礦方法的要求，形成礦塊的礦石運輸、人員進出、通風、排水及設備材料運輸?shù)韧贰? 采準巷道包括階段運輸平巷與橫巷、通風平巷與天井、人行天井、設備材料天井、聯(lián)絡道、鑿巖巷道、切割天井、拉底巷道、電耙巷道、漏斗頸及放礦溜井等。 二、脈內采準與

36、脈外采準 脈內采準的優(yōu)點是：（1）巷道可起到探礦作用；（2）在掘進時可得到副產礦石；（3）疏水效果好。缺點是：（1）當?shù)V體不厚且變化較大時，巷道難于保持平直，不利于鋪軌與運輸；（2）若礦石不夠穩(wěn)固，則巷道維護工作量大。 脈外采準的優(yōu)點是;(1)可使礦柱量達到最小，且可及時回采，因而礦石損失??；（2）巷道維護費用低；（3）易于保持巷道平直，有利運輸；（4）通風條件好，比較可靠；（5）開采有自燃性礦石時，易于封閉火區(qū)；（6）用前進式或后退式開采井田，均有良好的條件；（7）可以加大階段高度。它的缺點是：（1）掘進費用大；（2）礦床疏干效果較差。 脈內采準巷道可分為上盤脈內、下盤脈內與礦體中央三

37、種位置。 三、階段運輸巷道布置形式的選擇 階段運輸巷道的布置，必須根據(jù)礦山的具體情況，進行多方案比較確定。所選定的布置形式要與礦山的生產能力相適應，并符合安全生產，工程量小及生產經濟效果好等要求。影響階段運輸巷道布置的因素有; 1.所用的采礦方法、采場布置和采場生產能力等。如采用崩落采礦法，應有脈外巷道，而其它方法則不盡然。 2.階段運輸巷道的運輸方法，運輸條件及所需具備的運輸能力。若階段產量很大，宜采用環(huán)形布置或雙機牽引盡頭式布置；階段產量較小時，可采用沿脈錯車道布置。 3.用水量大小，井下涌水量大、泥漿多的礦山，放礦溜井的裝礦口應盡量布置在橫巷內，以減少主要運

38、輸平巷受泥漿的影響。 4.巷道服務年限，下盤運輸平巷兼作下階段回風巷道時，必須使其期間不受破壞。巷道位置應根據(jù)下部生產階段下盤巖石崩落確定，并應距崩落界限有一定的距離。 四、階段運輸巷道的布置形式 1.沿脈單軌有錯車道的平巷布置，這種形式適用于小型礦山。在礦脈規(guī)整，采用充填采礦法或因礦體薄而不回收階段礦柱的情況下，采用脈內布置；當?shù)V體變化大，礦柱需要回收時，采用脈外布置，或者根據(jù)礦體變化情況，采用脈內聯(lián)合布置。 2.穿脈及沿脈盡頭式布置，這種形式適用于大中型礦山，特別是對雙機牽引運輸?shù)牡V山最有利。礦體不規(guī)則時，用沿脈布置較穿脈布置工程量小，但若礦體不夠穩(wěn)固時，巷道難于維護。 3.脈內

39、外環(huán)形布置 該布置形式適用于厚大礦體，或多條平行礦脈，生產能力大的礦山。一般采用單軌環(huán)形布置，當生產能力很大時，可采用雙軌環(huán)形布置。 4.脈外環(huán)形布置 環(huán)形巷道全部位于脈外。這種形式適用于中厚礦體，采場溜井布置在靠近下盤的沿脈巷道內，環(huán)形道間距可增加到200米以上。 5.無軌裝運設備運輸巷道布置 采用無軌裝運設備時，裝礦短巷底板與運輸水平底板標高相同，崩落的礦石直接落到裝礦短巷底板上，無軌裝運設備將礦石自裝、自運、自卸倒入溜礦井中。根據(jù)礦體厚度等條件的不同，裝礦短巷可垂直于礦體走向布置，亦可沿走向布置。 穿脈運輸巷道兩側均設有交錯布置的裝礦短巷，裝礦短巷間距15米，巷道斷

