采矿课件ch地下矿床开拓

第一节地下矿床开拓概述

第二节平硐开拓第三节竖井开拓第四节斜井开拓第五节联合开拓第三章地下矿床开拓第六节开拓巷道布置第七节开拓方法选择12/25/20221矿物资源工程专业主干课程本章基本要求◆1、掌握地下开采矿床开拓的概念和类型；

◆2、掌握各种开拓方法方案的特点及适用条件，并能够用示意图表示；◆4、掌握主溜井和井底车场的用途、形式、参数的选择及其布置；

◆3、掌握地表移动带的圈定方法及有关概念；

◆5、了解矿床开拓方法选择的基本要求及其影响因素；

◆

6、矿床开拓方法选择的方法和步骤。12/25/20222矿物资源工程专业主干课程

地表移动带的圈定方法；主溜井和井底车场的参数的选择及其布置；重点

用示意图表示各种开拓方法方案及特点、适用条件；地表移动带的圈定方法及有关概念；主溜井和井底车场的用途、形式、参数的选择及其布置；

难点12/25/20223矿物资源工程专业主干课程第一节地下矿床开拓概述一、开拓巷道开拓巷道是为开拓矿床而掘进井巷。开拓巷道可分为：主要开拓巷道和辅助开拓巷道二类。开拓系统:指不同种类、数量的开拓巷道在空间配合布置的整体。※井田的开拓系统至少有两个独立的通地表的安全出口。※如果以井筒作为安全出口，则必须在井筒中设置梯子间。二、开拓方法及其分类

开拓方法：指形成井田开拓系统的不同类型和数量的主要开拓巷道的配合与布置。开拓方法分类见表3—1

地下矿床开拓概述12/25/20224矿物资源工程专业主干课程第二节平硐开拓法以平硐为主要开拓巷道开拓矿床的方法，称为平硐开拓法。一、平硐开拓法的分类1垂直矿体走向下盘平硐开拓法（图3—1）；

下盘平硐开拓法1—主平硐；2—主溜井；3—辅助竖井；4—进风井；5—矿体

平硐开拓法12/25/20225矿物资源工程专业主干课程3垂直矿体走向上盘平硐开拓法；

上盘平硐开拓法1—主平硐；2—主溜井；3—辅助竖井；4—进风井；5—矿体

2沿矿体走向平硐开拓法；脉内沿脉平峒开拓法1—主平硐；2—主溜井；3—辅助竖井；4—进风井；5—矿体12/25/20226矿物资源工程专业主干课程二、平硐开拓法的特点

1主平硐以上各阶段采下的矿石通过溜井下放到主平硐水平，然后用矿车运出地表；2人员、设备、材料由辅助盲竖井或盲斜井提升到各个阶段；3新鲜风流通过主平硐、辅助盲竖（斜）井进入上部各工作地点，污风从回风井巷排出地表。4、地下水沿主平硐水沟自溜到地表硐口。平硐开拓法12/25/20227矿物资源工程专业主干课程三、平硐开拓法适用条件当矿体（或其大部分）赋存在当地地平面以上。

5、供风、供水、供电等从主平硐进入，沿井巷到达各工作点。平硐开拓法12/25/20228矿物资源工程专业主干课程第三节斜井开拓法用斜井为主要开拓巷道开拓矿床的方法，称为斜井开拓法。一、斜井开拓法的分类1下盘斜井开拓法；如图所示。

