金屬礦床地下開(kāi)采——礦床開(kāi)拓方法設(shè)計(jì)（完整版）

1、2 2 主 要 內(nèi) 容礦山開(kāi)拓設(shè)計(jì)開(kāi)拓方案開(kāi)拓方案基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)礦山基本情況礦山基本情況3 3 某金礦礦體埋藏深度某金礦礦體埋藏深度500m500m，走向，走向2020，傾向，傾向110110，礦體的，礦體的傾角約為傾角約為2525，礦體的平均厚度，礦體的平均厚度20m20m，屬于緩傾斜厚礦體。地表，屬于緩傾斜厚礦體。地表到地下到地下-200m-200m巖層屬于第四紀(jì)表土，巖層屬于第四紀(jì)表土，-200-400m-200-400m巖層屬于中等穩(wěn)巖層屬于中等穩(wěn)固片巖，固片巖，-400-600m-400-600m巖層屬于穩(wěn)固片巖。由于礦區(qū)內(nèi)巖性較簡(jiǎn)單巖層屬于穩(wěn)固片巖。由于礦區(qū)內(nèi)巖性較簡(jiǎn)單，巖石較完

2、整，不易破碎，因此礦區(qū)礦石和圍巖穩(wěn)固性均很好。，巖石較完整，不易破碎，因此礦區(qū)礦石和圍巖穩(wěn)固性均很好。礦山基本情況4 4 本次設(shè)計(jì)礦體控制的走向長(zhǎng)度約為本次設(shè)計(jì)礦體控制的走向長(zhǎng)度約為230230米，走米，走向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，連續(xù)性好；礦體平均厚度為向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，連續(xù)性好；礦體平均厚度為2 20 0米，平米，平均傾角均傾角2525，為緩傾斜厚礦體，礦石儲(chǔ)量為，為緩傾斜厚礦體，礦石儲(chǔ)量為2 27 75.655.65萬(wàn)噸，屬于中小型貴重有色金屬礦山。設(shè)計(jì)要求為萬(wàn)噸，屬于中小型貴重有色金屬礦山。設(shè)計(jì)要求為年生產(chǎn)能力年生產(chǎn)能力2020萬(wàn)噸，礦山合理服務(wù)年限符合不低于萬(wàn)噸，礦山合理服務(wù)年限符合不低于1010年的要

3、求，因此把礦體劃分為一個(gè)井田開(kāi)采是可年的要求，因此把礦體劃分為一個(gè)井田開(kāi)采是可行的。用一個(gè)井田開(kāi)采還有許多優(yōu)越性：人員、材行的。用一個(gè)井田開(kāi)采還有許多優(yōu)越性：人員、材料、設(shè)備、礦石的運(yùn)輸方便，管理方便且集中，可料、設(shè)備、礦石的運(yùn)輸方便，管理方便且集中，可減少非井下生產(chǎn)人員，管理費(fèi)用低，在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)越減少非井下生產(chǎn)人員，管理費(fèi)用低，在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)越。綜上所述：設(shè)計(jì)將礦體劃分為一個(gè)井田開(kāi)拓。綜上所述：設(shè)計(jì)將礦體劃分為一個(gè)井田開(kāi)拓。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5 5 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)該礦山工作制度采用連續(xù)工作制度設(shè)計(jì)該礦山工作制度采用連續(xù)工作制度，礦山年工作日為，礦山年工作日為330330天，采用天，采用“三八制三八制”，即每

4、天三班，每班工作即每天三班，每班工作8 8小時(shí)的工作制度。勞小時(shí)的工作制度。勞動(dòng)強(qiáng)度適中，便于施工組織管理。動(dòng)強(qiáng)度適中，便于施工組織管理。6 6 1 1）按技術(shù)可能性驗(yàn)證礦山企業(yè)年生產(chǎn)能力）按技術(shù)可能性驗(yàn)證礦山企業(yè)年生產(chǎn)能力基礎(chǔ)設(shè)計(jì)7 7 2 2）按經(jīng)濟(jì)合理性驗(yàn)證年生產(chǎn)能力）按經(jīng)濟(jì)合理性驗(yàn)證年生產(chǎn)能力基礎(chǔ)設(shè)計(jì)8 8 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為了使地面建筑物以及主要開(kāi)拓巷道不受地下為了使地面建筑物以及主要開(kāi)拓巷道不受地下開(kāi)采而引起地表移動(dòng)的影響，須圈定地表移動(dòng)帶。開(kāi)采而引起地表移動(dòng)的影響，須圈定地表移動(dòng)帶。9 9 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)10 10 開(kāi)拓方案初選（1 1）地表地形是確定井巷開(kāi)拓的重要條件。）地表地形是確定井巷開(kāi)

