金屬礦床地下開(kāi)采 授課講義

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1、金屬礦床地下開(kāi)采 授課講義 金屬礦床地下開(kāi)采 第一講 礦石和廢石的概念 （1）礦物——在地殼中，由于地質(zhì)作用形成的自然元素和自然化合物，統(tǒng)稱為礦物。 （2）礦石——凡是在地殼中遇到礦物集合體，在現(xiàn)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平條件下，能以工業(yè)規(guī)模從中提取國(guó)民經(jīng)濟(jì)必須的金屬或礦物產(chǎn)品的都叫礦石。 （3）礦體——礦石的聚集體叫礦體。（一個(gè)礦體是一個(gè)獨(dú)立的地質(zhì)體，具有一定的幾何形狀，具有一定的空間位置等）。 （4）礦床——礦床是礦體的總稱。（對(duì)于某一礦區(qū)而言，一個(gè)礦床由一個(gè)或幾個(gè)礦體組成，礦床又可分為工業(yè)礦床和非工業(yè)礦床）。 ① 工業(yè)礦床——在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，符合開(kāi)采和利

2、用要求的礦床叫工業(yè)礦床。 ② 非工業(yè)礦床——與上述情況反之，叫非工業(yè)礦床。 （5）圍巖——礦體周圍的巖石叫圍巖。 ①上盤圍巖——指礦體上部圍巖。 ②下盤圍巖——指礦體下部圍巖。 （6）夾石——夾在礦體中的巖石叫夾石。 （7）廢石的概念 在采礦過(guò)程中所采出的圍巖或夾石，一般稱為廢石。（或者說(shuō)廢石是：礦床周圍的圍巖以?shī)A石、根本不含有用成分或者含量過(guò)少，當(dāng)前不宜作為礦石開(kāi)采的稱之為廢石）。 【注意】 應(yīng)當(dāng)指出，礦石與廢石的概念是相對(duì)的，它與一個(gè)國(guó)家的社會(huì)制度，一個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平，已經(jīng)掌握的資源情況，以與對(duì)某種金屬的需要量都存有關(guān)系。 二、礦石的種類 在自然界中的礦物很

3、多，現(xiàn)在已經(jīng)知道的礦物有3000多種，而有用礦物約有二百余種。 在地殼中，以自然金屬形式存在的礦石是很少的，大量的礦石是以氧化礦，硫化礦等形式存在的。（含金屬成份的礦石，叫金屬礦石）。 （一）金屬礦石按其所含金屬礦物的性質(zhì)，化學(xué)成份，礦物組成可以分為以下幾類 （1）自然金屬礦石——它是以單一元素形式存在的，如金、鉑銀等。 （2）氧化礦石——指礦石的成分為氧化物。 如：赤鐵礦（Fe2O3），赤銅礦（Cu2O）等。 （3）硫化礦石——指礦石的成份為硫化物。 如黃銅礦（CuFeS2）、方鉛礦（PnS）、輝銅礦（MOS2）、閃鋅礦（ZMS）等 （4）混合礦石——是前三種的混合

4、物。 （二）根據(jù)所含金屬種類的不同，礦石又可分為以下幾種 （1）黑色金屬礦石——如鐵、錳、鉻 （2）有色金屬礦石——如銅、鉛、鋅、鋁等 （3）稀有金屬礦石——如鈮、鉭等（也是相對(duì)概念） （4）放射性礦石——如鈾、釷等 （5）貴重金屬礦石——如金、鋃、泊等 （6）非金屬礦石——如建筑石材、石膏、滑石等。 三、礦石品位的概念 （一）礦石品位的概念 通常我們把礦石中凡是可供利用的元素或礦物稱為有用成份。礦石中所含有用成分的多少用品位來(lái)表示。 礦石中有用成份重量 礦石重量 所謂品位就是：礦石中有用成份的重量與礦石重量之比，常用百分?jǐn)?shù)（%）表示。

5、 品位= 100%（或克/噸） 一般金屬品位是指礦石中該種金屬元素含量的百分?jǐn)?shù)。 對(duì)于貴重金屬（金鉑等）礦石的品位是用克/噸表示。這是因?yàn)檫@些貴重金屬在礦石中含量很少。 （二）邊界品位 這是指可采礦石有用成份含量和最低界限。它是礦體邊界上礦石上最低品位，是劃分礦石和廢石，圈定礦體范圍的標(biāo)準(zhǔn)。在圈定的礦體范圍內(nèi)，任意取樣點(diǎn)的品位，一般都不應(yīng)當(dāng)小于邊界品位。 （三）最低工業(yè)品位 是指在邊界品位圈定的礦體范圍內(nèi)，合乎工業(yè)開(kāi)采要求的平均品位的最低值。 這意思是說(shuō)，根據(jù)目前工業(yè)技

6、術(shù)水平，當(dāng)?shù)V石的品位低于某個(gè)數(shù)值時(shí)，便沒(méi)有利用的價(jià)值，則這一數(shù)值的礦石品位叫最低工業(yè)品位，或者產(chǎn)，用邊界是品位圈定的礦體或礦體中某個(gè)塊段的平均品位，必須高于最低工業(yè)品位才有開(kāi)采價(jià)值，否則無(wú)開(kāi)采價(jià)值。 【注意】邊界品位和最低工業(yè)品位也是相對(duì)概念，是可以變化的。 四、礦石和圍巖的性質(zhì) 礦石和圍巖的性質(zhì)主要包括有：硬度、堅(jiān)固性、穩(wěn)固性、碎脹性、結(jié)塊性、氧化性、自燃性與含水性等。 （一）礦巖的硬度 礦巖的硬度是指礦巖抵抗工具侵入的性能。礦巖的硬度取決于礦巖的組成，即取決于礦巖顆粒的硬度，形狀，大小，晶體結(jié)構(gòu)以與顆粒間膠結(jié)構(gòu)的情況等，礦巖的硬度除了對(duì)鑿巖有很大影響外，往往影響礦巖的堅(jiān)固性和較固

7、性。 （二）礦巖的堅(jiān)固性 人們?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到，有些巖石不容易破壞，有一些則難于破碎。難于破碎的巖石一般也難于鑿巖，難于爆破，則它們的硬度也比較大，概括的說(shuō)就是比較堅(jiān)固。因此，人們就用巖石的堅(jiān)固性這個(gè)概念來(lái)表示巖石在破碎時(shí)的難易程度。 堅(jiān)固性的大小用堅(jiān)固性系數(shù)來(lái)表示，（許多書中硬度系數(shù)，也叫普氏系數(shù)f值）。 堅(jiān)固性系數(shù) (R單位 kg/cm2) 式中R——為巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣的單向極限抗壓強(qiáng)度值。 通常用的普氏巖石分與法就是根據(jù)堅(jiān)固性系數(shù)來(lái)進(jìn)行巖石分級(jí)的。 如： ① 極堅(jiān)固巖石 f=15～20（堅(jiān)固的花崗巖，石灰?guī)r，石英巖等） ② 堅(jiān)硬巖石 f=8 ～10

8、（如不堅(jiān)固的花崗巖，堅(jiān)固的砂巖等） ③ 中等堅(jiān)固巖石 f=4 ～6 （如普通砂巖，鐵礦等） ④ 不堅(jiān)固巖石 f=0.8～3 （如黃土、僅為0.3） 礦巖的堅(jiān)固性也是一種抵抗外力的性質(zhì)，但它與礦巖的強(qiáng)度卻是兩種不同的概念。 強(qiáng)度是指礦巖抵抗壓縮，拉伸，彎曲與剪切等單向作用的性能。而堅(jiān)固性所抵抗的外力卻是一種綜合的外力。（如抵抗鍬，稿，機(jī)械碎破，炸藥的綜合作用力）。 （三）礦巖的穩(wěn)固性 （1）礦巖穩(wěn)固性的概念： 穩(wěn)固性是指在一定暴露面積下和在一定時(shí)間內(nèi)不自行垮落的性能?；蛘哒f(shuō)較固性是指礦巖在空間允許暴露的面積大小和允許暴露的時(shí)間長(zhǎng)短的性能。 影響穩(wěn)固性的因素十分復(fù)雜，高于礦巖的