下盘斜井开拓法

斜井开拓法12/25/20229矿物资源工程专业主干课程2脉内斜井开拓法：如图所示。

脉内斜井开拓法

3侧翼斜井开拓法：如图所示。

侧翼斜井开拓法

斜井开拓法12/25/202210矿物资源工程专业主干课程二、斜井开拓拓法的特点1、当斜井的的倾角大于25°~30°时，采用用箕斗或台车车提升矿石；当斜斜井的倾角≤≤30°时，，一般使用矿矿车串车提升；当斜井倾倾角小于18°时，可采采用胶带运输输机运矿。2人员、设设备、材料由由斜井下放到到各个阶段；；3新鲜风流流通过斜井进进入各阶段工作地点，，污风从回风风井巷排出地表。4、地下水汇汇集到井底水水仓，通过水泵泵和管道排到地表硐口。。斜井开拓法12/20/202211矿物资源工程程专业主干课课程三、斜井开拓拓法的适用条条件当矿体赋存在在地平面以下下，倾角为15°~45°，埋藏不不深，地表无过过厚的表土层层时，可采用用斜井开拓法法。5、供风、供供水、供电等等从主平硐进进入，沿井巷巷到达各工作点。。斜井开开拓法法12/20/202212矿物资资源工工程专专业主主干课课程第四节节竖竖井井开拓拓法以竖井井为主主要开开拓巷巷道开开拓矿矿床的的方法法称为为竖井井开拓拓法。。一、竖竖井开开拓法法的分分类1下下盘竖竖井开开拓法法：如如图所所示。。下盘竖竖井开开拓法法2上上盘竖竖井开开拓法法：如如图所所示。。上盘竖竖井开开拓法法竖井开开拓法法12/20/202213矿物物资资源源工工程程专专业业主主干干课课程程3侧侧翼翼竖竖井井开开拓拓法法：：如如图图所所示示。。侧翼竖竖井开开拓法法二、竖竖井开开拓法法的特特点根据矿矿井年年产量量和井井深的的不同同，竖竖井采采用不不同的的提升升设备。。1、采采用箕箕斗或或罐笼笼提升矿石石；2人人员、、设备备、材材料由竖井井下放放到各各个阶阶段；；3新新鲜风风流通通过斜斜井进进入各各阶段段工作作地点点，污污风从从回风风井巷排排出地地表。。竖井开开拓法法12/20/202214矿物资资源工工程专专业主主干课课程4、地地下水水汇集集到井井底水水仓，，通过过水泵泵和管管道排排到地地表硐口。。5、供供风、、供水水、供供电等等从竖竖井进进入，，沿阶阶段运运输巷巷道到达各各工作作点。。当矿体体赋存存在地地平面面以下下，矿矿体倾倾角＞＞45°，，或倾倾角＜15°且且埋藏藏较深深时，，采用用竖井井开拓拓法。。三、竖竖井开开拓法法的适适用条条件竖井开开拓法法12/20/202215矿物资资源工工程专专业主主干课课程第五节节斜斜坡坡道开开拓法法以通行行无轨轨设备备的倾倾斜巷巷道开开拓井井田矿矿床的的方法法，称称为斜坡坡道开开拓法法。一、斜斜坡道道开拓拓的分分类⒈折折返式式斜坡坡道开拓法法，，如图图所所示。。折返式式斜坡坡开拓拓法1—斜斜坡道道；2—石石门；；3——阶段段运输输巷道道斜坡道道开拓拓法12/20/202216矿物资资源工工程专专业主主干课课程⒉螺螺旋式式斜坡坡道开开拓法法：如图所所示。。螺旋斜斜坡道道开拓拓1—斜斜坡道道；2—石石门；；3——阶段段运输输巷道道二、斜斜坡道道开拓拓的特特点通地表表的主主斜坡坡道主主要用用于汽汽车运运输矿矿石，，并兼兼作无轨设设备出出入、、通风风和运运送设设备材材料。。三、斜坡道道开拓的适用条件件⒈开拓深深度较小；；⒉矿井规规模不大；；⒊斜坡道道维护容易易。斜坡道开拓拓法12/20/202217矿物资源源工程专专业主干干课程第六节联联合合开拓法法一、平硐硐与盲竖竖井联合合开拓法法平硐与盲盲竖井开开拓法二、明竖竖井（或或明斜井井）与盲竖井井（或盲盲斜井））联合开拓法法明竖井与与盲竖井井开拓法法联合开拓拓法12/20/202218矿物资源源工程专专业主干干课程第七节开开拓拓巷道的的布置⒈矿区区地表地地形和工工业场地地的布置置。