采礦概論學(xué) 知識(shí)要點(diǎn)

PAGE21PAGE211.礦物自然界存在的各種物質(zhì)一般為各種元素的化合物，也有極少量的單質(zhì)。把地殼中存在的這些化合物和單質(zhì)統(tǒng)稱為礦物。2.巖石各種礦物極少單獨(dú)存在，而是以礦物顆粒的形式聚合在一起，從而形成巖石。最常見：黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、磁鐵礦、石英、長石、云母、方解石等。巖石類型按成因分為（1）巖漿巖（火成巖）組成它的主要礦物有石英（SiO2）、長石（鈉、鉀、鈣的鋁硅酸鹽）、云母（主干成分鋁硅酸鹽）、角閃石、輝石、橄欖石等。常見的有：花崗巖、閃長巖等，呈塊狀產(chǎn)出，巖體中不含有機(jī)物。（2）沉積巖其他巖石被破壞后所生成的碎屑，由風(fēng)力、水力搬運(yùn)堆積而成，或由溶解于水中的物質(zhì)測定而成，或由動(dòng)植物遺骸堆積分化而成。常見的有：礫巖、砂巖、頁巖和石灰?guī)r。這類巖通常呈層狀產(chǎn)出。（3）變質(zhì)巖各種巖石在地殼運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的高溫、高壓作用下，使原組織構(gòu)造重新改變而生成的巖石。常見：片麻巖、片巖、大理巖、矽卡巖等。1．礦石礦石，是有用成份含量達(dá)到了在一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下能為國民經(jīng)濟(jì)所利用的特殊巖石。礦石一般由礦石礦物和脈石礦物組成，前者是能被利用的有用成份，后者是無用的礦物或有用成份含量較低而不能利用的礦物。采掘中，崩下的圍巖或夾石等，稱為廢石。2．品位礦石中有用成份的多少用品位來表示，所謂品位是指礦石中有用成份的重量與礦石重量之比，常用百分?jǐn)?shù)（%）表示。有（1）邊界品位是礦體邊界上礦石的最低品位，是劃分礦石和廢石、圈定礦體的標(biāo)準(zhǔn)。礦體內(nèi)的礦石品位都應(yīng)高于邊界品位。（2）最低工業(yè)品位能滿足工業(yè)開采要求的礦體平均品位的最低值。{總分、單科分}3．礦石的種類（1）按屬性：固相、氣相（二氧化碳、硫化氫等）、液相（鹽湖中各類鹽類礦物、液體天然堿）；（2）按形態(tài)：非金屬礦和金屬礦；（3）金屬礦按所含金屬種類：貴重金屬礦、有色金屬礦、黑色金屬礦（鐵、錳、鉻）、稀有金屬礦（鉭、鈮等）、放射性礦（鈾、釷等）、稀土金屬（鈧、釔、鑭、鈰等17種元素）；（3）金屬礦按礦物組成和化學(xué)成分分為：①自然金屬礦：金、銀、鉑、銅；②氧化礦石：礦石礦物的化學(xué)成分為氧化物、碳酸鹽及硫酸鹽，如赤鐵礦Fe2O3、白鉛礦PbCO3；③硫化礦石：礦石礦物的化學(xué)成分為硫化物，如黃銅礦Cu2FeS2、方鉛礦PbS、閃鋅礦ZnS；④混合礦石：含前三種兩種以上的混合物。分采問題。1.礦體地殼中數(shù)量和質(zhì)量（品位）都達(dá)到工業(yè)要求具有開采價(jià)值的礦石自然聚積體叫礦體，礦體是具有一定形狀、大小和產(chǎn)狀的地質(zhì)體。是組成礦床的基本單位。2.圍巖礦體周圍不能被利用的巖石稱為圍巖，在礦體上部的圍巖叫上盤圍巖或頂板、頂盤；在礦體下部的圍巖叫下盤圍巖或底板、底盤。夾在礦體中的巖石稱為夾石或夾層。3.礦床按地貌特征圈定的區(qū)域內(nèi)礦體的總稱，一個(gè)礦床可由一個(gè)礦體組成，也可由數(shù)個(gè)礦體組成。1．巖石的容重、體重單位體積中原巖的重量，一般在2.3～3.0噸/米3，之間。2．塊度原巖崩落后，所形成碎石的尺寸大小稱為塊度。3．碎脹性碎脹性是礦巖崩落后，體積比原體積增大的性質(zhì)。常用松散系數(shù)λ來表示式中，V——礦巖破碎后的體積；V0——礦山礦巖的原體積。4．含水性礦巖裂縫和孔隙中含水的性質(zhì)或礦石吸收和保持水分的性能。透水、排水等問題。5．結(jié)塊性采下礦巖受濕后在一定時(shí)間內(nèi)結(jié)成整塊的性能。6．氧化性硫化礦氧化成氧化礦，降低選礦回收率。7．自燃性高硫礦石（18～20%以上時(shí)），具有自然性，引起地下火災(zāi)。8．自然安息角松散礦巖自然堆積時(shí)，將形成傾斜的堆積坡面，坡面與水平面的夾角即為自然安息角。1．礦巖的強(qiáng)度礦巖抵抗各種外力破壞的能力。要使巖石破壞，應(yīng)盡可能使其處于拉伸或剪切狀態(tài)。2．礦巖的堅(jiān)固性巖石被破碎的難易程度。堅(jiān)固性所抵抗的外力，是一種綜合外力（鍬、鎬、機(jī)械破碎、炸藥爆炸等作用下的力）。常用堅(jiān)固性系數(shù)f表示，它反映礦巖的極限抗壓強(qiáng)度、鑿巖速度、炸藥消耗量等值的平均值。但目前常按下式計(jì)算：f=R/1003．