現(xiàn)代采礦學知識教案

376/376緒論一、采礦學的研究范疇1、采礦學的定義：是研究在一定技術經濟條件下，以一定的規(guī)模安全、經濟、高效地開發(fā)自然礦產資源，同時維護采礦空間平衡和系統(tǒng)平衡的一門學科。2、采礦學研究的意義或使命：由于地殼演變過程中所形成的礦產資源具有不可再生性的特點，因此礦床開采是一次性完成的，不管資源多么豐富，儲量多么大，總有開采完的那一天，在人類科學技術進展能夠達到查找出新的替代能源之前，我們只能研究如何采取措施最大限度的延長現(xiàn)有資源的使用壽命，如何愛護好我們賴以生存的資源與環(huán)境等，不僅僅是我們這一代，兩代人進展，還關系到我們的子孫后代的進展大計，這也正是我們國家什么緣故要把實現(xiàn)可持續(xù)進展定為差不多國策的緣故，通過采礦學的研究學習，我們可了解到節(jié)約資源與安全生產的重要性，取得經濟效益與愛護環(huán)境的相輔相成而非對立的關系，更好地為國民經濟建設提供礦產資源；（1）國民經濟建設需要大量的自然礦產資源，據統(tǒng)計80%以上的原材料源于礦產資源的開采。（2）通過了專門多年的開采有些資源呈現(xiàn)枯竭趨勢（耗竭性）、我國人口眾多，人均資源占有量低，2010年前我國四十種要緊礦物將有20種出現(xiàn)短缺（3）礦山安全生產形勢嚴俊，各類礦山安全事故頻發(fā)。（4）礦業(yè)開發(fā)帶來的環(huán)境負效應：廢石堆、尾礦庫、露天坑、地下水等，有的地點對環(huán)境的破壞相當嚴峻。（5）經濟效益是保證企業(yè)健康進展的前提，也才能使企業(yè)良性進展，然而絕對不能片面追求經濟效益，而冒險蠻干，不遵守經濟進展規(guī)律。3、采礦學研究范疇包括三個層面：即兩個平衡，合理的工程與工藝，設備設計參數(shù)選擇；3.1采礦生產的兩個平衡：空間的平衡、生產系統(tǒng)的平衡（1）空間平衡：A、地下礦工作面、采空區(qū)穩(wěn)定；（不出現(xiàn)冒頂、透水等）B、露天礦不滑坡；（邊坡穩(wěn)定，可不能出現(xiàn)大的邊坡坍塌移動）C、通道預備始終保持超前于開采；（開拓、采準、切割、回采）（2）生產系統(tǒng)平衡：各生產系統(tǒng)間合理匹配（采礦、運輸、提升、通風、排水、壓氣、供水、供電、通訊等各系統(tǒng)）。3.2采納合理的工程與工藝安全、高效、經濟采納合理開拓方式（平硐、豎井、斜井等），地下采礦方法（崩落法，地表是否同意陷落？空場法空區(qū)如何處理？露天采納什么穿孔、爆破、采裝、運輸、排土工藝比較合適等？）3.3設備設計參數(shù)選擇：型號、數(shù)量，匹配問題，（鑿巖，運輸，提升設備裝備等的選擇設計，地下以及露天工藝參數(shù)的選擇設計等）二、礦業(yè)工程技術進展歷程貫穿于采礦技術進展歷史的主線是采礦方法的演變和采礦手段的進步。從石器時代原始的手工開采，進展到后來的爆破破巖、機械鉆具，高效采裝、運輸；到今天的大規(guī)模的現(xiàn)代化開采；采礦技術進展差不多體現(xiàn)在效率提高、勞動條件改善、生產的科學性等方面。在漫長的人類長河中，人類的采礦實踐也經歷了由手工到機械，由低級到高級，開采規(guī)模越來越大，生產技術越來越高，由初期的地表開采進展到現(xiàn)今的開采地下幾千米的礦石，人類在采礦方面的技術取得了長足的進步，采礦工具或設備不斷改進。緒論表1（見采礦學講義圖表部分PPT2）序號歷史時期作業(yè)特征1原始開采利用簡單工具機械力破巖（石器時代手工開采）2爆破破巖利用炸藥破巖，提高了破巖效率（17世紀初黑火藥的應用，是采礦工藝發(fā)生重大變化，1867年諾貝爾發(fā)明炸藥用于爆破破巖）3機器的使用提升運輸效率提高（18世紀工業(yè)革命后，機器的使用）4鑿巖工具改善提高了穿孔效率，大規(guī)模提高了采礦效率（19世紀空氣壓縮機的出現(xiàn)導致風動鑿巖機的發(fā)明，動力機械鑿巖代替手工鑿巖）5大規(guī)模機械化開采開采強度、效率提高（二十世紀初）6現(xiàn)代化采礦多學科知識應用，提高了生產效率與質量建國快60年了，我國的采礦業(yè)進展到今天，我國的采礦業(yè)差不多有了飛躍進展，然而我們還應該充分認識到，我國的采礦業(yè)與世界上先進國家的采礦業(yè)相比還有一定的差距，還需要我們年輕一代接著去努力。三、兩個專業(yè)方向學習的意義采礦專業(yè)：是最主干的專業(yè)基礎課程，是各類設計的基礎，學習采礦專業(yè)知識最要緊的渠道，地下開采，露天開采等。礦物加工專業(yè)：了解開采過程，作為選礦技術、生產治理者的差不多要求；了解開采帶來的加工問題的緣故（廢石混入、礦石的貧化、合格塊度等）等。四、礦床開采方式及其存在的差不多問題（結合兩個平衡）當前存在的開采方式：地下開采、露天開采、專門開采（海洋、采砂、生物化學法等），常規(guī)的要緊開采方式為地下和露天開采兩種。常見的開采方式：(1)露天開采:剝離、穿孔、爆破、采裝、運輸、排土等工藝。(2)地下開采：開拓、采準、切割、回采等工藝。(3)露天、地下聯(lián)合開采：露天開采淺層礦床，地下開采深部礦床。(4)專門開采①大洋采礦②石材開采：③溶浸、溶解、熔融開采④月球采礦⑤煤礦中的“三下”開采五、當前的研究方向與學科進展*國內就我國行業(yè)現(xiàn)狀，總體來講不均衡，因體制、種類、規(guī)模不同差異較大，與國外存在一定差距（參考教材P6-15）。近些年來在本學科知識應用與研究方面要緊有：（1）巖體力學及其應用；（一直接都在研究，只是進展不大，近些年計算機及大量軟件的應用關于本學科的研究提供了方便）（2）充填技術的進展與應用；（近些年又熱了起來）（3）現(xiàn)代決策技術的應用；（借助于新型的理論與技術如專家系統(tǒng)，決策支持系統(tǒng)等）（4）礦山環(huán)境愛護與災難防治；（人們的意識越來越強，這方面加強了）（5）與其他相關學科的滲透；（礦山行業(yè)取得了長足的進展）國外進展現(xiàn)狀理論上與國內相差不大，與國內研究相比有以下特點：（1）研究更注重實效；（注重于解決問題，而我們只是停留在紙上居多，問題解決的少）（2）機械化、自動化程度高；（這是我們差距特不明顯的地點，國外有無人礦山，我們還沒有）（3）環(huán)保意識強；（水資源、土地、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的愛護等）（4）溶浸技術進展較成熟；（運用適當?shù)幕瘜W溶劑，借助于某些微生物的生物化學作用，溶解、浸出、回收礦床和礦石中的有價值的成分。用于不能用常規(guī)采礦方法來經濟地開采的潛在資源，可充分回收礦產資源）六、礦業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)1、對當前新一輪“采礦熱”的認識客觀地講，當前我國礦產資源開發(fā)行業(yè)處在一個特不行的進展時期，國內經濟快速進展增長的需要、國際原材料價格的提高使得礦產品價格成倍增長，形成了一股新的“淘金熱”，使得礦業(yè)在前些年的劣勢得以遏制，呈現(xiàn)出一派欣欣向榮的景象，但業(yè)內人士必須清醒認識到，國內礦業(yè)在環(huán)境愛護、職業(yè)衛(wèi)生安全、職工福利等方面還存在專門多欠賬，直接的礦山職工并沒有獲得多少待遇，福利并沒有提高多少或者全然沒有提高，環(huán)境愛護依舊專門差甚至更糟，專門多礦山企業(yè)只是在利用那個機會在片面地追求經濟利益，其他的一概不管，我國礦業(yè)進展與西方國家存在較大差距，臨時的利潤在扣減了上述支出后就不存在當前的“暴利”現(xiàn)象。2、必須清醒認識礦業(yè)進展面臨的挑戰(zhàn)①資源的枯竭與劣化趨勢；（越來越明顯，專門多礦山要閉坑，資源越來越少等）②環(huán)保壓力，當前清潔生產、無廢（無害）礦山的進展；③傳統(tǒng)學科與新興學科的對比；④開采條件劣化；（礦石品位低，技術條件差等）七、關于我國礦山安全現(xiàn)狀的認識1、我國礦山安全現(xiàn)狀：地下采空區(qū)的威脅，尾礦庫的問題，露天采坑閉坑等2、造成事故的緣故簡析：片面追求經濟利益，國家監(jiān)管力度不夠等，沒有形成一個良好的進展運行機制。八、學習要求與考核方式關于采礦方向的同學絕不能局限在課堂內容，廣泛涉獵相關參考材料的內容，礦物加工專業(yè)方向的同學差不多概念、差不多方法必須清晰，以消化課堂教學內容為主。暫定閉卷考核第一章礦床地下開采差不多概念§1、礦床特征一、礦床分類一般按其礦體形狀、傾角和厚度三個因素進行分類。（適應上稱為礦體三要素）。（1）按礦體形狀分類1）層狀礦體——這種礦體是一層一層的。多源于沉積或變質沉積礦床。特點是：①層狀礦床的品位，傾角和厚度變化不大，比較穩(wěn)定。②礦床規(guī)模比較大。③多見于黑色金屬礦床。（亂礦多見）地表地表圖1層狀礦床（見PPT4）2）脈狀礦體這類礦床要緊是由于熱液和氣化作用，將礦物充填于地殼的裂隙中生成的礦床。特點是：①礦脈與圍巖接觸處有蝕變現(xiàn)象②礦床賦存條件不穩(wěn)定；③有用成分含量不均勻；（品位變化大）。（有色金屬，稀有金屬及貴重金屬硫礦床多屬此類）。

