金屬礦床地下開(kāi)采

1、金屬礦床地下開(kāi)采第一篇：金屬礦床地下開(kāi)采概述 在地殼內(nèi)由地質(zhì)作用而形成的礦物的自然聚集體叫做礦床。含有金屬礦物的礦床叫金屬礦床。所謂礦床開(kāi)采，即從礦床中將礦石開(kāi)采出來(lái)。第一章 金屬礦床的特征第一節(jié) 礦石與圍巖及其工業(yè)特征一、礦石和廢石的概念1.凡是地殼內(nèi)的礦物體，根據(jù)現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平，能以工業(yè)規(guī)摸（包括土法開(kāi)采）從中提取國(guó)民經(jīng)濟(jì)所必須的金屬礦物或礦物產(chǎn)品的，就叫礦石。礦石含在礦床之中。礦床周?chē)膸r石以及夾在礦床中根本不含用用成分或者含量過(guò)少，以前不宜作為礦石開(kāi)采的巖石，叫做廢石。廢石和礦石的概念是相對(duì)的。通常把礦床周?chē)膸r石稱為圍巖。礦床邊界上的礦石最低品位，叫做礦床的邊界品位。在所圈定的礦體

2、中，礦石的平均品位不應(yīng)低于最低工業(yè)品味。礦床中未開(kāi)采的礦石稱為原礦石。采出的純礦石與混入的廢石的總合，叫做采出礦石。只含一種金屬成分的為單一金屬礦石，含兩種以上金屬成分的為多金屬礦石。金屬礦石可分為：1.自然金屬礦石：金屬以單一元素(游離狀態(tài))存在于礦床中的礦石，如金、銀、鉑、銅。除以上四種外，能達(dá)到工業(yè)含量的自然金屬礦石很少。2.氧化礦石：即礦石的成分為氧化物、碳酸鹽或硫酸鹽。3.硫化礦石：即礦石的成分為硫化物。4.混合礦石：礦石中含有前三種礦物中的兩種以上的混合物。二、礦石與圍巖的性質(zhì)及其對(duì)開(kāi)采工作的影響在礦石與圍巖的性質(zhì)中，對(duì)礦床開(kāi)采影響較大的有：硬度、堅(jiān)固性、穩(wěn)固性、結(jié)塊性、氧化性、自

3、燃性、含水性和碎脹性等。1.硬度：礦巖抵抗工具侵入的性能叫硬度。礦巖的硬度除對(duì)鑿巖有很大的影響外，往往還影響到礦巖的堅(jiān)固性和穩(wěn)固性以及材料消耗與采礦成本等。2.堅(jiān)固性：礦巖的堅(jiān)固性也是一種抵抗外力的性能，其所抵抗的外力是一種綜合的力、即鍬、鎬、機(jī)械破碎、炸藥爆炸等作用下的力。堅(jiān)固性的大小，常用礦巖的堅(jiān)固性系數(shù)（f，相當(dāng)于普氏硬度系數(shù)）表示。它表示著礦巖極限抗壓強(qiáng)度、鑿巖速度、炸藥消耗量等的平均值。根據(jù)礦巖的極限抗壓強(qiáng)度，將堅(jiān)固性分為20類。f的確定方法是：f=r100式中r礦巖單向極限抗壓強(qiáng)度，公斤厘米3.穩(wěn)固性：礦巖允許暴露面積大小及暴露時(shí)間長(zhǎng)短的性能，叫做穩(wěn)固性。它對(duì)巷道的維護(hù)方法及采礦方

4、法的選擇影響很大。礦巖按穩(wěn)固程度，通?？煞譃椋?不穩(wěn)固：這種礦巖在頂板或兩幫暴露時(shí)，需要立即支護(hù)，或允許不支護(hù)的暴露面積只能在50以內(nèi)，才能達(dá)到安全地進(jìn)行生產(chǎn)。2中等穩(wěn)固的：這種礦巖的允許暴露面積，一般在50200以內(nèi)，不支護(hù)安全地進(jìn)行生產(chǎn)。3穩(wěn)固的：允許不支護(hù)的暴露面積約在200800以內(nèi)。4極穩(wěn)固的：允許不支護(hù)的暴露面積可達(dá)800以上。因?yàn)榉€(wěn)固性不僅與暴露面積和時(shí)間有關(guān)，而且與地壓大小和節(jié)理的發(fā)育程度。節(jié)理方向、暴露面積的形狀等有關(guān)。對(duì)于同種巖石，在相同的暴露面積下，地壓大，節(jié)理發(fā)育、節(jié)理方向與頂板平行等，都可能降低巖石的穩(wěn)固性。4.結(jié)塊性5.氧化性6.自燃性7.含水性8.碎脹性 系數(shù)（1

5、.21.6）第二節(jié) 金屬礦床的工業(yè)特征一、金屬礦床的分類金屬礦床的形狀，厚度及傾角對(duì)于礦床開(kāi)拓與采礦方法的選擇有很大影響。因此，金屬礦床多以形狀、厚度與傾角為依據(jù)來(lái)分類。1.礦床按形式分類1層狀礦床：這類礦床多為沉積生成。其特點(diǎn)是分布范圍比較廣，形狀及賦存條件穩(wěn)定，有用成分組成及含量比較穩(wěn)定、均勻。一般黑色金屬礦床多屬此類。2脈狀礦床;這類礦床主要由熱液和氣化作用。將礦物填充于地殼裂縫中而生成。它的特點(diǎn)是礦脈與圍巖接觸處有蝕變現(xiàn)象，礦床埋藏不穩(wěn)定，有用成分含量不均勻。貴金屬、稀有金屬及某些有色金屬礦床多為此類。3塊狀礦床：這類礦床多由充填、交代、熔離和氣化作用而生成，其特點(diǎn)是礦床大小不一，呈不

6、規(guī)則的透鏡狀、礦巢、礦株等形狀產(chǎn)出，且礦體與圍巖之間一般無(wú)明顯的接觸界限。某些有色金屬礦床常屬此類。2.礦床按厚度分類：礦體的厚度系數(shù)指礦體上、下盤(pán)間的垂直距離或水平距離。前者稱為垂直厚度或真厚度，后者稱為水平厚度。1極薄礦體：厚度在0.8米以下；2薄礦體：0.84米；3中厚礦體;410米（淺孔采礦法）；4厚礦體：1030米（深孔法）；5極厚礦體：大于30米。3.礦床按傾角分類1水平與微傾斜礦床：傾角小于5；2緩傾斜礦床：傾角為530；3傾斜礦床：傾角為3055；4急傾斜礦床：傾角大于55。二、金屬礦床的特點(diǎn)及其對(duì)開(kāi)采工作的影響金屬礦床的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，對(duì)礦床開(kāi)采影響較大的特點(diǎn)有1.礦床的賦

7、存條件不穩(wěn)定，礦體的形狀、厚度與傾角均不穩(wěn)定。2.地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，在礦床中經(jīng)常有斷層、褶皺，以及穿入礦體中的交錯(cuò)巖脈、斷層破碎帶等地質(zhì)構(gòu)造。這些都會(huì)增加采礦及探礦工作的困難。3.礦物組成和礦石品位變化大，礦石的礦物組成及品位，不僅在整個(gè)礦床范圍內(nèi)變化很大，就是在礦床的個(gè)別區(qū)段中沿走向，厚度和深度也有變化。4.礦巖的硬度較大，大多數(shù)金屬礦床具有這一特性。5.含水性第二章 金屬礦床地下開(kāi)采基本原則一、開(kāi)采步驟1.開(kāi)拓：從地表掘進(jìn)一系列巷道達(dá)到礦床，使地表與礦床溝通，形成一個(gè)完整的行人、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電、供水、供風(fēng)等系統(tǒng)，這種工作叫做礦床開(kāi)拓。用來(lái)開(kāi)拓礦床的巷道，叫做開(kāi)拓巷道，如井筒（豎井和斜井