礦巖的穩(wěn)固性礦巖采出后，形成采空空間（區(qū)），為維持暴露空間不垮，礦巖允許暴露面積大小及其暴露時(shí)間長短的性能，叫礦巖的穩(wěn)固性。將礦巖穩(wěn)固性分為五級：（1）極不穩(wěn)固：不允許有暴露面積；（2）不穩(wěn)固：允許暴露面積50m2以下；（3）中等穩(wěn)固：允許暴露面積為50m2～200m2；（4）穩(wěn)固：允許暴露面積為200m2～800m2；（5）極穩(wěn)固：允許暴露面積為1．礦體的形狀礦體形狀反映了礦體在空間的外部形態(tài)。大體可分為層狀、脈狀、透鏡狀、網(wǎng)狀、塊狀及巢狀。{柱狀、囊狀、脈群；指橫斷面形狀}2．礦巖的產(chǎn)狀（1）走向：礦體在空間的水平延伸方向，用走向線與正北方向的夾角來表示。走向線指礦體層面與水平面的交線。（2）傾向或傾斜：用傾斜線的水平投影與正北方向的夾角來表示。所謂傾斜線是垂直走向線沿礦體層面下坡所引的直線。傾斜線與水平面所成的夾角叫傾角。通常傾角是指礦體下盤接觸面的傾角。礦體接傾角可分為：①水平和微傾斜礦體——0～3-5°②緩傾斜礦體——3-5～30°；③傾斜礦體——30～45°-55°；④急傾斜礦體——45°-55°以上。（3）厚度指礦體上盤與下盤接觸面間的垂直距離或水平距離，分別稱為垂直厚度（真厚度）和水平厚度（假厚度）。按開采技術(shù)條件，礦體厚度分為五類：①極薄礦體——0.7-0.8m②薄礦體——0.7-0.8～2-4m；0.8～3③中厚礦體——2-4～10-15m；3～10④厚礦體——10-15～40m；10～40⑤極厚度礦體——40m以上。（4）延深指礦體在深度上的分布情況，用埋藏深度和賦存深度來表示。埋藏深度指地表至礦體上部界限的深度；賦存深度指礦體上部界限至下部界限的垂直距離或傾斜距離，分別稱為垂高和斜高。1．礦山方式(1)露天開采從地表直接采出有用礦物的開采方法。包括①機(jī)械開采：用一定的采掘運(yùn)輸設(shè)備，在敞開的空間里從事開采作業(yè)，爆破開采法，切割開采法；②水力開采：借水槍噴出的高壓水流沖采砂礦，用于松散的砂礦開采。(2)特殊采礦法①溶浸采礦法：堆浸法、原地浸出、微生物采礦等。銅礦、鈾礦加硫酸，金礦加氰化鈉②鉆孔水溶法：采鹽礦③鉆孔熱熔法：采硫④植物采礦：利用某些植物對某元素的富集性。金、碘等。(3)海洋采礦①海濱砂礦開采②海底錳結(jié)核開采③海底熱液礦床開采④海水化學(xué)元素提?、莺５谆鶐r礦床開采(4)地下開采(5)露天開采與地下開采對比與坡采對比露天開采優(yōu)點(diǎn)：(1)開采空間限制小，有利于大型機(jī)械作業(yè)，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，比地采高2～10倍以上；(2)開采成本低，低2～3倍(3)損失貧化小，廢石混入率(4)基建時(shí)間短，單位基建投資低；(5)勞動(dòng)條件好，工作較安全；(6)對高溫易燃礦體開采比地下開采安全。缺點(diǎn)：(1)初期投資大；(2)環(huán)保能力差。開采過程中粉塵、廢氣、排土場等可能污染江河、農(nóng)田、土壤、大氣等；(3)排土場占地面積大；(4)受氣候條件影響大(嚴(yán)寒、冰雪、酷暑、暴風(fēng)雨等)。露天開采優(yōu)點(diǎn)是主要的，在可能的情況下盡量采用。一般地，當(dāng)?shù)V體埋藏較淺時(shí)，采用露天開采，即為露天礦山；當(dāng)?shù)V體埋藏較深時(shí)，采用地下開采，即為地下礦山。取決于經(jīng)濟(jì)合理剝采比。2．礦山井巷為了將埋藏較深的（金屬）礦體開采出來，必須從地面到礦床掘進(jìn)一系列井巷，使礦段與地面聯(lián)通起來，這些井巷統(tǒng)稱為礦山井巷。礦山的井巷種類很多，總的可分為硐室與巷道兩大類。硐室指長度和寬度相差不大的巷道。通常根據(jù)其用途來命名，如井下提升機(jī)房、破碎硐室、礦倉、水泵房、變電所、機(jī)修房、炸藥庫、電機(jī)車庫、候車室、保健室、調(diào)度室等。巷道長度比寬度大得多的井巷，按其長軸方向與水平面夾角，可分為垂直巷道、水平巷道和傾斜巷道。垂直巷道：豎井、盲豎井、垂直溜井、垂直天井、垂直充填井等。豎井是直接通地表的垂直巷道，用途是提升礦石、廢石、材料、設(shè)備、人員、通風(fēng)等。一般將主要用作提升礦石的豎井稱為主井，而將擔(dān)負(fù)其他任務(wù)的豎井稱為副井。垂直溜井是利用重力溜放礦石或廢石的垂直巷道。垂直天井是用作人員通行、通風(fēng)、運(yùn)送材料設(shè)備并兼做探礦的垂直巷道。傾斜巷道的長軸方向與水平成一定傾斜角度，主要有斜井、盲斜井、斜溜井、斜天井等。水平巷道的長軸方向是水平的。但事實(shí)上不是絕對水平，一般有2～5‰(3‰)的坡度，以利于運(yùn)輸和排水。