采矿学第六章

斜井的提升方式: 主要取决于斜井的倾角; (1)斜井倾角≥25º-30º,一般采用箕斗或 台车; (2)斜井倾角≤25º-30º, 用串车提升; (3)斜井倾角<18º, 可用钢丝绳胶带运输 机.
第五节 竖井开拓法
竖井开拓法以竖井为主要开拓巷道。它主要用来 开采急倾斜矿体（一般矿体倾角大于45º）和埋藏较 深的水平和缓倾斜矿体（倾角小于15º）。这种方法 便于管理，生产能力较高，在金属矿山使用较普遍。 矿体倾角等是选择竖井开拓的重要因素，但是， 同其他方案选择一样，也受到地形的约束。由于各种 条件的不同，竖井与矿体的相对位置也会有所不同， 因而这种方法又可分为穿过矿体的竖井开拓、上盘竖 井开拓、下盘竖井开拓和侧翼竖井开拓四种开拓方案 。
第六章 矿床开拓方法
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 矿床开拓及开拓巷道 开拓方法分类 平硐开拓法 斜井开拓法 竖井开拓法 斜坡道开拓法 联合开拓法 主要开拓巷道评述
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，使之形成完整的提升、运输、通风、排 水和动力供应等系统，称为矿床开拓。 为了开拓矿床而掘进的井巷，称为开拓巷道。 按其在矿床开采中所起的作用，可分为主要开 拓巷道和辅助开拓巷道。 主要开拓巷道起主要开拓作用，包括主平硐、 主斜坡道、竖井和斜井。 辅助开拓巷道只起辅助开拓作用，如通风井、 溜矿井、形和矿体赋存条件，有时需用平 硐、竖井或斜井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，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。
五、上部斜井下部盲竖井开拓法 这种开拓方法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。在小型矿山，由于各方面条件的限制 ，矿山设备（包括矿井提升设备）的规格宜小不宜大 ，这就给开采深部矿体带来不便。若矿体倾角变缓， 其深部开拓可采用与上部同样的斜井，往深部形成“ 之”字型折返下降。实际上这种做法在经济上是不合 理的：其一，斜井的维护费用较高，提升能力却较低 ；其二，这样会形成多（节）提升，将增加不少辅助 生产人员，使井下车间管理费增加，从而增加了矿山 成本；同时，因为设备多，生产环节多，设备事故发 生率也高，这又增加了生产管理中的困难。
第三节 平硐开拓法
以平硐为主要开拓巷道，是一种最方便、最安全 、最经济的开拓方法。但只有在地形有利的情况下 ，才能发挥其优点，即只有矿床赋予于山岭地区， 埋藏在周围平地的地平面以上才能使用。 如果平硐过长，基建时间也较长。但我国矿山建 设中，创造了长平硐中间掘措施井的办法，可加快 施工进度，从而扩大了平硐的使用范围。 采用平硐开拓水平，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，再由矿车经平硐运出地表。
斜坡道的类型：
1．螺旋式斜坡道 如左图所示，它的几何形式一般 是圆柱螺旋线或圆锥螺旋线，根据具体条件可以设计成规 则螺旋线或不规则螺旋线。螺旋线斜坡道的坡度一般为 10%-30%。 2．折返式斜坡道 如右图所示，它是由直线段和曲 线段(或折返段)联合组成的；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%。
第四节 斜井开拓法
斜井开拓法以斜井为主要开拓巷道，适 用于开采缓倾斜矿体，特别适用于开采矿体 埋藏不太深而且矿体倾角为15º～40º的矿床 。这种方法的特点是施工简便、中段石门短 、基建少、基建期短、见效快，但斜井生产 能力低。因此更适用于中小型金属矿山，尤 其是小型矿山。
根据斜井与矿体的相对位置，可分为下 盘斜井开拓方案和脉内斜井开拓方案。
斜坡道的典型开拓法：
1.螺旋式斜坡道开拓法
