采矿工程教学课件

矿体规模 矿体倾角 矿床埋藏深度 其它因素
类
型
矿
箕斗 井 ：
床
开
拓
仅可作为主井使用（提升矿石）
矿
井
适用于日产量大于1000吨，井深 大于300米的矿井 井筒规模依日产量及提升容器 大小而确定
箕斗井井筒结构：
类
型
井架-----提升设备场地 井颈-----井筒通过表土层区段
井身-----井筒主体，位于基岩中
矿
单一沿脉巷道布置
山
井
巷
阶 段 运 输
适用于中、小型矿山，
可适应年产矿石20 ~ 30 万吨的矿井要求。 矿体规则的薄矿脉采 用脉内布置，而矿体变
化大时可采用脉外布置。 穿脉环形巷道布置 确适用于中厚矿体的 大中型矿山，年生产能 力可达100万吨以上。 当矿体不规则时，使 用穿脉巷道利于探矿。
平
巷
阶段参数 阶段参数确定依据
及
矿
阶段高
阶段斜长
矿床开采技术条件 地质堪探的要求 各阶段的服务年限
相关工程： 主井
石门
岩矿的稳固性
经济指标 安全指标
块
阶段平巷
矿 床 开 采 单 元
阶 段 及
阶 段 及 矿 块 开 采 顺 序
上行后退式开采
下行前进式开采
优点：计划性强，巷道维护费用 底，安全性高； 缺点：投产慢，矿井基建时间长
矿
罐笼井 矿 井
床
开
拓
使用罐笼作为提升设备，连同 矿车一起运载，适用于矿石日 产量700吨，井深300米的矿山 除可用于提矿外，也可运载人 员、设备，电缆、水管、充填 管也由该井送入井下。 可兼作入风井使用。 井筒断面形状、尺寸确定依据 井筒用途、服务年限 提升容器的大小及数量 支护材料类型 井筒布置及安全间隙要求 符合通风要求
矿
中央对角式 风 井 的 布
入风井位于矿 田中央，两个回 风井位于矿田两 侧。主井为箕斗 井时，另开副井 为进风井。
优
山
井
巷
风压较小且稳定，漏风量小，通风费用低； 安全性高
中央并列式
入风井和出风 井位于矿体中央
主井为箕斗井 时，由主井回风， 主井为罐笼井时， 由主井进风副井 回风。
点
置
方 式
优 点
回采工作
矿 床 开 采
步
骤
从地表掘进一系列 巷道通达矿体，形成 矿井生产所必需的通 风、提升、运输、排 水、供电、供水等系 统，以便将采下矿石， 废石及污风、污水运 （排）到地表，将采 矿的设备、人员、动 力及新鲜空气输送到 井下。
在完成采准切割工程基础 上，进行大面积采矿的过程。 落 矿
矿石搬运
地压管理
矿
脉外环型布置
山
井
巷
阶 段 运 输
适合于倾角不大的
中厚矿体开采时使用， 环形巷道全部布置于 矿脉外。
两条沿脉巷道之间 的联道可采用环形或 折返连接，两条沿脉 平巷一为装车巷道， 另一为行车巷道。
平
巷
阶段运输巷道布置 形式的选择应考虑道 利于装矿，探矿，同 时应依据矿体厚度、 矿体变化特点，矿山 生产能力等综合因素 考虑选择适用的方案。
井 巷 掘 进 及 落 矿
巷道形状和支护
梯形木支护平巷 适用于岩矿稳固，巷道服 务年限不长的中、小断面巷 应用最早、最广泛。 直墙梯形混凝土支护平巷 适合于围岩破碎，巷道
巷 道 形 状
凿岩与爆破
井 巷 掘 进道。 落 矿 方 法
巷道形状和支护方案选择依据
和
支 护