8、）、平硐、石門(mén)、盲井、充填井、主溜井、井底車(chē)場(chǎng)、專用硐室及階段主要運(yùn)輸巷道等。2.采準(zhǔn)切割：在開(kāi)拓完畢的階段或盤(pán)區(qū)中，掘進(jìn)采準(zhǔn)切割巷道將階段或盤(pán)區(qū)劃分為成礦塊或礦壁，同時(shí)解決礦塊或礦壁中的行人、運(yùn)輸和通風(fēng)等問(wèn)題，并創(chuàng)造必要的回采條件，這項(xiàng)工作叫采切。3.回采：在已經(jīng)做好采準(zhǔn)或切割工作的礦塊或礦壁中，進(jìn)行大量采礦工作的所有生產(chǎn)過(guò)程，叫做回采。它包括落礦、礦石運(yùn)搬和地壓管理三項(xiàng)主要生產(chǎn)工藝。二、三級(jí)礦量及采掘技術(shù)方針按照對(duì)礦床開(kāi)采的準(zhǔn)備程度，礦石儲(chǔ)量通常劃分為三級(jí)，即開(kāi)拓礦量、采準(zhǔn)礦量與備采礦量。這三種礦量統(tǒng)稱為三級(jí)礦量。1.開(kāi)拓礦量：在礦床中，已完成了完整的開(kāi)拓系統(tǒng)所圈定的礦量，叫做開(kāi)拓礦量。2

9、.采準(zhǔn)礦量：它是開(kāi)拓礦量的一部分。凡是礦塊或礦壁完成了采礦方法所規(guī)定的采準(zhǔn)工程量的，這些礦塊或礦壁中的礦量，叫做采準(zhǔn)礦量。3.備采礦量：它是采準(zhǔn)礦量的一部分。凡是礦塊或礦壁完成了采礦方法所規(guī)定的切割工程量的，這些礦塊或礦壁中的礦量，叫做備采礦量。金屬礦山三級(jí)礦量保有期限礦 量 等 級(jí)保 有 期 限開(kāi) 拓 礦 量采 準(zhǔn) 礦 量備 采 礦 量3 年 以 上1 年 左 右半 年 左 右第二節(jié) 開(kāi)采單元的劃分及開(kāi)采順序礦床的開(kāi)采必須有步驟有計(jì)劃的進(jìn)行，應(yīng)該將礦床由大到小劃分成開(kāi)采單元。在開(kāi)采水平或微傾斜礦床時(shí)，將礦床劃分為井田、井田劃分成盤(pán)區(qū)，盤(pán)區(qū)劃分成礦壁。礦壁就是最基本的開(kāi)采單元。一、礦田和井田的

10、概念及井田間的開(kāi)采順序1.礦田和井田的概念劃歸為一個(gè)礦山企業(yè)開(kāi)采的全部礦床或其一部分，叫做礦田。在礦田中劃歸為一個(gè)礦井開(kāi)采的全部礦床或其一部分，叫做井田。2.井田大小及尺寸確定原則井田的大小，在傾斜和急傾斜礦床中，一般用沿走向長(zhǎng)度和沿傾斜長(zhǎng)度來(lái)表示。在生產(chǎn)實(shí)踐中，當(dāng)?shù)V床走向長(zhǎng)度為500800米至10001500米，深度為500600米時(shí)，劃為一個(gè)井田開(kāi)采是合理的。3.井田間的開(kāi)采順序用幾個(gè)井田開(kāi)采礦床時(shí)，各井田可以同時(shí)開(kāi)采、依次開(kāi)采或混合開(kāi)采，其開(kāi)采順序的確定，取決于下列因素：1礦床的勘探程度2礦山年產(chǎn)量的大小3礦井基建投資的多少及設(shè)備供應(yīng)與人員編制情況二、階段和盤(pán)區(qū)的概念及其間的開(kāi)采順序1.

11、階段：開(kāi)采非水平和非微傾斜礦床時(shí)，在井田中每隔一定的垂直距離，掘進(jìn)與走向一致的主要運(yùn)輸巷道，將井田在垂直方向上劃分為一個(gè)個(gè)的礦段，其范圍是，上下以相鄰的兩個(gè)主要運(yùn)輸平巷為界，走向方向上以井田的邊界為界。這樣的礦段叫階段。2.盤(pán)區(qū)：在開(kāi)采水平或微傾斜礦床時(shí)，如果礦體的厚度未超過(guò)允許的階段高度，則不劃分井田為階段，而用平巷將井田劃分為長(zhǎng)方形的礦段，叫做盤(pán)區(qū)。三、礦塊（礦壁）的概念及其間的開(kāi)采順序礦塊是指上下相鄰兩個(gè)階段平巷和相鄰兩個(gè)天井之間所包圍的礦段。礦塊的開(kāi)采順序可分為三種：1.前進(jìn)式2.后退式3.混合式四、礦體群中相鄰礦體間的開(kāi)采順序 1礦體傾角大小或等于圍巖移動(dòng)角時(shí)，采用從上盤(pán)向下盤(pán)的開(kāi)采

12、順序。 2當(dāng)?shù)V體傾角大于圍巖移動(dòng)角，而礦體又相距很近，上盤(pán)礦體的移動(dòng)帶深入到下盤(pán)礦體時(shí)，無(wú)論先采上盤(pán)礦體或先采下盤(pán)礦體，都會(huì)因采空區(qū)巖層移動(dòng)而相互影響。對(duì)此，應(yīng)根據(jù)礦體之間夾層的厚度，上下盤(pán)圍巖和礦石的穩(wěn)固性、采用的采礦方法以及技術(shù)措施等，具體確定其開(kāi)采順序。第三節(jié) 對(duì)金屬礦床地下開(kāi)采的基本要求一、確保開(kāi)采工作的安全及良好的勞動(dòng)條件二、完成國(guó)家規(guī)定的年產(chǎn)量，滿足社會(huì)主義建設(shè)對(duì)礦石的需求三、勞動(dòng)生產(chǎn)率要高四、開(kāi)采強(qiáng)度要大五、礦石的損失與貧化要小六、礦石的成本要低在采礦生產(chǎn)中，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)消耗，提高出礦品位，減少材料及動(dòng)力消耗等，是降低礦石成本的幾個(gè)主要途徑。第三章 礦床開(kāi)拓方法第一節(jié)

13、 概述由開(kāi)拓巷道構(gòu)成的在礦體內(nèi)近行采礦工作的系統(tǒng)工程，叫做開(kāi)拓系統(tǒng)。其中包括運(yùn)輸(提升)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等等。形成這些系統(tǒng)的工程，叫做開(kāi)拓工程。開(kāi)拓巷道根據(jù)其作用與重要性，可分為主要開(kāi)拓巷道和輔助開(kāi)拓巷近兩種類型。用來(lái)運(yùn)輸、提升礦石的主要巷道，如主運(yùn)輸平硐、提升堅(jiān)井、提升斜井與主斜坡道等，叫做主要開(kāi)拓巷道。其中，平硐是具有直接通達(dá)地表出口的水平巷道。豎井與斜井分別為垂直巷道與傾斜巷道，統(tǒng)稱為井筒。它們又分為有直接通達(dá)地表出口的的與無(wú)直接通達(dá)地表出口的兩種型式，后者統(tǒng)稱為盲豎井與斜井，統(tǒng)稱為盲井。如通風(fēng)井、溜礦井、充填井、石門(mén)、井底車(chē)場(chǎng)以及主要運(yùn)輸平巷等，叫做輔助開(kāi)拓巷道。第二節(jié) 單一開(kāi)

14、拓法凡用一種主要開(kāi)拓巷道來(lái)開(kāi)拓整個(gè)礦床的開(kāi)拓方法，都屬于單一開(kāi)拓法。一、平硐開(kāi)拓法平硐開(kāi)拓法就是以平硐為主要開(kāi)拓巷道來(lái)開(kāi)拓礦床的方法。平硐開(kāi)拓法是一種最簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)、安全可靠的方法，基建時(shí)間也最短。因此，當(dāng)?shù)V床全部或局部埋藏于當(dāng)?shù)氐仄矫嬉陨希袟l件利用平硐開(kāi)拓時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用平硐開(kāi)拓法。1. 沿礦體走向的平硐開(kāi)拓方案，平硐 沿礦體走向布置一般是位于礦體內(nèi)，當(dāng)?shù)V體厚度很大且礦石不太穩(wěn)固時(shí)，則將平硐布置在礦體的下盤(pán)圍巖中。這種開(kāi)拓方法的優(yōu)點(diǎn)是：(1)能在短期內(nèi)開(kāi)始采礦； (2)平硐在礦體內(nèi)時(shí)，掘進(jìn)過(guò)程中可順便采得部分礦石，借以抵償一部分開(kāi)拓費(fèi)用； (3)平響可起補(bǔ)充勘探的作用。它的缺點(diǎn)在了：當(dāng)平硐位