斜坡道的典型开拓法： 2.折返式斜坡道开拓法
斜坡道开拓的主要特点： • 斜坡道的坡度１０％～２０％；一般１５％，最大２ ８％； • 岩层移动界线以外； • 应用：单独使用斜坡道开拓的较少，一般为竖井开拓 的辅助开拓，或阶段运输巷间的联通，便于无轨设备 和人员的通行；部分矿山用于深部开拓； • 折返式应用较多，具有安全、使用年限长、通风阻力 小等优点。
二、垂直矿体走向上盘平硐开拓法 当矿脉与山坡的 倾斜方向相同时，则由 上盘掘进平硐穿过矿脉 开拓矿床，这种开拓法 叫做上盘平硐开拓法。 各阶段平硐穿过矿体后， 在沿矿脉掘进沿脉巷道 。各阶段采下来的矿石 经溜井3、或4放至主平 硐运出地表。人、材、 料通过辅助井4运至各个 阶段。
三、沿矿体走向的平硐开拓方案 当矿体的一端沿山坡露出或距山坡表面很 近，工业场地也位于同一端，与矿体走向相交 的平硐开拓方案又不合理时，可采用这种开拓 方案。
一、上部平硐下部盲竖井开拓法 当矿体上部赋存在地平面以上山地、下部 赋存于地平面以下时，为开拓方便和更加经济 合理，矿体上部可用平硐开拓，下部可采用盲 竖井开拓，如图所示。
二、上部平硐下部盲斜井开拓法 该方案的运输系统如图所示，矿石或废石 经各中段石门，由盲斜井提到323平硐的井下车 场，然后经平硐运出硐口。
矿体上部为平硐、深部为盲竖井 矿体上部为平硐、深部为盲斜井 矿体上部为竖井、深部为盲竖井 矿体上部为竖井、深部为盲斜井 矿体上部为斜井、深部为盲竖井 矿体上部为斜井、深部为盲斜井
• 2 开拓方法 • 主要开拓巷道是决定一个矿床开拓方法的核心，其选 择在矿山设计中是至关重要的。主要开拓巷道类型的 选择由以下几个条件来决定： • （1）地表地形条件。不仅要考虑矿石从井下（或硐 口）运出后，通往选矿厂或外运装车地点的运输距离 和运输条件，同时要考虑附近是否有容积较充分的排 废石场地，势必造成废石的远距离运输，从而增加了 矿石成本。此外，还需要考虑地表永久设施（如铁路 ）、河流等影响因素。 • （2）矿床赋存条件。它是矿山选择开拓方法的主要 依据，如矿体的倾角、侧伏角等产状要素对决定开拓 方法有重要意义。
• （3）矿岩性质。这里主要指的是矿体的围岩的稳固 情况。为减少因矿岩稳固程度差或成巷后地压活动的 影响而增加的工程维护费用，在选择开拓方法时，必 须考虑矿岩性质。 • （4）生产能力。就前节所介绍的开拓方法，因主要 开拓巷道与巷道装备不同，其生产能力（提升或运输 ）也不同。一般来说，平硐开拓方法的运输能力最大 ，竖井高于斜井。 • 另外，开拓巷道施工的难易程度、工程量、工程造价 和工期长短等，虽然不能作为确定开拓方案的重要依 据，但决不可忽视。尤其是小型矿山，往往存在施工 力量不足和技术素质较差、施工管理跟不上等情况。 因此，当地的施工力量和特点，在巷道类型的选择上 也应一并考虑。
竖井开拓的特点：
• • • • • • • • 矿体赋存在地平面以下； 矿体倾角≥45º 矿体倾角≤15º且埋藏较深； 采用罐笼、箕斗提升，生产能力大于斜井； 易于维护； 广泛使用； 地表移动带界限之外，并留有安全距离； 安全距离：构筑物20m以上；河流、湖泊50m以上。
第六节 斜坡道开拓法
近十几年来，国外许多矿山广泛采用采、装、运、卸 等高度机械化的无轨设备，开拓方法也有相应的改变，其 主要变化是要开掘可供无轨设备上下通行的斜坡道。 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； 当设有提升并简时，斜坡道主要是供无轨设备出入，并兼 作通风和辅助运输之用，此时斜坡道称为辅助开拓巷道。 对采用无轨设备的矿山来说，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，它仍属辅助开拓巷道。
