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1、山东科技大学矿业与安全工程学院授 课 教 案 本20142015学年第II学期授课专业 采矿工程 授课班级 课程名称 金属矿床地下开采 授课教师 张新国 二一五年5月12日课题1：金属矿床的形成及工业特点教学基本要求：让学生对金属矿床的基本概念、形成、工业特点有一定的认识，掌握基本概念、形成、工业特点。重点与难点：基本概念、形成、工业特点的掌握、尤其一些基本概念的掌握。技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了金属矿床地下开采的形成及工业特点。首先讲解了基本概念，矿石，矿体，围岩，废石，并简要做了分类。然后讲解了金属矿床的形成原因，内生成矿作用、外生成矿作用、变质成矿作用。最后介绍了金属矿床的工

2、业特点。包括矿岩的力学性质和物理化学性质，矿床的赋存特征，矿床的工业特征。本课程知识全面、系统性和可操作性强，是工科院校采矿专业学生的必修课程。通过本门课程的学习，使学生掌握了金属矿床学习的的基础内容，对提高学生继续学习，深入了解金属矿床地下开采打下基础，学生分析问题和解决问题的能力将得到积极的提高作用。课题2：矿床回采单元划分及开采顺序教学基本要求：让学生了解矿床回采井田划分的原则，回采单元划分，回采单元开采顺序。重点与难点：回采单元划分及开采顺序技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了金属矿床地下开采矿床回采井田划分的原则，回采单元划分，回采单元开采顺序。首先讲解了井田划分的原则，a.利用

3、自然条件b.技术经济合理性c.国民经济的需要。然后讲解了回采单元划分的形式，1）缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，采用井田阶段矿块划分方式。2）水平和微倾斜矿体时，采用井田盘区矿壁的划分方式。最后介绍了回采单元开采顺序，阶段：一般下行式，个别情况采用上行式。矿块以主要开拓巷道的位置作为标准划分为前进式、后退式、混合式，金属矿床广泛采用后退式开采顺序。相邻矿体的开采顺序，一般采用下行式。课题3：矿床开采步骤与三级储量教学基本要求：让学生了解金属矿床地下开采的全过程及三级矿量计算。重点与难点：金属矿床地下开采的全过程及三级矿量计算技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了金属矿床地下开采的全过程及三级矿量

4、计算。首先讲解了金属矿床地下开采的全过程，金属矿床地下开采的全过程可以分为矿床开拓、矿块采准切割（采切）和回采三个步骤。矿床开拓从地表掘进一系列巷道通达矿体，形成提升、运输、通风、排水和动力供应等完整的生产系统。矿块采准是指在已经开拓的阶段掘进一系列巷道，将阶段划分为矿块，并在矿块内为行人、通风、运料、凿岩和放矿等创造条件的采矿准备工作。切割是指在已经采准完毕的矿块中开辟自由面和自由空间，为回采创造爆破和放矿条件的工作。回采在已经采切完毕的矿块中采出矿石的过程，包括落矿、运搬、地压管理。然后讲解了三级矿量1）开拓矿量是设计可采的工业储量的一部分，凡按设计所规定开拓系统中的井巷已开凿完毕，形成了

5、完整的开拓系统和采准工作以前所需进行的生产探矿工程，在此范围内所控制的矿量。2）采准矿量是开拓矿量的一部分，指在开拓矿量的基础上，全部完成采矿法所规定的采准井巷工程的矿量。3）备采矿量是采准矿量的一部分，在采准矿量的基础上，全部完成了采矿法所规定的切割巷道的矿量。课题4：矿石损失与贫化教学基本要求：让学生了解矿石损失和贫化的基本概念及其计算。重点与难点：矿石损失和贫化的计算技能要求：了解教学过程：本课程首先讲解了矿石损失和贫化的基本概念，（一）矿石损失 定义: 矿体开采过程中造成矿石数量减少的现象。矿石采出率：采出的纯矿石量与工业储量之比。矿石损失率：损失的工业储量和工业储量之比。二）矿石贫化

6、 定义：指采出矿石品位低于工业储量平均品位的现象。废石混入率：混入采出矿石的废石量与采出矿石量之比。矿石贫化率：因混入废石或高品位粉矿流失而造成的矿石品位降低的百分率。然后讲解了矿石损失和贫化计算，损失率回采率废石混入率贫化率金属回收率E：参数Q矿体（矿块）工业储量，t；Q0开采过程中的损失工业储量，t；R混入采出矿石中的废石量，t；T采出矿石量，t；工业储量中的矿石品位，%;采出矿石（包含混入的废石）的品位，%;”混入废石的品位，%。课题5：矿井生产能力教学基本要求：让学生了解矿井生产能力。重点与难点：矿井生产能力划分技能要求：掌握教学过程：本课程系统介绍了矿井生产能力划分首先讲解了概念：矿

7、井正常生生产期间，单位时间内采出的矿石量。国家对不同矿产规定了不同的井型。确定矿井生产能力的原则与煤矿相同，根据储量、矿体赋存条件、开采技术条件以及外部因素，按技术可能性和经济合理性确定。 式中，Q-井田工业储量； K-矿石回采率；T-矿井服务年限； r 废石混入率。国家规定服务年限： 特大型>30a；大型>25a；中型>20a; 小型>10a 然后讲解了金属矿山生产能力划分，10kt/a矿山规模黑色金属矿山有色金属矿山黄金矿山化工矿山建材矿山磷矿硫铁矿石膏矿石灰石矿特大型>300>200大型300200200100>15>100>100&

