地下采矿课件第二章地下开采的基本原则

1、2 金属矿地下开采的原则,2.1 金属矿地下开采的基本要求,1具有良好的工作条件,确保开采工作的安全. 2具有良好的环境保护条件. 3具有高效的开采手段. a劳动生产率要高; b. 开采成本要低; c. 开采强度要大; d. 机械化程度高。 4.具有可持续发展的能力 a.损失贫化要小 b.提高回收率 c.提高资源利用率,2.2 金属矿地下开采单元的划分,2.2.1开采矿区的划分 1.矿田:划归一个矿山企业开采的矿床或其一部分; 2.井田:划归一个矿井开采的矿床或其一部分。 矿井：具有独立完整开采系统的坑口 3.划分因素:是一种人为划分因素与地质因素的结合. 2.2.2开采分段的划分: 1.阶段

2、:在开采倾斜矿体时,在井田中每隔一定的垂直距离掘进沿走向阶段运输巷道,将井田划分为一个个的长条形的矿段称阶段或中段。 阶段高:两巷道的垂直距离。 2.矿块:在阶段范围内,沿走向,每隔一定的距离,掘进垂直的天井,将阶段划分为更小的块段称矿块。 矿块是地下开采最基本的单元。 3.划分因素:根据采矿方法划分。,I -已采完阶段， -正在回采阶段，-开拓、采准阶段，-开拓阶段 H -矿体垂直延伸深度，h -阶段高度，L -矿体的走向长度 1-主井，2 -石门，3 -天井，4 -排风井，5 -阶段运输巷道，6 -矿块,2.2.3 水平矿体矿区的划分 1.盘区:开采微倾斜矿体时,在井田内沿走向掘进阶段运输

3、巷,将井田划分为长 条形矿段称盘区。 2.采区:在盘区内,垂直走向掘进运输巷道,将盘区划分为更小的矿段叫采区。,L-矿体走向长，H-矿体倾,斜长一盘区,一采准盘区,一回采盘区, 1-主井,2-风井,3-主要运输平巷,4-盘区上山,5-采区运输平巷,6-区段 7-切割上山, 8-主要回风平巷,9-盘区下山,2.3 金属矿床地下开采的顺序,2.3.1井田间的开采顺序 1.先浅后深; 2.先易后难; 3.先富后贫; 4.先近后远。 2.3.2阶段间的开采顺序 1.下行式:由浅到深,依次开采。 2.上行式:由深到浅反向开采。,(a)下行式开采 (b)上行式开采 1-主井， 2-石门， 3-平巷， 4-

4、天井， 5-副井， 6-矿体，-矿体倾角 -采完阶段，-回采阶段，-采准阶段，-开拓阶段,2.3.3 矿块间的开采顺序 1.前进式:从主井向边界方向开采。 2.后退式:由边界向主井方向回采。 3.混合式开采:前进式与后退式结合。,I-前进式开采-后退式开采 1-主井 2-风井 （a）双翼回采 (b)逐翼回采（c）侧翼回采,2.3.4 相邻矿体间的开采顺序 1.移动带、崩落带的形成。 2.矿体倾角小于围岩移动角,不影响。 3.矿体倾角大于围岩移动角,相互影响。,(a)、(b)矿体倾角小于或等于围岩移动角:(c)矿体倾角大于围岩移动角 I,1I一相邻的两条近距矿脉 -矿体倾角，-下盘围岩移动角，-

5、上盘围岩移动角,2. 4金属矿地下开采的步骤 一.开拓: 从地表掘进一系列巷道到达矿体,建立地表与矿体的通路,建立提升、运输、通风、排水、供电、供水、供风、行人等系统. 二.采准： 在完成开拓工作的阶段内,掘进采准巷道,将阶段划分为矿块,并在矿块内形成行人、通风、凿岩、出矿等系统. 三.切割: 在完成采准工作的矿块内,掘进切割、拉底巷道,开辟切割空间,为大规模回采开辟自由面和补偿空间、为出矿创造条件. 四.回采: 在完成切割工作的矿块内,大量的回收矿石,包括落矿、运搬、地压管理。 落矿:通过爆破的方法崩落矿石。 运搬:将矿石从矿块内移动到阶段运输巷道。 地压管理:通过各种方法处理采矿留下的采空