⑴井口口（平硐硐口）要要布置在在安全位位置，并并要满足足安全要要求；⒉采空空区岩石石移动对对主要开开拓巷道道位置的的影响。。一、主要要开拓巷巷道的位位置选择择㈠选选择主要要开拓巷巷道的主主要因素素⑵井口口位置与与工业场场地、地地面运输输系统统统一考虑虑，合理理布置；开拓巷道的布布置12/20/202219矿物资源工程程专业主干课课程⑴矿石集中中几个点运出出时井筒沿矿矿体走向位置置的选择；；⑵矿石分散散运出时井筒筒位置的求法法；⒊主主要开开拓巷巷道位位置应应使地地下和和地面面矿石石运输输功最最小。。矿石集集中几几个点点运出出时最最小运运输功功的位位置矿石分分散运运出时时最小小运输输功的的位置置开拓巷巷道的的布置置12/20/202220矿物资资源工工程专专业主主干课课程⒈圈圈定最最终开开采岩岩层移移动带带，初初步确确定主主要开开拓巷巷道在地表表岩石石移动动带以以外安安全距距离的的允许许位置置。⒋地地质条条件对对主要要开拓拓巷道道位置置的影影响㈡主主要开开拓巷巷道位位置确确定的的方法法①移移动带带：指指在地地表出出现岩岩层变变形的的范围围。②崩崩落带带：指指在移移动带带内地地层出出现裂裂缝塌塌陷的的范围围。开拓巷巷道的的布置置12/20/202221矿物资资源工工程专专业主主干课课程※影响岩岩层移移动角角的因因素很很多，，主要要有岩岩石性性质、、地质构造造、矿矿体厚厚度、、倾角角、开开采深深度以以及使使用的的采矿矿方法等。。③移移动角角：指指从地地表移移动带带边界界至开开采最最低边边界的的联线与水水平面面所成成的倾倾角。。相对对于矿矿体的的位置置，移移动角角有上盘移移动角角、下盘移移动角角和端部移移动角角。④崩崩落角角：指指从地地表崩崩落带带边界界至最最低开开采边边界的的联线与水平面面所成的倾倾角。崩落落角相对于于矿体有上盘崩落角、下盘崩落角角和端部崩落角角。开拓巷道的的布置12/20/202222矿物资源工工程专业主主干课程岩层移动带带及移动界界线(a)—垂垂直走向剖剖面α＞γγ及γ′情情况；(b)—垂直直走向剖面面α＞γ及及γ′情况况；(c)—沿走向向剖面；αα—矿体倾倾角；γ——下盘移动动角；γ′′—下盘崩崩落角；ββ—上盘移移动角；ββ′—上盘盘崩落角；；δ—走向向端部移动动角；δ′′—走向端端部崩落角角；δ0—表土移动动角；L——危险带开拓巷道的的布置12/20/202223矿物资源工工程专业主主干课程※地表岩土移移动带圈定定的方法和和步骤如下下：⑵在各勘探线剖面面上，从设计计最低开采采水平的矿矿体边界或矿体最突突出位置，，按所选取取的上、下下盘移动角角往上画移动界线，，直到移动动界线与地地表线相交交为止；⑴参照条条件类似矿矿山选取上盘移动角角、下盘移动角角、端部移动角、表土移动角角；⑶在矿体纵剖面面图上，从从设计计最低低开采采水平平的矿矿体边边界或突出出位置置，按按所选选取的的端部部移动动角往往上画画移动动界线线，直至移移动界界线与与地表表线相相交为为止；；开拓巷巷道的的布置置12/20/202224矿物资资源工工程专专业主主干课课程开拓巷巷道的的布置置12/20/202225矿物资资源工工程专专业主主干课课程⑷将将各剖剖面移移动界界线与与地表表线的的交点转绘到到地形形地质质图上，并并用均均滑曲曲线或或折线线联成成闭合曲曲线，此闭闭合曲曲线内内的范范围即即是地地表岩岩土移移动带带。