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

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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
矿床开拓: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. 第二节 开拓方法分类 概括分为两大类:单一开拓法和联合开拓法.

2 第三节 平硐开拓法 适用条件:矿体赋存在地平面以上. 优点:充分利用矿石的自重溜放,便与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 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.

3 第三节 平硐开拓法

4 第三节 平硐开拓法

5 第三节 平硐开拓法

6 第四节 斜井开拓法 适用条件:倾斜或缓倾斜矿体,即矿体的倾角在15~20至45之间,矿体赋存与地平面以下,矿体埋藏又不深的中小型矿山,地表无过厚的表土层. 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8~10米. 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.

7 三 斜井开拓方法 1 脉内斜井开拓法 2 下盘斜井开拓法 3 侧翼斜井开拓 四 矿车组斜井 五 箕斗斜井

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10 五、 箕斗斜井 适用与生产能力30~60万吨/年的中型矿山,坡度一般>30,与竖井相比,除生产能力比矿车组提升大之外,其它优缺点类似矿车组斜井. 此外斜井口及井底要设有装卸矿设施及用做提升人员和材料的辅助斜井.

11 第五节 竖井开拓法 适用条件:矿体赋存在地平面以下,埋藏较深或矿体倾角>45时. 分类:按提升容器分罐笼井,箕斗井,罐笼箕斗混合井. 按主井与矿体相对位置的不同分下盘竖井开拓,上盘竖井开拓.侧翼竖井开拓及穿矿体竖井开拓.

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13 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：当斜坡道主要用于运输矿岩（无轨车辆）时，称为斜坡道开拓法。 当没有提升井筒时，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。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。

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15 一、斜坡道的类型 1.螺旋式斜坡道 　　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10％～30％。如图６－11a 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。如图６－11b

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17 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4×3m2，最小曲率半径为15m，平均坡度为21％，总长1200m 。由上而下开掘阶段巷道联通螺旋式斜坡道和 工作面，阶段巷道的断面为4×3m2 ,总长2000m。 开拓工程完成后，无轨设备可从地面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ST－2B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。

18 2. 返式斜坡道开拓法 折返式斜坡道设在矿体下盘沿层移动界限以外。当斜坡道1通达某一阶段水平时进行折返，并在每一阶段水平折返处掘石门2通达阶段运输巷3。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。

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20 　　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。图6－14是加拿大科里斯登镍矿所采用的下盘竖井并辅以斜坡道的典型开拓方法图。

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22 图1是主井，选厂8设在主井口，斜井2原为副井，后又开掘进螺旋式斜坡道3，由地表往下一直回旋到深部。斜坡道断面为5×3
图1是主井，选厂8设在主井口，斜井2原为副井，后又开掘进螺旋式斜坡道3，由地表往下一直回旋到深部。斜坡道断面为5×3.5m2，转弯半径为7m，斜坡道底板铺混凝土，顶板用杆柱和金属网支护。无轨设备可由地面经斜坡道开往地下，用分段巷道联通全部矿块。以后深部可用斜坡道开拓，不需延伸斜井，斜井已改为回风井和备用人行井。 矿石自装载点用无轨设备运至主溜井，运距150t/h。矿石经破碎后由胶带输送机运至装载硐室，再由竖井箕斗提升至井口选场。

23 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。 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；

24 （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。

25 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 出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断的联络巷道工程量。 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。

26 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，称联合开拓法。 一、平硐与盲竖井联合开拓法 　　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。图6-15表示平硐与盲竖井联合开拓法 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，井口安井架，工程量小 采用盲井：井筒石门短，掘地下调车场和卷扬机硐室 省内： 大多铁矿 平硐盲竖井 金厂峪金矿 龙庞家堡 平硐 850平硐之间用盲竖井贯通

27 二、明竖井与盲井联合开拓法 1. 适用条件：主要适用于矿体走向长、厚度大、延伸较深的急倾斜矿体，由于深部开采第一期竖井延伸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〉500米时，可考虑联合开拓 二段提升，两套设备，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

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29 　　　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，兹将各种 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，洞口设施简单，布设井架，提升机房，所以投资费省； （3）排水费用低：一般自流排水； （4）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；

30 （5）通风容易：往往可自然通风，困难时期加扇风机；
（6）生产安全可靠：平硐的运输能力大，运人、运货安全性好； 　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 米以内为宜 二、竖井与斜井的比较 1. 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，而斜井内管道、电缆、提升钢丝绳比竖井长，即经营费用高 3. 地压、支护：斜井承压大，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，设备修理，钢丝绳磨损大

31 5. 排水：斜井排水管道长，设备费，安装费，修理费较大，因管道阻力随管道长度恶热增加，故排水费用高
6. 施工：竖井比斜井容易机械化，采用的施工设备和装备较多，要求技术管理水平较高 斜井施工较简便、需要的设备和装备少，适合中小矿山 7. 安全：竖井井筒不易变形，提升过程中停工事故较少；斜井井筒易变形，提升容器易发生脱轨脱钩事故 三、斜坡道与其它主要开拓巷道的比较 与竖井、斜井相比，斜坡道具有许多优点