單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,采礦學I,采礦工程,9/19/2023,第六章 礦床開拓方法,第二篇 礦床開拓,第六章 礦床開拓方法,第一節(jié),礦床開拓及開拓巷道,第二節(jié),開拓方法分類,第三節(jié),平硐開拓法,第四節(jié),斜井開拓法,第五節(jié),豎井開拓法,第六節(jié),斜坡道開拓法,第七節(jié),聯(lián)合開拓法,第八節(jié),主要開拓巷道評述,第二篇 礦床開拓第六章 礦床開拓方法 第一節(jié) 礦床開拓,1,第一節(jié) 礦床開拓及開拓巷道,為了開采地下礦床，需從地面掘進一系列巷道通達礦體,使之形成完整的提升、運輸、通風、排水和動力供應(yīng)等系統(tǒng)，稱為,礦床開拓,。,礦床開拓,返回,主井,斜井,副井,回風機房,泄水井,回風井,回風巷道,水倉,車場,第一節(jié) 礦床開拓及開拓巷道為了開采地下礦床，需從地面掘進一系,2,主要開拓巷道,運送礦石的開拓巷道，稱為主要開拓巷道。如：平硐、豎井、斜井、斜坡道。,輔助開拓巷道,不運送礦石開拓巷道，稱為輔助開拓巷道。如：通風井、溜礦井、充填井、副井。,第一節(jié) 礦床開拓及開拓巷道,主要開拓巷道 運送礦石的開拓巷道，稱為主要開拓巷道。如：平硐,3,第二節(jié) 開拓方法分類,單一開拓法：用一種開拓井巷開拓礦床,主要有：,1、平硐開拓方法；,2、斜井開拓方法；,3、豎井開拓方法；,4、斜坡道開拓方法。,聯(lián)合開拓方法：,用兩種以上開拓方法開拓礦床,第二節(jié) 開拓方法分類單一開拓法：用一種開拓井巷開拓礦床主要有,4,第二節(jié) 開拓方法分類,平硐與井筒聯(lián)合：,平硐與盲（明）豎井,平硐與盲（明）斜井,明井與盲井聯(lián)合：,明豎井與盲豎井,明豎井與盲斜井,明斜井與盲豎井,明斜井與盲豎井,第二節(jié) 開拓方法分類平硐與井筒聯(lián)合：明井與盲井聯(lián)合：,5,第三節(jié) 平硐開拓法,適用條件：礦體賦存在地平面以上。,充分利用礦石的自重溜放，便于通風排水多階段出礦，施工簡單易行,進程速度快,投資省成本低，管理方便。,缺點：平硐過長，基建時間長。,一、垂直礦體走向，,下盤平硐開拓法,。,二、垂直礦體走向，,上盤平硐開拓法,。,三、,沿礦體走向平硐開拓法,。,優(yōu)點:,第三節(jié) 平硐開拓法適用條件：礦體賦存在地平面以上。充分利用礦,6,第三節(jié) 平硐開拓法,入風井,主平硐,輔助豎井,主溜井,礦脈,第三節(jié) 平硐開拓法入風井主平硐輔助豎井主溜井礦脈,7,第三節(jié) 平硐開拓法,圖62 上盤平硐開拓法,主平硐,階段平硐,溜井,輔助盲豎井,第三節(jié) 平硐開拓法圖62 上盤平硐開拓法主平硐階段平硐,8,第三節(jié) 平硐開拓法,圖,63,脈內(nèi)沿脈平硐開拓法,上部階段平硐,主平硐,輔助盲豎井,溜井,主溜井,返回,第三節(jié) 平硐開拓法圖63 脈內(nèi)沿脈平硐開拓法上部階段平,9,第四節(jié) 斜井開拓法,傾斜或緩傾斜礦體，即礦體的傾角為1520至45之間，礦體賦存在地平面以下，礦體埋藏有不太深的中小礦山，地表無過厚的表土層。,適用條件,斜井位置的確定,1、在確定斜井位置時，要充分注意到礦體傾角和厚度的變化情況，使所確定的脈內(nèi)或脈外斜井位置保持不變，避免設(shè)計的斜井在礦體的上、下部交錯的通過或偏離礦體。