8、gt;30>100中型20060100201561003010020301010050小型<60<20<6<30<20<10<50课题6：开拓概念及矿床开拓方法分类教学基本要求：了解开拓概念及矿床开拓方法分类。重点与难点：开拓概念及矿床开拓方法分类技能要求：了解教学过程：本课程系统首先介绍了开拓概念。1、矿床开拓从地表掘进一系列巷道通达矿体，形成提升、运输、通风、排水和动力供应等完整的生产系统。2、开拓巷道为开拓矿床掘进的巷道。具体1）有平硐2）竖井3）斜井4）斜坡道5）井底车场6）石门和阶段运输平巷7）溜矿井8）充填井凡属于用来运输、提升矿石，

9、不管有无地表出口，如主平硐、提升井筒、主斜坡道、盲竖井、盲斜井等，均称为主要开拓巷道；其它开拓巷道，如通风井、溜矿井、充填井、井底车场、阶段运输巷道等，在开采矿床时只起辅助开拓作用，则称为辅助开拓巷道。然后介绍了矿床开拓方法分类，概念：类似于煤矿的井田开拓方式，但又不完全相同。仅指主要开拓巷道及矿床整个开采深度范围内的主要开拓巷道形式。可分为单一开拓法、联合开拓法开拓方法分类表课题7：平硐开拓法 斜井开拓法教学基本要求：了解平硐开拓法 斜井开拓法定义，特点，适用条件，典型布置方式。重点与难点：平硐开拓法 斜井开拓法适用条件，典型布置方式技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了金属矿床地下开采平

10、硐开拓法 斜井开拓法定义，特点，适用条件，典型布置方式。平硐开拓法分为垂直走向平硐开拓法与沿走向平硐开拓法。垂直走向平硐开拓法特点：平硐的方向与矿体走向方向垂直（相交）平硐位置：上盘：矿脉和山坡倾斜方向相同时，由上盘掘进平硐穿过矿脉开拓矿床。下盘：矿脉和山坡倾斜方向相反时，由下盘掘进平硐穿过矿脉开拓矿床。沿走向平硐开拓法当矿脉侧翼沿着山坡露出时，平硐的方向与矿体走向方向一致平硐位置：脉内：一般情况下用；脉外：矿脉厚度大且矿石不稳时，设于下盘岩石中。以平硐为主要开拓巷道，是一种最方便、最安全、最经济的开拓方法。但只有在地形有利的情况下，才能发挥其优点，即只有矿床赋存于山岭地形，埋藏在周围平地的地

11、平面以上才能使用。斜井开拓法分为脉内斜井开拓法、下盘斜井开拓法、侧翼斜井开拓法脉内斜井开拓法条件:矿石稳固,围岩不稳固，矿石价值不高；急需早期投产，为充分探矿创造条件；露天转地下，继续应用露天矿的边坡。优点:不需掘进石门；开采出副产矿石；探矿。缺点:留保安矿柱；矿体倾斜不规则，井筒难于保持平直 下盘斜井开拓法斜井布置在矿体下盘围岩中，掘若干个石门使之与矿体相通，在矿体（或沿矿岩接触部位）中掘进中段平巷。提升设备胶带 18°；串车25°30°； 箕斗 30°40°优缺点：优:不用留保安矿柱、井筒好维护；缺:需要掘进石门侧翼斜井开拓法适用条件：（1

12、）受地形、地质条件限制主井只能布置在侧翼。（2）走向不长，侧翼能减少运输及开拓费用。课题8：竖井开拓法 斜坡道开拓法 联合开拓法 教学基本要求：了解竖井开拓法 斜坡道开拓法 联合开拓法 定义，特点，适用条件，典型布置方式重点与难点：了解竖井开拓法 斜坡道开拓法 联合开拓法 适用条件，典型布置方式技能要求：了解教学过程：本课程介绍了竖井开拓法 斜坡道开拓法 联合开拓法 定义，特点，适用条件，典型布置方式。竖井开拓法分为下盘竖井开拓法（见下左图）、上盘竖井开拓法（见下中图）、侧翼竖井开拓法。（见下右图）下盘竖井开拓法优：井筒保护条件好、不用留保安矿柱，石门总长度最短。缺：深部石门较长。开采深部矿体

13、，可采用盲竖井（二级提升）来减少石门长度。 适用：地平面以下的急倾斜矿体，>75°上盘竖井开拓法缺点：上部石门长，基建时间长，初期投资大。适用条件：下盘地质条件复杂，岩石破碎。下盘地表不能布置工业场地。选厂和尾矿库布置于上盘 。侧翼竖井开拓法缺点：井下运输只能是单向的，因而运输功大；巷道掘进与回采顺序也是单向的，掘进速度和回采强度受到限制。条件：走向不长，两井开拓。矿体倾角小，石门过长。上下盘不能布置工业场地；上下盘岩石破碎无法掘进竖井偏角小，总运输功小。矿体比较厚，或矿体为缓倾斜而面积较大的薄矿体。斜坡道开拓法斜坡道：供无轨自行设备运行的倾斜巷道。主斜坡道：直通地表的用于运输

