ch3地下矿床开拓详解.ppt

1、2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,1,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,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,2,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。,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程

2、,3,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,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,4,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

3、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31,地下矿床开拓概述,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,5,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31）；,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,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,6,3 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

4、； 5矿体,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,7,二、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,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,8,三、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,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,9,第三

5、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,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,10,2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,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,11,二、斜井开拓法的特点,1、当斜井的倾角大于2530时，采用箕斗或台车提 升矿石；当斜井的倾角30时，一般使用矿车串车提 升；当斜井倾角小于18时，可采用胶带运输机运矿。,2人员、设备、材料由斜井下放到各个阶段；,3新鲜风流通过斜井进入各阶 段

6、工作地点，污风从回风井巷排 出地表。,4、地下水汇集到井底水 仓，通过水泵和管道排 到地表硐口。,斜井开拓法,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,12,三、斜井开拓法的适用条件 当矿体赋存在地平面以下，倾角为1545，埋藏不 深，地表无过厚的表土层时，可采用斜井开拓法。,5、供风、供水、供电等从主平硐进入，沿井巷到达各工 作点。,斜井开拓法,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,13,第四节 竖井开拓法,以竖井为主要开拓巷道开拓矿床的方法称为竖井开拓法。,一、竖井开拓法的分类 1下盘竖井开拓法：如图所示。,下盘竖井开拓法,2上盘竖井开拓法：如图所示。,上盘竖井开拓法,竖井开拓法,

7、2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,14,3侧翼竖井开拓法：如图所示。,侧翼竖井开拓法,二、竖井开拓法的特点 根据矿井年产量和井深的不同，竖井采用不同的提升 设备。,1、采用箕斗或罐笼提 升矿石；,2人员、设备、材料 由竖井下放到各个阶段；,3新鲜风流通过斜井进入各阶段工作地点，污风从回风 井巷排出地表。,竖井开拓法,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,15,4、地下水汇集到井底水仓，通过水泵和管道排到地表 硐口。,5、供风、供水、供电等从竖井进入，沿阶段运输巷道 到达各工作点。,当矿体赋存在地平面以下，矿体倾角45，或倾角 15且埋藏较深时，采用竖井开拓法。,三、竖井开拓法的

8、适用条件,竖井开拓法,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,16,第五节 斜坡道开拓法,以通行无轨设备的倾斜巷道开拓井田矿床的方法，称 为斜坡道开拓法。,一、斜坡道开拓的分类 折返式斜坡道 开拓法 ，如图 所示。,折返式斜坡开拓法 1斜坡道；2石门；3阶段运输巷道,斜坡道开拓法,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,17, 螺旋式斜坡道开拓法 ：如图所示。,螺旋斜坡道开拓 1斜坡道；2石门；3阶段运输巷道,二、斜坡道开拓的特点 通地表的主斜坡道主要用于汽车运输矿石，并兼作 无轨设备出入、通风和运送设备材料。,三、斜坡道开拓 的适用条件 开拓深度较小； 矿井规模不大； 斜坡道维护容易

9、。,斜坡道开拓法,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,18,第六节 联合开拓法,一、平硐与盲竖井联合开拓法,平硐与盲竖井开拓法,二、明竖井（或明斜井） 与盲竖井（或盲斜井）联 合开拓法,明竖井与盲竖井开拓法,联合开拓法,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,19,第七节 开拓巷道的布置, 矿区地表地形和工业场地的布置。 井口（平硐口）要布置在安全位置，并要满足安全要求；, 采空区岩石移动对主要开拓巷道位置的影响。,一、主要开拓巷道的位置选择, 选择主要开拓巷道的主要因素, 井口位置与工业场地、地面运输系统统一考虑，合理 布置；,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主

10、干课程,20, 矿石集中几个点运出时井筒沿矿体走向位置的选择 ； 矿石分散运出时井筒位置的求法 ；, 主要开拓巷道位置应使地下和地面矿石运输功最小。,矿石集中几个点运出时最小运输功的位置,矿石分散运出时最小运输功的位置,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,21, 圈定最终开采岩层移动带，初步确定主要开拓巷道 在地表岩石移动带以外安全距离的允许位置。, 地质条件对主要开拓巷道位置的影响, 主要开拓巷道位置确定的方法,移动带：指在地表出现岩层变形的范围。,崩落带：指在移动带内地层出现裂缝塌陷的范围。,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,22,影响岩层

11、移动角的因素很多，主要有岩石性质、地 质构造、矿体厚度、倾角、开采深度以及使用的采矿方 法等。,移动角：指从地表移动带边界至开采最低边界的联 线与水平面所成的倾角。相对于矿体的位置，移动角有 上盘移动角、下盘移动角和端部移动角。,崩落角：指从地表崩落带边界至最低开采边界的联 线与水平面所成的倾角。崩落角相对于矿体有上盘崩落 角、下盘崩落角和端部崩落角。,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,23,岩层移动带及移动界线,(a)垂直走向剖面及情况；(b)垂直走向剖面及情况；(c)沿走向剖面；矿体倾角；下盘移动角；下盘崩落角；上盘移动角；上盘崩落角；走向端部移动角；走向端部崩落

