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1、第二篇 矿床开拓,第六章 矿床开拓方法,第一节 矿床开拓及开拓巷道 第二节 开拓方法分类 第三节 平硐开拓法 第四节 斜井开拓法 第五节 竖井开拓法,第六节 斜坡道开拓法 第七节 联合开拓法 第八节 主要开拓巷道评述,第一节 矿床开拓及开拓巷道,为了开采地下矿床，需从地面掘进一系列巷道通达矿体, 使之形成完整的提升、运输、通风、排水和动力供应等系统，称为矿床开拓。,矿床开拓,返回,主井,斜井,副井,回风机房,泄水井,回风井,回风巷道,水仓,车场,主要开拓巷道,运送矿石的开拓巷道，称为主要开拓巷道。如：平硐、竖井、斜井、斜坡道。,辅助开拓巷道,不运送矿石开拓巷道，称为辅助开拓巷道。如：通风井、溜
2、矿井、充填井、副井。,第一节 矿床开拓及开拓巷道,第二节 开拓方法分类,单一开拓法：用一种开拓井巷开拓矿床,主要有：,1 、平硐开拓方法； 2 、斜井开拓方法； 3 、竖井开拓方法； 4 、斜坡道开拓方法。,联合开拓方法： 用两种以上开拓方法开拓矿床,第二节 开拓方法分类,平硐与井筒联合： 平硐与盲（明）竖井 平硐与盲（明）斜井,明井与盲井联合： 明竖井与盲竖井 明竖井与盲斜井 明斜井与盲竖井 明斜井与盲竖井,第三节 平硐开拓法,适用条件：矿体赋存在地平面以上。,充分利用矿石的自重溜放，便于通风排水多阶段出矿，施工简单易行,进程速度快,投资省成本低，管理方便。,缺点：平硐过长，基建时间长。,一
3、 、垂直矿体走向，下盘平硐开拓法。 二 、垂直矿体走向，上盘平硐开拓法。 三 、沿矿体走向平硐开拓法。,优点:,第三节 平硐开拓法,入风井,主平硐,辅助竖井,主溜井,矿脉,第三节 平硐开拓法,图62 上盘平硐开拓法,主平硐,阶段平硐,溜井,辅助盲竖井,第三节 平硐开拓法,图63 脉内沿脉平硐开拓法,上部阶段平硐,主平硐,辅助盲竖井,溜井,主溜井,返回,第四节 斜井开拓法,倾斜或缓倾斜矿体，即矿体的倾角为1520至45之间，矿体赋存在地平面以下，矿体埋藏有不太深的中小矿山，地表无过厚的表土层。,适用条件,斜井位置的确定,1、 在确定斜井位置时，要充分注意到矿体倾角和厚度的变化情况，使所确定的脉内
4、或脉外斜井位置保持不变，避免设计的斜井在矿体的上、下部交错的通过或偏离矿体。 2 、采用脉内斜井开拓时，在井筒两侧应保留保安矿柱810m。 3 、对于长斜井需沿斜井线路关键位置布设工程地质钻孔，以查明斜井工程部位的地质情况。,斜井开拓方案,第四节 斜井开拓法,脉内斜井开拓法,下盘斜井开拓法,侧翼斜井开拓法,第四节 斜井开拓法,脉内斜井开拓法,当矿体沿倾斜起伏不大，无褶皱和断层，才有可能采用脉内斜井开拓。在我国小型煤矿采用的多，金属矿床一般变化较大，脉内斜井需留保安矿柱，又受甩车道的限制，故用的较少。,图64 脉内斜井开拓法,图65 下盘斜井开拓法,第四节 斜井开拓法,下盘斜井开拓法,一般与矿体
5、倾角相同，也有伪倾斜的斜井，优点是：石门长度比竖井石门短得多。 伪倾斜的角度换算: tgx=sintg 提升方式： 2530 箕斗或台车 2530 用串车 18 可用钢绳胶带运输机运输,返回,当矿体赋存在地平面以下，矿体倾角45，或15，而埋藏较深的矿体，常采用此开拓方法。,第五节 竖井开拓,一、下盘竖井开拓,在矿体下盘岩石移动带以外开掘竖井，再掘阶段石门通达矿脉。这种方法在我国金属矿山应用最广。 优点：井筒保护条件好，不需要留保安矿柱，矿体倾角大于75更为有利 缺点：石门长度随开采深度增加而增加。,第五节 竖井开拓,图66 下盘竖井开拓法,下盘竖井,阶段石门,表土岩层移动角,下盘岩石移动角,
