金属矿采矿学课件第6章.ppt
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1、2023-5-10 第一节 矿床开拓及开拓巷道 第二节 开拓方法分类 第三节 平硐开拓法 第四节 斜井开拓法 第五节 竖井开拓法 第六节 斜坡道开拓法 第七节 联合开拓法 第八节 主要开拓巷道评述2023-5-10为了开采地下矿床,需从地面掘进一系列巷道通达矿体为了开采地下矿床,需从地面掘进一系列巷道通达矿体,使之使之形成完整的提升、运输、通风、排水和动力供应等系统,称形成完整的提升、运输、通风、排水和动力供应等系统,称为为矿床开拓矿床开拓。矿床开拓矿床开拓返回主井斜井副井回风机房 泄水井回风井回风巷道水仓车场2023-5-10主要开拓巷道主要开拓巷道 运送矿石的开拓巷道,称为主要开拓巷道。如
2、:平硐、竖井、运送矿石的开拓巷道,称为主要开拓巷道。如:平硐、竖井、斜井、斜坡道。斜井、斜坡道。辅助开拓巷道辅助开拓巷道 不运送矿石开拓巷道,称为辅助开拓巷道。如:通风井、溜不运送矿石开拓巷道,称为辅助开拓巷道。如:通风井、溜矿井、充填井、副井。矿井、充填井、副井。2023-5-10单一开拓法:用一种开拓井巷开拓矿床单一开拓法:用一种开拓井巷开拓矿床主要有:主要有:1、平硐开拓方法;、平硐开拓方法;2、斜井开拓方法;、斜井开拓方法;3、竖井开拓方法;、竖井开拓方法;4、斜坡道开拓方法。、斜坡道开拓方法。联合开拓方法:联合开拓方法:用两种以上开拓方法开拓矿床用两种以上开拓方法开拓矿床 2023-
3、5-10平硐与井筒联合:平硐与盲(明)竖井 平硐与盲(明)斜井 明井与盲井联合:明竖井与盲竖井 明竖井与盲斜井 明斜井与盲竖井 明斜井与盲竖井2023-5-10适用条件:矿体赋存在地平面以上。适用条件:矿体赋存在地平面以上。充分利用矿石的自重溜放,便于通风排水多阶段出矿,充分利用矿石的自重溜放,便于通风排水多阶段出矿,施工简单易行施工简单易行,进程速度快进程速度快,投资省成本低,管理方便。投资省成本低,管理方便。缺点:平硐过长,基建时间长。缺点:平硐过长,基建时间长。一一、垂直矿体走向,、垂直矿体走向,下盘平硐开拓法下盘平硐开拓法。二二、垂直矿体走向,、垂直矿体走向,上盘平硐开拓法上盘平硐开拓
4、法。三三、沿矿体走向平硐开拓法沿矿体走向平硐开拓法。优点优点:2023-5-10入风井主平硐辅助竖井主溜井矿脉2023-5-10图图62 上盘平硐开拓法上盘平硐开拓法主平硐阶段平硐溜井辅助盲竖井2023-5-10图图6 63 3 脉内沿脉平硐开拓法脉内沿脉平硐开拓法上部阶段平硐主平硐辅助盲竖井溜井主溜井返回返回2023-5-10倾斜或缓倾斜矿体,即矿体的倾角为倾斜或缓倾斜矿体,即矿体的倾角为1520至至45之间,矿之间,矿体赋存在地平面以下,矿体埋藏有不太深的中小矿山,地表体赋存在地平面以下,矿体埋藏有不太深的中小矿山,地表无过厚的表土层。无过厚的表土层。适用条件适用条件斜井位置的确定斜井位置
5、的确定1 1、在确定斜井位置时,要充分注意到矿体倾角和厚度的变在确定斜井位置时,要充分注意到矿体倾角和厚度的变化情况,使所确定的脉内或脉外斜井位置保持不变,避免设化情况,使所确定的脉内或脉外斜井位置保持不变,避免设计的斜井在矿体的上、下部交错的通过或偏离矿体。计的斜井在矿体的上、下部交错的通过或偏离矿体。2 2、采用脉内斜井开拓时,在井筒两侧应保留保安矿柱、采用脉内斜井开拓时,在井筒两侧应保留保安矿柱8 810m10m。3 3、对于长斜井需沿斜井线路关键位置布设工程地质钻孔,、对于长斜井需沿斜井线路关键位置布设工程地质钻孔,以查明斜井工程部位的地质情况。以查明斜井工程部位的地质情况。2023-
