采矿学教学PPT课件
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采矿工程课件ppt
地下开采基本概念
矿物、矿石、矿体、矿床、围岩、夹石、 废石
矿石品位的概念、边界品位、最低工业 品位
硬度、坚固性、稳固性、碎胀性、结块 性、氧化性、自燃性及含水性等
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地下开采
井田、矿田和矿区
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地下开采
走向、倾向、倾角
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地下开采
一、井田阶段开采顺序： 下行式——自上而下进行开采 上行式——与下行式相反 二、阶段中矿块开采顺序： 前进式 后退式 混合式
目前，我国重点地下矿山采用的设备，凿岩主要 是采用凿岩机、凿岩台车和采场用的中深孔和深孔钻 机。装载主要是采用装载机、铲运机、电耙等。平巷 运输提升一般用电机车牵引成列的矿车至竖井、斜井 、提升井和场地，再用罐笼将矿车提升至地面，大型 地下矿山均将矿车中的矿石卸入矿仓，再装入箕斗提 升至地面。
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中段平面开拓设计
中段运输平巷一般有单轨、双轨和环形等形式。 一、影响中段运输平巷布置的因素
1、中段运输能力 2、矿体和矿石围岩的稳固程度 3、采矿方法 4、通风系统 二、中段运输平巷的布置形式 1、单一沿脉平巷布置
这种布置又可分为脉内布置和脉外布置，其轨道布置形式分 为单轨会让式（加局部双轨会车段）和双轨轨过渡式两种。 2、沿脉平巷加穿脉布置
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采矿的开采对象——矿床
矿床是含有一种或多种有用矿物的集合体 ，并具有开采价值，即该矿床所含有用矿物很 富，或者是比其他矿床易于开发，或者是该矿 床的地理位置有利，或者是大量需要这种矿产 品。
因此，矿床的价值不是固定不变的，而是 根据人们对它的需要而变化。
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采矿的开采对象——矿床
矿床一般分三类：金属矿床、非金属矿床和燃 料矿物。
采矿学采煤方法.ppt
3
1
2
4
5
2 31
3 2
1
25
铺顶网优点：
• 利于改善工作面顶板管理。铺一次网可 为上、下分层服务。刚割过煤后，及时 移架铺网，及时支护。
• 提高煤质。 • 提高煤炭采出率。采面浮煤在金属网下，
采下分层时，一并采出。 • 简化回采工艺，提高效率。
26
2、再生顶板
煤层的顶板为页岩或含泥质成份较高的岩 层，冒落后注水或注泥浆，在上覆岩层 重压下形成再生顶板。一般4 6个月胶 结形成。
IV、集中区段平巷与分层平巷间联系 （10） —（12 ） —沟通各分层机巷； （9） — （11）— 沟通各分层机巷； 从最后一个（12）反向掘（14）至采区边界，
从最后一个（13）反向掘（15）至采区边界。
5
3）顶分层采面
13
13
顶分层（14）、（15）
超前采面两个（12）
掘进。
11
（14）— 开切眼—
• 各分层采用集中（共用）上山、集中（共用）区段
平巷 — 联合布置方式（之一）
11 14 20
9
12 7 8
10
5 4
15 21 13
6 17 2
18 22 19
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18 22 19
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5 4
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6 17 2
i、集中上山