9、成份，結(jié)構(gòu)，構(gòu)造節(jié)理狀況，風(fēng)化程度，以與水高地質(zhì)條件都有關(guān)系，還與礦巖在開(kāi)采過(guò)程中形成的實(shí)際情況有關(guān)，（如巷道的方向，開(kāi)采深度等）。 穩(wěn)固性對(duì)于采礦方法的選擇，與支護(hù)方法的選擇，掘進(jìn)方式等都有很大影響。 （2）穩(wěn)固性與堅(jiān)固性的關(guān)系 二者既有聯(lián)系，又有區(qū)別。一般在節(jié)理發(fā)育，構(gòu)造破碎的地帶，礦巖的堅(jiān)固性雖然可能好，但穩(wěn)固性大為下降。因此，穩(wěn)固性與堅(jiān)固性不能混同起來(lái)，（堅(jiān)固性不好的，不一定就不穩(wěn)固）。 （3）礦巖穩(wěn)固性分類：大致可分為五類 ① 極不穩(wěn)固的 不允許有暴露面積。要求在掘進(jìn)與開(kāi)采中必須超前支護(hù)。否則會(huì)昌落。（非金屬礦條件）； ② 不穩(wěn)固的 允許暴露的面積在50米2以內(nèi)。

10、也即允許有較小的暴露面積，隨著回采，要立即進(jìn)行支護(hù)。 ③ 中等穩(wěn)固的 允許有一定的暴露面積，即50m2——200m2，一般不支護(hù)，或作臨時(shí)支護(hù)，即可安全地進(jìn)行生產(chǎn)。 ④ 較穩(wěn)固的 允許有較大的暴露面積，為200——500m2，一般不支護(hù)。 ⑤ 極穩(wěn)固的 允許有很大的暴露面積，即800m2以上。不必支護(hù)，可以長(zhǎng)期時(shí)不垮落。 【注】穩(wěn)固性不僅與暴露面積和時(shí)間有關(guān)，而且與地壓，大小，節(jié)理發(fā)育程度，節(jié)理方向，暴露面積形狀等有關(guān)。 （四）礦巖的碎脹性 礦巖的碎脹性是指礦石和圍巖破碎之后的面積比原體積增大性質(zhì)。碎脹性可用碎脹系數(shù)來(lái)表示（又叫松散系數(shù)） ＞1 對(duì)于一般堅(jiān)硬礦巖石松散系

11、數(shù)為1.4——1.6（或1.2——1.6）。 松散系數(shù)的大小主要取決于破碎之后，礦巖的粒度組成和塊度的形狀。初裝入容器（礦車、箕斗等）內(nèi)的礦巖塊，因礦巖塊之間空隙較大，則松散系數(shù)值可達(dá)1.8 ——2.0（產(chǎn)生了二次松散）。 （五）礦巖的結(jié)塊性 結(jié)塊性是指采下的礦巖遇水受壓，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，又結(jié)成整塊性質(zhì)。 我們通常見(jiàn)到的是粘土礦物、滑石、或高硫礦遇水受壓，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。結(jié)塊性對(duì)于放礦，裝卸，運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié)造成困難，甚至于影響到某些采礦方法的順利使用。具有結(jié)塊性的礦石在采坊中，在鑿井中存放時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。 （六）礦石的氧化性 礦石的氧化性是指硫化礦石在水和空氣的作用下

12、，變成了氧化礦石的性質(zhì)。在硫化礦石中滲雜入氧化礦石后，降低了選礦的回收率。（選礦用的藥劑不同）。因而硫化礦與氧化礦石切記不要混在一起。 （七）礦巖的自燃性 自燃性是指高硫化礦石（含硫量在18——20%以上），當(dāng)其透水性與透氣性良好的條件下，具有自燃發(fā)生的性能。 高硫化礦在井下氧化時(shí)，放出大量的熱，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，溫度升高，會(huì)引起井下火災(zāi)，特別粉狀的高硫化礦與空氣接觸的面積大，更容易引起火災(zāi)。 由于上述原因，對(duì)于高硫化礦床必須要采取快采快處理的辦法來(lái)開(kāi)采，以減少礦石的損失。 具有自燃性的礦石，在采礦方法選擇上有特別要求。（例如：小餳林礦在文革中曾進(jìn)行過(guò)一次大炸破，由于礦石未能與時(shí)放出來(lái)，

13、時(shí)間一長(zhǎng)，溫度升高，產(chǎn)生了自燃，燒了很久而未滅，只好封閉起來(lái)，暫時(shí)不采）。至今封閉未采。 （八）含水性 含水性是指礦巖裂縫和孔隙中含水的性質(zhì)。礦巖含水性直接影響到礦石的提升，運(yùn)輸，礦倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)礦。礦巖含水過(guò)多，會(huì)使排水費(fèi)用增加。對(duì)于此方案寒冷地區(qū)的礦山，由于含水性會(huì)造成結(jié)冰河。 （九）其他的 （1）容重——容重是指單位體積中原巖的重量。 一般巖石的容重為2.3——3.0 T/m3之間。 有色金屬礦石中金屬含量較少，其容重與巖石差不多或稍大些。黑色金屬礦石中金屬含量較高，容重可達(dá)3.5 T/m3左右。（或更大） （2）塊度——原所崩落后則形成礦塊，或巖石塊，其尺寸的大小稱為塊度。 塊

14、度通常用三個(gè)相互垂直方向的平均尺寸來(lái)表示。（或用最大方向的尺寸） 即B、L、H的平填值。 （一般按三度算，用方格法測(cè)定時(shí)，用二度定，有時(shí)用二度時(shí)采用一個(gè)效正系數(shù)）。 對(duì)于一定的裝運(yùn)，破碎等設(shè)備，對(duì)礦巖的最大塊度有一定的要求。為了保證礦山持續(xù)生產(chǎn)，必須使礦石的最大塊度與裝運(yùn)等設(shè)備的要求相應(yīng)。 通常用合格塊度來(lái)表示限制采出礦石的塊度，礦石塊度超過(guò)合格塊度時(shí)，則要求進(jìn)行二次破碎。 合格塊度——即允許的礦石最大塊度。通常合格塊度為250——500mm之間，也有600mm。它是根據(jù)開(kāi)采與加工的工藝和設(shè)備要求來(lái)確定的。隨著機(jī)械

15、化水平的提高，合格塊度有增大的趨勢(shì)。 （3）自然安息角——松散礦巖自燃燒堆積時(shí)，其四周將形成傾斜的堆積坡面，我們把自然堆積坡面與水平面相交的最大角度，稱為該礦巖的自然安息角。 五、金屬礦床分類與其工業(yè)特征 （一）金屬礦床分類 金屬礦床的礦體形狀厚度與傾角，對(duì)于礦床開(kāi)拓和采礦方法的選擇，有直接的影響，因此，金屬礦床的分類，一般按其礦體形狀傾角和厚度三個(gè)因素進(jìn)行分類。（此三個(gè)要素習(xí)慣上稱為礦體三要素）。 （1）按礦體形狀分類 1）層狀礦體——這種礦體是一層一層的。多源于沉積或變質(zhì)沉積礦床。 特點(diǎn)是：① 層狀礦床的品位，傾角和厚度變化不大，比較穩(wěn)定。 ② 礦床規(guī)模比較大。 ③

16、多見(jiàn)于黑色金屬礦床。（亂礦多見(jiàn)） 2）脈狀礦體 這類礦床主要是由于熱液和氣化作用，將礦物充填于地殼的裂隙中生成的礦床。 特點(diǎn)是：① 礦脈與圍巖接觸處有蝕變現(xiàn)象 ② 礦床賦存條件不穩(wěn)定； ③ 有用成分含量不均勻；（品位變化大）。 （有色金屬，稀有金屬與貴重金屬硫礦床多屬此類）。 3）塊狀礦床 這類礦床主要是充填，接觸高代分離和氧化作用形成的。 特點(diǎn)：① 形狀很不規(guī)則。呈不規(guī)則的透鏡狀，礦株等形； ② 礦體大小不一； ③ 礦體與圍巖的界限不明顯； 某些金屬礦床（銅、鉛、鋅等）屬此類。我國(guó)的南京梅山鐵礦也屬此類礦床。 （2）按礦體、厚度分類 1）礦體厚度的

17、概念： 礦體厚度是指礦體的上盤與下盤之間的垂直距離或水平距離。前者稱為礦體的真厚度，后者稱為礦體的水平厚度。 b——為垂直厚度； a——為水平厚度； φ——a與b夾角； α——礦體傾角； 對(duì)于急傾斜礦體，常用水平厚度，對(duì)于緩傾斜礦體，水平或傾斜礦體常用垂直厚度。（也即真厚度。若文中不加說(shuō)明時(shí)，一般指真厚度）。 2）分類：可分五類 ① 極薄礦脈 按傾角： 1）水平礦體 礦

18、體傾角小于5（包括微傾斜礦體）?？墒褂糜熊壔驘o(wú)軌運(yùn)搬設(shè)備直接進(jìn)入采坊運(yùn)搬礦石。 2）緩傾斜礦體 礦體傾角在5——30之間?？刹捎萌肆螂娏?，運(yùn)輸機(jī)等機(jī)械設(shè)備運(yùn)搬礦石。 3）傾斜礦體 礦體傾角在30——55之間。可借助于溜槽，溜板或外力拋擲等方法，進(jìn)行自重運(yùn)搬礦石。 4）急傾斜礦體 礦體傾角應(yīng)大于55?？衫玫V石自重的重力運(yùn)搬方法。 【注】以上分類方法是相對(duì)的，隨著其他無(wú)軌機(jī)械設(shè)備的發(fā)展，分類界線將會(huì)變化。 （二）金屬礦床的特點(diǎn) （1）礦床賦存條件不穩(wěn)定； （2）礦石品位變化大； （3）地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜； （4）礦石和圍巖的硬度較大； （5）礦床的含水性；