圖2脈狀礦床(見PPT5)3）塊狀礦床這類礦床要緊是充填接觸交代分離和氧化作用形成的。特點：①形狀專門不規(guī)則。呈不規(guī)則的透鏡狀，礦株等形；②礦體大小不一；③礦體與圍巖的界限不明顯；

（2）按礦體厚度分類1）礦體厚度的概念：圖3塊狀礦床（見PPT6）礦體厚度是指礦體的上盤與下盤之間的垂直距離或水平距離。前者稱為礦體的真厚度，后者稱為礦體的水平厚度。b——為垂直厚度；a——為水平厚度；φ——a與b夾角；α——礦體傾角；關于急傾斜礦體，常用水平厚度，關于緩傾斜礦體，水平或傾斜礦體常用垂直厚度。（也即真厚度。若文中不加講明時，一般指真厚度）。圖4礦體厚度表示圖（見PPT7）2）分類：可分五類①極薄礦脈礦體厚度在0.8米②薄礦脈礦體厚度為0.8——4.0米之間,淺孔回采。

③中厚礦體礦體厚度為4.0——10米之間。一般現(xiàn)在礦塊沿走向布置，多用淺孔回采。④厚礦體礦體厚度為10——40米，（現(xiàn)在⑤極厚礦體礦體厚度40米以上，深孔回采。（3）按礦體傾角分類近水平礦體礦體傾角小于5°（包括微傾斜礦體）。可使用有軌或無軌運搬設備直接進入采場運搬礦石。2）緩傾斜礦體礦體傾角在5°——30°之間。可采納人力或電力，運輸機等機械設備運搬礦石。3）傾斜礦體礦體傾角在30°——55°之間?？山柚诹锊?，溜板或外力拋擲等方法，進行自重運搬礦石。4）急傾斜礦體礦體傾角應大于55°。可利用礦石自重的重力運搬方法。二、礦石和廢石的概念（1）礦物——在地殼中，由于地質作用形成的自然元素和自然化合物，統(tǒng)稱為礦物。（2）礦石——凡是在地殼中的礦物集合體，在現(xiàn)在技術經濟水平條件下，能以工業(yè)規(guī)模從中提取國民經濟必須的（有用的）礦物產品的都叫礦石。（3）礦體——礦石的聚攏體叫礦體。（一個礦體是一個獨立的地質體，具有一定的幾何形狀，具有一定的空間位置等）。（4）礦床——礦床是礦體的總稱。（關于某一礦區(qū)而言，一個礦床由一個或幾個礦體組成，礦床又可分為工業(yè)礦床和非工業(yè)礦床）。①工業(yè)礦床——在當前技術經濟條件下，符合開采和利用要求的礦床叫工業(yè)礦床。②非工業(yè)礦床——與上述情況反之，叫非工業(yè)礦床。（5）圍巖——礦體周圍的巖石叫圍巖。①上盤圍巖——指礦體上部圍巖。②下盤圍巖——指礦體下部圍巖。（6）夾石——夾在礦體中的巖石叫夾石。圖5礦體圍巖表示（見PPT8）（7）廢石的概念在采礦過程中所采出的圍巖或夾石，一般稱為廢石。（或者講廢石是：礦床周圍的圍巖以及夾石、全然不含有用成分或者含量過少，當前不宜作為礦石開采的稱之為廢石）。三、礦石品位的概念（一）礦石品位的概念通常我們把礦石中凡是可供利用的元素或礦物稱為有用成份。礦石中所含有用成分的多少用品位來表示。所謂品位確實是：礦石中有用成份的重量與礦石重量之比，常用百分數(shù)（%）表示。品位=礦石中有用成分重量/礦石重量×100%（或克/噸）一般金屬品位是指礦石中該種金屬元素含量的百分數(shù)。還有克拉/噸（金剛石），關于貴重金屬（金鉑等）礦石的品位是用克/噸表示。這是因為這些貴重金屬在礦石中含量專門少。四、礦石和圍巖的性質★礦石和圍巖的性質要緊包括有：硬度、牢固性、穩(wěn)固性、碎脹性、結塊性、氧化性、自燃性及含水性等。（一）礦巖的硬度礦巖的硬度是指礦巖抵抗工具侵入的性能。礦巖的硬度取決于礦巖的組成，即取決于礦巖顆粒的硬度，形狀，大小，晶體結構以及顆粒間膠結物的情況等，礦巖的硬度除了對鑿巖有專門大阻礙外，往往阻礙礦巖的牢固性和穩(wěn)固性。（二）礦巖的牢固性人們在長期的實踐中認識到，有些巖石不容易破壞，有一些則難于破裂。難于破裂的巖石一般也難于鑿巖，難于爆破，則它們的硬度也比較大，概括的講確實是比較牢固。因此，人們就用巖石的牢固性那個概念來表示巖石在破裂時的難易程度。亦有如下定義：礦巖的牢固性是指礦巖抵抗外力破壞的綜合能力。牢固性的大小用牢固性系數(shù)來表示，（許多書中硬度系數(shù)，也叫普氏系數(shù)f值）。牢固性系數(shù)(R的單位kg/cm2)式中R——為巖石標準試樣的單向極限抗壓強度值。通常用的普氏巖石分級法確實是依照牢固性系數(shù)來進行巖石分級的如：①極牢固巖石f=15～20（牢固的花崗巖，石灰?guī)r，石英巖等）②堅硬巖石f=8～10（如不牢固的花崗巖，牢固的砂巖等）③中等牢固巖石f=4～6（如一般砂巖，鐵礦等）④不牢固巖石f=0.8～3（如黃土、僅為0.3）礦巖的牢固性也是一種抵抗外力的性質，但它與礦巖的強度卻是兩種不同的概念。（三）礦巖的穩(wěn)固性★（1）礦巖穩(wěn)固性的概念：穩(wěn)固性是指礦巖在一定暴露面積下和在一定時刻內不自行垮落的性能?；蛘咧v穩(wěn)固性是指礦巖同意暴露的面積大小和同意暴露的時刻長短的性能。阻礙穩(wěn)固性的因素十分復雜，其與礦巖的成份，結構，構造節(jié)理狀況，風化程度，以及水文地質條件都有關系，還與礦巖在開采過程中形成的實際情況有關，（如巷道的方向，開采深度等）。穩(wěn)固性關于采礦方法的選擇，及支護方法的選擇，掘進方式等都有專門大阻礙。（3）礦巖穩(wěn)固性分類：大致可分為五類①極不穩(wěn)固的不同意有暴露面積。要求在掘進及開采中必須超前支護。否則會冒落。（非金屬礦條件）；②不穩(wěn)固的同意暴露的面積在50米2③中等穩(wěn)固的同意有一定的暴露面積，即50m2——200m④較穩(wěn)固的同意有較大的暴露面積，為200——500m2⑤極穩(wěn)固的同意有專門大的暴露面積，即800m2【注】穩(wěn)固性不僅與暴露面積和時刻有關，而且與地壓大小，節(jié)理發(fā)育程度，節(jié)理方向，暴露面積形狀等有關。（四）礦巖的碎脹性礦巖的碎脹性是指礦石和圍巖破裂之后的體積比原體積增大性質。碎脹性可用碎脹系數(shù)來表示（又叫松散系數(shù)）＞1關于一般堅硬礦巖石松散系數(shù)為1.4——1.6。松散系數(shù)的大小要緊取決于破裂之后，礦巖的粒度組成和塊度的形狀。初裝入容器（礦車、箕斗等）內的礦巖塊，因礦巖塊之間空隙較大，則松散系數(shù)值可達

