礦床開采（全套課件）

第一篇

礦床開采總論第一節(jié)金屬礦床的工業(yè)特征第二節(jié)開采單元的劃分及開采順序第三節(jié)礦藏的開采步驟和三級礦量第四節(jié)礦石損失與貧化第五節(jié)開采強度與礦井生產(chǎn)能力

本章基本內(nèi)容主要介紹金屬礦床的工業(yè)特征、金屬礦床的分類及金屬礦床的特點；礦床回采單元劃分方法，確定回采順序和開采步驟和三級礦量計算方法；礦床開采過程中的礦石損失、貧化和三級礦量的確定方法；開采強度及礦井生產(chǎn)能力的確定。

重點1、掌握礦石損失與貧化的基本概念。2、掌握礦石損失與貧化的計算方法。3、熟悉礦石及圍巖的主要物理力學性質(zhì)。4、熟悉礦田、井田、階段、礦塊、盤區(qū)、采區(qū)的概念。5、掌握階段的確定方法和影響因素。6、掌握礦床的開采順序和步驟。7、熟悉三級礦量的概念與計算方法。8、掌握礦床的開采強度和開采系數(shù)的概念與計算方法。9、掌握礦井生產(chǎn)能力的計算方法。

1、正確掌握礦石損失與貧化的計算方法。2、礦床的開采強度、開采系數(shù)及礦井生產(chǎn)能力的計算方法。

難點第一節(jié)金屬礦床的工業(yè)特征※

礦石和廢石的概念是相對的。一、礦石與廢石1礦石：地殼中能提取國民經(jīng)濟所必須的礦物產(chǎn)品的集合體。2礦體：在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟條件下，能以工業(yè)規(guī)模開采的礦石聚集體。

3礦床：一個或數(shù)個礦體及其周圍的巖石和地層、構(gòu)造等整個含礦地段。

4廢石：在礦體周圍的巖石(圍巖)以及夾在礦體中的巖石(夾石)，不含有用成分或含量過少，當前不宜作為礦石開采的集合體。金屬礦床的工業(yè)特征二、礦石的種類（1）根據(jù)所含金屬種類劃分：

黑色金屬礦石——如鐵、錳、鉻有色金屬礦石——如銅、鉛、鋅、鋁等稀有金屬礦石——如鈮、鉭等（也是相對概念）放射性礦石——如鈾、釷等貴重金屬礦石——如金、銀、鉑等非金屬礦石——如建筑石材、石膏、滑石等（2）按其所含金屬礦物的性質(zhì)，化學成份自然金屬礦石（單一元素），如金、鉑銀等。氧化礦石——指礦石的成分為氧化物。赤鐵礦（Fe2O3）硫化礦石——如黃銅礦（CuFeS2）、方鉛礦（PbS）、閃鋅礦（ZnS）混合礦石——是前三種的混合物。三、礦石品位指礦石中有用成分的含量。常用百分數(shù)或g/t、g/m3表示。堅固性：指礦（巖）石抵抗外力的性能?！c礦巖的強度有概念上的區(qū)別※

堅固性的大小，常用堅固性系數(shù)f表示。

f＝Rc/100

(Rc單位kg/cm2)※

堅固性影響鑿巖速度、炸藥消耗量和地壓管理。四、礦石和圍巖的物理力學性質(zhì)金屬礦床的工業(yè)特征通常用的普氏巖石分及法就是根據(jù)堅固性系數(shù)來進行巖石分級的。如：①極堅固巖石f=15～20（堅固的花崗巖，石灰?guī)r，石英巖等）②堅硬巖石f=8～10（如不堅固的花崗巖，堅固的砂巖等）③中等堅固巖石f=4～6（如普通砂巖，鐵礦等）④不堅固巖石f=0.8～3（如黃土、僅為0.3）2.穩(wěn)固性：指礦（巖）石在空間允許暴露面積的大小和暴露時間長短的性能?！?/p>

穩(wěn)固性和堅固性既有聯(lián)系又有區(qū)別。※根據(jù)礦巖的穩(wěn)固程度，可將礦巖的穩(wěn)固性分為五級：⑶中等穩(wěn)固：不支護的允許暴露面積為50～200m2。⑴極不穩(wěn)固：掘進巷道或采礦時，不允許有暴露面積，否則可能產(chǎn)生片幫或冒落現(xiàn)象。⑵不穩(wěn)固：不支護的允許暴露面積在50m2以內(nèi)。金屬礦床的工業(yè)特征⑷穩(wěn)固：不支護的允許暴露面積為200～800m2。⑸極穩(wěn)固：不支護的允許暴露面積在800m2以上。※礦巖穩(wěn)固性影響到井巷的維護、采礦方法及地壓管理方法的選擇。金屬礦床的工業(yè)特征3.結(jié)塊性指采下的礦石在遇水和受壓，并經(jīng)過一段時間后又重新連結(jié)成塊的性質(zhì)?！V石的結(jié)塊性對礦石的運輸和采礦方法選擇有影響。

金屬礦床的工業(yè)特征4.氧化性指硫化礦石在水和空氣的作用下，變?yōu)檠趸V石的性質(zhì)。※

礦石的氧化會降低選礦回收率?！V石的自燃，會使井下溫度上升，并可能引發(fā)地下火災(zāi)，對礦井通風、爆破方法和采礦方法的選擇有特殊的要求。5.自燃性指高硫礦石，在空氣中氧化并放出熱量，經(jīng)過一定時間后，溫度升高，引起自燃的性質(zhì)。金屬礦床的工業(yè)特征※礦巖破碎后的體積與其原巖體積之比，稱為碎脹系數(shù)(或松散系數(shù))。堅硬礦巖1.2~1.5

※礦巖碎脹性對礦巖運輸提升有影響。

6.含水性指礦巖吸收和保持水分的性能?！?/p>

礦巖含水性對放礦、運輸，箕斗提升及礦倉貯存和采礦、巷道支護等帶來困難。7.碎脹性指礦巖破碎后體積增大的性質(zhì)。金屬礦床的工業(yè)特征⑴層狀礦床⑵脈狀礦床⑶塊狀礦床五、金屬礦床的分類⒈按礦體形狀分類金屬礦床的工業(yè)特征※礦體的傾角影響到采場中礦石的運搬方式和礦床開拓方法的選擇。⒉按礦體傾角分類⑴水平和微傾斜礦床：傾角小于5°。⑵緩傾斜礦床：傾角為5°～30°。⑶傾斜礦床：傾角為30°～55°。⑷急傾斜礦床：傾角大于55°。金屬礦床的工業(yè)特征⒊按礦體厚度分類

礦體的厚度：指礦體上盤與下盤間的垂直距離或水平距離。前者稱垂直厚度或真厚度(圖1-1中的a)。

后者稱水平厚度(圖1-1中的b)。

圖1—1礦體厚度

1—礦體上盤；2—礦體下盤3—礦體；α—礦體傾角

金屬礦床的工業(yè)特征

⑸極厚礦體：厚度大于40m。

※礦體的厚度大小對于采礦方法的選擇和開拓工程布置有影響。礦體按厚度的不同，可分成五類：⑴極薄礦體：厚度在0.8m以下。⑵薄礦體：厚度在0.8～4m之間。⑶中厚礦體：厚度為4～15m。

⑷厚礦體：厚度為15～40m。金屬礦床的工業(yè)特征⒈礦床賦存條件不穩(wěn)定；⒉礦石品位變化大；

⒊地質(zhì)構(gòu)造復雜；

⒋礦石和圍巖的堅固性大；

⒌礦床的含水性。

五、金屬礦床的特點金屬礦床的工業(yè)特征第一節(jié)復習思考題1.礦石、礦體、礦床、廢石與礦石品位的概念。2.對礦床開采影響較大的礦巖物理力學性質(zhì)有哪些？它們對礦床開采有哪些影響？3.金屬礦床按礦體傾角分為哪幾類？按礦體厚度又分為哪幾類？第二節(jié)開采單元的劃分及開采順序※井田的劃分及其范圍，應(yīng)根據(jù)國民經(jīng)濟的需要，礦床的勘探程度、埋藏特征以及技術(shù)經(jīng)濟的合理性綜合分析來確定。一、礦田和井田1.礦田：指劃歸一個礦山企業(yè)開采的全部礦床或礦床的一部分。2.井田：指在一個礦山企業(yè)中，劃歸一個礦井(坑口)開采的全部礦床或礦床的一部分。開采單元劃分及開采順序⒈階段

在開采緩傾斜、傾斜和急傾斜礦床時，在井田中每隔一定的垂直距離，掘進一條或幾條與走向一致的主要運輸巷道，將井田在垂直方向上劃分為若干礦段。礦段即為階段。二、階段和礦塊開采單元劃分及開采順序⑴階段高度：上下兩個相鄰階段運輸巷道底板之間的垂直距離(圖中的h)。

