采矿概论第七章

图7-11 陷落带和移动带
γ—下盘岩石移动角； γ1—下盘岩石陷落角； β —上 盘岩石移动角； β1—上盘岩石陷落角
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（2）地表地下运输功最小 （3）综合考虑地面和地下因素
7.4 井底车场
井底车场是在井筒与石门联结处所开凿的巷道与硐室 的总称。它是转送人员、矿岩、设备、材料的场所，也是 井下排水和动力供应的转换中心。根据开拓方法的不同， 分为竖井井底车场和斜井井底车场。
（2）阶段、矿块和盘区、采区
1）阶段、矿块 在井田中，每隔一定的垂直距离，掘进与矿体走向（矿体 延展方向）一致的主要运输巷道，把井田在垂直方向上划分为若 干矿段，这些矿段成为阶段（或中段）。其范围是：沿走向以井 田边界为界，沿倾斜以相邻上下两个阶段运输平巷为界（图71）。
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I—采完阶段； II—回采阶段； III—采准阶段； IV—开拓阶段； H—矿体赋存深度； h—阶段高度； L—矿体走向长度； 1—主井； 2—石门； 3—天井； 4—副井； 5—阶段平巷； 6—矿块（采区）
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7.2 开采步骤和三级矿量 一、开采步骤
井田开采分3个步骤进行，即开拓、采准切割和回采。
（1）开拓
井田开拓是从地表掘进一系列的井巷工程通达矿体，使地面与井 下构成一个完整的提升、运输、通风、排水、供水、供电、供气（压 气动力）、充填系统（俗称矿山八大系统），以便把人员、材料、设 备、充填料、动力和新鲜空气送到井下，以及将井下的矿石、废石、 废水和污浊空气等提运和排除到地表。
（2）采准切割
在已完成开拓工作的矿体中，掘进必要的井巷工程，划分为回 采单元，并解决回采单准；在完成采准工作的回采单元中，掘进切割天井（两端都有出 口的井下垂直或倾斜井筒）和切割巷道，并形成必要的回采空间的工 作称为切割。
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（3）回采
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三、开采步骤间的关系
开拓、采准切割和回采3者之间的正常关系，应该是以 保证矿山持续、均衡生产，避免出现生产停顿、产量下降等 现象为原则。 根据我国现有的规定，3级储量的保有量按年产量计为： 开拓储量3年以上，采准储量1年以上，备采储量半年以上。
7.3 开拓方法
形成井田开拓系统的、不同类型和数量的主要开拓巷道的 配合与布置方式，称为开拓方法。根据主要开拓巷道开拓井田 的不同范围，开拓方法分为单一开拓法和联合开拓法两大类。
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（3）斜坡道
对于大量采用无轨设备的大中型矿山，可以考虑采用斜坡道 开拓或斜坡道与其他主要开拓巷道并行的联合开拓方式。
三、联合开拓法
联合开拓法是上述4种主要开拓巷道（平硐、竖井、斜井、 斜坡道）中的任意两种及其两种以上相配合开拓一个井田的开拓 方法。如上部平硐、下部井筒联合开拓法（图7-8）；上部明井 （地表有出口的井筒）、下部盲井（不通地表的井筒）联合开拓 法（图7-9）；平硐或井筒与斜坡道联合开拓法（图7-10）等。
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（2）硐室 井底车场布置有各种形式的硐室，如翻笼硐室、矿仓、箕 斗装载硐室、马头门、水泵房、变电所、水仓、侯罐室、调度 室、修理硐室等。 （3）型式 按矿车运行系统不同，竖井井底车场分为尽头式、折返式 和环形式3种类型。 1）尽头式井底车场：车辆从井筒单侧进出，即从罐笼中拉 出空车，再推进重车，如图7-13（a）所示。 2）折返式井底车场：重车从井筒一侧进入，另一侧出空车， 空车经过另外敷设的平行线路或从原线路变头（改变矿车首尾 方向）返回，如图7-13（b）所示。 3）环形式井底车场：进、出车与折返式井底车场相同，也 是在井筒一侧进重车，另一侧出空车。但不同的是空车经空车 线和绕道不变头返回，如图7-13（c）所示。
一、竖井井底车场
图7-12为竖井井底车场的结构示意图，图中主井为箕 斗井，副井为罐笼井。 （1）车场线路（巷道） 1）储车线路； 2）行车线路。
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图7-12 竖井井底车场的结构示意图
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1—翻笼硐室； 2—主矿石溜井； 3—箕斗装载硐室 ； 4—粉矿回收井；5—结核/压舱物 贮仓； 6—马头门；7—水泵房； 8—变电所； 9—水仓； 10—水仓清理绞车硐室；11—机车 库及修理硐室；12—调度室；13—矿仓
一、单一开拓方法
（1）平硐开拓法
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用平硐开拓井田时，主平硐水平以上各个阶段所采出的矿 石，通过溜井或提升设备下放到主平硐水平，通过电机车牵引 矿车或汽车将矿石运至地面（图7-3）。
（2）竖井开拓法
用竖井开拓井田时，为提高提升效率，一般设置一个主提 升水平，主提升水平以上的各个阶段所采出的矿石，通过溜井 或提升设备下放到主提升水平矿仓，破碎至合格块度后，通过 罐笼或箕斗提升至地表牵引矿车或汽车将矿石运至地面（图74）。