水平巷道主要有平硐（平窿）、石門、脈內(nèi)平巷、脈外平巷、橫巷（穿脈巷道）等。供人員通行、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、探礦等作用。平硐：有直接通地表出口的水平巷道。通常將用作運(yùn)輸?shù)V石的平硐稱為主平硐，擔(dān)負(fù)其他任務(wù)的平硐稱為副（輔助）平硐。2.1.2爆破是指把炸藥及起爆器材裝入炮眼內(nèi)，并使其爆炸。1．炸藥（1）炸藥是一種固體或液體的化合物或混合物，在受到一定的外界能量（熱、沖擊、摩擦）作用時(shí)，就能迅速分解，同時(shí)產(chǎn)生大量的氣體和熱量，對周圍介質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的機(jī)械作用而使其破壞，同時(shí)發(fā)生巨大的音響和振動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為爆炸。（2）礦用炸藥要求性能良好，有足夠威力使用安全，能用雷管起爆爆炸后有毒有害氣體少不易變質(zhì)失效原料豐富，成本低（3）常見炸藥A．硝銨類炸藥主要成份是硝酸銨（NH4NO3），此外加入適量的敏化劑、可燃劑和防水劑等。銨梯炸藥：2#巖石炸藥，85%硝酸銨（氧化劑），11%TNT（三硝基甲苯，為敏感劑，提高炸藥的敏感度），4%木粉（可燃物，又起疏松作用防結(jié)塊硬化）。使用安全可靠；抗水性差，吸水性強(qiáng)，有效期半年。貯存、運(yùn)輸、使用時(shí)應(yīng)注意防潮。銨油炸藥：硝酸銨92%，柴油木粉各4%。這種炸藥原料來源豐富，價(jià)格便宜，成本低，加工簡便，安全可靠；威力較低，抗水性差，吸濕性強(qiáng)。漿狀炸藥在硝酸銨中加入TNT和水。外觀呈漿糊流質(zhì)狀。如4號(hào)漿狀炸藥，成分有：硝酸銨、梯恩梯、水、特種膠結(jié)劑、硼砂和尿素等。其中水的作用是使硝酸銨溶解成飽和溶液狀態(tài)，使之不再吸水。即以水抗水。成塑性膠狀，密度1.4～1.55，能在深達(dá)15ｍ的水中放置30多小時(shí)，尚不失去爆炸性能。B．硝化甘油炸藥（膠質(zhì)炸藥）硝化甘油、硝化棉、硝酸鉀、木粉混合而成。威力比A類大，抗水性強(qiáng)，價(jià)格貴，安全性差。故除了在豎井掘進(jìn)等有水的工作面作起爆藥包外，一般很少使用。C．乳膠炸藥（乳化油炸藥）由含氧酸鹽（硝酸銨、硝酸鈉、過氯酸鈉、硝酸鉀和硝酸鈣等15～20種成份）的過飽和水溶液及含碳燃料、乳化劑、敏化氣泡等構(gòu)成。不同于顆粒狀、粉末狀、單質(zhì)等炸藥，是一種油包水型的乳狀液。具有良好的爆炸性能和防水性能。爆炸性能、防水性都較好。2．起爆器材和起爆方法1）雷管用來起炸藥、導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管?；鹄坠埽河脤?dǎo)火索來引爆的雷管。電雷管：用通電點(diǎn)火來引爆的雷管叫電雷管。即發(fā)電雷管和延期（秒、毫秒（微差））電雷管，段數(shù)可達(dá)20段。導(dǎo)火索：用來引爆火雷管。導(dǎo)爆索：用來傳遞爆炸波，并直接引爆炸藥。導(dǎo)爆管：非電起爆器材，由塑料導(dǎo)爆管、非電毫秒雷管、聯(lián)結(jié)元件、起爆槍等組成。2）起爆方法A．導(dǎo)火索起爆、電雷管起爆、導(dǎo)爆索起爆、導(dǎo)爆管起爆B．起電線路：串聯(lián)、并聯(lián)2.2井巷掘進(jìn)2.2.1地壓與支護(hù)1．地殼中的巖石受到垂直方向和水平方向的壓力。若巖石不太穩(wěn)固，開挖后會(huì)發(fā)生冒落，直到在空間上部形成自然平衡拱。為防止圍巖的變形和塌落，保持一定的巷道斷面形狀及尺寸，就必須進(jìn)行支護(hù)。2．井巷支護(hù)（1）木材支護(hù)：具有一定強(qiáng)度和可縮性，重量輕，容易加工，架設(shè)方便；耐火差，易腐朽、使用年限短，強(qiáng)度小。用于地壓小、服務(wù)年限短的井巷支護(hù)。立柱、木棚子、木垛。以松木為多。（2）澆注混凝土支護(hù)由水泥、砂子、碎石按一定比例混合并加水?dāng)嚢枘潭?。支架材料?qiáng)度高、整體性好、防火、防水、抗腐蝕、服務(wù)年限長，用于地壓大，服務(wù)年限長、斷面大的井巷。勞動(dòng)強(qiáng)度大，成本高，支護(hù)施工時(shí)間長。一般為整體澆灌。如鐵路隧道（3）噴射混凝土支護(hù)以水泥、砂子、碎石作材料，按一定比例進(jìn)行干料混合后，送入專門的噴射機(jī)中，以壓縮空氣為動(dòng)力，使干料在噴嘴處與水混合成濕料，高速噴射到巷道表面，凝結(jié)硬化形成噴射混凝土支護(hù)層。