井巷掘进与施工毕业论文

毕业设计（论文）题 目 井巷掘进与施工学 院 东北大学网络教育学院所学专业 采矿工程 学生姓名 指导教师 2014 年 9 月井巷掘进与施工摘 要：井巷的开拓与掘进在采矿安全生产中是一项重要的生产环节，其施工的速度与质量直接关系到矿井的安全、生产、效益。本文通过对矿井地下开采的步骤及开拓方式的论述，详细介绍各 开拓方式的特点，对整个采掘流程做一系统的研究，使矿井具有更合理的经济优越性，合理的服务性，对提高采矿工作效率有一定的提高和优化。关键词：地下开采 开拓方式 采掘程序1目 录绪 论 .31、 地下开采的一般步骤 .32、 采矿方法分类 .53、 矿床开拓方法 .63.1 开拓巷道 .63.2 开拓方法分类及选择依据 .73.3 平硐开拓法 .83.3.1 与矿体相交的平硐开拓方案 .83.3.2 沿矿体走向的平硐开拓方案 .93.4 竖井开拓法 .93.4.1 穿过矿体的竖井开拓方案 .103.4.2 下盘竖井开拓方案 .103.4.3 上盘竖井开拓方案 .103.4.4 侧翼竖井开拓方案 .113.5 斜井开拓法 .123.5.1 下盘斜井开拓方案 .123.5.2 脉内斜井开拓方案 .123.6 斜坡道开拓法 .123.6.1 螺旋式斜坡道开拓法 .133.6.2 折反式斜坡道开拓法 .133.6.3 螺旋式与折反式斜坡道的对比与选择 .133.7 联合开拓法 .143.7.1 上部平硐下部盲竖井开拓方案 .153.7.2 上部平硐下部盲斜井开拓方案 .153.7.3 上部竖井下部盲竖井开拓方案 .153.7.4 上部竖井下部盲斜井开拓方案 .163.7.5 上部斜井下部盲竖井开拓方案 .163.8 主要开拓方式比较 .1623.8.1 平硐与竖井比较 .173.8.2 竖井与斜井比较 .184、 主副井布置方式 .184.1 中央并列式 .194.2 中央对角式 .194.3 侧翼对角式 .204.4 中央式与对角式的对比 .205、 巷道主要支护形式及主要参数 .215.1 整体混凝土支护 .215.2 锚杆支护 .235.3 棚式支护 .235.3.1 金属支架 .245.3.2 木支架 .245.4 喷射混凝土支护 .25结束语 .26参考文献 .273绪 论矿井开采的重要特点是地下作业，一般要经历地质勘探、预可行性研究、可行性研究、初步设计、施工、建设、投产、达产、技术改造、产量递减、报废和关井等诸多阶段。矿井地下开采需要开凿井筒通至地下，矿体的形状、厚度和倾角是矿井地下开采设计的主要依据，直接影响开拓、采矿方法选择、采矿工程的结构及其布置。井巷工程在地下开采中占有十分重要的位置，井巷设计是否合理，直接影响矿山生产的安全性、生产能力、建设投资和运营成本。本篇以金属矿山为例，作系统分析。1、 地下开采的一般步骤金属矿床地下开采一般可分为开拓、采准、切割和回采四个步骤。（1）矿床开拓。矿床开拓就是通过掘进一系列井巷工程，建立地表与矿体之间的联系，构成一个完整的提升、运输、通风、排水和供风、供水、动力供应系统，以便把地下将要猜出的矿石和废石运至地面；把新鲜空气送入地下，并把地下污浊空气排出地表；把矿坑水排出地表；把人员、材料和设备等送入地下和运出地表。为此目的而掘进的井巷，称为开拓巷道。（2）矿块采准。采准是指在矿床已开拓完毕的部分，掘进采准和切割巷道，将阶段划分成矿块作为回采的独立单元，并在矿块内形成行人、凿岩、放矿、通风等条件。（3）切割工作。切割工作是指在已采准完毕的矿块里，为大规4模回采矿石开辟自由面和自由空间，有时还需要把漏斗颈扩大成漏斗形状，为以后大规模采矿创造良好的爆破和放矿条件。（4）回采工作。切割工作完成以后，就可以进行大量的采矿，称为回采工作。它包括落矿、采场运搬、出矿和采场地压管理三项主要作业。落矿是以切割空间为自由面，以爆破崩落矿石。一般根据矿床的赋存条件、所采用的采矿方法及凿岩设备，选用浅孔、中深孔、深孔或硐室等落矿方法。采场搬运时指在矿块内把崩下的矿石运搬到底部结构。运搬方法主要有两种：重力运搬和机械运搬。有时单独采用一种运搬方法，有时两种运搬方法联合使用，需根据矿床的赋存条件、所选用的采矿方法和运搬机械来确定。