階段和礦塊的劃分

Ⅰ—已采完階段；Ⅱ—正開采階段；Ⅲ—開拓、采準階段；Ⅳ—開拓階段；H—礦體垂直埋藏深度；h—階段高度L—礦體走向長度；1—主井；2—石門；3—天井4—排風井；5—階段運輸平巷；6—礦塊⑵影響階段高度的因素（p8共8點）：開采單元劃分及開采順序2.礦塊礦塊：指在階段中沿走向每隔一定距離將礦體再劃分為獨立的開采單元(圖中6)。

（3）階段高度的確定。階段的合理高度應(yīng)符合下列條件：①

噸備采礦量分攤的基建費和經(jīng)營費最??；②能及時準備新階段；③作業(yè)的安全性高；④與采用的采礦方法相適應(yīng)；⑤兼顧原有探礦巷道的利用。20~25m、40m、50m、60m；100~120m副階段

開采單元劃分及開采順序⒈盤區(qū)在開采水平和微傾斜礦床時，如果礦床的厚度不超過允許的階段高度，則在井田內(nèi)不再劃分階段。每隔一定距離用運輸巷道劃分井田的開采范圍，如圖所示。

盤區(qū)和采區(qū)劃分

Ⅰ—開拓盤區(qū)；Ⅱ—采準盤區(qū)；Ⅲ—回采盤區(qū)；1—主井；2—副井；3—主要運輸巷道；4—盤區(qū)運輸?shù)溃?—采區(qū)運輸巷道；6—采區(qū)；7—切割巷道三、盤區(qū)和采區(qū)開采單元劃分及開采順序下行式的開采順序：是由上而下逐個階段(或幾個階段)開采。上行式則相反。

（1）

前進式開采

（2）后退式開采（3）

混合式開采

四、礦床的開采順序1.井田中階段的開采順序2.階段中礦塊的開采順序

按開采工作相對于主要開拓巷道(主井、主平硐)的推進方向，階段中礦塊的開采順序可分為三種：開采單元劃分及開采順序※雙翼開采(圖a)

※單翼開采(圖b)

※側(cè)翼開采(圖c)

階段中礦塊的開采順序

Ⅰ—前進式開采；Ⅱ—后退式開采；

3.相鄰礦體的開采順序⑴礦體傾角小于或等于圍巖的移動角時，應(yīng)從上盤向下盤開采(圖a)。

開采單元劃分及開采順序⑵礦體傾角大于圍巖移動角、兩礦體相距很近時，無論先采那個礦體，都因采空區(qū)圍巖移動而相互影響(圖c)。

相鄰礦體的開采順序

a、b—礦體傾角小于或等于巖石移動角；

c—礦體傾角大于巖石移動角

α—礦體傾角；β—上盤巖石移動角；γ—下盤巖石移動角

Ⅰ、Ⅱ—相鄰兩條礦脈開采單元劃分及開采順序第二節(jié)復習思考題1、什么是井田、礦田？2、確定合理井田尺寸范圍必須考慮哪些因素？3、階段、礦塊、盤區(qū)、采區(qū)的概念。4、什么叫階段高度？影響階段高度的因素有哪些？目前，我國金屬礦床的階段高度如何確定？5、簡述階段和礦塊的開采順序。6、簡述相鄰礦體的開采順序7、金屬礦床地下開采分為哪幾個步驟？它們之間的關(guān)系如何？第三節(jié)礦床的開采步驟和三級礦量從地面掘進一系列巷道通達礦體，使地面與地下形成完整的提升、運輸、通風、排水以及動力供應(yīng)等系統(tǒng)，以便把人員、材料、設(shè)備、動力和新鮮空氣送入地下，同時把礦石、廢石、礦坑水、污濁空氣等送到地面。一、礦床開采步驟可分為開拓、采準、切割和回采四個步驟。1.礦床開拓為此目的而掘進的巷道，稱為開拓巷道。礦床開采步驟和三級礦量平硐開拓豎井開拓斜井開拓礦床開采步驟和三級礦量2.礦塊采準和切割

（1）礦塊的采準工作:在已完成開拓的礦床里，掘進采準和切割巷道，將階段劃分成礦塊，并在礦塊內(nèi)創(chuàng)造行人、鑿巖、放礦、通風等條件的工作。礦床開采步驟和三級礦量（2）礦塊切割工作:在進行或已完成了采準工作的礦塊里，開辟自由面和自由空間，為大規(guī)?；夭傻V石創(chuàng)造良好的爆破和放礦條件并把漏斗頸擴大成漏斗等工作。

3.回采工作

在進行或已完成切割工作的礦塊中，進行的大量采礦工作。

※常用采切系數(shù)K1（m/kt）和采切工作比重K2（t/t％）兩項指標衡量采切工程量的大小。（p14）※采切工作量是比較采礦方法優(yōu)劣的一個重要指標。礦床開采步驟和三級礦量⑶地壓管理：對采礦形成的采空區(qū)，引起礦柱和上下盤圍巖發(fā)生變形、破壞、移動等地壓現(xiàn)象，采取技術(shù)措施控制地壓和管理地壓，消除地壓產(chǎn)生的不良影響。

⑴落礦：以切割空間為自由面，借助鑿巖爆破方法來崩落礦石。⑵礦石運搬：指在礦塊內(nèi)把崩下的礦石，運搬到階段運輸巷道，并裝入礦車。礦床開采步驟和三級礦量二、三級儲（礦）量

將生產(chǎn)礦量按開采準備程度劃分為開拓礦量、采準礦量和備采礦量三級，稱為三級儲量。

⒈開拓礦量指凡開掘完成設(shè)計規(guī)定的開拓系統(tǒng)中的井巷，形成完整的提升、運輸、通風、排水系統(tǒng)和采準以前需進行的生產(chǎn)探礦工程，在此范圍內(nèi)所控制的礦量。礦床開采步驟和三級礦量2.采準礦量指在開拓礦量的基礎(chǔ)上，全部完成采礦方法所規(guī)定的采準巷道工程，在此范圍內(nèi)的礦量。

※三級礦量是保證礦山正常生產(chǎn)的一項重要指標?！安删虿⑴e，掘進先行?！被槌?.備采礦量

指在采準礦量的基礎(chǔ)上，全部完成采礦方法所規(guī)定的切割工程，可以立即進行回采的礦量。礦床開采步驟和三級礦量⒋三級礦量的計算

我國現(xiàn)行規(guī)定三級礦量用生產(chǎn)保有期限來表示。

三級礦量保有期限定額三級礦量類別黑色金屬礦山有色金屬礦山開拓礦量3～5年3年采準礦量1.5～2年1年左右備采礦量6～12個月6個月左右根據(jù)上表所列三級礦量保有期限，可以算出各級礦量。礦床開采步驟和三級礦量式中A─礦井年產(chǎn)量(選廠年處理原礦石能力)，t/a；

tk─開拓礦量的保有期限，a；

r─廢石混入率(混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率；

K─礦石回收率(采出的純礦石量與工業(yè)儲量之比率)，%。

⑴開拓礦量Qk

Qk=礦床開采步驟和三級礦量

QB=⑵采準礦量QzQz=式中tz──采準礦量的保有期限，年。⑶備采礦量QB式中tB──備采礦量的保有期限，月。礦床開采步驟和三級礦量第三節(jié)復習思考題1.金屬礦床地下開采分為哪幾個步驟？之間的關(guān)系？2.礦床開拓、開拓巷道、礦塊采準工作、礦塊切割工作、采準系數(shù)的概念。3.礦床地下開采中采準工作包括哪些內(nèi)容？如何衡量采準工作量的大?。?.三級礦量是指哪些礦量？三級礦量不足或過多對礦山開采有何影響？5.某礦年產(chǎn)量100噸，按歷年統(tǒng)計其采準系數(shù)K1=15m/kt，采準工作比重K2=5%，試確定該礦年采準切割巷道總長度？掘進附產(chǎn)礦石量為多少噸？6.某礦塊按設(shè)計需掘進250m采準巷道，80m切割巷道，預(yù)算采出礦石量25000噸，計算該礦塊的采準系數(shù)。7.設(shè)計某礦年產(chǎn)錳礦石100萬噸，廢石混入率8%，礦石回采率88%，試計算應(yīng)為投產(chǎn)準備的三級礦量各為多少噸？第四節(jié)礦石損失和貧化◆礦石損失率：指在開采過程中損失的工業(yè)儲量與原工業(yè)儲量之比率?！舻V石回收率：指采出的純礦石量與工業(yè)儲量之比率?！鶕p失率和回收率均用百分數(shù)(%)表示。一、礦石損失和貧化的概念⒈礦石損失與損失率①礦石損失指在開采過程中造成礦石在數(shù)量上的減少。