其特點(diǎn)是，能壓入圍巖的裂縫中膠結(jié)圍巖，增加圍巖整體性，封閉巖面，防止圍巖進(jìn)一步風(fēng)化。與圍巖粘結(jié)成一整體共同承擔(dān)地壓，支護(hù)質(zhì)量好、效率高、工藝簡單。缺點(diǎn)是回彈，既浪費(fèi)支護(hù)材料，又惡化作業(yè)條件。（4）錨桿支護(hù)在巷道圍巖中鉆孔并安設(shè)錨桿。楔縫式錨桿、樹脂錨桿等。懸吊作用；組合梁作用；加固拱作用安裝簡便、安全可靠、不占巷道斷面、成本低，但不能防止圍巖的風(fēng)化和錨桿間浮石的冒落。（5）噴錨支護(hù)，噴錨網(wǎng)支護(hù)。在地壓較大的礦山有取代混凝土支護(hù)的趨勢。平巷掘進(jìn)為提高爆破效率，必須選擇恰當(dāng)炮孔布置方式，掏槽眼、輔助眼、周邊眼。3）工作面通風(fēng)壓入式通風(fēng)：局扇把新鮮空氣經(jīng)風(fēng)筒壓入工作面，新鮮風(fēng)流大，通風(fēng)時(shí)間短、效果好；但容易發(fā)生污風(fēng)循環(huán)。用于長度小于150～200m的工作面。抽出式：優(yōu)缺點(diǎn)與壓入式相反，用于長度大于200m?；旌鲜骄哂星皟煞N通用方式的優(yōu)點(diǎn)，適用于更長的巷道掘進(jìn)通風(fēng)。5）支護(hù)木支護(hù)、混凝土支護(hù)、石材、鋼材、噴射混凝土、錨桿等。（3）鑿巖爆破法

放礦格、梯子格。梯子格內(nèi)距工作面1.5-2米處設(shè)橫撐支柱,鋪木板，供鑿巖作業(yè)．爆破前架設(shè)傾斜落礦臺(tái)．（4）吊罐法先掘一個(gè)１００～１５０mm的鉆孔。天井上部設(shè)游動(dòng)鉸車，通過鋼絲繩升降供鑿巖、裝藥作業(yè)的吊罐。爆破前吊罐下放，躲避。優(yōu)點(diǎn)是改善了通風(fēng)條件，效率較高，成本較低。缺點(diǎn)是中央孔技術(shù)難度較大。（4）爬罐法罐籠沿著天井的一壁軌道升降。（５）深孔爆破法（６）天井鉆機(jī)1．礦田和井田劃歸一個(gè)礦山企業(yè)開采的全部礦床及其一部分叫礦田。一個(gè)礦山企業(yè)中劃歸一個(gè)礦井（坑口）開采的礦田或其一部分叫井田。一般礦床范圍與礦田范圍一致；礦床范圍不是很大時(shí)，井田多與礦床界限相符合。2．階段（中段）與礦塊（1）階段（中段）每隔一定垂直距離，掘進(jìn)與礦體走向一致的階段平巷，將礦體沿垂直方向劃分成一個(gè)個(gè)礦段，這就是階段。（2）礦塊沿礦體走向每隔一定距離掘進(jìn)天井，將階段劃分成的一個(gè)個(gè)塊段就是礦塊。對于水平和微傾斜礦體，對應(yīng)的是盤區(qū)、礦壁（采區(qū)）。1．井田開采順序當(dāng)?shù)V床劃分為幾個(gè)井田開采時(shí)，優(yōu)先開采礦石品位高、可選性好、基建工程量少、運(yùn)輸、供水、供電等條件好的井田。2.階段的開采順序下行式：由上而下逐個(gè)（幾個(gè)）階段開采的方式。上行式：與下行式相反。3.礦塊的回采順序(1)前進(jìn)式：階段平巷掘進(jìn)一定距離后，從靠近主井的礦塊起，向井田邊界依次回采。優(yōu)點(diǎn)：早日出礦，基建時(shí)間短；缺點(diǎn)：巷道維護(hù)費(fèi)高，掘進(jìn)與采礦常相互干擾。(2)后退式：階段平巷掘到井田邊界后，從井田邊界開始，向主井方向后退開采。優(yōu)缺點(diǎn)相反。(2)混合式：開始用前進(jìn)式，待階段平巷掘完后，改為后退式。優(yōu)點(diǎn)；綜合了以上優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)：管理復(fù)雜。4.相鄰礦體的開采順序主要考慮圍巖移動(dòng)角。一般先采上盤礦體。當(dāng)先開采上盤礦體也會(huì)影響下盤礦體時(shí)，應(yīng)由采礦方法及其它技術(shù)措施解決。1.礦石損失的原因(1)開采損失1)采下礦石損失①遺留在采場充填料中的損失；②遺留在采場內(nèi)放不下來的損失；③運(yùn)輸途中的損失。2)未采下礦石損失①設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)開采而未采下的損失②留下各種礦柱（間柱、頂?shù)字?、點(diǎn)式）不能全部采出的損失(2)非開采損失1)由于地質(zhì)水文等條件產(chǎn)生的損失①斷層、地質(zhì)構(gòu)成造成礦體破壞②礦體邊緣復(fù)雜，不能全部采出③由于地下水較大，致使礦體開采損失2)留永久礦柱造成的損失為保護(hù)地表建構(gòu)筑物而留保安礦柱。2.礦石貧化的原因(1)開采過程中混入的廢石；(2)開采過程中高品位粉礦損失；(3)有用成分氧化或析出。包括：開拓、采準(zhǔn)、切割、回采。1.