开拓巷巷道的的布置置12/20/202226矿物物资资源源工工程程专专业业主主干干课课程程地表表岩岩石石移移动动带带圈圈定定V1、V2、V3—矿脉编号；；①①②③…—勘勘探线编号；；γ—下盘岩石石移动角ββ——上盘岩石移移动角；δ—沿矿体走走向侧端岩石石移动角；δδ0—表土层移动动角；开拓巷道的布布置12/20/202227矿物资源工程程专业主干课课程⒊结合地表表地形、工业业场地的布置置确定主要开开拓巷道具体位置。⒉按地面运运输费用与地地下运输费用用总和为最小小的原则基本确定主要要开拓巷道在在沿矿体走向向方向上的最最有利位置。⒋打检查钻钻孔，进一步步查明主要开开拓巷道位置置的工程地质情况。开拓巷道的布布置12/20/202228矿物资源工程程专业主干课课程保安矿柱的圈圈定，是根据据要求的安全全距离，沿其其周边画出保保护区范围，，再以保护区区周边为起点点，按所选取取的岩石移动角向向下画移动边边界线，此移移动边界线所所截矿体范围就是保安矿柱。㈢保安矿柱柱的圈定开拓巷道的布布置12/20/202229矿物资源工程程专业主干课课程二、辅助开拓拓巷道位置的的选定㈠副井位置置的选定；在确定开拓方方案时，主井井、副井的位位置是统一考考虑。◆副井应尽可能能采用集中布布置，即与主主井靠近布置置，但二井筒间距距应不小于30m。◆如地表地形条条件和运输条件不允许集集中布置，采采用分散布置。。◆集中布置与分分散布置各有优缺缺点。开拓巷道的布布置12/20/202230矿物资源工程程专业主干课课程㈡通风井（（主回风井））的布置；⒈中央并列列式进进风井和排风风井均布置在在矿体中央,如图所示，两井相相距不小于30m，如井上建筑筑物采用防火火材料，，也也不不得得小小于于20m。中央央并并列列式式1——进进风风井井；；2——排排风风井井；；3——天天井井；；4——沿沿脉脉运运输输巷巷道道⒉中中央央对对角角式式⑴主主井井为为罐笼笼井井时，，主主井井布置置在在矿矿体体中中央央，，可可兼兼作作进风风井井，，而而在在矿矿体体两两翼翼各各布置一条条排风井井，如图图所示。开拓巷道道的布置置12/20/202231矿物资源源工程专专业主干干课程⑵主井井为箕斗斗井时，，主井布布置在矿矿体中央央，应在在主井附附近另布置置一条罐罐笼井，，作为提提升副井井兼进风风井，并并在矿体两翼布布置排风风井，如如图所示示。中央对角角式1—进风风井；2—排风风井；3—石门门；4—天井井；5——沿脉运运输巷道道中央对角角式1—主井井；2——副井（（进风井井）；3—排风风井开拓巷道道的布置置12/20/202232矿物资源源工程专专业主干干课程⒊侧翼翼对角式式。进风风井（罐罐笼井））布置在在矿体的的一翼，，排风井布布置在矿矿体的另另一翼，，如图所所示。侧翼对角角式1—进风风井；2—排风风井；3—石门门；4—天井井；5——沿脉运运输巷道道开拓巷道道的布置置12/20/202233矿物资源工程程专业主干课课程㈢溜井的布布置溜井的用途是是依靠重力从从采场或上部部阶段转放矿矿石（矿石溜井））或废石（废废石溜井）到到下部阶段或或矿仓。⒈溜井的形形式①根据不同同的倾角，溜溜井分为垂直直溜井和倾斜斜溜井。②根据溜井井所服务的不不同阶段数目，分为为单阶段溜井井和多阶段溜井。开拓巷道的布布置12/20/202234矿物资源工程程专业主干课课程多阶段垂直溜溜井又分为分枝垂直直溜井和分段控制垂直直溜井。溜井的不同形形式a—垂直式溜溜井；b—倾倾斜式溜井；；c—瀑布式式溜井；d——接力式溜井井；e—阶梯式溜溜井1—主溜井；；2—斜溜道道；3—卸矿硐室室；4—放矿矿闸门硐室；；5—上段溜溜井；6—下段转运运溜井开拓巷道的布布置12/20/202235矿物资源工工程专业主主干课程※溜井分分为溜矿段段和储矿段段。※溜井的的结构构参数数包括括它的的断面面形状状、尺尺寸、、倾角角和长长度。。