40、面規(guī)格取決于所用無軌設備規(guī)格。當采用SA-4A鏟運機時，運輸巷道斷面為43米。 第二節(jié) 天井與斜巷的布置 回采工作面水平與下部運輸水平及上部回風水平的聯(lián)系，主要依靠天井和斜巷。若它們是為整個階段服務的，則屬于開拓巷道；如果他們只為一個或幾個礦塊服務，則屬于采準巷道，在無軌設備廣泛使用之前，回采工作面與階段上下水平之間，主要依靠天井聯(lián)系；無軌設備廣泛使用之后，斜巷的使用日益廣泛。 一、天井的用途 天井的用途很多，如劃分開采單元，形成運輸平巷與回采工作面間的通路，運送材料設備及充填料，為開切槽創(chuàng)造自由面以及從天井掘進分段巷道，分層巷道和鑿巖硐室等。 天井有傾斜的與垂直的，垂直天井

41、溜礦條件好，支柱磨損小，可采用高效率和高速度的吊罐法及鉆進法掘進。但它只有在厚大礦體或垂直礦體中才便于采用。 二、對天井布置的要求 1.保證安全，與回采工作面聯(lián)系方便； 2.具有良好的通風條件； 3.便與礦石下放和材料、設備運入工作面； 4.利于其它采切巷道的掘進，巷道工程量小，維修費用低； 5.與所用的采礦方法相適應。 三、斜巷采準 第三節(jié) 采切比與采掘比的計算 一、計算的目的與原則 為落實“采掘并舉，掘進先行”的礦山生產技術方針，保持三級礦量平衡，使礦山持續(xù)穩(wěn)產與高產，必須明確每年所需掘進采切巷道的總進遲，并以此為基礎求算工作面數(shù)以及所需人員與設備數(shù)目。

42、 礦山每年回采礦量一般由礦房回采礦量、礦柱回采礦量以及采切工程副產礦量三部分組成。將每年采切總進遲中脈內與脈外部分區(qū)分開，即可求出每年采切工程的副產礦石量及采切廢石量。 采切工程量的大小是評價采礦方法的重要指標之一，因此按統(tǒng)一方法計算采切工程量，對評價采礦方法也是很必要的。 國內外金屬礦山，一般用萬噸采切比或千噸采切比來表示采切工程量的大小。 萬噸采切比系數(shù)指每回采出一萬噸礦石所平均分攤需要掘進的采切巷道的米數(shù)或立方米數(shù)，其單位是米/萬噸。因此切巷道斷面大小不同，所以只按米數(shù)統(tǒng)計掘進工程量，往往不能充分反應實際情況。為此，計算采切比時需統(tǒng)計出實際掘進立方米數(shù)，可按22㎡的標準斷面折算成

43、標準掘進米數(shù)，以此計算萬噸采切比。 第八章 回采的主要生產工藝 回采的主要生產工藝有落礦、礦石運搬與地壓管理三項。 落礦又稱為崩礦，是將礦石從礦體上分離下來，并破碎完成一定的塊度；運搬是將礦石從落礦地點運到溜礦井或直接裝入運輸設備，地壓管理是為了采礦而抵抗或利用地壓所采取的相應措施。 通常，各種采礦方法均包含這三項工藝，但因礦石性質、所用設備及采礦方法結構等不同，這些工藝的特點并非完全相同。 第一節(jié) 落 礦 一、概述 目前廣泛應用的落礦方法是鑿巖爆破，其又可分為淺孔、中深孔、深孔及藥室落礦。 評價落礦的主要指標是：、 1.鑿巖工勞動生產率，米/工班

44、； 2.每米炮孔落礦量，噸/米 3.大塊產出率，％。 影響落礦工作量的因素很多，通常有：（1）礦石的堅固性；（2）礦石裂隙發(fā)育程度；（3）工作面寬度；（4）自由面數(shù)目。 二、淺孔溜礦法 淺孔一般是采用輕型風動鑿巖機開鑿。礦石較軟時，可用電鉆鉆孔，或用風鎬直接落礦而無需爆破。 三、深孔落礦（15米以上） 深孔落礦主要用于階段礦房法、深孔溜礦法、有底柱分段崩落法和階段強制崩落法等采礦方法，以及礦柱回采與采空區(qū)處理。 1.深孔的布置形式 按方向分為水平的、垂直的與傾斜的；按其在爆破層中的排列，可分為平行的、扇形的與束狀的。 深孔平行布置，平行深孔落礦，大塊產出率低，每米

