第六章--矿床开拓方法.ppt

采矿工程专业主干课程 1 第六章矿床开拓方法 第一节 第二节 第三节 开拓方法分类 矿床开拓及开拓巷道 金属矿床地下开采 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 平硐开拓法 斜井开拓法 竖井开拓法 斜坡道开拓法 联合开拓法 主要开拓巷道评述 采矿工程专业主干课程 2 本章基本内容 本章主要介绍金属矿床开拓的概念 类型 各种开拓方法的特点及适用条件 金属矿床地下开采 采矿工程专业主干课程 3 用示意图表示各种开拓方法 重点 各种开拓方法的特点 适用条件 难点 金属矿床地下开采 采矿工程专业主干课程 4 第一节开拓巷道 1开拓巷道 开拓井田所掘进的井巷 2主要开拓巷道 为井田提升或运输矿石的开拓井巷 如主平硐 主竖井 主斜井 主斜坡道 包括主盲竖井 主盲斜井 主盲斜坡道 3辅助开拓巷道 主要开拓巷道以外的其它开拓井巷 如各阶段运输平巷 石门 井底车场 各处硐室 阶段溜井 副井 通风井 充填井等 4开拓系统 不同种类 数量开拓巷道在空间上的布置体系 金属矿床地下开采 井田的开拓系统至少有两个独立的通地表的安全出口 如果以竖井作为安全出口 则必须在井筒中设置梯子间 采矿工程专业主干课程 5 第二节开拓方法分类 开拓方法 形成井田开拓系统的不同类型和数量的主要开拓井巷的配置方式 金属矿床地下开采 开拓方法和方案划分是根据主要开拓巷道的类型 平硐 竖井 斜井 斜坡道 数量 1条 2条 位置 脉内 上盘 下盘 侧翼 井口 地表 明 地下 盲 单一开拓法 仅用一条主要开拓巷道开拓井田的方法 平硐 竖井 斜井 斜坡道 联合开拓法 用一条以上主要开拓巷道开拓井田的方法 平硐 井筒 明井 盲井 平硐 斜坡道 井筒 斜坡道 采矿工程专业主干课程 6 表6 1矿床开拓方法分类表 金属矿床地下开采 采矿工程专业主干课程 7 金属矿床地下开采 采矿工程专业主干课程 8 第三节平硐开拓法 二 适用条件当矿体 或其大部分 赋存在当地地平面以上 平硐分为主平硐和阶段平硐 为整个矿井运矿的平硐称为主平硐 各阶段直接通地表的平硐称为阶段平硐 阶段平硐可以用于运输矿石 废石 人员 材料和设备 金属矿床地下开采 三 分类根据主平硐与矿体的相对位置 分为垂直矿体走向下盘平硐开拓 垂直矿体走向上盘平硐开拓 沿矿体走向平硐开拓 一 定义从地表掘进水平巷道通达矿体的开拓方法 采矿工程专业主干课程 9 金属矿床地下开采 1 垂直矿体走向下盘平硐开拓法 定义 由矿体的下盘掘进平硐通达矿体开拓井田 适用条件 当矿体与山坡的倾向相反 1 主平硐 2 主溜井 3 辅助竖井 4 进风井 5 矿体 为了缩短平硐的长度 减少开拓工程量 平硐尽量垂直矿体走向掘进 平硐的断面按照年运输量设备外形尺寸 通风 排水量 安全尺寸等要求设计 平硐坡度参照运输要求和排水要求计算 平硐坡度一般取0 3 0 5 采矿工程专业主干课程 10 2 垂直矿体走向上盘平硐开拓法 定义 由矿体的上盘掘出平硐通达矿体 适用条件 矿体与山坡的倾向相同 金属矿床地下开采 3 主平硐 2 主溜井 4 辅助竖井 1 阶段平硐 V 矿体 平硐的断面按照年运输量设备外形尺寸 通风 排水量 安全尺寸等要求设计 平硐坡度参照运输要求和排水要求计算 平硐坡度一般取0 3 0 5 相对于垂直矿体走向下盘平硐开拓法 该方法平硐的长度有可能更长 采矿工程专业主干课程 11 适用条件 矿体距上 下盘地表都较远 或者上 下盘方向地形陡难以选择平硐口及工业场地 而侧翼距地表近或者矿体在侧翼出露地表 同时又有良好的工业场地 3 沿矿体走向平硐开拓法 定义 从矿体的侧翼掘进平硐通达矿体 金属矿床地下开采 1 主平硐 2 辅助竖井 3 4 主溜井 5 溜井 采矿工程专业主干课程 12 平硐的位置根据矿体的厚度 矿岩的稳固性 阶段开采顺序选择 金属矿床地下开采 一般极薄和薄矿脉 矿岩稳固性都较好 平硐可以脉内布置 矿体厚度大 下盘岩石中等稳固以上 