開拓為了開采地下礦床，需從地面掘進(jìn)一系列巷道通達(dá)礦體，使之形成完整的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、壓氣、供電、供水等系統(tǒng)，稱為礦床開拓。為開拓礦床而掘進(jìn)的井巷稱為開拓巷道。開拓比：開拓總長度：工業(yè)儲(chǔ)量2.采準(zhǔn)在已開拓完畢的階段中掘進(jìn)采準(zhǔn)巷道，將階段劃分成礦塊作為獨(dú)立的回采單元，形成在礦塊內(nèi)行人、放礦、通風(fēng)等條件。礦塊采準(zhǔn)包括采準(zhǔn)巷道和切割巷道。3.切割在已采準(zhǔn)完畢的礦塊里為大規(guī)?；夭傻V石開辟自由面和自由空間，為大規(guī)模采礦創(chuàng)造良好的爆破和放礦條件。4.回采(1)落礦：以切割空間為自由面，借助鑿巖爆破方法把礦體崩落成一定塊度的礦石。(2)礦石運(yùn)搬：把崩落下的礦石搬到中段運(yùn)輸巷道，并裝入礦車。（主要有重力運(yùn)搬和機(jī)械運(yùn)搬）。(3)地壓管理：礦石采出后，形成采空區(qū)，經(jīng)過一段時(shí)間，礦柱和上下盤圍巖發(fā)生變形、移動(dòng)、破壞等現(xiàn)象，為保證安全生產(chǎn)，必須采取技術(shù)措施，控制和管理地壓。(4)其它工作通風(fēng)、測量等。4.1.11．豎井開拓法用于開采傾角較大（一般大于45°）或埋藏較深的儲(chǔ)量較大的礦床。聯(lián)接處：馬頭門。井底車場：井筒與主要運(yùn)輸巷道或石門之間的停、調(diào)車場與硐室的總稱。是井下運(yùn)輸?shù)臉屑~。包括重車道、空車道、繞車道、各種硐室（如井底礦倉、破碎硐室、卸載硐室、水倉、水泵房、電機(jī)車庫、變電所、候罐室等）。有盡頭式、折返式和環(huán)形式。（1）下盤豎井開拓法主要工程：下盤豎井、階段石門、沿脈巷道。（2）上盤豎井開拓法缺點(diǎn)：（特別上部）石門較長，基建時(shí)間和投資較大。適用條件：1）礦體下盤之上是高山，上盤平坦；2）選廠及尾礦庫只宜布置在上盤；3）下盤有破碎帶，流沙層、含水層等。（3）側(cè)翼豎井開拓缺點(diǎn)：掘進(jìn)、運(yùn)輸只能單向。適用條件：1）上下盤巖層不穩(wěn)固，側(cè)翼穩(wěn)固；2）選廠及尾礦庫在側(cè)翼；3）上下盤無合適工業(yè)場地，而側(cè)翼有；4）礦體傾角較緩，上下盤石門較長；5）礦體走向長度小。2．斜井開拓法用于開拓20～50°的埋藏不深的礦體的中小型礦山。聯(lián)接處：甩車道。脈內(nèi)斜井開拓斜井沿礦體布置，傾角與礦體一致。優(yōu)點(diǎn)：開拓量?。煌懂a(chǎn)快；基建期順便出礦；補(bǔ)充探礦。缺點(diǎn)：需留保安礦柱，受甩車道限制。下盤斜井開拓斜井布置在礦體下盤圍巖，再從斜井掘進(jìn)階段石門通達(dá)礦體。此法雖掘石門，但井筒維護(hù)條件好，不留保安礦柱，應(yīng)用更廣。偽傾斜斜井開拓3．平硐開拓法以平硐為主要開拓巷道開拓礦床的方法。布置形式：（1）垂直礦體走向下盤平硐開拓；（2）垂直礦體走向上盤平硐開拓；（3）沿礦體走向平硐開拓法。平硐與礦體位置：①脈內(nèi)沿脈平硐開拓法優(yōu)點(diǎn)：投產(chǎn)快，有副產(chǎn)礦石，起探礦作用。缺點(diǎn)：脈內(nèi)平硐維護(hù)困難，不利于運(yùn)輸。（應(yīng)采用后退式開采）適用條件：用于開采較薄礦體。（礦石不穩(wěn)固或礦體較厚應(yīng)布置在脈外。）⑵脈外沿脈平硐開拓法優(yōu)缺點(diǎn)與上述相反。實(shí)際生產(chǎn)中使用較多。4．斜坡道開拓法為適應(yīng)鑿巖臺(tái)車、鏟運(yùn)機(jī)、自卸汽車、錨桿臺(tái)車等大型無軌自行設(shè)備的地下開采。以通地表的斜坡道運(yùn)輸?shù)V巖。供無軌設(shè)備出入，用于運(yùn)送設(shè)備、材料、通風(fēng)通路等。斜坡道內(nèi)不安提升設(shè)備、不鋪軌道。一、斜坡道的類型（1）螺旋式斜坡道由規(guī)則或不規(guī)則的圓柱螺旋線或圓錐螺旋線構(gòu)成。不規(guī)則是指曲率半徑、坡度有變化。坡度10-15%，寬度4-6米，高度3.6-5米。（2）折返式斜坡道直線段+曲線段（拉近段）曲線段用于改變方向，一般較緩或水平。直線段用于改變高程，坡度不大于15%。兩種形式參見書16、17頁。二、螺旋式與折返式對比螺旋式（1）優(yōu)點(diǎn)：1）同等高程開拓工程量較?。ㄉ?5％）；2）與溜井等垂直井配合施工時(shí)，通風(fēng)出渣較方便；3）布置較靈活。（2）缺點(diǎn)1）掘進(jìn)施工要求高；[定向、外側(cè)超高等要求]2）司機(jī)視距小，安全性差；3）車胎差速器磨損??