礦床開采理論與實踐課件-礦床地下開采基本概念

2022/12/201第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)

開采強度和生產(chǎn)能力開采步驟和三級礦量

開采單元劃分及開采順序第二章礦床地下開采基本概念2022/12/181第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)開采強度和開2022/12/202

本章基本內(nèi)容主要介紹礦床回采單元劃分方法，確定回采順序和開采步驟，確定開采強度及礦井生產(chǎn)能力和三級礦量計算方法。2022/12/182本章基本內(nèi)容主要介紹礦床回采單元2022/12/203

礦床的開采強度、開采系數(shù)及礦井生產(chǎn)能力的計算方法。

重點1、熟悉礦田、井田、階段、礦塊、盤區(qū)、采區(qū)的概念。2、掌握階段的確定方法和影響因素。3、掌握礦床的開采順序和步驟。3、熟悉三級礦量的概念與計算方法。4、掌握礦床的開采強度和開采系數(shù)的概念與計算方法。5、掌握礦井生產(chǎn)能力的計算方法。難點2022/12/183礦床的開采強度、開采系數(shù)及礦井生2022/12/204第一節(jié)開采單元的劃分及開采順序※井田的劃分及其范圍，應(yīng)根據(jù)國民經(jīng)濟的需要，礦床的自然條件以及技術(shù)經(jīng)濟的合理性綜合分析來確定。一、礦田和井田礦田：指劃歸一個礦山企業(yè)開采的全部礦床或礦床的一部分。2井田：指在一個礦山企業(yè)中，劃歸一個礦井(坑口)開采的全部礦床或礦床的一部分。2022/12/184第一節(jié)開采單元的劃分及開采順序※井2022/12/205⒈階段在開采緩傾斜、傾斜和急傾斜礦床時，在井田中每隔一定的垂直距離，掘進一條或幾條與走向一致的主要運輸巷道，將井田在垂直方向上劃分為若干礦段。二、階段和礦塊2022/12/185⒈階段二、階段和礦塊2022/12/206⑴階段高度：上下兩個相鄰階段運輸巷道底板之間的垂直距離(圖中的h)。

階段和礦塊的劃分

Ⅰ—已采完階段；Ⅱ—正開采階段；Ⅲ—開拓、采準階段；Ⅳ—開拓階段H—礦體垂直埋藏深度；h—階段高度L—礦體走向長度1—主井；2—石門；3—天井4—排風井；5—階段運輸平巷；6—礦塊⑵影響階段高度的因素：2022/12/186⑴階段高度：階段和礦塊的劃分Ⅰ2022/12/207⒉礦塊礦塊：指在階段中沿走向每隔一定距離將礦體再劃分為獨立的開采單元(圖中6)。

⑶階段高度的確定。階段的合理高度應(yīng)符合下列條件：①噸備采礦量分攤的基建費和經(jīng)營費最?。虎谀芗皶r準備新階段；③作業(yè)的安全性高；④與采用的采礦方法相適應(yīng)；⑤兼顧原有探礦巷道的利用。2022/12/187⒉礦塊⑶階段高度的確定。①噸備2022/12/208⒈盤區(qū)在開采水平和微傾斜礦床時，如果礦床的厚度不超過允許的階段高度，則在井田內(nèi)不再劃分階段。每隔一定距離用運輸巷道劃分井田的開采范圍，如圖所示。

盤區(qū)和采區(qū)劃分

Ⅰ—開拓盤區(qū)；Ⅱ—采準盤區(qū)；Ⅲ—回采盤區(qū)1—主井；2—副井；3—主要運輸巷道；4—盤區(qū)運輸?shù)溃?—采區(qū)運輸巷道；6—采區(qū)；7—切割巷道三、盤區(qū)和采區(qū)2022/12/188⒈盤區(qū)盤區(qū)和采區(qū)劃分Ⅰ—開拓2022/12/209下行式的開采順序：是由上而下逐個階段(或幾個階段)開采。上行式則相反。