5、拓的重要條件。（2 2）礦床傾角。）礦床傾角。（3 3）礦體傾角、厚度、埋藏深度等決定礦山開(kāi)采深度）礦體傾角、厚度、埋藏深度等決定礦山開(kāi)采深度和巖石移動(dòng)范圍，進(jìn)而影響地表建筑物的布置范圍及和巖石移動(dòng)范圍，進(jìn)而影響地表建筑物的布置范圍及主要開(kāi)拓巷道的位置；礦區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)方向大小，直主要開(kāi)拓巷道的位置；礦區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)方向大小，直接影響主要開(kāi)拓井巷的布置和階段劃分。接影響主要開(kāi)拓井巷的布置和階段劃分。（4 4）綜合考慮礦床規(guī)模、礦床開(kāi)采深度、礦床生產(chǎn)能）綜合考慮礦床規(guī)模、礦床開(kāi)采深度、礦床生產(chǎn)能力、巖體的物理力學(xué)性質(zhì)和礦山地表工作場(chǎng)地總平面力、巖體的物理力學(xué)性質(zhì)和礦山地表工作場(chǎng)地總平面布置等因素，統(tǒng)

6、籌考慮力求合理布局。布置等因素，統(tǒng)籌考慮力求合理布局。方案初選影響開(kāi)拓方案井巷類型選擇的主要因素如下：11 11 開(kāi)拓方案礦區(qū)地表較為平坦，無(wú)高山、河流的限制，礦區(qū)地表較為平坦，無(wú)高山、河流的限制，故工業(yè)場(chǎng)地以及井口的位置無(wú)特殊要求，可以故工業(yè)場(chǎng)地以及井口的位置無(wú)特殊要求，可以布置在地表移動(dòng)帶布置在地表移動(dòng)帶20m20m以外礦體的下盤(pán)。以外礦體的下盤(pán)。 考慮礦體賦存條件，以及該礦山為緩傾斜考慮礦體賦存條件，以及該礦山為緩傾斜厚礦體的中小型金礦山，且埋深較深，可以選厚礦體的中小型金礦山，且埋深較深，可以選擇：擇：方案方案A- A- 豎井盲豎井聯(lián)合開(kāi)拓法（中央對(duì)角式豎井盲豎井聯(lián)合開(kāi)拓法（中央對(duì)角式

7、通風(fēng)）通風(fēng)）方案方案B-B-豎井盲斜井聯(lián)合開(kāi)拓法（側(cè)翼對(duì)角式通豎井盲斜井聯(lián)合開(kāi)拓法（側(cè)翼對(duì)角式通風(fēng)）風(fēng)）12 12 豎井盲豎井聯(lián)合開(kāi)拓法 如左圖所示，一般適用于礦體或礦體群傾角較陡，礦體一直向深部延伸，地質(zhì)儲(chǔ)量較豐富的礦山。另外，因豎井或盲豎井的生產(chǎn)能力較大，所以中型或偏大型礦山多用這種方法。 豎井-盲豎井開(kāi)拓方案的優(yōu)點(diǎn)是：井下的 各階段石門(mén)都較短，尤其基建初期石門(mén)較短，因此可節(jié)省初期基建投資，縮短基建期；在深部地質(zhì)資料不清的情況下，建設(shè)上部豎井，當(dāng)深部地質(zhì)資料搞清后，且礦體傾角不變時(shí)，可開(kāi)掘盲豎井；兩端提升能力適當(dāng)，能使礦山保持較長(zhǎng)時(shí)間段的穩(wěn)定生產(chǎn)。 開(kāi)拓方法簡(jiǎn)介 13 13 上部豎井盲斜井

8、聯(lián)合開(kāi)拓法 如左圖所示，當(dāng)上部地質(zhì)資料清楚且礦體產(chǎn)狀為急傾斜，上部采用豎井開(kāi)拓是合理的。一旦得到深部較完善的地質(zhì)資料，且深部礦體傾角變緩，則深部可采用盲斜井開(kāi)拓方案。這樣可使一期工程（上部豎井部分）和深部開(kāi)拓工程（下部盲斜井部分）的工程量得到最大限度壓縮，縮短建設(shè)時(shí)間，使開(kāi)拓方案在經(jīng)濟(jì)上更為合理。 開(kāi)拓方法簡(jiǎn)介 14 14 開(kāi)拓方案15 15 開(kāi)拓方案16 16 對(duì)角式通風(fēng)對(duì)角式通風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)：對(duì)角式通風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：負(fù)壓較小而且穩(wěn)定，漏風(fēng)量較小，通風(fēng)簡(jiǎn)單可優(yōu)點(diǎn)：負(fù)壓較小而且穩(wěn)定，漏風(fēng)量較小，通風(fēng)簡(jiǎn)單可靠而且費(fèi)用低廉；副井可起勘探作用；當(dāng)?shù)叵掳l(fā)生火靠而且費(fèi)用低廉；副井可起勘探作用；當(dāng)?shù)叵掳l(fā)生火