45、孔的落礦量大，落礦范圍規(guī)則。當?shù)V石堅固性大，鑿巖臺班效率低于4—6米時，采用平行布置有利。平行深孔的缺點是需要掘進大量的鑿巖巷道，而且鉆機移動頻繁。 深孔扇形布置，采用水平扇形深孔落礦，要從天井掘進專用鑿巖硐室，其規(guī)格一般為：高2.5米，長3—4米，寬2.5米。采用垂直扇形深孔，要掘進鑿巖巷道。扇形布置的采切工作量小，鉆機移動次數(shù)少。其最大的缺點是炮孔總長度大，較平行布置增加50—60％.目前我國金屬礦山廣泛采用扇形布置，主要是為了減少鑿巖巷道工程。 每一鑿巖硐室可鉆三排孔，第一排仰角5—8，第二排仰角10—15，第三排仰角50—60。每一鑿巖硐室擔負的爆破層厚度為6—8米。 爆破參數(shù)

46、 釬頭直徑一般為80—120毫米，主要用95—105毫米。 四、藥室落礦 藥室爆破的最小抵抗線等于10—15米。 由于藥室落礦需要的巷道工程量大，容易產生大塊，以此很少用于正常的礦房或礦柱回采，一般用于處理采空區(qū)。 六、礦石的合格塊度及二次破碎 深孔落礦大塊產出率高的原因 當?shù)V巖條件一定時，影響大塊產出率的因素主要是爆破參數(shù)和施工質量。根據(jù)礦山實踐經驗，造成大塊產出率高的原因有： 1.最小抵抗線或孔底距過大，致使單位炸藥消耗量的大??； 2.炮孔較深，相應地，扇形孔孔底距離太大，該處孔徑又最小，因而藥量不足； 3.裝藥密度過小，通常要求裝藥密度為1克/立方厘米，而目前人工裝

47、藥密度僅達0.6克/立方厘米。 4.用水平深孔落礦，因自由空間較大，礦石重力與爆力作用方向一致向下，崩落礦石未充分受到爆破能的作用； 5.深孔偏斜，改變了設計的爆破參數(shù)； 6.由于炮孔嚴重變形、錯位、彎曲、以及落渣堵孔等，致使裝藥量嚴重不足； 7.在節(jié)理裂隙發(fā)育的礦體中，用秒差電雷管起爆時，可能落帶相鄰炮孔的藥包，使之拒爆。 第二節(jié) 礦 石 運 搬 一、概述 運搬與運輸?shù)母拍詈腿蝿詹煌?，運輸是指在階段運輸平巷中的礦石移運，而運搬則是指將礦石從落礦地點運送到運輸巷道裝在處。 礦石的運搬方法分為：重力運搬、爆力運搬、機械運搬、人力運搬以及聯(lián)合運搬等。 二、機械運搬 1.電

48、耙設備：常用的電耙絞車有7、14、28、30和55千瓦的； 2.輪軌式風動或柴油裝運機； 3.鏟斗容積為1.2m和2m的柴油鏟運機； 4.電動自行礦車； 5. 輪軌式風動或風動單斗裝巖機； 6.振動放礦機械； 7.載重25噸以內的井下汽車。 第三節(jié) 礦塊的底部結構 一、格篩巷道底部結構 兩個相鄰受礦喇叭口的中心距為5—7米，它決定著每格喇叭口的受礦面積。對房式采礦法，，每個喇叭口負擔的受礦面積為30—50㎡，喇叭口斜面傾角為45—55；對崩落采礦法，負擔面積為20—40㎡，斜面傾角為60—70。 二、電耙巷道底部結構 1.電耙巷道底部結構的種類 電耙巷道底部