⑴前進式開采

⑵后退式開采⑶混合式開采

四、礦床的開采順序⒈井田中階段的開采順序⒉階段中礦塊的開采順序

按開采工作相對于主要開拓巷道(主井、主平硐)的推進方向，階段中礦塊的開采順序可分為三種：2022/12/189下行式的開采順序：是由上而下逐個階段2022/12/2010※雙翼開采(圖a)

※單翼開采(圖b)

※側(cè)翼開采(圖c)

階段中礦塊的開采順序

Ⅰ—前進式開采；Ⅱ—后退式開采；

⒊相鄰礦體的開采順序⑴礦體傾角小于或等干圍巖的移動角時，應(yīng)從上盤向下盤開采(圖a)。

2022/12/1810※雙翼開采(圖a)階段2022/12/2011⑵礦體傾角大于圍巖移動角、兩礦體相距很近時，無論先采那個礦體，都因采空區(qū)圍巖移動而相互影響(圖c)。

相鄰礦體的開采順序

a、b—礦體傾角小于或等于巖石移動角；

c—礦體傾角大于巖石移動角

α—礦體傾角；β—上盤巖石移動角；γ—下盤巖石移動角

Ⅰ、Ⅱ—相鄰兩條礦脈2022/12/1811⑵礦體傾角大于圍巖移動角、兩礦體相2022/12/2012第二節(jié)礦床的開采步驟和三級礦量從地面掘進一系列巷道通達礦體，使地面與地下形成完整的提升、運輸、通風、排水以及動力供應(yīng)等系統(tǒng)，以便把人員、材料、設(shè)備、動力和新鮮空氣送入地下，同時把礦石、廢石、礦坑水、污濁空氣等送到地面。一、礦床開采步驟可分為開拓、采準、切割和回采四個步驟。⒈礦床開拓為此目的而掘進的巷道，稱為開拓巷道。2022/12/1812第二節(jié)礦床的開采步驟和三級礦量2022/12/2013平硐開拓豎井開拓斜井開拓2022/12/1813平硐開拓豎井開拓斜井開拓2022/12/2014⒉礦塊采準和切割

⑴

礦塊的采準工作:在已完成開拓的礦塊中，掘進采準和切割巷道，將階段劃分成礦塊，并在礦塊內(nèi)創(chuàng)造行人、鑿巖、放礦、通風等條件的工作。2022/12/1814⒉礦塊采準和切割⑴礦塊的采準工2022/12/2015⑵

礦塊切割工作:在進行或已完成了采準工作的礦塊里，開辟自由面和自由空間，為大規(guī)?；夭傻V石創(chuàng)造良好的爆破和放礦條件并把漏斗頸擴大成漏斗等工作。

⒊回采工作

在進行或已完成切割工作的礦塊中，進行的大量采礦工作。

※

常用采切系數(shù)和采切工作比重兩項指標衡量采切工程量的大小?！?/p>

采切工作量是比較采礦方法優(yōu)劣的一個重要指標。2022/12/1815⑵礦塊切割工作:在進行或已完成了2022/12/2016⑶地壓管理：對采礦形成的采空區(qū)，引起礦柱和上下盤圍巖發(fā)生變形、破壞、移動等地壓現(xiàn)象，采取技術(shù)措施控制地壓和管理地壓，消除地壓產(chǎn)生的不良影響。

⑴落礦：以切割空間為自由面，借助鑿巖爆破方法來崩落礦石。⑵礦石運搬：指在礦塊內(nèi)把崩下的礦石，運搬到階段運輸巷道，并裝入礦車。2022/12/1816⑶地壓管理：對采礦形成的采⑴落礦：以2022/12/2017二、三級礦量