；4）道路維護(hù)工作量大。（3）適用條件圓柱形礦體開拓；輔助斜坡道。折返式優(yōu)點(diǎn)：施工較容易；司機(jī)能見距離大，行車較安全；車速較大，運(yùn)量較大，排出有害氣體量較少；線路便于與礦體保持固定距離；道路易于維護(hù)，使用年限較長。缺點(diǎn)：工程量較大；布置靈活性較差。一般來說，折返式優(yōu)點(diǎn)較多。適用于主斜坡道開拓。一、平硐與井筒比較（1）優(yōu)點(diǎn)1）基建投資少、掘進(jìn)支護(hù)費(fèi)用低、不需提升設(shè)備、井架、井底車場等；2）基建時(shí)間短，掘進(jìn)速度較快；3）排水費(fèi)用低，不需排水設(shè)備、設(shè)施；4）礦石運(yùn)輸費(fèi)用低；5）通風(fēng)較容易，通風(fēng)費(fèi)較低；6）生產(chǎn)安全性較高。缺點(diǎn)：使用受地形限制。平硐開拓優(yōu)點(diǎn)較為突出，只要地形允許應(yīng)盡量采用。主平硐一般不超過3000～4000ｍ。二、豎井與斜井比較1）基建工程方面：斜井長度較長；但斜井開拓的石門較短，井底車場較簡單；斷面較??；2）井筒裝備方面：豎井井筒裝備較復(fù)雜，但管纜線較短；3）投資方面：斜井的井筒裝備和井底車場比較簡單（甩車道），不需要大型提升設(shè)備，基建速度快，初期投資少。4）地壓及支護(hù)方面：豎井承受的地壓較小，維護(hù)費(fèi)較低；斜井承受的地壓較大，支架易變形，維護(hù)費(fèi)較高。5）提升方面：堅(jiān)井提升速度快，能力大，提升費(fèi)用低；斜井提升設(shè)備修理費(fèi)和鋼絲繩磨損較大，生產(chǎn)能力較小。6）排水方面：斜井因管路長，排水費(fèi)較高。7）安全方面：豎井常為圓形，不易變形，提升過程中停工事故較少。斜井常發(fā)生脫軌、脫鉤、跑車等事故。適用條件：斜井適用條件：礦體傾角不大（15～45°），開采深度小，產(chǎn)量不大的中小型礦山。三、斜坡道與其它開拓比較優(yōu)點(diǎn)：1）基建速度快；投產(chǎn)早，充分利用無軌設(shè)備，既采礦，又開拓；2）產(chǎn)量大，效率高、成本低；3）礦石、材料運(yùn)送不需轉(zhuǎn)運(yùn)，方便靈活；4）節(jié)省大量鋼材。缺點(diǎn)：1）相同條件下比豎井長，且斷面大，掘進(jìn)工程量大，運(yùn)行時(shí)間長。2）內(nèi)燃設(shè)備耗油量高，有廢氣污染，通風(fēng)費(fèi)增加；3）承受地壓較大，維護(hù)費(fèi)高；4）無軌設(shè)備投資大，維護(hù)工作量大。單一斜坡道開拓適用于埋藏200～300ｍ，產(chǎn)量20～100萬ｔ的礦床開采。4.2.1主一、應(yīng)考慮的因素1）礦區(qū)地形、地質(zhì)構(gòu)造、礦體埋藏條件、巖石性質(zhì)、水文等；[盡量布置在穩(wěn)固的巖體中]2）礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限；3）礦床勘探程度、儲(chǔ)量及遠(yuǎn)景；4）地下、地表的運(yùn)輸聯(lián)系，開拓工程量；5）改擴(kuò)建礦山原有井巷及建構(gòu)筑物的利用。二、應(yīng)遵循的原則1）井巷出口在歷年最高洪水位3ｍ以上，并且有利于重車下坡運(yùn)行；2）井巷出口不受滾石、山崩、雪崩危害；3）避免壓礦，盡量不留保安礦柱，位于移動(dòng)帶以外20ｍ以上；4）有足夠的工業(yè)場地（用于各種建構(gòu)筑物，調(diào)車場、堆放場、空壓機(jī)房等），同時(shí)盡量不占、少占農(nóng)田；5）開拓、生產(chǎn)費(fèi)用最??；6）運(yùn)輸功最??；7）選廠應(yīng)盡量利用山坡地形；8）與外部聯(lián)系方便（鐵路、公路、選廠、冶煉廠）。4.2.當(dāng)主井為罐籠井時(shí)，可兼作入風(fēng)井、人行井，另設(shè)一個(gè)回風(fēng)井即可構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)主井為箕斗井時(shí)，不能作入風(fēng)井，需另設(shè)一個(gè)副井及回風(fēng)井?；诽嵘禾嵘芰Υ?。罐籠提升：兼用性好。一、副井與主井位置關(guān)系當(dāng)副井與主井盡量靠近站時(shí)（但不小于30ｍ），叫集中布置，當(dāng)相距較遠(yuǎn)時(shí)，叫分散布置。集中布置優(yōu)點(diǎn)：1.工業(yè)場地集中，減少平場費(fèi)；2.井底車場集中，生產(chǎn)管理方便；3.開拓工程量較小，基建時(shí)間短；4.井筒集中有利于集中排水；5.延伸施工方便。