1.8——2.0（產生了二次松散）。（五）礦巖的結塊性結塊性是指采下的礦巖遇水受壓，通過一定的時刻，又結成整塊性質。我們通常見到的是粘土礦物、滑石、或高硫礦遇水受壓，通過一段時刻后，易出現(xiàn)結塊現(xiàn)象。結塊性關于放礦，裝卸，運輸?shù)壬a環(huán)節(jié)造成困難，甚至于阻礙到某些采礦方法的順利使用。具有結塊性的礦石在采場中，在溜井中存放時刻不宜過長。（六）礦石的氧化性礦石的氧化性是指硫化礦石在水和空氣的作用下，變成了氧化礦石的性質。在硫化礦石中滲雜入氧化礦石后，降低了選礦的回收率。（選礦用的藥劑不同）。因而硫化礦與氧化礦石切記不要混在一起。（七）礦巖的自燃性自燃性是指高硫化礦石（含硫量在18——20%以上），當其透水性及透氣性良好的條件下，具有自燃發(fā)生的性能。高硫化礦在井下氧化時，放出大量的熱，通過一段時刻，溫度升高，會引起井下火災，特不粉狀的高硫化礦與空氣接觸的面積大，更容易引起火災。由于上述緣故，關于高硫化礦床必須要采取快采快處理的方法來開采，以減少礦石的損失。（八）含水性含水性是指礦巖裂縫和孔隙中含水的性質。礦巖含水性直接阻礙到礦石的提升，運輸，礦倉內儲礦。礦巖含水過多，會使排水費用增加。關于北方嚴寒地區(qū)的礦山，由于含水性會造成結冰。（九）其他的（1）容重——容重是指單位體積中原巖的重量。一般巖石的容重為2.3——3.0T/m3之間。有色金屬礦石中金屬含量較少，其容重與巖石差不多或稍大些。黑色金屬礦石中金屬含量較高，容重可達3.5T/m3左右。（或更大）（2）塊度——原礦巖崩落后則形成礦塊，或巖石塊，其尺寸的大小稱為塊度。塊度通常用三個相互垂直方向的平均尺寸來表示。（或用最大方向的尺寸）即B、L、H的平填值。（一般按三度算，用方格法測定時，用二度定。圖6礦石塊度表示（見PPT9）關于一定的裝運，破裂等設備，對礦巖的最大塊度有一定的要求。為了保證礦山持續(xù)生產，必須使礦石的最大塊度與裝運等設備的要求相應。通常用合格塊度來表示限制采出礦石的塊度，礦石塊度超過合格塊度時，則要求進行二次破裂。合格塊度——即同意的礦石最大塊度。通常合格塊度為250——500mm之間，也有600mm。它是依照開采及加工的工藝和設備要求來確定的。隨著機械化水平的提高，合格塊度有增大的趨勢。（3）自然安息角——松散礦巖自然堆積時，其四周將形成傾斜的堆積坡面，我們把自然堆積坡面與水平面相交的最大角度，稱為該礦巖的自然安息角。圖7礦石自然安息角(見PPT10)§2、礦床地下開采概述一、井田及其劃分原則（一）井田、礦田和礦區(qū)的概念實際在采礦企業(yè)中，在礦務局下面或在公司下面設一個或幾個礦山；而在礦山下面設一個或幾個坑口，而每一個坑口差不多上一個獨立的開采系統(tǒng)，獨立的生產單位。按照這種所屬關系來劃分井田，礦田和礦區(qū)，則：（1）劃歸一個坑口開采的礦體，叫井田；（2）劃歸一個礦山企業(yè)開采的全部礦床或者是一部分叫礦田；（如金嶺鐵礦、招遠金礦等）（3）劃歸一個公司或礦務局開采的礦體，叫礦區(qū)。（西北區(qū)，中央區(qū)，東南區(qū)）（如楊杖子礦務局，中條山有色金屬公司等）（長嶺礦分為三個井田開采）一個礦田能夠包括若干個井田，有時一個礦田就等于一個井田。

圖8礦區(qū)/礦田/井田關系圖（見PPT11）（二）井田的大小范圍井田的大小是礦床開采中的重要參數(shù)。（1）關于傾斜和急傾斜礦床，井田尺寸一般用沿走向長度和沿傾斜長度或垂直深度H來表示。（2）關于水平和微傾斜礦床中，則用長度L和寬度B來表示。圖9近水平礦床范圍表示（見PPT12）（3）當?shù)V床范圍不大，礦體又比較集中時，為了生產治理方便，能夠用一個井田開采。（4）當?shù)V體范圍專門大，或礦體比較分散，假如仍然用一個井田開采全部礦床的話，則所開掘的巷道工程量大，生產地點過于分散，因而會造成經濟上的不合理，現(xiàn)在可劃分幾個井田開采。（5）劃分井田時應當考慮幾個方面的問題①照顧到自然賦存條件，及地表地形條件。往往以地面的河流、湖泊、鐵路干線，水庫、大的斷層等來劃分，（或如楊杖子礦、大北嶺和寺前礦是由于上部兩礦體中間有一個無礦帶，就依無礦帶劃分成兩部分，松北礦單獨劃為一個井田，因距離遠）（弓礦現(xiàn)分三個井田，要緊的礦質量<赤及磁鐵礦>及一條溝分為，另外上含鐵帶和下含鐵帶也分不同井田開采，因上下距離大）。②照顧到生產治理上的方便。③要考慮到國民經濟的需要。④考慮技術經濟的合理性?？傊M行綜合分析。二、時期、礦塊和盤區(qū)采區(qū)的概念（一）時期和礦塊的概念（1）時期——時期確實是在開采緩傾斜，傾斜和急傾斜礦床時，在井田中每隔一定的垂直距離，掘進與走向一致的要緊運輸巷道，將井田在垂直方向上劃分為礦段，把那個礦段叫做時期。（2）時期高度——時期高度是指上、下兩個時期運輸平巷之間的垂直距離。時期高度變化范圍——時期高度變化范圍專門大。關于緩傾斜礦體，時期高度通常小于20——30米急傾斜礦體，時期高度通常為50——60米，個不也有達到80——120然而，關于不同的采礦方法，則所需求的時期高度是不同的。（3）阻礙時期高度的要緊因素時期高度要緊取決于礦體的賦存條件，采礦方法。只要條件許可，適當?shù)脑黾訒r期高度，能夠減少時期數(shù)目，降低開拓、采準工程量，減少礦石損失和貧化。因此，近年來有增加時期高度的趨勢。（受鑿巖設備等限制條件）

圖11時期和礦塊的劃分（見PPT14）（4）礦塊在時期中沿走向每隔一定距離，掘進天井連通上、下兩個相鄰的時期運輸平巷，將時期再劃分為獨立的回采單元，我們把如此的回采單元叫做礦塊。礦床的賦存條件不同，則開采礦塊的方法也不同。（二）盤區(qū)和采區(qū)的概念（1）盤區(qū)①當開采水平和微傾斜礦床時，（即礦體傾角<5°的礦床）假如礦床的厚度不超過同意（如某礦體厚度80多米，若選用淺眼鑿礦法開采，則80米超過了鑿礦法常用的時期，高50米太長，現(xiàn)在應分幾個時期開采，如可分為30米時期開采。依照具體采礦方法而定）的時期高度，現(xiàn)在，在井田內不再劃分為時期。為了工作上的方便，將井田用盤區(qū)運輸巷道劃分為長方形的礦段。我們把這礦段稱為盤區(qū)。（當?shù)V體厚度專門大時，仍然劃分為時期來開采，如梅山鐵礦）。②盤區(qū)的范圍——盤區(qū)是以井田邊界為其盤區(qū)的長度。而以兩個相鄰盤區(qū)運輸巷道之間的距離為其盤區(qū)的寬度。圖12盤區(qū)和采區(qū)的劃分（見PPT15）（2）采區(qū)在盤區(qū)中沿走向每隔一定距離，掘進回采巷道連通相鄰兩個盤區(qū)運輸巷道，將盤區(qū)再劃分為獨立的回采單元，把那個獨立的回采單元稱為采區(qū)。三、礦床的開采步驟金屬礦床地下開采的步驟能夠分為：開拓、采準、切割與回采四個步驟，這些步驟反映了不同的工作時期。（一）開拓工作（1）

開拓工作的意義——是指從地面掘進一系列巷道達到礦體，使礦體連通地面，形成人行、通風、提升、運輸、排水、供電、供風、供水等系統(tǒng)。

①把井下將要采出的礦石廢石運到地表（2）開拓的目的——②把廢水和污濁的空氣排到地表 ③把人員、材料、設備運到井下進行生產（3）開拓巷道——為了達到上述開拓目的而掘進的巷道，稱為開拓巷道。例如井筒（豎井、斜井）、平硐、石門、井底車場、井下大的硐室，要緊時期運輸巷道、主淄礦井，充填井等，都屬于開拓巷道。

圖13開拓工作示意圖（見PPT16）【井底車場】井底車場是井下井口附近一些硐室，巷道的總稱，（如：水倉、水泵房、井下變電站等）?！臼T】由井筒通向各個需要開采的礦體所掘進的巷道?！揪乱o硐室】指井下火藥庫，井下破裂硐室，翻礦硐室，卷揚機房等?！咀⒁狻?）人行系統(tǒng)必須要保證至少有兩個安全出口，使人員能夠安全進入，上、下方便，有完好的人行設備。2）主、輔開拓巷道的區(qū)不，是提運礦石的巷道都叫主開拓巷道。（二）采準工作（1）采準工作定義——它是指在差不多開拓完畢的礦床里，掘進采準巷道。將時期劃分成礦塊作為獨立的回采單元。并在礦塊內制造人行、鑿巖、放礦、通風等條件。（2）采準工作的任務——它有兩個任務。即：①劃分礦塊——立即時期再劃分成礦塊，作業(yè)獨立的回采單元。圖14礦塊劃分示意圖（見PPT17）②制造條件——它為下一步回采工作制造條件（行人、通風、鑿巖、放礦等條件）。（3）采準工作的手段——指要開掘一系列巷道來實現(xiàn)的。采準巷道如漏斗頸，淄礦小井、人行、通風天井、聯(lián)絡道等。