15、于礦體內(nèi)時(shí)，必須從井田邊界后退回免否則要在平硐的上部留保安礦往。2 垂直于礦體走向的平硐開(kāi)拓方案 采用這種方案，平硐布置在垂直礦體走向的方向上。若礦體的傾斜方向與山坡的傾斜方向相同，則平硐位于礦體的上盤(pán)圍巖中；反之平硐位于礦體的下盤(pán)圍巖中。這種開(kāi)拓方法的優(yōu)點(diǎn)是 (1)回采方向不受限制； (2)平硐可在垂直礦體走向的方向起勘探作用。其缺點(diǎn)是開(kāi)拓的時(shí)間較化費(fèi)用較大。二、豎井開(kāi)拓法豎井開(kāi)拓法就是以豎井為主要開(kāi)拓巷道來(lái)開(kāi)拓礦床的方法。它主要用于開(kāi)采急傾斜礦床和埋藏深度較大的水平與緩傾斜礦床。根據(jù)主豎井與礦體相對(duì)位置的不同，豎井開(kāi)拓法可以分為下盤(pán)豎井開(kāi)拓、上盤(pán)豎井開(kāi)拓、側(cè)翼豎井開(kāi)拓與穿過(guò)礦體的堅(jiān)井開(kāi)拓四

16、種主要方案。采用豎井開(kāi)拓的金屬礦山，當(dāng)?shù)V體埋藏較深，礦體傾角大于50。特別是大于75，而且礦體下盤(pán)的地表地形、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件與巖石性質(zhì)等適合于布置井筒時(shí)，多采用這種開(kāi)拓方案。2.側(cè)翼豎并開(kāi)拓方案 側(cè)翼豎井開(kāi)拓方案，即將主豎井布置在礦體走向之一端的開(kāi)拓方法。這種開(kāi)拓方案通常在下列條件下采用： (1)礦體的傾角小，若用下盤(pán)豎并開(kāi)拓則石門(mén)太長(zhǎng)； (2)礦體的走向長(zhǎng)度不大，偏角?。?(3)采用側(cè)翼豎井可使礦石的地下運(yùn)輸方向與地面運(yùn)輸方向一致； (4)由于地表地形或巖層條件的限制，除側(cè)翼外，豎井設(shè)置在其它位置，在技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)上不可能或不合理。三、斜井開(kāi)拓法斜井開(kāi)拓法就是以斜井為主要開(kāi)拓巷道來(lái)開(kāi)拓

17、礦床的方法。這種開(kāi)拓方法通于開(kāi)采緩傾斜與傾斜礦床，特別是開(kāi)采傾角為2040的層狀礦床，最為適宜。該法具有施工簡(jiǎn)便、投產(chǎn)快等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)能力較小，故在中小型礦山應(yīng)用得較為廣泛。 采用斜井開(kāi)拓法，斜井的傾角一般不太于45。根據(jù)斜井傾角的不同，其提升也有不同的方式。當(dāng)斜井傾角小于17一18時(shí)，可使用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)V石、當(dāng)斜井傾角小于2530，可使用串車(chē)提升礦石；當(dāng)斜井傾角大于30時(shí)，則必須使用箕斗或臺(tái)車(chē)提升礦石。按斜井與礦體的相對(duì)位置，斜井開(kāi)拓法可分為下盤(pán)斜井開(kāi)拓與脈內(nèi)斜并開(kāi)拓兩種主要方案。1 下盤(pán)斜井開(kāi)拓方案 下盤(pán)斜井開(kāi)拓方案，即將斜井布置在礦體下盤(pán)圍巖中的開(kāi)拓方法。采用箕斗提升時(shí)，如礦體傾

18、角小于下盤(pán)圍巖移動(dòng)角，斜井與礦體平行布置。若礦體傾角大于下盤(pán)圍巖移動(dòng)角，則斜井平行于巖層移動(dòng)線。采用串車(chē)提升時(shí)，如礦體傾角小于30，斜井與礦巖下盤(pán)接觸線平行布置。若礦體傾角大于30，斜井傾角則小于或等于30。這種開(kāi)拓方案雖然要開(kāi)拓一些石門(mén)，但不需留保安礦柱，井筒的維護(hù)條件比較好。此外，對(duì)礦床地質(zhì)條件要求又不嚴(yán)格。這些是它的最大優(yōu)點(diǎn)，所以，在金屬礦山應(yīng)用較多。2.脈內(nèi)斜井開(kāi)拓方案 脈內(nèi)斜井開(kāi)拓方案，即將斜并布置于礦體內(nèi)的開(kāi)拓方法。斜井靠礦體的下盤(pán)。其傾角與礦體傾角相同。這種開(kāi)拓方案的優(yōu)點(diǎn)是： (1)不需掘進(jìn)石門(mén)，開(kāi)拓時(shí)間短，投產(chǎn)快； (2)在開(kāi)拓的同時(shí)，能順便采出礦石； (3)井筒掘進(jìn)有助于進(jìn)“

19、步探礦。其缺點(diǎn)為： (1)苦礦體的傾斜不規(guī)則，井筒難于保持平直從而不利于提升， （2）需在井筒兩側(cè)留維護(hù)并筒的保安礦柱。該方案適用于開(kāi)拓沿傾斜變化不大，在傾斜方向無(wú)榴曲和斷層距很小的礦床。而金屬礦床沿傾斜變化一般較大，故該方案在金屬礦山使用較少但在遇有如下情況時(shí)可考慮采用：礦床儲(chǔ)量豐富但礦石價(jià)值不高；礦石穩(wěn)固，礦體厚度不大；礦井急需在短期內(nèi)投產(chǎn)。四、斜坡道開(kāi)拓這種開(kāi)拓方法一般在礦體埋藏較淺，范圍不大，礦山年產(chǎn)量較小服務(wù)年限短，巖石穩(wěn)固的條件下使用。第三節(jié) 聯(lián)合開(kāi)拓法凡用兩種或兩種以上主要開(kāi)拓巷道來(lái)開(kāi)拓個(gè)井田的方法，都稱為聯(lián)合開(kāi)拓法。一、上部用平硐下部用盲井的開(kāi)拓法 當(dāng)?shù)V體上部賦存于地平面以上，

20、而下部位于地平面以下時(shí)，為開(kāi)拓的方便與經(jīng)濟(jì)起見(jiàn)，礦體上部用平硐開(kāi)拓，礦體下部用盲井開(kāi)拓。此外，當(dāng)?shù)V體賦存于山嶺地帶而位于地平面以下時(shí)，因受池表地形的限制，為了減少豎井或斜并的長(zhǎng)度，也可采用平硐盲井聯(lián)合開(kāi)拓法。盲井分為盲豎并與盲斜井兩種型式。與此相反開(kāi)拓方案也分平硐盲豎井聯(lián)合開(kāi)拓和平硐盲斜井聯(lián)合開(kāi)拓法。盲井型式的選擇，與礦體傾角大小密切相關(guān)。二、上部用豎井下部用盲井的開(kāi)拓法當(dāng)采用堅(jiān)井為主要開(kāi)拓巷道并通有下列情況時(shí)，則可使用堅(jiān)井與盲井聯(lián)合開(kāi)拓。(1)礦體埋藏很深或延深很大，下部若不改用盲井開(kāi)拓，則深部提升困難且石門(mén)太長(zhǎng)；(2)礦體傾角不大，深部石門(mén)長(zhǎng)度增加很快；(3)礦體的傾斜于深部有明顯變化，如

21、變緩或變向；(4，礦體的深部偏角變大；(5)在深部發(fā)現(xiàn)新礦體(盲礦體)法。三、以斜坡道為輔助井的開(kāi)拓法第四節(jié) 主副井布置方式 一、中央集中式布置 主、副井均位于井圖的中央，稱為中央集中式布置。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是： (1)礦石的地下運(yùn)輸功最小； (2)副并可用于輔助提升，沒(méi)有反向水平運(yùn)輸，宜于保證礦井的提升能力； (3)可用副井自下而上延深主井。二、對(duì)角式布置 對(duì)角式布置包括中央對(duì)角式與側(cè)翼對(duì)角式兩種型式。主井位于井田的中央，副井和風(fēng)并分別布置在井田的兩側(cè)，稱為中央對(duì)角式，主井與副井(或風(fēng)井)分別位于井田的兩側(cè)，則稱為側(cè)翼對(duì)角式。這種布置方式有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)井下作業(yè)的安全性與通風(fēng)效果較好；