將生產(chǎn)礦量按開采準備程度劃分為開拓礦量、采準礦量和備采礦量三級，稱為三級儲量。

⒈開拓礦量指凡開掘完成設(shè)計規(guī)定的開拓系統(tǒng)中的井巷，形成完整的提升、運輸、通風、排水系統(tǒng)和采準以前需進行的生產(chǎn)探礦工程，在此范圍內(nèi)所控制的礦量。2022/12/1817二、三級礦量將生產(chǎn)礦量按開2022/12/2018

指在開拓礦量的基礎(chǔ)上，全部完成采礦方法所規(guī)定的采準巷道工程，在此范圍內(nèi)的礦量。※三級礦量是保證礦山正常生產(chǎn)的一項重要指標。

⒉采準礦量⒊備采礦量

指在采準礦量的基礎(chǔ)上，全部完成采礦方法所規(guī)定的切割工程，可以立即進行回采的礦量。2022/12/1818指在開拓礦量的基礎(chǔ)上，全部完成采礦2022/12/2019⒋三級礦量的計算

我國現(xiàn)行規(guī)定三級礦量用生產(chǎn)保有期限來表示。

三級礦量保有期限定額三級礦量類別黑色金屬礦山有色金屬礦山開拓礦量3～5年3年采準礦量1.5～2年1年左右備采礦量6～12個月6個月左右根據(jù)上表所列三級礦量保有期限，可以算出各級礦量。2022/12/1819⒋三級礦量的計算我國現(xiàn)行規(guī)定三級2022/12/2020式中A─礦井年產(chǎn)量(選廠年處理原礦石能力)，t/a；

tk─開拓礦量的保有期限，a；

r─廢石混入率(混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率

K─礦石回收率(采出的純礦石量與工業(yè)儲量之比率)，%。

⑴開拓礦量Qk

Qk=2022/12/1820式中A─礦井年產(chǎn)量(選廠年處理原2022/12/2021

QB=⑵采準礦量QzQz=式中tz──采準礦量的保有期限，年。⑶備采礦量QB式中tB──備采礦量的保有期限，月。2022/12/1821QB=2022/12/2022第三節(jié)開采強度與礦井生產(chǎn)能力

礦床開采強度:指礦床開采的快慢程度。

常用的礦床開采強度指標為回采工作年下降深度和開采系數(shù)。

地下金屬礦山礦床開采年下降深度查表?！鶕?jù)采礦技術(shù)水平、礦床自然條件和礦床可采的技術(shù)經(jīng)濟條件，合理地選取礦床開采年下降深度指標。一、礦床開采強度⒈年下降深度

2022/12/1822第三節(jié)開采強度與礦井生產(chǎn)能力2022/12/2023式中

h──年下降深度，m；

A──礦井生產(chǎn)能力，t／a

S──礦體水平面積，m2；

γ

──礦石體重，t／m’；

r──廢石總混入率，%；

K──礦石總回采率，%；

KH──礦體厚度修正系數(shù)，查表；

Kq──礦體傾角修正系數(shù)，查表；

E──地質(zhì)影響系數(shù)，0.7～1.0。在設(shè)計階段，該指標可作為驗證計算礦山生產(chǎn)能力的方法之一。年下降深度的計算公式如下：

h=

2022/12/1823式中h──年下降深度，m2022/12/2024

⒉開采系數(shù)

用每lm2

礦體的水平面積每年(或月)采掘噸數(shù)。礦山年下降深度隨礦體厚度的減小、傾角的增大及同時開采階段數(shù)增加而增大的。

CK=

2022/12/1824⒉開采系數(shù)礦山年下降深度隨礦2022/12/2025指在正常生產(chǎn)時期，單位時間內(nèi)采出的礦石量。※

礦井生產(chǎn)能力，是礦床開采的主要技術(shù)經(jīng)濟指標之一。

礦井生產(chǎn)能力，是根據(jù)礦床地質(zhì)條件、資源條件、技術(shù)經(jīng)濟條件，綜合分析經(jīng)濟、技術(shù)、安全和時間因素等確定的。它應(yīng)該具體地體現(xiàn)國家的技術(shù)經(jīng)濟政策和最大限度地滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。