在完成采切工作的回采单元中，进行大量采矿作业的过程， 称为回采，包括凿岩、爆破、通风、矿石运搬、地压管理等工 序。
二、三级矿量
根据对矿床开采的准备程度，矿石储量分为3级，即开拓 储量、采准储量和备采储量，称为3级储量。 （1）开拓储量：在井田中已形成了完整的开拓系统所圈定 的矿量； （2）采准储量：是开拓储量的一部分。凡完成了采矿方法 所必须的采准工作量的回采单元中的储量，叫采准储量； （3）备采储量：是采准储量的一部分。凡完成了采矿方法 所要求的切割工作，可进行正常回采作业的回采单元中的储量， 称为备采储量。
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（2）斜井与竖井的比较
斜井与竖井比较，具有以下特点： 1）斜井容易靠近矿体，所需石门短，可以减少开拓工程量， 缩短地下运输距离，减少新水平的准备时间； 2）斜井施工简单，成井速度快； 3）斜井提升能力小，提升费用高，提升可靠性差（皮带运输 机提升除外）； 4）开拓深度相同时，斜井长度比竖井大，所需的提升钢丝 绳和各种管线长，排水等的经营费用高； 5）斜井与各水平运输巷道连接形式复杂，管理环节多。 因此，斜井开拓适宜于埋藏浅，厚度、延伸和长度较小的倾 斜和缓倾斜矿体。竖井开拓适宜于埋藏浅的大、中型急倾斜矿体； 埋藏深度较大的水平或缓倾斜矿体；；埋藏深度和厚度较大的倾 斜矿体和走向很长的各种厚度的急倾斜矿体。
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图7-4 竖井开拓示意图
a—下盘竖井开拓； b—侧翼竖井开拓； c—上盘竖井开拓 1—竖井； 2—石门； 3—阶段平巷； 4—矿体； 5—上盘； 6—下盘
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图7-5 下盘斜井开拓
1—斜井； 2—斜井与水平运输巷道联结工程； 3—水平运输巷道 10
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（4）斜坡道开拓法
利用斜坡道开拓整个井田的开拓方法称为斜坡道开拓（图 7-6）。 根据运输线路不同，斜坡道分为直线式、螺旋式（图7-7a ）和折返式（图7-7b）3种。
图7-1 阶段和矿块
阶段中按一定尺寸将阶段划分为若干独立的回采单元， 称为矿块。矿块是阶段的一部分。矿块是缓倾斜、倾斜和急 倾斜矿体最基本的回采单元，以后将要研究的采矿方法，就 是在这样的基本回采单元中采用什么样的方法将矿石有效地 回采出来。
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2）盘区、采区 盘区、采区是在开采水平和微缓倾斜矿体时，将井田进一步 划分的开采单元。 开采水平和微缓倾斜矿体时，在井田内一般不划分阶段，而 是用盘区运输巷道将井田划分为若干个长方形的矿段，称为盘区 。盘区的范围是以井田的边界为其长边，以相邻的两个盘区运输 巷道之间的距离为其宽边（图7-2）。 采区是盘区的一部分。在盘区中按一定尺寸将盘区划分为若 干独立的回采单元，称为采区，采区是水平和微缓倾斜矿体最基 本的回采单元。
图7-6 斜坡道开拓
1—螺旋式斜坡道； 2—石门； 3—阶段平巷； 4—矿体
图7-7 斜坡道的形式
a.螺旋式 b.折返式
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二、主要开拓巷道类型比较
（1）平硐
与井筒（竖井、斜井）相比，平硐开拓有如下优点： 1）平硐运输比井筒提升简单、安全、可靠、运输能力大，运 矿费用低； 2）主平硐以上各阶段的涌水经水沟自流排到地表，无需安装 排水设备和施工相应的硐室，排水费用低； 3）不需要提升设备及提升机房或硐室，也不需要建筑井架或 井塔，没有复杂的井底车场巷道； 4）施工简单，掘进速度快，基建时间短； 5）如果主平硐以下还有工业储量，则从平硐进行深部开拓对 上部生产基本上没有干扰。 因此，在条件允许的情况下（如山坡地形便于施工平硐，平 硐口有足够工业场地等），应优先考虑采用平硐开拓。
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（a）尽头式
（b）折返式
（c）环形式
重车及运行方向
空车及运行方向
图7-13 竖井井底车场型式示意图
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二、斜井井底车场
斜井井底车场按矿车运行系统分为折返式和环形式两种。环 形式井底车场一般用于箕斗或胶带提升的大、中型斜井中，其结 构特点大致与竖井井底车场相同。金属矿山，特别是中、小型矿 山的斜井，多用串车提升，其井底车场型式均为折返式（图714）。 斜井井筒与车场的联结有3种方式： （1）甩车道：由斜井井筒一侧或两侧开掘甩车道，矿车经甩 车道由斜变平后进入车场，如图7-15所示。 （2）吊桥：矿车经吊桥从斜井顶板进入车场。 （3）平车场：斜井井筒直接过渡到车场，用于斜井井底与最 后一个阶段的联结。
本章主要内容
第七章 矿床开拓
– 第一节 开采单元划分及开采顺序
– 第二节 开采步骤和三级矿量
– 第三节 开拓方法 – 第四节 井底车场
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7.1 开采单元划分及开采顺序
一、开采单元划分
（1）矿田和井田
划归一个矿山企业开采的全部或部分矿床的范围，称矿田。 在一个矿山企业中，划归一组矿井或坑口（根据矿山安全开采规 程要求，一个矿山至少要有2个以上独立的出口，除了负责矿石 提升的主井外，还需要有负责人员、材料上下的副井及相应的通 风井）开采开采的全部矿床或其一部分称井田。