服务年限长的大、中断面 # 巷道穿过岩矿性质件。 巷道。具有支护强度大， # 巷道的用途及服务年限，服 整体性强，不透水的优点， 也可添加钢筋骨架。加大 年限在十年以上的主巷道最 好选择拱形、混凝土支护方 支护强度。 案。 # 对于岩矿稳固，服务年限不 直墙拱形混凝土支护平巷 长采准巷道可采用梯形木支 护或不支护 。 与上述两方案相比，具 # 巷道断面形状和大小是否合 有更强的支护效果，可提 适，最后还要通过风速验校。 供更大的断面面积。
结 构 参 数
相邻受矿喇叭口中心距为5 ~ 7M ； 每个喇叭口的受矿面积为30 ~50M2； 喇叭口斜面倾角为40 º~ 55 º，最大为60 º~ 漏斗颈的断面尺寸应大于矿石最大块度的2 ~ 5倍。
格筛巷道底部结构可用于
极倾斜，矿石须要二次破碎
70 º；
的矿体。
矿
电 耙 巷 道 底 部 结
块
底
部
结
构
电耙巷道底部结构类型 喇叭口受矿 V 型堑沟受矿 平底结构
井 巷 掘 进 及 落 矿
金属临时支架支护
巷 道 形 状
适用于岩矿中等稳固的拱形巷道，用于巷 道掘进与砌漩之间这一段时间内的临时支护， 亦可做为永久性支护。 其施工简单，机械化程度高，安全性好， 支架可重复使用。
拱形临时支架多用钢轨制成，用钢轨撅子 固定于巷道岩（矿）壁之上。
锚杆支护及喷射混凝土支护 锚杆是一种锚固定在岩体内部，对围 岩起到加固作用，在巷道周围形成一个稳
矿
块
底
部
结
构
重力运搬、闸门放矿结构
重 力 运 搬 、 闸 门 放 矿 结 构
格筛巷道底部结构 电耙巷道底部结构
装载设备出矿底部结构
崩落矿石借自重直接下落到矿房底部漏斗之 中，再经漏斗口闸门将矿石装入矿车。 适用于矿体倾角大于55 º的极倾斜薄矿体， 要求矿石破碎质量好，无须二次破碎。 矿石运搬：矿石从落矿地点运送到阶段运 输平巷装载处。
类
型
矿
斜 矿
井
床
开
拓
井
斜井适用于表土层不厚、缓倾斜、
矿体埋藏不深的中小型矿山，采用串 车或抬车提升
可用于出矿、运送人员、设备、配 送水电，兼入风井
斜井与竖井比较主要缺点
斜井提升能力小；速度慢
斜井承受地压大，井筒长，易变形， 维护费用高 提升和排水费用高
类
型
斜井与竖井比较主要优点
石门较短，井底车场较简单
方
法
浅 孔 落 矿
浅孔落矿可采用水平浅孔或上 向浅孔，使用轻型风动凿岩机凿孔 主要爆破参数是： 钎头直径——30~46mm 炮孔深度——小于5m 最小抵抗线按钎头直径的25~30倍 确定。
井 巷 掘 进 及 落 矿
评价落矿经济技术效果指标：
凿岩劳动生产率（T / 班 ） 每米炮孔崩矿量（T /M ） 单位炸药消耗量（kg / T ) 不合格大块产出率（ % ） 单位炸药消耗量：爆落每立方米 矿石所需最少炸药量。
天井掘进工序包括：凿岩、装药、 爆破、通风、装岩及支护。 天井段面大小依用途选择,行人 天井中还应设置梯子、平台及各重
管线。
井
巷
掘
进
吊罐法掘进天井按天井倾角分为直 吊罐和斜吊罐。 吊罐法掘进天井劳动强度低，消耗 材料少，工序简单，通风好，掘进速 度快。
吊罐法的主要缺点是不适用于破碎 岩层及倾角小于65°的斜天井。
