第六章矿床开拓方法

移动带
C
崩落带
移动带
7.安全方面：竖井井筒不易变形，停工事故少。
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置的选择
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开拓作为 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。
二. 选择主要开拓巷道位应考虑的因素
选择主要开拓巷道位置的基本准则是： 基建与生产费用最小，尽可能不留保安矿柱， 有方便和足够的工业场地，掘进条件良好等 在具体选择时应考虑以下因素： (1)矿区地形，地质构造和矿体埋藏条件； (2)矿井生产能力及井巷服务年限； (3)矿床的勘探程度； (4)矿山岩石性质及水文地质条件； (5)井巷位置应考虑地表和地下运输联系方便，应使运输 功最小，开拓工程量最小。
(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。
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：
(6)应保证井巷出口位置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）位置应避免压矿，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，以便布置各种建筑物， 调车场，堆放场等；
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。
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。
当矿体倾角较大（350~420），斜井可采用伪斜井。
β
a
伪斜井的倾角一般为r=250~280。当矿体倾角为 a则=3有5斜0~4井2的0 水平投影与矿体走向夹角β为： sin tanr
tana
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置关系,可分为 (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。
surface
Ore body
Level 120 Level 60 Level 0 Level -60
shaft
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。
surface
shaft ore
第八节 中段高度的确定 中段高度是指上下两水平运输巷道底板之间的垂直距离。
影响中段高度考虑以下因素： 1.矿体勘探类型 勘探类型越高，矿体越连续且产状越稳定，中段高度 可取高些。否则，造成基建损失或。
2.矿体厚度和倾角 矿体厚度较小或矿体倾角大，则可采用较高的中段高 度，反之，则采用较低的中段高度。
ore shaft
下盘竖井开拓是开拓急倾斜矿体常用的方法。竖井布置 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。
优点：井筒维护条件好，不需要保安矿柱。 缺点：深部石门较长，尤其是矿体倾角较小时，石门 长度激增。
二·上盘竖井开拓法； 在矿体上盘岩石移动带以外开掘竖井，再掘阶段石门 通达矿脉。 如图2-10。
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%
折返式斜坡道
10%~30%
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。
开拓方法分类表 开拓方法
单一开拓方法
平硐开拓 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、工业广场布置、矿石 运输条件、废石场布置。
(2)矿床赋存条件：如矿体倾角、走向长度、埋藏深度 等。
二.垂直矿体走向上盘平硐开拓法
当矿脉和山坡的倾斜方向相同时，则由上盘掘进平硐穿 过矿脉开拓矿床，这种开拓方法叫做下盘平硐开拓法。 如图6-3所示。
ore
pass Main haulage
Ventilation shaft
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。
（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 （3）沿矿体走向的侧翼平硐开拓
一·垂直矿体走向下盘平硐开拓法 当矿脉和山坡的倾斜方向相反时，则由下盘掘进平硐穿 过矿脉开拓矿床，这种开拓方法叫做下盘平硐开拓法。
A
ore
pass
Main haulage A
Ventilation shaft
ore
Ventilation shaft
Haulage drift
Ground level
下盘岩石好，平硐在矿体下盘；反之，平硐在矿体内。
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。
A-A剖面图
vent
Ore body
hill
vent
pass Main haulage
Ground level
出矿：
平硐以上各中段采下的矿石，一般用矿车中转，经 溜矿井（或辅助盲竖井）下放到平硐水平，再由矿 车经主运输平硐运出地表。
出废石：
上部中段的废石可经专设的废石溜井下放至主运 输平硐运出地面,或平硐以上各中段均有地表出口 时，从各中段直接排往地表。
(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。
ore Haulage drift Haulage drift Haulage drift
shaft
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。
(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。
三.主要开拓巷道沿矿体走向位置的选择
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
ore
右
12 3 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。井筒位置应设在第n 个出矿点,当满足下式时,
适用条件； (1) 矿体范围大来自厚度小，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 斜井布置在矿脉的下盘开拓法。如图2-6。
Top soil
ore Inclined shaft
优点：不需要留保安矿柱,井筒平直， 维护条件好。 缺点：需要掘进石门，不作探矿。掘 进斜井不能出矿。
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置，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 筒位置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置的方法，也适合 于平硐开拓的情况。
（2）上，下盘地形和岩层不利于布置井筒，矿体侧翼有 适合的工业场地；
（3）矿体倾角较缓，竖井布置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% 。
在选择井筒沿走向位置时，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 来确定井筒的位置。
四.主要开拓巷道垂直矿体走向位置的选择
在垂直矿体走向方向上，井筒应布置在地表地动界线 以外20m以远的地方，以保证井筒不受破坏。若井筒布 置在移动界线内时，必须留保安矿柱。
（一）地表移动带的圈定
6各采空区或采场的充填井一般靠近中央位臵图71下盘沿脉巷道和穿脉巷道进行开拓图75崩落带崩落角和移动带和移动角移动范围崩落范围岩石名称垂直矿体走向的岩石移动角走向端部移上盘下盘含水中等稳455565稳固片岩556070中等稳固致密岩石606575稳固致密岩657075岩石移动角pollutedairfreshair图79中央并列式图79中央对角式图710中央对角式已采空区图711侧翼对角式图713溜井布置形式垂直溜井倾斜溜井瀑布式溜井阶梯式溜井充填站图714充填系统
上盘竖井开拓剖面图
ore
Haulage drift
shaft
这种开拓方法与下盘竖井开拓法比较，存在严重缺点。 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置在矿体上盘方向。
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
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。
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。
一·脉内斜井开拓法 斜井布置在矿体内，斜井靠近矿体下盘的位置，其倾角最 好与矿体倾角相同（或接近）。如图2-5。
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。