地下金属矿山斜坡道开拓法
我国有色金属矿山地下开采生产技术标准规程
我国有色金属矿山地下开采生产技术标准规程第一章总则1.0.1 矿山生产规模应根据国内外市场需求,地质资源,矿床开采技术条件和自然条件,经济技术比较确定,并报经上级主管部门批准。
1.0.2 矿床开采应用先进工艺和设备,并加速设备的更新换代,以利提高劳动生产率和综合经济效益。
1.0.3 矿体产状按其倾角和厚度分别为:1、按矿体倾角划分:缓倾斜矿体小于30°倾斜矿体30°~55°急倾斜矿体大于55°2、按矿体厚度划分:极薄矿体小于0.8米薄矿体 0.8~5米中厚矿体 5~15米厚矿体 15~20米极厚矿体大于50米1.0.4 矿石和围岩的稳固性按允许暴露面积划分为:极不稳固顶板不允许暴露,不得无支护作业;不稳固顶板允许暴露在10米2之内,长时间暴露则需支护;不够稳固顶板允许暴露面积在200米2之内;中等稳固顶板允许暴露面积在200~600米2之间;稳固顶板允许暴露面积在600~1000米2之间;极稳固顶板允许暴露面积在1000米2以上。
第二章建筑物保护和开采移动范围2.0.1 需要保护的建筑物、构筑物按其重要性、用途和引起变形的后果分为三个等级,见表24—1。
表24—1地表建筑物构筑物的保护等级保护等级主要建筑物和构筑物Ⅰ国务院命令保护的文物和纪念性建筑物;一级火车站,发电厂主厂房,在同一跨度内有两台重型桥式吊车并三班生产的大型厂房、水泥厂回转窑、选矿厂和冶炼厂主厂房等特别重要和特别敏感的、采动后可能导致发生重大生产、伤亡事故的建筑物、构筑物;铸铁瓦斯管道干线,竖(斜)井、主平硐,提升机房,主扇风机房,空气压缩机房。
Ⅱ 22万伏以上超高压输电铁塔,矿区总变电所,立交桥,高频通讯干线电缆;钢筋混凝土框架结构的工业厂房,设有桥式吊车的工业厂房,铁路矿仓、总机修厂等较重要的大型工业建筑物;办公楼、医院、剧院、学校、百货大楼、二级火车站,三层以上住宅楼;输水管干线和铸铁瓦斯管道干线;架空索道,电视台及其转播塔等。
矿物开采技术(地)习题及解答
一、名词解释1.矿石:凡是地壳里面的矿物集合体,在现代技术经济水平条件下,能以工业模从中提取国民经济所必需的金属或矿物产品的,就叫做矿石。
2.矿石合格块度:爆破崩矿时,矿石破碎到适合放矿和运输条件的最大允许块度,叫做矿石合格块度。
3.井田:在一个矿山企业中划归一个矿井(坑口)开采的全部矿床或其一部分。
4.碎胀:矿岩破碎后,碎块之间有较大的空隙,其体积比原岩体积要增大,这种性质称为碎胀。
5.采矿方法:为了很好地回采矿石而在矿块中所进行的采准、切割和回采工作的总称。
6.阶段:在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时,在井田中每隔一定的垂直距离,掘进一条或几条与走向一致的主要运输巷道,将井田在垂直方向上划分为矿段,这个矿段叫阶段。
7.采区:在盘区中沿走向每隔—定距离,掘进采区巷道连通相邻两个盘区运输巷道,将盘区划分为独立的回采单元,这个单元称为采区。
8.矿石稳固性:是指矿石或岩石在空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短的性能。
9.开拓储量:凡设计所包括的开拓巷道均开掘完毕,构成主要运输,通风系统。
并可掘进采准巷道者,则在此开拓巷道水平以上的设计储量10.落矿:回采工作中,将矿石从矿体分离下来并破碎成一定块度的过程,称为落矿。
11.矿石贫化率:因混入废石量和在个别情况下高品位粉矿的流失而造成矿石品位降低的百分率,叫做矿石贫化率。
(或:工业储量矿石品位与采出矿石品位之差对采出工业储量矿石品位之比,用百分数表示。
)12.阶段高度:上下两个相邻阶段运输巷道底板之间的垂直距离,叫阶段高度。
13.采准储量:在已开拓的矿体范围内,按设计规定的采矿方法所需掘进的采准巷道均已完毕,则此矿块的储量,叫采准储量。
14.移动角:从地表移动边界至开采最低边界的连线与水平面所构成的倾角。
15.矿石运搬:将回采崩落的矿石,从工作面运搬到运输水平的过程。
16.废石:在矿体周围的岩石(围岩)以及夹在矿体中的岩石(夹石),不含有用成分或含量过少当前不宜作为矿石开采的,则称为废石。
第六章 矿床开拓方法
四· 螺旋式斜坡道与折返式斜坡道的选择 1.斜坡道的用途:主斜坡道用于运输矿岩,且运 输量大,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:使用年限长的用折返式斜坡道为好。 3.开拓工程量:除斜坡道本身的工作量外,还应 考虑掘进时的辅助井巷工程(如通风天井,钻 孔等)和各分段的联络巷道工程。 4.通风条件:斜坡道一般都兼作通风用,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布置。
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) 螺旋式斜坡道的线路短,开拓工程量小; (2)与溜井等竖井巷道配合施工时,通风和 出渣较方便; (3)适合园柱矿体的开拓。 •
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)司机能见距离较小,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。
• • • • • • •
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。 二·斜坡道的典型开拓法 • 1. 螺旋式斜坡道开拓法:如图6-12 • 2. 折返式斜坡道开拓法:如图6-13
