采矿学地采2 第二章

1、矿业工程学院矿业工程学院第二章第二章 矿床回采单元的划分及其开采顺序矿床回采单元的划分及其开采顺序 第一节第一节 矿田和井田矿田和井田第二节第二节 阶段和矿块阶段和矿块第三节第三节 盘区和采区盘区和采区IV第四节第四节 矿床的开采顺序矿床的开采顺序【目的要求目的要求】 掌握矿田、井田、阶段、矿块、盘区、采区等相关概念；掌握矿田、井田、阶段、矿块、盘区、采区等相关概念； 掌握矿床的开采顺序掌握矿床的开采顺序 。【重重 点点】 掌握矿田、井田、阶段、矿块、盘曲、采区等相关概念；掌握矿田、井田、阶段、矿块、盘曲、采区等相关概念； 掌握矿床的开采顺序掌握矿床的开采顺序 。一、矿田和井田概念一、矿田和井

2、田概念矿田：规划一个矿山企业开采的全部矿床或一部分。矿田：规划一个矿山企业开采的全部矿床或一部分。井田：规划一个矿井（坑口）开采的全部矿床或其一部分。井田：规划一个矿井（坑口）开采的全部矿床或其一部分。矿田有时等于井田，有时包括数个井田。矿田有时等于井田，有时包括数个井田。风井风井主井主井主井风井井田长度井田长度井田长度井田井田矿田=井田矿田=井田+井田二、井田划分及其范围确定二、井田划分及其范围确定1、井田的划分、井田的划分井田的大小是矿床开采中的重要参数。井田的大小是矿床开采中的重要参数。（1）倾斜和急倾斜矿体中，井田尺寸一般用沿走向长度和沿倾斜）倾斜和急倾斜矿体中，井田尺寸一般用沿走向长

3、度和沿倾斜长度或垂直深度来表示；长度或垂直深度来表示；（2）水平和微倾斜矿体中，井田尺寸用走向长度和宽度来表示。）水平和微倾斜矿体中，井田尺寸用走向长度和宽度来表示。（3）当矿床范围不大，矿床又比较集中，为了生产管理方便，可）当矿床范围不大，矿床又比较集中，为了生产管理方便，可用一个井田开采；用一个井田开采；（4）当矿床范围很大或矿体比较分散，用一个井田开采全部矿床、）当矿床范围很大或矿体比较分散，用一个井田开采全部矿床、所开掘巷道工程量大，生产地点过于分散，会造成经济上不合理，所开掘巷道工程量大，生产地点过于分散，会造成经济上不合理，应划分为几个井田开采。应划分为几个井田开采。2、合理确定井

4、田范围考虑因素、合理确定井田范围考虑因素矿山基本建设时间和年产量的要求矿山基本建设时间和年产量的要求 大井田基建时间长，设备需要多，基建投资多；小井田则相大井田基建时间长，设备需要多，基建投资多；小井田则相反。因此，应根据围民经济发展的需要，并考虑当前设备材料供反。因此，应根据围民经济发展的需要，并考虑当前设备材料供应的条件，确定合适的井田尺寸。应的条件，确定合适的井田尺寸。矿床勘探程度矿床勘探程度 生产实践中，当矿床范围很大，深部尚未完全勘探清楚，生产实践中，当矿床范围很大，深部尚未完全勘探清楚，并要求在短时间开始采矿时，往往矿床上部用几个井田开采，而并要求在短时间开始采矿时，往往矿床上部用

5、几个井田开采，而下部则用一个井田开采。下部则用一个井田开采。矿床埋藏特征矿床埋藏特征 矿体数目及其厚度、有无地质破坏、有无规模较大的无矿矿体数目及其厚度、有无地质破坏、有无规模较大的无矿带等。一般情况，为使一个井田有足够的储量，并从方便生产管带等。一般情况，为使一个井田有足够的储量，并从方便生产管理出发，如果矿体走向长度为理出发，如果矿体走向长度为500800m至至10001500m，深度，深度为为500600m，用一个井田开采是合理的。，用一个井田开采是合理的。矿区地表地形条件矿区地表地形条件 一般情况下，金属矿床的范围不大，井田大多与矿床界限一般情况下，金属矿床的范围不大，井田大多与矿床界