这种方法的适用条件为：① 地表地形为山岭地区，矿体上方 无理想的工业场地；②矿体倾角 为中等（即倾角在45º～55º之间 ），为盲矿体且赋存于地平面以 下；③如地平面以上有矿体，但 上部矿体为土法开采结束，且形 成许多老硐者。 这种方法的优点是可以减少 上部无矿段或已采段的开拓工程 量，缩短斜井长度，从而达到增 加斜井生产能力的目的，同时石 门长度可尽量压缩，从而缩短了 基建时间。
一、穿过矿体的竖井开拓法 竖井穿过矿体的开拓方案如图所示。这种方 法的优点是石门长度都较短，基建时三级矿量提 交较快；缺点是为了维护竖井，必须留有保安矿 柱。该方法的应用受到限制，只在在矿体倾角较 小（一般在20º左右），厚度不大且分布较广或矿 石价值较低时方可使用。
二、下盘竖井开拓法 下盘竖井开拓是开拓急倾斜矿体常用的方法。 此方法的优点是井筒维护条件好，又不需留保安矿 柱；缺点是深部石门较长，尤其是矿体倾角变小时 ，石门井筒维护条件好，又不需要留保安矿柱；缺 点是深部石门较长，尤其是矿体倾角变小时，石门 长度随开采深度的增加而急剧增加。
三、上部竖井下部盲竖井开拓法 这种开拓方法一般适用于矿体或矿体群倾 角较陡，矿体一直向深部延伸，地质储量较丰 富的矿山。另外，因竖井或盲竖井的生产能力 较大，所以中型或偏大型矿山多用这种方法。
竖井盲竖井开拓法的优点 是：1）井下的各中段石门都 不太长，尤其基建初期石门较 短，因此可节省初期基建投资 ，缩短基建期。2）在深部地 质资料不清的情况下，建设上 部竖井；当深部地质资料搞清 后，且矿体倾角不变时，可开 掘盲竖井，两段提升能力适当 ，能山保持较长时间的稳定生 产。
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。由于金属矿床一般变化较大，脉内斜 井需留保安矿柱，而且还受到甩车道限制，故金属矿 采用脉内斜井开拓的甚少，在下列情况可酌情使用： 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。 3）露天开采转为地下开采，斜井口至地表一段可利用 露天矿的边坡，将边坡和斜井底板连成斜坡道。
三、上盘竖井开拓法 右图表示上盘竖井 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 体。这种开拓方法与下 盘竖井开拓法比较，存 在着严重的缺点。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。
四.侧翼竖井开拓法 右图表示侧冀 竖井开拓法，其最 大的特点是井筒布 置在矿体侧翼。采 用这种开拓法时， 巷道掘进和井下运 输只能是单向的， 故掘进速度受到— —定的限制。
第二节 开拓方法分类
矿床开拓方法大致可分为单一开拓和联合 开拓两大类。 凡用某一种主要开拓巷道开拓整个矿床 的开拓方法，叫做单一开拓法。 有的矿体埋藏较深，或矿体深部倾角发 生变化，矿床的上部用某种主要开拓巷道开 拓，而下部则根据需要改用另一种开拓巷道 开拓，这种方法叫做联合开拓法。
开拓方法分类表
四、上部竖井下部盲斜井开拓法
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 盲斜井开拓法，如图所示。 这样可使一期工程（上部 竖井部分）和深部开拓工程（ 下部盲斜井部分）的工程量压 缩到最大限度，缩短建设时间 ，使开拓方案在经济上更为合 理。
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。154m中段为主要运输中段，主平硐1就设在这里。上 部各生产中段废石经224m和194m巷道直接运出地表，生 产矿石经由溜矿井2，放到154m水平，再经主平硐1运出 硐口。
开拓方法 主要开拓巷道的形式和位置
单 一 开 拓 法
联 合 开 拓 法
平硐开拓 竖井开拓
斜井开拓 平硐盲竖井开拓 平硐盲斜井开拓 竖井盲竖井开拓 竖井盲斜井开拓 斜井盲竖井开拓 斜井盲斜井开拓
1．矿体走向；2. 平硐与矿体走向相交 1．竖井穿过矿体；2. 竖井在矿体上盘； 3. 竖井在矿体下盘；4．竖井在矿体侧翼 1．斜井在矿体下盘；2. 斜井在矿体中