矿床开拓及其特点 .ppt

第二章矿床开拓及其特点,第一节矿床开拓概念及其分类第二节矿床开拓方法第三节非煤矿床开拓的主要特点,第一节矿床开拓概念及其分类,一、开拓巷道 按作用分：1.主要开拓巷道：提升矿石的井筒及运输矿石的平硐和斜坡道；2.辅助开拓巷道：在矿床开采中只起辅助作用的开拓巷道，如：副井、风井、充填井、矿石溜井、石门和阶段运输巷等。,第一节矿床开拓概念及其分类,二、矿床开拓方法分类1.概述煤矿床开拓的含义：（1）主、副井的井硐形式；（2）只指第一水平，而不涉及深部的延深。非煤矿床开拓的含义：（1）只按主要开拓巷道的形式，不包括副井在内的辅助巷道；（2）包括整个井田范围内主要开拓巷道的类型。,第一节矿床开拓概念及其分类,2.开拓方法及分类矿床开拓方法：矿床（井田）范围内的主要开拓巷道形式，并且以主要开拓巷道来命名。任务：1.划分井田、阶段和矿块 2.确定主要、辅助开拓巷道的类型、数目及位置矿床开拓方法的分类：（1）单一开拓法：用一种主要开拓巷道开拓矿床竖井开拓法、斜井开拓法、平硐开拓法、斜坡道开拓法（2）联合开拓法：用两种或多种主要开拓巷道的开拓方法。,第一节矿床开拓概念及其分类,各种开拓方法所占比重：平硐开拓：28；斜井开拓：11；竖井开拓：38；联合开拓：23。依据：1、矿区地形 2、矿床赋存特点 3、开采技术条件,第二节矿床开拓方法,一、平硐开拓法1.定义：用平硐作为主要开拓巷道开拓矿床的方法2.适用条件：大部分矿体赋存在地平面以上3.布置：穿脉平硐开拓法和沿脉平硐开拓法。,第二节矿床开拓方法,1-主平硐；2-矿石溜井；3-辅助竖井；4-阶段平硐；5-阶段运输巷；6-阶段回风巷；7-回风平硐；8-矿体,第二节矿床开拓方法,1-主平硐；2-矿石溜井；3-平巷；4-回风井；、-矿体,第二节矿床开拓方法,二、竖井开拓法1.定义：指用竖井作为主要开拓巷道开拓矿床的方法2.适用条件：倾角45。或倾角15。的埋藏较深的矿床,第二节矿床开拓方法,3.布置：1)穿矿体竖井开拓法 2)下盘竖井开拓 3)上盘竖井开拓 4)侧翼竖井开拓,第二节矿床开拓方法,1)穿矿体竖井开拓法,1-立井 2-石门 3-平巷 4-矿体 5-移动边界,第二节矿床开拓方法,1)穿矿体竖井开拓法优点：石门长度短、基建快缺点：留较大保安矿柱 适用条件：矿体倾角小（20），厚度不大，分布广，矿石价值低。,第二节矿床开拓方法,2)下盘竖井开拓法,1-主竖井2-石门3-平巷l-安全距离,第二节矿床开拓方法,2)下盘竖井开拓法优点：井筒维护条件好，不需保安矿柱缺点：深部石门长 适用条件：矿体倾角60以上，小矿山可在55以上。,第二节矿床开拓方法,3)上盘竖井开拓法,1-主竖井2-石门3-平巷l-安全距离,第二节矿床开拓方法,3)上盘竖井开拓法,1-主竖井2-石门3-移动界限,第二节矿床开拓方法,3)上盘竖井开拓法缺点：石门长 适用条件：（1）下盘岩层含水或较破碎，地表有永久性建筑物，技术上不可能在下盘掘进立井；（2）矿床下盘为高山，或无法布置工业广场，地面运输困难且费用高,第二节矿床开拓方法,4)侧翼竖井开拓法,1-主竖井2-石门3-平巷l-安全距离,第二节矿床开拓方法,4)侧翼竖井开拓法,1-主竖井2-回风井3-移动界线,第二节矿床开拓方法,4)侧翼竖井开拓法 优点：通风系统为对角式，简化了通风系统，风量分配及通风管理比较方便适用条件：（1）矿体走向长度短（500m）；（2）矿体为急倾斜，无侧伏或侧伏角不大（3）上下盘不利于布置井筒，且侧翼布置工业广场方便（4）矿体较厚，或矿体为缓倾斜而面积较大的薄矿体,第二节矿床开拓方法,4.提升设备：1）提升方式：单绳缠绕和多绳磨擦提升。2）提升容器：箕斗、罐笼。5.井筒断面：圆形、矩形（与煤矿不同）,第二节矿床开拓方法,三、斜井开拓法(如图)1.定义：以斜井作为主要开拓巷道开拓矿床的方法2.适用条件：倾角15。45。的矿体，埋藏深度不大，表土不厚的中小型矿山。3.布置：脉内斜井开拓法和下盘斜井开拓法。,第二节矿床开拓方法,1-主斜井；2-阶段运输巷；3-井底车场和石门；4-矿体；5-风井；6-阶段回风巷,第二节矿床开拓方法,一般采用下盘斜井进行开拓。脉内一般用于以下条件：1）矿石价值不高的薄矿体；2）矿石稳固，下盘围岩不稳固，下盘斜井维护困难时3）矿井急需在短期内投产；4）需要借助斜井进行补充勘探,第二节矿床开拓方法,4.运输方式：串车（25。35。）箕斗和台车（30。）胶带输送机（18。）一般多采用串车和箕斗，矿山生产能力较小。,第二节矿床开拓方法,斜井台车提升1-斜井；2-井底车场3-台车；4-钢丝绳,第二节矿床开拓方法,四、斜坡道开拓（一）斜坡道 1.