22、 (2)副井可起勘探作用。它的缺點(diǎn)： (1)主井在井田的中央，有兩個(gè)副井時(shí)，掘進(jìn)與維護(hù)費(fèi)用較大； (2)主井在井田一側(cè)時(shí)，礦石的地下運(yùn)輸功較大；(3)副井作為輔助提升對(duì)，存在反向的水平運(yùn)輸。第四章 主要開(kāi)拓巷道第一節(jié) 主要開(kāi)拓巷道類型的選擇一、各種主要開(kāi)拓巷道的比較與評(píng)價(jià)1.平硐與井筒的比較 與井筒相比，平硐有其顯著的優(yōu)點(diǎn)；(1)在水平方向運(yùn)輸，因此，工作安全、簡(jiǎn)便又可靠； (2)通常使用電機(jī)車(chē)運(yùn)輸，故運(yùn)輸能力大，所需費(fèi)用少；(3)每米巷道的掘進(jìn)與支護(hù)費(fèi)用低掘進(jìn)與支護(hù)速度快； (4)利用溜井下放礦石，無(wú)需礦石提升設(shè)備、井架與井底車(chē)場(chǎng)等設(shè)施，生產(chǎn)費(fèi)用、經(jīng)營(yíng)費(fèi)用都較?。?5)采用自流排水方式，不需

23、排水設(shè)備，相應(yīng)節(jié)省的排水費(fèi)用很大。由此可見(jiàn)，平硐開(kāi)拓優(yōu)于井筒開(kāi)拓。所以，只要地形條件允訊應(yīng)盡量采用平硐。2. 豎井與斜井比較 豎井與斜井各有其優(yōu)缺點(diǎn)，而且彼此相反：(1)工作的安全可靠性；堅(jiān)井比較，它不易變形易于維護(hù)，在提升過(guò)程中產(chǎn)生的故障較少；斜井易于變形，不易維護(hù)，在提升過(guò)程中，因提升容器沿軌道運(yùn)行，容易發(fā)生脫軌等事故。(2)提升速度與提升能力：豎井較大。因?yàn)楫?dāng)提升高度相同時(shí)，豎井的長(zhǎng)度較斜井的長(zhǎng)度小得多，而且提升系統(tǒng)的日常維修工作員小，提升過(guò)程中可能發(fā)生的事故少。(3)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)費(fèi)用：豎井較低。這是因?yàn)?，?jiān)井較斜井的提升阻力小，故提升費(fèi)用低，堅(jiān)井較斜井的排水管道短，所需水泵的能力小所以用

24、于排水的費(fèi)用少；豎井較斜井的巖石壓力小，相應(yīng)消耗于井筒維護(hù)的費(fèi)用小。(4)施工條件斜井較方便，它不需要復(fù)雜的設(shè)備，施工技術(shù)比較簡(jiǎn)單。(5)基建時(shí)間：斜井較短。因?yàn)樾辈⑹┕ぜ夹g(shù)及井簡(jiǎn)裝備與并底車(chē)場(chǎng)等均較簡(jiǎn)單；當(dāng)使用串車(chē)或臺(tái)車(chē)提升時(shí)，地表又不需要設(shè)置大型的提升設(shè)備及高大的井架，所需開(kāi)掘的石門(mén)長(zhǎng)度小?？傊偣こ塘啃?，而建設(shè)速度快。(6)基建費(fèi)用；斜井較少。這是因?yàn)椋本柙O(shè)備費(fèi)用低，基建總工程量少，且單位造價(jià)低。綜上可見(jiàn)堅(jiān)井在使用上較斜并優(yōu)越，但在中小型礦山和急需投產(chǎn)的礦山點(diǎn)顯得突出。目硫在我國(guó)的中小型礦山中，斜井應(yīng)用較多。在國(guó)外金屬礦山得比斜井廣泛。二、影響主要開(kāi)拓巷道類型選擇的主要因素對(duì)

25、主要開(kāi)拓巷道類型選擇有影響的因素很多，主要的有地表地形、礦體的傾角與偏角，礦床的規(guī)模與開(kāi)采深度，以及巖石的物理力學(xué)性質(zhì)等?，F(xiàn)分述如下：1.地表地形 因?yàn)橹挥性谏綆X地帶，才有可能使用平硐，所以，地表地形是采用平硐還是采用井筒的決定性因素。2.礦體的傾角 礦體的傾角很小或很大（15以上或75以下）時(shí)宜采用豎井。當(dāng)?shù)V體傾角為1575時(shí)，可用豎井。其中傾角為2040時(shí)，最宜采用斜井。3.開(kāi)采深度4.礦體的偏角 若井筒只能布置在礦體的側(cè)端時(shí)，礦體的偏角則對(duì)于選用豎井還是斜井有很大的影響。5.礦體的規(guī)模6.巖層的物理力學(xué)性質(zhì)第二節(jié) 主要開(kāi)拓巷道位置的確定主要開(kāi)拓巷道的類型選定后，尚須確定主要開(kāi)拓巷道的位置

26、。確定主要開(kāi)拓巷道位置的基本條件是：（1）安全；（2）技術(shù)上可能與經(jīng)濟(jì)上合理；（3）開(kāi)拓時(shí)間符合要求。具體問(wèn)題：1.設(shè)在移動(dòng)帶外；2.礦石運(yùn)輸功最??；3考慮總圖布置；其它有關(guān)因素。影響主要開(kāi)拓巷道位置確定的主要因素有：采空區(qū)巖層移動(dòng)情況、礦石的運(yùn)輸功、地表地形和與之相應(yīng)的礦山總平面布置及內(nèi)部運(yùn)輸、礦床地質(zhì)條件以及其他有關(guān)的技術(shù)或經(jīng)濟(jì)因素。確定主要開(kāi)拓巷道的位置，就是根據(jù)確定主要開(kāi)拓巷道位置的影響因素，決定主要開(kāi)拓巷道在垂直礦體走向方向上或沿礦體走向方向上符合上述基本條件的具體位置。一、采空區(qū)的巖層移動(dòng)及其對(duì)主要開(kāi)拓巷道位置的影響二、地下和地面運(yùn)輸功對(duì)主要開(kāi)拓巷道位置的影響在確定主要開(kāi)拓巷道的位

27、置時(shí)，應(yīng)會(huì)考慮求使在礦床開(kāi)采過(guò)程中的礦石運(yùn)輸費(fèi)用是最低。為減少總運(yùn)輸功，應(yīng)盡可能使地下與地面之間無(wú)反向運(yùn)輸。通常，主要開(kāi)拓巷道位于礦量的中心位置時(shí)，其地下運(yùn)輸功最小。三、地表地形對(duì)主要開(kāi)拓巷道位置的影響 井口（平硐口）的合理位置 在確定主要開(kāi)拓巷道的位置時(shí)，必須首先考慮安全問(wèn)題。井口的位置與礦井的安全直接相關(guān)的，因此，井口必須設(shè)于安全處；井口的標(biāo)高位于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位三米以上；井口附近的建筑物、構(gòu)筑物以及主要開(kāi)拓巷道不受巖石崩塌，地表陷落與雪崩的威脅。四、地質(zhì)條件對(duì)主要開(kāi)拓巷道位置的影響為可靠地確定主要開(kāi)拓巷道的位置，需掌握如下地質(zhì)資料：（1）表土的深度、顆粒組成、濕度、孔隙度、容重、自然安

28、息角、內(nèi)摩擦角、抗壓與抗剪強(qiáng)度等；（2）表土與基巖接觸帶的厚度、傾角、巖石分化程度、節(jié)理發(fā)育程度等；（3）各層基巖的厚度、傾角、巖層地質(zhì)構(gòu)造要素、巖石的硬度、容重、抗壓強(qiáng)度、內(nèi)摩擦角、巖洞分布以及充填情況等；（4）個(gè)含水層的厚度、含水程度與地下水標(biāo)高，滲透系數(shù)與涌水量，水質(zhì)分析及地下水流動(dòng)方向等水文地質(zhì)資料。五、開(kāi)拓時(shí)間及其它因素對(duì)主要開(kāi)拓巷道位置的影響六、主要開(kāi)拓巷道位置的確定方法第五章 輔助開(kāi)拓巷道在礦床開(kāi)拓中，輔助開(kāi)拓巷道用于通風(fēng)、升降設(shè)備與材料、溜礦及輸送充填料等。輔助開(kāi)拓蒼道包括副井、風(fēng)井、溜井、充填井、石門(mén)、井底車(chē)場(chǎng)、井下硐室及其它巷道等。第一節(jié) 溜 井一、溜井系統(tǒng)1.溜井位置 采

