金属矿床地下开采.doc

金属矿床地下开采第一篇：金属矿床地下开采概述 在地壳内由地质作用而形成的矿物的自然聚集体叫做矿床。含有金属矿物的矿床叫金属矿床。所谓矿床开采，即从矿床中将矿石开采出来。第一章 金属矿床的特征第一节 矿石与围岩及其工业特征一、矿石和废石的概念1.凡是地壳内的矿物体，根据现代技术经济水平，能以工业规摸（包括土法开采）从中提取国民经济所必须的金属矿物或矿物产品的，就叫矿石。矿石含在矿床之中。矿床周围的岩石以及夹在矿床中根本不含用用成分或者含量过少，以前不宜作为矿石开采的岩石，叫做废石。废石和矿石的概念是相对的。通常把矿床周围的岩石称为围岩。矿床边界上的矿石最低品位，叫做矿床的边界品位。在所圈定的矿体中，矿石的平均品位不应低于最低工业品味。矿床中未开采的矿石称为原矿石。采出的纯矿石与混入的废石的总合，叫做采出矿石。只含一种金属成分的为单一金属矿石，含两种以上金属成分的为多金属矿石。金属矿石可分为：1.自然金属矿石：金属以单一元素(游离状态)存在于矿床中的矿石，如金、银、铂、铜。除以上四种外，能达到工业含量的自然金属矿石很少。2.氧化矿石：即矿石的成分为氧化物、碳酸盐或硫酸盐。3.硫化矿石：即矿石的成分为硫化物。4.混合矿石：矿石中含有前三种矿物中的两种以上的混合物。二、矿石与围岩的性质及其对开采工作的影响在矿石与围岩的性质中，对矿床开采影响较大的有：硬度、坚固性、稳固性、结块性、氧化性、自燃性、含水性和碎胀性等。1.硬度：矿岩抵抗工具侵入的性能叫硬度。矿岩的硬度除对凿岩有很大的影响外，往往还影响到矿岩的坚固性和稳固性以及材料消耗与采矿成本等。2.坚固性：矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性能，其所抵抗的外力是一种综合的力、即锹、镐、机械破碎、炸药爆炸等作用下的力。坚固性的大小，常用矿岩的坚固性系数（f，相当于普氏硬度系数）表示。它表示着矿岩极限抗压强度、凿岩速度、炸药消耗量等的平均值。根据矿岩的极限抗压强度，将坚固性分为20类。f的确定方法是：f=R100式中R矿岩单向极限抗压强度，公斤厘米3.稳固性：矿岩允许暴露面积大小及暴露时间长短的性能，叫做稳固性。它对巷道的维护方法及采矿方法的选择影响很大。矿岩按稳固程度，通常可分为：1不稳固：这种矿岩在顶板或两帮暴露时，需要立即支护，或允许不支护的暴露面积只能在50以内，才能达到安全地进行生产。2中等稳固的：这种矿岩的允许暴露面积，一般在50200以内，不支护安全地进行生产。3稳固的：允许不支护的暴露面积约在200800以内。4极稳固的：允许不支护的暴露面积可达800以上。因为稳固性不仅与暴露面积和时间有关，而且与地压大小和节理的发育程度。节理方向、暴露面积的形状等有关。对于同种岩石，在相同的暴露面积下，地压大，节理发育、节理方向与顶板平行等，都可能降低岩石的稳固性。4.结块性5.氧化性6.自燃性7.含水性8.碎胀性 系数（1.21.6）第二节 金属矿床的工业特征一、金属矿床的分类金属矿床的形状，厚度及倾角对于矿床开拓与采矿方法的选择有很大影响。因此，金属矿床多以形状、厚度与倾角为依据来分类。1.矿床按形式分类1层状矿床：这类矿床多为沉积生成。其特点是分布范围比较广，形状及赋存条件稳定，有用成分组成及含量比较稳定、均匀。一般黑色金属矿床多属此类。2脉状矿床;这类矿床主要由热液和气化作用。将矿物填充于地壳裂缝中而生成。它的特点是矿脉与围岩接触处有蚀变现象，矿床埋藏不稳定，有用成分含量不均匀。贵金属、稀有金属及某些有色金属矿床多为此类。3块状矿床：这类矿床多由充填、交代、熔离和气化作用而生成，其特点是矿床大小不一，呈不规则的透镜状、矿巢、矿株等形状产出，且矿体与围岩之间一般无明显的接触界限。某些有色金属矿床常属此类。2.矿床按厚度分类：矿体的厚度系数指矿体上、下盘间的垂直距离或水平距离。前者称为垂直厚度或真厚度，后者称为水平厚度。1极薄矿体：厚度在0.8米以下；2薄矿体：0.84米；3中厚矿体;410米（浅孔采矿法）；4厚矿体：1030米（深孔法）；5极厚矿体：大于30米。3.