宜将平硐布置在下盘岩石中 矿体厚度大 下盘岩石稳固性很差的急倾斜矿体 则采用上盘脉外平硐 平硐布置在矿体中 可以加速地质探矿 在掘进中的附产矿石能抵偿部分基建费 还能缩短基建时间 但脉内布置要求矿块后退式开采 在一个阶段上同时生产的矿块数较少 采矿工程专业主干课程 13 三 斜井倾角斜井的倾角与其提升设备类型 年产量和提升的技术条件有密切关系 如表6 2所示 第四节斜井开拓法 一 定义从地表掘进斜井通达矿体的开拓方法 二 适用条件主要用于倾斜和缓倾斜矿体 150 450 有时也用于埋深不大的倾斜矿体 金属矿床地下开采 采矿工程专业主干课程 14 1 脉内斜井开拓 金属矿床地下开采 三 分类按斜井与矿体的相对位置 有脉内斜井开拓 下盘斜井开拓 侧翼斜井开拓三种开拓方法 定义 斜井沿矿体底板掘进的开拓方法 适用条件 当矿体厚度不大 矿体沿倾向底板比较平整 起伏不大 矿体无断层破坏连续性好 1 斜井 2 阶段运输巷道 采矿工程专业主干课程 15 缺点 要在斜井两侧留8 10m或更宽的矿石做保安矿柱 保安矿柱回采较难 而且矿石损失大 故应用甚少 仅在下列情况下酌情采用 矿体走向长 矿体薄 储量大 矿石品位低 价值不高 下盘岩石地质条件较坏 稳固性差 金属矿床地下开采 矿井急需短期投产 需在脉内作补充勘探 由露天矿转地下开采 从露天台阶向下掘进斜井 斜井口到地面可以利用原有露天矿坑的运输系统 或者利用露天边坡开掘斜坡道连成提升系统 能节省开拓工程 采矿工程专业主干课程 16 2 下盘斜井开拓法 定义 将主斜井掘进在下盘岩石中 用斜井车场 甩车道 吊桥 平车场 经石门与各阶段运输平巷联接的开拓方法 金属矿床地下开采 适用条件 一般斜井倾角与矿体倾角一致 但在少数情况下 也可采用伪倾斜的斜井 采矿工程专业主干课程 17 若矿体倾角大于提升方式所要求的斜井倾角 可采用伪倾斜斜井开拓 金属矿床地下开采 斜井与矿体保持一定的距离 其距离根据矿体下盘变化确定 一般应大于15m 采矿工程专业主干课程 18 伪倾斜斜井的特点是 斜井呈二维方向倾斜 一方面与矿体倾向保持大致一致 以缩短石门长度 另一方面 向矿体走向方向倾斜 使斜进倾角达到提升运输的要求 并使各阶段石门的长度大致相等 优点 下盘斜井开拓不受矿体倾角 厚度等赋存条件的影响 不留保留矿柱 能满足各种提升方式的要求 用甩车道联系阶段运输平巷 设计和施工方便 也便于开掘矿仓 计量装功硐室等 所以在金属矿山使用很广 金属矿床地下开采 采矿工程专业主干课程 19 3 侧翼斜井开拓法 定义 在矿体的侧翼掘进井巷开拓井田的方法 金属矿床地下开采 适用条件 因地表地形限制 在矿体下盘不宜设置斜井 或者因矿石运输方向要求 矿体走向不长 侧翼斜井开拓法1 斜井 2 阶段运输平巷 3 回风井 4 回风平巷 5 矿体边界 侧翼斜井开拓斜井一般布置在矿体下盘围岩中 走向与矿体走向保持一致 采矿工程专业主干课程 20 四 斜井开拓注意事项 采用斜井开拓时 斜井不能布置在上盘岩石中 金属矿床地下开采 斜井垂直深度大于90m时 应设专用人车运送人员 无人车运送人员的斜井 人行道宽度不得小于1 2m 高度大于1 8m 还应浇灌人行踏步 设人行扶手 斜井每隔30 50m设坡度不少于0 3 的横向水沟 沿斜井斜长每隔50m设躲避硐室 斜井按安全规程要求留够人行道与设备间 设备与设备间的安全间距 在布置斜井位置时要考虑移动带的问题 采矿工程专业主干课程 21 二 适用条件矿体赋存在当地山麓以下 或者平坦地区地下 倾角大于45 或小于15 埋藏较深 第五节竖井开拓法 一 定义从地面向下掘进垂直井筒开拓井田的方法 金属矿床地下开采 三 竖井分类按提升容器分为罐笼竖井 箕斗竖井 混合竖井 罐笼竖井用于年产量小于30万t 井深300m左右的中小型矿山 箕斗竖井用于年产量大于50万t 井深大于300m的大中型矿山 年产量在30 50万t时 可通过技术经济比较来决定提升容器和井筒形式 当开拓深度较大 地质条件复杂和施工困难时 