14、矿石的斜坡道。辅助斜坡道：是用于矿井辅助运输或仅供无轨自行设备在 井下各阶段间转移的斜坡道。斜坡道类型：(a)折返式；(b)螺旋式斜坡道开拓法的优点： 受地形、工业场地和工程地质条件等制约井筒位置的因素影响较小； 矿井生产系统简单，环节少； 斜坡道兼有主井和副井的功能，利用无轨自行设备将斜坡道掘进到矿体后即可投人生产，矿床开拓快，矿井投产早； 有利于实现掘、采、装、运、卸综合机械化，劳动生产率高； 无轨自行设备机动、灵活、使用方便； 不需要提升设备和相应的地面构筑物，井口布置大大简化； 不需要轨道，节约钢材。课题9：联合开拓法 主要开拓巷道评述教学基本要求：了解联合开拓法定义，特点，适用条件，

15、典型布置方式 主要开拓巷道评述重点与难点：让学生了解联合开拓法适用条件，典型布置方式 主要开拓巷道评述技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了联合开拓法定义，特点，适用条件，典型布置方式 主要开拓巷道评述。联合开拓法联合开拓：两种主要开拓巷道组合起来开拓矿体具体分为一、平硐与盲竖井的联合开拓二、平硐与盲斜井的联合开拓三、斜井与盲斜井或盲竖井的联合开拓四、竖井与盲斜井或盲竖井的联合开拓主要开拓巷道评述平硐与竖井比较（1）平硐掘进费用低。（2）平硐设施管理方便，施工条件好。（3）平硐排水费用低。（4）平硐运输设备费用低。（5）平硐运输费用低。（6）平硐通风容易。（7）平硐生产安全可靠，运输远远大于

16、竖井的运输能力，且方便管理，不像竖井提升常有坠罐、矿车坠井等事故。由于平硐开拓具有较为显著的优点。因此在条件允许的情况下，应尽量采用。竖井与斜井比较（1）基建：为开拓同样深度，斜井比竖井长得多，斜井竖井的石门长度短得多。（2）提升：竖井提升速度快，提升能力大且提升费用低。（3）地压和工程支护：斜井承受的地压较大。（4）施工：竖井较斜井容易实现机械化但斜井掘进速度比竖井快。（5）井筒装备：斜井较简单，造价较低。（6）安全：竖井提升过程事故较少，而斜井事故较多，由于斜井在安全、提升能力和机械化水平等方面的缺点，因此本来可以用斜井的开拓方案，也因此放弃斜井而采用竖井。斜坡道和其他主要开拓巷道比较：优

17、点：（1）矿体开拓投产早；（2）可代替主井或副井；（3）节省大量钢材；（4）产量达效率高。缺点：（1）柴油机，空气污染；（2）无轨设备投资大，维修工作面大。课题10：主要开拓巷道类型选择及考虑因素教学基本要求：让学生了解主要开拓巷道类型选择及考虑因素重点与难点：类型选择及考虑因素技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了主要开拓巷道类型选择及考虑因素1 主要开拓巷道类型的选择主要因素：矿山地形、地质条件、矿体赋存条件。平硐：地平面以上的脉状矿体或矿体上部。竖井：地面以下。斜井：过去，中小型矿山；连续运输的引入，大型矿山。斜坡道：多为辅助开拓巷道。2 考虑因素一、确定井筒位置应遵循的原则 安全可靠

18、 ； 工广布置合理； 对井下开采有利； 尽可能不留保护矿柱 。二、因素地形、地质构造、赋存，生产能力和服务年限，储量，地层岩性及水文地质，井上下联系方便，井口位置不受自然灾害，避免受采动影响，出口应用足够的工广，改扩建时要充分利用原有井巷和建筑物。课题11：主要开拓巷道位置沿矿体走向及垂直矿体走向位置的选择教学基本要求：让学生了解主要开拓巷道位置沿矿体走向及垂直矿体走向位置的选择重点与难点：主要开拓巷道位置沿矿体走向及垂直矿体走向位置的选择技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了主要开拓巷道位置沿矿体走向及垂直矿体走向位置的选择首先讲解了主要开拓巷道位置沿矿体走向位置的选择沿走向的井筒位置按矿

19、井运输量或费用最小确定。（井上、下运输量之和）（1） 中央与侧翼的选择：中央：阶段形成块，运输合理，双翼回采，侧翼：开拓工程量小。影响因素：埋藏条件，开采规模，岩石地质条件，地表地形，选厂位置（反向运输）（二）中央位置的确定增加地表运输，减少地下运输。井筒位置：位于地表移动范围以外，并留一定宽度20m的保护带。位于矿体下盘位于矿体上盘位于矿体侧翼主要开拓巷道位置确定的步骤1) 安全位置的确定：保护级别：一级保护2) 合理位置的确定 a. 垂直走向：地表地形、地质条件、总运费b. 沿走向：总运费、增加地面减少地下、重车下坡、避免反向运输。3) 具体位置的确定a. 井口安全：洪水、滚石、滑坡、雪崩

20、、塌陷b. 井筒安全。地质条件、钻孔课题12：保安矿柱的圈定 副井和风井位置的选择 其他辅助开拓巷道布置教学基本要求：了解保安矿柱的圈定 副井和风井位置的选择 其他辅助开拓巷道布置重点与难点：保安矿柱的圈定 副井和风井位置的选择技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了保安矿柱的圈定 副井和风井位置的选择 其他辅助开拓巷道布置首先讲解了保安矿柱的圈定 方法如下剖面投影法副井和风井位置的选择一、副井位置和主井位置同时考虑，受辅助运输和废石场位置的影响，可远离主井单独布置。布置方式：集中布置：主副井同在一个工广（30m）分散布置：主副井不在同一个工广二、风井布置方式中央并列式、中央对角式、侧翼对角式