19、 第二講 井田與其劃分原則 （一）井田礦田和礦區(qū)的概念 實(shí)際在采礦企業(yè)中，在礦務(wù)局下面或在公司下面設(shè)一個(gè)或幾個(gè)礦山；而在礦山下面設(shè)一個(gè)或幾個(gè)坑口，而每一個(gè)坑口都是一個(gè)獨(dú)立的開(kāi)采系統(tǒng)，獨(dú)立的生產(chǎn)單位。 按照這種所屬關(guān)系來(lái)劃分井田，礦田和礦區(qū)，則： （1）劃歸一個(gè)坑口開(kāi)采的礦體，叫井田； （2）劃歸一個(gè)礦山企業(yè)開(kāi)采的全部礦床或者是一部分叫礦田；（如金嶺鐵礦、招遠(yuǎn)金礦等） （3）劃歸一個(gè)公司或礦務(wù)局開(kāi)采的礦體，叫礦區(qū)。（西北區(qū)，中央?yún)^(qū)，東南區(qū)）（如楊杖子礦務(wù)局，中條山有色金屬公司等）（長(zhǎng)嶺礦分為三個(gè)井田開(kāi)采） 一個(gè)礦田可以包括若干個(gè)井田，有時(shí)一個(gè)礦田就等于一個(gè)井田。 （弓長(zhǎng)

20、嶺礦分兩層礦體，6條礦層三、三為下含鐵帶現(xiàn)未采。上含鐵帶二礦區(qū)又分為三個(gè)井田開(kāi)采。固上下含鐵帶之間相距80——200多米。西北采區(qū)為平洞淄井開(kāi)拓，中央?yún)^(qū)為平洞豎井開(kāi)拓，東南區(qū)未開(kāi)采。一礦區(qū)用露天開(kāi)采又分老空、獨(dú)木、高山三個(gè)礦區(qū)）。 ※ ※ ※ ※ 【參考內(nèi)容】關(guān)于礦巖的走向與傾向的概念。 （1）走向線——巖層的層面與水平面的交線叫該巖層的走向線。 （對(duì)不規(guī)則的礦體來(lái)說(shuō)，礦體的理想中心面與水平面的交線叫該礦體的走向線）。 （2）走向——走向線的水平方位角叫走向 （由于走向線是平面上的一條線，所以能用它與正北

21、方向所夾的角度來(lái)表示它的方向。如某巖層露頭在地質(zhì)平面圖上的上向?yàn)楸睎|60（NE60），就表示該巖層是從正北算起向東數(shù)60角）。 （3）走向長(zhǎng)——礦體沿走向的長(zhǎng)度，稱為礦體的走向長(zhǎng)。 （4）傾斜線——在巖層平面內(nèi)垂直走向的線叫傾斜線。 （5）傾 斜——傾斜線的方向叫傾斜（或傾向）。 （傾斜也是用傾斜線在水平面上的投影與正北或正南的夾角來(lái)表示，走向和傾斜在平面內(nèi)的投影成垂直關(guān)系。 （6）傾 角——傾斜線與水平面形成的夾角叫傾角。也就是巖層面與水 所形成的夾角，叫巖層的傾角。 H 0 -500 1 -50 （7）

22、關(guān)于延深、埋進(jìn)深度和賦存深度的概念 a）延深——是指礦體在深度上分布情況?？捎寐竦郎疃群唾x存深度來(lái)表示。 b）埋道深度（h）——指礦體上部界線到地表的深度（h）。 c）賦存深度（HO）——指礦體上部界限到下部界限的垂直距離或傾斜距離。 ※ ※ ※ ※ 階段、礦塊和盤區(qū)采區(qū)的概念 （一）階段和礦塊的概念 （1）階段——階段就是在開(kāi)采緩傾斜，傾斜和急傾斜礦床時(shí)，在井田中每隔一定的垂直距離，掘進(jìn)與走向一致的主要運(yùn)輸巷道，將井田在垂直方向上劃分為礦段，把這個(gè)礦段叫做階段。 （2）階段高度——階段高度是指上、下兩個(gè)階段運(yùn)輸平

23、巷之間的垂直距離。 階段高度變化范圍——階段高度變化范圍很大。 對(duì)于緩傾斜礦體，階段高度通常小于20——30米； 急傾斜礦體，階段高度通常為50——60米，個(gè)別也有達(dá)到80——120米左右的。 但是，對(duì)于不同的采礦方法，則所需求的階段高度是不同的。 （3）影響階段高度的主要因素 階段高度主要取決于影響的賦存條件，采礦方法。 只要條件許可，適當(dāng)?shù)脑黾与A段高度，可以減少階段數(shù)目，降低開(kāi)拓、采準(zhǔn)工程量，減少礦石損失和貧化。 因此，近年來(lái)有增加階段高度的趨勢(shì)。（受鑿巖設(shè)備等限制 條件） （4）礦塊 在階段中沿走向每隔一定距離，掘進(jìn)天井連通下

24、、下兩個(gè)相鄰的階段運(yùn)輸平巷，將階段再劃分為獨(dú)立的回采單元，我們把這樣的回采單元叫做礦塊。 礦床的賦存條件不同，則開(kāi)采礦塊的方法也不同。 （二）盤區(qū)和采區(qū)的概念 （1）盤區(qū) ① 當(dāng)開(kāi)采水平和微傾斜礦床時(shí)， （即礦體傾角<5的礦床）如果礦床的厚度不超過(guò)允許（如某礦體厚度80多米，若選用淺水鑿礦法開(kāi)采，則80米超過(guò)了鑿礦法常用的階段，高50米在長(zhǎng)，此時(shí)應(yīng)分幾個(gè)階段開(kāi)采，如可分為30米階段開(kāi)采。根據(jù)具體采礦方法而定）的階段高度，此時(shí)，在井田內(nèi)不再劃分為階段。

25、 為了工作上的方便，將井田用盤區(qū)運(yùn)輸巷道劃分為長(zhǎng)方形的礦段。我們把這礦段稱為盤區(qū)。 （當(dāng)?shù)V體厚度很大時(shí)，仍然劃分為階段來(lái)開(kāi)采，如梅山鐵礦）。 ② 盤區(qū)的范圍——盤區(qū)是以井田邊界為其盤區(qū)的長(zhǎng)度。而以兩個(gè)相鄰盤區(qū)運(yùn)輸巷道之間的距離為其盤區(qū)的寬度。 Ⅰ——開(kāi)拓盤區(qū)； Ⅱ——采準(zhǔn)盤區(qū)； Ⅲ——回采盤區(qū)； 1——主井； 2----副井； 3——主運(yùn)輸巷道； 4——盤區(qū)運(yùn)輸巷道； 5——回采巷道； 6——采區(qū)； 7——切割巷道； B——礦床的寬 （即井田寬）

26、 L——礦床的長(zhǎng)（井田的長(zhǎng)） （2）采區(qū) 1）在盤區(qū)中沿走向每隔一定距離，掘進(jìn)回采巷道連通相鄰兩個(gè)盤區(qū)運(yùn)輸巷道，將盤區(qū)再劃分為獨(dú)立的回采單元，把這個(gè)獨(dú)立的回采單元稱為采區(qū)。 2）采區(qū)范圍——上、下以階段平巷為界，其高度為階段高度，長(zhǎng)度以采區(qū)天井（或上山）為界。長(zhǎng)度根據(jù)采礦方法不同，可變化在10——40為至30——60米之間。 3）當(dāng)開(kāi)采緩傾斜礦床時(shí)，可有兩種情況 ① 當(dāng)?shù)V體厚度不大時(shí)，采區(qū)可沿走向布置； ② 當(dāng)?shù)V體厚度很大時(shí)，采區(qū)可沿上部走向布置； 礦床的開(kāi)采順序 （一）井田階段的開(kāi)采順序 階段的開(kāi)采順序可有兩種方式 （1）下行式——即自上