,2、采用脈內(nèi)斜井開拓時，在井筒兩側(cè)應(yīng)保留保安礦柱810m。,3、對于長斜井需沿斜井線路關(guān)鍵位置布設(shè)工程地質(zhì)鉆孔，以查明斜井工程部位的地質(zhì)情況。,第四節(jié) 斜井開拓法傾斜或緩傾斜礦體，即礦體的傾角為15,10,斜井開拓方案,第四節(jié) 斜井開拓法,脈內(nèi)斜井開拓法,下盤斜井開拓法,側(cè)翼斜井開拓法,斜井開拓方案第四節(jié) 斜井開拓法脈內(nèi)斜井開拓法下盤斜井開拓法側(cè),11,第四節(jié) 斜井開拓法,脈內(nèi)斜井開拓法,當?shù)V體沿傾斜起伏不大，無褶皺和斷層，才有可能采用脈內(nèi)斜井開拓。在我國小型煤礦采用的多，金屬礦床一般變化較大，脈內(nèi)斜井需留保安礦柱，又受甩車道的限制，故用的較少。,圖64 脈內(nèi)斜井開拓法,圖65 下盤斜井開拓法,第四節(jié) 斜井開拓法脈內(nèi)斜井開拓法當?shù)V體沿傾斜起伏不大，無,12,第四節(jié) 斜井開拓法,下盤斜井開拓法,一般與礦體傾角相同，也有偽傾斜的斜井，優(yōu)點是：石門長度比豎井石門短得多。,偽傾斜的角度換算:,tg,x=sin,tg,提升方式：,2530 箕斗或臺車,2530 用串車,18 可用鋼繩膠帶運輸機運輸,返回,當?shù)V體賦存在地平面以下，礦體傾角,15，或45，而埋藏較深的礦體，常采用此開拓方法。,第四節(jié) 斜井開拓法下盤斜井開拓法一般與礦體傾角相同，也有,13,第五節(jié) 豎井開拓,一、下盤豎井開拓,在礦體下盤巖石移動帶以外開掘豎井，再掘階段石門通達礦脈。這種方法在我國金屬礦山應(yīng)用最廣。,優(yōu)點：,井筒保護條件好，不需要留保安礦柱，礦體傾角大于75更為有利,缺點：,石門長度隨開采深度增加而增加。,第五節(jié) 豎井開拓一、下盤豎井開拓 在礦體下盤巖石移,14,第五節(jié) 豎井開拓,圖66 下盤豎井開拓法,下盤豎井,階段石門,表土巖層移動角,下盤巖石移動角,沿脈巷道,安全距離,第五節(jié) 豎井開拓圖66 下盤豎井開拓法下盤豎井階段石門表,15,第五節(jié) 豎井開拓,二、上盤豎井開拓,在礦體上盤巖石移動帶以外開掘豎井，再掘進階段石門通達礦體。這種開拓方法與下盤豎井開拓比較存在嚴重的缺點。主要是上部階段要掘進很長的石門，基建時間長，基建初期投資較大。,第五節(jié) 豎井開拓二、上盤豎井開拓 在礦體上盤巖,16,上盤巖石移動角,第五節(jié) 豎井開拓,圖67 上盤豎井開拓法,上盤豎井,石門,沿脈巷道,安全距離,上盤巖石移動角第五節(jié) 豎井開拓圖67 上盤豎井開拓法上盤,17,考慮上盤豎井開拓法的條件,1、,根據(jù)地面地形條件，礦體下盤是高山，而上盤地形平坦，采用上盤豎井，井筒的長度較小。,2、,根據(jù)礦區(qū)地面地形條件及礦區(qū)內(nèi)部和外部的運輸聯(lián)系，選礦廠和尾礦庫只宜布置在礦體上盤方向，這時采用上盤豎井可使運輸線路縮短，從而降低了鋪設(shè)運輸線路的投資及運輸費用。,3、,下盤地質(zhì)條件復雜，不能避開破碎帶或流沙層和涌水量很大的含水層。因為在這種條件下掘進豎井是很困難的。,第五節(jié) 豎井開拓,考慮上盤豎井開拓法的條件第五節(jié) 豎井開拓,18,第五節(jié) 豎井開拓,三、側(cè)翼豎井開拓,井筒布置在礦體側(cè)翼。