29、用箕斗提升時(shí)，主溜井設(shè)在主提升井之一側(cè)，以便向箕斗內(nèi)裝礦。其具體位置的確定，必須考慮到巖石的穩(wěn)固性問(wèn)題，尤其當(dāng)采用地下破碎時(shí)，因硐室工程量較大，更應(yīng)設(shè)量在穩(wěn)固性較好的巖層中。要避開(kāi)斷層破碎帶、溶洞、涌水量大及不穩(wěn)固的巖層。在采用平硐溜井開(kāi)拓的礦山中，確定主溜井的位置時(shí)，要考慮下列因素：（1）溜井的位置應(yīng)根據(jù)礦體的賦存條件、所采用的采礦方法及階段平面布置等情況，使階段的開(kāi)拓工程量小，運(yùn)輸距離短，施工方便及安全可靠；(2)溜井應(yīng)布置在堅(jiān)固、穩(wěn)定、節(jié)理不發(fā)育的巖石中，要避開(kāi)斷層、破碎帶、溶洞、涌水量大及不穩(wěn)固的巖層；(3)主溜井應(yīng)位于礦量集中、運(yùn)輸條件好的地區(qū)，以利于運(yùn)輸和管理； (4)主溜井應(yīng)盡量

30、布置在礦體下盤(pán)的巖石中，以免“壓礦”。若礦石穩(wěn)固而下盤(pán)圍巖穩(wěn)固性差時(shí)，也可布置在礦體內(nèi)；(5)溜井裝卸礦石應(yīng)避免直接放在主要運(yùn)輸巷道內(nèi)，以求減少對(duì)運(yùn)輸?shù)母蓴_和礦塵對(duì)空氣的污染。二、溜井結(jié)構(gòu)類型及使用條件1.單段式直溜井2.分段控制溜井3.搗段式溜井4.傾斜溜井三、溜井結(jié)構(gòu)參數(shù) 1.溜井?dāng)嗝嫘螤罴俺叽?垂直溜井?dāng)嗝嫘螤钣袌A形、方形、矩形。由于圓形斷面穩(wěn)固性好，受力均勻、斷面利用率高，礦石對(duì)溜井壁磨損較小而且均勻，因此在生產(chǎn)中應(yīng)用很多。2.溜井深度 溜井越深，則礦石對(duì)溜井沖擊磨損越嚴(yán)重，因此，在這種情況下，溜井不宜太長(zhǎng)。國(guó)外最深600多米，國(guó)內(nèi)300多米，一般在60250米，斜溜井長(zhǎng)度一般在100

31、250米。第二節(jié) 井 底 車(chē) 場(chǎng)一、豎井井底車(chē)場(chǎng)二、斜井井底車(chē)場(chǎng)第六章 開(kāi) 拓 方 案 的 選 擇第一節(jié) 開(kāi)拓方案的選擇一、對(duì)開(kāi)拓方案的基本要求1.確保開(kāi)采工作安全；2.滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所規(guī)定的礦山生產(chǎn)能力，并顧及到礦山發(fā)展的遠(yuǎn)景；3.滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中所規(guī)定的礦山投產(chǎn)與達(dá)產(chǎn)的時(shí)間要求；4.符合當(dāng)前礦山建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；5.所獲取良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果；6.所需使用的設(shè)備和材料能保證供應(yīng)。二、擬定方案，需要考慮的因素 1.地質(zhì)條件：包括礦床的賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、礦石與圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)、礦床勘探程度、礦石儲(chǔ)量以及水文地質(zhì)條件等；2.地表地形條件：礦床附近的地形及其變化情況，地面的河流、水系、建筑物、

32、鐵路干線，農(nóng)田及森林等情況；3.氣象及工程地質(zhì)資料：降雨量、主導(dǎo)風(fēng)向、洪水位、雪崩、滑坡與土壤抗壓強(qiáng)度等；4.開(kāi)采的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件：設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力、開(kāi)采深度、投產(chǎn)與達(dá)產(chǎn)時(shí)間、設(shè)備供應(yīng)情況、外部運(yùn)輸條件、投產(chǎn)指標(biāo)、施工與管理力量，以及水源、電源情況等?；窘ㄔO(shè)投資費(fèi)用包括以下幾項(xiàng)：井巷工程費(fèi)：包括主井、副井、通風(fēng)井、溜礦井、充填井、平硐、石門(mén)、井底車(chē)場(chǎng)及各種主要硐室等的工程費(fèi)用。地面建筑物、構(gòu)筑物費(fèi)用、包括井架、礦倉(cāng)、內(nèi)部運(yùn)輸線路、橋梁、工業(yè)用房等。設(shè)備費(fèi)用：設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、設(shè)備運(yùn)輸費(fèi)、設(shè)備安裝費(fèi)。其它費(fèi)用：房屋的拆遷費(fèi)、土地購(gòu)置費(fèi)、改地造田和青苗賠償費(fèi)。輔助專業(yè)工程的投資費(fèi)用：供電、供水。第七章 采

33、切工程與采切方法一、采準(zhǔn)巷道的種類采準(zhǔn)的目的是在開(kāi)拓巷道的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同采礦方法的要求，形成礦塊的礦石運(yùn)輸、人員進(jìn)出、通風(fēng)、排水及設(shè)備材料運(yùn)輸?shù)韧?。采?zhǔn)巷道包括階段運(yùn)輸平巷與橫巷、通風(fēng)平巷與天井、人行天井、設(shè)備材料天井、聯(lián)絡(luò)道、鑿巖巷道、切割天井、拉底巷道、電耙巷道、漏斗頸及放礦溜井等。二、脈內(nèi)采準(zhǔn)與脈外采準(zhǔn)脈內(nèi)采準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）巷道可起到探礦作用；（2）在掘進(jìn)時(shí)可得到副產(chǎn)礦石；（3）疏水效果好。缺點(diǎn)是：（1）當(dāng)?shù)V體不厚且變化較大時(shí)，巷道難于保持平直，不利于鋪軌與運(yùn)輸；（2）若礦石不夠穩(wěn)固，則巷道維護(hù)工作量大。脈外采準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)是;(1)可使礦柱量達(dá)到最小，且可及時(shí)回采，因而礦石損失?。唬?

34、）巷道維護(hù)費(fèi)用低；（3）易于保持巷道平直，有利運(yùn)輸；（4）通風(fēng)條件好，比較可靠；（5）開(kāi)采有自燃性礦石時(shí)，易于封閉火區(qū)；（6）用前進(jìn)式或后退式開(kāi)采井田，均有良好的條件；（7）可以加大階段高度。它的缺點(diǎn)是：（1）掘進(jìn)費(fèi)用大；（2）礦床疏干效果較差。脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道可分為上盤(pán)脈內(nèi)、下盤(pán)脈內(nèi)與礦體中央三種位置。三、階段運(yùn)輸巷道布置形式的選擇階段運(yùn)輸巷道的布置，必須根據(jù)礦山的具體情況，進(jìn)行多方案比較確定。所選定的布置形式要與礦山的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，并符合安全生產(chǎn)，工程量小及生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效果好等要求。影響階段運(yùn)輸巷道布置的因素有; 1.所用的采礦方法、采場(chǎng)布置和采場(chǎng)生產(chǎn)能力等。如采用崩落采礦法，應(yīng)有脈外巷道，而其

35、它方法則不盡然。 2.階段運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸方法，運(yùn)輸條件及所需具備的運(yùn)輸能力。若階段產(chǎn)量很大，宜采用環(huán)形布置或雙機(jī)牽引盡頭式布置；階段產(chǎn)量較小時(shí)，可采用沿脈錯(cuò)車(chē)道布置。3.用水量大小，井下涌水量大、泥漿多的礦山，放礦溜井的裝礦口應(yīng)盡量布置在橫巷內(nèi)，以減少主要運(yùn)輸平巷受泥漿的影響。4.巷道服務(wù)年限，下盤(pán)運(yùn)輸平巷兼作下階段回風(fēng)巷道時(shí)，必須使其期間不受破壞。巷道位置應(yīng)根據(jù)下部生產(chǎn)階段下盤(pán)巖石崩落確定，并應(yīng)距崩落界限有一定的距離。四、階段運(yùn)輸巷道的布置形式1.沿脈單軌有錯(cuò)車(chē)道的平巷布置，這種形式適用于小型礦山。在礦脈規(guī)整，采用充填采礦法或因礦體薄而不回收階段礦柱的情況下，采用脈內(nèi)布置；當(dāng)?shù)V體變化大，礦柱