27、而下進(jìn)行開(kāi)采。即先采上階段，而后開(kāi)采下階段。也可以同時(shí)開(kāi)采幾個(gè)階段。（采用多階段開(kāi)采，雖然可以增加工作線長(zhǎng)度和提高礦井生產(chǎn)能力，但也造成生產(chǎn)管理分散，巷道維護(hù)工作量大，占用設(shè)備數(shù)量多，各種管線、軌道不能與時(shí)回收復(fù)用，污風(fēng)串聯(lián)，經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)用增加等一系列的。一般同時(shí)回采的階段數(shù)目可保持為1——2年，不應(yīng)超過(guò)3——4個(gè)。） （2）上行式——與下行式相反。 上行式開(kāi)采順序，僅在開(kāi)采緩傾斜礦床時(shí)的某些特殊情況下使用。例如地表無(wú)廢石場(chǎng)（存放廢石的場(chǎng)地），必須將上部的廢石充填于下部的采空區(qū)，或者以深部采空區(qū)做為蓄水池用等。 在生產(chǎn)實(shí)際中，一般多采用下行式開(kāi)采順序。下行式開(kāi)采的優(yōu)點(diǎn)是：可以節(jié)省初期投資，

28、縮短基定時(shí)間 ；在逐步向下的開(kāi)采過(guò)程中，能進(jìn)一步探清深部礦體，避免浪費(fèi)；生產(chǎn)安全條件好；適用的采礦方法范圍廣。 （二）階段中礦塊的開(kāi)采順序 階段中礦塊的開(kāi)采順序，按照回采工作對(duì)主要開(kāi)拓巷道的位置關(guān)系，可分為三種。 （主開(kāi)拓巷道指——主井、主平面同與出礦巷道）。 （1）前進(jìn)式回采——當(dāng)階段運(yùn)輸平巷掘進(jìn)一定距離后，從靠近主要開(kāi)拓巷道的礦塊開(kāi)始回采，向井田邊界依次推進(jìn)。 【優(yōu)點(diǎn)】礦井初期基建時(shí)間短，投產(chǎn)快。 【缺點(diǎn)】增加了采準(zhǔn)巷道的維護(hù)費(fèi)用。 ① 2 ③

29、 雙翼回采（多用） 單翼回采（少用）由主井先向左采完后，再由主井起向右采。 側(cè)翌回采（當(dāng)?shù)匦问艿较拗茣r(shí)用）。 前進(jìn)式回采順序的適用條件——當(dāng)?shù)V床滿足條件簡(jiǎn)單，礦巖穩(wěn)固，且要求較早在階段中開(kāi)展回采工作時(shí)可以采用。 （2）后退式回采順序——階段運(yùn)輸巷道掘進(jìn)到井田邊界后，從井田邊界的礦塊開(kāi)始，向主要開(kāi)拓巷道方向依次回采。這種開(kāi)采順序也可分為雙翌、單翌和側(cè)翌回采三種。 雙翌回采 ②

30、 單翌回采 ③ 側(cè)翌回采 后退式回采【缺點(diǎn)】礦井初期基建時(shí)間長(zhǎng)，投產(chǎn)慢。 【優(yōu)點(diǎn)】巷道維護(hù)費(fèi)用低。（只有在中央并列式開(kāi)拓時(shí)才具有中央對(duì)角式的就不行了） （3）混合式回采——混合式回采是指初期采用前進(jìn)式開(kāi)采，當(dāng)階段運(yùn)輸平巷掘進(jìn)完畢后，再改為后退式開(kāi)采，或既前進(jìn)，又后退同時(shí)開(kāi)采。 【優(yōu)點(diǎn)】兼顧了前兩種的優(yōu)點(diǎn) 【缺點(diǎn)】生產(chǎn)管理比較復(fù)雜 （三）相鄰礦體的開(kāi)采順序 一個(gè)礦床如果有許多彼此相距

31、很近的礦體，那么在開(kāi)采其中一個(gè)礦體時(shí)，將會(huì)影響鄰近的礦體。在這種情況下，確定合理的開(kāi)采順序，對(duì)于生產(chǎn)的安全和資源的回收都有很重要的意義。 （1）當(dāng)?shù)V體傾角（α）小于或等于圍巖的崩落角（或rβ）時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取從上盤向下盤推進(jìn)的開(kāi)采順序。這樣的開(kāi)采順序是：先采礦體Ⅱ，（后采礦體Ⅰ）使采空區(qū)的下盤圍巖不會(huì)移動(dòng)，固而不會(huì)影響下盤礦體Ⅰ的開(kāi)采。若反之，就會(huì)影響礦脈Ⅱ的開(kāi)采。 α≤β（r） 由上盤向下盤采先Ⅱ，后Ⅰ。 ※（巖石移動(dòng)角，參閱講義P280，表10—1，上盤移動(dòng)角用）β表示，下盤移動(dòng)角用r表示，走向端部移動(dòng)角用δ表示）。 （2）當(dāng)?shù)V體傾角

32、大于圍巖崩落角，兩礦體又相距很近時(shí)，此時(shí)無(wú)論先采那條礦脈，都會(huì)因采空區(qū)圍巖移動(dòng)而相互影響。 在這種情況下，相鄰礦體的開(kāi)采順序，應(yīng)當(dāng)根據(jù)礦體之間夾石層的厚度，礦石和圍巖的較固性，所選取的采礦方法和技術(shù)措施而定。一般是用先采上盤礦體，后采下盤礦體的開(kāi)采順序。如果夾石層不大，采用充填結(jié)成鑿礦法時(shí)，也可以采用由下盤向上盤的開(kāi)采順序。 （3）當(dāng)圍巖不夠較固時(shí)，為了加快回采強(qiáng)度，并且為了縮小采空區(qū)對(duì)圍巖的影響，則往往上盤礦體與下盤礦體同時(shí)回采。也即對(duì)礦脈群進(jìn)行平行開(kāi)采的辦法。但這種方法僅適用于礦脈比較少的情況下。 （四）在同一個(gè)井田的數(shù)個(gè)礦體，往往有貧富不均，厚深不均，大小不一與開(kāi)采條件難易不同

33、復(fù)雜條件。在這種條件下，應(yīng)遵循以下原則未開(kāi)采，即： 貧富兼采，深厚兼采，大小兼采，難易兼采。若不以此原則開(kāi)采，將會(huì)破壞合理的開(kāi)采順序，將會(huì)造成嚴(yán)重的資源損失。 第三講 礦床的開(kāi)采步驟 金屬礦床地下開(kāi)采的步驟可以分為：開(kāi)拓、采準(zhǔn)、切割與回采四個(gè)步驟，這些步驟反映了不同的工作階段。 （一）開(kāi)拓工作 （1） 開(kāi)拓工作意義——是指：從地面掘進(jìn)一系列巷道達(dá)到礦體，使礦體連通地面，形成人行、通風(fēng)、運(yùn)輸、排水、供電、供風(fēng)、供水等系統(tǒng)。 ① 把井下將要采出的礦石廢石運(yùn)到地表 （2）開(kāi)拓的目的—— ② 把廢水和污濁的空氣排到地表 ③ 把人員

34、、材料高級(jí)設(shè)備運(yùn)到井下進(jìn)行生產(chǎn) （3）開(kāi)拓巷道——為了達(dá)到上述開(kāi)拓目的而掘進(jìn)的巷道，稱為開(kāi)拓巷道。例如井筒（豎井、斜井）、平硐、石門、井底車場(chǎng)、井下大的石日室，主要階段運(yùn)輸巷道、主淄礦井，充填井等，都屬于開(kāi)拓巷道。 【井底車場(chǎng)】井底車場(chǎng)是井下井口附近一些硐室，巷道的總稱， （如：水倉(cāng)、水泵房、井下變電站等）。 【石 門】由井筒通向各個(gè)需要開(kāi)采的礦體所掘進(jìn)的巷道。 【井下主要硐室】指井下火藥庫(kù)，井下破碎硐室，翻礦硐室，搓揚(yáng)機(jī)房等。 【注 意】1）人行系統(tǒng)必須要保證至少有兩個(gè)安全出口，使人員可以安全進(jìn)入，上、下方便，有完好的人行設(shè)備。 2）主、輔開(kāi)

35、拓巷道的區(qū)別，是提運(yùn)礦石的巷道都叫主開(kāi)拓巷道。 （二）采準(zhǔn)工作 （1）采準(zhǔn)工作定義——它是指在已經(jīng)開(kāi)拓完畢的礦床里，掘進(jìn)采準(zhǔn)巷道。將階段劃分成礦塊作為獨(dú)立的回采單元。并在礦塊內(nèi)創(chuàng)造人行、鑿巖、放礦、通風(fēng)等條件。 （2）采準(zhǔn)工作的任務(wù)——它有兩個(gè)任務(wù)。即： ① 劃分礦塊——即將階段再劃分成礦塊，作業(yè)獨(dú)立的回采單元。 ② 創(chuàng)造條件——它為下一步回采工作創(chuàng)造條件（行人、通風(fēng)、鑿巖、擊礦等條件）。 （3）采準(zhǔn)工作的手段——指要開(kāi)拓一系列巷道來(lái)實(shí)現(xiàn)的。采準(zhǔn)巷道如漏斗頸，淄礦小井、人行、通風(fēng)天井、聯(lián)絡(luò)邊等。 （4）采準(zhǔn)系