這種開拓方法井巷掘進和井下運輸只能是單向的，掘進速度受到一定的限制。,采用側(cè)翼豎井開拓法的條件,1、上、下盤地形和巖層條件不利于布置井筒，礦體側(cè)翼有合適的工業(yè)場地，選礦廠和尾礦庫以布置在側(cè)翼為宜。這時采用側(cè)翼豎井，可使地下和地面運輸?shù)姆较蛞恢隆?2、礦體傾角較緩，豎井布置在下盤或上盤時石門都很長。,3、礦體沿走向長度小，階段巷道的掘進時間不長，運輸費用也不大。,第五節(jié) 豎井開拓三、側(cè)翼豎井開拓 井筒布置在礦體側(cè),19,第五節(jié) 豎井開拓,圖68 側(cè)翼豎井開拓法,階段巷道,表土移動角,礦體走向端部巖石移動角,返回,安全距離,側(cè)翼豎井,巖石移動線,第五節(jié) 豎井開拓圖68 側(cè)翼豎井開拓法階段巷道表土移動角礦,20,第六節(jié),斜坡道開拓法,地下開采使用無軌設(shè)備之后，其開拓方式應(yīng)作相應(yīng)的改變，它的主要變化是要開掘供無軌設(shè)備上下通行的斜坡道。,斜坡道有兩種：一種是與地表相通的主要斜坡道；另一種是連接階段間的輔助斜坡道。前者作為地下使用無軌設(shè)備出入地表的主要斜坡道。,斜坡道開拓法,：,當不設(shè)其它提升井筒時，連通地表的主要斜坡道主要用于運輸?shù)V巖（用無軌車輛），并兼作無軌設(shè)備出入、通風和運送材料之用，這種礦床開拓稱為斜坡道開拓法。,第六節(jié) 斜坡道開拓法 地下開采使用無軌設(shè)備之后，,21,第六節(jié),斜坡道開拓法,當設(shè)有提升井筒時，斜坡道主要是供無軌設(shè)備出入并兼做通風和輔助運輸之用，此時稱輔助開拓巷道。,無軌運輸?shù)牡V山，階段間的輔助斜坡道幾乎是必不可少的。它不僅可以轉(zhuǎn)移鏟運機等無軌設(shè)備、同時也是行人、運料和通風的通道，也屬于輔助開拓巷道。,第六節(jié) 斜坡道開拓法 當設(shè)有提升井筒時，斜坡道,22,第六節(jié),斜坡道開拓法,一、斜坡道的類型,1、螺旋式斜坡道,其幾何形式是圓柱螺旋線或圓錐螺旋線，,根據(jù)具體情況可以設(shè)計成規(guī)則螺旋線或不規(guī)則螺旋線。螺旋線的坡度一般為1030。,2、折返式斜坡道,是直線段和曲線段聯(lián)合組成；直線段變換高程，曲線段變換方向，便于無軌設(shè)備轉(zhuǎn)彎；曲線段的坡度變緩或近似水平；直線段的坡度一般不大于15%。在整個線路中，直線段長而曲線段短。,第六節(jié) 斜坡道開拓法一、斜坡道的類型1、螺旋式斜坡道,23,第六節(jié),斜坡道開拓法,二、斜坡道的典型開拓法,1、螺旋式斜坡道,日本神崗礦櫪原礦井五號礦體的螺旋式斜坡道開拓法,在礦體側(cè)翼由,+200m,至,0m,階段掘進螺旋式斜坡道，斷面為,4,3m,，最小曲率半徑為,15m,，平均坡度為,21(12,),，總長,1200m,。由上而下開掘階段巷道連通螺旋式斜坡道和工作面，階段巷道的斷面為,43,，總長,2000m,。,無軌設(shè)備可從地面直接進入地下各個采礦階段和開出地面，不管哪個階段需要，隨時可以調(diào)去工作。,使用的無軌設(shè)備有：瓦格納,ST2B,鏟運機,4,臺、加德納丹佛掘進車,2,臺、加德納丹佛采礦車,1,臺、格瓦納人車一臺、吉普車,3,臺。