2、溜溜井的的结构构参数数⑴溜溜井溜溜矿段段的结结构参参数；；①溜井井溜矿矿段的的断面面一般般为圆圆形和矩形形；；②溜井井的直直径（（或最最小边边长））等于矿矿石最最大合合格块块度与与通过过系数的的乘积积；开拓巷巷道的的布置置12/20/202236矿物资资源工工程专专业主主干课课程②溜井井的直直径（（或最最小边边长））等于于矿石石最大大合格格块度度与通通过系系数的的乘积积；溜井的的通过过系数数是指指溜矿矿段的的直径径或最最小边边长与与矿石石最大合合格块块度的的比值值。一般取取通过过系数数大于于3。③溜井井溜矿矿段的的倾角角必须须大于于溜放放矿石石的自然安安息角角；④溜井井溜矿矿段的的长度度取决决于阶阶段高高度；；开拓巷道道的布置置12/20/202237矿物资源源工程专专业主干干课程※溜井储矿矿段的高高度与储储矿段的的直径、、粉矿堆堆积角有有关；通常取10～15米。贮矿波动动高度是是贮矿段段高度的的0.1～～0.2倍，收缩角角为45°～～60°°.⑵溜井井储矿段段的结构构参数※储矿段的的直径比比溜矿段段的直径径大1.5～～2.0米；开拓巷道道的布置置12/20/202238矿物资源源工程专专业主干干课程溜井与阶阶段的接接口分为为上口、中口和下口。⑴溜井井的上口口结构：：溜井上口口：指溜溜井与它它所服务务的最上上部一个个阶段的的接口。溜井卸矿矿口的结结构形状状分为喇叭式与无喇叭式式两种。⒊溜井井的接口口开拓巷道道的布置置12/20/202239矿物资源源工程专专业主干干课程溜口的结结构形式式a—筒形形单溜口口；b——楔形单单溜口；；c—筒形形双溜口口；d——楔形双双溜口喇叭口处处倾斜坡坡度应大大于50°～55°。。在卸矿矿口装设设格筛。开拓巷道道的布置置12/20/202240矿物资源源工程专专业主干干课程⑵溜井井的中口口结构：：溜井中口口：指多多阶段溜溜井与它它所服务务的中间间阶段的的接口。。如图所所示。溜井的中中口结构构1-溜井井；2-卸矿硐硐室；3-斜溜溜道；4-格筛筛◆倾角应大大于矿石石的自然然安息角角，一般采用用45°°～55°。◆宽度应等等于或大大于最大大合格矿石块度度的4～～5倍，，且不小小于2.5米米。◆高度应等等于或大大于最大大合格矿矿石块度的的3～4倍，且且不小于于2米。。◆长度在15米以以内。溜井用斜溜道与中间阶阶段的卸卸矿硐室室连接。。开拓巷道道的布置置12/20/202241矿物资源工程程专业主干课课程※筒形溜口的结结构参数包括：溜口高高度、溜口斜脖长度、溜溜口额墙厚度、溜口顶板板倾角、溜口内坡角、溜溜口底板倾角、、双双溜溜口口中中心心距距离离等等。。⑶溜溜井井的的下下口口结结构构溜井井下下口口：：指指溜溜井井与与装装矿矿水水平平（（或或称称放放矿矿水水平平））的的接接口口。。※溜井井的的溜溜口口处处设设置置闸闸门门，，用用来来控控制制向向矿矿车车的的放放矿矿量量。。开拓巷道的布布置12/20/202242矿物物资资源源工工程程专专业业主主干干课课程程⒋溜溜井井的的检检查查巷巷道道溜井井的的检检查查巷巷道道包包括括检查查天天井井和检查查平平巷巷。溜井井的的检检查查巷巷道道1——检检查查天天井井；；2——检检查查平平巷巷；；3——运运输输平平巷巷⒍溜溜井井的的生生产产能能力力取决决于于上上口口的的卸矿矿能能力力和下下口口的放矿能能力，卸矿矿能力力与放放矿能能力又取取决于于上口口与下下口所所处平平巷运输的能能力。⒌溜溜井的的布置置主要与与装卸卸、运运输矿矿石和和溜井井的安全、、管理理等因因素有有关。。开拓巷巷道的的布置置12/20/202243矿物资资源工工程专专业主主干课课程※它为各各阶段段转运运矿石石、废废石、、人员员设备备材料料以及及为排排水、供供电等等其它它工作作服务务，是是井下下各阶阶段运运输的的枢纽。