第二章-地下采矿开拓
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 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。
2.2.2 主要开拓巷道类型和位置的选择
山坡
地面 矿 体 主运输平巷
盲竖井
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。 地表
竖井 矿体
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。
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2-3。
矿体
竖井
运输平巷
运输平巷
运输平巷
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。
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2-2。
上盘竖井开拓剖面图
矿体
运输平巷
竖井
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,选厂和尾矿库只宜布置在矿体上盘方向。 (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。
地下矿山斜坡道设计要求及规程
一、地下矿山斜坡道的概念及作用地下矿山斜坡道是指在矿山地下开采工作中,为了便于矿石、矿渣和废石等物料的运输,经常需要在岩石或矿石体上开凿出一定坡度的通道,以便机械、车辆及工人顺利进入和退出矿山斜坡道。
地下矿山斜坡道在提高矿石、矿渣和废石等物料的运输效率和安全性方面发挥着不可替代的作用。
二、地下矿山斜坡道设计的基本要求1.地质条件要求地下矿山斜坡道设计要求首先考虑地质条件。
地下岩体的岩层结构、断裂状况、地应力状态等对矿山斜坡道的设计和施工影响极大,因此在进行设计之前,必须对矿山斜坡道所处地质条件进行深入的勘察和分析,以确保斜坡道的安全性和稳定性。
2.斜坡道坡度的确定地下矿山斜坡道设计要求根据矿山的具体情况,合理确定斜坡道的坡度。
一般来说,斜坡道的坡度应当根据矿山的开采方式、矿石的浓缩度等因素进行合理确定,以保证物料的顺利运输和矿工的安全出入。
3.支护设计要求地下矿山斜坡道设计要求在设计阶段就要考虑到支护措施。
地下矿山斜坡道常常受到地下水、岩层变形等因素的影响,因此在设计时必须考虑支护技术,采用合理有效的支护措施,以确保矿山斜坡道的安全运行。
4.斜坡道的通风要求地下矿山斜坡道设计要求在设计阶段就要充分考虑到通风问题。
由于地下矿山斜坡道常常是封闭的空间,通风不畅会导致矿工中毒、窒息等危险情况的发生。
在设计时必须充分考虑通风系统的设置,确保空气流通畅通。
5.斜坡道的排水要求地下矿山斜坡道设计要求在设计阶段充分考虑到排水问题。
地下水会给矿山斜坡道的稳定性造成影响,因此必须设置合理的排水系统,以保证矿山斜坡道干燥,从而保证物料和矿工的安全。
6.斜坡道的照明要求地下矿山斜坡道设计要求在设计阶段考虑到照明问题。
由于地下环境较暗,照明设施的设置是必不可少的。
必须为矿山斜坡道的照明进行合理设置,以确保矿工的安全作业。
7.斜坡道的交通运输要求地下矿山斜坡道设计要求在设计阶段考虑到交通运输的问题。
矿山斜坡道不仅是矿石、矿渣和废石等物料的通道,也是机械、车辆和矿工进出地下工作面的必经之路,因此在设计时必须考虑到交通运输的安全和效率。
深井长距离斜坡道独头掘进通风问题的改进
设 计采 用主井 、 副井 、 斜坡 道联合 开拓 , 规模 4 0 0 0 t / d ,
一
设 基 建期 间 3 5 0 m水 平 以下 开拓工 程全部 为独 头巷 道 期开采4 0 0 m以上矿体, 采用大直径深孔嗣后充填法 掘进 , 斜坡 道是 距离最 长 的独头 巷道 掘进 工程 。斜坡 和分段空场嗣后充填法开采。矿山于2 0 0 2 年开始基建 , 道延伸掘进初期采用压人式通风或压抽混合式通风 , 2 0 0 4 年9 月建 成试 投产 , 经过 多次 技改 , 现实 际生 产能 新鲜风流取 自3 5 0 m水平下盘沿脉 , 用局扇压人掌子面 ,
斜坡 道污 风滞 留 、 风 流紊乱 等 问题 日趋 严 峻 。当独 头 年开始了二期工程建设。二期工程由长沙有色冶金设 掘进超过 1 0 0 0m, 工作 面通风更加 困难 , 至使掌子面作 计研究院和厦门紫金工程设计有限公司联合设计。设 业环境 恶劣 , 炮烟排 出时间长 , 严 重影响 了施 工进度 和 计 规模 60 0 0 t / d , 开采 4 0 0 ~ 0m的矿体 , 并兼顾 01 3 " 1 以下 安全 。 探矿 工程 。为 了不影 响 4 0 0 m以上正常生产 , 设 计二期
斜坡道延 伸是阿舍勒铜 矿二期建设 的主要开拓 工 程之一 。一期 建设斜坡道 己施工 至 4 0 0 m中段 , 二期建 距盲 进风井最 近的联 络道引入盲进 风井至 2 5 0 m中段 ,
然后经 中段联络巷道进 入新北风井 。 ( 下转 3 4页)
3 4
新 疆 有 色 金 属
2矿山通风系统现状
阿舍勒铜矿一期 工程采用 下盘 中央副井 和斜坡道 进风 , 上 盘南 回风井 和北 回风井 出风 的两翼 对角 式通
斜坡道快速掘进施工工法