矿床按倾角分类1水平与微倾斜矿床：倾角小于5°；2缓倾斜矿床：倾角为5°30°；3倾斜矿床：倾角为30°55°；4急倾斜矿床：倾角大于55°。二、金属矿床的特点及其对开采工作的影响金属矿床的地质条件比较复杂，对矿床开采影响较大的特点有1.矿床的赋存条件不稳定，矿体的形状、厚度与倾角均不稳定。2.地质构造复杂，在矿床中经常有断层、褶皱，以及穿入矿体中的交错岩脉、断层破碎带等地质构造。这些都会增加采矿及探矿工作的困难。3.矿物组成和矿石品位变化大，矿石的矿物组成及品位，不仅在整个矿床范围内变化很大，就是在矿床的个别区段中沿走向，厚度和深度也有变化。4.矿岩的硬度较大，大多数金属矿床具有这一特性。5.含水性第二章 金属矿床地下开采基本原则一、开采步骤1.开拓：从地表掘进一系列巷道达到矿床，使地表与矿床沟通，形成一个完整的行人、运输、通风、排水、供电、供水、供风等系统，这种工作叫做矿床开拓。用来开拓矿床的巷道，叫做开拓巷道，如井筒（竖井和斜井）、平硐、石门、盲井、充填井、主溜井、井底车场、专用硐室及阶段主要运输巷道等。2.采准切割：在开拓完毕的阶段或盘区中，掘进采准切割巷道将阶段或盘区划分为成矿块或矿壁，同时解决矿块或矿壁中的行人、运输和通风等问题，并创造必要的回采条件，这项工作叫采切。3.回采：在已经做好采准或切割工作的矿块或矿壁中，进行大量采矿工作的所有生产过程，叫做回采。它包括落矿、矿石运搬和地压管理三项主要生产工艺。二、三级矿量及采掘技术方针按照对矿床开采的准备程度，矿石储量通常划分为三级，即开拓矿量、采准矿量与备采矿量。这三种矿量统称为三级矿量。1.开拓矿量：在矿床中，已完成了完整的开拓系统所圈定的矿量，叫做开拓矿量。2.采准矿量：它是开拓矿量的一部分。凡是矿块或矿壁完成了采矿方法所规定的采准工程量的，这些矿块或矿壁中的矿量，叫做采准矿量。3.备采矿量：它是采准矿量的一部分。凡是矿块或矿壁完成了采矿方法所规定的切割工程量的，这些矿块或矿壁中的矿量，叫做备采矿量。金属矿山三级矿量保有期限矿 量 等 级保 有 期 限开 拓 矿 量采 准 矿 量备 采 矿 量3 年 以 上1 年 左 右半 年 左 右第二节 开采单元的划分及开采顺序矿床的开采必须有步骤有计划的进行，应该将矿床由大到小划分成开采单元。在开采水平或微倾斜矿床时，将矿床划分为井田、井田划分成盘区，盘区划分成矿壁。矿壁就是最基本的开采单元。一、矿田和井田的概念及井田间的开采顺序1.矿田和井田的概念划归为一个矿山企业开采的全部矿床或其一部分，叫做矿田。在矿田中划归为一个矿井开采的全部矿床或其一部分，叫做井田。2.井田大小及尺寸确定原则井田的大小，在倾斜和急倾斜矿床中，一般用沿走向长度和沿倾斜长度来表示。在生产实践中，当矿床走向长度为500800米至10001500米，深度为500600米时，划为一个井田开采是合理的。3.井田间的开采顺序用几个井田开采矿床时，各井田可以同时开采、依次开采或混合开采，其开采顺序的确定，取决于下列因素：1矿床的勘探程度2矿山年产量的大小3矿井基建投资的多少及设备供应与人员编制情况二、阶段和盘区的概念及其间的开采顺序1.阶段：开采非水平和非微倾斜矿床时，在井田中每隔一定的垂直距离，掘进与走向一致的主要运输巷道，将井田在垂直方向上划分为一个个的矿段，其范围是，上下以相邻的两个主要运输平巷为界，走向方向上以井田的边界为界。这样的矿段叫阶段。2.盘区：在开采水平或微倾斜矿床时，如果矿体的厚度未超过允许的阶段高度，则不划分井田为阶段，而用平巷将井田划分为长方形的矿段，叫做盘区。三、矿块（矿壁）的概念及其间的开采顺序矿块是指上下相邻两个阶段平巷和相邻两个天井之间所包围的矿段。矿块的开采顺序可分为三种：1.前进式2.后退式3.混合式四、矿体群中相邻矿体间的开采顺序 1矿体倾角大小或等于围岩移动角时，采用从上盘向下盘的开采顺序。 2当矿体倾角大于围岩移动角，而矿体又相距很近，上盘矿体的移动带深入到下盘矿体时，无论先采上盘矿体或先采下盘矿体，都会因采空区岩层移动而相互影响。对此，应根据矿体之间夹层的厚度，上下盘围岩和矿石的稳固性、采用的采矿方法以及技术措施等，具体确定其开采顺序。