36、數(shù)與采準(zhǔn)比 1）采用采準(zhǔn)系數(shù)和采準(zhǔn)比這個(gè)指標(biāo)的目的： 由于礦床賦存條件和所用的采礦方法不同，所掘進(jìn)的采準(zhǔn)巷道類型，數(shù)量和位置都不同。而用什么東西來(lái)衡量采準(zhǔn)工作量的大小呢？為此，通常用采準(zhǔn)系數(shù)和采準(zhǔn)比重兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)表示。 2）采準(zhǔn)系數(shù)（K1） K1是指每一千噸礦塊采出礦石總量所需要掘進(jìn)的采準(zhǔn)巷道切割巷道的米數(shù)。即 K1=1000米/千噸 式中：ΣL——指一個(gè)礦塊中采切巷道的決長(zhǎng)度（米）。 T——指一個(gè)礦塊的采出礦石總量（即為T總出）（噸） T是已經(jīng)考慮了礦石損失貧化以后的礦石總量，而不是礦塊的礦石總重量?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)部門都改用T表示計(jì)算K1）。 3）采準(zhǔn)工作比重（K2

37、） K2是指礦塊中采，切巷道采出礦石量與礦塊采出礦石總量的比值。 100% 式中T’——礦塊中采切巷道的采出礦石量（噸） T——礦塊中采出和礦石總量（噸） 4）K1與K2的比較 ① 采準(zhǔn)系數(shù)K1——它只反映了礦塊的采切巷道的長(zhǎng)度，而未反映出這些巷道的斷面大小（即體積）。 ② 采準(zhǔn)工作比重K2——它只反映了脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道和切割巷道，而未反映出脈外的采切巷道工作量。 因此，使用K1還是K2要根據(jù)具體情況而定，有時(shí)用其中之一表示，有時(shí)K1、K2同時(shí)用，互相補(bǔ)充，使之能會(huì)否反映出礦塊的采準(zhǔn)工作量。 5）K1、K2是比較采礦方法優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)，但是，對(duì)于地質(zhì)條件比較復(fù)雜的礦床，尤其

38、當(dāng)?shù)V體比較落，礦塊采準(zhǔn)出量比較小時(shí)，采準(zhǔn)工作必須為回采工作創(chuàng)造良好的條件。因此，不能不加分析地誤入采準(zhǔn)，工作量越小越好。 （三）切割工作 （1）切割工作定義：切割工作是指在已經(jīng)采準(zhǔn)完畢的礦塊里，為大規(guī)模回采礦石開(kāi)辟自由面和自由空間的工作。 （2）切割工作內(nèi)容：為了達(dá)到上述目的，就必須掘進(jìn)一系列巷道，有的還要在巷道基礎(chǔ)上，加以擴(kuò)大。 如：拉底巷道、開(kāi)辟拉底空間、開(kāi)掘切割天井，形成切割立槽 ，在漏斗頸基礎(chǔ)上把漏斗辟開(kāi)等，這些工作都是為大規(guī)模采礦創(chuàng)造條件的。 切割工作包括 開(kāi)鑿切割巷道 拉底巷道（切割平巷、橫巷等）

39、 切割天井（或切割上山等） 在切割巷道基礎(chǔ)上擴(kuò)大自由面工作 拉底 （水平自由面） 辟漏 （形成剌叭面） 開(kāi)立槽 （形成垂直自由面） ※【注意】① 在計(jì)算采準(zhǔn)工作量時(shí)，就將切割巷

40、道算進(jìn)去。 ② 各個(gè)地區(qū)和礦山為了統(tǒng)計(jì)上的方便往往有不同的劃分方式。 ③ 這里按講義中講的內(nèi)容來(lái)劃分。 （四）回采工作 1）回采工作定義——當(dāng)切割工作完成以后，可以進(jìn)行大量的采礦工作，通常把大量采礦工作叫做回采工作。 2）回采工作的具體內(nèi)容 回采工作包括：落礦、運(yùn)搬和地壓管理三個(gè)主要工作。 ① 落礦——落礦是以切割空間為外破自由面，用鑿巖炸破的方法崩落礦石。 ② 落礦方式——一般是根據(jù)礦床的賦存條件，所采用的采礦方法與鑿巖設(shè)備，選用淺孔、中深孔、深孔與藥室等落礦方法。 1．淺孔落礦——孔深不大于3——5米，孔徑30——46mm， 2．中深孔落礦——孔深在15米以上，孔徑5

41、0——70mm， 3．深孔落礦——孔深在15米以上，但一般不超過(guò)25——30米， 孔徑90——110mm， 4．藥室落礦——它是在一定規(guī)格的硐室里，裝上炸藥，直接外破落礦的方 法。（不打回采炮孔）。由于這種落礦方法開(kāi)鑿巷道工作固難，作業(yè)條件差， 易產(chǎn)生大塊。固而正式回采礦房和礦柱時(shí)應(yīng)用很久。（弓長(zhǎng)嶺鐵礦有時(shí)用 來(lái)采礦房，同時(shí)用它來(lái)回采礦柱）。 （4）礦石運(yùn)搬工作 ① 礦石運(yùn)搬工作的含意——是指在礦塊內(nèi)，把外破崩下來(lái)的礦石運(yùn)到已經(jīng)運(yùn)輸巷道，并裝入礦車中的工作，運(yùn)搬工作僅僅限于礦塊內(nèi)（即采場(chǎng)內(nèi)，）采場(chǎng)之外的叫運(yùn)輸。 ② 礦石運(yùn)搬方式——有兩種方式 1．重力運(yùn)搬：例如

42、用普通漏斗放礦的淺孔鑿礦法就是重力運(yùn)搬。（弓長(zhǎng)嶺礦叫直流漏斗放礦）。 2．機(jī)械運(yùn)搬——如用電視、裝運(yùn)機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、汽車、皮帶動(dòng)輸機(jī)等設(shè)備運(yùn)搬礦石。 在礦塊回采中，采用那一種運(yùn)搬方式比較合適，這主要取決于選用的采礦方法和礦床的賦存條件以與所選用的運(yùn)搬機(jī)械等。 （5）地壓管理工作 1）地壓管理工作的概念 地壓管理工作在采礦工作中占有重要的地位。 地壓——是指礦石采出來(lái)以后，在地下形成采空區(qū)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，礦柱和上、下盤圍巖就發(fā)生變形、破壞、崩落等現(xiàn)象。我們把這種現(xiàn)象叫地壓。 在回采過(guò)程中，必須要控制地壓和管理地壓，并且要清除地壓產(chǎn)生的不良影響，以保證生產(chǎn)的安全性，我們把這些工作算

43、為地壓管理工作。 2）地壓管理的方法：有三種方法 ① 鑿礦柱支撐采空區(qū)； ② 用充填料充填采空區(qū)； ③ 用崩落的圍巖來(lái)管理地壓； （1）礦床開(kāi)拓、采準(zhǔn)、切割、回采的關(guān)系是彼此超前的關(guān)系 即開(kāi)拓要超前于采準(zhǔn)，采準(zhǔn)要超前于切割，切割超前于回采。而究竟超前多少，這是由三級(jí)礦量來(lái)決定的，一般礦山遵循的三級(jí)礦量是“316”，即開(kāi)拓三年，采切1年，待采礦量半年。 （2）三級(jí)礦量的含義 ① 開(kāi)拓礦量——是指開(kāi)拓工作搞完以后所圈定的礦量。 （也即開(kāi)拓巷道水平以上所控制的礦量）。開(kāi)拓礦量的邊界是：由已開(kāi)拓的巷道水平起，向上只能推算一個(gè)中段的高度，沿走向算至巷道揭露點(diǎn)上。開(kāi)拓礦量要保證3——

44、5年。 ② 采準(zhǔn)礦量——采準(zhǔn)礦量是開(kāi)拓礦量的一部分。 凡是在已開(kāi)拓的礦體范圍內(nèi)，按設(shè)計(jì)規(guī)定的采礦方法所需要開(kāi)掘的采準(zhǔn)巷道已開(kāi)掘完畢，形成了礦塊的外形尺寸，以此范圍圈定的礦量叫采準(zhǔn)礦量。采準(zhǔn)礦量應(yīng)保證1——3年。 ③ 待采礦量——待采礦量是采準(zhǔn)礦量的一部分。它是做完輔助采準(zhǔn)工作以后，所圈定的礦量。也就是指切割工作全部完畢，可以立即進(jìn)行回采工作的礦量，叫待采礦量。待采礦量一般要保證0.5——1.0年的質(zhì)量。 第四講 開(kāi)拓方法分類 礦床開(kāi)拓方法大致可分為單一開(kāi)拓和聯(lián)合開(kāi)拓兩大類。凡用某一種主要開(kāi)拓巷道開(kāi)拓整個(gè)礦術(shù)的開(kāi)拓方法，叫做單一開(kāi)拓法；有的礦體埋藏較深，或礦體深部?jī)A角發(fā)生變化，