出矿是把集于底部结构或出矿巷道内的矿石，转运到阶段运输巷道，并装入矿车。这项作业通常用机械设备（电耙、装运机、铲运机等）来实现，少数情况下（如急倾斜薄矿脉等），并靠重力实现。采场地压管理是指矿石采出后在地下形成采空区，经过一段时间，矿柱和上下盘围岩出现变形、破坏、移动等地压现象，为保证开采工作的安全，针对这种地压现象采取必要的技术措施，以控制地压和管理地压，消除地压所产生的不良影响。地压管理方法通常有三种：留矿柱支撑采空区、充填采空区和崩落采空区。开拓、采准、切割和回采是按编定的采掘计划进行的。在矿山5生产初期，上述各步骤在空间上是依次进行的；在正常生产时期，三者在不同的阶段内同时进行，如下阶段的开拓、上阶段的采准与再上阶段的切割和回采同时进行。为了保证矿山持续均衡地生产，避免出现生产停顿或产量下降等现象，应保证开拓超前于采准，采准超前于切割，切割超前于回采。2、 采矿方法分类采矿方法就是矿块的开采方法，它包括采准、切割和回采三项工作。若采准和切割工作在数量上和质量上不能满足回采工作的要求，则必然影响回采。因此，在矿块中进行的采准、切割与回采工作总称为采矿。由于金属矿床赋存条件复杂，矿石与围岩性质多变，开采技术的不断完善和进步，在生产实践中应用了种类繁多的采矿方法。为了便于使用、研究和寻求新的采矿方法，应对现有的采矿方法进行科学的分类。采矿方法的分类有多中种，本文采用的采矿方法分类是按回采时的地压管理方法划分的。地压管理方法是以围岩的物理力学性质为依据，同时又与采矿方法的使用条件、结构和参数、回采工艺等密切相关，并且最终将影响到开采的安全性、效率和经济效果等。依此将采矿方法划分为空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法。在空场采矿法中，矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房后采矿柱（分两步开采）。回采矿房时所形成的采空区，靠矿柱和矿岩本身6的强度支撑。因此矿石和围岩均稳固，是使用本类采矿法的理想条件。充填采矿法类别中的大部分具体方法，也是分矿房和矿柱两步回采。回采矿房时，随回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区，防止围岩片落，即用充填采空区的方法管理地压。个别条件下，用支架和充填料配合维护采空区，进行地压管理。因此，不论矿石和围岩稳固或不稳固，均可应用本类采矿方法。崩落采矿法为一个步骤回采，随回采工作面的推进，同时崩落围岩充满采空区，从而达到管理和控制地压的目的。因此，崩落围岩充满采空区是应用本类采矿方法的必要前提。上述三类采矿法中，还可以按方法结构特点、工作面的形式、落矿方式等进一步细分。3、 矿床开拓方法为了开采埋藏在地下的矿床，首先需要进行开拓。开拓就是通过掘进竖井、斜井、平硐和巷道、硐室等工程，建立地表与矿体之间的联系，构成一个完整的提升、运输、通风、排水和供风、供水、动力供应系统。3.1 开拓巷道为了开拓矿床而掘进的巷道，称为开拓巷道。按开拓巷道在矿床开采中所起的作用，可分为主要开拓巷道和辅助开拓巷道两类。运输矿石的主平硐和主斜坡道，提升矿石的井筒（如竖井、斜井）均有直通地表的出口，属主要开拓巷道；作为提升矿石的盲竖7井、盲斜井、虽无出口直通地表，因它们与上列井、巷一样起主要开拓作用，故也属于主要开拓巷道。其他开拓巷道，如通风井、溜矿井、充填井等，在开采矿床中只起辅助作用，故称为辅助开拓巷道。3.2 开拓方法分类及选择依据矿床开拓方法可分为单一开拓和联合开拓两大类。凡用某一种主要开拓巷道开拓整个矿床的开拓方法，称为单一开拓法；有的矿体埋藏较深，或矿体深部倾角发生变化，矿床的上部用某种主要开拓巷道开拓，而下部则根据需要改用另一种开拓巷道开拓，这种方法叫做联合开拓法。单一开拓法又可按主要开拓巷道与矿体的位置关系分为各种典型的开拓法，联合开拓法可按主要开拓巷道的组合方式分为各种典型方案。主要开拓巷道是决定一个矿床开拓方法的核心，其选择在矿山设计中至关重要。主要开拓巷道类型的选择依据主要有：（1）地表地形。不仅要考虑矿石从井下（或硐口）运出后，通往