斜坡道快速掘进施工工法一、前言斜坡道是矿山开拓系统工程的重要方式之一,对运输其大型采矿设备和用于紧急事件的安全通道方面起着非常重要的作用。
斜坡道具有一定的倾角,独头作业,相对平巷而言,在通风、掘进、出碴等方面有一定的施工难度。
斜坡道的施工方法有全断面掘进有轨设备出碴、全断面掘进无轨设备出碴、半断面掘进有轨设备出碴、半断面掘进无轨设备出碴等,如何达到在确保安全情况下快速掘进的目的,视其断面大小及倾角大小,首先应选择合适的施工方法,其次应精心组织,合理安排、科学管理,优化参数。
2004年中国华北冶金建设公司北票项目部承建的辽宁省北票市凌钢集团保国铁矿斜坡道选择了合适的施工方法,精心组织,合理安排、科学管理,优化参数,在安全质量技术方面采取一系列配套行之有效的措施,在7个月时间内完成了掘进1433.86m/20589m3,完成支护1413.16m/1743.5m3,斜坡道掘进平均月进尺达204m,最高月进尺达245m,创造了我公司斜坡道掘进新记录。
斜坡道配套的管理技术获得2004年建设公司科技进步三等奖。
在此基础上形成本工法。
2.工法特点2.1选择合适的施工方法:掘进采用全断面开挖一次成巷作业方式,出碴采用装载机装碴配汽车运输无轨设备出碴作业方式。
2.2掘进爆破技术:掏槽采用斜眼掏槽,周边眼采用光爆技术,掌子面爆破采用微差爆破技术。
2.3本工法循环进尺大,炮效高,每循环岩碴量大,火工材料单耗低,具有低成本,高效快速的特点。
2.4本工法采用滚班作业制,掘进、支护平行作业,具有工序衔接紧凑,凿爆循环时间短,安全可靠等优点。
3.适用范围本工法适用于矿山开拓下向斜坡道施工,并且斜坡道毛断面大于13m2,坡度小于17%,出水量小于5m3/h的巷道掘进施工中。
4.工艺原理4.1采用全断面开挖一次成巷作业方式,提高了成巷速度。
4.2采用斜眼掏槽,加快了掘进速度,保证了爆破质量。
4.3周边眼采用光面爆破技术保证了成巷质量。
金属矿床底下开采复习资料
金属矿床地下开采复习资料一.名词解释1 .矿石:地壳中能提取国民经济所必须的矿物产品的集合体。
2. 矿体:在现代技术经济条件下,能以工业规模开采的矿石聚集体。
3. 矿床:一个或数个矿体及其周围的岩石和地层、构造等整个含矿地段。
4. 废石:在矿体周围的岩石(围岩)以及夹在矿体中的岩石(夹石),不含有用成分或含量过少,当前不宜作为矿石开采的集合体5. 矿石品位:指矿石中有用成分的含量。
常用百分数或g/t、g/m3表示6.矿石损失率:指在开采过程中损失的工业储量与原工业储量之比率。
7.矿石贫化率:采出矿石品位比原矿石品位降低的百分率。
8.矿石回收率:指采出的纯矿石量与工业储量之比率。
9.废石混入率:混入采出矿石中的废石量与采出矿石量之比率,用百分数(%)表示二.填空题1.金属矿床按矿体形状分类⑴层状矿床⑵脉状矿床⑶块状矿床按矿体倾角分类⑴水平和微倾斜矿床⑵缓倾斜矿床⑶倾斜矿床。
⑷急倾斜矿床。
按矿体厚度分类⑴极薄矿体。
⑵薄矿体⑶中厚矿体⑷厚矿体⑸极厚矿体三.问答题1对矿床开采影响较大的矿石和围岩的物理力学性质有哪些?它们对矿床开采有哪些影响?⒈)硬度※硬度影响凿岩设备和破碎方法的选择,也影响劳动生产率、材料消耗和采矿成本。
⒉)坚固性※坚固性影响凿岩速度、炸药消耗量和地压管理。
⒊)稳固性※矿岩稳固性影响到井巷的维护、采矿方法及地压管理方法的选择。
⒋)结块性※矿石的结块性对矿石的运输和采矿方法选择有影响。
⒌)氧化性※矿石的氧化会降低选矿回收率⒍)自燃性※矿石的自燃,会使井下温度上升,并可能引发地下火灾,对矿井通风、爆破方法和采矿方法的选择有特殊的要求。
⒎)含水性※矿岩含水性对放矿、运输,箕斗提升及矿仓贮存和采矿、巷道支护等带来困难。
⒏)碎胀性※矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。
2.划分矿石和废石的原则有哪些?原则:国家的社会制度及所规定的技术经济政策,矿床的埋藏条件,采矿和矿石的加工技术水平,地区的技术经济条件等金属矿床的特点:⒈)矿床赋存条件不稳定;⒉)矿石品位变化大;⒊)地质构造复杂;⒋)矿石和围岩的坚固性大;⒌)矿床的含水性。
矿床开拓方法(1)
2020/11/30
矿床开拓方法(1)
Typical development
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。
(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
Ventilation shaft
Main haulage A
矿床开拓方法(1)
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:
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。
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 斜井布置在矿脉的下盘开拓法。如图2-6。
矿床开拓方法(1)
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。
斜坡道开拓方案在某金矿地采项目的比选与应用
斜坡道开拓方案在某金矿地采项目的比选与应用发布时间:2021-06-17T11:23:01.107Z 来源:《基层建设》2021年第7期作者:范志才[导读] 摘要:井下开拓方案确定是一个不断优化的过程,为保证厄立特里亚某金矿在地采项目建成后能够高效、经济、安全运行,并达到设计生产能力和预期的经济效益,提出了两种开拓方案并建立相对应的三维立体模型,运用经济参数对两个方案进行比选,获得最优方案。