6、区。,1主井 2石门 3阶段运输巷道 4天井 5副井 6切割 7矿块 8矿体,2.5 三级矿量 一.开拓矿量:是指在井田中,形成完整的开拓系统,位于阶段运输巷以上的矿量叫开拓矿量。 二.采准矿量 是开拓矿量的一部分,凡是矿块中完成采矿方法所规定的采准工程,该矿块的矿量叫采准矿量。 三.备采矿量 是采准矿量的一部分,凡是矿块中完成采矿方法规定的切割工作此矿块的矿量叫备采矿量。 四.三级矿量的保有期 为了制约矿山企业有计划，按规律生产。符合“采掘并举 掘进先行”的方针。规定各级矿量应保有一定的时间，称三级矿量的保有期 有色 黑色 开拓 3 3-5 采准 1 1.5-2 备采 0.5 0.5-1,五

7、.三级矿量之间的关系 1. 时间方面：三级矿量在时间上处于渐变的关系。由地质固定的储量，根据工程控制程度分为A、B、C、D四级储量。这是从储量级别而言的。如果从三级矿量来说，一定储量的矿量，由于完成了开拓工程，其性质由地质储量转变为开拓储量。在开拓工程的基础上进一步完成采准工程。其矿量的性质由开拓矿量变成了采准矿量，当然，少部分的付产矿量被提升到地表，通过更进一步的切割工程，其采准矿量的性质又成了备采矿量，当然也有部分付产矿石采出。也就是说从时间上开拓矿量超前采准矿量，采准矿量超前备采矿量。从数量上来说，开拓矿量大于采准矿量，或者说备采矿量是采准矿量的一部分，采准矿量又是开拓矿量的一部分。从空

8、间上来说，开拓矿量范围最大，采准矿量次之，备采矿量范围最小。除开拓、采准、切割付产的矿石以外，全部的开拓矿量的矿石最终都要转变为备采矿量的矿石。不考虑损失贫化都要被采出。 2.空间方面 （1）.开拓矿量的控制工程 开拓系统的主要开拓巷道、通风井、主充填井、石门、井底车场、主要阶段运输段专用回风巷、井下中央变电所、水仓水泵房、井下机修硐室、炸药库、机电库等辅助硐室。 （2）.采准矿量的控制工程 人行通风天井、沿脉或穿脉阶段运输巷。通风运输平巷、材料设备井、充填井、电耙巷道、拉底巷道、切割天井，进路、小溜井等。 （3）.备采矿量的控制工程 a补充切割：采场切割上山、切割天井、切割平巷、斗穿、斗颈、

9、凿岩硐室。 b切割：拉底、辟漏、切割槽、堑沟。,3.数量方面 a开拓矿量计算 式中：A矿井年产量,t/a t k开拓矿量的保有期,a r废石混入率,% k矿石回收率,% b采准矿量计算 式中t z采准矿量保有期,a c备采矿量计算 式中 备采矿量保有期，a,2.6矿床开采的损失贫化 2.6.1概述 2.6.1.1定义 1.损失:在矿床开采过程中，不可能将地质部门圈定的工业矿石全部开采出来，必有一部分工业矿石永久的损失在地下，此现象叫损失，其损失的程度用损失率来表示。 2.贫化：在矿床开采过程中，由于围岩或夹石混入造成采出矿石品位的下降，此现象称贫化。其贫化的程度用贫化率来表示， 3.岩石混入：

10、在矿床开采过程中，必有一部分围岩或夹石混入到采出矿石中来，反映混入岩石的程度用岩石混入率来表示。 2.6.1.2损失贫化的原因 1损失的原因：未爆下来，运输运搬中丢失。 2贫化的原因：将围岩爆下，高品位矿石丢失。,2.6.2矿石开采过程 Q：工业储量 a：工业矿石品位 R：混入岩石量 a混入岩石品位 QS：损失工业矿石量 Q：采出矿石量 a：采出矿石品位 Q：采出工业矿石（采出纯）量。,2.6.3计算 1.损失率： 2.回收率： 3.贫化率： 4岩石混入率： 公式推导： 根据矿床开采过程中矿石量平衡 根据矿床开采过程中金属量平衡 将以上两式联立整理得 代入整理得 上式中左侧恰好为废石混入率,2.6.4 例题： 1某铜矿的一个矿块，有工业储量20000吨，其品位为0.7%，采出矿石量为18000吨，其品位0.5%，沉入围岩品位为0.1