②礦石損失和表示方法礦石損失與貧化◆廢石混入率：混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率，用百分數(shù)(%)表示；◆礦石貧化率：采出礦石品位比原礦石品位降低的百分率?！V石損失與貧化是評價礦床開采的主要指標，它反映了資源的利用情況和采出礦石的質(zhì)量情況。

2．礦石貧化與貧化率①礦石貧化指在開采過程中，由于各種原因造成礦石質(zhì)量的降低。

②礦石貧化和表示方法礦石損失與貧化

①由于地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件等引起的礦石損失。

②需留保安礦柱而不能回采的損失。①采下?lián)p失：主要包括采下后殘留在采場內(nèi)不能運出的礦石損失和運輸過程中的損失。②未采下?lián)p失：主要包括設(shè)計應(yīng)當開采而未采下的損失、礦塊內(nèi)留下的永久性礦柱不能采出的礦石損失。二、礦石損失與貧化的原因1．礦石損失的原因

⑴非開采損失

⑵開采損失礦石損失與貧化

⑶有用成分氧化或被析出。1．礦石損失與貧化計算公式設(shè)Q─礦體(礦塊)工業(yè)儲量，t；

Q0─開采過程中損失的工業(yè)儲量，t；

R─混入采出礦石中的廢石量，t；

T─采出礦石量，t；⒉礦石貧化的原因⑴因礦體邊界控制不好、夾石未剔出或在覆巖下放礦等原因混入了廢石；⑵高品位粉礦流失；三、礦石損失與貧化計算

礦石損失與貧化

◆

礦石量平衡式：T=（Q－Q0）＋R(1—1)◆

金屬量平衡式：Tа

′

=(Q－Q0)а

+Rа″(1—2)

由式(1—1)得：R=T－（Q+Q0），代入式(1—2)，得礦石損失率q的計算公式：

а─工業(yè)儲量礦石的品位，%；

а′─采出礦石(包含混入的廢石)的品位，％

а″─混入廢石的品位，％。根據(jù)礦體(礦塊)開采結(jié)果，可列出如下礦石量和金屬量各自平衡的方程式q＝

(1—3)礦石損失與貧化

※

廢石混入率與礦石貧化率是表示在開采過程中礦石質(zhì)量降低的兩個不同概念的指標，應(yīng)當分別進行計算。

由式(1—1)得：（Q－

Q0）＝R－T，代入式(1－3)，得廢石混入率的計算公式礦石貧化率是指工業(yè)儲量礦石品位與采出礦石品位之差對工業(yè)儲量礦石品位之比。礦石貧化率的計算式為：礦石損失與貧化已知某錫礦床的工業(yè)儲量95000t，工業(yè)儲量礦石品位8%，礦塊采出礦石量89000t，采出礦石品位7%，混入廢石品位2%，計算廢石混入率、礦石回采率、礦石貧化率和金屬回收率各為多少？⑵間接法：地質(zhì)測量人員不能進入采場進行實地觀測，則只能用間接法計算。⑵選擇合理的開拓方法，盡可能少留或不留保安礦柱。⒉礦石損失與貧化的計算程序

⑴直接法：地質(zhì)測量人員進入采場進行實地觀測，可用直接法計算礦石損失率與廢石混入率。四、降低礦石損失與貧化的措施⑴加強地質(zhì)測量工作，為采礦設(shè)計和生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)資料，以便正確確定采掘范圍，減少廢石混入量和礦石損失量。礦石損失與貧化

⑺加強生產(chǎn)管理，建立健全質(zhì)量監(jiān)測、管理和控制體系，減少礦石貧化與損失。

⑶選擇合理的開采順序，及時回采礦柱和處理采空區(qū)。⑷選擇合理的采礦方法及其結(jié)構(gòu)參數(shù)，改進采礦工藝，減少回采的損失與貧化。

⑸選擇合理的底部出礦結(jié)構(gòu)，推廣無軌出礦設(shè)備和振動出礦設(shè)備，加強放礦管理，提高礦石回收率，降低礦石貧化率。

⑹選擇適宜的提升、運輸方式和容器，避免多次轉(zhuǎn)運礦石，減少粉礦損失。礦石損失與貧化第五節(jié)開采強度與礦井生產(chǎn)能力礦床開采強度:指礦床開采的快慢程度。

常用的礦床開采強度指標為回采工作年下降深度和開采系數(shù)。

地下金屬礦山礦床開采年下降深度查表?！鶕?jù)采礦技術(shù)水平、礦床自然條件和礦床可采的技術(shù)經(jīng)濟條件，合理地選取礦床開采年下降深度指標。一、礦床開采強度1.年下降深度

開采強度和生產(chǎn)能力式中

h──年下降深度，m；

A──礦井生產(chǎn)能力，t／a

S──礦體水平面積，m2；

γ

──礦石體重，t／m’；

r──廢石總混入率，%；

K──礦石總回采率，%；

KH──礦體厚度修正系數(shù)，查表；

Kq──礦體傾角修正系數(shù)，查表；

E──地質(zhì)影響系數(shù)，0.7～1.0。在設(shè)計階段，該指標可作為驗證計算礦山生產(chǎn)能力的方法之一。年下降深度的計算公式如下：

h=

開采強度和生產(chǎn)能力2.開采系數(shù)

用每lm2

礦體的水平面積每年(或月)采掘噸數(shù)。礦山年下降深度隨礦體厚度的減小、傾角的增大及同時開采階段數(shù)增加而增大的。

CK=

開采強度和生產(chǎn)能力指在正常生產(chǎn)時期，單位時間內(nèi)采出的礦石量?！?/p>

礦井生產(chǎn)能力，是礦床開采的主要技術(shù)經(jīng)濟指標之一。

礦井生產(chǎn)能力，是根據(jù)礦床地質(zhì)條件、資源條件、技術(shù)經(jīng)濟條件，綜合分析經(jīng)濟、技術(shù)、安全和時間因素等確定的。它應(yīng)該具體地體現(xiàn)國家的技術(shù)經(jīng)濟政策和最大限度地滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。

二、礦井生產(chǎn)能力

1.確定礦井生產(chǎn)能力的依據(jù)開采強度和生產(chǎn)能力式中A──礦井生產(chǎn)能力，t／a；

Q──礦床工業(yè)儲量，t；

T──礦井服務(wù)年限，a；

K──礦石總回收率，％；

r──廢石總混入率，％。我國金屬礦山經(jīng)濟上合理的礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限可查閱資料。2.礦井服務(wù)年限

礦床工業(yè)儲量，礦井生產(chǎn)能力和礦井服務(wù)年限之間，有下列關(guān)系：

A=

開采強度和生產(chǎn)能力

礦山規(guī)模黑色金屬礦山生產(chǎn)能力（萬噸）有色金屬礦山生產(chǎn)能力（萬噸）礦井服務(wù)年限大型>100>100>30中型30～10020～100>20小型<30<20>10～15經(jīng)濟上合理的礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限開采強度和生產(chǎn)能力（3）對提高開采技術(shù)水平的要求三、對礦床開采的要求（1）基本要求

1.確保礦床開采工作的安全及良好的勞動條件；2.勞動生產(chǎn)率高；3.不斷提高開采強度；4.礦石的損失貧化小；

5.降低礦石成本；（2）對環(huán)境保護的要求第五節(jié)復習思考題1．某地下鐵礦床，礦體傾角45°，厚度32m，礦井年生產(chǎn)能力為120萬噸，礦體可采水平面積8000m2，礦石體重3.2t/m3，廢石混入率15%，礦石回采率87%，試計算該礦床年下降深度。2．己知某礦礦體厚度>25m，傾角90°，水平可采面積10000m2，單階段回采，試選定該礦床年下降深度，并計算可能達到的礦井年生產(chǎn)能力。(礦石損失率12%，廢石混入率5%，礦石體重3.3t/m3)3．某銅礦工業(yè)儲量560萬噸，設(shè)計礦井生產(chǎn)能力為1000t/日，礦石回采率85%，廢石混入率8%，試評述該礦床服務(wù)年限的合理性。

第一節(jié)地下礦床開拓概述

第二節(jié)平硐開拓第三節(jié)豎井開拓第四節(jié)斜井開拓第五節(jié)聯(lián)合開拓第二篇地下礦床開拓第六節(jié)開拓巷道布置第七節(jié)開拓方法選擇本章基本要求◆1、掌握地下開采礦床開拓的概念和類型；