6、限相符合。另外，由于金属矿床地质地形条件复杂，在很多情况相符合。另外，由于金属矿床地质地形条件复杂，在很多情况下以地表地形条件来划分井田的界限。如地表河流、水库、湖下以地表地形条件来划分井田的界限。如地表河流、水库、湖泊、铁路干线等，都可能成为划分井田的自然界限。泊、铁路干线等，都可能成为划分井田的自然界限。最好的经济效果最好的经济效果 划分井田时应考虑基建时期的投资费达到最节省，生产时划分井田时应考虑基建时期的投资费达到最节省，生产时间的经营费达到最低。间的经营费达到最低。 井田的划分及其范围的确定，一般应根据国民经济的需要、井田的划分及其范围的确定，一般应根据国民经济的需要、矿床的自然条件

7、以及技术经济的合理性综合分析来确定。矿床的自然条件以及技术经济的合理性综合分析来确定。开拓采准阶段开拓采准阶段回采阶段回采阶段已采完阶段已采完阶段开拓阶段开拓阶段阶段高度阶段高度矿体垂直矿体垂直埋藏深度埋藏深度回回 风风 井井主井主井阶段运输巷阶段运输巷矿块矿块一、阶段一、阶段1、阶段阶段：在开采缓倾斜、倾斜和：在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，在井田中每隔一急倾斜矿体时，在井田中每隔一定的垂直距离，掘进一条或几条定的垂直距离，掘进一条或几条与走向一致的主要运输巷道，将与走向一致的主要运输巷道，将井田在垂直方向上划分为矿段，井田在垂直方向上划分为矿段，这个矿段叫阶段。这个矿段叫阶段。2、阶段高

8、度阶段高度：上下两个相邻阶：上下两个相邻阶段运输巷道底板之间的垂直距段运输巷道底板之间的垂直距离，叫阶段高度。离，叫阶段高度。3、阶段斜长阶段斜长：上下两个相邻阶：上下两个相邻阶段运输巷道沿矿体的倾斜距离。段运输巷道沿矿体的倾斜距离。4、影响阶段高度的因素影响阶段高度的因素 （1）矿体的倾角、厚度、沿走向的长度；）矿体的倾角、厚度、沿走向的长度； 一般情况下，开采缓倾斜矿床，阶段高度一般小于一般情况下，开采缓倾斜矿床，阶段高度一般小于2025m。开。开采倾斜至急倾斜矿床，阶段高度常采用采倾斜至急倾斜矿床，阶段高度常采用40、50、60m。（2）矿岩的物理力学性质；）矿岩的物理力学性质；（3）采

9、用的采矿方法；）采用的采矿方法； （4）阶段开拓、采准、切割和回采时间；）阶段开拓、采准、切割和回采时间； 我国有些矿采用大量落矿的采矿方法，巷道掘进往往跟不上回我国有些矿采用大量落矿的采矿方法，巷道掘进往往跟不上回采工作的需要，为减少掘进工程量，增大阶段回采矿量，将阶段高采工作的需要，为减少掘进工程量，增大阶段回采矿量，将阶段高度增大。度增大。（5）阶段矿柱的回采条件；）阶段矿柱的回采条件； 许多采矿法常留阶段矿柱，回采这些矿柱的损失和贫化很大，许多采矿法常留阶段矿柱，回采这些矿柱的损失和贫化很大，增大阶段高度，可使回采阶段矿柱所造成的损失和贫化相对减小。增大阶段高度，可使回采阶段矿柱所造成

10、的损失和贫化相对减小。（6 6）每吨矿石所摊的基建开拓和采准费用；）每吨矿石所摊的基建开拓和采准费用； 一般来说，增大阶段高度可减小阶段数目，使开拓、采准、一般来说，增大阶段高度可减小阶段数目，使开拓、采准、切割工程量及其总费用得以相对减小，而且在一个阶段中获得的切割工程量及其总费用得以相对减小，而且在一个阶段中获得的储量较多，因而一吨采出矿石所摊的开拓、采准和切割费用随之储量较多，因而一吨采出矿石所摊的开拓、采准和切割费用随之减小。减小。（7 7）每吨矿石所摊的提升、排水及回采费用；）每吨矿石所摊的提升、排水及回采费用；（8 8）地质勘探和生产探矿的要求；）地质勘探和生产探矿的要求； 我国许