49、結構，是我國目前使用最廣的一種底部結構。 按漏斗排數(shù)及其與電耙巷道的位置關系，可分為單側電耙巷道和雙側電耙巷道兩種。電耙巷道的方向與運輸平巷的方向之間可以平行、垂直或斜交。電耙巷道的底板通常高于運輸巷道的頂板，使溜礦小井內貯存的礦石量能滿足一列礦車的需要，以免耙礦與運輸相互影響。 2.電耙巷道底部結構的參數(shù) （1）受礦部分高度：電耙巷道水平至拉底水平之間的垂直高度，稱受礦部分高或上底柱高。 (2)斗穿間距：一般為5—7米，若太小將削弱底部結構的強度。 （3）受礦坡面角：采用房式采礦法時為45—55，采用崩落采礦方法時為60—70。 （4）斗頸軸線與耙巷中心線間的水平距離;其大小影響

50、到桃形礦柱的穩(wěn)固性、耙巷內礦堆高度及耙礦效率等，一般為2.5—4米。 3.對不同電耙巷道底部結構的評價 （1）墊溝受礦與喇叭口受礦的比較，墊溝受礦四部結構的優(yōu)點是：將擴溝、拉底和落礦工序合一，簡化了回采工藝，提高了勞動生產率；在鑿巖巷道內鑿巖，施工安全，易于保證施工質量，免除了較復雜的擴喇叭口工作；底柱雖然礦量較大，但其形狀規(guī)整，較易回采。 三、裝載設備出礦底部結構 這種底部結構的特點是，礦石借重力下落到運輸平巷水平，用裝在設備裝入礦車，二次破碎就在裝載地點進行。 裝載設備有兩類，一類是振動放礦機，另一類是一般裝巖機。礦車可以是軌輪式，也可以是無軌自行式。 四、裝運機出礦平底底部結

51、構 裝運機是一種能完成裝、運、卸、全部作業(yè)的設備，它裝載礦石后，自行至卸載地點，使之卸入溜井或其它運輸容器，裝運機能綜合實現(xiàn)裝、運、卸作業(yè)，又能輪胎行走，其出礦能力較裝巖機大，而且運搬距離可達數(shù)百米。特別是新型的柴油驅動，液壓傳動鏟運機，可顯著提高出礦勞動生產率。 五、底部結構的選擇 1.對底部結構的要求 （1）能適應采礦方法和放礦特點的要求； （2）要堅固，能經受落礦和二次爆破的沖擊和放礦地壓變化； （3）底柱礦量少，結構簡單，巷道工程量少； （4）放礦能力大； （5）作業(yè)安全： （6）施工方便、條件好。 2.底部結構的發(fā)展方向是：采用振動放礦底部結構；采用

52、無軌設備平底底部結構。 第四節(jié) 采場地壓管理 一、概述 巖體內的應力場分為兩種情況：在未開挖出空間之前，巖體內存在的應力場，稱為原巖應力場或一次應力場；空間開挖后巖體內形成的新應力場，稱為次生應力場或二次應力場。 在巖體中開挖采礦空間，破壞了巖體的原始平衡狀態(tài)，產生次生應力場，造成應力降低區(qū)和應力升高區(qū)，形成集中應力。 地壓管理的方法有： （1）使采礦空間具有周圍應力最小的幾何形狀； （2）用礦柱、充填體、支柱或聯(lián)合法支撐采礦空間； （3）崩落圍巖，使采礦空間一些部位的應力重新分布和降低； （4）使礦體暴露面達到自然崩落所需的尺寸。 二、原巖應力場的組成 1.巖體

53、自重應力場 2.地質構造應力場 在地殼中長期存在著一種促進地殼運動發(fā)生發(fā)展的內在力量，稱為地質構造應力。當?shù)刭|構造運動已經結束時，原來存在于巖體中的地質構造應力，因長期應力松弛作用，已大為降低，稱為地質構造殘余應力。一般對上述兩種情況不加區(qū)別，統(tǒng)稱為地質構造應力場。 構造應力場中最大、最小主應力方向和數(shù)值，只有通過巖體應力測量才能得出，而一般地質力學分析，只能大致定性，不能定量。 三、巖體次生應力場 采礦空間開挖后，垂直采礦空間上下邊界的應力為零，因此，在采礦空間頂板內某一部分巖體的次要垂直應力較原始應力低，該區(qū)稱為應力降低區(qū)；采礦空間兩幫支撐了頂板內部分巖體重量，從而使垂直應力增