◆2、掌握各種開拓方法方案的特點及適用條件，并能夠用示意圖表示；◆4、掌握主溜井和井底車場的用途、形式、參數(shù)的選擇及其布置；

◆3、掌握地表移動帶的圈定方法及有關(guān)概念；

◆5、了解礦床開拓方法選擇的基本要求及其影響因素；

◆

6、礦床開拓方法選擇的方法和步驟。

地表移動帶的圈定方法；主溜井和井底車場的參數(shù)的選擇及其布置；重點

用示意圖表示各種開拓方法方案及特點、適用條件；地表移動帶的圈定方法及有關(guān)概念；主溜井和井底車場的用途、形式、參數(shù)的選擇及其布置；

難點第一節(jié)地下礦床開拓概述一、開拓巷道開拓巷道是為開拓礦床而掘進井巷。開拓巷道可分為：主要開拓巷道和輔助開拓巷道二類。開拓系統(tǒng):指不同種類、數(shù)量的開拓巷道在空間配合布置的整體。※井田的開拓系統(tǒng)至少有兩個獨立的通地表的安全出口。※如果以井筒作為安全出口，則必須在井筒中設(shè)置梯子間。二、開拓方法及其分類

開拓方法：指形成井田開拓系統(tǒng)的不同類型和數(shù)量的主要開拓巷道的配合與布置。開拓方法分類見表6—1(p29)

單一和聯(lián)合兩大類

地下礦床開拓概述第二節(jié)平硐開拓法以平硐為主要開拓巷道開拓礦床的方法，稱為平硐開拓法。一、平硐開拓法的分類1.垂直礦體走向下盤平硐開拓法（圖6—1）平硐開拓法區(qū)別階段平硐和平硐溜井開拓2.垂直礦體走向上盤平硐開拓法；

主平硐從礦體上盤進入礦體。為使其不受下部礦體開采時巖層移動的影響，開采平硐下部礦體時，需留保安礦柱。平硐開拓法平硐掘進方向與礦體走向平行的平硐稱沿脈平硐。根據(jù)其所在位置可分為脈內(nèi)平硐和脈外平硐。根據(jù)地形和工業(yè)場地的條件，采用沿脈平硐開拓工程量最小，因為沿脈平硐實質(zhì)上就是階段運輸平巷。3.沿礦體走向平硐開拓法平硐開拓法脈內(nèi)沿脈平硐開拓方案平硐開拓法二、平硐開拓法的特點

1主平硐以上各階段采下的礦石通過溜井下放到主平硐水平，然后用礦車運出地表；2人員、設(shè)備、材料由輔助盲豎井或盲斜井提升到各個階段；3新鮮風流通過主平硐、輔助盲豎（斜）井進入上部各工作地點，污風從回風井巷排出地表。4、地下水沿主平硐水溝自流到地表硐口。平硐開拓法三、平硐開拓法適用條件當?shù)V體（或其大部分）賦存在當?shù)氐仄矫嬉陨稀?/p>

四、優(yōu)缺點1、優(yōu)點基建期短，脈內(nèi)開拓時付產(chǎn)礦石多；補充勘探。2、缺點平硐在脈內(nèi)布置時，必須從井田后退式回采。5、供風、供水、供電等從主平硐進入，沿井巷到達各工作點。平硐開拓法斜井開拓法主要適用于傾角15°～45°的礦體，埋藏深度不大，表土不厚的中小型礦山。所用的提升容器，對斜井傾角有不同的要求：膠帶運輸機：不大于18°；串車提升：不大于25°～30°；箕斗和臺車：不小于30°。斜井根據(jù)其與礦體的相對位置，可分為下盤、側(cè)翼和脈內(nèi)。第三節(jié)斜井開拓法斜井開拓法脈內(nèi)斜井開拓是將斜井開掘在礦體內(nèi)靠近底板的位置。適用于礦體傾角穩(wěn)定、底板起伏不大、礦體厚度不大的緩傾斜礦體。應(yīng)用較少。1.脈內(nèi)斜井開拓斜井開拓法斜井布置在礦體下盤圍巖中。斜井通過階段石門與礦體聯(lián)系。石門長度視圍巖穩(wěn)固程度而定，要求斜井上部礦體開采時產(chǎn)生的壓力不致影響斜井的維護為宜，一般不小于5m?？紤]這段距離時，還應(yīng)該考慮到斜井車場布置時與階段運輸平巷相連所需的距離。2.下盤斜井開拓斜井開拓法

當?shù)V體傾角小于或者等于提升容器要求的極限傾角時，斜井傾角與礦體傾角相同；反之，斜井必須呈偽傾角開掘，如左圖。偽傾斜斜井傾角γ、礦體傾角

α、偽傾斜斜井水平投影與走向線的夾角β三者之間的關(guān)系為：tanγ=sinβ×tanα如右圖所示。偽傾斜斜井開拓斜井開拓法側(cè)翼斜井開拓是將斜井布置在礦體側(cè)翼端部巖石移動界限以外。主要用于礦體地形或地質(zhì)構(gòu)造限制，無法在礦體其它部位布置斜井時。

3.側(cè)翼斜井開拓斜井開拓法二、斜井開拓法的特點

1.當斜井的傾角大于25°~30°時，采用箕斗或臺車提升礦石；當斜井的傾角≤30°時，一般使用礦車串車提升；當斜井傾角小于18°時，可采用膠帶運輸機運礦。

2.人員、設(shè)備、材料由斜井下放到各個階段；3.新鮮風流通過斜井進入各階段工作地點，污風從回風井巷排出地表。4.地下水匯集到井底水倉，通過水泵和管道排到地表硐口。5.相對豎井：投產(chǎn)快；深度和提升能力受限。斜井開拓法

豎井位于礦體下盤巖石移動界線以外的下盤豎井開拓法。每個階段從豎井向礦體開掘階段石門通達礦體。下盤豎井井筒處于不受礦體開采影響的安全位置，不需留保護礦柱。缺點：豎井越深，特別是礦體傾角較小時石門長度越大。第四節(jié)豎井開拓法

以豎井為主要開拓巷道開拓礦床的方法稱為豎井開拓法。

一、豎井開拓法的分類1.下盤豎井開拓法：豎井開拓法2.上盤豎井開拓法

豎井布置在礦體上盤巖石移動界線以外的上盤豎井開拓法。每個階段從豎井向礦體開掘階段石門，階段石門穿過礦體后再在礦體或下盤巖石中開掘階段運輸平巷。缺點：開始就要開掘很長的階段石門，基建時間長，初期投資大。豎井開拓法3.側(cè)翼豎井開拓法

側(cè)翼豎井開拓法是指將主豎井布置在礦體走向一端的端部圍巖或下盤圍巖中的開拓方法。此時從豎井向礦體開拓階段石門后只能單向掘進階段運輸平巷，故礦井的基建速度慢。豎井開拓法4.穿過礦體豎井開拓法

當?shù)V體傾角很小，平面投影面積很大時，可采用豎井穿過礦體開拓法。采用豎井穿過礦體開拓方案需留保安礦柱。當?shù)V體埋藏深度不大，礦體傾角很緩時，保安礦柱礦量不大，礦石損失有限。豎井開拓法二、豎井開拓法的特點根據(jù)礦井年產(chǎn)量和井深的不同，豎井采用不同的提升設(shè)備。

1.采用箕斗或罐籠提升礦石；2.人員、設(shè)備、材料由豎井下放到各個階段；3.新鮮風流通過斜井進入各階段工作地點，污風從回風井巷排出地表。4.地下水匯集到井底水倉，通過水泵和管道排到地表硐口。5.供風、供水、供電等從豎井進入，沿階段運輸巷道到達各工作點。豎井開拓法

當?shù)V體賦存在地平面以下，礦體傾角＞45°，或傾角＜15°且埋藏較深時，采用豎井開拓法。豎井的提升能力較大故被通常應(yīng)用于大中型礦井。提升容器：罐籠：年產(chǎn)量30萬噸以下，井深300米左右；箕斗：年產(chǎn)量超過50萬噸，井深大于300米。三、豎井開拓法的適用條件豎井開拓法第五節(jié)斜坡道開拓法

以通行無軌設(shè)備的傾斜巷道開拓井田礦床的方法，稱為斜坡道開拓法。斜坡道一種行走無軌設(shè)備的傾斜巷道。斜坡道開拓法

斜坡道一般寬4～8m，高3～5m，坡度10％～15％。使用大型設(shè)備時斜坡道彎道半徑大于20m，使用中、小型設(shè)備時斜坡道彎道半徑大于10m。

螺旋式斜坡道的幾何圖形是圓柱螺旋線或圓錐螺旋線。優(yōu)點：開拓工程量小；缺點：施工困難，行車時司機視距小，安全性差。一、斜坡道開拓的分類1.螺旋式斜坡道開拓法斜坡道開拓法