第三节 对金属矿床地下开采的基本要求一、确保开采工作的安全及良好的劳动条件二、完成国家规定的年产量，满足社会主义建设对矿石的需求三、劳动生产率要高四、开采强度要大五、矿石的损失与贫化要小六、矿石的成本要低在采矿生产中，提高劳动生产率，降低劳动消耗，提高出矿品位，减少材料及动力消耗等，是降低矿石成本的几个主要途径。第三章 矿床开拓方法第一节 概述由开拓巷道构成的在矿体内近行采矿工作的系统工程，叫做开拓系统。其中包括运输(提升)系统、通风系统、排水系统等等。形成这些系统的工程，叫做开拓工程。开拓巷道根据其作用与重要性，可分为主要开拓巷道和辅助开拓巷近两种类型。用来运输、提升矿石的主要巷道，如主运输平硐、提升坚井、提升斜井与主斜坡道等，叫做主要开拓巷道。其中，平硐是具有直接通达地表出口的水平巷道。竖井与斜井分别为垂直巷道与倾斜巷道，统称为井筒。它们又分为有直接通达地表出口的的与无直接通达地表出口的两种型式，后者统称为盲竖井与斜井，统称为盲井。如通风井、溜矿井、充填井、石门、井底车场以及主要运输平巷等，叫做辅助开拓巷道。第二节 单一开拓法凡用一种主要开拓巷道来开拓整个矿床的开拓方法，都属于单一开拓法。一、平硐开拓法平硐开拓法就是以平硐为主要开拓巷道来开拓矿床的方法。平硐开拓法是一种最简便经济、安全可靠的方法，基建时间也最短。因此，当矿床全部或局部埋藏于当地地平面以上，有条件利用平硐开拓时，应优先考虑采用平硐开拓法。1. 沿矿体走向的平硐开拓方案，平硐 沿矿体走向布置一般是位于矿体内，当矿体厚度很大且矿石不太稳固时，则将平硐布置在矿体的下盘围岩中。这种开拓方法的优点是：(1)能在短期内开始采矿； (2)平硐在矿体内时，掘进过程中可顺便采得部分矿石，借以抵偿一部分开拓费用； (3)平响可起补充勘探的作用。它的缺点在了：当平硐位于矿体内时，必须从井田边界后退回免否则要在平硐的上部留保安矿往。2 垂直于矿体走向的平硐开拓方案 采用这种方案，平硐布置在垂直矿体走向的方向上。若矿体的倾斜方向与山坡的倾斜方向相同，则平硐位于矿体的上盘围岩中；反之平硐位于矿体的下盘围岩中。这种开拓方法的优点是 (1)回采方向不受限制； (2)平硐可在垂直矿体走向的方向起勘探作用。其缺点是开拓的时间较化费用较大。二、竖井开拓法竖井开拓法就是以竖井为主要开拓巷道来开拓矿床的方法。它主要用于开采急倾斜矿床和埋藏深度较大的水平与缓倾斜矿床。根据主竖井与矿体相对位置的不同，竖井开拓法可以分为下盘竖井开拓、上盘竖井开拓、侧翼竖井开拓与穿过矿体的坚井开拓四种主要方案。采用竖井开拓的金属矿山，当矿体埋藏较深，矿体倾角大于50°。特别是大于75°，而且矿体下盘的地表地形、地质构造、水文地质条件与岩石性质等适合于布置井筒时，多采用这种开拓方案。2.侧翼竖并开拓方案 侧翼竖井开拓方案，即将主竖井布置在矿体走向之一端的开拓方法。这种开拓方案通常在下列条件下采用： (1)矿体的倾角小，若用下盘竖并开拓则石门太长； (2)矿体的走向长度不大，偏角小； (3)采用侧翼竖井可使矿石的地下运输方向与地面运输方向一致； (4)由于地表地形或岩层条件的限制，除侧翼外，竖井设置在其它位置，在技术上或经济上不可能或不合理。三、斜井开拓法斜井开拓法就是以斜井为主要开拓巷道来开拓矿床的方法。这种开拓方法通于开采缓倾斜与倾斜矿床，特别是开采倾角为20°40°的层状矿床，最为适宜。该法具有施工简便、投产快等优点。其缺点是生产能力较小，故在中小型矿山应用得较为广泛。 采用斜井开拓法，斜井的倾角一般不太于45°。根据斜井倾角的不同，其提升也有不同的方式。当斜井倾角小于17°一18°时，可使用皮带运输机运输矿石、当斜井倾角小于25°30°，可使用串车提升矿石；当斜井倾角大于30°时，则必须使用箕斗或台车提升矿石。按斜井与矿体的相对位置，斜井开拓法可分为下盘斜井开拓与脉内斜并开拓两种主要方案。1 下盘斜井开拓方案 下盘斜井开拓方案，即将斜井布置在矿体下盘围岩中的开拓方法。采用箕斗提升时，如矿体倾角小于下盘围岩移动角，斜井与矿体平行布置。若矿体倾角大于下盘围岩移动角，则斜井平行于岩层移动线。采用串车提升时，如矿体倾角小于30°，斜井与矿岩下盘接触线平行布置。