54、高，稱為應力升高區(qū)。 四、圓形斷面采礦空間圍巖次生應力場 如果采礦空間為圓形，直徑大于2—3米，距地表深度大于100米，巖體受二向均布載荷，則利用彈性力學理論可算出圍巖次生應力場各店的應力；若采礦空間距地表僅15—20米，則可用光彈性試驗解算。 巖石的抗拉強度最低，一般比抗壓強度小8—10倍，因此采礦空間周圍拉伸應力，則空間不穩(wěn)固，易于冒頂片幫。目前，尚難以采取某種技術措施來改變原巖應力場。 四、矩形斷面采場空間圍巖次生應力場 五、礦柱支撐水平、緩傾斜采礦空間地壓管理 1.概念 在開采礦體時，留下一部分暫時或永久不采，用以支撐采礦空間，這部分未采礦體稱為礦柱。用留礦柱支撐

55、采礦空間的方法進行地壓管理稱為礦柱支撐地壓管理法。 開采水平或緩傾斜礦體所留的礦柱常見的兩種形式：不連續(xù)的方柱或圓柱；連續(xù)條帶礦柱。 柱狀礦柱直徑一般為3—5米，條帶礦柱寬可達10—20米。兩排礦柱之間的空間稱為礦房，而礦房之間的礦柱也可稱為房間礦柱。 2.礦房極限跨度與自然平衡拱的高度 3.水平或緩傾斜礦體房間礦柱強度計算 在水平或傾角小于20—30礦體中，連續(xù)條帶礦柱的受力狀態(tài)可作平面問題處理。 4.礦柱高度和礦體傾角對礦柱應力的影響 礦柱高度對礦柱應力的影響 在光彈性試驗中，礦柱高度增加1—2倍而礦柱中應力無變化，條紋級數(shù)均等于4. 礦體的傾角對礦柱應力的影響 應

56、力隨礦體傾角加大而降低。 六、礦柱支撐急傾斜礦體采礦空間圍巖與間柱強度計算 1.急傾斜礦體中的礦柱概念 2.周邊礦柱各部位的承載能力 3.間柱強度計算 4.頂柱的厚度 在間柱計算中已經說明，來自采空場周圍的荷載，主要由間柱承擔，因此從結構角度而言，無需再進行頂柱強度計算。 一般當?shù)V體厚度等于或大于15—20米時，頂住厚度取8—10米；當?shù)V體厚度小于5—7米時，取4—6米。 第五節(jié) 回采的工作循環(huán)及圖表 在回采工作面，按照一定順序循環(huán)地重復完成各項工藝的總和，稱為回采工作循環(huán)。 第九章 采礦方法的分類 第一節(jié) 采礦方法的基本概念 在劃分與布置礦塊

57、時，要根據(jù)礦體厚度的大小，采用相應的方式，借以將礦塊在開采中的暴露面積控制在與礦石穩(wěn)固性相關的允許范圍之內，從而利于頂板管理和生產的正常順利的進行。礦塊劃分成礦房與礦柱時，礦柱的尺寸．要視礦石與圍擊的穩(wěn)固程度及采空區(qū)的地壓管理方法而定。 具體說來，采準、切割工作在時間與空間上進行的順序以及與回采工作的有機配合就叫做采礦方法。 在采礦方法中，回采工作居于很重要的地位。完成回來的落礦、礦石運搬和地壓管理 在采礦方法中，回采工作居于很重要的地位。完成回采的落礦、礦石運搬和地壓管理三項主要作業(yè)的具體工藝，以及它們相互之間在時間與空間上的配合關系，稱為回采方法 第二節(jié) 采礦方法的分類 根

58、據(jù)回來過程中采區(qū)地壓管理方法的不同，可將現(xiàn)存所有采礦方法分為以下五類； 第一類 空場采礦法：在回來過程中，采空區(qū)始終空著，主要依靠暫留的或永久殘留的礦柱進行自然支撐，有時輔以人工礦柱支撐。使用這類采礦方法，最基本的條仍：是礦石與圍巖均為很穩(wěn)固的。 第二類 留礦采礦法：在回采過程中，于采空區(qū)內暫時存留部分采下礦石不予放出，借以配合礦柱支撐采空區(qū)。使用這類采礦方法要求礦石穩(wěn)因而圍巖在中等穩(wěn)固以上為宜 第三類 充填采礦法：在回采過程中，采空區(qū)依靠充填其內的充填料形成的充填體支撐。由于這類采礦方法通常較前兩類采礦方法能更有效地維護采空區(qū)，故對圍巖的穩(wěn)固程度要求不嚴，但礦石應較為穩(wěn)固。 第