上海外经集团控股有限公司上海 200032摘要:井下开拓方案确定是一个不断优化的过程,为保证厄立特里亚某金矿在地采项目建成后能够高效、经济、安全运行,并达到设计生产能力和预期的经济效益,提出了两种开拓方案并建立相对应的三维立体模型,运用经济参数对两个方案进行比选,获得最优方案。
结合矿区工程地质、水文地质、环境地质及选择施工作业设备,提出了适应该斜坡道施工工艺流程,为斜坡道基建施工提供技术支撑。
研究证明该方法在开拓系统的比选及应用中具有一定的参考价值。
关键词:三维模型;开拓方案;施工工艺;斜坡道Comparison and application of ramp development scheme in a gold mining projectFAN ZhicaiChina SFECO Group,Shanghai 200032Abstract:The determination of underground development plan is a process of continuous optimization order to ensure the efficient,economic and safe operation of a gold mine in Eritrea,and achieve the designed production capacity and expected economic benefits,Two development schemes are put forward,and the corresponding three-dimensional model and membership structure model are established.Then the two schemes are compared and selected by using economic parameters,and the optimal scheme is bined with the engineering geology,hydrogeology,environmental geology and the selection of construction equipment in the mining area,the paper puts forward the construction process suitable for the ramp,so as to provide technical support for the infrastructure construction of the ramp.The research proves that this method has a certain reference value in the comparison and application of development system.Key words:three-dimensional model;development plan;construction technology;Ramp0引言地下矿山开拓系统确定是采矿设计中至关重要的环节,关系到建设期的总投资、基建工程量、建设周期、运行成本及管理、生产工艺及设备选择、乃至生产期的生产效率及安全都有着密切的联系,因此矿井的开拓方案的重要性是不言而喻的[1-2]。
金属矿山深部采矿TBM法开拓巷道
4 风险应对
4.1 岩爆 岩爆是指地下开采的深部或构造应力很
高的区域,在临空岩体中发生突发式破坏的 现象。这种现象称为岩爆。
发生的原因是临空岩体积聚的应变能突 然而猛烈地全部释放,致使岩体发生像爆炸 一样的脆性断裂。
冲击地压造成大量岩石崩落,并产生巨 大声响和气浪冲击,不但可将矿井破坏,而 且震动波可危及地面建筑物。
开挖直径3.53m,掘进总长度2.4km(上层排水廊道926m,中层 排水廊道639m,下层排水廊道839m),水平转弯半径R30m。
围岩石英二长岩、二长花岗岩,抗压强度140-200MPa,最高 220MPa,石英含量50%- 60% ;围岩完整性好,II、III类围岩占比 超过90%,RQD值70-80% 。
4.剧烈岩爆会发生剧烈的爆裂弹射甚至抛掷性破坏,有似炮弹巨响声,岩爆具有突发性,并迅速向围岩深部发展,影 响深度可大于2m,σθ/σc>0.9,严重影响甚至可以摧毁工程,释放的能量可相当于200多吨TNT炸药。严重的岩爆象 小地震一样,可在100多公里之外测到,测到的最大震级为4.6级。
4.1.3 预防岩爆
水用于软化岩石。
4.2 岩爆易造成TBM卡机及卡机措施
4.2.1 TBM卡机的原因 地质问题和设备问题是造成卡机的二大主因。随着
设备选型技术方法的完善,设备问题造成卡机已很少出 现。
因地质原因造成的卡机主要有:岩爆或崩落、围岩 膨胀造成缩径。
4.2.2 TBM预防卡机施工措施
(1)施工中参考施工地质图,对可能发生地质情况作 出初步判断;对施工地质图中怀疑的地段,采用必要的超 前地质预报,作为施工中的指导;并加强施工期观察;
4.4.3空调系统
TBM为高度自动化设备,人员少,人员可在室内远 程操作;后配套可安装空调房,房内温度26度,氧气 含量不低于20%。
金属地下矿山采矿生产工作步骤浅谈
金属地下矿山采矿生产浅谈采矿是除农业耕作外人类从事的最早的生产活动,从约45万年前旧石器时代人类为获取工具而采集石块开始,人类历史发展的每一个里程碑无不与采矿有关。