圖15采準工作示意圖（見PPT18）

（4）采準系數(shù)與采準比1）采納采準系數(shù)和采準比那個指標的目的：由于礦床賦存條件和所用的采礦方法不同，所掘進的采準巷道類型，數(shù)量和位置都不同。而用什么東西來衡量采準工作量的大小呢？為此，通常用采準系數(shù)和采準比重兩項指標來表示。2）采準系數(shù)（K1）K1是指每一千噸采出礦石總量所需要掘進的采準、切割巷道的米數(shù)。即K1=×1000米/式中：ΣL——指一個礦塊中采、切巷道的總長度（米）。T——指一個礦塊的采出礦石總量（即為T總出）（噸）T是差不多考慮了礦石損失貧化以后的礦石總量，而不是礦塊的礦石總重量?，F(xiàn)在設計部門都改用T表示計算K1）。3）采準工作比重（K2）K2是指礦塊中采，切巷道采出礦石量與礦塊采出礦石總量的比值?！?00%式中T’——礦塊中采、切巷道的采出礦石量（噸） T——礦塊中采出礦石總量（噸）4）K1與K2的比較①采準系數(shù)K1——它只反映了礦塊的采、切巷道的長度，而未反映出這些巷道的斷面大?。大w積）。②采準工作比重K2——它只反映了脈內采準巷道和切割巷道，而未反映出脈外的采、切巷道工作量。因此，使用K1依舊K2要依照具體情況而定，有時用其中之一表示，有時K1、K2同時用，互相補充，使之能反映出礦塊的采準工作量。5）K1、K2是比較采礦方法優(yōu)劣的一個重要指標，然而，關于地質條件比較復雜的礦床，尤其當?shù)V體比較薄，礦塊采出礦量比較小時，采準工作必須為回采工作制造良好的條件。因此，不能不加分析地誤認為采準工作量越小越好。（三）切割工作（1）切割工作定義：切割工作是指在差不多采準完畢的礦塊里，為大規(guī)?；夭傻V石開發(fā)自由面和自由空間的工作。（2）切割工作內容：為了達到上述目的，就必須掘進一系列巷道，有的還要在巷道基礎上，加以擴大。如：拉底巷道、開發(fā)拉底空間、開掘切割天井，形成切割立槽，在漏斗頸基礎上把漏斗辟開等，這些工作差不多上為大規(guī)模采礦制造條件的。拉底巷道（切割平巷、橫巷等）開鑿切割巷道切割工作包括切割天井（或切割上山等）拉底（水平自由面）在切割巷道基礎上擴大自由面工作辟漏（形成剌叭面）開立槽（垂直自由面）（四）回采工作1）回采工作定義——當切割工作完成以后，同能夠進行大量的采礦工作，通常把大量采礦工作叫做回采工作。2）回采工作的具體內容回采工作包括：落礦、運搬和地壓治理三個要緊工作。3）落礦工作①落礦工作的含義——落礦是以切割空間為爆破自由面，用鑿巖爆破的方法崩落礦石。②落礦方式——一般是依照礦床的賦存條件，所采納的采礦方法及鑿巖設備，可選用淺孔、中深孔、深孔及藥室等落礦方法。1．淺孔落礦——孔深不大于3——5米，孔徑30——46mm2．中深孔落礦——孔深在15米以下，孔徑50——70mm3．深孔落礦——孔深在15米以上，但一般不超過25——30孔徑90——110mm，4．藥室落礦——它是在一定規(guī)格的硐室里，裝上炸藥，直接爆破落礦的方法。（不打回采炮孔）。由于這種落礦方法開鑿巷道工作困難，作業(yè)條件差，易產生大塊。因而正式回采礦房和礦柱時應用專門少。（弓長嶺鐵礦有時用它來回采礦房，同時用它來回采礦柱）。4）礦石運搬工作①礦石運搬工作的含意——是指在礦塊內，把爆破崩落下來的礦石運到時期運輸巷道，并裝入礦車中的工作，運搬工作僅僅限于礦塊內（即采場內，）采場之外的叫運輸。②礦石運搬方式——有兩種方式1．重力運搬：例如用一般漏斗放礦的淺孔留礦法確實是重力運搬。2．機械運搬——如用電耙、裝運機、鏟運機、汽車、皮帶動輸機等設備運搬礦石。在礦塊回采中，采納那一種運搬方式比較合適，這要緊取決于選用的采礦方法和礦床的賦存條件以及所選用的運搬機械等。5）地壓治理工作1）地壓治理工作的概念地壓治理工作在采礦工作中占有重要的地位。地壓——是指礦石采出來以后，在地下形成采空區(qū)，通過一段時刻后，礦柱和上、下盤圍巖就發(fā)生變形、破壞、崩落等現(xiàn)象。我們把這種現(xiàn)象叫地壓。在回采過程中，必須要操縱地壓和治理地壓，同時要清除地壓產生的不良阻礙，以保證生產的安全性，我們把這些工作算為地壓治理工作。2）地壓治理的方法：有三種方法①鑿礦柱支撐采空區(qū)；②用充填料充填采空區(qū)；③用崩落的圍巖來治理地壓；（1）礦床開拓、采準、切割、回采的關系是彼此超前的關系即開拓要超前于采準，采準要超前于切割，切割超前于回采。而究竟超前多少，這是由三級礦量來決定的，一般礦山遵循的三級礦量是“316”，即開拓三年，采切1年，待采礦量半年。（2）三級礦量的含意①開拓礦量——是指開拓工作搞完以后所圈定的礦量。（也即開拓巷道水平以上所操縱的礦量）。開拓礦量的邊界是：由已開拓的巷道水平起，向上只能推算一個中段的高度，沿走向算至巷道揭露點上。開拓礦量要保證3——5年。②采準礦量——采準礦量是開拓礦量的一部分。凡是在已開拓的礦體范圍內，按設計規(guī)定的采礦方法所需要開掘的采準巷道已開掘完畢，形成了礦塊的外形尺寸，以此范圍圈定的礦量叫采準礦量。采準礦量應保證1——3年。③備采礦量——待采礦量是采準礦量的一部分。它是做完輔助采準工作以后，所圈定的礦量。也確實是指切割工作全部完畢，能夠立即進行回采工作的礦量，叫待采礦量。待采礦量一般要保證0.5——1.0年的數(shù)量。四、礦床的開采順序（一）井田時期的開采順序時期的開采順序可有兩種方式（1）下行式——即自上而下進行開采。即先采上時期，而后開采下時期。也能夠同時開采幾個時期。（采納多時期開采，盡管能夠增加工作線長度和提高礦井生產能力，但也造成生產治理分散，巷道維護工作量大，占用設備數(shù)量多，各種管線、軌道不能及時回收復用，污風串聯(lián)，經營治理費用增加等一系列的。一般同時回采的時期數(shù)目可保持為1——2個，不應超過3——4個。）（2）上行式——與下行式相反。上行式開采順序，僅在開采緩傾斜礦床時的某些專門情況下使用。例如地表無廢石場（存放廢石的場地），必須將上部的廢石充填于下部的采空區(qū)，或者以深部采空區(qū)作為蓄水池用等。在生產實際中，一般多采納下行式開采順序。下行式開采的優(yōu)點是：能夠節(jié)約初期投資，縮短基建時刻；在逐步向下的開采過程中，能進一步探清深部礦體，幸免白費；生產安全條件好；適用的采礦方法范圍廣。（二）時期中礦塊的開采順序時期中礦塊的開采順序，按照回采工作對要緊開拓巷道的位置關系，可分為三種。（主開拓巷道指——主井、主平硐及出礦巷道）。（1）前進式回采——當時期運輸平巷掘進一定距離后，從靠近要緊開拓巷道的礦塊開始回采，向井田邊界依次推進?！緝?yōu)點】礦井初期基建時刻短，投產快?！救秉c】增加了采準巷道的維護費用。圖16兩翼前進式開采（見PPT19）圖17時期中礦塊的開采順序（見PPT20）前進式回采順序的適用條件——當?shù)V床滿足條件簡單，礦巖穩(wěn)固，且要求較早在時期中開展回采工作時能夠采納。后退式回采順序——時期運輸巷道掘進到礦體井田邊界后，從井田邊界的礦塊開始，向要緊開拓巷道方向依次回采。這種開采順序也可分為雙翼、單翼和側翼回采三種。圖18后退式各回采順序（見PPT21）后退式回采【缺點】礦井初期基建時刻長，投產慢?！緝?yōu)點】巷道維護費用低。（只有在中央并列式開拓時才具有，中央對角式的就不行了）（3）混合式回采——混合式回采是指初期采納前進式開采，當時期運輸平巷掘進完畢后，再改為后退式開采，或既前進，又后退同時開采。【優(yōu)點】兼顧了前兩種的優(yōu)點【缺點】生產治理比較復雜（三）相鄰礦體的開采順序一個礦床假如有許多彼此相距專門近的礦體，那么在開采其中一個礦體時，將會阻礙鄰近的礦體。在這種情況下，確定合理的開采順序，關于生產的安全和資源的回收都有專門重要的意義。（1）當?shù)V體傾角（α）小于或等于圍巖的移動角（β或r）時，應當采取從上盤向下盤推進的開采順序。如此的開采順序是：先采上盤礦體Ⅱ，后采下盤礦體Ⅰ，使采空區(qū)的下盤圍巖可不能移動，因而可不能阻礙下盤礦體Ⅰ的開采。若反之，就會阻礙礦脈Ⅱ的開采。(如圖20所示)α≤β（r）由上盤向下盤采先Ⅱ，后Ⅰ。巖石移動角，參閱講義P280，表10—1，上盤移動角用β表示，下盤移動角用r表示，走向端部移動角用δ表示，如圖19所示。

圖19礦體上盤/下盤移動角的表示（見PPT22）圖20礦體傾角小于或等于圍巖移動角相鄰礦體開采順序（見PPT23）（2）當?shù)V體傾角大于圍巖移動角（α>β或γ），兩礦體又相距專門近時，現(xiàn)在不管先采哪條礦脈，都會因采空區(qū)圍巖移動而相互阻礙。圖21礦體傾角大于圍巖移動角相鄰礦體開采順序（見PPT24）在這種情況下，相鄰礦體的開采順序，應當依照礦體之間夾石層的厚度，礦石和圍巖的穩(wěn)固性，所選取的采礦方法和技術措施而定。一般是用先采上盤礦體，后采下盤礦體的開采順序。假如夾石層不大，采納充填結成鑿礦法時，也能夠采納由下盤向上盤的開采順序。（3）當圍巖不夠穩(wěn)固時，為了加快回采強度，同時為了縮小采空區(qū)對圍巖的阻礙，則往往上盤礦體與下盤礦體同時回采。也即對礦脈群進行平行開采的方法。但這種方法僅適用于礦脈比較少的情況下。（四）在同一個井田的數(shù)個礦體，往往有貧富不均，厚薄不均，大小不一及開采條件難易等不同復雜條件。在這種條件下，應遵循以下原則未開采，即：貧富兼采，薄厚兼采，大小兼采，難易兼采。若不以此原則開采，將會破壞合理的開采順序，將會造成嚴峻的資源損失。第二章礦床開拓§1開拓方法分類綜和國內外金屬礦山采納的礦床地下開拓方法，大致可分為單一開拓和聯(lián)合開拓兩大類。開拓方法是按要緊開拓巷道類型進行分類的，每一類單一開拓法又可按照要緊開拓巷道與礦體的位置關系進一步劃分。要緊開拓巷道在礦床開拓中占有及其重要的地位，其選擇設計是否合理，不僅直接阻礙到礦井的生產能力和生產安全，而且還直接阻礙到開拓工程量和基建投資的大小以及礦井建設時刻的長短，所有這些差不多上評價與衡量開拓方法的標志。常用的開拓方法見表1。除此之外，斜坡道開拓以及與其相關的聯(lián)合開拓也逐漸增多。表1開拓方法分類表（見PPT2）開拓方法要緊開拓巷道的形式和位置單一開拓法平硐開拓豎井開拓