59、四類 支柱及支柱充填采礦法；在回采過程中，用支核或支柱與充填料相配合支撐采空區(qū)。適于使用這類采礦方法的礦石與固巖的穩(wěn)固程度，與充填采礦法相近。在使用支柱充填采礦法時，對礦石與圍巖穩(wěn)固程度的要求低于充填采礦法。 第五類 崩落采礦法：它不以支護采空區(qū)作為回采過程中管理地壓的基本手段．而是在回采過程中，隨著礦石的崩落而同時崩落其圍巖，或者滯后崩落上盤圍巖，使崩落后碎脹的圍巖將采空區(qū)連同圍巖崩落空間一并充滿，從而達到控制和管理地壓之目的。很顯然，礦體的圍巖不穩(wěn)固是使用這類采礦方法的有利條件。 采用空場采礦法，必須正確地確定礦塊的結構尺寸和回采順序，以利于地壓管理和安全生產。 第十章 空

60、場采礦法 空場采礦法分為：(1)全面采礦法；(2)房柱采礦法；(3)分段采礦法；(4)階段礦房采礦法。 第一節(jié) 房柱采礦法 房柱采礦法是一種主要用于開采緩傾斜和水平礦床的空場采礦法。它的特點是：在劃分礦塊的基礎上，礦房與礦柱相互交錯布置，回采礦方時要留下規(guī)則的不連續(xù)的帶狀礦柱，借以支撐采空區(qū)的頂板圍巖；當開采緩傾斜礦體時，礦房回采通常是自下而上逆傾斜推進，而開采水平礦床時，礦房回采由其一側向另一側推進，采下的礦石，利用電耙、裝巖機、礦車及其它裝運設備運搬出采場。 1.構成要素 (1)階段斜長即礦房長度：由礦房頂板最大允許暴露面積和電耙有效耙運距離而定，一般不應大于40—60米；

61、（2）礦房寬度：主要取決于頂板圍巖允許暴露面積跨度的大小，并與礦體的厚度和傾角有關，一般為8—20米； （3）礦柱寬度或直徑：它取決于礦柱的強度，即礦柱能夠承受的最大平均壓力，這與作用于礦柱上的載荷大小直接有關。一般為3—7米，其值大小與礦體厚度大小成正比。礦柱間距為5—8米。 薄礦體的礦柱尺寸分別是：連續(xù)帶狀礦柱寬度常為3—4米，規(guī)則礦柱的直徑或邊長常為3—5米，間距10—20米，階段間礦柱厚度常為3米。 （4）盤區(qū)長度：即沿走向兩相鄰帶狀連續(xù)礦柱間的距離，它主要由盤區(qū)間的隔離礦柱的安全跨度及盤區(qū)的生產能力決定，而盤區(qū)的生產能力與盤區(qū)內同時回采的礦房數(shù)目密切相關。因此，一個盤區(qū)應包含不

62、少于2—4個回采礦房與2個以上正在采準切割的礦房，由此可以確定盤區(qū)的長度，開采薄礦體時，盤區(qū)的長度一般為80—100米。 2.采準切割工作 本采礦方法在回采工作開始之前，必須做如下采準切割工作： 進階段運輸平巷1，當?shù)V體底板平整時，在礦體內靠下盤，否則在礦體的下盤圍巖中；自階段運輸巷道1向每個礦房沿其中心線位置開掘一個礦石榴井2；在礦房下部的階段間礦柱(頂、底校的統(tǒng)稱)中開鑿電耙絞車硐室4；沿礦房中心線緊靠底板掘進礦房上山5(在礦床開采中通常稱經傾斜天井為上山)，以便行人、通風及運送材料設備答，并可作為回采時的一個自由面；在各礦房之間掘進聯(lián)絡平巷6；在礦房的下部邊界線掘進切割平巷3