36、需要回收時(shí)，采用脈外布置，或者根據(jù)礦體變化情況，采用脈內(nèi)聯(lián)合布置。2.穿脈及沿脈盡頭式布置，這種形式適用于大中型礦山，特別是對(duì)雙機(jī)牽引運(yùn)輸?shù)牡V山最有利。礦體不規(guī)則時(shí)，用沿脈布置較穿脈布置工程量小，但若礦體不夠穩(wěn)固時(shí)，巷道難于維護(hù)。3.脈內(nèi)外環(huán)形布置 該布置形式適用于厚大礦體，或多條平行礦脈，生產(chǎn)能力大的礦山。一般采用單軌環(huán)形布置，當(dāng)生產(chǎn)能力很大時(shí)，可采用雙軌環(huán)形布置。4.脈外環(huán)形布置 環(huán)形巷道全部位于脈外。這種形式適用于中厚礦體，采場(chǎng)溜井布置在靠近下盤(pán)的沿脈巷道內(nèi)，環(huán)形道間距可增加到200米以上。5.無(wú)軌裝運(yùn)設(shè)備運(yùn)輸巷道布置 采用無(wú)軌裝運(yùn)設(shè)備時(shí)，裝礦短巷底板與運(yùn)輸水平底板標(biāo)高相同，崩落的礦石直

37、接落到裝礦短巷底板上，無(wú)軌裝運(yùn)設(shè)備將礦石自裝、自運(yùn)、自卸倒入溜礦井中。根據(jù)礦體厚度等條件的不同，裝礦短巷可垂直于礦體走向布置，亦可沿走向布置。穿脈運(yùn)輸巷道兩側(cè)均設(shè)有交錯(cuò)布置的裝礦短巷，裝礦短巷間距15米，巷道斷面規(guī)格取決于所用無(wú)軌設(shè)備規(guī)格。當(dāng)采用sa-4a鏟運(yùn)機(jī)時(shí)，運(yùn)輸巷道斷面為43米。第二節(jié) 天井與斜巷的布置回采工作面水平與下部運(yùn)輸水平及上部回風(fēng)水平的聯(lián)系，主要依靠天井和斜巷。若它們是為整個(gè)階段服務(wù)的，則屬于開(kāi)拓巷道；如果他們只為一個(gè)或幾個(gè)礦塊服務(wù)，則屬于采準(zhǔn)巷道，在無(wú)軌設(shè)備廣泛使用之前，回采工作面與階段上下水平之間，主要依靠天井聯(lián)系；無(wú)軌設(shè)備廣泛使用之后，斜巷的使用日益廣泛。一、天井的用途

38、天井的用途很多，如劃分開(kāi)采單元，形成運(yùn)輸平巷與回采工作面間的通路，運(yùn)送材料設(shè)備及充填料，為開(kāi)切槽創(chuàng)造自由面以及從天井掘進(jìn)分段巷道，分層巷道和鑿巖硐室等。天井有傾斜的與垂直的，垂直天井溜礦條件好，支柱磨損小，可采用高效率和高速度的吊罐法及鉆進(jìn)法掘進(jìn)。但它只有在厚大礦體或垂直礦體中才便于采用。二、對(duì)天井布置的要求1.保證安全，與回采工作面聯(lián)系方便；2.具有良好的通風(fēng)條件；3.便與礦石下放和材料、設(shè)備運(yùn)入工作面；4.利于其它采切巷道的掘進(jìn)，巷道工程量小，維修費(fèi)用低；5.與所用的采礦方法相適應(yīng)。三、斜巷采準(zhǔn)第三節(jié) 采切比與采掘比的計(jì)算一、計(jì)算的目的與原則為落實(shí)“采掘并舉，掘進(jìn)先行”的礦山生產(chǎn)技術(shù)方針，

39、保持三級(jí)礦量平衡，使礦山持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)與高產(chǎn)，必須明確每年所需掘進(jìn)采切巷道的總進(jìn)遲，并以此為基礎(chǔ)求算工作面數(shù)以及所需人員與設(shè)備數(shù)目。礦山每年回采礦量一般由礦房回采礦量、礦柱回采礦量以及采切工程副產(chǎn)礦量三部分組成。將每年采切總進(jìn)遲中脈內(nèi)與脈外部分區(qū)分開(kāi)，即可求出每年采切工程的副產(chǎn)礦石量及采切廢石量。采切工程量的大小是評(píng)價(jià)采礦方法的重要指標(biāo)之一，因此按統(tǒng)一方法計(jì)算采切工程量，對(duì)評(píng)價(jià)采礦方法也是很必要的。國(guó)內(nèi)外金屬礦山，一般用萬(wàn)噸采切比或千噸采切比來(lái)表示采切工程量的大小。萬(wàn)噸采切比系數(shù)指每回采出一萬(wàn)噸礦石所平均分?jǐn)傂枰蜻M(jìn)的采切巷道的米數(shù)或立方米數(shù)，其單位是米/萬(wàn)噸。因此切巷道斷面大小不同，所以只按米數(shù)統(tǒng)

40、計(jì)掘進(jìn)工程量，往往不能充分反應(yīng)實(shí)際情況。為此，計(jì)算采切比時(shí)需統(tǒng)計(jì)出實(shí)際掘進(jìn)立方米數(shù)，可按22的標(biāo)準(zhǔn)斷面折算成標(biāo)準(zhǔn)掘進(jìn)米數(shù)，以此計(jì)算萬(wàn)噸采切比。第八章 回采的主要生產(chǎn)工藝回采的主要生產(chǎn)工藝有落礦、礦石運(yùn)搬與地壓管理三項(xiàng)。落礦又稱為崩礦，是將礦石從礦體上分離下來(lái)，并破碎完成一定的塊度；運(yùn)搬是將礦石從落礦地點(diǎn)運(yùn)到溜礦井或直接裝入運(yùn)輸設(shè)備，地壓管理是為了采礦而抵抗或利用地壓所采取的相應(yīng)措施。通常，各種采礦方法均包含這三項(xiàng)工藝，但因礦石性質(zhì)、所用設(shè)備及采礦方法結(jié)構(gòu)等不同，這些工藝的特點(diǎn)并非完全相同。第一節(jié) 落 礦一、概述目前廣泛應(yīng)用的落礦方法是鑿巖爆破，其又可分為淺孔、中深孔、深孔及藥室落礦。評(píng)價(jià)落礦的

41、主要指標(biāo)是：、1.鑿巖工勞動(dòng)生產(chǎn)率，米/工班；2.每米炮孔落礦量，噸/米3.大塊產(chǎn)出率，。 影響落礦工作量的因素很多，通常有：（1）礦石的堅(jiān)固性；（2）礦石裂隙發(fā)育程度；（3）工作面寬度；（4）自由面數(shù)目。二、淺孔溜礦法淺孔一般是采用輕型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)開(kāi)鑿。礦石較軟時(shí)，可用電鉆鉆孔，或用風(fēng)鎬直接落礦而無(wú)需爆破。三、深孔落礦（15米以上）深孔落礦主要用于階段礦房法、深孔溜礦法、有底柱分段崩落法和階段強(qiáng)制崩落法等采礦方法，以及礦柱回采與采空區(qū)處理。1.深孔的布置形式 按方向分為水平的、垂直的與傾斜的；按其在爆破層中的排列，可分為平行的、扇形的與束狀的。深孔平行布置，平行深孔落礦，大塊產(chǎn)出率低，每米孔的

42、落礦量大，落礦范圍規(guī)則。當(dāng)?shù)V石堅(jiān)固性大，鑿巖臺(tái)班效率低于46米時(shí)，采用平行布置有利。平行深孔的缺點(diǎn)是需要掘進(jìn)大量的鑿巖巷道，而且鉆機(jī)移動(dòng)頻繁。深孔扇形布置，采用水平扇形深孔落礦，要從天井掘進(jìn)專用鑿巖硐室，其規(guī)格一般為：高2.5米，長(zhǎng)34米，寬2.5米。采用垂直扇形深孔，要掘進(jìn)鑿巖巷道。扇形布置的采切工作量小，鉆機(jī)移動(dòng)次數(shù)少。其最大的缺點(diǎn)是炮孔總長(zhǎng)度大，較平行布置增加5060.目前我國(guó)金屬礦山廣泛采用扇形布置，主要是為了減少鑿巖巷道工程。每一鑿巖硐室可鉆三排孔，第一排仰角58，第二排仰角1015，第三排仰角5060。每一鑿巖硐室擔(dān)負(fù)的爆破層厚度為68米。爆破參數(shù) 釬頭直徑一般為80120毫米，主