,第六節(jié) 斜坡道開拓法二、斜坡道的典型開拓法1、螺旋式斜坡道,24,第六節(jié) 斜坡道開拓法,圖69 螺旋式斜坡道開拓法,第六節(jié) 斜坡道開拓法圖69 螺旋式斜坡道開拓法,25,第六節(jié),斜坡道開拓法,折返式斜坡道設(shè)在礦體下盤沿層移動界線以外。當斜坡道通達某一階段水平時進行折返，并在每一階段水平折返處掘石門通達階段運輸巷。無軌設(shè)備可由地面經(jīng)斜坡道進入各個階段，各階段采出的礦石則用無軌卡車運出地面。,2、折返式斜坡道開拓法,第六節(jié) 斜坡道開拓法 折返式斜坡道設(shè)在礦體下盤沿,26,第六節(jié),斜坡道開拓法,圖610 折返式斜坡道開拓法,斜坡道,階段運輸巷道,石門,第六節(jié) 斜坡道開拓法圖610 折返式斜坡道開拓法斜坡道,27,第六節(jié),斜坡道開拓法,目前單獨用斜坡道開拓法的礦山很少。國外許多豎井開拓時，都另設(shè)連通地表的輔助斜坡道，或各階段運輸巷道間用輔助斜坡道聯(lián)通，以便無軌設(shè)備由地表進入地下各個階段或一個階段轉(zhuǎn)移至另一階段工作。,第六節(jié) 斜坡道開拓法 目前單獨用斜坡道開拓法的礦,28,第六節(jié),斜坡道開拓法,三、螺旋式斜坡道與折返式斜坡道的對比,1、螺旋式斜坡道的優(yōu)點,（1）由于沒有折返式那么多的緩坡道，故在同等高程間，螺旋式較折返式的路線短，開拓工程量??；,（2）與溜井等垂直井巷配合施工時，通風和出渣較方便；,（3）適合圓柱礦體的開拓。,2、螺旋式斜坡道的缺點,（1）掘進施工要求高（改變方向、外側(cè)超高等）；,（2）司機能見距離小，故安全性較差；,（3）車輛輪胎和差速器磨損增加；,（4）道路維護工作量大。,第六節(jié) 斜坡道開拓法三、螺旋式斜坡道與折返式斜坡道的對比 1,29,第六節(jié),斜坡道開拓法,3、折返式斜坡道的優(yōu)點,（1）施工較易；,（2）司機能見距離大，行車較安全；,（3）行車速度較螺旋式的大，排出有害氣體量較少；,（4）道路便于與礦體保持固定距離；,（5）道路易于維護。,4、折返式斜坡道的缺點,（1）較螺旋式開拓工程量大；,（2）掘進時需要有通風和出渣用的垂直井巷配合；,（3）斜坡道布置的靈活性較螺旋式斜坡道差。,第六節(jié) 斜坡道開拓法3、折返式斜坡道的優(yōu)點4、折返式斜坡道的,30,第六節(jié),斜坡道開拓法,四、螺旋式斜坡道與折返式斜坡道的選擇,主要考慮下列因素,：,1、,斜坡道的用途,如果主斜坡道用于運輸?shù)V巖，且運輸量較大，則以折返式斜坡道為宜；輔助斜坡道可用螺旋式斜坡道。,2、,使用年限,使用年限較長的以折返式斜坡道為好。,3、,開拓工程量,除斜坡道本身的工程量外，還應(yīng)考慮掘進時的輔助井巷工程和各分段的聯(lián)絡(luò)巷道工程量。,4、,通風條件,斜坡道一般都兼作通風井，螺旋式斜坡道的通風阻力較大，但其線路較短。,5、,斜坡道與分段的開口位置,螺旋式斜坡道的上、下分段開口位置應(yīng)布置在同一剖面內(nèi)，折返式斜坡道的開口位置可錯開較遠。,第六節(jié) 斜坡道開拓法四、螺旋式斜坡道與折返式斜坡道的選擇主要,31,第七節(jié),聯(lián)合開拓法,用兩種主要開拓巷道組合起來開拓一個或幾個礦體，稱聯(lián)合開拓法。,一、平硐與豎井聯(lián)合開拓法,適用條件：用平硐開拓的礦山，如果在平硐水平以下尚