若矿体倾角大于30°，斜井倾角则小于或等于30°。这种开拓方案虽然要开拓一些石门，但不需留保安矿柱，井筒的维护条件比较好。此外，对矿床地质条件要求又不严格。这些是它的最大优点，所以，在金属矿山应用较多。2.脉内斜井开拓方案 脉内斜井开拓方案，即将斜并布置于矿体内的开拓方法。斜井靠矿体的下盘。其倾角与矿体倾角相同。这种开拓方案的优点是： (1)不需掘进石门，开拓时间短，投产快； (2)在开拓的同时，能顺便采出矿石； (3)井筒掘进有助于进“步探矿。其缺点为： (1)苦矿体的倾斜不规则，井筒难于保持平直从而不利于提升， （2）需在井筒两侧留维护并筒的保安矿柱。该方案适用于开拓沿倾斜变化不大，在倾斜方向无榴曲和断层距很小的矿床。而金属矿床沿倾斜变化一般较大，故该方案在金属矿山使用较少但在遇有如下情况时可考虑采用：矿床储量丰富但矿石价值不高；矿石稳固，矿体厚度不大；矿井急需在短期内投产。四、斜坡道开拓这种开拓方法一般在矿体埋藏较浅，范围不大，矿山年产量较小服务年限短，岩石稳固的条件下使用。第三节 联合开拓法凡用两种或两种以上主要开拓巷道来开拓个井田的方法，都称为联合开拓法。一、上部用平硐下部用盲井的开拓法 当矿体上部赋存于地平面以上，而下部位于地平面以下时，为开拓的方便与经济起见，矿体上部用平硐开拓，矿体下部用盲井开拓。此外，当矿体赋存于山岭地带而位于地平面以下时，因受池表地形的限制，为了减少竖井或斜并的长度，也可采用平硐盲井联合开拓法。盲井分为盲竖并与盲斜井两种型式。与此相反开拓方案也分平硐盲竖井联合开拓和平硐盲斜井联合开拓法。盲井型式的选择，与矿体倾角大小密切相关。二、上部用竖井下部用盲井的开拓法当采用坚井为主要开拓巷道并通有下列情况时，则可使用坚井与盲井联合开拓。(1)矿体埋藏很深或延深很大，下部若不改用盲井开拓，则深部提升困难且石门太长；(2)矿体倾角不大，深部石门长度增加很快；(3)矿体的倾斜于深部有明显变化，如变缓或变向；(4，矿体的深部偏角变大；(5)在深部发现新矿体(盲矿体)法。三、以斜坡道为辅助井的开拓法第四节 主副井布置方式 一、中央集中式布置 主、副井均位于井图的中央，称为中央集中式布置。这种布置方式的优点是： (1)矿石的地下运输功最小； (2)副并可用于辅助提升，没有反向水平运输，宜于保证矿井的提升能力； (3)可用副井自下而上延深主井。二、对角式布置 对角式布置包括中央对角式与侧翼对角式两种型式。主井位于井田的中央，副井和风并分别布置在井田的两侧，称为中央对角式，主井与副井(或风井)分别位于井田的两侧，则称为侧翼对角式。这种布置方式有以下优点： (1)井下作业的安全性与通风效果较好； (2)副井可起勘探作用。它的缺点： (1)主井在井田的中央，有两个副井时，掘进与维护费用较大； (2)主井在井田一侧时，矿石的地下运输功较大；(3)副井作为辅助提升对，存在反向的水平运输。第四章 主要开拓巷道第一节 主要开拓巷道类型的选择一、各种主要开拓巷道的比较与评价1.平硐与井筒的比较 与井筒相比，平硐有其显著的优点；(1)在水平方向运输，因此，工作安全、简便又可靠； (2)通常使用电机车运输，故运输能力大，所需费用少；(3)每米巷道的掘进与支护费用低掘进与支护速度快； (4)利用溜井下放矿石，无需矿石提升设备、井架与井底车场等设施，生产费用、经营费用都较小；(5)采用自流排水方式，不需排水设备，相应节省的排水费用很大。由此可见，平硐开拓优于井筒开拓。所以，只要地形条件允讯应尽量采用平硐。2. 竖井与斜井比较 竖井与斜井各有其优缺点，而且彼此相反：(1)工作的安全可靠性；坚井比较，它不易变形易于维护，在提升过程中产生的故障较少；斜井易于变形，不易维护，在提升过程中，因提升容器沿轨道运行，容易发生脱轨等事故。(2)提升速度与提升能力：竖井较大。因为当提升高度相同时，竖井的长度较斜井的长度小得多，而且提升系统的日常维修工作员小，提升过程中可能发生的事故少。(3)生产与经营费用：竖井较低。这是因为，坚井较斜井的提升阻力小，故提升费用低，坚井较斜井的排水管道短，所需水泵的能力小所以用于排水的费用少；竖井较斜井的岩石压力小，相应消耗于井筒维护的费用小。