45、礦床的上部用某種主要開(kāi)拓巷道開(kāi)拓，而下部則根據(jù)需要改用另一種開(kāi)拓巷道開(kāi)拓，這種方法叫做聯(lián)合開(kāi)拓法。常用的開(kāi)拓方法見(jiàn)表7-1。除此之外，斜坡道開(kāi)拓以與其相關(guān)的聯(lián)合開(kāi)拓也逐漸增多。 1、 開(kāi)拓方法 主要開(kāi)拓巷道是決定一個(gè)礦床開(kāi)拓方法的核心，其選擇在礦山設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的。主要開(kāi)拓巷道類型的選擇由以下幾個(gè)條件來(lái)決定： （1）地表地形條件。不僅要考慮礦石從井下（或硐口）運(yùn)出后，通往選礦廠或外運(yùn)裝車地點(diǎn)的運(yùn)輸距離和運(yùn)輸條件，同時(shí)要考慮附近是否有容積較充分的排廢石場(chǎng)地，勢(shì)必造成廢石的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，從而增加了礦石成本。此外，還需要考慮地表永久設(shè)施（如鐵路）、河流等影響因素。 （2）礦床賦存條件。它

46、是礦山選擇開(kāi)拓方法的主要依據(jù)，如礦體的傾角、側(cè)伏角等產(chǎn)狀要素對(duì)決定開(kāi)拓方法有重要意義。 （3）礦巖性質(zhì)。這里主要指的是礦體的圍巖的穩(wěn)固情況。為減少因礦巖穩(wěn)固程度差或成巷后地壓活動(dòng)的影響而增加的工程維護(hù)費(fèi)用，在選擇開(kāi)拓方法時(shí)，必須考慮礦巖性質(zhì)。 （4）生產(chǎn)能力。就前節(jié)所介紹的開(kāi)拓方法，因主要開(kāi)拓巷道與巷道裝備不同，其生產(chǎn)能力（提升或運(yùn)輸）也不同。一般來(lái)說(shuō)，平硐開(kāi)拓方法的運(yùn)輸能力最大，豎井高于斜井。 另外，開(kāi)拓巷道施工的難易程度、工程量、工程造價(jià)和工期長(zhǎng)短等，雖然不能作為確定開(kāi)拓方案的重要依據(jù)，但決不可忽視。尤其是小型礦山，往往存在施工力量不足和技術(shù)素質(zhì)較差、施工管理跟不上等情況。因此，當(dāng)?shù)?/p>

47、的施工力量和特點(diǎn)，在巷道類型的選擇上也應(yīng)一并考慮。 下面介紹較常用的開(kāi)拓方法。 一、平硐開(kāi)拓法 以平硐為主要開(kāi)拓巷道，是一種最方便、最安全、最經(jīng)濟(jì)的開(kāi)拓方法。但只有在地形有利的情況下，才能發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，即只有礦床賦予于山嶺地共，埋藏在周圍平地的地平面以上才能使用。 采用平硐開(kāi)拓水平，平硐以上各中段采下的礦石，一般用礦車中轉(zhuǎn)，經(jīng)溜礦井（或輔助盲豎井）下放到平硐水平，再由礦車經(jīng)平硐運(yùn)出地表，如圖7-1所示。上部中段廢石可經(jīng)專設(shè)的廢石溜井再經(jīng)平硐運(yùn)出地表（入廢石場(chǎng)），或平硐以上各中段均有地表出口時(shí)，從各中段直接排往地表。 圖7-1中的154m中段為主要運(yùn)輸中段，主平硐1就設(shè)在這里。上部各生產(chǎn)

48、中段廢石經(jīng)224m和194m巷道直接運(yùn)出地表，生產(chǎn)礦石經(jīng)由溜礦井2，放到154m水平，再經(jīng)主平硐1運(yùn)出硐口。 平硐開(kāi)拓方法又有以下幾種方案： 1.與礦體相交的平硐開(kāi)拓方案 這種開(kāi)拓方案又有上盤平硐和下盤平硐兩種形式。圖7-1所示是下盤平硐開(kāi)拓，上盤平硐圖7-2所示，這種方案的礦石運(yùn)輸方式與圖7-1相同，只有因上部中段無(wú)地表出口（如條件條例，也可直通地表），人員、設(shè)備、材料等由輔助盲豎井4提升到上部各中段。為通風(fēng)需要，在490m水平與地表相通。 在圖7-1和圖7-2中，如果各段通往礦體的平巷工程量不大，該方案的優(yōu)點(diǎn)是較為突出的，各中段可同時(shí)開(kāi)工，特別是為上下中段的溜井等工程施工創(chuàng)造了

49、有利條件（如用吊罐法施工開(kāi)井等工程，且可達(dá)到壓縮工期、縮短基建周期的目的。同時(shí)，掘進(jìn)過(guò)程中通風(fēng)等作業(yè)條件也比較好。在選擇方案時(shí)，平硐短的方案通常應(yīng)該是平硐與礦體走向正交，這無(wú)疑是最理想的。然而，現(xiàn)場(chǎng)條件往往不能如愿。如有以下情況者，就需要考慮平硐與礦體斜交的方案：①與礦體走向正交時(shí)，由于地勢(shì)不利而加長(zhǎng)了平硐長(zhǎng)度；②與礦體正交時(shí)，平硐口與外界交通十分不便，尤其是沒(méi)有足夠的排廢石場(chǎng)地和外部運(yùn)輸條件；③欲使平硐與礦體走向正交，但需通過(guò)破碎帶。這種不得不采用平硐與礦體斜交的方案已成為一般通用的方案。 2、沿礦體走向的平硐開(kāi)拓方案 當(dāng)?shù)V體的一端沿山坡露出或距山坡表面很近，工業(yè)場(chǎng)地也位于同一端，與礦體

50、走向相交的平硐開(kāi)拓方案又不合理時(shí)，可采用這種開(kāi)拓方案。該方案有兩種常見(jiàn)的形式。 （1）平硐在礦體下盤。只有礦體厚度很大且礦石不夠穩(wěn)固時(shí)才用這種方法。從礦床勘探類型來(lái)看，適用于走向較穩(wěn)定的礦體，即Ⅰ、Ⅱ勘探類型礦體；或者礦體勘探密，尤其是礦體產(chǎn)狀在走向方面摸得較清楚。否則因礦體走向不太清楚。而造成穿脈工程過(guò)大。 圖7-3所表示的下盤沿脈平硐開(kāi)拓方案，由上部中段采下的礦石經(jīng)溜井4放至主平硐1并由主平硐運(yùn)至地表，形成完整的運(yùn)輸系統(tǒng)。人員、設(shè)備、材料等由85m平巷、45m主平硐送至各工作地點(diǎn)。 （2）平硐在礦體內(nèi)。只有在圍巖很不穩(wěn)固的情況下才采用這種方法，否則將增加平巷和平硐的掘進(jìn)成本與巷道支護(hù)

51、、管理等費(fèi)用。 三、斜井開(kāi)拓法 斜井開(kāi)拓法以斜井為主要開(kāi)拓巷道，適用于開(kāi)采緩傾斜礦體，特別適用于開(kāi)采礦體埋藏不太深而且礦體傾角為20～40的礦床。這種方法的特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便、中段石門短、基建少、基建期短、見(jiàn)效快，但斜井生產(chǎn)能力低。因此更適用于中小型金屬礦山，尤其是小型礦山。 根據(jù)斜井與礦體的相對(duì)位置，可分為下盤斜井開(kāi)拓方案（圖7-10）和脈內(nèi)斜井開(kāi)拓方案（圖7-11）。 （一）下盤斜井開(kāi)拓方案 這種方案是斜井布置在礦體下盤圍巖中，掘若干個(gè)石門使之與礦體相通，在礦體（或沿礦巖接觸部位）中掘進(jìn)中段平巷。這種開(kāi)拓方法不需要保安礦柱，井簡(jiǎn)維護(hù)條件也比較好。這是它的最大優(yōu)點(diǎn)。此方案在

