金属矿床地下开采——矿床开拓方法设计（完整版）

1、2 2 主 要 内 容矿山开拓设计开拓方案开拓方案基础设计基础设计矿山基本情况矿山基本情况3 3 某金矿矿体埋藏深度某金矿矿体埋藏深度500m500m，走向，走向2020，倾向，倾向110110，矿体的，矿体的倾角约为倾角约为2525，矿体的平均厚度，矿体的平均厚度20m20m，属于缓倾斜厚矿体。地表，属于缓倾斜厚矿体。地表到地下到地下-200m-200m岩层属于第四纪表土，岩层属于第四纪表土，-200-400m-200-400m岩层属于中等稳岩层属于中等稳固片岩，固片岩，-400-600m-400-600m岩层属于稳固片岩。由于矿区内岩性较简单岩层属于稳固片岩。由于矿区内岩性较简单，岩石较完

2、整，不易破碎，因此矿区矿石和围岩稳固性均很好。，岩石较完整，不易破碎，因此矿区矿石和围岩稳固性均很好。矿山基本情况4 4 本次设计矿体控制的走向长度约为本次设计矿体控制的走向长度约为230230米，走米，走向长度较长，连续性好；矿体平均厚度为向长度较长，连续性好；矿体平均厚度为2 20 0米，平米，平均倾角均倾角2525，为缓倾斜厚矿体，矿石储量为，为缓倾斜厚矿体，矿石储量为2 27 75.655.65万吨，属于中小型贵重有色金属矿山。设计要求为万吨，属于中小型贵重有色金属矿山。设计要求为年生产能力年生产能力2020万吨，矿山合理服务年限符合不低于万吨，矿山合理服务年限符合不低于1010年的要

3、求，因此把矿体划分为一个井田开采是可年的要求，因此把矿体划分为一个井田开采是可行的。用一个井田开采还有许多优越性：人员、材行的。用一个井田开采还有许多优越性：人员、材料、设备、矿石的运输方便，管理方便且集中，可料、设备、矿石的运输方便，管理方便且集中，可减少非井下生产人员，管理费用低，在经济上优越减少非井下生产人员，管理费用低，在经济上优越。综上所述：设计将矿体划分为一个井田开拓。综上所述：设计将矿体划分为一个井田开拓。基础设计5 5 基础设计 设计该矿山工作制度采用连续工作制度设计该矿山工作制度采用连续工作制度，矿山年工作日为，矿山年工作日为330330天，采用天，采用“三八制三八制”，即每

4、天三班，每班工作即每天三班，每班工作8 8小时的工作制度。劳小时的工作制度。劳动强度适中，便于施工组织管理。动强度适中，便于施工组织管理。6 6 1 1）按技术可能性验证矿山企业年生产能力）按技术可能性验证矿山企业年生产能力基础设计7 7 2 2）按经济合理性验证年生产能力）按经济合理性验证年生产能力基础设计8 8 基础设计为了使地面建筑物以及主要开拓巷道不受地下为了使地面建筑物以及主要开拓巷道不受地下开采而引起地表移动的影响，须圈定地表移动带。开采而引起地表移动的影响，须圈定地表移动带。9 9 基础设计10 10 开拓方案初选（1 1）地表地形是确定井巷开拓的重要条件。）地表地形是确定井巷开

5、拓的重要条件。（2 2）矿床倾角。）矿床倾角。（3 3）矿体倾角、厚度、埋藏深度等决定矿山开采深度）矿体倾角、厚度、埋藏深度等决定矿山开采深度和岩石移动范围，进而影响地表建筑物的布置范围及和岩石移动范围，进而影响地表建筑物的布置范围及主要开拓巷道的位置；矿区构造应力场方向大小，直主要开拓巷道的位置；矿区构造应力场方向大小，直接影响主要开拓井巷的布置和阶段划分。接影响主要开拓井巷的布置和阶段划分。（4 4）综合考虑矿床规模、矿床开采深度、矿床生产能）综合考虑矿床规模、矿床开采深度、矿床生产能力、岩体的物理力学性质和矿山地表工作场地总平面力、岩体的物理力学性质和矿山地表工作场地总平面布置等因素，统