优点：节省初期投资，矿井基建 时间短，投产早； 缺点：巷道维护费用高
矿 块 结 构
矿房 采矿对象
矿柱 支护 上、下阶段运输平巷 行人、通风、运输 顶柱 支护 底柱（结构）支护、出矿 天井 出矿、行人 联络道 联通矿房与天井
矿
块
矿 床 开 采 单 元
矿床开拓 采准切割
在完成开拓工
程的基础上，将 阶段划分为矿块， 并在矿块内掘进 行人、通风、凿 岩及放矿巷道， 开拓采矿自由面， 为大面积采矿作 最后的准备工程。
箕斗-----提升容器 矿仓-----地下储矿硐室 地面矿仓
矿
床
开
拓
箕斗井的装载
箕斗井一般通过箕斗装载硐 室与卸矿平硐联通，
矿
井
矿车在卸矿平硐将矿石倒入 格筛给矿机，合格矿石落入 矿仓，筛上大块经破碎后送
入矿仓，
类
型
矿石经装载硐室将矿石装入 箕斗，再将箕斗提升至地表 到入地表矿仓，
箕斗装载设施
翻笼室 格筛给矿机 破碎机 量斗 风动闸门
采切比（采准系数——K）
开拓巷道（工程）
竖 井 及 石 门 、阶 段 运 输 平 巷 风 井 及 留 矿 井 、充 填 井 平硐及井底车场
K
=
V × 100cm T
3/kt
矿 床 开 采 单 元
三
级
储
量
三 级 储 量
开拓储量：开掘巷道所控制范围内矿床
储量，包括该范围内的采准矿量和备采矿 量。
采准储量：开拓矿量的一部分，进一步
爬罐法可掘进高天井及盲天井。
该法缺点是设备投资大，设备维修 困难，工作面通风困难。
井 巷 掘 进 及 落 矿
落矿是指将矿石从矿体分离下来 并破碎成一定块度的过程。
落
矿
金属矿山采用凿岩爆破法落矿。 凿岩爆破法落矿不可避免地要产 生一定数量的不合格的大块，为了 方便般运和放矿，应将不合格的大 块进行二次破碎，达到合格块度的 大小。
井 巷 掘 进 及 落 矿
钻进法掘进天井是用天井钻机在 预掘的天井断面内沿全深钻一个直 径200~300mm的导向孔，然后用扩
孔刀具扩大到所需断面大小。 该方法全面机械化掘进，安全性 高，缺点是工程成本较高，对中硬 以上岩石不宜使用。 扩孔可选择上扩法或下扩法。
井
巷
掘
进
爬罐法掘进天井采用一个沿轨道运 行的可驱动的机械平台做为凿岩、装 药平台，爆破时先将机械平台驱往避 炮洞室，再次驱升平台前将导轨延伸。
凿 岩 与
爆破效果与最小抵抗线关系密切，依药包深度不 同，爆破可分为——震动爆破、松动爆破、抛掷爆 破。
最小抵抗线 ：药包至自由面的垂直距离。 自 由 面 ：岩矿与空气（空间）的接触面。
爆
破
井 巷 掘 进 及 落 矿
Fra Baidu bibliotek凿 岩
与
爆
破
井 巷 掘 进 及 落 矿
天井是矿山井下联系上下两个 中段的垂直或倾斜巷道，用途广泛、 数量众多，也是采准的主要工程。
采 矿学多媒体教学软件
1
矿 床 开采 单 矿 床 开 拓
元
6
自 然支撑采矿法 留矿采矿法
2
7
3
矿 山 井 巷 井巷掘 进及落矿 矿块底部结构
8
充填采矿法 崩落采矿法 露天矿开采方法
4
9
5
10
矿 床 开 采 单 元
阶段及矿块 矿床开采步骤 三级储量
阶
段