(4)施工条件斜井较方便，它不需要复杂的设备，施工技术比较简单。(5)基建时间：斜井较短。因为斜并施工技术及井简装备与并底车场等均较简单；当使用串车或台车提升时，地表又不需要设置大型的提升设备及高大的井架，所需开掘的石门长度小。总之，基建总工程量小，而建设速度快。(6)基建费用；斜井较少。这是因为，斜井所需设备费用低，基建总工程量少，且单位造价低。综上可见坚井在使用上较斜并优越，但在中小型矿山和急需投产的矿山点显得突出。目硫在我国的中小型矿山中，斜井应用较多。在国外金属矿山得比斜井广泛。二、影响主要开拓巷道类型选择的主要因素对主要开拓巷道类型选择有影响的因素很多，主要的有地表地形、矿体的倾角与偏角，矿床的规模与开采深度，以及岩石的物理力学性质等。现分述如下：1.地表地形 因为只有在山岭地带，才有可能使用平硐，所以，地表地形是采用平硐还是采用井筒的决定性因素。2.矿体的倾角 矿体的倾角很小或很大（15°以上或75°以下）时宜采用竖井。当矿体倾角为15°75°时，可用竖井。其中倾角为20°40°时，最宜采用斜井。3.开采深度4.矿体的偏角 若井筒只能布置在矿体的侧端时，矿体的偏角则对于选用竖井还是斜井有很大的影响。5.矿体的规模6.岩层的物理力学性质第二节 主要开拓巷道位置的确定主要开拓巷道的类型选定后，尚须确定主要开拓巷道的位置。确定主要开拓巷道位置的基本条件是：（1）安全；（2）技术上可能与经济上合理；（3）开拓时间符合要求。具体问题：1.设在移动带外；2.矿石运输功最小；3考虑总图布置；其它有关因素。影响主要开拓巷道位置确定的主要因素有：采空区岩层移动情况、矿石的运输功、地表地形和与之相应的矿山总平面布置及内部运输、矿床地质条件以及其他有关的技术或经济因素。确定主要开拓巷道的位置，就是根据确定主要开拓巷道位置的影响因素，决定主要开拓巷道在垂直矿体走向方向上或沿矿体走向方向上符合上述基本条件的具体位置。一、采空区的岩层移动及其对主要开拓巷道位置的影响二、地下和地面运输功对主要开拓巷道位置的影响在确定主要开拓巷道的位置时，应会考虑求使在矿床开采过程中的矿石运输费用是最低。为减少总运输功，应尽可能使地下与地面之间无反向运输。通常，主要开拓巷道位于矿量的中心位置时，其地下运输功最小。三、地表地形对主要开拓巷道位置的影响 井口（平硐口）的合理位置 在确定主要开拓巷道的位置时，必须首先考虑安全问题。井口的位置与矿井的安全直接相关的，因此，井口必须设于安全处；井口的标高位于当地历年最高洪水位三米以上；井口附近的建筑物、构筑物以及主要开拓巷道不受岩石崩塌，地表陷落与雪崩的威胁。四、地质条件对主要开拓巷道位置的影响为可靠地确定主要开拓巷道的位置，需掌握如下地质资料：（1）表土的深度、颗粒组成、湿度、孔隙度、容重、自然安息角、内摩擦角、抗压与抗剪强度等；（2）表土与基岩接触带的厚度、倾角、岩石分化程度、节理发育程度等；（3）各层基岩的厚度、倾角、岩层地质构造要素、岩石的硬度、容重、抗压强度、内摩擦角、岩洞分布以及充填情况等；（4）个含水层的厚度、含水程度与地下水标高，渗透系数与涌水量，水质分析及地下水流动方向等水文地质资料。五、开拓时间及其它因素对主要开拓巷道位置的影响六、主要开拓巷道位置的确定方法第五章 辅助开拓巷道在矿床开拓中，辅助开拓巷道用于通风、升降设备与材料、溜矿及输送充填料等。辅助开拓苍道包括副井、风井、溜井、充填井、石门、井底车场、井下硐室及其它巷道等。第一节 溜 井一、溜井系统1.溜井位置 采用箕斗提升时，主溜井设在主提升井之一侧，以便向箕斗内装矿。其具体位置的确定，必须考虑到岩石的稳固性问题，尤其当采用地下破碎时，因硐室工程量较大，更应设量在稳固性较好的岩层中。要避开断层破碎带、溶洞、涌水量大及不稳固的岩层。在采用平硐溜井开拓的矿山中，确定主溜井的位置时，要考虑下列因素：（1）溜井的位置应根据矿体的赋存条件、所采用的采矿方法及阶段平面布置等情况，使阶段的开拓工程量小，运输距离短，施工方便及安全可靠；(2)溜井应布置在坚固、稳定、节理不发育的岩石中，要避开断层、破碎带、溶洞、涌水量大及不稳固的岩层；(3)主溜井应位于矿量集中、运输条件好的地区，以利于运输和管理； (4)主溜井应尽量布置在矿体下盘的岩石中，以免“压矿”。