※根据开开拓方方法的的不同同，可可分为为竖井井井底车车场和斜井井井底车场场。⑴井井底车车场的的线路路（巷巷道））①储储车线线路：：井底底车场场里储储放空空、重重车辆辆的线线路。。如图所所示。。（四））井井底车车场井底车车场：：指井井筒周周围与与阶段段运输输巷道道之间间所开开掘的的巷道和硐室室的总称称。⒈竖井井井底车车场开拓巷道道的布置置12/20/202244矿物物资资源源工工程程专专业业主主干干课课程程井底底车车场场结结构构示示意意图图开拓拓巷巷道道的的布布置置12/20/202245矿物物资资源源工工程程专专业业主主干干课课程程③辅辅助助线线路路：：通通往往各各种种硐硐室室的的线线路路称称为为辅辅助助线线路路。。尽头头式式、、折折返返式式和和环环形形式等等三三种种形形式式。。图3——29井井底底车车场场形形式式示示意意图图(a)——尽尽头头式式；；(b)——折折返返式式；；(c)——环环形形式式1——罐罐笼笼；；2——箕箕斗斗；；3——翻翻车车机机；；4——调调车车线线路路②行行车车线线路路：：调调度度空空、、重重车车辆辆的的线线路路称称为为行行车车线线路路。。⑵井井底底车车场场硐硐室室⑶井井底底车车场场的的形形式式开拓拓巷巷道道的的布布置置12/20/202246矿物资源源工程专专业主干干课程⑷井底底车场形形式选择择应在满足足生产能能力要求求的条件件下，尽尽量使结结构简单单，以节省工程程量，方方便管理理，生产产操作安安全可靠靠，并易易于施工工与维护。分为：折返式车场和环形式车场两种形形式。如图图所示。※环形车场一一般适用于于箕斗或胶胶带提升的大大、中型斜斜井。※折返式车场场一般适用用中、小型型矿山的斜井井的串车提提升。⒉斜井井井底车场开拓巷道的的布置12/20/202247矿物资源工工程专业主主干课程（五）阶阶段运输巷巷道的布置置阶段运输巷巷道是连接接井底车场与矿块的主要通道道。为阶段段开拓服务的运输输平巷称为为主要运输平平巷。串车斜井井井筒与车场场的连接方方式有三种种：旁甩式、吊桥、平车场，如图所示示。a—甩车道道；b—吊吊桥；c——平车场1—斜井；；2—甩车车道；3——吊桥4—吊桥车车场；5——信号硐室室；6—人行口口；7—重重车道；8—空车道道开拓巷道的的布置12/20/202248矿物资源工工程专业主主干课程⒈阶段运运输巷道布布置的影响响因素和基基本要求⑴必须满满足阶段运运输能力的的要求；⑵矿体厚厚度；⑶矿石、、围岩的稳稳固性；⑷应贯彻彻探采结合合的原则；⑸必须考考虑所采用用的采矿方方法（包括括矿柱回采采方法）；；⑹符合通通风要求；；⑺系统简简单，工程程量小，开开拓时间短短；⑻其它技技术要求；；开拓巷道的的布置12/20/202249矿物资源工工程专业主主干课程⑴单一沿沿脉布置分为脉内布置和脉外布置，单线会让式和双线渡线式式。单一沿脉平平巷布置a—单线会让让式；b——双线渡线线式⑵下盘双双巷加联络络道（即下盘盘环形式或折返式））布置下盘沿脉双双巷加联络络道布置⒉阶段运运输巷道的的布置形式式及其应用用开拓巷道的的布置12/20/202250矿物资源工工程专业主主干课程⑶脉外平平巷加穿脉脉布置如图所示。。脉外平巷加加穿脉布置置⑷上下盘盘沿脉巷道道加穿脉布布置（即环环形运输布布置）如图所示。。环形运输布布置开拓巷道的的布置12/20/202251矿物资源工工程专业主主干课程⑸平底装装车布置平底装车布布置阶段矿石的的运输可分分为分散运输与集中运输两种方式。※分散运输宜宜用于竖井井罐笼提升，斜斜井串车或或台车提升的中小小型矿井。。※集中运输水水平的设置置主要用于箕斗井井提升或平平硐开拓的的大中型矿矿