21、风井布置方式的选择：大型特大型：中央对角式；中小型：对角式。走向长度不大，矿井生产能力小，两翼没有可以利用的探井或不宜掘风井时，采用并列式。其他辅助开拓巷道布置溜井溜矿系统 竖井箕斗提升+溜井集中出矿系统；平硐溜井出矿系统。溜井形式垂直式，倾斜式；单段式、分段式，阶梯式课题13：井底车场及硐室教学基本要求：了解井底车场定义、类型、生产能力及硐室类型用途重点与难点：井底车场类型、生产能力技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了井底车场定义、类型、生产能力及硐室类型用途首先讲解了井底车场定义、类型、生产能力。概念：竖井或斜井与石门的连接处巷道与硐室的总称。井底车场的类型竖井、斜井: 竖井井底车场、

22、斜井井底车场主井、副井: 主井井底车场、副井井底车场巷道空间形式尽头式、折返式、环形式提升设备罐笼井井底车场;箕斗井井底车场;混合井井底车场轨道数量:单罐笼、单箕斗；双罐笼、双箕斗井底车场生产能力是指单位时间内转运矿石和废石的总和。式中，n-一列车中矿车数；G-矿车有效载重，吨，T-日工作小时数；C-运输不均衡系数 C1.21.3；K1-岩石量调整，K10.150.2； K2-储备系数，K21.31.5；AA设计 ，符合要求。煤矿井底车场通过能力1）采用底卸式矿车的井底车场每个卸载坑的通过能力180万t/a以上。2）采用固定式矿车运输的井底车场通过能力硐室具体有水仓水泵房、箕斗破碎装载硐室、其

23、它硐室课题14：阶段运输巷道的布置教学基本要求：了解阶段运输巷道的定义，影响阶段运输巷布置形式的因素及阶段运输巷的布置形式重点与难点：阶段运输巷的布置形式技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了阶段运输巷道的定义，影响阶段运输巷布置形式的因素及阶段运输巷的布置形式阶段运输巷道的定义：主运输阶段相当于设辅助水平的开采水平；副阶段相当于煤矿的辅助水平。1）阶段划分：确定合理的阶段高度和斜长应综合考虑矿床地质条件，技术和经济三方面的因素；一般开采缓倾斜矿体时，阶段高度小于20-25m；倾斜和急倾斜矿体时，阶段高度40-60m。2） 阶段运输巷道布置 沿脉单巷 薄及中厚矿体沿脉双巷 中厚和厚矿体下盘沿

24、脉加穿脉 厚矿体 环形运输 厚、极厚矿体或平行矿脉群影响阶段运输巷布置形式的因素1矿脉厚度： 薄 厚单、多、沿加穿、环2采矿方法：后续研究3矿体倾角：保证矿石运搬进阶段运输巷。4矿岩稳固程度：选择稳固的矿或岩布置巷道。5生产能力： 小 大6服务手段：阶段运输巷道布置方式(水平截面)示意图(a)沿脉单巷；(b)沿脉双巷；(c)下盘沿脉加穿脉；(d)环形运输布置1-主井；2-阶段石门；3-风井；4-沿脉运输巷；5-会让站；6-下盘脉外运输巷；7-联络道；8-穿脉巷道；9-环形绕道；10-上盘脉外运输巷课题15：矿床开拓方案选择教学基本要求：了解选择开拓方案的基本要求，影响矿床开拓方案选择的因素，开

25、拓方案选择的方法和步骤重点与难点：开拓方案选择的方法和步骤技能要求：了解教学过程：1、选择开拓方案的基本要求（1）确保工作安全，创造良好的地面与地下劳动卫生条件，具有良好的提升、运输、通风、排水等功能：（2）技术上可靠，并有足够的生产能力，以保证矿山企业均衡地生产；（3）基建工程量最少，尽量减少基本建设投资和生产经营费用；（4）确保在规定时间内投产，在生产期间能及时准备出新水平；（5）不留和少留保安矿柱，以减少矿石损失；（6）与开拓方案密切关联的地面总布置，应不占或少占农田。2、影响矿床开拓方案选择的因素（1）地形地质条件、矿体赋存条件，如矿体的厚度、倾角、走向长度和埋藏深度等；（2）地质构造

26、破坏，如断层、破裂带等；（3）矿石和围岩的物理力学性质，如坚固性、稳固性等；（4）矿区水文地质条件，如地表水（河流、湖泊等），地下水、溶洞的分布情况；（5）地表地形条件，如地面运输条件、地面工业场地布置、地面岩体崩落和移动范围，外部交通条件、农田分布情况等；（6）矿石工业储量、矿石工业价值、矿床勘探程度及远景储量等；（7）选用的采矿方法；（8）水、电供应条件；（9）原有井巷工程存在状态；（10）选场和尾矿库可能建设的地点。3、开拓方案选择的方法和步骤方法：方案比较法。步骤：开拓方案初选；开拓方案的初步分析比较；开拓方案的技术经济比较课题16：落矿概述 浅孔落矿教学基本要求：了解落矿概述及浅孔落

27、矿的炮孔布置、凿岩设备、浅孔落矿的评价重点与难点：浅孔落矿的炮孔布置技能要求：了解教学过程：概述：金属矿床回采的主要作业包括落矿、运出采场和地压管理。 落矿普遍采用凿岩爆破法；矿石运搬采用耙运设备或无轨运搬设备；地压管理利用矿石和围岩自身的稳固性或充填或崩落围岩等措施。凿岩爆破法分类浅孔：深度不大于3-5m，孔径30-46mm。 中深孔（接杆深孔）：深度不大于15m，孔径50-70mm。 深孔：深度大于15m，孔径>90mm。 药室：专用巷道和硐室，集中装药落矿。1.炮孔布置：一次采全厚的缓倾斜薄矿体 水平布置缓倾斜中厚矿体 水平布置，垂直布置（上向，下向）急倾斜矿体 水平布置，垂直布置