矿产资源是由存在于地壳中的矿物组成的可利用物质。
人类已发现并命名的105种元素的绝大部分存在于地壳中,他们组成了约3000种已命名矿物。
矿产资源依据其在地壳中富集的物质形态的不同,可分为气态矿产(如天然气)、液态矿产(如石油)和固态矿产(如煤、铁等)三大类。
固态矿产依据其用途可分为能源矿产(如煤、铀)、金属矿产(如铁、铜等)和非金属矿产(如石灰石、磷、金刚石等)。
作为获取各类矿产资源的方法,采矿是从地壳中将可利用的矿产资源开采出来并运输到矿物加工地点或使用地点的过程。
由此可见,金属地下矿山的采矿作业就是以平硐、斜井、斜坡道、竖井等作为出入口,深入地表以下,采出可供人类生产利用的各类金属矿产资源的行为。
金属矿产作为工业的基础资源,在国民经济及社会发展上具有不可替代的地位,近年来随着露天机械设备及爆破技术的快速发展,尽管其产量比重明显增加,但是随着工业进程的不断发展,对金属矿产资源需求的不断增长,开采深度的逐步增大,浅层资源越来越不能满足生产发展的需要,采矿活动正不断向深部矿床伸展,露天矿山也陆续转为地下开采,地下开采活动所占比重正越来越大。
目前,在我国保证程度较低的金属资源当中,铜矿的地下开采比重为82%,金矿的地下开采比重为88%,铅、锌矿的地下开采比重已经达到92%。
金属地下矿山开采活动正成为保证我国金属资源储备,提升经济发展的关键因素。
地质调查是指对某一地区的岩石、地层、构造、矿产、水文地质、工程地质等地质特征进行的地质调查研究工作。
矿产地质调查是为寻找、评价和开发国民经济发展需要的矿产而进行的地质调查研究工作。
这是一个长期而连续的过程,贯穿于整个矿床的发现、基建和开采的全过程,是采矿工作进行基础和必要工作。
根据实际的地质工作情况,矿产地质调查全过程大致分为区域地质调查、矿产勘查和矿山地质工作三个时期。
金属矿床开采技术7.主要开拓巷道类型和位置的选择
第 七 章
主 要 开 拓 巷 道 类 型 和 位 置 的 选 择
2021/1/17
第五节 保安矿柱的圈定
井筒,构筑物和建筑物需布置在地表移动带以外,但当 受具体条件所限,需布置在地表移动带以内时,必须留足够 的矿柱加以保护,此矿柱称为保安矿柱。
保安矿柱只有在矿井结束阶段才可能回采,而且回采时 安全条件差,矿石损失大,劳动生产率低,甚至无法回采, 而成为永久损失,所以确定井筒位置时,应尽量避免留保安 矿柱。
在地形地质图上相应绘出沿脉纵剖面图矿脉两端岩石移 动界线与地表交点的坐标位置。如图7-6中地形地质平面图上 V2脉两端岩石移动界线与地面的交点,在东端为V2E,西端为 V2W。
第 七 章
主 要 开 拓 巷 道 类 型 和 位 置 的 选 择
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第四节 主要开拓巷道垂直矿体走向位置选择
一级:凡因受到土岩移动破坏致使生产停止或可能发生重 大人身伤亡事故,造成重大损失的构筑物和建筑物。
二级:其余的列为二级。
第 七 章
主 要 开 拓 巷 道 类 型 和 位 置 的 选 择
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第四节 主要开拓巷道垂直矿体走向位置选择
建筑物和构筑物的保护等级及安全距离 表7-2
保护等级
构筑物和建筑物的名称
置 的
➢国外某些中小型矿山斜井装设新型箕斗,由各阶段提升矿
选
石,提升装备简单、灵活,效率较高。
择
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第 七 章
主 要 开 拓 巷 道 类 型 和 位 置 的 选 择
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第一节 主要开拓巷道类型的选择
※开拓巷道类型的选择,必须满足下列要求:
1)确保安全生产,创造良好的劳动卫生条件,建立完善的通 风、提升、运输、排水、充填等矿山服务系统。
名词解释
名词解释一、什么是斜坡道开拓法当不设其它提升井筒时,则连通地表的主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、通风和运送设备材料之用,这种矿床开拓称为斜坡道开拓法。
二、什么是斜井开拓矿床的开拓方法从地面掘进一系列巷道通达矿体,以便把地下将要采出的矿石运至地面,同时把新鲜空气送入地下污浊空气排出地表,把矿坑水排出地表,把人员、材料和设备等送入地下和运出地面,形成提升、运输、通风、排水以及动力供应等完整系统,称为矿床开拓。
2.1.1 竖井开拓法当矿体赋存在地平面以下,矿体倾角≧45º,或≦15º,而埋藏较深的矿体,常采用此开拓方法。
(1)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75º更为有利缺点:石门长度随开采深度增加而增加。
(2)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。
(3)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。
2.1.2 斜井开拓法(1)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。
(2)下盘斜井开拓法斜井布置在矿体下盘围岩中,斜井通过石门与矿体联系,石门长度比竖井石门短得多。
也有伪倾斜的斜井。