12、角；0表土移动角；L危险带,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,24,地表岩土移动带圈定的方法和步骤如下：, 在各勘探线剖面上，从设计最低开采水平的矿体边界 或矿体最突出位置，按所选取的上、下盘移动角往上画 移动界线，直到移动界线与地表线相交为止；, 参照条件类似矿山选取上盘移动角、下盘移动角、端 部移动角、表土移动角；, 在矿体纵剖面图上，从设计最低开采水平的矿体边界 或突出位置，按所选取的端部移动角往上画移动界线， 直至移动界线与地表线相交为止；,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,25,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干

13、课程,26, 将各剖面移动界线与地表线的交点转绘到地形地质图 上，并用均滑曲线或折线联成闭合曲线，此闭合曲线内 的 范围即是地表岩土移动带。,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,27,地表岩石移动带圈定 V1、V2、V3矿脉编号； 勘探线编号； 下盘岩石移动角 上盘岩石移动角； 沿矿体走向侧端岩石移动角； 0表土层移动角；,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,28, 结合地表地形、工业场地的布置确定主要开拓巷道具 体位置。, 按地面运输费用与地下运输费用总和为最小的原则 基本确定主要开拓巷道在沿矿体走向方向上的最有利 位置。, 打检查钻孔，进一步

14、查明主要开拓巷道位置的工程地 质情况。,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,29,保安矿柱的圈定，是根据要求的安全距离，沿其周边画出保护区范围，再以保护区周边为起点，按所选取的 岩石移动角向下画移动边界线，此移动边界线所截矿体 范围就是保安矿柱。, 保安矿柱的圈定,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,30,二、辅助开拓巷道位置的选定, 副井位置的选定；,在确定开拓方案时，主井、副井的位置是统一考虑。,副井应尽可能采用集中布置，即与主井靠近布置， 但二井筒间距应不小于30m。,如地表地形条件和运输 条件不允许集中布置，采 用分散布置。,集中布置与分

15、散 布置各有优缺点。,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,31, 通风井（主回风井）的布置；, 中央并列式 进风井和排风井均布置在矿体中央,如图 所示，两井相距不小于30m，如井上建筑物采用防火材 料，也不得小于20m。,中央并列式 1进风井；2排风井； 3天井； 4沿脉运输巷道, 中央对角式 主井为罐笼井时，主井 布置在矿体中央，可兼作 进风井，而在矿体两翼各 布置一条排风井，如图所 示。,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,32, 主井为箕斗井时，主井布置在矿体中央，应在主井附 近另布置一条罐笼井，作为提升副井兼进风井，并在矿 体两翼布置排风

16、井，如图所示。,中央对角式 1进风井；2排风井；3石门； 4天井；5沿脉运输巷道,中央对角式 1主井；2副井（进风井）；3排风井,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,33, 侧翼对角式。进风井（罐笼井）布置在矿体的一翼， 排风井布置在矿体的另一翼，如图所示。,侧翼对角式 1进风井；2排风井；3石门； 4天井；5沿脉运输巷道,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,34, 溜井的布置 溜井的用途是依靠重力从采场或上部阶段转放矿石 （矿石溜井）或废石（废石溜井）到下部阶段或矿仓。, 溜井的形式 根据不同的倾角，溜井分为垂直溜井和倾斜溜井。,根据溜井所服务

17、的不同阶 段数目，分为单阶段溜井和多 阶段溜井。,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,35,多阶段垂直溜井又 分为分枝垂直溜井和 分段控制垂直溜井。,溜井的不同形式 a垂直式溜井；b倾斜式溜井；c瀑布式溜井；d接力式溜井； e阶梯式溜井 1主溜井；2斜溜道； 3卸矿硐室；4放矿闸门硐室；5上段溜井； 6下段转运溜井,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,36,溜井分为溜矿段和储矿段。 溜井的结构参数包括它的断面形状、尺寸、倾角和长度。,2、溜井的结构参数, 溜井溜矿段的结构参数； 溜井溜矿段的断面一般为圆形 和矩形 ；,溜井的直径（或最小边长） 等

18、于矿石最大合格块度与通过 系数的乘积；,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,37,溜井的直径（或最小边长）等于矿石最大合格块度与通过系数的乘积； 溜井的通过系数是指溜矿段的直径或最小边长与矿石 最大合格块度的比值。 一般取通过系数大于3。,溜井溜矿段的倾角必须大于溜放矿石的自然安息角；,溜井溜矿段的长度取决于阶段高度；,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,38,溜井储矿段的高度与储矿段的直径、粉矿堆积角有关；通常取1015米。 贮矿波动高度是贮矿段高度的0.10.2倍，收缩角为4560., 溜井储矿段的结构参数,储矿段的直径比溜矿段的直径大1.5