斜井開拓1.沿礦體走向；2.平硐與礦體走向相交（上盤/下盤；正交/斜交）1.豎井穿過礦體；2.豎井在礦體上盤；3.豎井在礦體下盤；4.豎井在礦體側翼1.斜井在礦體下盤；2.斜井在礦體中（脈內斜井）聯(lián)合開拓法平硐盲豎井開拓平硐盲斜井開拓豎井盲豎井開拓豎井盲斜井開拓斜井盲豎井開拓斜井盲斜井開拓礦體上部為平硐、深部為盲豎井礦體上部為平硐、深部為盲斜井礦體上部為豎井、深部為盲豎井礦體上部為豎井、深部為盲斜井礦體上部為斜井、深部為盲豎井礦體上部為斜井、深部為盲斜井斜坡道開拓螺旋式折返式§2開拓方法要緊開拓巷道是決定一個礦床開拓方法的核心，是開拓方法選擇的依據，其選擇在礦山設計中是至關重要的。要緊開拓巷道類型的選擇由以下幾個條件來決定：（1）地表地形條件。不僅要考慮礦石從井下（或硐口）運出后，通往選礦廠或外運裝車地點的運輸距離和運輸條件，同時要考慮附近是否有空間較充分的排廢石場地。防洪要求（高于當?shù)貧v年洪水水位3米），防止滑坡、泥石流阻礙，此外，還需要考慮地表永久設施（如鐵路）、河流等阻礙因素。（2）礦床賦存條件。它是礦山選擇開拓方法的要緊依據，如礦體的傾角、側伏角等產狀要素對決定開拓方法有重要意義。（3）礦巖性質。那個地點要緊指的是礦體的圍巖的穩(wěn)固情況。為減少因礦巖穩(wěn)固程度差或成巷后地壓活動的阻礙而增加的工程維護費用，在選擇開拓方法時，必須考慮礦巖性質。（4）生產能力。就前節(jié)所介紹的開拓方法，因要緊開拓巷道與巷道裝備不同，其生產能力（提升或運輸）也不同。一般來講，平硐開拓方法的運輸能力最大，豎井高于斜井。另外，開拓巷道施工的難易程度、工程量、工程造價和工期長短等，盡管不能作為確定開拓方案的重要依據，但決不可忽視。尤其是小型礦山，往往存在施工力量不足和技術素養(yǎng)較差、施工治理跟不上等情況。因此，當?shù)氐氖┕ちα亢吞攸c，在巷道類型的選擇上也應一并考慮。下面介紹比較常用的開拓方法。一、平硐開拓法以平硐為要緊開拓巷道，是一種最方便、最安全、最經濟的開拓方法。但只有在地形有利的情況下，才能發(fā)揮其優(yōu)點，即只有礦床賦存于山嶺地區(qū)，埋藏在周圍平地的地平面以上才能使用。采納平硐開拓水平，平硐以上各中段采下的礦石，一般用礦車中轉，經溜礦井（或輔助盲豎井）下放到平硐水平，再由礦車經平硐運出地表，如圖1所示。上部中段廢石可經專設的廢石溜井再經平硐運出地表（入廢石場），或平硐以上各中段均有地表出口時，從各中段直接排往地表。圖1中的154m中段為要緊運輸中段，主平硐1就設在那個地點。上部各生產中段廢石經224m和194m巷道直接運出地表，生產礦石經由溜礦井2，放到154m水平，再經主平硐1運出硐口。圖1下盤平硐開拓法示意圖（見PPT3）平硐開拓方法又有以下幾種方案：1.與礦體相交的平硐開拓方案這種開拓方案又有上盤平硐和下盤平硐兩種形式。如圖1和圖2。如有以下情況者，就需要考慮平硐與礦體斜交的方案：①與礦體走向正交時，由于地勢不利而加長了平硐長度；②與礦體正交時，平硐口與外界交通十分不便，尤其是沒有足夠的排廢石場地和外部運輸條件；③欲使平硐與礦體走向正交，但需通過破裂帶。這種不得不采納平硐與礦體斜交的方案已成為一般通用的方案。圖2上盤平硐開拓示意圖（見PPT4）2、沿礦體走向的平硐開拓方案當?shù)V體的一端沿山坡露出或距山坡表面專門近，工業(yè)場地也位于同一端，與礦體走向相交的平硐開拓方案又不合理時，可采納這種開拓方案。該方案有兩種常見的形式。（1）平硐在礦體下盤。圖3所表示的下盤沿脈平硐開拓方案，由上部中段采下的礦石經溜井4放至主平硐1并由主平硐運至地表，形成完整的運輸系統(tǒng)。人員、設備、材料等由85m平巷、45m主平硐送至各工作地點。（2）平硐在礦體內。只有在圍巖專門不穩(wěn)固的情況下才采納這種方法，否則將增加平巷和平硐的掘進成本及巷道支護、治理等費用。3、開拓工程要緊有：（1）主平硐：運輸?shù)V石、材料、行人、通風、排水、兼?zhèn)渚布耙o運輸巷道的功能。（2）輔助平硐：行人、通風、排出廢石。（3）主溜井：下放礦石和儲存礦石，主平硐以上各時期采下的礦石都經主溜井溜至主平硐水平，裝車運出（因此又叫平硐溜井開拓法）（4）輔助豎井：提升人員、設備、材料到各個時期。二、豎井開拓法豎井開拓法以豎井為要緊開拓巷道。適用條件：急傾斜礦體（一般礦體傾角大于45o）；埋藏較深的水平和緩傾斜礦體（傾角小于20o）；由于表土層太厚，以及由于其它一些專門緣故（例如流沙層、淤泥層）這種方法便于治理，生產能力較高，在礦山使用較普遍。變形方案：由于各種條件的不同，豎井與礦體的相對位置也會有所不同，因而這種方法又可分為穿過礦體的豎井開拓（上盤豎井開拓）、上盤豎井開拓、下盤豎井開拓和側翼豎井開拓四種開拓方案：1.穿過礦體的豎井開拓方案豎井穿過礦體的開拓方案如圖4所示。這種方法的優(yōu)點是石門長度都較短，基建時三級礦量提交較快；缺點是為了維護豎井，必須留有保安礦柱。這種方案在稀有金屬和貴重金屬礦床中應用較少，因為井筒保安礦柱的留設往往是相當可觀的。因此，該方案的應用受到限制，只在在礦體傾角較?。ㄒ话阍?0o左右），厚度不大且分布較廣或礦石價值較低時方可使用。2.下盤豎井開拓方案下盤豎井開拓是開拓急傾斜礦體常用的方法。豎井布置在礦體下盤的移動界線以外（同時要保留安全距離），如圖5a，圖5b所示。從豎井掘若干石門與礦體連通。適用條件：優(yōu)點是井筒維護條件好，又不需要留保安礦柱；缺點是深部石門較長，尤其是礦體傾角變小時，石門長度隨開采深度的增加而急劇增加。3.上盤豎井開拓方案豎井布置在礦體上盤移動帶范圍之外（留有規(guī)定的安全距離），掘進石門使之與礦體連通。適用條件是：（1）從技術上看，不可能在礦體下盤掘進豎井（如下盤巖層含水或較破裂，地表有其他永久性建筑物等）。（2）上盤開拓比下盤開拓在經濟上更合理（礦床下盤為高山，無工業(yè)場地，地面運輸困難且費用高），如在圖6所示的地形條件下，上盤開拓就更為合適。上盤豎井開拓與下盤豎井開拓相比，有明顯的缺點：上部中段的石門較長，初期的基建工程量大，基建時刻長，初期基建投資也必須增加等。鑒于上盤豎井方案本身所存在的缺點，一般不采納這種開拓方案。