轨上（5）和运上（4）均布置在距煤层15m 的底板岩石中，且在层位上错距 ≮2m （运“上”在下，轨“上”在上）
• 技术发展趋势： （1）多采用分层分采； （2）“放顶煤”
16
四、分层同采的参数
采矿学电子教案ppt
8—配电箱；
A
9—移动变电站；
10—设备列车；
11—泵站；
12—喷雾泵站；
13—绞车；
14—集中控制台
A-A
2
1 A
3
设备及布置
46
14
7 8 9 10 11 12
一、采煤机割煤方式
1）单向割煤，往返一次进一刀 割煤
移架（滞后采煤机23架支架）
反向清理浮煤
推移输送机（滞后采煤机1015m）
适用条件： 煤层倾角大，不能自上而下移架
2、双向割煤方式
•煤层较薄，单滚筒采煤机， 滚筒直径接近煤层层厚
•煤层较厚，双滚筒采煤机 上行： 割煤， 挂梁，推 移输送机（滞后1015m） 铲装浮煤，支柱
下行： 割煤，挂梁， 推移输送机铲装浮煤，支 柱
往返一次进两刀
五、采煤机的进刀方式
采煤机滚筒向垂直于煤壁方向推进，进入下 一截深的切割作业 进刀方式的实质采煤机运行与推移输送机的 关系。 1、端头斜切进刀 2、中部斜切进刀 字形割煤往返一次进一刀工艺方式 上半段割煤 下半段推输送机 上半段推输送机 下半段割煤
ⅢⅢ
2000
3 1
Ⅱ
2100 4m
1750
900
3500
Ⅲ
Ⅲ
≮10m
≮ 20m
1—MDY-150采 煤机；
2—SGB630/150 可 弯 曲 Ⅰ 刮板输送机；
3—DZ-22 单 体 液压支柱；
4—HDJA-1000 铰接顶梁
Ⅱ
5—推移输送机 千斤顶；
6—运输平巷中 的输送机。
二、控顶排数
三、四排 工作面中间三排，两侧四排
100
单向割煤
90
采矿学基础PPT课件
按工业用途可分为动力煤、化工用煤和炼焦用 煤等；
按我国工业用煤方案，主要以结焦性能、挥发 分含量和胶质厚度分为无烟煤、烟煤和褐煤三 大类，其中烟煤又分为贫煤、瘦煤、焦煤、肥 煤、气煤弱粘煤、不粘煤、长焰煤等。
2021/6/20
15
三 矿床开拓
基本概念（熟悉）
井巷、矿区、矿田、井田、阶段、采区、矿房、硐 室、
缺点：若不设另外风井，则通风路线过长；早 期投资过大
中央对角式
侧翼式
2021/6/20
31
中央对角式开拓系统
主井居中，副井风井居两翼构成 优点：减少了一个风井工程量，投资较
少 缺点：中央与一翼必须有适合的工业场
地
2021/6/20
32
2021/6/20
33
2021/6/20
34
侧翼式开拓系统
工业品位：是指块段、矿体的平均品位最低值， 是最低工业品位的简称。其与边界品位共同圈 定和评价矿体的工业价值。
2021/6/20
14
矿石（煤）质量
矿石质量：包括成分、含量、品位、结构、构 造等
煤质：煤炭质量在工业用途上的衡量指标主要 是指其水分、灰分 、挥发分、固定碳、胶质层 厚度和发热量等。
体，产品是工业矿石
采矿的目的与任务:为其它工业提供符合要求矿物原料。在现有技
术经济条件下,方法得当\技术先进、经济合理，质量合格情况下求数量上
的规模效益，满足四化建设的需要。
采矿涉及范围（熟悉）
2021采/6/20矿分类（熟悉）
2
采矿涉及范围
按国情、矿种、规模、性质（人、财、物、能、流），可分为国有 （统配）、地方集体、个人私有矿山企业：
2021/6/20
28
按我国工业用煤方案，主要以结焦性能、挥发 分含量和胶质厚度分为无烟煤、烟煤和褐煤三 大类，其中烟煤又分为贫煤、瘦煤、焦煤、肥 煤、气煤弱粘煤、不粘煤、长焰煤等。
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三 矿床开拓
基本概念（熟悉）
井巷、矿区、矿田、井田、阶段、采区、矿房、硐 室、
缺点：若不设另外风井，则通风路线过长；早 期投资过大
中央对角式
侧翼式
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中央对角式开拓系统
主井居中，副井风井居两翼构成 优点：减少了一个风井工程量，投资较
少 缺点：中央与一翼必须有适合的工业场