缺點(diǎn)：一井發(fā)火，殃及另一井；主井是箕斗井時(shí)，粉塵易飛揚(yáng)到副井?？偟膩碚f，集中布置優(yōu)點(diǎn)更突出，應(yīng)盡量采用。二、風(fēng)井的布置方式（入風(fēng)井與回風(fēng)井關(guān)系）1．中央并列式入風(fēng)井、回風(fēng)井均布置在礦體中央，相距不小于30ｍ（井上建筑物采用防火材料也不得小于30ｍ）。主井為箕斗井，可兼作回風(fēng)井，主井為罐籠井可兼提升人員、入風(fēng)井。2．中央對角式（1）主井為罐籠井，位于中央，兼作入風(fēng)井，回風(fēng)井位于礦體兩端。（2主井為箕斗井時(shí)，主井在中央，另在附近設(shè)副井兼作入風(fēng)井?；仫L(fēng)井位于礦體兩端。3．側(cè)翼對角式開拓系統(tǒng)主井（罐籠井）、回風(fēng)井分別位于礦床的兩翼。4．評述I．中央并列式和對角式對比：中央式優(yōu)點(diǎn)：（1）地面構(gòu)筑物集中；（2）共留一個(gè)保安礦柱（如果需要的話）；（3）可較快形成通風(fēng)系統(tǒng)，早日出礦；（4）井筒工程延深方便。缺點(diǎn)：（1）風(fēng)路長，扇風(fēng)機(jī)負(fù)壓大，且線路不斷變化；（2）風(fēng)流易短路，漏風(fēng)量大；（3）若無其它安全出口，危險(xiǎn)性較大。II．中央對角式與中央并列式對比優(yōu)點(diǎn)（1）負(fù)壓小、穩(wěn)定、漏風(fēng)小、通風(fēng)費(fèi)低；（2）較安全（入、回風(fēng)井相距較遠(yuǎn)）；（3）一條風(fēng)井發(fā)生故障，另一仍能維持生產(chǎn)。缺點(diǎn)（1）井筒間聯(lián)絡(luò)巷道長，投產(chǎn)慢；（2）掘兩條回風(fēng)井，掘進(jìn)、維護(hù)費(fèi)較高。III．適用性大型礦山：中央對角式。中小型礦山：側(cè)翼對角式。（礦體走向長度不大，側(cè)翼對角式缺點(diǎn)不突出）4.3井底車場、硐室及階段運(yùn)輸巷道布置井底車場位于井筒與井下主要運(yùn)輸巷道連接處，是井下運(yùn)輸?shù)臉屑~。簡單地說，井底車場是在井筒與石門聯(lián)接處所開鑿的巷道和硐室的總稱。是輸送人員、礦石、廢石、設(shè)備、材料的場所，也是井下排水和動(dòng)力供應(yīng)的轉(zhuǎn)換中心。井底車場由車場線路和車場硐室兩大部分組成。4.一、井底車場線路和硐室書二、井底車場形式1．盡頭式井底車場單側(cè)進(jìn)出礦車，用于罐籠提升。評價(jià)：投資少，通過能力小。適用性：小型礦井，副井。（年產(chǎn)量10萬ｔ以下）2．折返式井筒一側(cè)進(jìn)重車，一側(cè)出空車，空車經(jīng)折返線路變頭返回。評價(jià)：通過能力提高，但調(diào)頭不便。適用性：中、小型礦山。（年產(chǎn)量10～30萬ｔ）3．環(huán)形式空車經(jīng)繞道返回，形成環(huán)形線路。評價(jià)：通過能力大，投資大。適用性：大型礦山。（年產(chǎn)量>30萬ｔ）4.一、串車斜井與車場連接方式1．旁甩式（甩車道）：礦車經(jīng)甩車道由斜邊平進(jìn)入車場；2．吊橋：礦車經(jīng)吊橋從斜井頂板進(jìn)入車場；3．平車場：斜井不再延深時(shí)，由斜井直接過渡到車場。二、評價(jià)平車場與甩車場相比，鋼繩磨損小，礦車很少掉道，提升效率高，巷道工程量小，交岔處寬度小，易維護(hù)，但只適用于斜井最后一個(gè)階段。吊橋既有平車場的優(yōu)點(diǎn)，又解決平車場不能多階段提升的問題，但需安裝吊橋設(shè)施。中小型礦山使用較多，斜井最好大于20度。4.1．滿足運(yùn)輸能力當(dāng)?shù)V體厚度4～15ｍ，采用一條沿脈巷道；15～30ｍ采用一條或兩條下盤沿脈加穿脈；極厚礦體（>40ｍ），采用環(huán)形運(yùn)輸。2.階段運(yùn)輸巷道布置既要滿足探礦、又能為以后采礦運(yùn)輸所利用。3.同采礦方法一同考慮。4.符合通風(fēng)要求。風(fēng)路暢通，盡量減少轉(zhuǎn)彎、突然擴(kuò)縮。5.系統(tǒng)簡單，工程量小。6.其它要求4.1.單一沿脈巷道布置(1)單線會(huì)讓式重車通過，空車待避?；蛳喾?。工程量小，通過能力小，用于薄或中厚礦體(2)運(yùn)輸巷道中設(shè)雙線，適當(dāng)位置用渡線連接。適用：20～60萬ｔ/年的礦山2.下盤雙巷加聯(lián)絡(luò)道布置3.脈外平巷加穿脈優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)輸能力大，穿脈裝礦安全方便，起探礦作用。缺點(diǎn)：掘進(jìn)工程量大。