11、多金属矿山在地质勘探过程中兼用坑探，即掘进几个我国许多金属矿山在地质勘探过程中兼用坑探，即掘进几个阶段的探矿巷道，按勘探巷道将矿床上部划分几个阶段。因此，阶段的探矿巷道，按勘探巷道将矿床上部划分几个阶段。因此，设计阶段高度时，应对原有勘探巷道及其阶段高度进行综合分析：设计阶段高度时，应对原有勘探巷道及其阶段高度进行综合分析：如原定勘探高度大体合理，就可利用原有阶段探矿巷道，或在原如原定勘探高度大体合理，就可利用原有阶段探矿巷道，或在原勘探阶段高度的基础上加以适当调整。勘探阶段高度的基础上加以适当调整。回采中矿体突然尖灭，备采矿量比预计的减少，使回采工作中回采中矿体突然尖灭，备采矿量比预计的减少

12、，使回采工作中途停止，从而影响采矿或供矿能力，以致影响生产。同时，采途停止，从而影响采矿或供矿能力，以致影响生产。同时，采准和切割工程已投入，备采矿量的减少使采准切割比增加，从准和切割工程已投入，备采矿量的减少使采准切割比增加，从而增加矿石成本。而增加矿石成本。回采过程中，矿体突然变薄（如厚度小于回采过程中，矿体突然变薄（如厚度小于0.8m），而上部中段），而上部中段仍控制一定的备采矿量，就势必要继续上采，为保证合理采幅，仍控制一定的备采矿量，就势必要继续上采，为保证合理采幅，就造成矿石的大量贫化，降低矿石品位，增加金属成本。就造成矿石的大量贫化，降低矿石品位，增加金属成本。（9）矿床勘探类型

13、和矿体形态变化。）矿床勘探类型和矿体形态变化。 勘探类型指矿体沿走向和倾向的连续程度和矿体厚度变化的勘探类型指矿体沿走向和倾向的连续程度和矿体厚度变化的复杂程度。勘探类型越高，矿体越连续且产状越稳定，中段的高复杂程度。勘探类型越高，矿体越连续且产状越稳定，中段的高度可取高些；矿体不连续或矿体分支复合、厚度变化复杂，中段度可取高些；矿体不连续或矿体分支复合、厚度变化复杂，中段高度必须取低些，否则就会控矿或采准工程对矿体控制不准。高度必须取低些，否则就会控矿或采准工程对矿体控制不准。在回采过程中，矿体局部倾角突然发生变化，原来布置的底部在回采过程中，矿体局部倾角突然发生变化，原来布置的底部漏斗负担

14、不了变化后的矿体情况，迫使回采工作停止。漏斗负担不了变化后的矿体情况，迫使回采工作停止。 对于低探矿类型矿体，中段对于低探矿类型矿体，中段太高有可能使一些中段盲矿体漏太高有可能使一些中段盲矿体漏掉，因此使本来应该利用的资源掉，因此使本来应该利用的资源白白丢掉。白白丢掉。（1 1）阶段高度基建费和经营费摊到一吨备采储量的数额应最小；）阶段高度基建费和经营费摊到一吨备采储量的数额应最小； 仅按经济计算方法求算阶段高度，其变化范围很大，很难得出确切仅按经济计算方法求算阶段高度，其变化范围很大，很难得出确切的数值。的数值。在设计实践中，一般均按当前实际技术水平选定阶段高度。在设计实践中，一般均按当前实

15、际技术水平选定阶段高度。（2 2）保证能及时准备阶段；）保证能及时准备阶段；（3 3）保证工作安全。）保证工作安全。【注注】增加阶段高度会使采矿准备和回采工作产生许多技术因难：增加阶段高度会使采矿准备和回采工作产生许多技术因难： 如掘进很长的天井较为困难。如掘进很长的天井较为困难。天井的掘进费用、材科和设备运送到天井的掘进费用、材科和设备运送到采场费用及运矿费用采场费用及运矿费用( (自重溜矿除外自重溜矿除外) )等增加；等增加；在矿岩不够稳固时，回采在矿岩不够稳固时，回采工作不安全。工作不安全。 影响阶段高度的诸多因素进行深入调查研究并在技术和经济影响阶段高度的诸多因素进行深入调查研究并在技