43、要用95105毫米。四、藥室落礦藥室爆破的最小抵抗線等于1015米。由于藥室落礦需要的巷道工程量大，容易產(chǎn)生大塊，以此很少用于正常的礦房或礦柱回采，一般用于處理采空區(qū)。六、礦石的合格塊度及二次破碎深孔落礦大塊產(chǎn)出率高的原因 當(dāng)?shù)V巖條件一定時(shí)，影響大塊產(chǎn)出率的因素主要是爆破參數(shù)和施工質(zhì)量。根據(jù)礦山實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，造成大塊產(chǎn)出率高的原因有：1.最小抵抗線或孔底距過(guò)大，致使單位炸藥消耗量的大小；2.炮孔較深，相應(yīng)地，扇形孔孔底距離太大，該處孔徑又最小，因而藥量不足；3.裝藥密度過(guò)小，通常要求裝藥密度為1克/立方厘米，而目前人工裝藥密度僅達(dá)0.6克/立方厘米。4.用水平深孔落礦，因自由空間較大，礦石重力與爆

44、力作用方向一致向下，崩落礦石未充分受到爆破能的作用；5.深孔偏斜，改變了設(shè)計(jì)的爆破參數(shù)；6.由于炮孔嚴(yán)重變形、錯(cuò)位、彎曲、以及落渣堵孔等，致使裝藥量嚴(yán)重不足；7.在節(jié)理裂隙發(fā)育的礦體中，用秒差電雷管起爆時(shí)，可能落帶相鄰炮孔的藥包，使之拒爆。第二節(jié) 礦 石 運(yùn) 搬一、概述運(yùn)搬與運(yùn)輸?shù)母拍詈腿蝿?wù)不同，運(yùn)輸是指在階段運(yùn)輸平巷中的礦石移運(yùn)，而運(yùn)搬則是指將礦石從落礦地點(diǎn)運(yùn)送到運(yùn)輸巷道裝在處。礦石的運(yùn)搬方法分為：重力運(yùn)搬、爆力運(yùn)搬、機(jī)械運(yùn)搬、人力運(yùn)搬以及聯(lián)合運(yùn)搬等。二、機(jī)械運(yùn)搬1.電耙設(shè)備：常用的電耙絞車(chē)有7、14、28、30和55千瓦的；2.輪軌式風(fēng)動(dòng)或柴油裝運(yùn)機(jī)；3.鏟斗容積為1.2m和2m的柴油鏟運(yùn)

45、機(jī)；4.電動(dòng)自行礦車(chē)；5. 輪軌式風(fēng)動(dòng)或風(fēng)動(dòng)單斗裝巖機(jī)；6.振動(dòng)放礦機(jī)械；7.載重25噸以內(nèi)的井下汽車(chē)。第三節(jié) 礦塊的底部結(jié)構(gòu)一、格篩巷道底部結(jié)構(gòu)兩個(gè)相鄰受礦喇叭口的中心距為57米，它決定著每格喇叭口的受礦面積。對(duì)房式采礦法，每個(gè)喇叭口負(fù)擔(dān)的受礦面積為3050，喇叭口斜面傾角為4555；對(duì)崩落采礦法，負(fù)擔(dān)面積為2040，斜面傾角為6070。二、電耙巷道底部結(jié)構(gòu)1.電耙巷道底部結(jié)構(gòu)的種類 電耙巷道底部結(jié)構(gòu)，是我國(guó)目前使用最廣的一種底部結(jié)構(gòu)。按漏斗排數(shù)及其與電耙巷道的位置關(guān)系，可分為單側(cè)電耙巷道和雙側(cè)電耙巷道兩種。電耙巷道的方向與運(yùn)輸平巷的方向之間可以平行、垂直或斜交。電耙巷道的底板通常高于運(yùn)輸巷

46、道的頂板，使溜礦小井內(nèi)貯存的礦石量能滿足一列礦車(chē)的需要，以免耙礦與運(yùn)輸相互影響。2.電耙巷道底部結(jié)構(gòu)的參數(shù)（1）受礦部分高度：電耙巷道水平至拉底水平之間的垂直高度，稱受礦部分高或上底柱高。(2)斗穿間距：一般為57米，若太小將削弱底部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。（3）受礦坡面角：采用房式采礦法時(shí)為4555，采用崩落采礦方法時(shí)為6070。（4）斗頸軸線與耙巷中心線間的水平距離;其大小影響到桃形礦柱的穩(wěn)固性、耙巷內(nèi)礦堆高度及耙礦效率等，一般為2.54米。3.對(duì)不同電耙巷道底部結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)（1）墊溝受礦與喇叭口受礦的比較，墊溝受礦四部結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：將擴(kuò)溝、拉底和落礦工序合一，簡(jiǎn)化了回采工藝，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；在鑿巖巷

47、道內(nèi)鑿巖，施工安全，易于保證施工質(zhì)量，免除了較復(fù)雜的擴(kuò)喇叭口工作；底柱雖然礦量較大，但其形狀規(guī)整，較易回采。三、裝載設(shè)備出礦底部結(jié)構(gòu)這種底部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，礦石借重力下落到運(yùn)輸平巷水平，用裝在設(shè)備裝入礦車(chē)，二次破碎就在裝載地點(diǎn)進(jìn)行。裝載設(shè)備有兩類，一類是振動(dòng)放礦機(jī)，另一類是一般裝巖機(jī)。礦車(chē)可以是軌輪式，也可以是無(wú)軌自行式。四、裝運(yùn)機(jī)出礦平底底部結(jié)構(gòu) 裝運(yùn)機(jī)是一種能完成裝、運(yùn)、卸、全部作業(yè)的設(shè)備，它裝載礦石后，自行至卸載地點(diǎn)，使之卸入溜井或其它運(yùn)輸容器，裝運(yùn)機(jī)能綜合實(shí)現(xiàn)裝、運(yùn)、卸作業(yè)，又能輪胎行走，其出礦能力較裝巖機(jī)大，而且運(yùn)搬距離可達(dá)數(shù)百米。特別是新型的柴油驅(qū)動(dòng)，液壓傳動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，可顯著提高出礦勞

48、動(dòng)生產(chǎn)率。五、底部結(jié)構(gòu)的選擇1.對(duì)底部結(jié)構(gòu)的要求 （1）能適應(yīng)采礦方法和放礦特點(diǎn)的要求； （2）要堅(jiān)固，能經(jīng)受落礦和二次爆破的沖擊和放礦地壓變化； （3）底柱礦量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，巷道工程量少；（4）放礦能力大；（5）作業(yè)安全：（6）施工方便、條件好。2.底部結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向是：采用振動(dòng)放礦底部結(jié)構(gòu)；采用無(wú)軌設(shè)備平底底部結(jié)構(gòu)。第四節(jié) 采場(chǎng)地壓管理一、概述巖體內(nèi)的應(yīng)力場(chǎng)分為兩種情況：在未開(kāi)挖出空間之前，巖體內(nèi)存在的應(yīng)力場(chǎng)，稱為原巖應(yīng)力場(chǎng)或一次應(yīng)力場(chǎng)；空間開(kāi)挖后巖體內(nèi)形成的新應(yīng)力場(chǎng)，稱為次生應(yīng)力場(chǎng)或二次應(yīng)力場(chǎng)。在巖體中開(kāi)挖采礦空間，破壞了巖體的原始平衡狀態(tài)，產(chǎn)生次生應(yīng)力場(chǎng)，造成應(yīng)力降低區(qū)和應(yīng)力升高區(qū)，形

49、成集中應(yīng)力。地壓管理的方法有：（1）使采礦空間具有周?chē)鷳?yīng)力最小的幾何形狀；（2）用礦柱、充填體、支柱或聯(lián)合法支撐采礦空間；（3）崩落圍巖，使采礦空間一些部位的應(yīng)力重新分布和降低；（4）使礦體暴露面達(dá)到自然崩落所需的尺寸。二、原巖應(yīng)力場(chǎng)的組成1.巖體自重應(yīng)力場(chǎng)2.地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng) 在地殼中長(zhǎng)期存在著一種促進(jìn)地殼運(yùn)動(dòng)發(fā)生發(fā)展的內(nèi)在力量，稱為地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力。當(dāng)?shù)刭|(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)已經(jīng)結(jié)束時(shí)，原來(lái)存在于巖體中的地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力，因長(zhǎng)期應(yīng)力松弛作用，已大為降低，稱為地質(zhì)構(gòu)造殘余應(yīng)力。一般對(duì)上述兩種情況不加區(qū)別，統(tǒng)稱為地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)。構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)中最大、最小主應(yīng)力方向和數(shù)值，只有通過(guò)巖體應(yīng)力測(cè)量才能得出，而一般地質(zhì)力學(xué)分析