52、小型金屬礦山應(yīng)用較多，如在山東省招-掖裂帶和招-平斷裂帶的礦床，其生產(chǎn)能力在300t/d以下的十幾個(gè)金屬礦山大都采用這種方案。 （二）脈內(nèi)斜井開(kāi)拓方案 采用脈內(nèi)斜井開(kāi)拓方案（圖7-11）時(shí)，斜井布置在礦體內(nèi)，斜井靠近礦體下盤的位置，其傾角最好與礦體傾角相同（或相接近）。這種開(kāi)拓方案的優(yōu)點(diǎn)是：不需掘進(jìn)石門，開(kāi)拓時(shí)間短，投產(chǎn)快；在整個(gè)開(kāi)拓工程中，同時(shí)開(kāi)采出副產(chǎn)礦石，這種副產(chǎn)礦石可以抵消部分掘進(jìn)費(fèi)用；脈內(nèi)斜井掘進(jìn)有助于進(jìn)一步探礦。其缺點(diǎn)是：礦體傾斜不規(guī)則，尤其是礦體下盤不規(guī)則，井筒難于保持平直，不利于提升和維護(hù)；為維護(hù)斜井安全，要留有保安礦柱。因此在有色金屬礦山和貴重金屬礦山，這種方案應(yīng)用不多。

53、只有那些儲(chǔ)量豐富且礦石價(jià)值不高的礦山，才可考慮使用。 2、 主要開(kāi)拓巷道比較 既然開(kāi)拓方法是由主要開(kāi)拓巷道形式?jīng)Q定的，那么為選擇一種技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的開(kāi)拓方法，就必須了解各種主要開(kāi)拓巷道的優(yōu)缺點(diǎn)。這里就各種主要開(kāi)拓巷道從掘進(jìn)費(fèi)用、掘進(jìn)速度、投資額、生產(chǎn)能力、運(yùn)輸成本以與其他因素進(jìn)行比較。 一、 平硐與豎井比較 （1）平硐掘進(jìn)費(fèi)用低。平硐每米工程掘進(jìn)費(fèi)用比豎井低得多，且維護(hù)費(fèi)用低。平硐內(nèi)安裝設(shè)施簡(jiǎn)單，不像豎井那樣要設(shè)鋼（木）梁、罐道、聲光信號(hào)等設(shè)施，也不需要專設(shè)人行間以與相應(yīng)的行人生產(chǎn)能力相等的情況下，每米平硐總費(fèi)用（包括掘、砌和安裝費(fèi)用）還不一豎井的一半，用平硐開(kāi)拓時(shí)的基建工程量少

54、；平硐沒(méi)有像豎井那樣需要復(fù)雜的井底車場(chǎng)以與復(fù)雜的輔助設(shè)施（如搖臺(tái)或托臺(tái)、上罐等）；平硐口設(shè)置簡(jiǎn)單，不需要井架和卷?yè)P(yáng)機(jī)房；平硐不需要像豎井那么多的重型設(shè)備，所以投資費(fèi)用低。 （2）平硐設(shè)施管理方便，施工條件好。平硐掘砌速度要比豎井快得多。尤其在掘進(jìn)機(jī)械化水平進(jìn)步較快的今天，如使用鑿巖臺(tái)車、立抓式裝巖機(jī)等，極大地改善了掘進(jìn)工作的施工條件和成巷速度，即使是大斷面的平巷掘進(jìn)，其速度也是豎井所不能比的（在同等條件下，平巷成巷速度是豎井建井速度的2～3倍）。因此，用平硐開(kāi)拓的礦山，基建時(shí)間短，可以做到早投產(chǎn)，早見(jiàn)效。 （3）平硐排水費(fèi)用低。平硐排水靠平硐排水溝自流排出（而豎井需要設(shè)專門的排水設(shè)施），大

55、大地減少了礦井的排水費(fèi)用。 （4）平硐運(yùn)輸設(shè)備費(fèi)用低。就ф2000雙筒卷?yè)P(yáng)機(jī)價(jià)格來(lái)說(shuō)，其費(fèi)用為同等運(yùn)輸硐設(shè)備的2～3倍。 （5）平硐運(yùn)輸費(fèi)用低。在單位長(zhǎng)度內(nèi)平硐噸礦石的運(yùn)輸費(fèi)用比豎井低得多，一般僅為提升費(fèi)用的1/3. （6）平硐通風(fēng)容易（如單一平硐開(kāi)拓，在小型礦山，常以自然通風(fēng)便可以滿足生產(chǎn)需要），而且簡(jiǎn)單。平硐通風(fēng)費(fèi)用（按每噸礦石分?jǐn)偟耐L(fēng)費(fèi)用）比豎井開(kāi)拓低。 （7）平硐生產(chǎn)安全可靠，運(yùn)輸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于豎井的運(yùn)輸能力，且方便管理，不像豎井提升常有墜罐、礦車墜井等事故。 由于平硐開(kāi)拓具有較為顯著的優(yōu)點(diǎn)。因此在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用。 二、 豎井與斜井比較 （1）就基建來(lái)說(shuō)，為開(kāi)拓

56、同樣深度，斜井比豎井長(zhǎng)得多，但斜井開(kāi)拓時(shí)，一般傾角均小于礦體最終移動(dòng)角，因此斜井豎井的石門長(zhǎng)度短得多。尤其是當(dāng)?shù)V體為緩傾斜時(shí)，上述兩點(diǎn)更為突出。斜井開(kāi)拓的井底車場(chǎng)比豎井開(kāi)拓的車場(chǎng)簡(jiǎn)單（工程量少且輔助設(shè)施少）。 （2）在提升方面，豎井提升速度快，提升能力大且提升費(fèi)用低。斜井不具備這種優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提升鋼繩磨損較大。 （3）在地壓和工程支護(hù)方面，斜井承受的地壓較大，尤其在巖石不夠穩(wěn)固，服務(wù)年限較長(zhǎng)，或礦井較深的條件下，因地壓?jiǎn)栴}，常用豎井開(kāi)拓，這時(shí)豎井?dāng)嗝娉Ｓ脠A形。在巷道管理和地壓管理方面，豎井有較大的優(yōu)越性。 （4）在施工方面，豎井較斜井容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，但施工設(shè)備和輔助設(shè)備較多，工作條件差，且

57、要求技術(shù)平較高。斜井施工較簡(jiǎn)單，需要的設(shè)備和裝備少，一般說(shuō)來(lái)，斜井掘進(jìn)速度比豎井快。 （5）從井筒裝備來(lái)看，斜井較簡(jiǎn)單，造價(jià)較低。 （6）在安全方面，豎井提升過(guò)程事故較少，而斜井事故較多，如礦車容易因脫軌、脫鉤而造成跑車事故。雖然斜井設(shè)有安全人道，一旦跑車，撞人等事故常常不可避免的。 由于斜井在安全、提升能力和機(jī)械化水平等方面的缺點(diǎn)，因此本來(lái)可以用斜井的開(kāi)拓方案，也因此放棄斜井而采用豎井。如圖7-19所示的方案，以與膠東一些礦山的二期開(kāi)拓工程，由于上述因素，都由斜井改為豎井。 3、 中段高度的確定 不管用什么方法對(duì)礦床進(jìn)行開(kāi)拓，主要開(kāi)拓巷道都是經(jīng)石門通過(guò)中段平巷來(lái)與礦體連通的，這就提

58、出了階段高度問(wèn)題。在選擇中段高度時(shí)，應(yīng)考慮以下因素： 1.礦體勘探類型 勘探類型指礦體沿走向和傾向的連續(xù)程度和礦體厚度變化的復(fù)雜程序。一般說(shuō)來(lái)，勘探類型越高，礦體越連續(xù)且產(chǎn)狀越穩(wěn)定，中段的高度可取高些。因?yàn)榈V量級(jí)別要求是由其相應(yīng)的工程網(wǎng)度所決定的（如基建近期礦工程），中段高度應(yīng)考慮礦量級(jí)網(wǎng)度來(lái)酌定。對(duì)那些礦體不連續(xù)或礦體分支復(fù)合、厚度變化復(fù)雜的礦體，則中段高度必須取低些，否則就會(huì)因控礦或采準(zhǔn)工程對(duì)礦體控制不準(zhǔn)而產(chǎn)生以下幾種后果： （1）在回采中礦體突然尖滅，備采礦量比預(yù)計(jì)的減少，使回采工作中途停止，從而影響了采礦或供礦能力，以致影響生產(chǎn)。同時(shí)，由于為整個(gè)礦房服務(wù)的采準(zhǔn)和切割已投入，備采礦

59、量的減少使采準(zhǔn)切割比增加，從而增加了礦石成本。 （2）在回采過(guò)程中，礦體突然變薄（如厚度小于0.8m），而上部中段控制一事實(shí)上的備采礦量，這樣就勢(shì)必要繼續(xù)上采，為保證合理采幅，就造成了礦石的大量貧化，降低了礦石品位，增加了金屬成本。 （3）在回采過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)礦體局部?jī)A角突然發(fā)生變化，使原來(lái)布置的底部漏斗負(fù)擔(dān)不了變化后的礦體情況，迫使回采工作停止。如圖7-21所示，原設(shè)計(jì)留礦法，低部采用雙側(cè)漏斗。但上部礦體突然變緩變寬，這時(shí)必須采取補(bǔ)救措施。即另設(shè)采準(zhǔn)工程，另增加漏斗，然后進(jìn)行回采。但是礦體變得太厚，即使是另設(shè)采準(zhǔn)工程，也會(huì)因采場(chǎng)的暴露面積的增加甚至超過(guò)允許范圍，而給回采工作帶來(lái)不安全因素。

