第二非煤矿床开拓及其特点

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有时可不设副井:①矿井生产能力小(≤30万t/a),且埋深不大(≤300m); ②地质条件复杂,施工困难,设一混合井。
第四节 非煤矿床开拓的主要特点
3、风井
中央并列式
风井布置方式 中央对角式
侧翼对角式
非煤矿床井筒布置特点:
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,不留保安煤柱;
1600 800 220
300~900 1000 90
1770 500 50
第二节 地下开采的基本问题
2、矿井生产能力:矿井正常生生产期间,单位时间内采出的矿石 量。
国家对不同矿产规定了不同的井型。
确定矿井生产能力的原则与煤矿相同,根据储量、矿体赋存条
件、开采技术条件以及外部因素,按技术可能性和经济合理性确
图2-9c 侧翼竖井开拓法(立面图) 1——主竖井;2——井底车场; 3——阶段运输巷;3——矿体走向端部岩层移动角
第三节 矿床开拓方法
罐笼 容器
箕斗 矩形 断面 圆形 四、斜坡道开拓法 1、斜坡道:供无轨自行设备运行的倾斜巷道。 主斜坡道:直通地表的用于运输矿石的斜坡道。 辅助斜坡道:是用于矿井辅助运输或仅供无轨自行 设备在 井下各阶段间转移的斜坡道。
矿块布置方式
图2-3
垂直走向布置矿块
通常,开采中厚以下矿体时,沿走向布置矿块;开采厚及极厚 矿体时,垂直走向布置矿块。
第二节 地下开采的基本问题
2)水平和微倾斜矿体时, 采用井田 的划分方式。
盘区
矿壁
盘区尺寸:200-400m*200-400m
矿壁相当于近水平煤层盘区布置时划分的区段。在有的资 料上矿壁叫采区。
切割:是指在已经采准完毕的矿块中开辟自由面和自由空间, 为回采创造爆破和放矿条件的工作。大体上相当于煤矿长壁开采 的开掘开切眼。采准与切割总体上都是回采的准备工作,统称采 准切割,简称采切。为进行切割工作掘进的巷道(如切割天井、 拉底巷道等),称为切割巷道。
回采:在已经采切完毕的矿块中采出矿石的过程。
第二节 地下开采的基本问题
矿壁:在盘区范围内,沿盘区平巷每隔一定距离掘进回采平巷, 将盘区划分成一个一个的矿段,这些矿段叫矿壁。
其四周被盘区平巷和回采平巷所包围。
2、回采单元划分
1)缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时,采用井田 矿块划分方式。
阶段
阶段高度:
缓倾斜矿体一般 <20-25m。
倾斜和急倾斜矿体 40-60m
大型 300~200 200~100
中型 200~60 100~20
小型
<60
<20
>15 >100 >100 >30 >100
15~6 100~30 100~20 30~10 100~50
<6
<30 <20 <10 <50
第二节 地下开采的基本问题
二 回采单元划分与开采顺序
1、基本概念 阶段:在缓倾斜、倾斜和急倾斜矿床的井田中,每隔一定垂直 距离,掘进与矿体走向一致的阶段平巷,将矿体沿垂直方向划分 成一个一个矿段,叫阶段。 其范围上下以两个阶段平巷为界,左右以矿体的边界为界。 矿块:也叫采区,就是在阶段平巷中,沿矿体走向每隔一定距 离掘进天井,将阶段划分成一个一个的矿块。它的上下以阶段平 巷为界,左右以天井为界。 盘区:在水平和微倾斜矿床的井田中,首先在井田中掘进主要 运输平巷,然后在垂直于主要运输平巷的方向上向井田边界掘进 盘区平巷,将井田划分为一个一个矿段,这些矿段叫盘区。其四 周被主要运输平巷、盘区平巷和井田边界所包围。
部分非煤矿山的井田尺寸
矿山(井田) 名称
矿体厚度/m
金河磷矿 6~10
凡口铅锌矿 弓长岭铁矿 红透山铜矿 炭口窑硫铁矿
20~50
29
8~40
6.64
矿体倾角/˚
8~23
急倾斜
70
80~90
56
井田走向长 /m
矿体垂直深 度/m
生产能力 /万t·a-1
2300 500 50
2400 400 120
平硐
单一开拓法
斜井
竖井
斜坡道
联合开拓法
据不完全统计,在我国非煤矿山,各种开拓方法所占的比
重为:平硐开拓28%,斜井开拓11%,竖井开拓38%,联合开 拓23%。斜坡道作为主要开拓巷道,目前仅在(国外)少数开采 深度不大的中小型矿山采用。