6、沿脉巷道,安全距离,第五节 竖井开拓,二、上盘竖井开拓,在矿体上盘岩石移动带以外开掘竖井，再掘进阶段石门通达矿体。这种开拓方法与下盘竖井开拓比较存在严重的缺点。主要是上部阶段要掘进很长的石门，基建时间长，基建初期投资较大。,上盘岩石移动角,第五节 竖井开拓,图67 上盘竖井开拓法,上盘竖井,石门,沿脉巷道,安全距离,考虑上盘竖井开拓法的条件 1、根据地面地形条件，矿体下盘是高山，而上盘地形平坦，采用上盘竖井，井筒的长度较小。 2、根据矿区地面地形条件及矿区内部和外部的运输联系，选矿厂和尾矿库只宜布置在矿体上盘方向，这时采用上盘竖井可使运输线路缩短，从而降低了铺设运输线路的投资及运输费用。 3、
7、下盘地质条件复杂，不能避开破碎带或流沙层和涌水量很大的含水层。因为在这种条件下掘进竖井是很困难的。,第五节 竖井开拓,第五节 竖井开拓,三、侧翼竖井开拓,井筒布置在矿体侧翼。这种开拓方法井巷掘进和井下运输只能是单向的，掘进速度受到一定的限制。,采用侧翼竖井开拓法的条件 1、上、下盘地形和岩层条件不利于布置井筒，矿体侧翼有合适的工业场地，选矿厂和尾矿库以布置在侧翼为宜。这时采用侧翼竖井，可使地下和地面运输的方向一致。 2、矿体倾角较缓，竖井布置在下盘或上盘时石门都很长。 3、矿体沿走向长度小，阶段巷道的掘进时间不长，运输费用也不大。,第五节 竖井开拓,图68 侧翼竖井开拓法,阶段巷道,表土移动角
8、,矿体走向端部岩石移动角,返回,安全距离,侧翼竖井,岩石移动线,第六节 斜坡道开拓法,地下开采使用无轨设备之后，其开拓方式应作相应的改变，它的主要变化是要开掘供无轨设备上下通行的斜坡道。 斜坡道有两种：一种是与地表相通的主要斜坡道；另一种是连接阶段间的辅助斜坡道。前者作为地下使用无轨设备出入地表的主要斜坡道。,斜坡道开拓法：当不设其它提升井筒时，连通地表的主要斜坡道主要用于运输矿岩（用无轨车辆），并兼作无轨设备出入、通风和运送材料之用，这种矿床开拓称为斜坡道开拓法。,第六节 斜坡道开拓法(XIAJIE),当设有提升井筒时，斜坡道主要是供无轨设备出入并兼做通风和辅助运输之用，此时称辅助开拓巷道。
9、 无轨运输的矿山，阶段间的辅助斜坡道几乎是必不可少的。它不仅可以转移铲运机等无轨设备、同时也是行人、运料和通风的通道，也属于辅助开拓巷道。,第六节 斜坡道开拓法,一、斜坡道的类型,1、螺旋式斜坡道,其几何形式是圆柱螺旋线或圆锥螺旋线，根据具体情况可以设计成规则螺旋线或不规则螺旋线。螺旋线的坡度一般为1030。,2、折返式斜坡道,是直线段和曲线段联合组成；直线段变换高程，曲线段变换方向，便于无轨设备转弯；曲线段的坡度变缓或近似水平；直线段的坡度一般不大于15%。在整个线路中，直线段长而曲线段短。,第六节 斜坡道开拓法,二、斜坡道的典型开拓法,1、螺旋式斜坡道,日本神岗矿枥原矿井五号矿体的螺旋式斜
10、坡道开拓法 在矿体侧翼由+200m至0m阶段掘进螺旋式斜坡道，断面为 43m，最小曲率半径为15m，平均坡度为21(12)，总长1200m。由上而下开掘阶段巷道连通螺旋式斜坡道和工作面，阶段巷道的断面为43，总长2000m。 无轨设备可从地面直接进入地下各个采矿阶段和开出地面，不管哪个阶段需要，随时可以调去工作。 使用的无轨设备有：瓦格纳ST2B铲运机4台、加德纳丹佛掘进车2台、加德纳丹佛采矿车1台、格瓦纳人车一台、吉普车3台。,第六节 斜坡道开拓法,图69 螺旋式斜坡道开拓法,第六节 斜坡道开拓法,折返式斜坡道设在矿体下盘沿层移动界线以外。当斜坡道通达某一阶段水平时进行折返，并在每一阶段水平
11、折返处掘石门通达阶段运输巷。无轨设备可由地面经斜坡道进入各个阶段，各阶段采出的矿石则用无轨卡车运出地面。,2、折返式斜坡道开拓法,第六节 斜坡道开拓法,图610 折返式斜坡道开拓法,斜坡道,阶段运输巷道,石门,第六节 斜坡道开拓法,目前单独用斜坡道开拓法的矿山很少。国外许多竖井开拓时，都另设连通地表的辅助斜坡道，或各阶段运输巷道间用辅助斜坡道联通，以便无轨设备由地表进入地下各个阶段或一个阶段转移至另一阶段工作。,第六节 斜坡道开拓法,三、螺旋式斜坡道与折返式斜坡道的对比,1、螺旋式斜坡道的优点 （1）由于没有折返式那么多的缓坡道，故在同等高程间，螺旋式较折返式的路线短，开拓工程量小； （2）与