60、 對(duì)于探礦類型礦體，中段太高有可能使一些中段盲礦體漏掉，因此使本來(lái)應(yīng)該利用的資源白白丟掉。 2、礦體厚度和傾角 如果因礦體薄且傾角較緩（如30～40）而選擇的是充填采礦法，則按礦體傾角架設(shè)的順路溜礦井將達(dá)不到溜礦的目的。若提高順路礦井的傾角，則溜礦蟛上部或下部只好越出礦體到上盤或下盤時(shí)，才能達(dá)到要求。一般說(shuō)來(lái)，礦體中等以上且礦體傾角在中等傾斜以上時(shí)，可采用高中段（35～45m）。如礦體不連續(xù)，分支復(fù)合較多，礦體厚度較小，傾角較緩時(shí)，通常采用低中段（25～30m）。 5、主要開(kāi)拓巷道位置的確定 當(dāng)主要開(kāi)拓巷道的形式確定之后，就要進(jìn)一步確定它的具體位置。主要開(kāi)拓巷道是井下與地表連續(xù)運(yùn)輸?shù)?/p>

61、樞紐，主要開(kāi)拓巷道位置是否合理，對(duì)礦山的基建施工和未來(lái)生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)的影響。就是說(shuō)，主要道位置直接影響基建工程量和施工條件，從而影響了基建投資和基建時(shí)間，對(duì)未來(lái)生產(chǎn)的采礦成本也有影響。因此，正確地確定主要開(kāi)拓巷位置是礦山企業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。 確定主要開(kāi)拓巷道（豎井或斜井）位置，就是確定其在垂直礦體走向方向的位置和沿礦體走向方向的位置。只要將主要開(kāi)拓巷道選在礦體移動(dòng)范圍之外，就基本上確定了主要開(kāi)拓巷首在垂直礦全走向方向的位置。根據(jù)礦石運(yùn)輸功最小的原則可以基本確定主要開(kāi)拓巷道在沿礦體走向的位置，再考慮地表和地下的其他因素，便可以最終確定主要開(kāi)拓巷道的合理位置。 一、 采空區(qū)引起的巖層移動(dòng)與其

62、對(duì)主要開(kāi)拓巷道的影響 當(dāng)?shù)V石被采出后，形成采空區(qū)，這時(shí)原巖體的應(yīng)力平衡狀態(tài)受破壞，隨后便 有采空區(qū)部分與周圍地壓活動(dòng)的出現(xiàn)（有時(shí)在采空區(qū)形成后一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，才出現(xiàn)地壓活動(dòng)），巖石逐漸變形、移動(dòng)直到陷落。根據(jù)采空區(qū)的大小以與離地面的深度不同，有的在采空區(qū)形成后不長(zhǎng)時(shí)差，地壓活動(dòng)會(huì)出現(xiàn)，迅速波與地表。有的在相隔很長(zhǎng)一段時(shí)間后，才能影響地表。也有的因采空區(qū)容積小，與地表距離較大，將一直不會(huì)影響地表。但不管上述的哪咱情況，都應(yīng)引起人們的注意。如一些老礦山，在礦山生產(chǎn)過(guò)程中并未出現(xiàn)陷落現(xiàn)象，但在礦山末期，就出現(xiàn)了問(wèn)題。 遼寧省幾個(gè)中型礦山的末期，地表都曾出現(xiàn)了移動(dòng)和陷落。有的使礦山地表建筑受到了

63、破壞。如華銅礦坑口原卷?yè)P(yáng)機(jī)就受到了破壞。有的影響了公路和民用住房，甚至影響到井筒，使其受到破壞。因此，在礦山設(shè)計(jì)中，采空區(qū)巖層行動(dòng)移動(dòng)對(duì)主要開(kāi)拓巷道位置的影響，必須予以足夠的重視。 采空區(qū)上部地表發(fā)生崩落和移動(dòng)的范圍，分別叫做崩落帶和移動(dòng)帶（圖7-22）。采空區(qū)邊界與地表崩落帶和移動(dòng)帶邊線的邊線和水平面之間的夾角，分別叫做崩落角和移動(dòng)角。 崩落角與移動(dòng)角的大小，與采空區(qū)上部巖層的物理機(jī)械性質(zhì)、層理和節(jié)理的發(fā)育程度、水文地質(zhì)構(gòu)造、開(kāi)采深度以與所采用的采礦方法等因素有直接關(guān)系，通常在30～80之間。每種巖層和地質(zhì)條件有其自己的崩落角和移動(dòng)角。一般說(shuō)來(lái)，礦體上盤巖石移動(dòng)角上于下盤巖石移動(dòng)角，礦體

64、走向兩端的移動(dòng)角最大。表7-6為常見(jiàn)的巖石移動(dòng)角。 地表移動(dòng)帶內(nèi)區(qū)域?yàn)槲ｋU(xiǎn)區(qū)，在移動(dòng)地帶內(nèi)布置的開(kāi)拓工程或地表永久性建（構(gòu)）筑物將受到破壞。為確保安全，避免因地表移動(dòng)而帶來(lái)的損失，應(yīng)將主要開(kāi)拓巷道和其他需要保護(hù)的建（構(gòu)）筑物布置在移動(dòng)范圍之外，并與地表移動(dòng)帶邊界保持一定安全距離。安全距離與建（構(gòu)）筑物保護(hù)等級(jí)有關(guān)，按規(guī)定I級(jí)保護(hù)建（構(gòu)）筑物的安全距離為20m，II級(jí)保護(hù)建（構(gòu)）筑物的安全距離為10m。礦山各種建（構(gòu)）筑物的保護(hù)等級(jí)見(jiàn)表7-7. 表7-6 巖石移動(dòng)角 巖石名稱 垂直礦體走向的巖石移動(dòng)角 沿礦體走向的巖石移動(dòng)角δ 上盤β 下盤γ 第四紀(jì)表上、含水中等穩(wěn)固片巖 4

65、5 45 45 45 55 65 穩(wěn)固片巖 55 60 70 中等穩(wěn)固致密巖石 60 65 75 穩(wěn)固致密巖石 65 70 75 表7-7 地表建（構(gòu)）筑物保護(hù)等級(jí) 保 護(hù) 等 級(jí) Ⅰ Ⅱ 設(shè)有提升裝置的礦井井筒、井架、卷場(chǎng)機(jī)房；中央變電所；中央空壓機(jī)房；索道裝載站；鍋爐房發(fā)電廠；鐵路干線路基；車站建筑物；無(wú)法排除或泄水的天然水池和人工水池；多層住房；多層公用建筑物（戲院、醫(yī)院、學(xué)校等） 未設(shè)提升裝置的井筒（充填井、通風(fēng)井等次要井筒）；架空索道支架；高壓線塔；礦山專用線路；最重要的排水構(gòu)筑物、上下水道、水塔、小水池和

66、小河底；礦山行政福利建筑；單層和雙層住宅與公用建筑；公路等 各種巖石移動(dòng)角的選取要綜合各種有關(guān)資料，同時(shí)又要參考與之毗鄰巖石的情況。在設(shè)計(jì)中，主要開(kāi)拓巷道位置的選擇是以地質(zhì)探礦等資料作為主要依據(jù)。現(xiàn)在一些小礦山的地質(zhì)資料，因工程不全，對(duì)地質(zhì)情況掌握得不那么準(zhǔn)，這就要根據(jù)實(shí)際情況，尤其在地勢(shì)較平緩的地方，布置豎井工程。由于第四紀(jì)巖層較厚，工程穿過(guò)的各種巖層的移動(dòng)角和地平安全距離均應(yīng)留有余地，否則就會(huì)產(chǎn)生預(yù)想不到的后果。 移動(dòng)帶的圈定，是根據(jù)基干個(gè)垂直于礦體走向的地質(zhì)橫剖面圖和沿走向的地質(zhì)縱剖面圖，從礦體開(kāi)采的最低一個(gè)水平起（當(dāng)?shù)V體不規(guī)則時(shí)，從礦體上、下盤的突出部位起），按各層巖石的不同移動(dòng)角（礦體的上盤、下盤和端部），分別做直線與地面相交，然后將礦體上、下盤和端部各交點(diǎn)逐一連線，在地形圖上形成一條閉合圈，這便是所要圈定的地表移動(dòng)帶。 如果由于某些條件限制，主要開(kāi)拓