第三节 矿床开拓方法
一.平硐开拓法
垂直走向平硐
走向平硐
由于阶段高度小,主平硐水平以上需要划分为若干个阶 段才能开采,各阶段与主平硐之间增设了辅助竖井和矿石 溜井。
Ⅱ——矿体
第二节 地下开采的基本问题
三.矿床开采步骤
非煤矿床地下开采的全过程可以分为矿床开拓,矿块采准切割 (采切)和回采三个步骤。
采准:是指在已经开拓的阶段掘进一系列巷道,将阶段划分为 矿块,并在矿块内为行人、通风、运料、凿岩和放矿等创造条件 的采矿准备工作。类似于煤矿的采区准备。为采准而掘进的巷道, 称为采准巷道。
6、 适用条件
适用于矿床埋藏不深(≤200~300m)的中、小型矿山 (生产能力20~100万t/a)。
目前非煤矿山用斜坡道作为主要开拓巷道的还不多, 而广泛用作辅助开拓巷道。斜坡道作为辅助开拓巷道, 较常见的有两种情况:
① 采用竖井开拓法,斜坡道只用于无轨自行设备出 人井下,运送人员、材料设备,兼作通风通道;
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第二节 地下开采的基本问题
四 、矿石损失与贫化
矿石损失:矿体开采过程中造成矿石数量 减少的现象。
矿石贫化:指采出矿石品位低于工业储量 平均品位的现象。
贫化的原因:混入废石,高品位矿石损失 或高品位粉矿流失。
第三节 矿床开拓方法
类似于煤矿的井田开拓方式,但又不完全相同。仅指主要 开拓巷道及矿床整个开采深度范围内的主要开拓巷道形式。
定。
A QK
T (1 )
式中,Q井田工业储量;K矿石回收
率;T矿井服务年限; 费石混入
率。
国家规定服务年限 特大型>30a;大型>25a;中型>20a; 小型>10a
非煤矿山生产能力划分 万t/a
矿山 黑色金属 有色金属 黄金
规模 矿山
矿山
矿山
特大型 >300
>200
化工矿山
建材矿山
磷矿 硫铁矿 石膏矿 石灰石 矿
① 受地形、工业场地和工程地质条件等制约井筒位置的因 素影响较小;
② 矿井生产系统简单,环节少;
③ 斜坡道兼有主井和副井的功能,利用无轨自行设备将斜 坡道掘进到矿体后即可投人生产,矿床开拓快,矿井投产早;
④ 有利于实现掘、采、装、运、卸综合机械化,劳动生产 率高;
⑤ 无轨自行设备机动、灵活、使用方便;
3——井底车场与石门;4——下盘岩层移动边界
5——阶段运输巷;6——井底车场与石门;
7——回风平用;8——阶段回风平用
第四节 非煤矿床开拓的主要特点
一.井筒布置特点 确定井同位置应遵循的原则: ①安全可靠 ②工广布置合理 ③对井下开采有利 ④尽可能不留保护矿柱 1.主井:井筒不穿过矿体且不保留保护矿柱 其原因: ①井田尺寸小 ②矿产价值高 ③非煤矿床以急斜居多
第二非煤矿床开拓及其特点
第一节 概述
图2-1 非煤矿床地下开 采示意图
l—主(副)井;2—风井;3— 石门;4—阶段运输巷;5— 矿石溜井;6—废石溜井; 7—人行天井;8—盲井;9— 勘探巷道;10—箕斗;11— 矿石仓;12—破碎机硐室; 13—泵房;14—斜坡道; 15—分段巷道;16—采场; I7—矿体;18—矿柱;19—装 载站
第四节 非煤矿床开拓的主要特点
位于矿体下盘 井筒位置 位于矿体上盘
位于矿体侧翼
均应位于地表移动范围以外,并留 一定宽度的保护带
沿走向的井筒位置按矿井运输量或费用最小确定。(井上、下运输量之和)
2.副井 位置确定受辅助运输和废石场位置的影响。可远离主井单独布 置。
集中布置:主副井同在一个工广 分散布置:主副井不在同一个工广
第三节 矿床开拓方法
三、竖井开拓法 下盘竖井
按相对位置 上盘竖井 侧翼竖井 多绳
提升方式 单绳
0
——表土层移动角;l——安全距离
图2-9a 下盘竖井开拓法
图2-9b 上盘竖井开拓法
l——主竖井;2——井底车场与石门;
l——主竖井;2——井底车场与石门;
3——阶段运输巷;γ——下盘岩层移动角; 3——阶段运输巷;β——上盘岩层移动角
运送人员、材料和设备的一般辅助斜坡道 9-17
阶段与分段间的辅助斜坡道
16-25
路面结构:碎石、混凝土或沥青等
第三节 矿床开拓方法
4、示例
图2-11 折返式斜坡道开拓法(立面图) l——主斜坡道;2——阶段石门;3——阶段运输巷
图2-11 螺旋式斜坡道开拓法 日本神岗矿枥原矿井五号矿体