在矿床开采过程中，首先将矿体沿垂直方向上，用水平巷 道将其划分若干个分段（中段；阶段），再在每个分段中沿 矿体走向每隔一定距离划分出若干个 矿块，矿块是矿床开采 的最基本单元。
矿
格
块
底
部
结
构
运搬过程
崩落矿石借自重经受矿喇
叭口到达二次破碎水平的格 筛上，合格块度的矿石经格 筛漏下，进入溜矿井，然后 通过闸门装入矿车；不合格 大块留在筛面上，可直接在
筛
巷 道
底 部
结 构
筛面上进行二次破碎，也可
移到格筛巷道内破碎。
格筛巷道有单侧和双侧两
种，前者适用于矿体厚度不
大或矿岩稳固性较差时。
和 支
护
定的岩石带。
施工时先向巷道围岩钻孔，然后在孔
内安放由金属制成的锚杆，最后向钻孔内 充填泥浆固锚，套上垫板，拧紧螺帽，在 岩壁表面喷射混凝土。
井 巷 掘 进 及 落 矿
井巷掘进爆破中炮孔按其作用可分为 掏槽眼、辅助眼及周边眼 ，它们的爆破顺序依 次为先爆掏槽眼，其次爆辅助眼，最后爆破周变眼。
落
矿
方
法
水平深孔落矿 深孔落矿的炮孔布置形式分为水平 扇形、水平平行孔，亦可才用垂直或 倾斜布孔。 平行布置炮孔能充分利用深孔长度， 炸药分布均匀，矿石破碎质量好，但 工程量较大，
最小抵抗线一般为钎头直径的30倍。
井 巷 掘 进 及 落 矿
影响崩矿指标的因素
岩矿的坚固性—— 影响凿 岩速度，炸药单位消耗量。 岩矿的裂隙性 ——影响 大 块产出率。
矿体厚度与工作面宽度— —矿体厚度小于5M时应采 用浅孔落矿；厚度为5~8M 则采用中深孔落矿；厚度 为10~15M时最好采用药室 落矿。
落
矿
方
法
自由面数目 —— 落矿效果 的好坏与自由面数目呈正 比。
中 深 孔 落 矿
炮孔布置形式有：上向及水平扇形布置
炸药性能
爆破技术
最小抵抗线一般为钎头直径的25~30倍，使用高性 能炸药时可适度放大。 孔底距一般为（0.8 ~ 1.2）W
完成采准工程所控制的矿量。 完成切割工程所控制的储量。
备采储量：采准矿量的一部分，进一步
矿
箕斗井
床
开
罐笼井
拓
斜 井
斜
矿
井
坡
道
矿井是矿床开拓巷道中最重要 的工程，是人员、材料、采矿机械 设备进入地下的通道，也是新鲜空 气、动力送入地下的入口； 矿井名称主要依据矿井提升设 备类型、矿井倾角及其它特点决定 的。 矿井类型选择
斜井施工技术较简单
矿
床
开
拓
矿 床 开 拓 方
法
矿
矿
井 位 置
矿井位置的确定
山
井
巷
风井的布置方式
井 底车 场 阶段运输平巷
地形对井位的影响
的 确
定
井口附近应有足够的工业场地， 井口应不受洪水、滚石、山崩威胁； 井筒应避免穿过不稳定岩层。
岩层位移对井位的影响 矿井应位于地表岩石崩落带和移动带之外，如必须建 于移动带内，则必须留保安矿柱
主副井集中，易于管理，占地小； 可共用同一井底车场，共用一个保安矿柱
矿
山
井
巷
尽头式井底车场
井
底
竖井井底车场形式之一，用 于罐笼提升，井筒单侧进、出车， 空车和重车的储车线及调车场均 设在井筒一侧， 车场通过能力小，适用于小型 矿山使用。
车
场
折返式井底车场
井筒两侧均设线路，一侧进重车， 另一侧出空车，重车入罐利用自重 溜放或推车器，罐笼中的空车由重 车顶出。 车场通过能力大，适用于大中型 矿山使用。