若矿石稳固而下盘围岩稳固性差时，也可布置在矿体内；(5)溜井装卸矿石应避免直接放在主要运输巷道内，以求减少对运输的干扰和矿尘对空气的污染。二、溜井结构类型及使用条件1.单段式直溜井2.分段控制溜井3.捣段式溜井4.倾斜溜井三、溜井结构参数 1.溜井断面形状及尺寸 垂直溜井断面形状有圆形、方形、矩形。由于圆形断面稳固性好，受力均匀、断面利用率高，矿石对溜井壁磨损较小而且均匀，因此在生产中应用很多。2.溜井深度 溜井越深，则矿石对溜井冲击磨损越严重，因此，在这种情况下，溜井不宜太长。国外最深600多米，国内300多米，一般在60250米，斜溜井长度一般在100250米。第二节 井 底 车 场一、竖井井底车场二、斜井井底车场第六章 开 拓 方 案 的 选 择第一节 开拓方案的选择一、对开拓方案的基本要求1.确保开采工作安全；2.满足设计任务书所规定的矿山生产能力，并顾及到矿山发展的远景；3.满足设计任务书中所规定的矿山投产与达产的时间要求；4.符合当前矿山建设的技术经济政策；5.所获取良好的技术经济效果；6.所需使用的设备和材料能保证供应。二、拟定方案，需要考虑的因素 1.地质条件：包括矿床的赋存条件、地质构造、矿石与围岩的物理力学性质、矿床勘探程度、矿石储量以及水文地质条件等；2.地表地形条件：矿床附近的地形及其变化情况，地面的河流、水系、建筑物、铁路干线，农田及森林等情况；3.气象及工程地质资料：降雨量、主导风向、洪水位、雪崩、滑坡与土壤抗压强度等；4.开采的技术经济条件：设计的生产能力、开采深度、投产与达产时间、设备供应情况、外部运输条件、投产指标、施工与管理力量，以及水源、电源情况等。基本建设投资费用包括以下几项：井巷工程费：包括主井、副井、通风井、溜矿井、充填井、平硐、石门、井底车场及各种主要硐室等的工程费用。地面建筑物、构筑物费用、包括井架、矿仓、内部运输线路、桥梁、工业用房等。设备费用：设备购置费、设备运输费、设备安装费。其它费用：房屋的拆迁费、土地购置费、改地造田和青苗赔偿费。辅助专业工程的投资费用：供电、供水。第七章 采切工程与采切方法一、采准巷道的种类采准的目的是在开拓巷道的基础上，根据不同采矿方法的要求，形成矿块的矿石运输、人员进出、通风、排水及设备材料运输等通路。采准巷道包括阶段运输平巷与横巷、通风平巷与天井、人行天井、设备材料天井、联络道、凿岩巷道、切割天井、拉底巷道、电耙巷道、漏斗颈及放矿溜井等。二、脉内采准与脉外采准脉内采准的优点是：（1）巷道可起到探矿作用；（2）在掘进时可得到副产矿石；（3）疏水效果好。缺点是：（1）当矿体不厚且变化较大时，巷道难于保持平直，不利于铺轨与运输；（2）若矿石不够稳固，则巷道维护工作量大。脉外采准的优点是;(1)可使矿柱量达到最小，且可及时回采，因而矿石损失小；（2）巷道维护费用低；（3）易于保持巷道平直，有利运输；（4）通风条件好，比较可靠；（5）开采有自燃性矿石时，易于封闭火区；（6）用前进式或后退式开采井田，均有良好的条件；（7）可以加大阶段高度。它的缺点是：（1）掘进费用大；（2）矿床疏干效果较差。脉内采准巷道可分为上盘脉内、下盘脉内与矿体中央三种位置。三、阶段运输巷道布置形式的选择阶段运输巷道的布置，必须根据矿山的具体情况，进行多方案比较确定。所选定的布置形式要与矿山的生产能力相适应，并符合安全生产，工程量小及生产经济效果好等要求。影响阶段运输巷道布置的因素有; 1.所用的采矿方法、采场布置和采场生产能力等。如采用崩落采矿法，应有脉外巷道，而其它方法则不尽然。 2.阶段运输巷道的运输方法，运输条件及所需具备的运输能力。若阶段产量很大，宜采用环形布置或双机牵引尽头式布置；阶段产量较小时，可采用沿脉错车道布置。3.用水量大小，井下涌水量大、泥浆多的矿山，放矿溜井的装矿口应尽量布置在横巷内，以减少主要运输平巷受泥浆的影响。4.巷道服务年限，下盘运输平巷兼作下阶段回风巷道时，必须使其期间不受破坏。巷道位置应根据下部生产阶段下盘岩石崩落确定，并应距崩落界限有一定的距离。四、阶段运输巷道的布置形式1.沿脉单轨有错车道的平巷布置，这种形式适用于小型矿山。