折返式斜坡道是由直線段和曲線段（折返段）聯(lián)合組成。直線段變換高程，曲線段變換方向。直線段坡度一般不大于15％，曲線段近似水平。優(yōu)缺點與螺旋式相反。2.折返式斜坡道開拓斜坡道開拓法二、斜坡道開拓的特點通地表的主斜坡道主要用于汽車運輸?shù)V石，并兼作無軌設(shè)備出入、通風和運送設(shè)備材料。生產(chǎn)能力大、年限長的優(yōu)選折返式。斜坡道開拓法第六節(jié)聯(lián)合開拓法一、平硐與盲豎井聯(lián)合開拓法

平硐與盲豎井開拓法

二、明豎井（或明斜井）與盲豎井（或盲斜井）聯(lián)合開拓法

明豎井與盲豎井開拓法聯(lián)合開拓法三、豎井與盲斜井聯(lián)合開拓法四、豎井與斜坡道聯(lián)合開拓法聯(lián)合開拓法第七節(jié)開拓巷道的布置1.礦區(qū)地表地形、礦床埋藏條件；

2.礦床地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件；3.確保出口位置的安全；4.應(yīng)保證地面和井下運輸聯(lián)系方便，使其運輸功最小，開拓工程量最??；5.礦井生產(chǎn)能力及井巷服務(wù)年限；礦床勘探程度、儲量及遠景；6.采空區(qū)巖石移動對主要開拓巷道位置的影響。一、主要開拓巷道的位置選擇（一）選擇主要開拓巷道的主要因素開拓巷道的布置（1）

礦石集中運輸情況

（二）主要開拓巷道位置沿礦體走向位置的選擇礦石集中幾個點運出時最小運輸功的位置開拓巷道的布置原則：應(yīng)使地下和地面礦石運輸功最小。若井筒位于n點，滿足運輸功最小的條件，則井筒位置n點左翼的運輸功為：A=Q1L1+Q2L2+Q3L3+…Qn-1Ln-1=n點右翼運輸功為：B=Qn+1

Ln+Qn+2Ln+1+…Qm-1Lm-2+QmLm-1=

井筒最優(yōu)位置在n點時，則A+B=Min（最小值）(1)開拓巷道的布置開拓巷道的布置礦石分散運出時最小運輸功的位置（2）礦石分散運輸情況

結(jié)論：運輸功最小的井筒位置應(yīng)在兩端礦量相等的等分線上。實際工程中，應(yīng)結(jié)合地面運輸考慮，即：按地面運輸費用與地下運輸費用總和為最少的原則來確定井筒的最優(yōu)位置。

開拓巷道的布置（1）地表移動帶的圈定（三）主要開拓巷道垂直礦體走向位置的確定①移動帶：指在地表出現(xiàn)巖層變形的范圍。②崩落帶：指在移動帶內(nèi)地層出現(xiàn)裂縫塌陷的范圍。開拓巷道的布置※影響巖層移動角的因素很多，主要有巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、礦體厚度、傾角、開采深度以及使用的采礦方法等。

③移動角：指從地表移動帶邊界至開采最低邊界的聯(lián)線與水平面所成的傾角。相對于礦體的位置，移動角有上盤移動角、下盤移動角和端部移動角。④崩落角：指從地表崩落帶邊界至最低開采邊界的聯(lián)線與水平面所成的傾角。崩落角相對于礦體有上盤崩落角、下盤崩落角和端部崩落角。開拓巷道的布置巖層移動帶及移動界線(a)—垂直走向剖面α＞γ及γ′情況；(b)—垂直走向剖面α＞γ及γ′情況；(c)—沿走向剖面；α—礦體傾角；γ—下盤移動角；γ′—下盤崩落角；β—上盤移動角；β′—上盤崩落角；δ—走向端部移動角；δ′—走向端部崩落角；δ0—表土移動角；L—危險帶開拓巷道的布置巖石名稱垂直礦體走向的巖石移動角端部側(cè)翼移動角上盤移動角β下盤移動角γ第四紀表土454545含水中等穩(wěn)固片巖455565穩(wěn)固片巖556070中等穩(wěn)固致密巖石606575穩(wěn)固致密巖石657075巖石移動角開拓巷道的布置※

地表巖土移動帶圈定的方法和步驟如下：2）在各勘探線剖面上，從設(shè)計最低開采水平的礦體邊界或礦體最突出位置，按所選取的上、下盤移動角往上畫移動界線，直到移動界線與地表線相交為止；1）參照條件類似礦山選取上盤移動角、下盤移動角、端部移動角、表土移動角；3）在礦體縱剖面圖上，從設(shè)計最低開采水平的礦體邊界或突出位置，按所選取的端部移動角往上畫移動界線，直至移動界線與地表線相交為止；開拓巷道的布置開拓巷道的布置

4）

將各剖面移動界線與地表線的交點轉(zhuǎn)繪到地形地質(zhì)圖上，并用均滑曲線或折線聯(lián)成閉合曲線，此閉合曲線內(nèi)的范圍即是地表巖土移動帶。

開拓巷道的布置地表巖石移動帶圈定

V1、V2、V3—礦脈編號；①②③…—勘探線編號；

γ—下盤巖石移動角β—上盤巖石移動角；

δ—沿礦體走向側(cè)端巖石移動角；δ0—表土層移動角；

開拓巷道的布置3.結(jié)合地表地形、工業(yè)場地的布置確定主要開拓巷道具體位置。1.圈定最終開采巖層移動帶，初步確定主要開拓巷道在地表巖石移動帶以外安全距離（20m）的允許位置。2.按地面運輸費用與地下運輸費用總和為最小的原則基本確定主要開拓巷道在沿礦體走向方向上的最有利位置。4.打檢查鉆孔，進一步查明主要開拓巷道位置的工程地質(zhì)情況。開拓巷道的布置（2）主要開拓巷道確定總體步驟保安礦柱的圈定，是根據(jù)要求的安全距離，沿其周邊畫出保護區(qū)范圍，再以保護區(qū)周邊為起點，按所選取的巖石移動角向下畫移動邊界線，此移動邊界線所截礦體范圍就是保安礦柱。

（四）保安礦柱的圈定開拓巷道的布置二、輔助開拓巷道位置的選定

（一）

副井位置的選定在確定開拓方案時，主井、副井的位置是統(tǒng)一考慮?！舾本畱?yīng)盡可能采用集中布置，即與主井靠近布置，但二井筒間距應(yīng)不小于30m?！羧绲乇淼匦螚l件和運輸條件不允許集中布置，采用分散布置?！艏胁贾门c分散布置各有優(yōu)缺點。p48開拓巷道的布置（二）通風井（主回風井）的布置1.中央并列式進風井和排風井均布置在礦體中央，如圖所示，兩井相距不小于30m，如井上建筑物采用防火材料，也不得小于20m。中央并列式1—進風井；2—排風井；3—天井；4—沿脈運輸巷道2.雙翼（中央）對角式（1）

主井為罐籠井時，主井布置在礦體中央，可兼作進風井，而在礦體兩翼各布置一條排風井，如圖所示。開拓巷道的布置（2）主井為箕斗井時，主井布置在礦體中央，應(yīng)在主井附近另布置一條罐籠井，作為提升副井兼進風井，并在礦體兩翼布置排風井，如圖所示。中央對角式1—進風井；2—排風井；3—石門；4—天井；5—沿脈運輸巷道

中央對角式1—主井；2—副井（進風井）；3—排風井開拓巷道的布置3.單（側(cè)）翼對角式進風井（罐籠井）布置在礦體的一翼，排風井布置在礦體的另一翼，如圖所示。側(cè)翼對角式

1—進風井；2—排風井；3—石門；

4—天井；5—沿脈運輸巷道開拓巷道的布置（三）

溜井的布置溜井的用途是依靠重力從采場或上部階段轉(zhuǎn)放礦石（礦石溜井）或廢石（廢石溜井）到下部階段或礦倉。

平硐溜井出礦系統(tǒng)；

豎井箕斗提升、集中出礦系統(tǒng)。1.溜井的形式

①根據(jù)不同的傾角，溜井分為垂直溜井和傾斜溜井。②根據(jù)溜井所服務(wù)的不同階段數(shù)目，分為單階段溜井和多階段溜井。開拓巷道的布置多階段溜井的不同形式：a—垂直式溜井；b—傾斜式溜井；c—瀑布式溜井；d—接力式溜井；e—階梯式溜井1—主溜井；2—斜溜道；3—卸礦硐室；4—放礦閘門硐室；5—上段溜井；6—下段轉(zhuǎn)運溜井。特點：多段放礦、集中出礦?？蓽p少中段開拓工程量，但施工復雜。適合于大中型礦山。開拓巷道的布置開拓巷道的布置※溜井分為溜礦段和儲礦段。※溜井的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括它的斷面形狀、尺寸、傾角和長度。2.溜井的結(jié)構(gòu)參數(shù)開拓巷道的布置（1）溜井結(jié)構(gòu)1-卸礦硐室（不要開在主要運輸巷內(nèi)）；2-卸礦口（格篩，有防降塵設(shè)施）；