二、礦井生產(chǎn)能力

⒈確定礦井生產(chǎn)能力的依據(jù)2022/12/1825指在正常生產(chǎn)時期，單位時間內(nèi)采出的2022/12/2026式中A──礦井生產(chǎn)能力，t／a；

Q──礦床工業(yè)儲量，t；

T──礦井服務(wù)年限，a；

K──礦石總回收率，％；

r──廢石總混入率，％。我國金屬礦山經(jīng)濟上合理的礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限可查閱資料。⒉礦井服務(wù)年限

礦床工業(yè)儲量，礦井生產(chǎn)能力和礦井服務(wù)年限之間，有下列關(guān)系：

A=

2022/12/1826式中A──礦井生產(chǎn)能力，t／a2022/12/2027

礦山規(guī)模黑色金屬礦山生產(chǎn)能力有色金屬礦山生產(chǎn)能力礦井服務(wù)年限大型>100>100>30中型30～10020～100>20小型<30<20>10～15經(jīng)濟上合理的礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)年限2022/12/1827礦山規(guī)模黑色金屬礦山生產(chǎn)能力有2022/12/2028第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)

開采強度和生產(chǎn)能力開采步驟和三級礦量

開采單元劃分及開采順序第二章礦床地下開采基本概念2022/12/181第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)開采強度和開2022/12/2029

本章基本內(nèi)容主要介紹礦床回采單元劃分方法，確定回采順序和開采步驟，確定開采強度及礦井生產(chǎn)能力和三級礦量計算方法。2022/12/182本章基本內(nèi)容主要介紹礦床回采單元2022/12/2030

礦床的開采強度、開采系數(shù)及礦井生產(chǎn)能力的計算方法。

重點1、熟悉礦田、井田、階段、礦塊、盤區(qū)、采區(qū)的概念。2、掌握階段的確定方法和影響因素。3、掌握礦床的開采順序和步驟。3、熟悉三級礦量的概念與計算方法。4、掌握礦床的開采強度和開采系數(shù)的概念與計算方法。5、掌握礦井生產(chǎn)能力的計算方法。難點2022/12/183礦床的開采強度、開采系數(shù)及礦井生2022/12/2031第一節(jié)開采單元的劃分及開采順序※井田的劃分及其范圍，應(yīng)根據(jù)國民經(jīng)濟的需要，礦床的自然條件以及技術(shù)經(jīng)濟的合理性綜合分析來確定。一、礦田和井田礦田：指劃歸一個礦山企業(yè)開采的全部礦床或礦床的一部分。2井田：指在一個礦山企業(yè)中，劃歸一個礦井(坑口)開采的全部礦床或礦床的一部分。2022/12/184第一節(jié)開采單元的劃分及開采順序※井2022/12/2032⒈階段在開采緩傾斜、傾斜和急傾斜礦床時，在井田中每隔一定的垂直距離，掘進一條或幾條與走向一致的主要運輸巷道，將井田在垂直方向上劃分為若干礦段。二、階段和礦塊2022/12/185⒈階段二、階段和礦塊2022/12/2033⑴階段高度：上下兩個相鄰階段運輸巷道底板之間的垂直距離(圖中的h)。

階段和礦塊的劃分

Ⅰ—已采完階段；Ⅱ—正開采階段；Ⅲ—開拓、采準階段；Ⅳ—開拓階段H—礦體垂直埋藏深度；h—階段高度L—礦體走向長度1—主井；2—石門；3—天井4—排風井；5—階段運輸平巷；6—礦塊⑵影響階段高度的因素：2022/12/186⑴階段高度：階段和礦塊的劃分Ⅰ2022/12/2034⒉礦塊礦塊：指在階段中沿走向每隔一定距離將礦體再劃分為獨立的開采單元(圖中6)。