9、災(zāi)、塌落事故時(shí)，地下工作人員較安全；如在井田兩災(zāi)、塌落事故時(shí)，地下工作人員較安全；如在井田兩翼各布置一個(gè)通風(fēng)副井，一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，可利用另翼各布置一個(gè)通風(fēng)副井，一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，可利用另一個(gè)維持通風(fēng)。一個(gè)維持通風(fēng)。缺點(diǎn)：井筒的聯(lián)絡(luò)平巷很長(zhǎng)，這些聯(lián)絡(luò)平巷要在回采缺點(diǎn)：井筒的聯(lián)絡(luò)平巷很長(zhǎng)，這些聯(lián)絡(luò)平巷要在回采工作開(kāi)始之前掘好，故回采工作開(kāi)始較遲；掘兩個(gè)副工作開(kāi)始之前掘好，故回采工作開(kāi)始較遲；掘兩個(gè)副井時(shí)，掘進(jìn)和維持費(fèi)用較大。井時(shí)，掘進(jìn)和維持費(fèi)用較大。17 17 中央式與對(duì)角式通風(fēng)的選取 在金屬礦中，大型礦山可考慮采用中央式布置，在金屬礦中，大型礦山可考慮采用中央式布置，即在礦體中央布置主井和副井，以

10、便利用副井作輔助即在礦體中央布置主井和副井，以便利用副井作輔助提升。提升。 在中小型金屬礦中，一般常用對(duì)角式。因礦體沿在中小型金屬礦中，一般常用對(duì)角式。因礦體沿走向的長(zhǎng)度不大，對(duì)角式的缺點(diǎn)不突出，而對(duì)角式通走向的長(zhǎng)度不大，對(duì)角式的缺點(diǎn)不突出，而對(duì)角式通風(fēng)對(duì)生產(chǎn)有利。風(fēng)對(duì)生產(chǎn)有利。 綜上原因，結(jié)合礦體礦體儲(chǔ)賦條件，方案綜上原因，結(jié)合礦體礦體儲(chǔ)賦條件，方案A A選擇選擇中央對(duì)角式通風(fēng)，方案中央對(duì)角式通風(fēng)，方案B B選擇側(cè)翼對(duì)角式通風(fēng)。選擇側(cè)翼對(duì)角式通風(fēng)。18 18 井底車(chē)場(chǎng)的選擇 礦井生產(chǎn)能力大的應(yīng)選通過(guò)能力大的車(chē)場(chǎng)形式。礦井生產(chǎn)能力大的應(yīng)選通過(guò)能力大的車(chē)場(chǎng)形式。年產(chǎn)量在年產(chǎn)量在3030萬(wàn)噸以上的

11、可采用環(huán)形或折返式車(chē)場(chǎng)；萬(wàn)噸以上的可采用環(huán)形或折返式車(chē)場(chǎng)；10301030萬(wàn)噸的可采用折返式車(chē)場(chǎng)；萬(wàn)噸的可采用折返式車(chē)場(chǎng)；1010萬(wàn)噸以下可采用萬(wàn)噸以下可采用盡頭式車(chē)場(chǎng)，該礦年產(chǎn)約盡頭式車(chē)場(chǎng)，該礦年產(chǎn)約2323萬(wàn)噸，故該礦山選用折返萬(wàn)噸，故該礦山選用折返式井底車(chē)場(chǎng)。式井底車(chē)場(chǎng)。19 19 階段運(yùn)輸巷道形式對(duì)方案對(duì)方案A A來(lái)說(shuō)來(lái)說(shuō)考慮到該礦為小型貴重金屬礦，且年產(chǎn)量較小，對(duì)階段運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸能力要求不是很高，故可采用單一沿脈雙線渡線式巷道布置。 通常服務(wù)年限長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的主要開(kāi)拓巷道斷面形狀以選用拱形（f0= B0/3）為好，根據(jù)巷道年運(yùn)輸量為23萬(wàn)噸，該礦山的服務(wù)年限為數(shù)十年，且為豎井開(kāi)拓，所