在矿脉规整，采用充填采矿法或因矿体薄而不回收阶段矿柱的情况下，采用脉内布置；当矿体变化大，矿柱需要回收时，采用脉外布置，或者根据矿体变化情况，采用脉内联合布置。2.穿脉及沿脉尽头式布置，这种形式适用于大中型矿山，特别是对双机牵引运输的矿山最有利。矿体不规则时，用沿脉布置较穿脉布置工程量小，但若矿体不够稳固时，巷道难于维护。3.脉内外环形布置 该布置形式适用于厚大矿体，或多条平行矿脉，生产能力大的矿山。一般采用单轨环形布置，当生产能力很大时，可采用双轨环形布置。4.脉外环形布置 环形巷道全部位于脉外。这种形式适用于中厚矿体，采场溜井布置在靠近下盘的沿脉巷道内，环形道间距可增加到200米以上。5.无轨装运设备运输巷道布置 采用无轨装运设备时，装矿短巷底板与运输水平底板标高相同，崩落的矿石直接落到装矿短巷底板上，无轨装运设备将矿石自装、自运、自卸倒入溜矿井中。根据矿体厚度等条件的不同，装矿短巷可垂直于矿体走向布置，亦可沿走向布置。穿脉运输巷道两侧均设有交错布置的装矿短巷，装矿短巷间距15米，巷道断面规格取决于所用无轨设备规格。当采用SA-4A铲运机时，运输巷道断面为4×3米。第二节 天井与斜巷的布置回采工作面水平与下部运输水平及上部回风水平的联系，主要依靠天井和斜巷。若它们是为整个阶段服务的，则属于开拓巷道；如果他们只为一个或几个矿块服务，则属于采准巷道，在无轨设备广泛使用之前，回采工作面与阶段上下水平之间，主要依靠天井联系；无轨设备广泛使用之后，斜巷的使用日益广泛。一、天井的用途天井的用途很多，如划分开采单元，形成运输平巷与回采工作面间的通路，运送材料设备及充填料，为开切槽创造自由面以及从天井掘进分段巷道，分层巷道和凿岩硐室等。天井有倾斜的与垂直的，垂直天井溜矿条件好，支柱磨损小，可采用高效率和高速度的吊罐法及钻进法掘进。但它只有在厚大矿体或垂直矿体中才便于采用。二、对天井布置的要求1.保证安全，与回采工作面联系方便；2.具有良好的通风条件；3.便与矿石下放和材料、设备运入工作面；4.利于其它采切巷道的掘进，巷道工程量小，维修费用低；5.与所用的采矿方法相适应。三、斜巷采准第三节 采切比与采掘比的计算一、计算的目的与原则为落实“采掘并举，掘进先行”的矿山生产技术方针，保持三级矿量平衡，使矿山持续稳产与高产，必须明确每年所需掘进采切巷道的总进迟，并以此为基础求算工作面数以及所需人员与设备数目。矿山每年回采矿量一般由矿房回采矿量、矿柱回采矿量以及采切工程副产矿量三部分组成。将每年采切总进迟中脉内与脉外部分区分开，即可求出每年采切工程的副产矿石量及采切废石量。采切工程量的大小是评价采矿方法的重要指标之一，因此按统一方法计算采切工程量，对评价采矿方法也是很必要的。国内外金属矿山，一般用万吨采切比或千吨采切比来表示采切工程量的大小。万吨采切比系数指每回采出一万吨矿石所平均分摊需要掘进的采切巷道的米数或立方米数，其单位是米/万吨。因此切巷道断面大小不同，所以只按米数统计掘进工程量，往往不能充分反应实际情况。为此，计算采切比时需统计出实际掘进立方米数，可按2×2的标准断面折算成标准掘进米数，以此计算万吨采切比。第八章 回采的主要生产工艺回采的主要生产工艺有落矿、矿石运搬与地压管理三项。落矿又称为崩矿，是将矿石从矿体上分离下来，并破碎完成一定的块度；运搬是将矿石从落矿地点运到溜矿井或直接装入运输设备，地压管理是为了采矿而抵抗或利用地压所采取的相应措施。通常，各种采矿方法均包含这三项工艺，但因矿石性质、所用设备及采矿方法结构等不同，这些工艺的特点并非完全相同。第一节 落 矿一、概述目前广泛应用的落矿方法是凿岩爆破，其又可分为浅孔、中深孔、深孔及药室落矿。评价落矿的主要指标是：、1.凿岩工劳动生产率，米/工班；2.每米炮孔落矿量，吨/米3.大块产出率，。 影响落矿工作量的因素很多，通常有：（1）矿石的坚固性；（2）矿石裂隙发育程度；（3）工作面宽度；（4）自由面数目。二、浅孔溜矿法浅孔一般是采用轻型风动凿岩机开凿。矿石较软时，可用电钻钻孔，或用风镐直接落矿而无需爆破。三、深孔落矿（15米以上）深孔落矿主要用于阶段矿房法、深孔溜矿法、有底柱分段崩落法和阶段强制崩落法等采矿方法，以及矿柱回采与采空区处理。