16、术和经济上进行综合分析，求得合理的阶段高度。上进行综合分析，求得合理的阶段高度。5、合理阶段高度应符合的条件合理阶段高度应符合的条件二、矿块二、矿块矿块矿块：在阶段中沿走向每隔：在阶段中沿走向每隔一定距离，掘进天井连通上一定距离，掘进天井连通上下两个相邻运输巷道，将阶下两个相邻运输巷道，将阶段再划分为独立的回采单元，段再划分为独立的回采单元，称为矿块。称为矿块。【注注】 根据矿床埋藏条件，根据矿床埋藏条件，选择不同的采矿方法回采矿选择不同的采矿方法回采矿块。块。一、盘区：一、盘区： 在开采水平和缓倾斜在开采水平和缓倾斜矿床时，如果矿床厚度不矿床时，如果矿床厚度不超过允许的阶段高度，则超过允许的

17、阶段高度，则在井田内不再划分阶段。在井田内不再划分阶段。为了采矿工作方便，将井为了采矿工作方便，将井田用盘区运输巷道划分为田用盘区运输巷道划分为长方形的矿段，此矿段称长方形的矿段，此矿段称为盘区。为盘区。-开拓盘区；开拓盘区；-采准盘区；采准盘区；-回采盘区回采盘区1-主井；主井；2-副井；副井；3-主要运输巷道；主要运输巷道；4-盘区运输盘区运输道；道；5-采区运输巷道；采区运输巷道；6-采区；采区；7-切割巷道切割巷道二、采区：二、采区： 在盘区中沿走向每隔在盘区中沿走向每隔一定距离，掘进采区巷道一定距离，掘进采区巷道连通相邻两个盘区运输巷连通相邻两个盘区运输巷道，将盘区再划分为独立道，将

18、盘区再划分为独立的回采单元，这个单元称的回采单元，这个单元称为采区。为采区。 盘区相当于阶段，采盘区相当于阶段，采区相当于矿块。区相当于矿块。-开拓盘区；开拓盘区；-采准盘区；采准盘区；-回采盘区回采盘区1-主井；主井；2-副井；副井；3-主要运输巷道；主要运输巷道；4-盘区运输盘区运输道；道；5-采区运输巷道；采区运输巷道；6-采区；采区；7-切割巷道切割巷道一、一、 井田中阶段的开采顺序：井田中阶段的开采顺序：1、上行式：先采下部阶段，后采上部阶段，由下而上逐段开采。、上行式：先采下部阶段，后采上部阶段，由下而上逐段开采。 上行式开采顺序，仅在某些特殊条件下采用。上行式开采顺序，仅在某些特

19、殊条件下采用。 例例1：井田中有几条矿脉。其中矿脉相距较远，不受采空区岩：井田中有几条矿脉。其中矿脉相距较远，不受采空区岩层移动影响，其中一条矿脉采用上行式开采，采空区用其它矿脉下层移动影响，其中一条矿脉采用上行式开采，采空区用其它矿脉下行式开掘上部阶段巷道所出废石充填，废石可不运出地表。行式开掘上部阶段巷道所出废石充填，废石可不运出地表。 例例2：河北矿业田兴铁矿选择上行式开采顺序。：河北矿业田兴铁矿选择上行式开采顺序。（1）下部矿体磁铁矿比例高、质量好、围岩稳固性好，利于矿山）下部矿体磁铁矿比例高、质量好、围岩稳固性好，利于矿山初期生产；初期生产；（2）利于上中段开拓采准的废石进入下部中段