6、筹考虑力求合理布局。布置等因素，统筹考虑力求合理布局。方案初选影响开拓方案井巷类型选择的主要因素如下：11 11 开拓方案矿区地表较为平坦，无高山、河流的限制，矿区地表较为平坦，无高山、河流的限制，故工业场地以及井口的位置无特殊要求，可以故工业场地以及井口的位置无特殊要求，可以布置在地表移动带布置在地表移动带20m20m以外矿体的下盘。以外矿体的下盘。 考虑矿体赋存条件，以及该矿山为缓倾斜考虑矿体赋存条件，以及该矿山为缓倾斜厚矿体的中小型金矿山，且埋深较深，可以选厚矿体的中小型金矿山，且埋深较深，可以选择：择：方案方案A- A- 竖井盲竖井联合开拓法（中央对角式竖井盲竖井联合开拓法（中央对角式

7、通风）通风）方案方案B-B-竖井盲斜井联合开拓法（侧翼对角式通竖井盲斜井联合开拓法（侧翼对角式通风）风）12 12 竖井盲竖井联合开拓法 如左图所示，一般适用于矿体或矿体群倾角较陡，矿体一直向深部延伸，地质储量较丰富的矿山。另外，因竖井或盲竖井的生产能力较大，所以中型或偏大型矿山多用这种方法。 竖井-盲竖井开拓方案的优点是：井下的 各阶段石门都较短，尤其基建初期石门较短，因此可节省初期基建投资，缩短基建期；在深部地质资料不清的情况下，建设上部竖井，当深部地质资料搞清后，且矿体倾角不变时，可开掘盲竖井；两端提升能力适当，能使矿山保持较长时间段的稳定生产。 开拓方法简介 13 13 上部竖井盲斜井

8、联合开拓法 如左图所示，当上部地质资料清楚且矿体产状为急倾斜，上部采用竖井开拓是合理的。一旦得到深部较完善的地质资料，且深部矿体倾角变缓，则深部可采用盲斜井开拓方案。这样可使一期工程（上部竖井部分）和深部开拓工程（下部盲斜井部分）的工程量得到最大限度压缩，缩短建设时间，使开拓方案在经济上更为合理。 开拓方法简介 14 14 开拓方案15 15 开拓方案16 16 对角式通风对角式通风的优缺点：对角式通风的优缺点：优点：负压较小而且稳定，漏风量较小，通风简单可优点：负压较小而且稳定，漏风量较小，通风简单可靠而且费用低廉；副井可起勘探作用；当地下发生火靠而且费用低廉；副井可起勘探作用；当地下发生火

9、灾、塌落事故时，地下工作人员较安全；如在井田两灾、塌落事故时，地下工作人员较安全；如在井田两翼各布置一个通风副井，一个发生故障时，可利用另翼各布置一个通风副井，一个发生故障时，可利用另一个维持通风。一个维持通风。缺点：井筒的联络平巷很长，这些联络平巷要在回采缺点：井筒的联络平巷很长，这些联络平巷要在回采工作开始之前掘好，故回采工作开始较迟；掘两个副工作开始之前掘好，故回采工作开始较迟；掘两个副井时，掘进和维持费用较大。井时，掘进和维持费用较大。17 17 中央式与对角式通风的选取 在金属矿中，大型矿山可考虑采用中央式布置，在金属矿中，大型矿山可考虑采用中央式布置，即在矿体中央布置主井和副井，以

10、便利用副井作辅助即在矿体中央布置主井和副井，以便利用副井作辅助提升。提升。 在中小型金属矿中，一般常用对角式。因矿体沿在中小型金属矿中，一般常用对角式。因矿体沿走向的长度不大，对角式的缺点不突出，而对角式通走向的长度不大，对角式的缺点不突出，而对角式通风对生产有利。风对生产有利。 综上原因，结合矿体矿体储赋条件，方案综上原因，结合矿体矿体储赋条件，方案A A选择选择中央对角式通风，方案中央对角式通风，方案B B选择侧翼对角式通风。选择侧翼对角式通风。18 18 井底车场的选择 矿井生产能力大的应选通过能力大的车场形式。矿井生产能力大的应选通过能力大的车场形式。年产量在年产量在3030万吨以上的