19、2.0米；,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,39,溜井与阶段的接口分为上口、中口和下口。 溜井的上口结构： 溜井上口：指溜井与它所服务的最上部一个阶段的 接口。 溜井卸矿口的结构形状分为喇叭式与无喇叭式两种。, 溜井的接口,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,40,溜口的结构形式 a筒形单溜口；b楔形单溜口； c筒形双溜口；d楔形双溜口,喇叭口处倾斜坡度应大于5055。在卸矿口装设 格筛。,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,41, 溜井的中口结构 ： 溜井中口：指多阶段溜井与它所服务的中间阶段的接口。如图所示。,溜井

20、的中口结构 1-溜井；2-卸矿硐室； 3-斜溜道；4-格筛,倾角应大于矿石的自然安息角， 一般采用4555。,宽度应等于或大于最大合格 矿石块度的45倍，且不小于 2.5米。,高度应等于或大于最大合格矿 石块度的34倍，且不小于2米。,长度在15米以内。,溜井用斜溜道与中间阶段的卸矿硐室连接。,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,42,筒形溜口的结构参数 包括：溜口高度、溜口 斜脖长度、溜口额墙厚 度、溜口顶板倾角、溜 口内坡角、溜口底板倾 角、双溜口中心距离等。, 溜井的下口结构,溜井下口：指溜井与装矿水平（或称放矿水平）的接口。,溜井的溜口处设置闸门，用来控制向矿车

21、的放矿量。,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,43, 溜井的检查巷道 溜井的检查巷道包括检查天井和检查平巷。,溜井的检查巷道 1检查天井；2检查平巷； 3运输平巷, 溜井的生产能力 取决于上口的卸矿能力和下口 的放矿能力，卸矿能力与放矿能 力又取决于上口与下口所处平巷运 输的能力。, 溜井的布置 主要与装卸、运输矿石和溜井的 安全、管理等因素有关。,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,44,它为各阶段转运矿石、废石、人员设备材料以及为排 水、供电等其它工作服务，是井下各阶段运输的枢纽。 根据开拓方法的不同，可分为竖井井底车场和斜井井 底车场。,

22、 井底车场的线路（巷道） 储车线路：井底车场里储放空、重车辆的线路。 如图所示。,（四） 井底车场,井底车场：指井筒周围与阶段运输巷道之间所开掘的巷 道和硐室的总称。, 竖井井底车场,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,45,井底车场结构示意图,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,46, 辅助线路：通往各种硐室的线路称为辅助线路。,尽头式、折返式和环形 式等三种形式。,图329 井底车场形式示意图,(a)尽头式；(b)折返式； (c)环形式 1罐笼； 2箕斗； 3翻车机；4调车线路, 行车线路：调度空、重车辆的线路称为行车线路。, 井底车场硐室,

23、 井底车场的形式,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,47, 井底车场形式选择 应在满足生产能力要求的条件下，尽量使结构简单，以 节省工程量，方便管理，生产操作安全可靠，并易于施工 与维护。,分为：折返式车场和环形式车场两种形式。如图所示。 环形车场一般适用于箕斗或胶 带提升的大、中型斜井。 折返式车场一般适用中、小型 矿山的斜井的串车提升。, 斜井井底车场,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,48,（五） 阶段运输巷道的布置 阶段运输巷道是连接井底车场 与矿块的主要通道。为阶段开拓 服务的运输平巷称为主要运输平 巷。,串车斜井井筒与车场的连接方

24、式有三种：旁甩式、吊 桥、平车场，如图所示。,a甩车道；b吊桥；c平车场 1斜井；2甩车道；3吊桥 4吊桥车场；5信号硐室； 6人行口；7重车道； 8空车道,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,49, 阶段运输巷道布置的影响因素和基本要求 必须满足阶段运输能力的要求 ； 矿体厚度 ； 矿石、围岩的稳固性 ； 应贯彻探采结合的原则 ； 必须考虑所采用的采矿方法（包括矿柱回采方法）； 符合通风要求 ； 系统简单，工程量小，开拓时间短 ； 其它技术要求 ；,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,50, 单一沿脉布置 分为脉内布置和 脉外布置，单线会让 式和双线渡线式。,单一沿脉平巷布置 a单线会让式；b双线渡线式, 下盘双巷加联络 道（即下盘环形式 或折返式）布置,下盘沿脉双巷加联络道布置, 阶段运输巷道的布置形式及其应用,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,51, 脉外平巷加穿脉布置 如图所示。,脉外平巷加穿脉布置, 上下盘沿脉巷道加穿脉布置（即环形运输布置） 如图所示。,环形运输布置,开拓巷道的布置,2020/8/2,矿物资源工程专业主干课程,52, 平底装车布置,平底装车布置,阶段矿石的运输可分为 分散运输与集中运输两种 方式。 分散运输宜用于竖井罐 笼提升，斜井串车或台车 提升的中小型矿井。,集中