为减少井筒数目和开拓工程量 可考虑采用混合竖井 采矿工程专业主干课程 22 适用条件 埋藏在地平面以下的急倾斜矿体 矿体倾角大于750 四 竖井开拓法的分类 按竖井与矿体的相对位置分为上盘竖井开拓法 下盘竖井开拓法 侧翼竖井开拓法 1 下盘竖井开拓法 金属矿床地下开采 缺点 石门的长度随开采深度的增加而加长 定义 在矿体下盘岩石移动线以外掘进竖井 再掘井底车场和石门通达矿体的开拓方法 优点 井筒在矿体移动线以外 保护条件好 下盘岩石移动角比上盘大 移动范围比上盘小 石门总长度短 上部阶段石门更短 初期开拓工程量较小 投产快 采矿工程专业主干课程 23 金属矿床地下开采 采矿工程专业主干课程 24 2 上盘竖井开拓法 定义 在矿体的上盘岩石移动线以外掘进竖井 再掘进井底车场和石门通达矿体 金属矿床地下开采 适用条件 矿体下盘是高山 上盘地形比较平坦 采用上盘竖井的井筒长度比下盘竖井的短 生产费用比下盘竖井低 下盘地质条件复杂 岩石破碎 地表有河流湖泊等 上盘有足够的工业场地 生产与生活联系方便 矿区内部与外部运输条件均好 总运输费用低 缺点 上盘石门比下盘长 造成初期基建工程量大 建时间长 投产慢 投资高 采矿工程专业主干课程 25 金属矿床地下开采 上盘竖井开拓法 采矿工程专业主干课程 26 3 侧翼竖井开拓法 定义 将竖井布置在矿体的侧翼 然后掘进井底车场和石门通达矿体的开拓方法 金属矿床地下开采 适用条件 上 下盘地形和岩层条件不利于布置井筒 而侧翼工程地质条件较好 矿体走向长度较小 阶段巷道掘进时间短 运输费低 矿体倾角较缓 竖井在上盘或下盘石门都很长 矿体侧翼有较好的工业建设和生活场地 与内外交通联系条件好 采用侧翼竖井开拓 阶段平巷掘进和运输都是单向的 同时生产的采场数目受到一定的限制 采矿工程专业主干课程 27 金属矿床地下开采 采矿工程专业主干课程 28 一 斜坡道定义用通行无轨设备的倾斜巷道开拓井田的方法 第六节斜坡道开拓法 金属矿床地下开采 二 斜坡道开拓法适用条件主要用于当地侵蚀基准面以下水平 缓倾斜 倾斜矿体 且一定采用无轨设备运输矿石 三 斜坡道分类1 根据斜坡道的用途 分为主斜坡道和副斜坡道 运送矿石的为主斜坡道 主斜坡道可通行无轨运输车辆 采掘设备 有的主斜坡道安装胶带运输机运送矿石 并兼通行辅助无轨车辆 这种斜坡道称为联合斜坡道 副斜坡道主要供无轨自行设备出入 运送人员 材料 设备 废石的车辆出入 以及通风之用 在生产任务繁忙时 副斜坡道也可以兼运部分矿石 通地表的斜坡道叫明斜坡道 不直接通地表的叫盲斜坡道 采矿工程专业主干课程 29 金属矿床地下开采 2 斜坡道开拓法根据其线路形式有直线式斜坡道开拓法 折返式斜坡道开拓法 螺旋式斜坡道开拓法三种 1 直线式斜坡道 1 定义 掘进倾斜直线巷道通达矿体 直线段间用缓坡段相连接 直线式斜坡道 2 优点 开拓工程量小 施工容易 车辆运行速度快 司机可见视距大 行车平衡安全性好 轮胎磨损小 油耗低 路面维护方便等 3 缺点 对矿体倾角及地质条件要求严格 线路布置不灵活 采矿工程专业主干课程 30 2 折返式斜坡道 金属矿床地下开采 1 定义 掘进倾斜直线巷道和转弯的曲线巷道通达矿体 直线变高程 曲线变方向 而且在转变处的坡度逐渐变缓乃至近水平 以便于无轨自行设备转变 4 适用条件 联合斜坡道开拓 埋藏浅的矿体的主 副斜坡道 缓倾斜矿体的主 副斜坡道 倾角小于10 15 尤佳 平行的双斜坡道开拓 1 斜坡道 2 石门 3 阶段运输巷道 采矿工程专业主干课程 31 金属矿床地下开采 3 缺点 比直线式斜坡道的开拓工程量多20 25 掘进时需要有垂直的井巷配合通风和出碴 通往阶段运输平巷的联络道常常不在同一垂直面上 折返式斜坡道的折返点不能太少 否则阶段联络平巷位置变化很大 对开展回采工作很不方便 通风线路长度变化大 如果斜坡道位于矿体的侧翼 将会增加通向矿体的联络道长度 2 优点 掘进施工较容易 司机视跨较大 行车速度较快和平。