6、5-10脉内斜井开拓法下盘斜井开拓法侧翼斜井开拓法2023-5-10脉内斜井开拓法脉内斜井开拓法当矿体沿倾斜起伏不大,无褶皱和断层,才有可能采当矿体沿倾斜起伏不大,无褶皱和断层,才有可能采用脉内斜井开拓。在我国小型煤矿采用的多,金属矿床一用脉内斜井开拓。在我国小型煤矿采用的多,金属矿床一般变化较大,脉内斜井需留保安矿柱,又受甩车道的限制,般变化较大,脉内斜井需留保安矿柱,又受甩车道的限制,故用的较少。故用的较少。图图64 脉内斜井开拓法脉内斜井开拓法图图65 下盘斜井开拓法下盘斜井开拓法2023-5-10下盘斜井开拓法下盘斜井开拓法一般与矿体倾角相同,也有伪倾斜的斜井,优点是:石一般与矿体倾角
7、相同,也有伪倾斜的斜井,优点是:石门长度比竖井石门短得多。门长度比竖井石门短得多。伪倾斜的角度换算伪倾斜的角度换算:tgx=sintg 提升方式:提升方式:2530 箕斗或台车箕斗或台车 2530 用串车用串车 18 可用钢绳胶带运输机运输可用钢绳胶带运输机运输 返回返回 当矿体赋存在地平面以下,矿体倾角当矿体赋存在地平面以下,矿体倾角15,或,或45,而埋藏较深的矿体,常采用此开拓方法。,而埋藏较深的矿体,常采用此开拓方法。2023-5-10一、下盘竖井开拓一、下盘竖井开拓 在矿体下盘岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通在矿体下盘岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通达矿脉。这种方法在我国
8、金属矿山应用最广。达矿脉。这种方法在我国金属矿山应用最广。优点:优点:井筒保护条件好,不需要留保安矿柱,矿体倾角大于井筒保护条件好,不需要留保安矿柱,矿体倾角大于75更为有利更为有利缺点:缺点:石门长度随开采深度增加而增加。石门长度随开采深度增加而增加。2023-5-10图图66 下盘竖井开拓法下盘竖井开拓法下盘竖井阶段石门表土岩层移动角下盘岩石移动角沿脉巷道安全距离2023-5-10二、上盘竖井开拓二、上盘竖井开拓 在矿体上盘岩石移动带以外开掘竖井,再掘进阶段石在矿体上盘岩石移动带以外开掘竖井,再掘进阶段石门通达矿体。这种开拓方法与下盘竖井开拓比较存在严重的门通达矿体。这种开拓方法与下盘竖井
9、开拓比较存在严重的缺点。主要是上部阶段要掘进很长的石门,基建时间长,基缺点。主要是上部阶段要掘进很长的石门,基建时间长,基建初期投资较大。建初期投资较大。2023-5-10上盘岩石上盘岩石移动角移动角图图67 上盘竖井开拓法上盘竖井开拓法上盘竖井上盘竖井石门石门沿脉巷道沿脉巷道安全距离安全距离2023-5-10考虑上盘竖井开拓法的条件考虑上盘竖井开拓法的条件1、根据地面地形条件,矿体下盘是高山,而上盘地形平坦,采用根据地面地形条件,矿体下盘是高山,而上盘地形平坦,采用上盘竖井,井筒的长度较小。上盘竖井,井筒的长度较小。2、根据矿区地面地形条件及矿区内部和外部的运输联系,选矿厂根据矿区地面地形条
10、件及矿区内部和外部的运输联系,选矿厂和尾矿库只宜布置在矿体上盘方向,这时采用上盘竖井可使运输和尾矿库只宜布置在矿体上盘方向,这时采用上盘竖井可使运输线路缩短,从而降低了铺设运输线路的投资及运输费用。线路缩短,从而降低了铺设运输线路的投资及运输费用。3、下盘地质条件复杂,不能避开破碎带或流沙层和涌水量很大的下盘地质条件复杂,不能避开破碎带或流沙层和涌水量很大的含水层。因为在这种条件下掘进竖井是很困难的。含水层。因为在这种条件下掘进竖井是很困难的。2023-5-10三、侧翼竖井开拓三、侧翼竖井开拓 井筒布置在矿体侧翼。这种开拓方法井巷掘进和井下运输只能井筒布置在矿体侧翼。这种开拓方法井巷掘进和井下