4.側翼豎井開拓方案側翼豎井開拓方案是將主豎井布置在礦體走向一端的移動范圍以外（并留有規(guī)定的安全距離），如圖7所示。凡采納側翼豎井的開拓系統(tǒng)，其通風系統(tǒng)均為對角式，從而簡化了通風系統(tǒng)，風量分配及通風治理也比較方便。由于前面所提到的緣故，小型礦山凡適用豎井開拓條件的，大都采納了側翼豎井開拓方案。如山東省某金礦，礦體傾角40o，厚度8～14m，礦體走向長度400m，上部采納了下盤斜井開拓方案，設計深度自+5～-120m。后期發(fā)覺深部礦石品位高，且礦體普遍變厚，地質儲量猛增，因此在二期工程中，設計能力由原來的150t/d增加到250t/d；中段高度由原來的25m增加到30m；采納了對角式通風系統(tǒng)，由原來兩側回風井（圖8中的9、7）改為一條回風井8.如此，二期工程由于采納了側翼豎井開拓方案，節(jié)約了主回風井，使工期安排更為合理。在金屬礦床的豎井開拓中，除下盤豎井開拓方案外，側翼豎井開拓應用較多。與下盤豎井開拓方案相比較，這種方案存在以下缺點：①由于豎井布置在礦體側翼，井下運輸只能是單向的，因而運輸功大；②巷道掘進與回采順序也是單向的，掘進速度和回采強度受到限制。適用條件：（1）礦體走向長度較短，有利于對角式通風，關于中小礦山，當?shù)V體走向長度在500m左右時，適用這種方案是合理的。（2）礦體為急傾斜，無側伏或側伏角不大的礦體采納側翼豎井開拓方案，較上下盤豎井開拓方案的石門都短，如圖7和圖8所示。（3）礦體上下盤的地形和圍巖條件不利于布置井筒，且礦體側翼有較合適的工業(yè)場地，這時的選廠布置在同側為宜，如此可使礦石的地下運輸方向與地表方向一致。（4）礦體比較厚，或礦體為緩傾斜而面積較大的薄礦體。見圖9。三、斜井開拓法斜井開拓法以斜井為要緊開拓巷道，適應條件：開采緩傾斜礦體，特不適用開采礦體埋藏不太深而且礦體傾角為20o～40o的礦床。中小型金屬礦山，尤其是小型礦山。這種方法的特點是施工簡便、中段石門短、基建少、基建期短、見效快，但斜井生產能力低。變形方案：依照斜井與礦體的相對位置，可分為下盤斜井開拓方案，如圖10所示和脈內斜井開拓方案，如圖11所示。（一）下盤斜井開拓方案這種方案是斜井布置在礦體下盤圍巖中，掘若干個石門使之與礦體相通，在礦體（或沿礦巖接觸部位）中掘進中段平巷。這種開拓方法不需要保安礦柱，井筒維護條件也比較好。這是它的最大優(yōu)點。此方案在小型金屬礦山應用較多，這種方案斜井的傾角最好與礦體傾角大致相同，礦體傾角在35o～42o左右的礦體；多采納斜井傾角為25o～28o的下盤偽斜井方案。斜井的水平投影與礦體走向夾角?為：；式中γ—已確定的斜井傾角，γ=24o～28o；α為礦體傾角。（二）脈內斜井開拓方案采納脈內斜井開拓方案（圖11）時，斜井布置在礦體內，斜井靠近礦體下盤的位置，其傾角最好與礦體傾角相同（或相接近）。優(yōu)點：不需掘進石門，開拓時刻短，投產快；在整個開拓工程中，同時開采出副產礦石，這種副產礦石能夠抵消部分掘進費用；脈內斜井掘進有助于進一步探礦。缺點：礦體傾斜不規(guī)則，尤其是礦體下盤不規(guī)則，井筒難于保持平直，不利于提升和維護；為維護斜井安全，要留有保安礦柱。因此在有色金屬礦山和貴重金屬礦山，這種方案應用不多。只有那些儲量豐富且礦石價值不高的礦山，才可考慮使用。四、斜坡道開拓斜坡道有兩種：一是連通地表的主斜坡道；二是時期之間的輔助斜坡道。主斜坡道：在沒有提升井筒的礦山，要緊用作運輸?shù)V巖（用皮帶運輸機或無軌車輛）巷道，兼做無軌設備出入，通風和其它只用；在有提升井筒的礦山，斜坡道要緊是供無軌設備出入，并兼做通風和輔助運輸之用。輔助斜坡道：對無軌開采的礦山來講是必不可少的，它不僅用作鏟運機等設備的轉移，同時也是鑿巖爆破支護檢修和安裝無軌設備與通風的通道，有的還作為礦巖運輸或深部探礦開采之用。能夠講沒有輔助斜坡道，就不能充分發(fā)揮無軌設備機動靈活的特點，也就不能充分發(fā)揮無軌設備的效能，只在個不的礦山使用的無軌設備少才不設時期間的輔助斜坡道。按照斜坡道線路布置形式，斜坡道的差不多形式有：（1）螺旋式斜坡道：是指斜坡道線路以圓柱螺旋線或圓錐螺旋線自上而下布置，在垂直方向上每隔一定距離掘進一石門與礦體相通。適應條件：螺旋式斜坡道適于開采傾角較大，走向不長。埋藏較深的礦體，在高差相同時較折返式線路短，開拓工程量小，若有溜礦井或其它垂直天井配合施工時掘進出渣方便。缺點是掘進困難，（測量定向外側超高等）司機視距小，彎道多，行車速度小，且安全性差，車輛內外側輪胎處于差速運行狀態(tài)，故車輪的輪胎與差速都磨損比較大，路面維護困難。（2）直線式斜坡道與斜井開拓布置相同，只是提運礦石方式不同，斜井采納箕斗或礦車提運礦石，需布置一套完整的提升系統(tǒng)，直線式斜坡道則采納無軌車輛或皮帶運輸機。（3）折返式斜坡道布置的線路為直線段和曲線段（或折返段）聯(lián)合組成，其中直線段變換高程，曲線段為方向變換，便于無軌設備轉彎，其坡度變緩或近似水平，在整個線路中直線段較長，而曲線段較短。適應條件：此類斜坡道適用于開采傾角較緩，埋藏較淺，走向長度較大的礦體。優(yōu)點是容易開掘，司機視距大，行車速度較大而且安全；車輛運行平穩(wěn)，輪胎與差速磨損小，路面易于維護。缺點是開掘工程量大，掘進時需要與之配合以供出渣與通風的垂直井巷較多。一般來講，折返式斜坡道的優(yōu)點突出，因此目前在國外礦山生產實踐中多采納折返式斜坡道。五、聯(lián)合開拓法由于地形條件、礦床賦存、埋藏深度等情況的多變性，聯(lián)合開拓法所包括的方案專門多（見表1），那個地點介紹常用的幾種聯(lián)合開拓方案。（一）上部平硐下部盲豎井開拓方案在山嶺地區(qū)，當?shù)V體上部賦存在地平面以上、下部賦存于地平面以下時，為開拓方便和更加經濟合理，礦體上部可用平硐開拓，下部可采納盲豎井開拓，如圖14及圖15所示。在圖14中，在平硐接近礦體處（見321m平面圖）考慮盲豎井的位置時（其阻礙因素與單一開拓方案中的下盤豎井方案相同），應使各中段石門較短。礦石（或廢石）可經盲豎井提升到321m中段，礦車在車場編組后用電機車運出硐口。這種方案的特點是需要在321m平硐增掘井下車場和卷揚機硐室等工程。假如礦體上部離地表不遠，平硐口又缺乏排廢場地時（或為了壓縮排廢石場占用農田面積），可采納平硐豎井通地表的聯(lián)合開拓方案（圖15），這時卷揚機安設在地表，井下廢石提升到井口，然后排往井口廢石場，而各中段礦石經豎井提升到平硐水平，經平硐運往硐口。在具體選擇方案時必須多方面考慮，才能最終確定最合理的方案。（二）上部平硐下部盲斜井開拓方案適用條件為：①地表地形為山嶺地區(qū)，礦體上方無理想的工業(yè)場地；②礦體傾角為中等（即傾角在45o～55o之間），為盲礦體且賦存于地平面以下；③如地平面以上有礦體，但上部礦體為土法開采結束，且形成許多老硐者。優(yōu)點是能夠減少上部無礦段或已采段的開拓工程量，縮短斜井長度，從而達到增加斜井生產能力的目的，同時石門長度可盡量壓縮，從而縮短了基建時刻。該方案的運輸系統(tǒng)如圖16所示，礦石或廢石經各中段石門，由盲斜井提到323平硐的井下車場，然后經平硐運出硐口。（三）上部豎井下部盲豎井開拓方案適應條件：這種開拓方案（圖17）一般適用于礦體或礦體群傾角較陡，礦體一直向深部延伸，地質儲量較豐富的礦山。另外，因豎井或盲豎井的生產能力較大，因此中型或偏大型礦山多用這種方法。優(yōu)點是：1）井下的各中段石門都不太長，尤其基建初期石門較短，因此可節(jié)約初期基建投資，縮短基建期。2）在深部地質資料不清的情況下，建設上部豎井；當深部地質資料搞清后，且礦體傾角不變時，可開掘盲豎井，兩段提升能力適當，能保持較長時刻的穩(wěn)定生產。（四）上部豎井下部盲斜井開拓方案如前所述，當上部地質資料清晰且礦體產狀為急傾斜，上部采納豎井開拓是合理的，一旦得到深部較完善的地質資料，且深部礦體傾角變緩，則深部可采納盲斜井開拓方案，如圖18所示。如此可使一期工程（上部豎井部分）和深部開拓工程（下部盲斜井部分的工程量）壓縮到最大限度，縮短建設時刻，使開拓方案在經濟上更為合理。（五）上部斜井下部盲豎井開拓方案適應條件及特點：這種開拓方案一般適用于礦體傾角較緩，且沿傾斜方向延伸較長，或地質儲量不大以及生產能力也不大的小礦山。在小型礦山，由于各方面條件的限制，礦山設備（包括礦井提升設備）的規(guī)格宜小不宜大，這就給開采深部礦體帶來不便。若礦體傾角變緩，其深部開拓可采納與上部同樣的斜井，往深部形成“之”字型折返下降。實際上這種做法在經濟上是不合理的：其一，斜井的維護費用較高，提升能力卻較低；其二，如此會形成多（節(jié)）提升，將增加許多輔助生產人員，使井下車間治理費增加，從而增加了礦山成本；同時，因為設備多，生產環(huán)節(jié)多，設備事故發(fā)生率也高，這又增加了生產治理中的困難。如某金礦確實是因上述緣故才決定深部采納盲豎井的聯(lián)合開拓方案。（六）其它要緊開拓巷道與斜坡道聯(lián)合開拓方案一種是平硐、豎井、斜井等要緊開拓巷道與斜坡道聯(lián)合開拓；另一種是礦體上部用斜坡道，礦體下部用盲井的聯(lián)合開拓。當?shù)V體埋藏專門深假如采納單一的斜坡道開拓，則斜坡道線路過長，這不僅增加了開拓工程量，而且增大了礦石提運時刻，反而限制了斜坡道運輸?shù)V石的能力，在這種情況下，能夠利用上部斜坡道，下部盲井的開拓方案，典型案例圖19為森蒂尼爾礦上部用斜坡道，下部用盲豎井聯(lián)合開拓的系統(tǒng)圖，加拿大森蒂尼爾銅礦為一急傾斜厚礦體，礦體傾角為75～85度，礦體走向150米，礦體平均厚度6米，礦石與圍巖均專門穩(wěn)固，礦床賦存專門深，整個礦床埋藏在湖底下，目前礦山已開拓至－480m水平，礦山日產量為1000t/日。礦區(qū)附近是一休息旅游區(qū)，離礦區(qū)500m建有飛機場跑道，這要求礦山地面工業(yè)場地集中，要緊開拓巷道出口必須在湖面安全區(qū)之外，在這種情況下，不管采納單一豎井斜井或斜坡道開拓，均不合適，因而該礦采納了斜坡道與盲豎井聯(lián)合開拓方案，在礦體下盤湖面安全距離之外，布置一直線式斜坡道作為要緊開拓巷道，斜坡道傾角25度，長660米，斜坡道掘進至－120米水平落平，在斜坡道內安裝1040毫米的膠帶運輸機，同時布置一條并行于斜坡道的盲斜井與通風井相通，另在通風井相鄰處布置一充填井，從－120米水平靠近礦體，下盤圍巖中掘進一盲豎井至－480米水平，豎井分為三格，裝有一臺箕斗罐籠和一臺箕斗。用作提升礦石與人員上下，各時期采下的礦石通過溜礦井進入－480米水平的1600噸礦倉，通過鄂式破裂機破裂后由膠帶輸送機將礦石送入箕斗裝載礦倉，礦石經盲豎井提升到－120米時期卸入2000噸轉載礦倉，再通過斜坡道中的膠帶輸送機運動地表裝載站，由卡車運走。該礦雖有礦石轉載次數(shù)多的缺點，但開拓工程量少，開拓巷道布置緊湊集中，地表僅有斜坡道通風井與充填井三個地表出口，且這三個出口差不多上位于與斜坡道方向一致的直線上，地表工業(yè)設施簡單，工業(yè)廣場占地少，便于治理，是一較合理的開拓方案。