28、水平炮孔落矿，顶板平整，但同时爆破的炮孔数量受限，矿石稳固性差时。垂直炮孔落矿，允许一次爆破较多的炮孔。顶板不平整，矿石较稳固时。炮孔布置方向，应尽量与矿体层理和裂隙面垂直，以提高破碎质量，减少大块产出率。2凿岩设备电动凿岩机：中硬以下的矿石；风动凿岩机：（手持、气腿） 中硬以上的矿石。3浅孔落矿的评价优点：炮孔布置较均匀，装药量较少，矿石破碎质量好，大块率低，而且炮孔布置灵活。 缺点：劳动强度大，材料消耗高，安全性差，粉尘高，每次爆破矿石量少。 适用条件：一般用于厚度在58m以下的不规则矿体。课题17：中深孔落矿、深孔落矿、深孔挤压落矿教学基本要求：了解中深孔落矿、深孔落矿、深孔挤压落矿的炮

29、孔布置、凿岩设备、浅孔落矿的评价重点与难点：井底车场类型、生产能力技能要求：了解教学过程：中深孔落矿1炮孔布置：扇形布置（垂直，水平）；平行布置（垂直，水平）。2凿岩设备：风动导轨式中型和重型凿岩机，YG40,80等；CZZ-700凿岩台车。3、评价与适用条件:落矿能力大，可使凿岩、装药爆破和出矿在时间与空间上互不干扰。但中深孔落矿由于炮孔多为扇形布置，炸药在爆破范围内分布不均匀而易出大块.矿体边界处的矿石损失和贫化也不易掌握。一般用于厚度58m以上的矿体。极为广泛。深孔落矿1炮孔布置：炮孔角度不同 垂直布置，多用平行布置水平布置，扇形、束状，倾斜布置，平行炮孔排列不同，扇形、平行、束状（凿岩

30、硐室内钻凿几排排面倾角不同的炮孔2凿岩设备：潜孔钻机或牙轮钻机。YQ-100A潜孔钻，90105mm，2530m。3、 评价：劳动生产率高，采准工程量小，劳动条件好，工作安全性高。大块产出率高，矿石损失大，贫化率高。厚度大于58m，矿体形态规则，矿体和围岩接触面容易分离的矿体。深孔挤压爆破落矿补偿空间：崩落后破碎矿石所占据的空间与原始体积之差，为容纳碎胀矿石而需开掘的空间。自由空间爆破：崩落的矿石具有足够的补偿空间，可以充分松散爆破的爆破方法。矿石碎胀系数1.3-1.4。挤压爆破：如果崩落之前未留或未留出足够的补偿空间，而是使崩落的矿石向相邻的已崩落矿岩进行挤压，以获得一部分补偿空间，这种爆破

31、方法叫挤压爆破。无补偿空间挤压爆破小补偿空间挤压爆破 矿石碎胀系数1.1-1.3。自由空间爆破作用原理第一阶段应力波传至自由面时，附近的矿石被反射的拉应力波破坏。此时，入射波能几乎全部变为反射波能，剥离下的碎块抛向自由空间。第二阶段：膨胀的气体使裂隙扩大破裂，并将碎块抛掷出去，抛掷的碎块互相撞击获得进一步破碎。挤压爆破评价优点：减少或取消了补偿空间，不仅降低了矿块的切割工程量，也有利于矿体的稳定。挤压爆破的效果好，既降低了大块产出率，也提高了放矿和运搬矿石的速度。缺点：压实后的矿石易造成漏斗阻塞而使放矿困难；崩落的矿石易抛入凿岩巷道而增加辅助工作量。课题18：矿石运搬概述及重力搬运教学基本要求

32、：矿石运搬概述及重力搬运定义，方法，评价重点与难点：重力搬运定义，方法，评价技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了矿石运搬概述及重力搬运首先讲解了矿石运搬概述。矿石运搬：将回采崩落的矿石，从工作面运搬到运输水平的过程。运输：指在阶段运输平巷中的矿石移运；运搬：将矿石从落矿地点运送到运输巷道装载处。运搬方法：重力运搬、机械运搬电耙，自行设备运搬，自动给矿机和输送机运搬。爆力运搬、水力运搬重力搬运定义，方法，评价重力运搬：工作面崩落的矿石借重力由采场自溜入矿块底部的放矿漏斗，再放入运输巷的矿车中外运。放矿漏斗是矿块底部接受矿石的巷道(称为受矿巷道)形式之一应用范围主要用于急倾斜薄及极薄矿体。空场

33、采矿法，倾角不小于5055°；崩落采矿法，6580°；倾角小于上述值时，厚度大的矿体，可在底板岩石中开掘放矿漏斗。课题19：电耙运搬教学基本要求：了解电耙运搬设备、电耙运搬生产率、电耙巷道和受矿巷道布置、电耙运搬评价重点与难点：电耙运搬生产率、电耙巷道和受矿巷道布置技能要求：了解教学过程：1. 电耙设备：耙斗（斗箱容积0.2-0.3m3） 、牵引钢丝绳和绞车。电耙绞车：双滚筒：直线耙运，宽度小；三滚筒：耙运宽度大。2. 电耙运搬生产率：地下矿山运搬距离：一般3050m；耙斗容积：0.20.5m3；绞车功率：1555kW；生产率：150500t/d；台班生产能力：30100t