3-溜井井筒，矩形、圓形，

d＝（5～6）L；4-中段巷道；5-斜溜道，α＝45~50°，15m以內(nèi)；6-溜井儲礦段，D＝d＋1.5（2.0）m；7-檢查井，距溜井15m；8-檢查巷，2條，間距8~10m；9-放礦口（振動放礦機）；10-放礦硐室（防除塵設(shè)施）。開拓巷道的布置溜井傾角α＝90°；傾斜溜井段α≥55～60°，溜道α＝45～50°，儲礦段α≥65～75°。開拓巷道的布置礦石塊度mm非儲礦段m儲礦段m3502.03.0（5.0）5002.53.5（5.0）7503.04.0（5.0）12004.05.0（6.0）礦石塊度和溜井尺寸的關(guān)系表※溜井儲礦段的高度與儲礦段的直徑、粉礦堆積角有關(guān)；通常取10～15米。儲礦波動高度是儲礦段高度的0.1～0.2倍，收縮角為45°～60°。⑵溜口結(jié)構(gòu)參數(shù)開拓巷道的布置B-溜口寬度＝0.8l，l為廂長；≥3dH-溜口高度＝（0.6～0.8）Bɑ－粉礦堆積角，65～75°；ɑ1－溜口頂板傾角；ɑ2－溜口內(nèi)坡角，≤35°ɑ3－溜口底板傾角，大于自然安息角（2～4°）b-溜口額墻厚度，400～800mm；L-溜口斜脖長度0.8～1.2m；a1-溜口深入礦車水平距150mm；a2-溜口高出礦車垂直距200mm。（四）充填井廢石井；管道井；充填鉆孔（200～300mm）開拓巷道的布置※它為各階段轉(zhuǎn)運礦石、廢石、人員設(shè)備材料以及為排水、供電等其它工作服務(wù)，是井下各階段運輸?shù)臉屑~。

※根據(jù)開拓方法的不同，可分為豎井井底車場和斜井井底車場。

（五）井底車場井底車場：指井筒周圍與階段運輸巷道之間所開掘的巷道和硐室的總稱。⒈豎井井底車場開拓巷道的布置（1）井底車場的形式按車場與主運巷道的相對位置分：立式臥式井底車場結(jié)構(gòu)示意圖

開拓巷道的布置立式井底車場開拓巷道的布置臥式井底車場按提升設(shè)備分：箕斗井底車場；罐籠井底車場；混合井底車場按服務(wù)的井筒數(shù)目分：單一井筒的井底車場；多井筒的井底車場按礦車的運行系統(tǒng)分：盡頭式折返式環(huán)形式開拓巷道的布置（2）井底車場的組成包括：1)井底車場巷道儲車線路（巷道）：井底車場里儲放空、重車輛的線路。行車線路：調(diào)度空、重車輛的線路稱為行車線路。輔助線路：通往各種硐室的線路稱為輔助線路。

2)井底車場硐室

與主井系統(tǒng)有關(guān)的硐室：翻籠（卸礦）硐室、儲礦倉、箕斗裝載硐室；清倉絞車硐室；斜巷與副井系統(tǒng)有關(guān)的硐室：馬頭門、水泵房、變電房、水倉、候罐室調(diào)度室、機修室開拓巷道的布置盡頭式

特點：井筒（留礦井）兩側(cè)均設(shè)線路，一側(cè)進重車，一側(cè)出空車，經(jīng)過雙軌或單軌雙巷變頭返回；優(yōu)：生產(chǎn)能力比盡頭式大；缺：工程量比盡頭式大；適用：中型礦山或副井車場開拓巷道的布置折返式特點：井筒一側(cè)進、出車，空、重車儲車線和調(diào)車場均設(shè)在井筒一側(cè)；優(yōu)：開拓工程量小，簡單；缺：能力低；適用：小礦山或副井車場環(huán)形式特點：井筒兩側(cè)布置成閉合線路，重車由井筒一側(cè)進車，空車由另一側(cè)經(jīng)繞道不變頭返回優(yōu)：生產(chǎn)能力大，運行效率高，運輸方便缺；開拓工程量大適用：大型礦山開拓巷道的布置開拓巷道的布置（3）

井底車場形式選擇

滿足生產(chǎn)能力、結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省工程、方便管理、作安全可靠、易于施工維護。

環(huán)形式或折返式>30萬T/a；折返式10～30萬T/a；盡頭式<10萬T/a。

井底車場通過能力要大于設(shè)計生產(chǎn)能力的30～50%。

開拓巷道的布置

分為：折返式車場和環(huán)形式車場兩種形式?！h(huán)形車場一般適用于箕斗或膠帶提升的大、中型斜井?！鄯凳杰噲鲆话氵m用中、小型礦山的斜井的串車提升。

本節(jié)主要介紹串車提升的斜井井底車場。2.斜井井底車場開拓巷道的布置串車斜井井筒與車場的連接方式有三種：（1）旁甩式，即：由井筒一側(cè)（或兩側(cè)）開掘甩車道，串車經(jīng)甩車道由斜變平后進入車場；開拓巷道的布置斜井甩車道車場線路示意圖（2）平車場，即在斜井的最下一個階段，有斜井井筒直接過渡都車場（空重車的坡度是相反的）。相對于甩車場，鋼繩磨損小，工程量小。開拓巷道的布置主井平車場調(diào)車線路示意圖（3）吊橋，即由斜井頂板方向出車，經(jīng)吊橋變平后進入車場。（解決了平車場不能多階段布置的缺點）開拓巷道的布置普通式吊橋式甩車道高低差吊橋1.階段運輸巷道布置的影響因素（1）

階段運輸能力的要求

（如有溜井應(yīng)考慮上中段下放礦量）運輸能力應(yīng)有余地中小型礦山一般采用：單一沿脈運輸平巷大中型礦山一般采用：沿脈加穿脈上下盤沿脈加穿脈－環(huán)形（2）

礦體厚度

B﹤6～8m時，單一沿脈；B﹥8m時，沿脈加穿脈；

B﹥30m（極厚），環(huán)形開拓巷道的布置（六）階段運輸巷道的布置

階段運輸巷道是連接井底車場與礦塊的主要通道。為階段開拓服務(wù)的運輸平巷稱為主要運輸平巷。

（3）礦石、圍巖的穩(wěn)固性當下盤不穩(wěn)固時，可考慮布置在脈內(nèi)或上盤（不常用）（5）通風要求中段運輸平巷應(yīng)有明確的進風和回風線路，避免大的拐彎（減小通風阻力）（4）采礦方法采用崩落法（或空場法）中段運輸巷道布置在脈外，而且要在下中段崩落界線以外開拓巷道的布置⑴單一沿脈布置

分為脈內(nèi)布置和脈外布置，單線會讓式和雙線渡線式。

單一沿脈平巷布置

a—單線會讓式；b—雙線渡線式

2.階段運輸巷道的布置形式及其應(yīng)用

開拓巷道的布置特點：單線會讓式:生產(chǎn)能力小，適于小礦山；雙線渡線式：生產(chǎn)能力小，適于中小型礦山。⑵下盤雙巷加聯(lián)絡(luò)道（即下盤環(huán)形式或折返式）布置

下盤沿脈雙巷加聯(lián)絡(luò)道布置

內(nèi)線是裝車巷，外線是行車線。優(yōu)點：有利于探礦；行車線平直有利于運輸，生產(chǎn)安全方便；巷道斷面小，有利于維護。缺點：掘進工作量大，適用于中小型礦山。開拓巷道的布置（3）

脈外平巷加穿脈布置，如圖所示。

脈外平巷加穿脈布置

開拓巷道的布置下盤沿脈平巷為雙軌巷道，穿脈平巷為單軌巷道，采用穿脈裝車。優(yōu)點：運輸能力大；穿脈裝礦生產(chǎn)安全，方便可靠；有利于探礦。缺點：掘進工程量較大適用于：中、大型礦山，60～150萬噸/年。（4）