§3要緊開拓巷道比較既然開拓方法是由要緊開拓巷道形式決定的，那么為選擇一種技術可行、經濟合理的開拓方法，就必須了解各種要緊開拓巷道的優(yōu)缺點。那個地點就各種要緊開拓巷道從掘進費用、掘進速度、投資額、生產能力、運輸成本以及其他因素進行比較。一、平硐與豎井比較（1）平硐掘進費用低。平硐每米工程掘進費用比豎井低得多，且維護費用低。平硐內安裝設施簡單，不像豎井那樣要設鋼（木）梁、罐道、聲光信號等設施，也不需要專設人行間。生產能力相等的情況下，每米平硐總費用（包括掘、砌和安裝費用）還不到豎井的一半；用平硐開拓時的基建工程量少，平硐沒有像豎井那樣需要復雜的井底車場以及復雜的輔助設施（如搖臺或托臺、上罐等）；平硐口設置簡單，不需要井架和卷揚機房；平硐不需要像豎井那么多的重型設備，因此投資費用低。（2）平硐設施治理方便，施工條件好。平硐掘砌速度要比豎井快得多。尤其在掘進機械化水平進步較快的今天，如使用鑿巖臺車、立抓式裝巖機等，極大地改善了掘進工作的施工條件和成巷速度，即使是大斷面的平巷掘進，其速度也是豎井所不能比的（在同等條件下，平巷成巷速度是豎井建井速度的2～3倍）。因此，用平硐開拓的礦山，系統(tǒng)簡單，基建時刻短，掘進速度快，能夠做到早投產，早見效。（3）平硐排水費用低。平硐排水靠平硐排水溝自流排出（而豎井需要設專門的排水設施），大大地減少了礦井的排水費用。（4）平硐運輸設備費用低。就ф2000雙筒卷揚機價格來講，其費用為同等運輸平硐設備的2～3倍。（5）平硐運輸費用低。在單位長度內平硐噸礦石的運輸費用比豎井低得多，一般僅為提升費用的1/3.（6）平硐通風容易（如單一平硐開拓，在小型礦山，常以自然通風便能夠滿足生產需要）而且簡單。平硐通風費用（按每噸礦石分攤的通風費用）比豎井開拓低。（7）平硐生產安全可靠，運輸遠遠大于豎井的運輸能力，且方便治理，不像豎井提升常有墜罐、礦車墜井等事故。由于平硐開拓具有較為顯著的優(yōu)點。因此在條件同意的情況下，應盡量采納。二、

豎井與斜井的比較（1）就基建來講，為開拓同樣深度，斜井比豎井長得多，但斜井開拓時，一般傾角均小于礦體最終移動角，因此斜井比豎井的石門長度短得多。尤其是當?shù)V體為緩傾斜時，上述兩點更為突出。斜井開拓的井底車場比豎井開拓的車場簡單（工程量少且輔助設施少）。然而斜井的長度比豎井長，尤其是礦體傾角較緩時，斜井的長度更長，然而斜井建設速度快。（2）在提升方面，豎井提升速度快，提升阻力小，提升能力大且提升費用低。斜井不具備這種優(yōu)點，而且斜井串車提升時礦車容易掉道等，同時提升鋼繩磨損較大。（3）在地壓和工程支護方面，斜井承受的地壓較大，尤其在巖石不夠穩(wěn)固，服務年限較長，或礦井較深的條件下，因地壓問題，常用豎井開拓，這時豎井斷面常用圓形。在巷道治理和地壓治理方面，豎井有較大的優(yōu)越性。（4）在施工方面，豎井較斜井容易實現(xiàn)機械化，但施工設備和輔助設備較多，工作條件差，且要求技術平較高。斜井施工較簡單，需要的設備和裝備少，一般講來，斜井掘進速度比豎井快。（5）從井筒裝備來看，斜井較簡單，造價較低。（6）在安全方面，豎井提升過程事故較少，而斜井事故較多，如礦車容易因脫軌、脫鉤而造成跑車事故。盡管斜井設有安全人道，一旦跑車，撞人等事故常常不可幸免的。（7）在排水方面，斜井的排水管路長，所需水泵能力大，設備費、安裝費和修理費較大，同時因摩擦損失消耗的功能較大，需要較多的電能轉化，故斜井排水費用比豎井高。由于斜井在安全、提升能力和機械化水平等方面的缺點，因此本來能夠用斜井的開拓方案，也因此放棄斜井而采納豎井。如圖20所示的方案，，由于上述因素，都由斜井改為豎井。然而在中小型礦山和急需投產的礦山，斜井優(yōu)點更突出，在我國中小型礦山中斜井應用較多，但國外豎井應用廣泛。圖20某礦斜井盲豎井開拓系統(tǒng)縱投影圖圖21圖20的橫斷面圖及平面圖下面我們來看一些關于豎井掘進的照片，他們正在進行建井，主副井同時掘進，采納中央對角式開拓，所拍到的照片是主井與副井的掘進，支護等工作，其中主井是賴鋼建井公司在施工，拍攝照片時差不多掘進達到十米左右，副井是南方的一個公司在掘進，差不多達到井下30多米深。如圖22～31為華聯(lián)公司照片?！?時期高度的確定不管用什么方法對礦床進行開拓，要緊開拓巷道差不多上經石門通過中段平巷來與礦體連通的，這就提出了時期高度問題。在選擇中段高度時，應考慮以下因素：1.礦體勘探類型勘探類型指礦體沿走向和傾向的連續(xù)程度和礦體厚度變化的復雜程度。一般講來，勘探類型越高，礦體越連續(xù)且產狀越穩(wěn)定，中段的高度可取高些。因為礦量級不要求是由其相應的工程網度所決定的（如基建近期礦工程），中段高度應考慮礦量級網度來酌定。對那些礦體不連續(xù)或礦體分支復合、厚度變化復雜的礦體，則中段高度必須取低些，否則就會因控礦或采準工程對礦體操縱不準而產生以下幾種后果：（1）在回采中礦體突然尖滅，備采礦量比可能的減少，使回采工作中途停止，從而阻礙了采礦或供礦能力，以致阻礙生產。同時，由于為整個礦房服務的采準和切割已投入，備采礦量的減少使采準切割比增加，從而增加了礦石成本。（2）在回采過程中，礦體突然變薄（如厚度小于0.8m），而上部中段操縱事實上的備采礦量，如此就勢必要接著上采，為保證合理采幅，就造成了礦石的大量貧化，降低了礦石品位，增加了金屬成本。（3）在回采過程中，發(fā)覺礦體局部傾角突然發(fā)生變化，使原來布置的底部漏斗負擔不了變化后的礦體情況，迫使回采工作停止。如圖32所示，原設計留礦法，低部采納雙側漏斗。但上部礦體突然變緩變寬，這時必須采取補救措施。即另設采準工程，另增加漏斗，然后進行回采。然而礦體變得太厚，即使是另設采準工程，也會因采場的暴露面積的增加甚至超過同意范圍，而給回采工作帶來不安全因素。關于探礦類型礦體，中段太高有可能使一些中段盲礦體漏掉，因此使本來應該利用的資源白白丟掉。2、礦體厚度和傾角（假如因礦體薄且傾角較緩（如30o～40o）而選擇的是充填采礦法，則按礦體傾角架設的順路溜礦井將達不到溜礦的目的。若提高順路礦井的傾角，則溜礦蟛上部或下部只好越出礦體到上盤或下盤時，才能達到要求。）一般講來，礦體中等以上且礦體傾角在中等傾斜以上時，可采納高中段（35～45m）。如礦體不連續(xù)，分支復合較多，礦體厚度較小，傾角較緩時，通常采納低中段（25～30m）?！?要緊開拓巷道位置的確定要緊開拓巷道位置是否合理，對礦山的基建施工和以后生產具有深遠的阻礙。確實是講，要緊開拓巷道位置直接阻礙基建工程量和施工條件，從而阻礙了基建投資和基建時刻，對以后生產的采礦成本也有阻礙。因此，正確地確定要緊開拓巷位置是礦山企業(yè)設計的一個關鍵問題。確定要緊開拓巷道（豎井或斜井）位置，確實是確定其在垂直礦體走向方向的位置和沿礦體走向方向的位置。只要將要緊開拓巷道選在礦體移動范圍之外，就差不多上確定了要緊開拓巷道在垂直礦體走向方向的位置。依照礦石運輸功最小的原則能夠差不多確定要緊開拓巷道在沿礦體走向的位置，再考慮地表和地下的其他因素，便能夠最終確定要緊開拓巷道的合理位置。阻礙因素1）有充足的工業(yè)場地，能容下有關建（構）筑物、調車場、堆放場地同時應考慮不占和少占農田的要求；2）有選廠距離較短且礦石運輸方便，或有較好的外部運輸條件，同時依照運輸?shù)囊螅愿哂谶x場儲礦倉卸礦口的地面水平，以便利于重車下坡運行；3）有排廢石場地，同時愛護廢石場地安全，幸免泥石流，大風揚塵、不要布置在常年主導風向方向，還應少占或不占農田耕地等；4）有防洪條件（一般高出最大洪峰3m），幸免洪水淹井事故，且不受山嶺巖石倒塌、雪崩等的阻礙，我國易門銅礦及東川因民銅礦等有的坑口及有關建筑物位置選擇不當，受巖石滾落的威脅較大，既阻礙安全，又產生大量粉塵，危害居民健康；5）有較好的地質條件，盡量幸免要緊開拓巷道穿過斷層、含水層等不利地層，尤其避開巖溶發(fā)育的巖層和流沙層，一般能夠通過打檢查鉆孔等查明地質構造情況，以便更好的確定井巷的位置，方向和支護形式；6）盡量減少開拓工程量，例如改建或擴建礦山應考慮原有井巷和有關建構筑物的充分利用。7）井巷位置還應考慮地表和地下運輸聯(lián)系方便，應使運輸功最小，開拓工程量最小，假如一個選場或冶煉廠位于礦區(qū)內，選擇井筒位置時應選取最短及最方便的路線向選廠或冶煉廠運輸?shù)V石。8）井筒及平硐位置應盡量位于移動帶以外幸免壓礦，距離移動帶的安全距離應大于20米，否則要留設保安礦柱。一、采空區(qū)引起的巖層移動及其對要緊開拓巷道的阻礙當?shù)V石被采出后，形成采空區(qū)，這時原巖體的應力平衡狀態(tài)受破壞，隨后便有采空區(qū)部分及周圍巖層地壓活動的出現(xiàn)（有時在采空區(qū)形成后一個相當長的時刻，才出現(xiàn)地壓活動），巖石逐漸變形、移動直到陷落。依照采空區(qū)的大小以及離地面的深度不同，有的在采空區(qū)形成后不長時刻，地壓活動會出現(xiàn)，迅速波及地表。有的在相隔專門長一段時刻后，才能阻礙地表。也有的因采空區(qū)容積小，與地表距離較大，將一直可不能阻礙地表。但不管上述的哪種情況，都應引起人們的注意。如一些老礦山，在礦山生產過程中并未出現(xiàn)陷落現(xiàn)象，但在礦山末期，卻出現(xiàn)了問題。采空區(qū)上部地表發(fā)生崩落和移動的范圍，分不叫做崩落帶和移動帶（圖32）。采空區(qū)邊界與地表崩落帶和移動帶邊界的連線和水平面之間的夾角，分不叫做崩落角和移動角。崩落角與移動角的大小，與采空區(qū)上部巖層的物理機械性質、層理和節(jié)理的發(fā)育程度、水文地質構造、開采深度以及所采納的采礦方法等因素有直接關系，通常在30o～80o之間。每種巖層和地質條件有其自己的崩落角和移動角。一般講來，礦體上盤巖石移動角小于下盤巖石移動角，礦體走向兩端的移動角最大。表7－6為常見的巖石移動角。地表移動帶內區(qū)域為危險區(qū)，在移動地帶內布置的開拓工程或地表永久性建（構）筑物將受到破壞。為確保安全，幸免因地表移動而帶來的損失，應將要緊開拓巷道和其他需要愛護的建（構）筑物布置在移動范圍之外，并與地表移動帶邊界保持一定安全距離。安全距離與建（構）筑物愛護等級有關，按規(guī)定I級愛護建（構）筑物的安全距離為20m，II級愛護建（構）筑物的安全距離為10m。礦山各種建（構）筑物的愛護等級見表7-7.表7-6巖石移動角巖石名稱垂直礦體走向的巖石移動角沿礦體走向的巖石移動角δ上盤β下盤γ第四紀表土、含水中等穩(wěn)固片巖45°45°45°45°55°65°穩(wěn)固片巖55°60°70°中等穩(wěn)固致密巖石60°65°75°穩(wěn)固致密巖石65°70°75°