5、评价 与竖井开拓法和斜井开拓法相比,斜坡道开拓法的优点是:
图2-10 斜坡道类型 (a)折返式;(b)螺旋式
第三节 矿床开拓方法
2. 斜坡道形式:折返式,螺旋式。
3、 斜坡道参数与路面结构
断面: 宽4-6m*高3.6-5m
曲率半径: 大型设备 大于20m
小型设备不小于10m
坡度(%):运输矿石与废石的斜坡道
9-11
通过大量无轨设备的长距离斜坡道
9-11
8—矿壁;9—切割巷道
3、 开采顺序
阶段:一般下行式,
个别情况采用上行 式。
前进式
矿块 后退式
混合式
以主要开拓巷道的 位置作为标准划分
非煤矿床广泛采用 图2-5 阶段中矿块的开采顺序(水平截面图)
后退式开采顺序
(a)前进式;(b)后退式;(c)混合式
l——主井;2——风井
图2-6 矿脉群的开采顺序 a——矿体倾角;γ——下盘移动角;β——上盘移动角;Ⅰ,
图2-15 阶段运输巷道布置方式(水平截面)示意图 (a)沿脉单巷;(b)沿脉双巷;(c)下盘沿脉加穿脉;(d)环形运输布置 l——主井;2——阶段石门;3——风并;4——沿脉运输巷;5——会让站;6——下盘脉外运输巷; 7——联络道;8——穿脉巷道;9——环形绕道;10——上盘脉外运输巷
⑥ 不需要提升设备和相应的地面构筑物,井口布置大大简 化;
⑦ 不需要轨道,节约钢材。
斜坡道开拓的缺点是:
① 斜坡道工程量大(与同样深度的竖井相比, 工程量大3~6倍);
② 开拓深度受掘进施工技术和经济因素的制 约;
③无轨自行设备初期投资大,维修工作量大, 技术水平要求高;
④ 无轨自行设备目前主要以柴油为动力,造 成井下空气污染,使矿井通风费用增加。
②副井可以靠进主井集中布置,受条件限制时,也可以 远离主井分散布置;
③风井布置方式多采用对角式。
图2-14 风井布置方式(立面)示意图 (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
第四节 非煤矿床开拓的主要特点
二.阶段平面开拓(阶段平面布置)及其特点 1.阶段划分:确定合理的阶段高度和斜长
3
阶段和矿块的划分(立面图) Ⅰ——已采完阶段;Ⅱ——回采阶段;Ⅲ——开拓
与采准阶段;Ⅳ——开拓阶段; l——主井;2——石门;3——天井;4——风井;
5——阶段运输巷;6——矿块;
第二节 地下开采的基本问题
矿块长度与矿体厚度,岩石稳固性以及所采用的采矿方法有关, 一般30-50m。
沿走向布置矿块
图2-7 平硐开拓法 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
第三节 矿床开拓方法
二.斜井开拓法
脉内斜井开拓法
按相对位置 下盘斜井开拓法
侧翼斜井开拓法
图2-8 斜井开拓法 (a) 脉内斜井开拓法;(b)下盘斜井开拓法 l——主斜井;2——阶段运输巷;3——井底车场与石门; 4——矿体;5——风井;6——阶段回风巷
② 无轨自行设备用得较多的矿山,在阶段间设辅助 斜坡道,供自行设备转移工作地点和作为行人、运料 和通风通道。
五、联合开拓法
图2-12a 平硐与盲竖井联合开拓法
图2-12b 明竖井与盲竖井联合开拓法
1——主平硐;2——下盘岩层移动边界;
1——主明竖井;2——主盲竖井;
3——主盲竖井;4——矿石溜井;
图2-3 矿块布置方式(水平截面)
(a)沿走向布置矿块;(b)垂直走向布置矿块;
l——矿房;2——矿柱;
Lb——矿块长;Bb——矿块宽
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图2-4 盘区和矿壁的划分 I—开拓盘区;Ⅱ—采准盘区;
Ⅲ—回采盘区;1—主井; 2—风井;3—主要运输巷; 4—主要回风巷;5—盘区上山; 6—盘区下山;7—矿壁运输巷;
应综合考虑矿床地质条件,技术和经济三方面的因素。
一般开采缓倾斜矿体时,阶段高度小于20-25m;
倾斜和急倾斜矿体时,阶段高度40-60m.
2、阶段运输巷道布置
按阶段 运输巷 道的数 目及与 矿体的 相对位

沿脉单巷 薄及中厚矿体 沿脉双巷 中厚和厚矿体 下盘沿脉加穿脉 厚矿体 环形运输 厚、极厚矿体或平行矿脉群
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