上下盤沿脈巷道加穿脈布置（即環(huán)形運輸布置）

環(huán)形運輸布置

上下盤布置沿脈，穿脈聯(lián)接，并在此裝車，重車由下盤沿脈進入車場。下盤雙軌。優(yōu)點：生產(chǎn)能力大；有利于探礦；運輸條件下，安全可靠。缺點：掘進工程量大適用大型（特大型）礦山，150～300萬噸/年。開拓巷道的布置（5）平底裝車布置

平底裝車布置

開拓巷道的布置主要特點：1.裝礦設(shè)備直接在運輸水平裝車；2.裝礦點距離不能太遠，一般6～8～10m礦石轉(zhuǎn)運一般兩種方式：1.由裝巖機將礦石轉(zhuǎn)入運輸巷道的礦車中，再由電機車拉走；2.由鏟運機在裝運巷道中鏟裝礦石，運至附近的溜井卸礦。3.階段高度的確定充分考慮礦體開采技術(shù)條件、賦存條件前提下，確保足夠的階段礦量，使采出的礦石開拓、采準費用較低；確定h要考慮礦房礦量占較大的比重，以求較高的純礦石回收率；采礦方法，確定h無底柱分段崩落60～120有底柱分段崩落40～60階段礦房40～60分段空場充填全面、房柱法30～40開拓巷道的布置（七）地下硐室的布置

地下硐室按其用途不同，有地下破碎及裝載硐室、水泵房和水倉、地下變電硐室、地下炸藥庫及其它服務(wù)性硐室等。

地下破碎站的布置形式

a—分散旁側(cè)式；b—集中旁側(cè)式1—運輸階段卸礦車場；2—主溜井；

3—破碎硐室；4—箕斗井開拓巷道的布置主水泵站階段排水系統(tǒng)

地下炸藥庫1－庫房；2－雷管檢查室；3－放炮工具室；4－炸藥發(fā)放室；5－電氣設(shè)備室；6－防火門；7－柵欄；8－鐵門；9－運輸巷道開拓巷道的布置第八節(jié)礦床開拓方法選擇（1）確保工作安全，創(chuàng)造良好的地面與地下勞動衛(wèi)生條件，建立良好的提升、運輸、通風、排水等系統(tǒng)；一、礦床開拓方法選擇的基本要求及其影響因素1.選擇礦床開拓方案的基本要求（2）技術(shù)上可靠，并有足夠的生產(chǎn)能力，以保證礦山企業(yè)均衡地生產(chǎn)；（3）

基建工程量最少，盡量減少基本建設(shè)投資和生產(chǎn)經(jīng)營費用；礦床開拓方法選擇（4）確保在規(guī)定時間內(nèi)投產(chǎn)，在生產(chǎn)期間能及時準備出新水平；（5）不留和少留保安礦柱，以減少礦石損失；（6）地面工業(yè)總布置，應(yīng)不占或少占農(nóng)田。

2.影響礦床開拓方案選擇的因素

（1）地形地質(zhì)條件、礦體賦存條件；（2）地質(zhì)構(gòu)造破壞情況；（3）

礦石和圍巖的物理力學性質(zhì)；（4）礦區(qū)水文地質(zhì)條件；

（5）地表地形條件；礦床開拓方法選擇（6）

礦石工業(yè)儲量、礦石工業(yè)價值、礦床勘探程度及遠景儲量等；（7）選用的采礦方法；（8）水、電供應(yīng)條件；（9）原有井巷工程存在狀態(tài)；（10）選廠和尾礦庫可能建設(shè)的地點。

二、選擇礦床開拓方案的方法和步驟

1.開拓方案初選；2.開拓方案的初步分析比較；3.開拓方案的技術(shù)經(jīng)濟比較；礦床開拓方法選擇三、開拓方案實例我國某銅礦開拓方案實例。礦山地勢起伏不平，礦床以I、II、III、IV號礦體為主，各礦體賦存于花崗閃長巖與石灰?guī)r的接觸帶內(nèi)，礦體走向自北西向北東略呈弧形，走向全長約1800米，賦存深度達-360米水平，礦體傾角很陡，一般為60°~80°。各礦體賦存情況列表如下：礦體編號走向長（米）礦體厚度（米）品位%礦石圍巖最大最小平均下盤上盤I50044114.81.38含銅矽卡巖穩(wěn)固大理巖較穩(wěn)固花崗閃長巖輝綠巖穩(wěn)固較差I(lǐng)I358881435.21.74含銅矽卡巖穩(wěn)固花崗閃長巖與礦體接觸部分破碎大理巖局部輝綠巖與礦體接觸部分中穩(wěn)到不穩(wěn)礦體編號走向長（米）礦體厚度（米）品位%礦石圍巖最大最小平均下盤上盤III321211.28.90.76含銅矽卡巖穩(wěn)固花崗閃長巖與礦體接觸部分中穩(wěn)到不穩(wěn)大理巖局部輝綠巖與礦體接觸部分中穩(wěn)到不穩(wěn)IV986301.510.20.58含銅矽卡巖穩(wěn)固花崗閃長巖與礦體接觸部分中穩(wěn)到不穩(wěn)大理巖局部輝綠巖與礦體接觸部分中穩(wěn)到不穩(wěn)開拓巷道的布置該礦床采用下盤豎井開拓方案，主井位于26號勘探線IV號礦體的下盤，井口標高132米，圓形井筒凈直徑為5.5米，主井為混合井，用載重10.5噸底卸式單箕斗井（帶配重）提升礦石。用5號單罐籠提升人員，下放材料、設(shè)備。此外，還擔負一部分廢石提升任務(wù)（井下設(shè)廢石主溜井，可用箕斗提廢石至地表）。礦山生產(chǎn)能力原設(shè)計2000噸/日，后來改為3000噸/日以上，主井提升比較緊張，為了暫時緩和提升緊張狀況，將34線線附近的盲措施井與地表線貫通作為副井（井口標高83米）。在主井的東翼新打一條副井至-360米中段。此井作為-120米以下深部開拓的副井。兩翼風井分別設(shè)風機（南風井70B2-21-28型，北風井70B2-21-18型）抽風，組成由副井進風兩翼風井出風的雙翼對角式通風系統(tǒng)。開拓巷道的布置階段高度40～60米，+10米、-40米、-80米、-120米、-180米、-240米、-360米。在-40米階段主井附近設(shè)兩個礦石溜井和一個廢石溜井，在-140米設(shè)井下破碎站（-240米～-300米間也設(shè)一破碎站）。礦石經(jīng)采場溜井裝入7m3底卸式礦車，用7噸架線式電機車首尾串聯(lián)牽引（每列車由兩臺電機車，6輛礦車組成）運至井底車場。礦石經(jīng)地下破碎站破碎，用箕斗提升至地表，箕斗提升機為2米直徑多繩(6繩)磨擦輪提升機，罐籠提升機為1.75米直徑多繩（4繩）磨擦輪提升機。開拓巷道的布置復習思考題1、什么叫礦床開拓？開拓巷道？開拓系統(tǒng)？2、什么是主要開拓巷道？輔助開拓巷道？3、什么叫開拓方法？礦床開拓方法有哪幾種類型？4、什么叫平硐開拓法？其適用條件是什么？可有哪幾種典型方案？并指出方案中各種巷道的名稱。5、什么叫斜井開拓法？其適用條件是什么？可有哪幾種典型方案？并指出方案中各種巷道的名稱。6、什么叫豎井井開拓法？其適用條件是什么？可有哪幾種典型方案？并指出方案中各種巷道的名稱。下盤豎井相對上盤豎井有哪些優(yōu)點？7、什么是聯(lián)合開拓？8、選擇主要開拓巷道位置應(yīng)考慮哪些因素？9、什么是巖石移動角、移動帶？10、什么是巖石崩落角、崩落帶？11、主溜井有哪幾種形式？12、什么叫井底車場？井底車場有哪些類型？13、豎井井底車場有哪幾種形式？14、如何選擇井底車場？15、階段運輸巷道的布置應(yīng)考慮哪些因素？16、階段運輸巷道的布置形式有哪些？各自的適用條件是什么？17、按用途，地下硐室有哪幾種？18、計算題19、綜合題

第一節(jié)概述第二節(jié)全面采礦法第三節(jié)房柱采礦法第四節(jié)留礦采礦法第五節(jié)分段礦房采礦法第三篇之第二章空場采礦法第六節(jié)階段礦房采礦法本章基本要求◆1、掌握空場采礦法的概念及特點