表7-7地表建（構）筑物愛護等級保護等級ⅠⅡ設有提升裝置的礦井井筒、井架、卷場機房；中央變電所；中央空壓機房；索道裝載站；鍋爐房發(fā)電廠；鐵路干線路基；車站建筑物；無法排除或泄水的天然水池和人工水池；多層住房；多層公用建筑物（戲院、醫(yī)院、學校等）未設提升裝置的井筒（充填井、通風井等次要井筒）；架空索道支架；高壓線塔；礦山專用線路；最重要的排水構筑物、上下水道、水塔、小水池和小河底；礦山行政福利建筑；單層和雙層住宅及公用建筑；公路等移動帶的圈定：是依照若干個垂直于礦體走向的地質橫剖面圖和沿走向的地質縱剖面圖，從礦體開采的最低一個水平起（當?shù)V體不規(guī)則時，從礦體上、下盤的突出部位起），按各層巖石的不同移動角（礦體的上盤、下盤和端部），分不做直線直到最后與地面相交，然后將礦體上、下盤和端部與地表各交點逐一連線，在地形圖上形成一條閉合圈，這便是所要圈定的地表移動帶。假如由于某些條件限制，要緊開拓巷道或重要建（構）筑物只能布置在巖石移動帶內，為安全起見，必須留有保安礦柱或采納接頂效果較好的膠結充填采礦法。所謂保安礦柱，確實是在要緊開拓巷道的周圍和其他地表建（構）筑物之下，在服務年限內不予開采的礦石，也確實是愛護要緊開拓巷道和地表建（構）筑物范圍內的礦體。留保安礦柱能夠在巖石移動帶內形成一個不發(fā)生移動的安全愛護帶，使位于其內的構筑物不受巖石移動的阻礙。在礦山設計中，要緊開拓工程的布置，應以最深開采水平為基準。若礦床采納聯(lián)合開拓或分期開采，而深部的地質資料（要緊指礦體產狀要素）了解得比較清晰，不管二期開拓采納何種方案，在確定上部開拓工程位置時，要考慮深部（或二期工程）工程所帶來的阻礙。參照移動帶圈定方法，確定保安礦柱，作圖（見金屬礦床地下開采P45）保安礦柱的圈定，是依照構筑物、建筑物的愛護等級所要求的安全距離，沿其周邊畫出愛護區(qū)范圍，再以愛護區(qū)周邊為起點，按所選取的巖石移動角向下畫移動邊界線，此移動邊界線所截礦體范圍確實是保安礦柱。如下圖表示一個比較規(guī)則的層狀礦體保安礦柱的圈定方法。（1）首先在井口平面圖上畫出安全區(qū)范圍（井筒一側自井筒邊起距20米，另一側自卷揚機房起距20米）。（2）在此平面圖上井筒中心線作一垂直走向剖面Ⅰ－Ⅰ，在這剖面井筒左側，依下盤巖石移動角γ畫移動界線，井筒右側依上盤巖石移動角β畫移動界線。井筒左側和右側移動線所截礦層的頂板和底板的點，確實是井筒保安礦柱沿礦層傾斜方向在此剖面上的邊界點，即點、、A1、B1。（3）將依照垂直走向剖面Ⅰ－Ⅰ，所畫巖層移動線所截礦層的頂板界點和A1、底板界點和B1，投影在平面圖Ⅰ－Ⅰ剖面線上得、、A1、B1各點，這便是保安礦柱在那個剖面傾斜方向上的邊界點。用同樣方法可求得剖面線上的邊界點、、、，及剖面線上的邊界點、、、。分不連接頂?shù)装褰琰c便得相應的界線。（4）同理，依照平行走向剖面畫巖層移動線，得所截礦體的頂板界點和、底板界點和、將這些點轉繪在平面圖的剖面線上得、、、各點，這便是保安礦柱在那個剖面上走向方向的邊界點。用同樣方法還可求得剖面的邊界點、、、，以及剖面的邊界點、、、。分不連接頂?shù)装褰琰c便得相應的界線。（5）將傾斜方向礦柱頂?shù)装褰缇€和走向方向礦柱頂?shù)装褰缇€延長，相交；或在垂直走向方向和平行走向方向多做幾個剖面，照上法求得頂?shù)装褰琰c和界線，連接起來，便得整個保安礦柱的界線。二、按最小運輸功確定開拓巷道位置在確定要緊開拓巷道位置時，應使礦床開采過程中的礦石運輸費用最低。礦石的地下和地表運輸費用與運輸量同運輸距離的乘積成正比。我們把運輸量同運輸距離的乘積稱為運輸功。運輸費用的計費依據與運輸距離有關，也與井筒位置有關。合理的井筒位置應在礦石的地下與地表運輸功之和為最小之處。為減少運輸功，應盡可能使地下與地表之間無反向運輸。此外，在使用相同的運輸設備而運輸距離又相近的條件下，地表運輸費用往往低于井下運輸費用。利用最小運輸功確定要緊開拓巷道位置，一般不做定量計算，而只做大概的定性分析即可。三、要緊開拓巷道位置確定方法選擇要緊巷道位置時的幾項要求：在選擇合理位置時，不能將所有阻礙因素等價進行分析，設計者必須抓住其中的幾個要緊矛盾進行分析，然后方可得到合理的位置。圖34中，礦床的開拓方法已擬定為下盤豎井開拓。依照井下最小動輸功的原則，位置1較合理，1與3處都有專門好的排廢石場地，且有較理想的工業(yè)場地，但若豎井定為位置1則必須形成兩翼通風，即兩翼均需掘通風井，如此基建工程量大，工期長，同時不利于治理。在確定豎井位置時，這將成為要緊矛盾。最