34、。3.电耙巷道和受矿巷道布置：受矿巷道布置采场中的矿石借自重经过受矿巷道流入电耙巷道（耙矿巷道）。受矿巷道（直接接受崩落矿石的巷道）：（1）漏斗式：圆形、方形；对称式、交错式。（2）堑沟式：“打通漏斗”；（3）平底式：拉底水平和电耙巷道在同一水平。电耙巷道布置 矿块留有底柱时，电耙巷道一般布置于运输巷道上方3-6m处的底柱内，其间用矿石溜井联系。溜井的容量 一列车的矿石容量。无底柱时，电耙巷道也有与运输巷道设在同一水平，耙运的矿石经溜井放至下一阶段的运输巷道集中出矿。布置在运输巷道顶板，耙运矿石经过装车台直接装入矿车。4.电耙运搬评价优点：构造简单，设备费用低，移动方便，坚固耐用，维修便宜，适

35、用范围广。缺点：运输间断，钢丝绳磨损大，电能消耗量多，矿石易粉碎，耙运距离增加时生产率下降。使用：耙运直接装车，耙运至溜井。课题20：自行设备运搬 矿石运搬方法评价教学基本要求：了解自行设备运搬自行设备，自行设备运搬装矿巷道，矿石运搬方法评价重点与难点：自行设备运搬装矿巷道技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了自行设备运搬自行设备，自行设备运搬装矿巷道，矿石运搬方法评价首先讲解了自行设备运搬自行设备。装运机；铲运机；电铲和自卸卡车；装岩机和自行矿车。自行设备运搬装矿巷道：自行设备搬运时，受矿巷道：平底式、堑沟式。受矿巷道à装矿巷道à运输平巷à溜井。矿石运搬方法评

36、价：重力运搬：运搬简单，矿柱矿量少，费用低；放矿能力低；开采急倾斜薄及极薄矿脉并采用，浅孔落矿时广泛采用电耙运搬：构造简单，坚固耐用，移动灵活，适应性强、应用范围广；运搬能力随运距增加而迅速减小；广泛采用自行设备运搬：机动灵活，运搬能力大，既可用于回采，由可用于掘进；设备昂贵、维修工作量大。逐渐广泛采用课题21：采场地压管理教学基本要求：了解采场地压管理的基本方法重点与难点：采场地压管理的基本方法技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了采场地压管理的基本方法一、留矿柱维护采场不少金属矿床的矿岩稳固性很好，开采这类矿床时，回采过程中常常只留一些矿柱，利用矿石和围岩自身的稳固性维护采场，一般不进行

37、人工支护。当采空区达到一定范围后，再回收矿柱，处理采空区。2、 支护在矿岩不稳固的情况下，需要采用人工支护，以保证回采工作安全进行。金属矿山采场支护主要有锚杆(锚喷)支护、锚杆桁架支护和长锚索支护、木材支护，金属支柱和液压自移支架用得很少。3、 充填采空区充填方式分类：根据采空区充填程度，分为： 1）全部充填；2）局部充填。根据回采和充填顺序，分为：1）同时充填；2）随后充填。按充填材料成分和输送方法不同，分为：1）干式充填；2）水力充填；3）胶结充填。4、 崩落围岩方法：多用“强制崩落法”与煤矿床地下开采随支架撤除或前移，绝大多数条件下顶板岩层能自行垮落(金属矿叫自然崩落)不同，由于金属矿床

38、的围岩一般较稳固，因此常常需要采取强制措施崩落围岩。强制放顶为此，有时需要掘进专门的凿岩巷道或凿岩硐室“放顶”。课题22：采矿方法概述教学基本要求：了解采矿方法分类，发展趋势 重点与难点：采矿方法分类技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了采矿方法分类，发展趋势 ，发展趋势 首先讲解了采矿方法分类。1、采矿方法采矿方法是研究矿块内矿石的开采方法，是研究采准、切割、回采工作在空间、时间上的有序组合，是矿块中采准，切割和回采工作的总和。2采矿方法分类分类依据：以回采过程中采场的地压管理方法作为分类依据。分类结果空场采矿法：利用矿岩自身的稳定性和留矿柱进行地压管理，将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，

39、后采矿柱。一般无需支护。崩落采矿法：通过崩落围岩进行地压管理，无需对矿块作进一步划分，以矿块为单元一个步骤回采。有的要对采场进行支护。充填采矿法：用充填材料充填采空区进行地压管理，一般也将矿块划分为矿房和矿柱，分两步骤回采。课题23：空场采矿方法概述 全面采矿法教学基本要求：了解空场采矿方法概述，全面采矿法的特点、结构与参数、采准与切割、回采工作、评价重点与难点：全面采矿法的特点、回采工作技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了空场采矿方法概述，全面采矿法的特点、结构与参数、采准与切割、回采工作、评价空场采矿法概念: 将矿块划分为矿房和矿柱两步回采，先采矿房后采矿柱。回采矿房时形成的采空区在矿