；

◆2、掌握全面采礦法、房柱采礦法、留礦采礦法和階段礦房法的特點、適用條件及主要工藝；◆4、了解礦柱回采方法；

◆3、了解分段采礦法的特點、適用條件及主要工藝；

◆5、了解各種采礦方法的采空區(qū)處理。

重點難點

全面采礦法、房柱采礦法、留礦采礦法和階段礦房法的特點、適用條件及主要工藝；

全面采礦法、房柱采礦法、留礦采礦法和階段礦房法的主要工藝；第一節(jié)概述礦石和圍巖穩(wěn)固，采空區(qū)在一定時間內(nèi)，允許有較大的暴露面積。適用各種厚度和傾角的礦體。一、空場采礦法的特點（實質(zhì)）

1.將礦塊劃分為礦房和礦柱，先采礦房后采礦柱（兩步驟回采）；

2.回采過程，采空區(qū)的；

3.礦房回采時，用礦柱和圍巖自身的穩(wěn)固性來維護采空區(qū)。

4.礦房采完后要求及時回采礦柱。二、應(yīng)用空場法的條件概述

三、空場采礦法分類全面法、房柱法、留礦法、分段礦房法和階段礦房法。第二節(jié)全面采礦法

礦塊沿走向布置。

特點：不嚴格劃分礦房礦柱，回采工作面沿礦體走向或沿傾斜全面推進；隨回采礦房以敞空形式存在，靠圍巖的穩(wěn)固性及留下不規(guī)則礦柱或支柱來支撐頂板。一、礦塊布置全面采礦法

全面采礦法⒊礦柱尺寸頂柱留2～3米；底柱留2～3米；間柱寬3～5米。

二、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)

⒈礦塊沿走向長度：開采緩傾斜礦體的全面法的礦塊沿走向長度為50～60米或更大。⒉礦塊斜長（或階段高度）為40～60米，階段高度為30～15米。⒋礦石溜口間距

取5～7米。全面采礦法

掘進階段運輸平巷1→切割上山3→礦石溜口，從切割上山掘進切割平巷，在頂柱及間柱中掘進聯(lián)絡(luò)巷通7、8。

礦房回采自切割上山開始，一般以階段斜長的梯段工作面形式，沿走向全面推進。⒈落礦采用淺眼爆破落礦方式。淺眼爆破落礦，用輕型手持式鑿巖機打眼，多采用非電起爆方法爆破落礦，利用主風流通風。

三、采準切割工作

四、回采工作

全面采礦法⒉礦石運搬置于切割平巷中的電耙絞車，用扒斗將工作面崩落礦石耙至溜口裝入運輸平巷的礦車。

⒊地壓管理采空區(qū)隨回采礦房以敞空形式存在，靠頂板圍巖的穩(wěn)固性和留下的不規(guī)則礦柱或人工支柱來支護頂板。全面采礦法全面采礦法最適宜開采礦巖穩(wěn)固，傾角小于30°，厚度小于3～4米的水平、緩傾斜薄礦體，尤其是礦石價值不高，或品位較低的礦體。

五、評價全面采礦法第三節(jié)房柱采礦法房柱采礦法一、房柱法實質(zhì)1.開采水平、微傾、緩傾斜礦床時，將礦體劃分為礦塊，礦塊劃分為礦房、礦柱，先采礦房，后采礦柱，…，施行兩步驟回采；2.礦房回采過程中，采空區(qū)是空的；3.采空區(qū)用予留的規(guī)則、連續(xù)或不連續(xù)礦柱來支撐頂板圍巖，靠其自身穩(wěn)固性維護采空區(qū)。房柱采礦法二、房柱采礦法典型方案一）礦房布置、構(gòu)成要素1.礦房布置

礦房長軸方向：①沿走向布置；②沿傾向布置（垂直走向布置）；③偽傾斜方向礦房布置主要取決于采場運搬設(shè)備（電耙運搬）*電耙運搬礦石p96①使用條件運搬距離一般10～60m；一般在水平或微傾斜的平面上進行；電耙的作業(yè)面高度不小于1.5～1.8m；適合于條件困難的場所，如厚度小于1.5～2m，且礦巖穩(wěn)固性差，地壓大，巷道維護困難。②

電耙的耙運形式電耙進采場電耙在電耙道作業(yè)③電耙設(shè)備電耙絞車功率/kw耙斗容積/m3耙運礦石塊度/mm150.17~0.2<40028(30)0.3<500550.5~0.6<650我國地下礦山一般耙運距離30～50m，耙斗容積為0.2～0.5m3，電耙絞車功率為15～50kW，生產(chǎn)效率為150～500t/d。

1）礦房長度（L）

L主要根據(jù)電耙設(shè)備的有效運搬距離、礦體厚度和圍巖穩(wěn)固性。

40～60m2）礦房寬度（B）根據(jù)礦巖穩(wěn)固性、運搬設(shè)備確定，8～20m。2.構(gòu)成要素3）礦柱尺寸及間距根據(jù)礦巖穩(wěn)固性、礦體厚度確定；礦柱尺寸Ф取3～7m，礦柱間距l(xiāng)取5～8m；當?shù)V體厚度較大，礦柱應(yīng)寬5m的連續(xù)礦柱。二）采準、切割1.采準：一般采用脈外采準優(yōu)點：①脈外采準有溜礦井，可儲存一部分礦石，能調(diào)節(jié)電耙運搬和運輸間的不均衡；②有利于礦柱回采和采場通風；③可以保證運輸巷道平直，有利于提高運輸能力。缺點：增加了礦巖脈外掘進工程量。采準程序：2.切割：在礦房下部邊界處，掘進切割平巷③作用：作為回采自由面，作為相鄰礦房的通道

1一運輸巷道；2一放礦溜井；3一切割平巷；4一電耙硐室；5一上山；6一聯(lián)絡(luò)平巷；

7—礦柱；8一電耙絞車；9一鑿巖機；10一炮孔4.回采工作

礦房回采方式根據(jù)礦體厚度的變化而不同。?。〣<2.5～3m一次采全厚ⅱ）2.5～3m<B<8～10m分層回采，拉底、挑頂、電耙出礦ⅲ）B>8～10m深孔落礦，階段采礦法

拉底：從切割平巷與上山的交口處開始，沿礦房全寬以直線工作面或階梯工作面逆傾斜推進。用氣腿式鑿巖機打平行于切割上山的炮眼。拉底高度2.5～3m

；炮孔間距0.6～0.8m；排距1.2m；炮孔深度2.4～3.0m

新鮮風流從運輸平巷經(jīng)溜井進入切割平巷，清理工作面的污風從上部聯(lián)絡(luò)平巷排入回風井。檢查頂板，撬下浮石，用電耙絞車沿傾斜耙運至溜井，在運輸平巷裝車運走。房柱采礦法挑頂：待整個礦房拉底結(jié)束后，從原切割平巷位置起，用YSP—45型鑿巖機挑頂，回采上部礦石。B<5m，挑定一次完成；B＝5～10m，則以2.5m高的上向梯段分層挑頂（倒臺階）；挑頂采下的礦石一部分留下，以便在礦堆上鑿巖爆破。采場運搬：用14kW、28（30）kW的電耙，斗容0.1～0.6m3電耙把礦石耙入放礦溜井。

開采圍巖穩(wěn)固性很好的厚礦體時，在礦房上山中向上鉆鑿扇面與礦體傾斜方向垂直的扇形中深孔，將礦房的切割平巷挑頂形成切割槽，分次向切割槽爆破，每次崩落礦石用電耙出礦。

二、深孔房柱采礦法1.中深孔落礦電耙出礦房柱采礦法房柱采礦法適用條件：

①B>8～10m；②水平、微傾、緩傾斜礦床；③礦石、圍巖均穩(wěn)固中深孔落礦電耙出礦房柱采礦法

1、5—運輸巷道；2—放礦溜井；3—上山；

4—聯(lián)絡(luò)平巷；6—切割槽；7—扇形炮孔房柱采礦法2.深孔落礦房柱采礦法

先在頂板下切頂并用錨桿支護，然后在礦房的一端開切割槽，以形成上向臺階的工作面。切頂崩落的礦石用自行式裝載機向臺階下部卸下。切頂空間下部臺階的礦石，采用下向平行深孔崩礦。

房柱采礦法錨桿房柱采礦法三、評價

房柱采礦法適于開采礦巖穩(wěn)固的水平和緩傾斜薄到厚礦體。采準切割工程量不大，工作組織簡單，通風良好，礦房生產(chǎn)能力高。

礦石損失較大。間斷礦柱15~20%；連續(xù)礦柱40％；礦柱一般不回采。作業(yè)：礦體厚度B＝6m，α＝25°，礦石f＝8，圍巖f＝12，穩(wěn)固。礦房寬12m，礦柱Ф＝4m，間距l(xiāng)＝8m，階段斜長50m，頂柱3m，階段平巷底板與礦體底板間4m。以1：500的比例尺畫出房柱采礦法圖。房柱采礦