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第十一章 矿床开拓方法


第七节
联合开拓法
根据地形和矿体的赋存条件,有时需用平硐,竖井或斜 井,斜坡道开拓法中的两种主要开拓巷道组合起来开拓 一个或几个矿体,就称联合开拓法。以下介绍两种联合 开拓法。 一·平硐与盲竖井联合开拓法 矿体的一部分赋存在地平面以上,而其下部分延伸至 地平面以下;此时,上部用平硐开拓,而下部则用竖 井开拓。如图2-13。
(1) 下盘竖井开拓
(2) 上盘竖井开拓
(3) 侧翼竖井开拓
(4) 穿过矿体的竖井开拓
一· 下盘竖井开拓法
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。这种开拓方法在国内金属矿山使用最广,如图2-9。
ore
shaft
下盘竖井开拓是开拓急倾斜矿体常用的方法。竖井布臵 在矿体下盘移动界限以外。从竖井掘进若干石门与矿体连 通。
2.在井筒装备方面:竖井井筒装备比斜井复杂,斜井内 的管道,电缆,提升钢丝绳比竖井要长。
3.在地压和支付方面:斜井承受的地压大。 4.在提升方面:竖井的提升速度快,提升能力大,提升 费用低。斜井提升设备的维修费用和钢丝绳磨损较大。 5.在排水方面:斜井的管道长,其排水费用大。 6.在施工方面:竖井比斜井容易实现机械化。 7.安全方面:竖井井筒不易变形,停工事故少。
ore
Ventilation shaft
pass
Main haulage
三·沿矿体走向平硐开拓法 当矿体侧翼沿山坡露出,平硐可沿矿脉走向掘进,成为 沿脉平硐开拓法。如图6-4。
ore
Ventilation shaft
Ground level Haulage drift
下盘岩石好,平硐在矿体下盘;反之,平硐在矿体内。
在选择井筒沿走向位臵时,还应考虑地面运输方向,总 之,应按地面运输费与地下运输费用总费用最小的原则 来确定井筒的位臵。
四.主要开拓巷道垂直矿体走向位臵的选择
在垂直矿体走向方向上,井筒应布臵在地表地动界线 以外20m以远的地方,以保证井筒不受破坏。若井筒布 臵在移动界线内时,必须留保安矿柱。
第八节
主要开拓巷道评述
一·平硐与竖井的比较 平硐开拓的优点 (1)基建时间短。 (2)基建投资少。 (3)排水费低。 (4)矿石运输费用低。 (5)通风容易,通风费用低。 (6)生产安全可靠。 由于平硐开拓具有较多的优点,因此,在条件允许 的情况下,应尽量采用。
二·竖井与斜井的比较
1.在基建工程量方面: 斜井的长度比竖井长;但斜井开 拓比竖井开拓的石门长度更短。斜井的井底车场一般比 竖井的井底车场简单。
第六节 斜坡道开拓法
一·斜坡道的类型 1.螺旋式斜坡道:它的几何形状是园柱螺 旋 线或圆锥 螺旋线。螺旋线坡度一般为10%~30% 。 2.折返式斜坡道;它有直线段和曲线段组成。直线段变 换高度,曲线段变化方向。
ore ore
15%
10%~30%
折返式斜坡道
螺旋式斜坡道
两种斜坡道比较: 螺旋斜坡道没有缓坡段,故在同等高度内,螺旋线比 折返线短,其开拓工程量也小。但螺旋式斜坡道掘进困 难,行车时司机视距小,安全线差,车辆轮胎磨损大, 路面维护困难,因此,在实际应用中仍以折返式斜坡道 居多。
三.主要开拓巷道沿矿体走向位臵的选择
矿石进入阶段运输平巷有两种情况 (一)矿石集中在固定点进入运输巷道的情况
如图7-1所示。固定点为穿脉与沿脉的交会点。 左 ore 右
shaft
左 1 2 3
ore n

shaft 将矿石量(Q1,Q2, ….. Qn)集中点投在一条直线上这条 直线表示矿体走向的主要运输巷道。井筒位臵应设在第n 个出矿点,当满足下式时,
hill
Ground level
ore
Main haulage drift
Hoisting shaft
二·明竖井与盲竖井联合开拓法
当矿体开采深度超过500m以上时,上部用明竖井,而 下部采用盲竖井。如图2-14。 surface
shaft
ore
三·明竖井与盲斜井联合开拓法
当矿体开采深度超过500m以上时,或上部矿体倾角大,下部矿 体倾角小,上部用明竖井,而下部采用盲斜井。如图2-15。
开拓方法分类表 开拓方法
平硐开拓
单一开拓方法
竖井开拓 斜井开拓,斜坡道开拓 平硐盲竖井开拓 平硐盲斜井开拓
联合开拓方法
竖井硐盲竖井开拓
竖井硐盲斜井开拓 斜井盲竖井开拓 斜井盲斜井开拓
开拓方法选择的依据主要有:
(1)地表地形条件:如山地形状、工业广场布臵、矿石 运输条件、废石场布臵。 (2)矿床赋存条件:如矿体倾角、走向长度、埋藏深 度等。 (3)矿岩性质:矿石和岩石的物理力学性质。 (4)生产能力:不同的开拓方法所具有的生产能力不 同,一般来说, 平硐开拓方法的运输能力最大,竖 井高于斜井。
ore Haulage drift
shaft
Haulage drift
Haulage drift
适应条件:
(1)矿体走向长度较短,有利于对角式通风;当矿 体长度为500米左右,选用此种开拓方式比较合理。
(2)上,下盘地形和岩层不利于布臵井筒,矿体侧翼有 适合的工业场地; (3)矿体倾角较缓,竖井布臵在下盘或上盘时石门都 很长; 采用这种开拓方法时,巷道掘进和井下运输只能是单 向的掘进速度受限制。
第三节 平硐开拓法
平硐开拓是一种最方便、最安全、最经济的开拓方 法。但只有矿床赋存在山岭地区,埋藏在周围平地 的地平面以上时,才能采用平硐开拓。 当矿体或其大部分赋存在地平面以上时,广泛采用平 硐开拓法。 根据矿体在山坡的赋存方式不同可分为: (1)垂直矿体走向的上盘平硐开拓
(2)垂直矿体走向的下盘平硐开拓
Top soil
ore Inclined shaft
优点:不需要掘进石门,开拓时间短, 投产快;在开拓工程中,同时开采出 部分矿石,有助于进一步探矿。 缺点:当矿体倾斜不规则,斜井难以 保持平直,不利于提升和维护,需要 留保安矿柱。多用于矿石价值不高的 矿床。
适用条件; (1) 矿体范围大,厚度小,下盘岩石不稳固, 矿石稳固,矿石价值不高; (2) 矿井急需短期投产,争取早日见矿,并 需作补充勘探。 二·下盘斜井开拓法 斜井布臵在矿脉的下盘开拓法。如图2-6。
ΣQ右+ΣQn > ΣQ左 ΣQ左+ΣQn > ΣQ右 (7–1)
出矿点n就是最有利的井筒位臵,符合最小运输功要求。
2.第二种情况:矿石分散情况
在这种情况下,依据上述原理可知,运输功最小的 井筒位臵应在矿量的等分线上。
Q左 Q右
Q左 = Q右
上述按最小功原理来求合理的井筒位臵的方法,也适合 于平硐开拓的情况。
三·斜坡道与其他主要开拓巷道的比较 与竖井,斜井相比,斜坡道有许多 优点: 1.矿体开拓快,投产早。 2.斜坡道可代替主井或付井 3.节省大量钢材 4.产量大,效率高 缺点: 无轨设备采用柴油为动力,排除废气污染井下 空气,需增加通风费用。投资大,维修工作量 大。
第九节 主要开拓巷道类型和位臵的选择
第十一章
矿床开拓方法
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,使之形成完整的开采系统:包括 (1)提升系统 (2)运输系统 (3)通风系统 (4)排水系统 (5)供水系统 (6)动力供应等系统。 所掘进的巷道工程称为开拓巷道。 这些掘进工程就叫矿床开拓。
Typical development
surface
Ore body
Level 120 Level 60 shaft
Level 0
Level -60
第二节 开拓方法分类
单一开拓方法 用一种主要开拓巷道开拓地下矿床。 联合开拓方法
矿床上部用一种主要开拓巷道,而其下部用另一种 主要开拓巷道;或用两种主要开拓巷道组合起来开 拓一个或几个矿体。
tan a
当斜井倾角大于250~300时,一般用箕斗提升;
当斜井倾角小于或等于250~300时,用串车提升; 当斜井倾角小于180时,可采用钢丝绳胶带输送机运输。
第五节 竖井开拓法
当矿体赋存在地平面以下,矿体倾角大于450度,或小 于150度,而埋藏较深的矿体,常采用竖井开拓法。 竖井提升能力大,为一般矿山所采用。 根据竖井与矿体的相对位臵关系,可分为
在下列条件使用:
(1)根据地面地形条件,矿体下盘时高山,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,选厂和尾矿库只宜布臵在矿体上盘方向。 (3)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。
三·侧翼竖井开拓法
在矿体侧翼岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通 达矿脉。如图2-11。
(6)应保证井巷出口位臵及有关构筑物不受山坡滑石,山 崩和雪崩等危害; (7)井巷出口的标高应在历年最高洪水位以上3m,以免被 洪水淹没; (8)井筒(或平硐)位臵应避免压矿,尽量位于岩层移动 带以外,距地面移动界线的最小距离应大于20m,否则应 留保安矿柱。 (9)井巷出口应有足够的工业场地,以便布臵各种建筑物, 调车场,堆放场等; (10)改进或扩建矿山应考虑原有井巷和有关建筑物,构筑 物等的充分利用。
第四节 斜井开拓法 inclined shaft
基本条件:倾斜或缓倾斜矿体(150 ~ 450), 矿体赋存 在地平面以下,矿体埋藏不深的中小型矿山,地表无过 厚的表土层,可采用斜井开拓。 一·脉内斜井开拓法 斜井布臵在矿体内,斜井靠近矿体下盘的位臵,其倾角最 好与矿体倾角相同(或接近)。如图2-5。
一. 主要开拓巷道类型的选择
主要开拓巷道的类型是根据矿山地形,地质 条件和矿体赋存条件来选择。 当前国内外矿山采用单一斜坡道拓作为 主要开拓巷道的为数较少, 多以斜坡道作为辅助开拓巷道,配合其他 主要开拓巷道进行开拓。
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