50、，只能大致定性，不能定量。三、巖體次生應(yīng)力場(chǎng)采礦空間開(kāi)挖后，垂直采礦空間上下邊界的應(yīng)力為零，因此，在采礦空間頂板內(nèi)某一部分巖體的次要垂直應(yīng)力較原始應(yīng)力低，該區(qū)稱為應(yīng)力降低區(qū)；采礦空間兩幫支撐了頂板內(nèi)部分巖體重量，從而使垂直應(yīng)力增高，稱為應(yīng)力升高區(qū)。四、圓形斷面采礦空間圍巖次生應(yīng)力場(chǎng)如果采礦空間為圓形，直徑大于23米，距地表深度大于100米，巖體受二向均布載荷，則利用彈性力學(xué)理論可算出圍巖次生應(yīng)力場(chǎng)各店的應(yīng)力；若采礦空間距地表僅1520米，則可用光彈性試驗(yàn)解算。巖石的抗拉強(qiáng)度最低，一般比抗壓強(qiáng)度小810倍，因此采礦空間周?chē)鞈?yīng)力，則空間不穩(wěn)固，易于冒頂片幫。目前，尚難以采取某種技術(shù)措施來(lái)改變?cè)?/p>

51、巖應(yīng)力場(chǎng)。四、矩形斷面采場(chǎng)空間圍巖次生應(yīng)力場(chǎng)五、礦柱支撐水平、緩傾斜采礦空間地壓管理 1.概念 在開(kāi)采礦體時(shí)，留下一部分暫時(shí)或永久不采，用以支撐采礦空間，這部分未采礦體稱為礦柱。用留礦柱支撐采礦空間的方法進(jìn)行地壓管理稱為礦柱支撐地壓管理法。開(kāi)采水平或緩傾斜礦體所留的礦柱常見(jiàn)的兩種形式：不連續(xù)的方柱或圓柱；連續(xù)條帶礦柱。柱狀礦柱直徑一般為35米，條帶礦柱寬可達(dá)1020米。兩排礦柱之間的空間稱為礦房，而礦房之間的礦柱也可稱為房間礦柱。2.礦房極限跨度與自然平衡拱的高度3.水平或緩傾斜礦體房間礦柱強(qiáng)度計(jì)算在水平或傾角小于2030礦體中，連續(xù)條帶礦柱的受力狀態(tài)可作平面問(wèn)題處理。4.礦柱高度和礦體傾角對(duì)

52、礦柱應(yīng)力的影響礦柱高度對(duì)礦柱應(yīng)力的影響 在光彈性試驗(yàn)中，礦柱高度增加12倍而礦柱中應(yīng)力無(wú)變化，條紋級(jí)數(shù)均等于4.礦體的傾角對(duì)礦柱應(yīng)力的影響 應(yīng)力隨礦體傾角加大而降低。六、礦柱支撐急傾斜礦體采礦空間圍巖與間柱強(qiáng)度計(jì)算1.急傾斜礦體中的礦柱概念2.周邊礦柱各部位的承載能力3.間柱強(qiáng)度計(jì)算4.頂柱的厚度 在間柱計(jì)算中已經(jīng)說(shuō)明，來(lái)自采空?qǐng)鲋車(chē)暮奢d，主要由間柱承擔(dān)，因此從結(jié)構(gòu)角度而言，無(wú)需再進(jìn)行頂柱強(qiáng)度計(jì)算。一般當(dāng)?shù)V體厚度等于或大于1520米時(shí)，頂住厚度取810米；當(dāng)?shù)V體厚度小于57米時(shí)，取46米。第五節(jié) 回采的工作循環(huán)及圖表在回采工作面，按照一定順序循環(huán)地重復(fù)完成各項(xiàng)工藝的總和，稱為回采工作循環(huán)。第

53、九章 采礦方法的分類第一節(jié) 采礦方法的基本概念在劃分與布置礦塊時(shí)，要根據(jù)礦體厚度的大小，采用相應(yīng)的方式，借以將礦塊在開(kāi)采中的暴露面積控制在與礦石穩(wěn)固性相關(guān)的允許范圍之內(nèi)，從而利于頂板管理和生產(chǎn)的正常順利的進(jìn)行。礦塊劃分成礦房與礦柱時(shí)，礦柱的尺寸要視礦石與圍擊的穩(wěn)固程度及采空區(qū)的地壓管理方法而定。具體說(shuō)來(lái)，采準(zhǔn)、切割工作在時(shí)間與空間上進(jìn)行的順序以及與回采工作的有機(jī)配合就叫做采礦方法。在采礦方法中，回采工作居于很重要的地位。完成回來(lái)的落礦、礦石運(yùn)搬和地壓管理在采礦方法中，回采工作居于很重要的地位。完成回采的落礦、礦石運(yùn)搬和地壓管理三項(xiàng)主要作業(yè)的具體工藝，以及它們相互之間在時(shí)間與空間上的配合關(guān)系，稱

54、為回采方法第二節(jié) 采礦方法的分類根據(jù)回來(lái)過(guò)程中采區(qū)地壓管理方法的不同，可將現(xiàn)存所有采礦方法分為以下五類；第一類 空?qǐng)霾傻V法：在回來(lái)過(guò)程中，采空區(qū)始終空著，主要依靠暫留的或永久殘留的礦柱進(jìn)行自然支撐，有時(shí)輔以人工礦柱支撐。使用這類采礦方法，最基本的條仍：是礦石與圍巖均為很穩(wěn)固的。第二類 留礦采礦法：在回采過(guò)程中，于采空區(qū)內(nèi)暫時(shí)存留部分采下礦石不予放出，借以配合礦柱支撐采空區(qū)。使用這類采礦方法要求礦石穩(wěn)因而圍巖在中等穩(wěn)固以上為宜第三類 充填采礦法：在回采過(guò)程中，采空區(qū)依靠充填其內(nèi)的充填料形成的充填體支撐。由于這類采礦方法通常較前兩類采礦方法能更有效地維護(hù)采空區(qū)，故對(duì)圍巖的穩(wěn)固程度要求不嚴(yán)，但礦石應(yīng)

55、較為穩(wěn)固。第四類 支柱及支柱充填采礦法；在回采過(guò)程中，用支核或支柱與充填料相配合支撐采空區(qū)。適于使用這類采礦方法的礦石與固巖的穩(wěn)固程度，與充填采礦法相近。在使用支柱充填采礦法時(shí)，對(duì)礦石與圍巖穩(wěn)固程度的要求低于充填采礦法。第五類 崩落采礦法：它不以支護(hù)采空區(qū)作為回采過(guò)程中管理地壓的基本手段而是在回采過(guò)程中，隨著礦石的崩落而同時(shí)崩落其圍巖，或者滯后崩落上盤(pán)圍巖，使崩落后碎脹的圍巖將采空區(qū)連同圍巖崩落空間一并充滿，從而達(dá)到控制和管理地壓之目的。很顯然，礦體的圍巖不穩(wěn)固是使用這類采礦方法的有利條件。采用空?qǐng)霾傻V法，必須正確地確定礦塊的結(jié)構(gòu)尺寸和回采順序，以利于地壓管理和安全生產(chǎn)。第十章 空?qǐng)霾傻V法空?qǐng)霾傻V法分為：(1)全面采礦法；(2)房柱采礦法；(3)分段采礦法；(4)階段礦房采礦法。第一節(jié) 房柱采礦法房柱采礦法是一種主要用于開(kāi)采緩傾斜和水平礦床的空?qǐng)霾傻V法。它的特點(diǎn)是：在劃分礦塊的基礎(chǔ)上，礦房與礦柱相互交錯(cuò)布置，回采礦方時(shí)要留下規(guī)則的不連續(xù)的帶狀礦柱，借以支撐采空區(qū)的頂板圍巖；當(dāng)開(kāi)采緩傾斜礦體時(shí)，礦房回采通常是自下而上逆傾斜推進(jìn)，而開(kāi)采水平礦床時(shí)，礦房回采由其一側(cè)向另一側(cè)推進(jìn)，采下的礦石，利用電耙、裝巖機(jī)、礦車(chē)及其它裝運(yùn)設(shè)備運(yùn)搬出采場(chǎng)。1.構(gòu)成要素(1)階段斜長(zhǎng)即礦房長(zhǎng)度：由礦房頂板最大允許暴露面積和電耙有效耙運(yùn)距離而定，一般不應(yīng)大于4060米；（2）礦房寬度：主要取決于頂