地
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侧翼式开拓系统
工业品位：是指块段、矿体的平均品位最低值， 是最低工业品位的简称。其与边界品位共同圈 定和评价矿体的工业价值。
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矿石（煤）质量
矿石质量：包括成分、含量、品位、结构、构 造等
煤质：煤炭质量在工业用途上的衡量指标主要 是指其水分、灰分 、挥发分、固定碳、胶质层 厚度和发热量等。
体，产品是工业矿石
采矿的目的与任务:为其它工业提供符合要求矿物原料。在现有技
术经济条件下,方法得当\技术先进、经济合理，质量合格情况下求数量上
的规模效益，满足四化建设的需要。
采矿涉及范围（熟悉）
2021采/6/20矿分类（熟悉）
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采矿涉及范围
按国情、矿种、规模、性质（人、财、物、能、流），可分为国有 （统配）、地方集体、个人私有矿山企业：
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采矿课件ppt
环保和可持续发展
随着环保意识的提高，采矿行业将更加注重环保和可持续 发展，如减少对环境的破坏、降低污染排放和提高资源回 收利用率等。
矿产资源开发的新领域与新模式
海洋矿产资源开发
随着海洋资源的日益丰富，未来将有更多的矿产资源开发项目转 向海洋领域，如海底多金属结核、热液硫化物和可燃冰等。
非常规矿产资源开发
资源保障
采矿为人类提供各种矿产 资源，支撑经济发展和人 类生活。
工业基础
矿产资源是许多工业的基 础原料，对制造业、建筑 业等行业至关重要。
科技进步
采矿业的发展推动科技进 步，提高资源利用率和采 矿效率。
采矿的历史与发展
古代采矿
古代采矿方法原始，主要 依靠手工挖掘，开采的矿 物种类有限。
近代采矿
随着科技发展，采矿业逐 渐实现机械化，开采深度 和范围不断扩大。
在选择和优化采矿技术时，需要考虑矿体的地质条件、资源储量、开采 环境等方面的因素，同时还需要考虑采矿技术的可行性、经济性和环保
性等方面的因素。
随着科技的不断发展，新的采矿技术和设备不断涌现，为采矿行业的发 展提供了更多的选择和机遇。因此，选择和优化采矿技术需要不断更新 观念和引进新技术，以适应不断变化的市场需求和条件和复杂环境下的采矿作业 所采用的技术方法。
02
特殊采矿技术主要包括水下采矿、深海采矿、太空采矿等，这
些技术的应用需要克服许多技术和工程方面的难题。
特殊采矿技术的发展对于满足全球对矿产资源的需求和提高采
03
矿行业的经济效益具有重要意义。
采矿技术的选择与优化
选择和优化采矿技术是确保采矿作业高效、安全和可持续的重要环节。
地下开采技术
地下开采技术是指通过挖掘井巷工程 到达矿体，将矿石采出到地表的采矿 方法。
随着环保意识的提高，采矿行业将更加注重环保和可持续 发展，如减少对环境的破坏、降低污染排放和提高资源回 收利用率等。
矿产资源开发的新领域与新模式
海洋矿产资源开发
随着海洋资源的日益丰富，未来将有更多的矿产资源开发项目转 向海洋领域，如海底多金属结核、热液硫化物和可燃冰等。
非常规矿产资源开发
资源保障
采矿为人类提供各种矿产 资源，支撑经济发展和人 类生活。
工业基础
矿产资源是许多工业的基 础原料，对制造业、建筑 业等行业至关重要。
科技进步
采矿业的发展推动科技进 步，提高资源利用率和采 矿效率。
采矿的历史与发展
古代采矿
古代采矿方法原始，主要 依靠手工挖掘，开采的矿 物种类有限。
近代采矿
随着科技发展，采矿业逐 渐实现机械化，开采深度 和范围不断扩大。
在选择和优化采矿技术时，需要考虑矿体的地质条件、资源储量、开采 环境等方面的因素，同时还需要考虑采矿技术的可行性、经济性和环保
性等方面的因素。