概念：供无轨自行设备运行的倾斜巷道。2.尺寸：宽46m，高3.65m。坡度1015%。大型设备斜坡道弯道半径大于20m，中小型设备大于10m3 路面：混凝土、沥青、碎石、钢筋砼预制板,第二节矿床开拓方法,4.斜坡道类型 1）按布置特点：折返式和螺旋式两种。（1）路线长度（2）工程量（3）施工；（4）安全性（司机能见距离）2）按用途：主斜坡道和辅助斜坡道,第二节矿床开拓方法,a-折返式；b-螺旋式,第二节矿床开拓方法,（二）无轨斜坡道开拓法1.定义：用斜坡道作为主要开拓巷道开拓矿床。2.示例：主斜道1阶段石门2阶段运输大巷3。,第二节矿床开拓方法,折返式斜坡道开拓法1-主斜坡道；2-阶段石门；3-阶段运输巷,第二节矿床开拓方法,螺旋式斜坡道开拓法,第二节矿床开拓方法,3.评价：（与竖井、斜井相比）优点：1）受地形、工业场地等条件影响较小；2）矿井生产系统简单、环节少；3）开拓快、投产早；4）有利于实现综合机械化（无轨化），效率高；5）无轨自行设备方便、灵活、环节少；6）不需提升设备和地面构筑物，井口布置简化7）取消轨道，节约钢材。,第二节矿床开拓方法,缺点：1）开拓工程量大。（36倍竖井工程量）；2）开拓深度受掘进技术和经济因素的制约；3）无轨设备初期投资大，维修工作量大，技术水平要求高；4）无轨设备如用柴油为动力，井下空气污染严重。4.适用条件：矿体埋藏不深（200m）的中、小型矿山（20100万吨/a）。,第二节矿床开拓方法,五、联合开拓1.概念：用两种或以上主要开拓巷道开拓矿床的方法。2.常见类型1）平峒盲竖井，盲竖井应布置在岩层移动范围之外；2）明竖井盲竖井：（分析盲竖井位置）,第二节矿床开拓方法,平硐与盲竖井联合开拓法,2-下盘岩层移动角；4-矿石溜井；5-阶段运输巷；6-井底车场与石门；7-回风平硐；8-阶段回风平硐,第二节矿床开拓方法,明竖井与盲竖井联合开拓法,第三节非煤矿床开拓的主要特点,一、井田划分1.定义 井田：在一个矿山企业中划归一个矿井（坑口）开采的全部矿床或其中一部分。2.划分原则3.特点：通常按其自然生成范围划分，井田尺寸一般较小,第三节非煤矿床开拓的主要特点,第三节非煤矿床开拓的主要特点,二、矿井生产能力1.定义：指矿井正常生产期间，单位时间采出的矿石量（万吨/年，t/d）煤矿：特大型（300、400以上）；大型（120、150、180、240）中型（45、60、90）；小型（9、15、21、30）。确定的原则相同：国家需要+(技术可能性、经济合理性）,第三节非煤矿床开拓的主要特点,万t/a,第三节非煤矿床开拓的主要特点,2.服务年限(a)特大型 大型 中型 小型非煤矿床 30 25 20 10煤矿 缺煤 50 40 30 20 非缺 70 60 50 30,第三节非煤矿床开拓的主要特点,三、井筒布置特点1.布置原则：安全可靠，便于布置工业场地，对井下开采有利，尽可能不留保安矿柱2.影响因素1)地质条件：地形、矿体赋存条件、地质构造，工程地质与水文地质（井巷出口应高于历年最高洪水位13m以上）。目的是为了安全及工业场地的布置。2)技术经济条件：开拓工程及总费用最小，运输总功率最小等。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,3)确定方法：方案比较法(一)主井(以竖井为例)1.垂直矿体走向方向：不留保安矿柱。设计程序：圈定移动范围布置主要开拓巷道。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,2.沿矿体走向：按井上、下运输量总和最小为准则：1)当工业场地(选矿厂)，主要开拓巷道位置不受限制时，位于矿石储量中央(上盘与此同)；2)当工业场地只能布置在井田一翼时，主井应位于矿体与选厂之间。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,(二)副井1)集中布置2)分散布置,第三节非煤矿床开拓的主要特点,(三)风井1)中央并列式，少用；2)中央对角式，多用；3)侧翼对角式，侧翼开拓用非煤矿山多采用对角式通风,第三节非煤矿床开拓的主要特点,a）中央并列式；b）中央对角式；c）侧翼对角式1-进风井；2-阶段运输巷；3-天井；4-阶段回风巷；5-回风井,第三节非煤矿床开拓的主要特点,井筒布置主要特点：1)井筒一般不穿过矿体，布置在下盘、上盘或侧翼岩层移动范围以外，不留保安矿柱；2)副井可分散布置；3)风井布置方式多采用对角式。