1.深孔的布置形式 按方向分为水平的、垂直的与倾斜的；按其在爆破层中的排列，可分为平行的、扇形的与束状的。深孔平行布置，平行深孔落矿，大块产出率低，每米孔的落矿量大，落矿范围规则。当矿石坚固性大，凿岩台班效率低于46米时，采用平行布置有利。平行深孔的缺点是需要掘进大量的凿岩巷道，而且钻机移动频繁。深孔扇形布置，采用水平扇形深孔落矿，要从天井掘进专用凿岩硐室，其规格一般为：高2.5米，长34米，宽2.5米。采用垂直扇形深孔，要掘进凿岩巷道。扇形布置的采切工作量小，钻机移动次数少。其最大的缺点是炮孔总长度大，较平行布置增加5060.目前我国金属矿山广泛采用扇形布置，主要是为了减少凿岩巷道工程。每一凿岩硐室可钻三排孔，第一排仰角5°8°，第二排仰角10°15°，第三排仰角5060°。每一凿岩硐室担负的爆破层厚度为68米。爆破参数 钎头直径一般为80120毫米，主要用95105毫米。四、药室落矿药室爆破的最小抵抗线等于1015米。由于药室落矿需要的巷道工程量大，容易产生大块，以此很少用于正常的矿房或矿柱回采，一般用于处理采空区。六、矿石的合格块度及二次破碎深孔落矿大块产出率高的原因 当矿岩条件一定时，影响大块产出率的因素主要是爆破参数和施工质量。根据矿山实践经验，造成大块产出率高的原因有：1.最小抵抗线或孔底距过大，致使单位炸药消耗量的大小；2.炮孔较深，相应地，扇形孔孔底距离太大，该处孔径又最小，因而药量不足；3.装药密度过小，通常要求装药密度为1克/立方厘米，而目前人工装药密度仅达0.6克/立方厘米。4.用水平深孔落矿，因自由空间较大，矿石重力与爆力作用方向一致向下，崩落矿石未充分受到爆破能的作用；5.深孔偏斜，改变了设计的爆破参数；6.由于炮孔严重变形、错位、弯曲、以及落渣堵孔等，致使装药量严重不足；7.在节理裂隙发育的矿体中，用秒差电雷管起爆时，可能落带相邻炮孔的药包，使之拒爆。第二节 矿 石 运 搬一、概述运搬与运输的概念和任务不同，运输是指在阶段运输平巷中的矿石移运，而运搬则是指将矿石从落矿地点运送到运输巷道装在处。矿石的运搬方法分为：重力运搬、爆力运搬、机械运搬、人力运搬以及联合运搬等。二、机械运搬1.电耙设备：常用的电耙绞车有7、14、28、30和55千瓦的；2.轮轨式风动或柴油装运机；3.铲斗容积为1.2m³和2m³的柴油铲运机；4.电动自行矿车；5. 轮轨式风动或风动单斗装岩机；6.振动放矿机械；7.载重25吨以内的井下汽车。第三节 矿块的底部结构一、格筛巷道底部结构两个相邻受矿喇叭口的中心距为57米，它决定着每格喇叭口的受矿面积。对房式采矿法，每个喇叭口负担的受矿面积为3050，喇叭口斜面倾角为45°55°；对崩落采矿法，负担面积为2040，斜面倾角为60°70°。二、电耙巷道底部结构1.电耙巷道底部结构的种类 电耙巷道底部结构，是我国目前使用最广的一种底部结构。按漏斗排数及其与电耙巷道的位置关系，可分为单侧电耙巷道和双侧电耙巷道两种。电耙巷道的方向与运输平巷的方向之间可以平行、垂直或斜交。电耙巷道的底板通常高于运输巷道的顶板，使溜矿小井内贮存的矿石量能满足一列矿车的需要，以免耙矿与运输相互影响。2.电耙巷道底部结构的参数（1）受矿部分高度：电耙巷道水平至拉底水平之间的垂直高度，称受矿部分高或上底柱高。(2)斗穿间距：一般为57米，若太小将削弱底部结构的强度。（3）受矿坡面角：采用房式采矿法时为45°55°，采用崩落采矿方法时为60°70°。（4）斗颈轴线与耙巷中心线间的水平距离;其大小影响到桃形矿柱的稳固性、耙巷内矿堆高度及耙矿效率等，一般为2.54米。3.对不同电耙巷道底部结构的评价（1）垫沟受矿与喇叭口受矿的比较，垫沟受矿四部结构的优点是：将扩沟、拉底和落矿工序合一，简化了回采工艺，提高了劳动生产率；在凿岩巷道内凿岩，施工安全，易于保证施工质量，免除了较复杂的扩喇叭口工作；底柱虽然矿量较大，但其形状规整，较易回采。三、装载设备出矿底部结构这种底部结构的特点是，矿石借重力下落到运输平巷水平，用装在设备装入矿车，二次破碎就在装载地点进行。装载设备有两类，一类是振动放矿机，另