随着科技的不断发展，新的采矿技术和设备不断涌现，为采矿行业的发 展提供了更多的选择和机遇。因此，选择和优化采矿技术需要不断更新 观念和引进新技术，以适应不断变化的市场需求和条件和复杂环境下的采矿作业 所采用的技术方法。
02
特殊采矿技术主要包括水下采矿、深海采矿、太空采矿等，这
些技术的应用需要克服许多技术和工程方面的难题。
特殊采矿技术的发展对于满足全球对矿产资源的需求和提高采
03
矿行业的经济效益具有重要意义。
采矿技术的选择与优化
选择和优化采矿技术是确保采矿作业高效、安全和可持续的重要环节。
地下开采技术
地下开采技术是指通过挖掘井巷工程 到达矿体，将矿石采出到地表的采矿 方法。
采矿学总论PowerPointP
8
封建社会的采矿业
春秋战国（公元前500年）煤是重要的产品
BC100
冶铜、冶铁技术
明末 (17世纪中叶)
煤的开采技术
(宋应星 地质、开拓、开采、通风、提升、瓦斯排放)
火药的发明 — 爆破技术促进了开采技术
9
近代社会中国采矿业
我国1876年创办基隆煤矿 1878年创办开平煤矿
1850年后 近代采矿工业 机器生产：提升、运输、排水 如开滦、抚顺、淄博、萍乡 帝国主义对我国煤炭资源进行掠夺性的开采
1.2
20
小结
•发展速度与成就举世瞩目，煤炭产量曾连续 居世界第一 •中国的采矿业总体来讲与发达国家有不小的 差距，但潜力巨大 •资源人均占有量低
21
二、采矿学(煤矿开采学)内容 新体系
采矿方法，主要是采煤方法 mining method
采（带、盘）区准备方式 prepare
矿井开拓（矿井设计）
煤与人民生活息息相关
人均能耗：每人每年的能源平均消耗量 t 人．年 是衡量国家经济发展和人民生活水平的综合指标
维持最低生活，需要： 丰衣足食的现代化生活: 高级现代化生活:
0.4 t 标准煤 1.2 1.6 t标准煤 2 3 t标准煤。
国家 美国 苏联 西德 英国 法国 日本 中国 世界平均
t / P.y 12.6 5.9 5.7 5.4 5.1 4.5 1.2
水平巷道
平硐 — 在地层中开凿的直通地面的水 平巷道
主平硐，副平硐 石门 —无直接地面出口，垂直或斜交 于煤层走向，在岩层中开掘的水平巷道 煤门 - 无直接地面出口，垂直或斜交 于煤层走向，在煤层中开掘的水平巷道
23
井田（Underground mine field）
封建社会的采矿业
春秋战国（公元前500年）煤是重要的产品
BC100
冶铜、冶铁技术
明末 (17世纪中叶)
煤的开采技术
(宋应星 地质、开拓、开采、通风、提升、瓦斯排放)
火药的发明 — 爆破技术促进了开采技术
9
近代社会中国采矿业
我国1876年创办基隆煤矿 1878年创办开平煤矿
1850年后 近代采矿工业 机器生产：提升、运输、排水 如开滦、抚顺、淄博、萍乡 帝国主义对我国煤炭资源进行掠夺性的开采
1.2
20
小结
•发展速度与成就举世瞩目，煤炭产量曾连续 居世界第一 •中国的采矿业总体来讲与发达国家有不小的 差距，但潜力巨大 •资源人均占有量低
21
二、采矿学(煤矿开采学)内容 新体系
采矿方法，主要是采煤方法 mining method
采（带、盘）区准备方式 prepare
矿井开拓（矿井设计）
煤与人民生活息息相关
人均能耗：每人每年的能源平均消耗量 t 人．年 是衡量国家经济发展和人民生活水平的综合指标
维持最低生活，需要： 丰衣足食的现代化生活: 高级现代化生活:
0.4 t 标准煤 1.2 1.6 t标准煤 2 3 t标准煤。
国家 美国 苏联 西德 英国 法国 日本 中国 世界平均
t / P.y 12.6 5.9 5.7 5.4 5.1 4.5 1.2
水平巷道
平硐 — 在地层中开凿的直通地面的水 平巷道
主平硐，副平硐 石门 —无直接地面出口，垂直或斜交 于煤层走向，在岩层中开掘的水平巷道 煤门 - 无直接地面出口，垂直或斜交 于煤层走向，在煤层中开掘的水平巷道
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井田（Underground mine field）
12125_采矿基础知识ppt课件
2024/1/27