⑶階段高度的確定。階段的合理高度應(yīng)符合下列條件：①噸備采礦量分攤的基建費和經(jīng)營費最??；②能及時準備新階段；③作業(yè)的安全性高；④與采用的采礦方法相適應(yīng)；⑤兼顧原有探礦巷道的利用。2022/12/187⒉礦塊⑶階段高度的確定。①噸備2022/12/2035⒈盤區(qū)在開采水平和微傾斜礦床時，如果礦床的厚度不超過允許的階段高度，則在井田內(nèi)不再劃分階段。每隔一定距離用運輸巷道劃分井田的開采范圍，如圖所示。

盤區(qū)和采區(qū)劃分

Ⅰ—開拓盤區(qū)；Ⅱ—采準盤區(qū)；Ⅲ—回采盤區(qū)1—主井；2—副井；3—主要運輸巷道；4—盤區(qū)運輸?shù)溃?—采區(qū)運輸巷道；6—采區(qū)；7—切割巷道三、盤區(qū)和采區(qū)2022/12/188⒈盤區(qū)盤區(qū)和采區(qū)劃分Ⅰ—開拓2022/12/2036下行式的開采順序：是由上而下逐個階段(或幾個階段)開采。上行式則相反。

⑴前進式開采

⑵后退式開采⑶混合式開采

四、礦床的開采順序⒈井田中階段的開采順序⒉階段中礦塊的開采順序

按開采工作相對于主要開拓巷道(主井、主平硐)的推進方向，階段中礦塊的開采順序可分為三種：2022/12/189下行式的開采順序：是由上而下逐個階段2022/12/2037※雙翼開采(圖a)

※單翼開采(圖b)

※側(cè)翼開采(圖c)

階段中礦塊的開采順序

Ⅰ—前進式開采；Ⅱ—后退式開采；

⒊相鄰礦體的開采順序⑴礦體傾角小于或等干圍巖的移動角時，應(yīng)從上盤向下盤開采(圖a)。

2022/12/1810※雙翼開采(圖a)階段2022/12/2038⑵礦體傾角大于圍巖移動角、兩礦體相距很近時，無論先采那個礦體，都因采空區(qū)圍巖移動而相互影響(圖c)。

相鄰礦體的開采順序

a、b—礦體傾角小于或等于巖石移動角；

c—礦體傾角大于巖石移動角

α—礦體傾角；β—上盤巖石移動角；γ—下盤巖石移動角

Ⅰ、Ⅱ—相鄰兩條礦脈2022/12/1811⑵礦體傾角大于圍巖移動角、兩礦體相2022/12/2039第二節(jié)礦床的開采步驟和三級礦量從地面掘進一系列巷道通達礦體，使地面與地下形成完整的提升、運輸、通風、排水以及動力供應(yīng)等系統(tǒng)，以便把人員、材料、設(shè)備、動力和新鮮空氣送入地下，同時把礦石、廢石、礦坑水、污濁空氣等送到地面。一、礦床開采步驟可分為開拓、采準、切割和回采四個步驟。⒈礦床開拓為此目的而掘進的巷道，稱為開拓巷道。2022/12/1812第二節(jié)礦床的開采步驟和三級礦量2022/12/2040平硐開拓豎井開拓斜井開拓2022/12/1813平硐開拓豎井開拓斜井開拓2022/12/2041⒉礦塊采準和切割

⑴

礦塊的采準工作:在已完成開拓的礦塊中，掘進采準和切割巷道，將階段劃分成礦塊，并在礦塊內(nèi)創(chuàng)造行人、鑿巖、放礦、通風等條件的工作。2022/12/1814⒉礦塊采準和切割⑴礦塊的采準工2022/12/2042⑵

礦塊切割工作:在進行或已完成了采準工作的礦塊里，開辟自由面和自由空間，為大規(guī)?；夭傻V石創(chuàng)造良好的爆破和放礦條件并把漏斗頸擴大成漏斗等工作。