tgγ=sinβtgα3、侧翼斜井开拓法2.1.3 平硐开拓法当矿体(或其大部分)赋存在地平面以上时,广泛使用平硐开拓法。
(1)垂直矿体走向下盘平硐开拓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方法。
斜坡道开拓在地下矿山中的应用
斜坡道开拓在地下矿山中的应用【摘要】涞源独山城铁矿水源矿段现为涞源金龙矿业第Ⅴ采区,矿山正在以露天开采方式开采浅部矿体,露天采场底部标高已降至820m水平。
根据经济技术比较,该矿露天可开采到+810m水平,810m水平以下矿体若再采用露天开采剥采比较大,经济上不合理。
因此,企业决定自810m水平转为地下开采。
矿体顶板为辉绿岩脉,岩石抗风化,坚硬,稳固性强。
根据矿体赋存条件、地表工业场地布置条件、结合对矿山生产能力的要求,经过经济技术比较确定,矿山地下开采采用主斜坡道开拓系统开拓。
根据矿体的赋存特点,矿体上下盘围岩稳固性、矿体倾角变化及矿石性质等因素,采用无底柱分段崩落法进行开采。
该开拓方式对于围岩稳固的缓倾斜、倾斜矿体,以及山坡露天开采剥采比较大的矿山转为地下开采时能有效降低生产成本。
【关键词】斜坡道开拓;地下矿山;围岩稳固;倾斜矿体;无底柱分段崩落法绪论斜坡道开拓方式多见于山坡露天矿山,作为地下矿山的主开拓方式比较少见。
涞源金龙五矿浅部矿体经过几年开采已经接近尾声,矿山的剥采比逐年加大已不适应露天开采。
为保证矿山生产的连续性,矿山转入地下开采。
综合对比竖井、斜坡道开拓方式,根据矿山地质,矿床赋存情况以及对矿山生产能力的要求决定实行斜坡道开拓方式。
通过实践斜坡道开拓方式在该矿运用非常成功,大大提高了生产能力有效降低了生产成本。
斜坡道开拓方式对于具有围岩稳固的倾斜、缓倾斜矿体赋存条件的矿山十分实用,具有一定的借鉴意义。
1矿山开采技术条件及现状1.1矿山开采技术条件矿床产于金刚库岩组黑云(角闪)变粒岩中,围岩稳固。
独山城铁矿水源矿段主矿体规模较大,形态稳定;区内矿体埋藏较浅,地表露头良好,浅部宜于露天开采;由于矿体沿倾向延深较大,最大延伸超过500m,深部矿体适于地下开采。
矿体赋存于太古界石咀岩群金刚库岩组中部黑云斜长片麻岩、含角闪石磁铁石英岩或黑云变粒岩中,岩石节理不发育,抗压强度高,顶底板稳固,开采技术条件好围岩坚固稳定。
斜坡道快速掘进施工工法
斜坡道快速掘进施工工法一、前言斜坡道是矿山开拓系统工程的重要方式之一,对运输其大型采矿设备和用于紧急事件的安全通道方面起着非常重要的作用。
斜坡道具有一定的倾角,独头作业,相对平巷而言,在通风、掘进、出碴等方面有一定的施工难度。
斜坡道的施工方法有全断面掘进有轨设备出碴、全断面掘进无轨设备出碴、半断面掘进有轨设备出碴、半断面掘进无轨设备出碴等,如何达到在确保安全情况下快速掘进的目的,视其断面大小及倾角大小,首先应选择合适的施工方法,其次应精心组织,合理安排、科学管理,优化参数。
2004年中国华北冶金建设公司北票项目部承建的辽宁省北票市凌钢集团保国铁矿斜坡道选择了合适的施工方法,精心组织,合理安排、科学管理,优化参数,在安全质量技术方面采取一系列配套行之有效的措施,在7个月时间内完成了掘进20589m3,完成支护,斜坡道掘进平均月进尺达204m,最高月进尺达245m,创造了我公司斜坡道掘进新记录。
斜坡道配套的管理技术获得2004年建设公司科技进步三等奖。
在此基础上形成本工法。
2.工法特点选择合适的施工方法:掘进采用全断面开挖一次成巷作业方式,出碴采用装载机装碴配汽车运输无轨设备出碴作业方式。
掘进爆破技术:掏槽采用斜眼掏槽,周边眼采用光爆技术,掌子面爆破采用微差爆破技术。
本工法循环进尺大,炮效高,每循环岩碴量大,火工材料单耗低,具有低成本,高效快速的特点。
本工法采用滚班作业制,掘进、支护平行作业,具有工序衔接紧凑,凿爆循环时间短,安全可靠等优点。
3.适用范围本工法适用于矿山开拓下向斜坡道施工,并且斜坡道毛断面大于13m2,坡度小于17%,出水量小于5m3/h的巷道掘进施工中。
4.工艺原理采用全断面开挖一次成巷作业方式,提高了成巷速度。
采用斜眼掏槽,加快了掘进速度,保证了爆破质量。
周边眼采用光面爆破技术保证了成巷质量。
采用掘进、支护、通风平行作业,确保了施工安全。
5.施工工艺流程和操作要点施工工艺流程施工准备→凿岩→爆破→通风→出碴操作要点5.2.1劳动组织1、采用滚班作业制:分两个凿爆班,两个出碴班,一个支护班,一个机修班。
金属矿床地下开采2
地采第二次作业1、竖井开拓有几种方案?各适用于什么条件?答:竖井开拓分为四种方案:下盘竖井开拓法,上盘竖井开拓法侧翼竖井开拓法和穿过矿体的竖井开拓法。
(1)下盘竖井开拓法,适用于埋藏在地平面以下的急倾斜矿体,矿体倾角大于75º的情况;(2)上盘竖井开拓法,适用于特殊条件。
1)根据地表地形条件,矿体下盘是高山时,而上盘地形平坦,采用上盘竖井开拓;2)根据矿区地表地形条件及矿区内部和外部运输联系,选矿厂和尾矿库只宜布置在矿体的上盘方向;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时;(3)侧翼竖井开拓法,适用于: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布置选厂;2)矿体倾角较缓,竖井布置在上、下盘时石门较长;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.;(4)穿过矿体的竖井开拓法,适用于:矿体倾角较小,厚度不大且分布较广或矿石价值较低时方可使用。