32
矿山生产计划与调度管理
生产计划管理
根据市场需求和资源条件，制定矿山生产计划，包括产量计划、进度计划和成本计划等。
调度管理
通过合理的生产组织和调度，确保生产计划的顺利执行。包括生产设备的合理配置、生产过程的监控和调整、生 产数据的收集和分析等。
2024/1/27
33
现代企业在采矿行业中的实践
5
采矿行业现状及趋势
行业现状
全球采矿行业正经历着技术升级、环保要求提高、 资源紧张等挑战。同时，新兴市场的崛起和对矿产 资源的需求不断增长，也为采矿行业带来了新的机 遇。
2024/1/27
行业趋势
未来采矿行业将更加注重环保、安全和效率，采用 先进的智能化技术、自动化技术和绿色开采技术， 实现可持续发展。同时，随着新能源、新材料等产 业的快速发展，对矿产资源的需求也将发生变化， 采矿行业需要不断适应市场需求变化，加强技术创 新和产业升级。
2024/1/27
16
矿山测量方法及技术应用
测绘矿区地形图，为矿山设计、 建设和生产提供基础资料。
对矿山开采引起的地表移动、塌 陷等变形进行监测，为矿山安全 生产提供依据。
2024/1/27
控制测量 地形测量 工程测量 变形监测
建立矿区控制网，为地形测量、 工程测量和变形监测提供基础。
对矿山各项工程进行施工放样、 质量检查和工程验收测量。
8
矿床形成与分类
内生矿床
由地球内部地质作用形成，如岩浆活动、变质作 用等。
外生矿床
由地球外部地质作用形成，如沉积作用、风化作 用等。
变质矿床
原有岩石经变质作用形成，如区域变质、接触变 质等。
2024/1/27
《采矿学电子教案》课件
《采矿学电子教案》PPT课件一、前言1.1 课程介绍本课程旨在让学生了解和掌握采矿学的基本概念、原理和方法，培养学生的采矿工程设计能力和实践能力。
1.2 教学目标通过本课程的学习，学生应掌握采矿学的基本知识，能够运用所学知识分析和解决采矿工程问题，具备一定的采矿工程设计能力。
二、矿产资源与矿床2.1 矿产资源概述介绍矿产资源的定义、分类、分布和评价方法。
2.2 矿床地质特征讲解矿床的形成、类型、地质构造和矿石性质。
2.3 矿产资源开发与保护讨论矿产资源的开发利用与环境保护之间的关系，强调可持续发展的重要性。
三、矿井设计3.1 矿井概述介绍矿井的定义、分类、结构和功能。
3.2 矿井设计内容讲解矿井设计的基本原则、方法和内容，包括井筒、巷道、采场等方面的设计。
3.3 矿井设计实例通过实际案例分析，让学生了解矿井设计的具体操作过程和注意事项。
四、矿井安全生产与管理4.1 矿井安全生产介绍矿井安全生产的基本要求、措施和应急预案。
4.2 矿井安全管理讲解矿井安全管理的组织、方法和手段，包括安全检查、安全教育、安全考核等。
4.3 矿井事故案例分析分析典型矿井事故案例，让学生深刻理解矿井安全生产的重要性。
五、矿山环境与生态保护5.1 矿山环境问题介绍矿山环境问题的种类、成因和影响，如土地破坏、水污染、大气污染等。
5.2 矿山生态修复讲解矿山生态修复的原则、技术和方法，强调生态修复的重要性。
5.3 矿山环境保护政策与法规解读矿山环境保护的相关政策、法规和标准，让学生了解矿山环境保护的法律责任。
六、矿井通风与空调6.1 矿井通风概述介绍矿井通风的定义、作用、原理和通风方法。
6.2 矿井通风设计与计算讲解矿井通风设计的基本步骤、通风网络计算和通风设备选择。
6.3 矿井空调系统介绍矿井空调的作用、原理和常用空调设备及其选型。
七、矿井水文与防水7.1 矿井水文地质讲解矿井水文地质的研究内容、方法和矿井涌水的影响因素。
7.2 矿井防水与排水介绍矿井防水与排水的基本原则、技术和设备，以及防水排水工程的设计与施工。
采矿学课件第01章采矿基本知识
2019/8/9
6
1.1.3 矿岩力学性质