11、运输只能是单向的,掘进速度受到一定的限制。是单向的,掘进速度受到一定的限制。采用侧翼竖井开拓法的条件采用侧翼竖井开拓法的条件 1 1、上、下盘地形和岩层条件不利于布置井筒,矿体侧翼有合、上、下盘地形和岩层条件不利于布置井筒,矿体侧翼有合适的工业场地,选矿厂和尾矿库以布置在侧翼为宜。这时采用侧翼适的工业场地,选矿厂和尾矿库以布置在侧翼为宜。这时采用侧翼竖井,可使地下和地面运输的方向一致。竖井,可使地下和地面运输的方向一致。2 2、矿体倾角较缓,竖井布置在下盘或上盘时石门都很长。、矿体倾角较缓,竖井布置在下盘或上盘时石门都很长。3 3、矿体沿走向长度小,阶段巷道的掘进时间不长,运输费用、矿体沿走向
12、长度小,阶段巷道的掘进时间不长,运输费用也不大。也不大。2023-5-10图图68 侧翼竖井开拓法侧翼竖井开拓法阶段巷道阶段巷道表土移动角表土移动角矿体走向端部矿体走向端部岩石移动角岩石移动角返回返回安全距离安全距离侧翼竖井侧翼竖井岩石移动线岩石移动线2023-5-10 地下开采使用无轨设备之后,其开拓方式应作相应的改变,地下开采使用无轨设备之后,其开拓方式应作相应的改变,它的主要变化是要开掘供无轨设备上下通行的斜坡道。它的主要变化是要开掘供无轨设备上下通行的斜坡道。斜坡道有两种:一种是与地表相通的主要斜坡道;另一种是斜坡道有两种:一种是与地表相通的主要斜坡道;另一种是连接阶段间的辅助斜坡道。
13、前者作为地下使用无轨设备出入地表连接阶段间的辅助斜坡道。前者作为地下使用无轨设备出入地表的主要斜坡道。的主要斜坡道。斜坡道开拓法斜坡道开拓法:当不设其它提升当不设其它提升井筒时,连通地表的主要斜坡道井筒时,连通地表的主要斜坡道主要用于运输矿岩(用无轨车主要用于运输矿岩(用无轨车辆),并兼作无轨设备出入、通辆),并兼作无轨设备出入、通风和运送材料之用,这种矿床开风和运送材料之用,这种矿床开拓称为斜坡道开拓法。拓称为斜坡道开拓法。2023-5-10 当设有提升井筒时,斜坡道主要是供无轨设备出入并当设有提升井筒时,斜坡道主要是供无轨设备出入并兼做通风和辅助运输之用,此时称辅助开拓巷道。兼做通风和辅助
14、运输之用,此时称辅助开拓巷道。无轨运输的矿山,阶段间的辅助斜坡道几乎是必不可少无轨运输的矿山,阶段间的辅助斜坡道几乎是必不可少的。它不仅可以转移铲运机等无轨设备、同时也是行人、运的。它不仅可以转移铲运机等无轨设备、同时也是行人、运料和通风的通道,也属于辅助开拓巷道。料和通风的通道,也属于辅助开拓巷道。2023-5-10一、斜坡道的类型一、斜坡道的类型1、螺旋式斜坡道、螺旋式斜坡道 其几何形式是圆柱螺旋线或圆锥螺旋线,其几何形式是圆柱螺旋线或圆锥螺旋线,根根据具体情况可以设计成规则螺旋线或不规则螺旋线。据具体情况可以设计成规则螺旋线或不规则螺旋线。螺旋线的坡度一般为螺旋线的坡度一般为1030。2
15、、折返式斜坡道、折返式斜坡道 是直线段和曲线段联合组成;直线段是直线段和曲线段联合组成;直线段变换高程,曲线段变换方向,便于无轨设变换高程,曲线段变换方向,便于无轨设备转弯;曲线段的坡度变缓或近似水平;备转弯;曲线段的坡度变缓或近似水平;直线段的坡度一般不大于直线段的坡度一般不大于15%。在整个线。在整个线路中,直线段长而曲线段短。路中,直线段长而曲线段短。2023-5-10二、斜坡道的典型开拓法二、斜坡道的典型开拓法1、螺旋式斜坡道、螺旋式斜坡道 日本神岗矿枥原矿井五号矿体的螺旋式斜坡道开拓法日本神岗矿枥原矿井五号矿体的螺旋式斜坡道开拓法 在矿体侧翼由在矿体侧翼由+200m至至0m阶段掘进螺
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