2、下盘竖井相对上盘竖井有哪些优点?答:其优点有:(1)井筒的保护条件好,不需要留保安矿柱;(2)上部阶段的石门长度较短,基本时间较上盘竖井短,基建投资也较少。
3、斜坡道主要适用什么条件?它比竖井开拓,斜井开拓有哪些优越性?答:斜坡道的适用条件为:受开拓深度,矿井生产规模以及岩层条件等因素的限制。
相比竖井开拓,斜井开拓,其优越性有:1)受地形、工业场地和工程地质条件等制约井筒位置的因素影响较小;2)斜坡道兼有主井和副井的功能,利用无轨自行设备将斜坡道掘到矿体后即可投入生产,矿床开拓快,矿井投产早;3)无轨自行设备机动、灵活、使用方便;4)矿井生产系统简单、环节少;5)不需要提升设备和相应的地面构筑物,井口布置大大简化;6)有初于实现掘、采、装、运、卸综合机械化,劳动生产率高;7)不需要轨道,节约钢材。
4、阶段运输平巷布置的形式有哪几种?简述阶段运输平巷布置的主要影响因素?答:阶段运输平巷布置的形式有5种:1)单一沿脉巷道布置:分为单线回让式和双线渡线式;2)下盘双巷加联络道(即下盘环行式或折反式)布置:沿走向下盘布置两条平巷,一条为装车巷道,一条为行车巷道,每隔一定距离用联络道连接起来;3)脉外平巷加穿脉布置:一般多采用下盘脉外巷道和若干穿脉配合;4)上下盘沿脉加穿脉布置(即环形运输布置):从线路布置上讲设有重车线、空车线和环形线,环形线既是装车线,又是空重车的联接线。
金属矿山深部采矿TBM法开拓巷道
3.强烈岩爆是指岩爆时伴有巨响,具有锐利边棱的大小岩石碎片迅猛飞出,表现为岩爆坑连续分布,坑深一般都在 2m以上,爆落岩石尺寸大,数量多,且造成围岩大面积开裂失稳,严重威胁施工人员及设备安全,σθ/σc≈0.7~0.9, 对正常施工及硐室影响大 。
而金属矿山TBM法开拓巷道在国外据不完全统计,已有100台 TBM设备在60余座矿山开挖超过220 km的矿山井巷工程,而国内还 未见报到。
2019年10月文登抽水蓄能项目上层、中层、下层排水廊道施工采 用TBM方案,TBM总长度38m,平均日掘进27.548m,且顺利通过 30m转弯半径“S”弯:
(2)对TBM 电气、液压、机械、轨道系统和灌浆系 统(主要指化学灌浆系统)等进行系统维护保养或完善, 使TBM以最佳状态通过不良地质洞段;
(3)TBM正常工作时,对岩渣的岩性、块度、成份和 变化趋势作出判断。及运行过程中,TBM精确地纪录下 了包括液压推进油缸的实时压强(MPa),主电机的功 率参数(kw 或A),以及机头前进速度(mm/min)等 。根据掘进时的参数对前方的岩石情况做出的判断;
开挖直径3.53m,掘进总长度2.4km(上层排水廊道926m,中层 排水廊道639m,下层排水廊道839m),水平转弯半径R30m。
围岩石英二长岩、二长花岗岩,抗压强度140-200MPa,最高 220MPa,石英含量50%- 60% ;围岩完整性好,II、III类围岩占比 超过90%,RQD值70-80% 。
4倾斜坑道施工
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明槽的挖掘、支护方法
明槽挖掘有人工挖掘和机械挖掘两种方式,其挖掘工具应根据 表土层的土质进行选用。
挖土与砌墙平行作业: 一边挖土一边砌墙。
明
支撑加固法: 横向支撑+斜撑
槽
的
支 护
台阶木桩法:明槽边坡按台阶式开挖,台阶采用侧壁式打短木桩插
板维护。
明槽正脸支护:
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《地下工程讲稿》
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1-翻转架;2-箕斗;3-牵引框架;4-导向架
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施工安全措施:
由上向下斜井、斜巷中最重要的安问题就是防止跑车事故。为了确保安全, 除加强信号和通讯联系外,还必须在井口和井内设置安全挡车器,以防不慎跑 车,提升容器冲入井底伤人。
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1-型钢挡车框;2-加固立柱;3-滑轮;4-牵引绳
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钢丝绳挡车帘:
它用两根直径150mm的钢管为立柱,并用 钢丝绳和直径25mm圆钢编成帘形。钢丝绳 挡车帘吸取了上述两种挡车器的优点,具有 钢中带柔的特点。用手拉悬吊绳,将帘上提, 可使提升容器通过,松开悬吊绳,帘子下落 而起挡车作用。
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明槽尺寸的确定:
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《地下工程讲稿》
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(1)明槽斜深H
Hshi1 n 1H (掘 )si nh12(')
式中:H掘—井筒掘进高度,m;h1—顶板安全厚度,取2~4m; α—井筒倾角,°;α'—地面坡度,亦称自然边坡角,°; h2—耕作层厚度,取0.15~0.5m。地形平坦时取0.5m,α'>25°时取0.15m; α1—明槽边坡坡度,亦称人工边坡角,其值取决于表土性质和挖土方式,大多数