63、，它既作為起始回來的自由面，又是相鄰礦房間的通道。 3.回采工作 礦房的回采過程因礦體厚度的不同而異：當?shù)V體厚度小于2.5—3米時，一次采完礦體全厚；若礦體厚度大于2.5—3米時，則要按兩個步驟分居進行回采。一次采完全厚的過程與分層回來的第一步驟基本相同。 在分層回采的情況下，要將礦房內礦石沿礦體厚度劃分為拉底層和挑頂層兩部分，先采拉底層，后來挑頂層。其整個回采過程 如下： 第一步，采拉底層 拉底層高度為2.5—3米左右。回采工作從切割井巷開始，以直線或階梯工作面逆礦體傾斜推進。落礦用淺孔，深度為2米左右，用平柱式或氣腿式鑿巖機平行于上山開鑿。爆破后，工作面向上推進1.8—2米。經

64、過采場通風和頂板檢查之后．用電耙出礦，電耙絞車安裝在絞車硐室內。 第二步．采挑頂層 在整個礦房的拉底層礦石回采完畢后，繼之回采挑頂層，其回采工作仍從原切割平巷位置起始，自下而上地逆礦體傾斜推進。當?shù)V厚不大于5米時，挑頂層不劃分為梯段，一次采下，當?shù)V厚大于5米時，則要將其劃分成高度為2.5米左右的上向梯段，即自下而上回采的梯段。落礦的鑿巖工作是站在采下礦石堆上或拉底層的底板上進行，用平柱式或氣腿式鑿巖機開鑿平行于頂板的淺孔。若鑿巖工作需要在采下的礦石堆上進行，則需將崩落的礦石局部暫留在礦房中，形成留礦堆，并隨回采工作面的推進而不斷向前移動，長度保持5—7米。它的前端作為鑿巖工作臺，后端用電耙

65、出礦。應該指出，挑頂時要特別注意靠近頂板的炮孔布置與開鑿，力求做到既不丟損礦石，又不破壞頂板的完整性，從而有利于頂板管理。 由于在礦房回采過程中，采礦人員直接在頂板大暴露面下作業(yè)，所以管理好頂板是非常重要的。本采礦法主要依靠規(guī)則礦柱文撐礦房頂板。如果礦房的頂板巖石穩(wěn)固性不夠，可在頂板上安裝桿柱；若頂板巖石局部不夠穩(wěn)固時，則可在該處留下孤立礦柱，以保證工作面的作業(yè)安全。 二、實例 某銻礦，礦體呈似層狀，厚度一般為2—3米，部分地段達4—5米，傾角10—20；礦石穩(wěn)固，硬度系數(shù)f為8—10。頂板為頁巖，穩(wěn)固性較差，節(jié)理較發(fā)育，硬度系數(shù)f為3—5；底板為灰?guī)r，穩(wěn)固，硬度系數(shù)f為10—18。該礦

66、使用房柱采礦法開采，其情況如下； 沿礦體走向劃分盤區(qū)，盤區(qū)長80—l00米，盤區(qū)之間留有3米寬的長條連續(xù)礦柱(亦稱為礦壁)，盤區(qū)又劃分成礦房與礦柱；礦房沿礦體傾斜布置，礦房寬度為8—18米；礦柱為不連續(xù)的矩形，其規(guī)格為34米間距為5米，頂?shù)字穸染鶠?米；階段斜長為40—60米。 采準切割工作有：掘進脈外階段運輸平巷7，其斷面為2.62.4米距離礦體約4—6米，從脈外階段運輸平巷7的一側，向每個礦房開掘一個長約5—6米，斷面為2 2米的礦石溜子2、3；在放礦溜子頂部，緊靠礦房的下部邊界線沿礦體走向掘進拉底平巷，并由之開掘成切割槽5，掘進切割平巷4；在每個礦房中央，沿其底板開掘一條斷面為22米的礦房上山(即切割天井) 1與上部回風平巷直接相通。此外，在礦房下部的間柱中對應放礦溜子開鑿電耙絞車硐室9；掘近聯(lián)絡平巷10等。 礦房回采工作是在拉開切割槽之后，以礦房上山為爆破自由面．用淺孔落礦方式進行。相鄰礦房回采工作可以同時進行，其間一般要保持15—20米的超前距離。隨著回來工作面的