12、以巷道斷面選擇三心拱形。對(duì)方案對(duì)方案B B來(lái)說(shuō)來(lái)說(shuō)采用脈外單軌會(huì)讓式由于考慮到地壓管理和工程支護(hù)方面，斜井承受的地壓較大，尤其在礦井較深，服務(wù)年限較長(zhǎng)的條件下，因地壓?jiǎn)栴}突出，故階段運(yùn)輸巷道選擇承壓性能較好，施工比較方便的圓弧拱（f0/B0=1/3）20 20 開(kāi)拓方案的比較和確定開(kāi)拓方案初比開(kāi)拓方案初比 為了確定最合理的開(kāi)拓方式需全面分析論證此兩種方案的技術(shù)特點(diǎn)，分別從井巷工程量大小，施工條件（水文、工程地質(zhì)條件等）方面，對(duì)這兩種開(kāi)拓方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析。由于各個(gè)方案副井位置，斷面大小，長(zhǎng)度幾乎沒(méi)有差別，故可視為相同而不參與比較。21 21 開(kāi)拓方案的比較和確定兩種開(kāi)拓方案技術(shù)特點(diǎn)兩種開(kāi)拓方案技

13、術(shù)特點(diǎn) 明豎井明豎井- -盲豎井聯(lián)合開(kāi)拓盲豎井聯(lián)合開(kāi)拓：該礦體埋深水平在距地表500米，屬深井。應(yīng)優(yōu)先考慮豎井開(kāi)拓，考慮到該礦體的傾角和豎井的深度，為減小階段平巷的距離和避免豎井過(guò)長(zhǎng)對(duì)提升的影響，應(yīng)考慮采用明豎井-盲豎井聯(lián)合開(kāi)拓。豎井豎井- -斜井聯(lián)合開(kāi)拓斜井聯(lián)合開(kāi)拓：膠帶輸送機(jī)斜井開(kāi)拓具有很多優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)膠帶輸送機(jī)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展較快，研究表明：在運(yùn)距5km范圍內(nèi)，運(yùn)量在1000萬(wàn)t內(nèi)，膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸比鐵路或汽車(chē)運(yùn)輸都經(jīng)濟(jì)。高強(qiáng)度膠帶輸送機(jī)的的研制成功使其廣泛應(yīng)用于地下礦山，它具有生產(chǎn)能力大、自動(dòng)化、生產(chǎn)工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，由于該礦體傾角不大，埋藏較深，深部礦體需要盲豎井開(kāi)拓以克服轉(zhuǎn)載次數(shù)多，巷

14、道過(guò)長(zhǎng)的困難。22 22 開(kāi)拓方案的比較和確定井巷工程量大小井巷工程量大小 考慮到開(kāi)拓后期兩方案工程量基本相同，故現(xiàn)在只考慮主、副、斜井和石門(mén)等前期開(kāi)拓工程量。豎井豎井- -盲豎井聯(lián)合開(kāi)拓盲豎井聯(lián)合開(kāi)拓：石門(mén)及穿脈巷道共有5條巷道總長(zhǎng)度為963m，斷面面積為8.29平方米，明豎井長(zhǎng)度為433.19m，副井長(zhǎng)度為1057.06m,盲豎井長(zhǎng)度為100.21m,明豎井?dāng)嗝?5.8m，副井?dāng)嗝?5.8m,盲豎井?dāng)嗝?5.6m豎井豎井- -盲盲斜井聯(lián)合開(kāi)拓斜井聯(lián)合開(kāi)拓：石門(mén)及穿脈等平面開(kāi)拓系統(tǒng)共有4條巷道總長(zhǎng)度為46.79m，斷面面積為9.58m2;斜井長(zhǎng)度為628.89 m，斷面為64.2m2；明豎井273m, 斷面為 5.8m;副井長(zhǎng)度為529.15m2，斷面為 5.6m.23 23 開(kāi)拓方案的比較和確定井巷井巷工程工程造價(jià)對(duì)比造價(jià)對(duì)比 24 24 開(kāi)拓方案的初步比較和確定施工條件（水文、工程地質(zhì)條件等） 各開(kāi)拓方案通風(fēng)、充填等開(kāi)拓系統(tǒng)和副井施工條件及工程量均相同，主要比較豎井、斜井的施工條件。其中豎井施工受自然條件影響小，適應(yīng)性強(qiáng)；斜井位置選擇靈活，延伸容易，施工簡(jiǎn)單安全，工程地質(zhì)條件比豎井要求嚴(yán)格，維護(hù)費(fèi)用高