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地下金属矿山斜坡道开拓法
用通行无轨设备的倾斜巷道开拓井田的方法,称为斜坡道开拓法。
斜坡道开拓是近年来随着井下卡车、铲运机、装运机、凿岩台车等自行采掘装运设备的发展而出现的一种新的开拓方法。
在我国已有20多个金属矿山采用,例如金川二矿区主斜坡道干线就长达6200mm,断面为20~22.5m2。
根据斜坡道的用途,分为主斜坡道和副斜坡道。
运送矿石的为主斜坡道,主斜坡道可通行无轨运输车辆、采掘设备。
有的主斜坡道安装胶带运输机运送矿石,并兼通行辅助无轨车辆,这种斜坡道称为联合斜坡道。
副斜坡道主要供无轨自行设备出入,运送人员、材料、设备、废石的车辆出入以及通风之用。
在生产任务繁忙时副斜坡道也可以兼运部分矿石。
通地表的斜坡道叫明斜坡道,不直接通地表的叫盲斜坡道。
目前明斜坡道作主斜坡道使用的较少,作副斜坡道为多。
1.斜坡道的线路形式
斜坡道线路形式有直线式、回返式、螺旋式三种,如图所示:
(a)直线式斜坡道
(b)回返式斜坡道
(c)螺旋式斜坡道
(1)直线式斜坡道直线式斜坡道呈倾斜直线通达矿体,直线段间用缓坡段相连接,如图5-16(a)所示。
直线式斜坡道具有开拓工程量小、施工容易;车辆运行速度快,司机可见视距大,行车平稳安全性好;轮胎磨损小,油耗低;路面维护方便等优点。
但直线式斜坡道对矿体倾角及地质条件要求严格,线路布置不灵知,仅限于下列条件使用:
①联合斜坡道开拓;
②埋藏浅的矿体的主、副斜坡道;
③缓倾斜矿体的主、副斜坡道,倾角小于10°~15°;
④平行的双斜坡道开拓。
(2)回返式斜坡道回返式斜坡道线路由倾斜直线段和转弯的曲线段组成,直线段变高程,曲线段变方向,而且在转弯处的坡度逐渐变缓乃至近水平,以便于无轨自行设备转弯。
在整个线路中直线段长,曲线段短。
回返式斜坡道一般沿矿体走向布置于盘岩石移动线外一定距离。
回返式斜坡道具有许多与直线式斜坡道类似的优点,如掘进施工较容易、司机视距较大、行车速度较快和平稳、线路布置的灵活性比直线式的好。
不足的是比直线式斜坡道的开拓工程量多20%~25%;掘进时需要有垂直的井巷配合通风和出碴;通往阶段运输平巷的联络道常常不在同一垂直面上。
此外,回返式斜坡道的回返点不能太少,否则阶段联络平巷位置变化很大,对开展回采工作很不方便,通风线路长度变化大;如果斜坡道位于矿体的侧翼,将会增加通向矿体的联络道长度。
(3)螺旋式斜坡道螺旋式斜坡道其几何形状犹如圆柱螺旋线。
螺旋式斜坡道从地表到矿体这一段一般掘进成直线式,靠近矿体附近后才开始按螺旋式线路掘进.
螺旋式斜坡道的优点是:无转变曲线的缓坡段,线路比折返式短20%~25%;通向阶段运输平巷的联络道可保持在同一垂直面附近;适合于开拓走向短的矿体;与垂直井筒配合施工时,出碴通风比较方便。
其缺点是:弯道长、外缘抬高,施工难度大;司机视距短,行车速度慢,安全性差;车辆外侧和内侧的轮胎始终处于差速运转行驶,轮胎的磨损大;巷道路面不易维护
2斜坡道的主要参数
斜坡道的主要参数包括坡度、断面、曲线半径、斜坡道路面等。
按照《有色金属矿山生产技术规程》第25.5.5条规定:斜坡道的坡度应根据釆用的运输设备类型、运输量、运输距离和服务年限经过技术经济比较确定。
用于运输矿石时,坡度不大于12%,运材料、设备时,坡度不得大于20%
斜坡道断面取决于无轨设备的外形尺寸和所运送设备最大部件的外形尺寸、行车线路(单线或双线行车)、车速、斜坡道的用途、支护方式、各种管线的布置方式、路面条件及安全间隙、通风要求等。
井下作业人员少并用车辆运送人员,可不设专用人行道,但路面应加宽1~1.2m。
设人行道时,人行道宽度不应小于1.2m,并且应加高0.2m。
单线行车的人行道,安全间隙为0.9~1.5m,无轨设备与支护壁之间距离不小于0.6m。
在行车道与巷道壁之间设有水沟时,应加水沟宽度。
双车线斜坡道,运行设备之间的间距与车辆运行速度有关,一般为0.8~1.2m,有的矿山取2.1m,车速高、车辆频繁时取大值。
无轨设备顶部至斜坡道顶板的最小安全距离不得小于0.6m 斜坡道的弯道曲率半径与设备的技术规格和外形尺寸、道路条件、行车速度有关,曲线半径一般在10~30m之间。
通行大型无轨设备的斜坡道干线的曲率半径不应小于20m;中间联络道或盘区斜坡道的弯道曲率半径不小于15m;能行中小型无轨设备的斜坡道曲率半径不小于10m。
斜坡道在直线上变换坡度时,为了防止车辆在变坡点产生颠簸,在凸形变坡点不影响司机视野,均应采用平滑的竖曲
线变坡。
竖曲线半径与车速有关,当车速分别为60km/h、40km/h、30km/h、20km/h时,竖曲线半径相应为50m、35m、25m、20m。
斜坡道路面结构直接影响无轨车辆运行速度、设备的损坏状况。
不良的路面会降低车速和行车的安全性,增加燃料消耗和轮胎的磨损。
斜坡道路面有碎石路面、混凝土路面和沥青路面。
混凝土沥青路面通常用于运输任务繁忙、服务年限长的主斜坡道和副斜坡道。
矿石路面用于一般副斜坡道,但不宜用于坡度大和地下水量大的斜坡道,因为在这种条件下,碎石容易滚动。
斜坡道路基一般厚200mm,由70mm的块石和碎石砌成,碎石路面厚100mm,碎石直径10~20mm。
混凝土路面一般厚150~200mm,强度200号以上。
沥青路面厚3~10mm。
铺筑路基和路面时,用平路机和压路机铺平和压实。
斜坡道水沟常用混凝土砌筑。
水沟通常布置在斜坡道的一侧,路面略向水沟一侧倾斜,便于水流向水沟。
瑞典某铁矿,在路面两侧各埋设直径为400mm的排水管,两段排水管相接处敞开,以便巷道中的水从接缝中渗入管内排走。