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,四、阶段平面开拓及其特点依开拓巷道的空间位置:立面开拓和平面开拓主、副、风井等井筒布置属于立面开拓；阶段运输巷、车场和硐室布置属于平面开拓。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,(一)阶段划分 1.地质条件 2.技术 3.经济目前主要是经验选取：一般缓倾斜矿体：H2025，L5060m；倾斜矿体：H=4060m。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,(二)阶段运输巷道布置1.影响因素：矿体数目、厚度、间距、矿岩稳固性以及矿体赋存稳定程度等。2.基本要求：运输和通风、探矿和采矿方法。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,3.布置形式1)沿脉单巷布置：脉内、脉外2)沿脉双巷布置3)下盘沿脉加穿脉布置 穿脉巷道：自脉外平巷与矿体直交的水平巷道（1)探矿，对矿体厚度变化适应性强；（2)装车安全可靠。4)环形运输布置,第三节非煤矿床开拓的主要特点,第三节非煤矿床开拓的主要特点,开采柱状矿体时阶段运输巷布置,第三节非煤矿床开拓的主要特点,(三)井底车场特点类型：1)按运行分：尽头式、折返式和环形式；2)斜井井底车场：平车场、甩车场、吊桥车场。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,图34-5非煤矿井竖井井底车场（a）尽头式；（b）折返式；（c）环形式,第三节非煤矿床开拓的主要特点,斜井吊桥车场,第三节非煤矿床开拓的主要特点,(四)主运输阶段和副阶段1.概念1)主运输阶段：指将两个及两个以上阶段采下的矿石集中提升到地面的阶段(又称运输水平)(注：相当于煤矿设辅助水平的开采水平)2)副阶段：主运输阶段之间的阶段(又称辅助运输水平),第三节非煤矿床开拓的主要特点,2.布置,图34-17主运输阶段和副阶段1-主井；2-井底车场与石门；3-主运输阶段运输巷；4-副阶段运输巷；5-天井；6-矿石溜井,第三节非煤矿床开拓的主要特点,3.优缺点优点：1)生产集中(矿石、废石、运提、排水等)，便于管理；2)开拓总工程量减少(石门、车场及硐室)。缺点：1)初期开拓工程量大(井深入到主运阶段)。2)增加了溜井、天井及溜井上部卸载硐室工程量 3)副阶段(矿石、废石、水等折返)的矿石，废石提升费和排水费等增加。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,五、开拓系统构成特点(一)溜井1.溜井的类型：矿石溜井、废石溜井2.溜井放矿的优缺点：优点：1)通过能力大；2)简单方便、安全可靠；3)费用低缺点：1)块度要求；2)粘结体不强。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,3.溜井的应用：可与平硐、斜井、斜坡道等主要开拓巷道配合4.溜井的数目和位置1)数目：一般单一溜井即可满足大、中型矿井的产量要求。2)位置：与井筒布置原则基本相同,第三节非煤矿床开拓的主要特点,5.溜井形式1)垂直式：单段直溜井、分段直溜井。圆形、矩形2)倾斜式：大于60，拱形、矩形。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,6.溜井断面形状及尺寸溜井断面尺寸：直径(或最小边长)为溜放矿岩最大块度的倍。其中，为通过系数：块度(mm)K 800 45 500800 56 300500 58 8一般取48(块度大取小，块度小取大)。长度：300m以下，有1520m的。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,(二)地下破碎硐室1.地下破碎的目的地下破碎是为了满足大(中)型矿山提升设备对矿石块度的要求。矛盾：爆破法落矿产生不合格大块(尤其深孔、中深孔),第三节非煤矿床开拓的主要特点,解决办法：1)在采场再破碎(二次破碎)。缺点：a.污染工作环境；b.影响采场生产能力和效率；c.矿石成本升高。2)集中在井底设破碎硐室，用破碎机破碎，(块度100300mm)。优点：克服了二次破碎的缺点；缺点：工程量大；工期长；投资大；破碎硐室防尘困难。,第三节非煤矿床开拓的主要特点,2.使用条件1)阶段储量大的大型、特大型矿山；2)井筒用箕斗(或胶带输送机)提升以及地面用索道运输的矿山3)采用大量崩矿的采矿方法或矿石坚固因而大块产出量大的矿山3.地下破碎硐室的布置形式1)分散旁侧式2)集中旁侧式,第三节非煤矿床开拓的主要特点,