20、回采空区；）利于上中段开拓采准的废石进入下部中段回采空区；（3）充填接顶好，有利于实现无底柱回采；）充填接顶好，有利于实现无底柱回采； （4）充填体可以连续沉实，充填效果较好。）充填体可以连续沉实，充填效果较好。 2、下行式：先开采上部阶段，后开采下部阶段，由上而下逐个、下行式：先开采上部阶段，后开采下部阶段，由上而下逐个阶段开采。阶段开采。 在生产实际中，一般多采用下行式开采顺序。这种开采顺序在生产实际中，一般多采用下行式开采顺序。这种开采顺序有很多优点：有很多优点：l节省初期投资；节省初期投资；l缩短基建时间；缩短基建时间；l在逐步向下的开采过程中在逐步向下的开采过程中 能进能进 一步探清

21、深部矿体，避免浪费；一步探清深部矿体，避免浪费；l生产安全条件好；生产安全条件好；l适用的采矿方法范围广泛。适用的采矿方法范围广泛。 二、阶段中的矿块开采顺序二、阶段中的矿块开采顺序1、 前进式开采前进式开采风井风井风井风井主井主井风井风井风井风井风井风井主井主井主井主井前进式双翼回采前进式双翼回采前进式单翼回采前进式单翼回采前进式侧翼回采前进式侧翼回采阶段运输巷道掘进一定距离后，阶段运输巷道掘进一定距离后，从靠近主要开拓巷道的矿块开从靠近主要开拓巷道的矿块开始回采，向井田边界依次推进。始回采，向井田边界依次推进。优点优点：基建时间短；：基建时间短；缺点缺点：增加采准巷道维护费用。增加采准巷道

22、维护费用。2、后退式开采后退式开采风井风井风井风井主井主井风井风井主井主井风井风井风井风井主井主井后退式双翼回采后退式双翼回采后退式单翼回采后退式单翼回采后退式侧翼回采后退式侧翼回采阶段运输巷道掘进至井阶段运输巷道掘进至井田边界后，从井田边界田边界后，从井田边界的矿块开始，向主要开的矿块开始，向主要开拓巷道方向依次回采。拓巷道方向依次回采。3、混合式开采混合式开采 初期用前进式开采，待阶段运输平巷掘完后，改为后退式开采或初期用前进式开采，待阶段运输平巷掘完后，改为后退式开采或者既前进又后退同时开采。者既前进又后退同时开采。 这种开采顺序利用了上述两种开采顺序的优点，但生产管理比较这种开采顺序利

23、用了上述两种开采顺序的优点，但生产管理比较复杂。复杂。【注注】 生产实际中，只有当矿床埋藏条件简单，围岩稳固、要求尽早生产实际中，只有当矿床埋藏条件简单，围岩稳固、要求尽早在阶段中开展回采工作时，采用在阶段中开展回采工作时，采用前进式开采顺序前进式开采顺序比较合理；否则以比较合理；否则以采用采用后退式后退式为好。为好。 双翼回采双翼回采可以形成较长的回采工作线，获得较多的采矿量，从可以形成较长的回采工作线，获得较多的采矿量，从而可缩短阶段的回采时间，在生产中使用最为广泛；而可缩短阶段的回采时间，在生产中使用最为广泛；单翼回采单翼回采使用使用很少；很少；侧翼回采侧翼回采只在受地形条件限制，矿体走

24、向长度不大等情况下只在受地形条件限制，矿体走向长度不大等情况下使用。使用。三、相邻矿体的开采顺序三、相邻矿体的开采顺序 一个矿床若有多个彼此相距很近的矿体，开采其中某个矿体，一个矿床若有多个彼此相距很近的矿体，开采其中某个矿体，将影响邻近的矿体。这时合理确定各矿体的开采顺序，对生产的安将影响邻近的矿体。这时合理确定各矿体的开采顺序，对生产的安全和资源的回收都有很重要的意义。其开采顺序主要有：全和资源的回收都有很重要的意义。其开采顺序主要有：（1）矿体倾角小于或等于围）矿体倾角小于或等于围岩移动角时岩移动角时 采取从上盘向下盘推进采取从上盘向下盘推进的开采顺序。先采位于上盘的开采顺序。先采位于上盘的矿体，其采空区的下盘围的矿体，其采空区的下盘围岩不会移动，因此不会影响岩不会移动，因此不会影响下盘矿体的开采。下盘矿体的开采。：矿体倾角；：矿体倾角；：上盘移动角；：上盘移动角；、：相邻矿脉：相邻矿脉：矿体倾角；：矿体倾角；