40、柱和围岩支撑下以敞空的形式存在，暂不处理，故称为空场采矿法。全面采矿法特点特点在划分的盘区或矿块内，布置沿矿体走向或沿倾斜方向全面推进的回采工作面，也可以不划分矿块，回采工作沿走向连续推进，在整个阶段的斜高上呈直线或梯段全面推进。采空区依靠围岩自身的稳固性与回采过程中不采的贫矿或夹石形成的不规则矿柱共同维护。采场中所留矿柱一般不回收或部分回收。矿体厚度不大、矿石又贵重时，可不留矿柱，而用从采区中选出的废石或混凝土砌成的废石垛或混凝土垛，以及杆柱，木垛与支柱等，人工支柱取代，借以支撑顶板围岩。35课题24：房柱采矿法教学基本要求：了解房柱采矿法的特点、结构与参数、采准与切割、回采工作、评价重点与

41、难点：房柱采矿法的特点、回采工作技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了房柱采矿法的特点、结构与参数、采准与切割、回采工作、评价房柱式采矿法特点：在阶段划分矿块的基础上，矿房和矿柱交替布置，矿柱是规则的，连续或间断布置；在回采矿房时是依靠围岩的稳固性和留下的矿柱进行地压管理。如果顶板岩石的稳固性较差时，则可以在顶板岩石中安装杆柱，以增加其稳固性；如果局部不稳固时，则可以在这些局部地区留下矿柱。因而这种采矿方法灵活性比较大。矿柱一般是不进行回采的，作为永久损失。主要用于开采矿石和围岩都稳固的水平或缓倾斜矿床。回采工作 矿体厚度<2.53m，不拉底，可一次采全厚。矿体厚度>33.5m，

42、则先在矿体底部拉底，然后用上向眼挑顶，拉底层的高度2.5m左右。拉底从切割平巷与上山交口处开始。随拉底工作面的推进，在矿房两侧按规定的尺寸和间距留出矿柱。矿体厚度>810m，采用中深或深孔落矿。课题25：留矿采矿法教学基本要求：了解留矿采矿法的基本特征，适用条件，结构与参数，采准与切割，回采工作，评价重点与难点：留矿采矿法的基本特征，适用条件，采准与切割、回采工作技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了留矿采矿法的基本特征，适用条件，结构与参数，采准与切割，回采工作，评价留矿采矿法的基本特征：工人可以直接在矿房中大暴露面下工作。工作面自下而上分层进行回采，多使用浅孔崩薄矿石。每次崩落的矿

43、石只放出1/3左右，留下2/3矿石作为下次凿岩爆破工作的临时工作台，工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上面作业。矿房全部回采完毕后，暂留在矿房中的矿石再行大量放出，叫做最终放矿或大量放矿。回采工作：自下而上分层分梯段回采。1)凿岩: 上向平行浅孔，孔深2m，斗内添满矿石作工作台。2)爆破: 2#岩石炸药，火雷管起爆。3)通风: 一个班。4)局部放矿: 碎胀系数为1.3-1.4，每次放出1/3，等量均匀放矿。5)撬顶(毛), 二破, 平场.6)大量放矿课题26：分段矿房法教学基本要求：了解分段矿房法的基本特征，适用条件，结构与参数，采准与切割，回采工作，评价重点与难点：分段矿房法的基本特征，适用条件

44、，采准与切割、回采工作技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了分段矿房法的基本特征，适用条件，结构与参数，采准与切割，回采工作，评价主要用于开采倾斜中厚和厚矿体的采矿方法。分段矿房法的基本特点：（分段凿岩、分段出矿）将矿块沿倾斜方向划分为若干个分段，分段内再划分矿房和矿柱（顶柱和间柱），并布置分段运输平巷，形成分段凿岩落矿、分段出矿的独立回采单元。矿房回采时，由顶柱支撑围岩，在空场情况下出矿（故又称为分段空场采矿法）。矿房回采结束后立即回采分段矿柱，并同时处理采空区。结构与参数阶段高度：4060m；分段高度：1525m；矿房走向长：3540m；房间矿柱宽：68m；斜顶柱厚度：56m；当矿体倾角

45、大、凿岩设备能力高时，阶段和分段高度均可取大值。回采工作包括矿房回采顶柱和间柱回采。矿房回采在凿岩平巷4中进行，崩落的矿石由铲运机从装运横巷运至分段运输平巷最近的溜井。各分段可自上而下互相错开一定距离，分别进行凿岩、爆破和出矿作业。也可在一个分段内沿走向每200m左右划分一个回采块段，其中包括矿房回采、矿柱回采和矿房切割等三个部分同时作业。矿柱回采：回采间柱的凿岩硐室和回采顶柱的凿岩硐室。当一个矿房回采结束以后，立即回采一侧的间柱和斜顶柱。1）回采间柱的深孔凿岩硐室，布置在切割横巷靠下盘的侧部。2）回采斜顶柱的深孔凿岩硐室，开掘在矿柱回采平巷的一侧，对应于矿房中央部位。3）回采矿柱的顺序是，先

46、爆破间柱，并将崩下的矿石放出之后再爆破顶柱。爆破顶柱时，由于受外力抛掷作用，顶柱崩落的大部分矿石溜到堑沟内放出。课题27：阶段矿房法教学基本要求：了解阶段矿房法基本特点，方法分类，特点重点与难点：矿房法基本特点，方法分类技能要求：了解教学过程：本课程系统阶段矿房法基本特点，方法分类，特点阶段矿房法-深孔回采矿房的空场采矿法基本特点沿阶段全高划分矿房,只在阶段下部设底部结构出矿。分类（按炮孔布置方式）水平深孔落矿（要拉底）垂直深孔落矿（拉底+垂直切割槽）分段凿岩（过去称为空场分段法或小中段法）阶段凿岩；垂直深孔球状药包落矿法（VCR）1、水平深孔落矿阶段矿房法凿岩硐室中，钻水平扇形孔，向矿房底部