⒊回采工作

在進行或已完成切割工作的礦塊中，進行的大量采礦工作。

※

常用采切系數(shù)和采切工作比重兩項指標衡量采切工程量的大小?！?/p>

采切工作量是比較采礦方法優(yōu)劣的一個重要指標。2022/12/1815⑵礦塊切割工作:在進行或已完成了2022/12/2043⑶地壓管理：對采礦形成的采空區(qū)，引起礦柱和上下盤圍巖發(fā)生變形、破壞、移動等地壓現(xiàn)象，采取技術(shù)措施控制地壓和管理地壓，消除地壓產(chǎn)生的不良影響。

⑴落礦：以切割空間為自由面，借助鑿巖爆破方法來崩落礦石。⑵礦石運搬：指在礦塊內(nèi)把崩下的礦石，運搬到階段運輸巷道，并裝入礦車。2022/12/1816⑶地壓管理：對采礦形成的采⑴落礦：以2022/12/2044二、三級礦量

將生產(chǎn)礦量按開采準備程度劃分為開拓礦量、采準礦量和備采礦量三級，稱為三級儲量。

⒈開拓礦量指凡開掘完成設(shè)計規(guī)定的開拓系統(tǒng)中的井巷，形成完整的提升、運輸、通風、排水系統(tǒng)和采準以前需進行的生產(chǎn)探礦工程，在此范圍內(nèi)所控制的礦量。2022/12/1817二、三級礦量將生產(chǎn)礦量按開2022/12/2045

指在開拓礦量的基礎(chǔ)上，全部完成采礦方法所規(guī)定的采準巷道工程，在此范圍內(nèi)的礦量?！壍V量是保證礦山正常生產(chǎn)的一項重要指標。

⒉采準礦量⒊備采礦量

指在采準礦量的基礎(chǔ)上，全部完成采礦方法所規(guī)定的切割工程，可以立即進行回采的礦量。2022/12/1818指在開拓礦量的基礎(chǔ)上，全部完成采礦2022/12/2046⒋三級礦量的計算

我國現(xiàn)行規(guī)定三級礦量用生產(chǎn)保有期限來表示。

三級礦量保有期限定額三級礦量類別黑色金屬礦山有色金屬礦山開拓礦量3～5年3年采準礦量1.5～2年1年左右備采礦量6～12個月6個月左右根據(jù)上表所列三級礦量保有期限，可以算出各級礦量。2022/12/1819⒋三級礦量的計算我國現(xiàn)行規(guī)定三級2022/12/2047式中A─礦井年產(chǎn)量(選廠年處理原礦石能力)，t/a；

tk─開拓礦量的保有期限，a；

r─廢石混入率(混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率

K─礦石回收率(采出的純礦石量與工業(yè)儲量之比率)，%。

⑴開拓礦量Qk

Qk=2022/12/1820式中A─礦井年產(chǎn)量(選廠年處理原2022/12/2048

QB=⑵采準礦量QzQz=式中tz──采準礦量的保有期限，年。⑶備采礦量QB式中tB──備采礦量的保有期限，月。2022/12/1821QB=2022/12/2049第三節(jié)開采強度與礦井生產(chǎn)能力

礦床開采強度:指礦床開采的快慢程度。

常用的礦床開采強度指標為回采工作年下降深度和開采系數(shù)。

地下金屬礦山礦床開采年下降深度查表。※根據(jù)采礦技術(shù)水平、礦床自然條件和礦床可采的技術(shù)經(jīng)濟條件，合理地選取礦床開采年下降深度指標。一、礦床開采強度⒈年下降深度

2022/12/1822第三節(jié)開采強度與礦井生產(chǎn)能力2022/12/2050式中

h──年下降深度，m；

A──礦井生產(chǎn)能力，t／a

S──礦體水平面積，m2；

γ

──礦石體重