11、可采用环形或折返式车场；万吨以上的可采用环形或折返式车场；10301030万吨的可采用折返式车场；万吨的可采用折返式车场；1010万吨以下可采用万吨以下可采用尽头式车场，该矿年产约尽头式车场，该矿年产约2323万吨，故该矿山选用折返万吨，故该矿山选用折返式井底车场。式井底车场。19 19 阶段运输巷道形式对方案对方案A A来说来说考虑到该矿为小型贵重金属矿，且年产量较小，对阶段运输巷道的运输能力要求不是很高，故可采用单一沿脉双线渡线式巷道布置。 通常服务年限长达数十年的主要开拓巷道断面形状以选用拱形（f0= B0/3）为好，根据巷道年运输量为23万吨，该矿山的服务年限为数十年，且为竖井开拓，所

12、以巷道断面选择三心拱形。对方案对方案B B来说来说采用脉外单轨会让式由于考虑到地压管理和工程支护方面，斜井承受的地压较大，尤其在矿井较深，服务年限较长的条件下，因地压问题突出，故阶段运输巷道选择承压性能较好，施工比较方便的圆弧拱（f0/B0=1/3）20 20 开拓方案的比较和确定开拓方案初比开拓方案初比 为了确定最合理的开拓方式需全面分析论证此两种方案的技术特点，分别从井巷工程量大小，施工条件（水文、工程地质条件等）方面，对这两种开拓方案的优缺点分析。由于各个方案副井位置，断面大小，长度几乎没有差别，故可视为相同而不参与比较。21 21 开拓方案的比较和确定两种开拓方案技术特点两种开拓方案技

13、术特点 明竖井明竖井- -盲竖井联合开拓盲竖井联合开拓：该矿体埋深水平在距地表500米，属深井。应优先考虑竖井开拓，考虑到该矿体的倾角和竖井的深度，为减小阶段平巷的距离和避免竖井过长对提升的影响，应考虑采用明竖井-盲竖井联合开拓。竖井竖井- -斜井联合开拓斜井联合开拓：胶带输送机斜井开拓具有很多优点，近年来胶带输送机在国内外发展较快，研究表明：在运距5km范围内，运量在1000万t内，胶带输送机运输比铁路或汽车运输都经济。高强度胶带输送机的的研制成功使其广泛应用于地下矿山，它具有生产能力大、自动化、生产工艺系统简单的优点，由于该矿体倾角不大，埋藏较深，深部矿体需要盲竖井开拓以克服转载次数多，巷

14、道过长的困难。22 22 开拓方案的比较和确定井巷工程量大小井巷工程量大小 考虑到开拓后期两方案工程量基本相同，故现在只考虑主、副、斜井和石门等前期开拓工程量。竖井竖井- -盲竖井联合开拓盲竖井联合开拓：石门及穿脉巷道共有5条巷道总长度为963m，断面面积为8.29平方米，明竖井长度为433.19m，副井长度为1057.06m,盲竖井长度为100.21m,明竖井断面 5.8m，副井断面 5.8m,盲竖井断面 5.6m竖井竖井- -盲盲斜井联合开拓斜井联合开拓：石门及穿脉等平面开拓系统共有4条巷道总长度为46.79m，断面面积为9.58m2;斜井长度为628.89 m，断面为64.2m2；明竖井273m, 断面为 5.8m;副井长度为529.15m2，断面为 5.6m.23 23 开拓方案的比较和确定井巷井巷工程工程造价对比造价对比 24 24 开拓方案的初步比较和确定施工条件（水文、工程地质条件等） 各开拓方案通风、充填等开拓系统和副井施工条件及工程量均相同，主要比较竖井、斜井的施工条件。其中竖井施工受自然条件影响小，适应性强；斜井位置选择灵活，延伸容易，施工简单安全，工程地质条件比竖井要求严格，维护费用高