硬度：矿岩抵抗工具侵入的性能叫做硬度。硬度愈大，凿岩愈困难。矿岩的硬 度取决于矿、岩的组成。矿岩的硬度除对凿岩有很大影响外，往往影响矿、岩 的坚固性和稳固性。 坚固性：是指矿岩抵抗外力（工具冲击、机械破碎、炸药爆炸等作用力）的性 能。它与矿岩的强度却是两种不同的概念。 强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵 抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用 力）。 坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值即矿 岩的极限抗压强度来表示：
2019/8/9
13
1.3.3 矿体开采顺序
在垂直方向，有上行式和下行式两种。 在水平方向，有前进式、后退式和混合式三种。
2019/8/9
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1.3.4 三级矿量
为了保证矿山持续、均衡地生产，按照我国矿山历年所积累的经验，在矿 山生产管理中，各个开采步骤互为超前的关系是用获得一定的矿量来实现的。 因此，将生产矿量按开采准备程度划分为开拓矿量、采准矿量和备采矿量等三 级。 开拓矿量：凡完成设计规定的开拓巷道，构成主要运输和通风系统并可掘进采 准巷道的，在此开拓巷道水平以上的设计矿量称为开拓矿量。 采准矿量：完成了采矿方法所规定的所有采准巷道工程，此矿块的矿量称为采 准矿量。 备采矿量：完成了采矿方法所规定的切割巷道工程，已做好采矿准备的矿块的 矿量称为备采矿量。
2019/8/9
2
平衡表内储量简称表内储量。指一定地区范围内，符合目前矿山企业生产技 术和经济条件要求、可利用的储量。在中国矿产储量表中，相当于累计探明 储量或保有储量（即累计探明储量减去历年开采、损失的储量）。在前苏联， 平衡表内储量为A＋B＋C1＋C2级（相当于中国的探明储量）；在美国相当于 探明储量加推测储量。它是发展地区采掘和原材料工业的基础，并为规划、 计划与设计地区工业生产规模与布局的依据。 平衡表外储量简称表外储量。指在一定地区范围内，矿产储量中因有益组分 或矿物含量低，矿体小或矿层薄，开采条件复杂，当前开采、加工技术尚未 解决，目前技术经济条件下尚不能利用的储量。在中国矿产储量表中，列为 “尚难利用储量”。可供制定地区工业远景规划时参考。随矿山采、选与冶 炼技术的进步，部分及至大部平衡表外储量可升格为平衡表内储量。 表内外储量划分的标准是最低可采平均品位（最低工业品位或工业级矿量保有期限定额
采矿课件采矿工程9604.pptx
(A)图 3
阶
段
2
1 矿房
高
度
阶段运输平巷
4
底柱 矿房长 矿块长度
顶柱
上阶段运输平巷
顶柱高厚度
2 人行通风天井
拉底水平的底板
向柱宽
底柱高度
Ⅱ-Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ-Ⅰ
Ⅲ Ⅲ-Ⅲ
主视图
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ
侧视图
俯视图
矿体厚度
上阶段运输平巷 （回风巷）
矿体厚度=矿体宽度 （水平厚）
矿体倾角 运输平巷
三、空场采矿法的适用条件
隔墙
8-底板； 9-电耙胶车； 10-顶柱； 11-底柱 12-充填料
13-崩下矿石 14-炮孔
5
ⅢⅢ
Ⅱ
10
3
2
14
Ⅰ
4
12
13
7
Ⅱ
30～60 2×2m2
内径1.5×1.8 <上向水平分层干式充填法>
（四）上部竖井下部盲斜井开拓方案
当上部地质资料清楚且矿体产状为急倾斜，上部采用竖井开拓是合理 的，一旦得到深部较完善的地质资料，且深部矿体倾角变缓，则深部可采 用盲斜井开拓方案，如图7-18所示。
（五）上部斜井下部盲竖井开拓方案 这种开拓方案一般适用于矿体倾角较缓，且沿倾斜方向延
伸较长，或地质储量不大以及生产能力也不大的小矿山。
第二节：开拓方法
四、联合开拓法
由两种或两种以上主要开拓巷道来开拓一个矿床的方法称为联合开拓 法。其实质是因矿床深部开采或矿体深部产状（尤其是倾角）发生变化而 采用的两种以上单一开拓法的联合使用，即矿床上部用一种主要开拓巷道， 而深部用另一种主要开拓巷道补充开拓，成为一个统一的开拓系统。
采矿学总结ppt课件