47、拉底空间崩矿。特点：两步骤回采（先房、后柱、再处理空区）。不再把矿块的全阶段内划分成分段来分开采，而是： 在凿岩天井中或凿岩硐室中打水平深孔，进行水平落矿。它是在2个阶段崩落矿石，崩落的矿石直接落在阶段底部结构上。这种方法工人不进入采空区内，安全性好，工人凿岩是在小断面天井或峒室内工作。 这种方法，顶柱是矿房采完之后才暴露出来，因而顶柱暴露的时间比较短，固而可以采用较大的矿房尺寸 2、分段凿岩阶段矿房法矿块布置：沿矿体走向布置 用于矿体厚度小于15m时；垂直矿体走向布置 用于矿体厚度大于15m时。阶段高度：5070m；分段高度：中深孔凿岩时 810m；深孔时凿岩时 1015m。3、垂直深孔球状

48、药包落矿阶段矿房法（VCR法）与分段凿岩阶段矿房法的主要区别：不划分分段，而是沿矿房全高钻凿垂直深孔落矿，从矿块底部出矿 。在矿块顶柱下面开掘凿岩硐室或凿岩平巷，向下凿大直径深孔至矿房下部的拉底空间，向切割立槽爆破落矿。课题28：崩落法采矿法概述 单层崩落法教学基本要求：了解崩落法采矿法概述 单层崩落法基本特点，方法分类，特点重点与难点：井底车场类型、生产能力技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍了崩落法采矿法概述，单层崩落法的开采条件；矿块结构参数及采准布置；切割工作；回采工作；评价概述：崩落法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法。分成单层崩落法、分层崩落法、分段崩落法、阶段崩落法。单层崩落

49、法包括长壁式崩落法、短壁式崩落法二·长壁式崩落法1.矿块结构参数及采准布置：(1) 阶段高度：取决于允许的工作面长度和矿体倾角，而工作面长度主要受顶板岩石稳固性和电耙有效运距的限制。(2) 矿块长度：长壁式工作面是连续推进的，对矿体走向长度没有严格限制，一般为50100m,最大为200300m。(3)阶段沿脉运输巷：可布置在矿层中或岩石底板中。(4)矿石溜井：沿装矿巷每56m设一个溜井，(5)安全道：每10m设一条安全道与上部阶段巷道 连通。2. 切割工作：包括切割巷道和切割上山3.回采工作(1)回采工作面形式：直线式和阶梯式(2)落矿：浅孔落矿。(3)出矿：电耙出矿。(4)顶板管理

50、：1)支护：木支护，金属支护。2)放顶,4 开采顺序：多阶段同时开采时，上阶段应超前下阶段，其超前距应保证上部放顶区的地压已稳定为原则，一般不小于50m。阶段回采一般多为后退式。二·短壁式崩落法矿层的顶板稳固性较差时，采用长壁工作面不容易控制顶板地压，此时，可在上下阶段巷道之间，沿矿层的走向掘进分段巷道，用分段巷道划分工作面，将工作面长度缩小，形成短壁，以利于地压管理。工作面长度在2025m以下。课题29：有底柱分段崩落法教学基本要求：了解有底柱分段崩落法基本特点，方法分类，特点，评价，改进方法重点与难点：有底柱分段崩落法基本特点，特点，改进方法技能要求：了解教学过程：本课程系统介绍

51、了有底柱分段崩落法基本特点，方法分类，特点，评价，改进方法有底柱分段崩落法，即有底部结构的分段崩落法。包括水平深孔落矿有底柱分段崩落法、垂直深孔落矿有底柱分段崩落法一·水平深孔落矿有底柱分段崩落法1.特点：按分段逐个进行开采；在每个分段下部设有出矿专用底部结构（底柱）。分段回采由上向下逐个分段 进行回采。2.矿块结构参数：阶段高：4060m。分段高：1525m。电耙道间距1015m,耙运距离3050m。3.采准工作：包括掘进溜井、回风井、电耙道联络道、斗颈、斗穿、凿岩巷、受矿巷道等。4.切割工作：开凿补偿空间和劈漏两项工作。5.回采工作：落矿和出矿6.采场通风二·垂直深孔落

52、矿有底柱分段崩落法1.矿块结构参数：阶段高50-60m，分段高10-25m，分段底柱高6-8m，矿块长25-30m,宽10-15m。2.采准工作下盘沿脉采准布置的特点：下盘脉外采准布置，单侧堑沟式漏斗，下两个分段用独立垂直放矿溜井，上两个分段用的是倾斜分之溜井。3.切割工作：开掘堑沟和切割立槽。堑沟是在堑沟巷道内钻凿垂直上向扇形中深孔与落矿同次分段爆破。4.回采工作：用中深孔或深孔落矿。该法广泛采用挤压爆破。三·有底柱分段崩落法放矿管理放矿方案：(1) 平面放矿(2) 立面放矿(3) 斜面放矿四·有底柱分段崩落法的评价1.适用条件：(1) 地表允许崩落；(2) 合适矿体厚度和倾角；(3)上盘岩石稳固性不限，下盘岩石中等稳固以上；(4) 矿石中等稳固；(5)开采贫化损失较大，适合矿石价值不高；(6) 矿体不含夹层，无自燃性和结块性。2. 优缺点：优点：(1)多种回采方案，使用灵活；(2)生产能力大，开采强度大于无底柱分段