12、溜井等垂直井巷配合施工时，通风和出渣较方便； （3）适合圆柱矿体的开拓。,2、螺旋式斜坡道的缺点 （1）掘进施工要求高（改变方向、外侧超高等）； （2）司机能见距离小，故安全性较差； （3）车辆轮胎和差速器磨损增加； （4）道路维护工作量大。,第六节 斜坡道开拓法,3、折返式斜坡道的优点 （1）施工较易； （2）司机能见距离大，行车较安全； （3）行车速度较螺旋式的大，排出有害气体量较少； （4）道路便于与矿体保持固定距离； （5）道路易于维护。,4、折返式斜坡道的缺点 （1）较螺旋式开拓工程量大； （2）掘进时需要有通风和出渣用的垂直井巷配合； （3）斜坡道布置的灵活性较螺旋式斜坡道差。,第
13、六节 斜坡道开拓法,四、螺旋式斜坡道与折返式斜坡道的选择,主要考虑下列因素： 1、斜坡道的用途 如果主斜坡道用于运输矿岩，且运输量较大，则以折返式斜坡道为宜；辅助斜坡道可用螺旋式斜坡道。 2、使用年限 使用年限较长的以折返式斜坡道为好。 3、开拓工程量 除斜坡道本身的工程量外，还应考虑掘进时的辅助井巷工程和各分段的联络巷道工程量。 4、通风条件 斜坡道一般都兼作通风井，螺旋式斜坡道的通风阻力较大，但其线路较短。 5、斜坡道与分段的开口位置 螺旋式斜坡道的上、下分段开口位置应布置在同一剖面内，折返式斜坡道的开口位置可错开较远。,第七节 联合开拓法,用两种主要开拓巷道组合起来开拓一个或几个矿体，称
14、联合开拓法。,一、平硐与竖井联合开拓法,适用条件：用平硐开拓的矿山，如果在平硐水平以下尚有一部分矿体时，则需用竖井进行下部矿体开拓。,竖井可采用盲竖井，也可以采用明竖井。 采用明竖井：井筒石门长，井口安装井架，施工方便。 采用盲井：井筒石门短，需掘地下调车场和卷扬机硐室。 图6-15表示平硐与盲竖井联合开拓法 。,第七节 联合开拓法,图615 平硐与盲竖井联合开拓法,主平硐,盲竖井,溜井,沿脉巷道,第七节 联合开拓法,二、明竖井与盲井联合开拓法,适用条件：主要适用于矿体走向长、厚度大、延深较深的急倾斜矿体，由于深部开采第一期竖井延深困难或因石门过长而凿一盲井与原有竖井接力转载联运，一般采深50
15、0m时，可考虑联合开拓二段提升，即矿体上部采用明竖井下部采用盲竖井（下部矿体倾角变缓时，可考虑采用盲斜井）开拓。可缩短石门长度和基建时间，需两套提升设备，容易产生运输与提升间的不协调现象，故尽量少用二段提升的联合方案。 如深部发现矿体，原有井筒继续延深不合适，此时改用盲竖井或盲斜井开拓较为合理。,第七节 联合开拓法,图616 明竖井与盲竖井联合开拓法,返回,第八节 主要开拓巷道评述,为了正确的选择开拓方法，必须了解各种主要开拓巷道的优缺点，各种主要开拓巷道的特点评述如下：,一、平硐与井筒（竖井和斜井）的比较,平硐优点： （1）基建时间短：因为平硐施工简便，施工条件好，比竖井或斜井的掘进速度快得
16、多； （2）基建投资少：平硐的单位长度掘进费用比井筒低的多，维护费用也少，没有井底车场，硐口设施简单，不设井架，提升机房，所以投资费省； （3）排水费用低：一般自流排水； （4）矿石运输费用低：平硐一般用电机车，用溜井下放矿石，比较井筒提升，运输费用低的多；,第八节 主要开拓巷道评述,（5）通风容易，通风费用低：平硐掘进时通风比井筒容易，通风费用往往比井筒开拓底； （6）生产安全可靠：平硐的运输能力大，运人、运货安全可靠。 平硐优点很多，因此，埋藏在地平面以上的矿体，平硐开拓是首选方案，一般平硐长度限制在30004000m以内为宜。,（1） 基建工程量：斜井长 石门短 井底车场简单； （2）井筒装备：竖井井筒装备复杂，而斜井，斜井内管道、电缆、提升钢丝绳比竖井长； （3）地压、支护：斜井承压大，支护容易变形，维护费用高； （4）提升：竖井提升速度快，能力大，提升费用低，斜井提升速度慢，能力小