初始破坏区A：在
支承压力作用下， 煤壁前方较远处顶 煤由弹性变形进入 塑性变形，原生裂 隙扩展，顶煤初始 破坏。
A
BCD
8
k=
破坏发展区B：
A
受顶板回转作
用，煤壁前方
附近顶煤发生 破坏，裂隙扩
A
BCD
展，位移增大。
86
裂隙发育区C：
支架反复支撑，
控顶区内的顶煤
形成发育的裂隙。
支架反复支撑， 形成交变应力，
第四、五章 单一长壁采煤 法
1、熟练画图 2、巷道名称 3、掘进顺序 4、生产系统
14
2
10 6
A
9
7 13
11 8 9'
7' 1
5
4
12
11 8'
9 3
4
7'
8' 9'
3
4,5
12 1
7 89
14 6
10
2
1、普采或炮采区段平巷布置 1）区段回风平巷（轨巷）： （1）功用：轨道运输、回风、行人。
2 4
1 2'
(b)
（三）区段平巷单、双巷布置方式
1、双巷布置
上区段机巷与下区段风轨巷统一布 置，双巷同时一次掘出。
优点：
1）掘进通风容易；
2）安全好 — 进出掘进面有两个出 口，回采也多一个避灾出口；
3）可超前勘探煤层变化，利于为机 巷定向； 4）泄水方便； 5）易送物料到机巷（安装维修）； 6）为上、下采面及时接替创造条 件。
4
2
1 3 2'
(a)
2、综采工作面区段平巷布置
机巷要求：铺输送机 、设备列车 — 铺轨，断面大。 风巷要求：铺轨，以设备最大外廓尺寸定。 布置方案：
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根据对矿石的需要量和勘探程度确定境界
对于石灰石、白云石这类剥离量小而储量 大的矿床，有时是根据对矿石的需要量 或勘探程度来确设计的手工方法
确定露天矿最小底宽 选取露天矿最终边坡角 地质横剖面面积比法确定合理开采深度； 地质横剖面线段比法确定长矿体的合理
缺陷：没有考虑整个矿床开采的总经济效果，只顾及矿 床上部的露天开采而不管剩余部分的开采；确定出来 的境界往往比按np<=nJH原则圈定的小，但比按nj<=nJH 原则圈定的大，因而初始剥采比和基建投资也大；由 于生产剥采比变动较大，因而其设计方法也繁琐费事。
鉴于上述缺点，该原则在实际中很少采用。
-
20
采矿学教学课件
——金属矿床露天开采
-
1
最终开采境界的确定
概述 最终开采境界设计的手工方法 价值模型 最终开采境界设计的计算机优化方法
-
2
1 概述
地质储量：根据地质钻探资料，运用地质统计 学方法等估算出来的矿物含量。
开采储量：技术上可行、经济上合理的地质储 量。
最终开采境界：圈定开采储量的三维几何体。 由底部周界、最终帮坡角、开采深度决定。
-
7
2.1 剥采比的概念
境界剥采比：是指露天开采增加单位深度后所
引起岩石增量与矿石增量之比，也称为瞬间剥 采比。
平均剥采比：是指露天开采境界内总的岩石量
与总的矿石量之比。
生产剥采比：是指露天矿某一生产时期内所剥
离的岩石量与所采的矿石量之比。
分层剥采比：是指露天开采境界内某一水平分
层的岩石量与矿石量之比。
缺陷：该原则是一种“算术平均”的概念。它既未涉及
整个矿床开采的总经济效果，更没有考虑露天开采过
程中剥采比的变化。是一个比较粗略、笼统的原则。
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19
生产剥采比不大于经济合理剥采比
对于露天开采来说，生产剥采比真实地反映了矿山生产 的采剥关系。所以，有人提出用生产剥采比不大于经 济合理剥 采比的原则圈定境界，使露天矿任一生产 时期的经济效果都不劣于地下开采。
应用：国内外普遍运用这一原则来圈定露天矿境界。 缺陷：只是概略的研究整个矿床的开采效果，并未细致
分析露天开采各过程的经济状态。 对于某些不连续的矿床，这个原则有时不适用。在这 种情况下，境界剥采比符合要求，但它的初期剥岩量 及平均剥采比都很大，在经济上明显不合理
-
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平均剥采比不大于经济合理剥采比
实质：这一原则是针对露天开采境界内的全部矿岩量而
言，它要求用露天开采的平均经济效果（成本或盈利） 不劣于用地下开采。
应用或算：不该作连境为续界n的内j<矿的=n体平JH原，均则当剥的用采补比nj<充，=n。看JH即它确对是定于否出某满境些足界覆n后p<盖，=层n还JH很要原厚核则。
对于某些贵重的有色、稀有金属矿床或中小型矿山， 为了尽量采用露天开采以减少矿石的损失贫化，设计 中有时运用这个原则来确定境界，借此扩大露天开采 矿量。
最终开采境界的确定是露天矿设计与规划中的
一项十分重要的工作，既是技术决策，又是经 济决策。
最终开采境界的设计方法与手段经历了三个阶
段。
-
3
1.1 最终开采境界
圈定开采储量 的三维几何体
底部周界 最终帮坡角 开采深度
1.2 采矿与剥离关系示意图
需剥离的岩石
采剥并举 剥离先行
上盘帮坡角β
α 下盘帮坡角 拟开采的矿石
存在一个 经济效益 最佳的最 终开采境 界
1.3 最终开采境界的设计方法
手工设计阶段：以经济合理剥采比为基 本准则 。
计算机辅助设计阶段：方法与手工阶段 基本相同，使用计算机、数字化仪、绘 图仪等设备。
优化设计阶段：图论法和浮锥法。
-
6
2 最终开采境界设计的手工方法
剥采比的概念 经济合理剥采比确定的其它方法 基本原理 最终开采境界设计的原则 最终开采境界设计的手工方法 最终开采境界的审核
经济合理剥采比
-
8
境界(瞬间)剥采比含义
C'
C
地表
b D D'
O
W
t
dW
H
矿体
A
dO
B
dH
A'
B'
45o
Ri=dw/dO
平均剥采比的含义
Vp
地表
C
D
Ap
A B
Rp=Vp/Ap
生产剥采比的含义
Vs
地表
C
D
As
A B
Rs=Vs/As
经济合理剥采比概念
经济合理剥采比：是指经济上允许的最大剥岩量与
δ——利润率 。
2.3 基本原理
C' C
地表
b D
确定最终境界的准则
W dW
O
是瞬时剥采比等于经
t
H 济合理剥采比。将境
矿体
界位置上下移动，计
A
dO
B
A'
B'
算每次移动后的瞬时
dH
剥采比，直到它等于
45o
经济合理剥采比为止，
也就找到了最终境界。
Ri=dw/dO 当dH趋于零时，dW与dO之比趋于线段CA与线段AB的 长度之比，即Ri=CA/AB
2.4最终开采境界设计的原则
境界剥采比不大于经济合理剥采比 平均剥采比不大于经济合理剥采比 生产剥采比不大于经济合理剥采比 根据对矿石的需要量和勘探程度确定境
界
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境界剥采比不大于经济合理剥采比
实质：要求邻近露天开采境界的那层矿岩露天开采成本
不超过地下开采成本。它是使整个矿床开采的总经济 效果（成本或盈利）最佳。
可采矿量之比，即利润增量为零时的瞬时剥采比，也
称为盈亏平衡剥采比(breakeven stripping ratio)
Rb
gorq gp
(Cm
Cp)
Cw
经济合理剥采比不依赖于境界的大小和几何 形状， 只依赖于回收率与成本、价格等技术经济参数，其 值可以通过市场与成本分析得出。
2.2 经济合理剥采比确定的其它方法
关键是正确选取CD、a和b值。在矿山设计中，这几个数 据一般以邻近地区类似矿山的成本指标为基础。
应用条件：露采和地采的回收率和贫化率差别不大时； 粗略计算时。
价格法
露天开采的单位产品成本不高于产品的销售价格。
njh b(P0 a)
njh
( P0 b 1
a)
式中，a——露天开采的纯采矿成本（不包括剥离），元/t； b——露天开采的剥离成本，元/m3； γ——矿石容重，t/m3； P0——原矿的价格，元/t；
原矿成本比较法 价格法 金属成本比较法 储量盈利比较法
-
13
原矿成本比较法
用原矿作为计算的基础，使露天开采出来的原矿成本等于地 下开采成本。
njh
(CD a)
b
式中，a——露天开采的纯采矿成本（不包括剥离）， 元/t；
b——露天开采的剥离成本，元/m3；
γ——矿石容重，t/m3；
CD——地下开采的原矿成本，元/t。