適用年產(chǎn)量：50～150萬ｔ。4.環(huán)形運(yùn)輸布置生產(chǎn)能力很大。掘進(jìn)工程量最大。適用150～300萬ｔ/年。4.5礦床開拓方法選擇概述4.1.技術(shù)上可靠，滿足生產(chǎn)能力；2.生產(chǎn)費(fèi)用低；3.投資少；4.基建期短；5.盡量不留保安礦柱，少占農(nóng)田。5.1.特點(diǎn)：孔徑30～46㎜，孔深5ｍ以內(nèi)。4、評價(jià)優(yōu)點(diǎn)：回采率高、貧化小，大塊大塊少，破碎好。缺點(diǎn)：勞動(dòng)消耗量大，安全性差，粉塵高，生產(chǎn)率低。適用性：厚度5～8ｍ以下礦體，尤其是不規(guī)則礦體。5.1.特點(diǎn)：孔徑50～70㎜，孔深5～15ｍ。4.評價(jià)可與淺孔崩礦對比，優(yōu)缺點(diǎn)相反。適用較厚礦體。5.1.特點(diǎn)：孔徑大于90㎜，孔深大于15ｍ。4.評價(jià)與淺孔、中深孔比較優(yōu)點(diǎn)：可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少采準(zhǔn)工程量，改善勞動(dòng)工作條件，提高安全性。缺點(diǎn)：大塊率高，礦巖接觸面大，損失貧化大。適用性：厚度大、形態(tài)規(guī)整、礦巖易分離的礦體。5.1.特點(diǎn)：自由空間爆破，補(bǔ)償空間20～30％。擠壓空間爆破，補(bǔ)償空間12～20％。在爆破力作用下，礦石向相鄰松散介質(zhì)碰撞抗壓，以獲得補(bǔ)償空間，爆破后需進(jìn)行松動(dòng)放礦(放礦量15～20％)之后，才進(jìn)行下一次爆破回采循環(huán)。第一排炮孔需較大爆破能。(其后0.4～0.6ｍ處增加一排炮孔與第一排炮孔同時(shí)爆破)。2.有關(guān)參數(shù)孔排距1.5ｍ-1.8ｍ，孔徑65～110ｍ。一次爆破20ｍ左右。3評價(jià)可降低大塊率，減少切割工程量，提高回采強(qiáng)度；但要求合適的條件和回采工藝。5.礦石在重力作用下沿采場溜至礦塊底部放礦巷道，通過閘門直接裝入運(yùn)輸水平的礦車中。用于急傾斜礦脈(>50～55度)的開采。淺孔落礦二次破碎費(fèi)用占落礦費(fèi)的0～30％；5.1.電耙設(shè)備：功率5.5～55千瓦。耙斗箱形、篦形等。書96。斗容0.1～0.6ｍ3。生產(chǎn)能力：150～500ｔ/d。2.耙運(yùn)距離10～60ｍ。一般30～50ｍ。扒礦傾角太高>30度，安全性差，不宜使用。3.評價(jià)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備投資少，維修費(fèi)低，移動(dòng)方便，堅(jiān)固耐用。缺點(diǎn)：電能消耗量大，鋼繩磨損大，耙運(yùn)距離受限制。5.1.設(shè)備：裝運(yùn)機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、電鏟+自卸卡車、裝巖機(jī)+自行礦車裝運(yùn)機(jī)：斗容0.3ｍ3，車箱容積1.8ｍ3，最小工作斷面2.8～3.0ｍ2。從裝礦點(diǎn)運(yùn)往溜井一般不超過50ｍ，風(fēng)動(dòng)，帶風(fēng)繩，噪音大。臺(tái)班效率120-150ｔ。鏟運(yùn)機(jī)：斗容0.75～10ｍ3，多為柴油驅(qū)動(dòng)，運(yùn)距不受限制，最佳150～200ｍ，臺(tái)班效率200ｔ。2.自行設(shè)備裝礦巷道裝礦機(jī)：2.2x2.2ｍ,間距6～8ｍ，長6～10ｍ。裝運(yùn)機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)：高3～3.2ｍ，寬3-5ｍ，長8～10ｍ。曲率半徑10ｍ。3.評價(jià)優(yōu)點(diǎn)：(1)多用性，可用于開拓、采準(zhǔn)、回采、清路、運(yùn)送材料。(2)機(jī)動(dòng)靈活，調(diào)動(dòng)方便。(3)生產(chǎn)率高。(4)安全性好。(5)生產(chǎn)成本低。缺點(diǎn)(1)投資大，設(shè)備壽命短，零件昂貴、維修工作量大。(2)裝礦巷道斷面大。(3)柴油動(dòng)力有污染問題。6.一、空場法在礦體中形成的采空區(qū)主要?？繃鷰r自身的穩(wěn)固性和留下的礦柱來支撐的采礦方法。二、崩落法隨著礦石被采出，計(jì)劃地用崩落礦體的覆蓋巖石和上、下盤巖石來來充填采空區(qū)以控制采區(qū)地壓和處理采空區(qū)的采礦方法。三、充填法隨著回采工作面的推進(jìn)，逐步用充填料充填采空區(qū)的采礦方法。6.1.特點(diǎn)(1)礦塊一般分礦房和礦柱兩步驟回采；(2)礦房回采過程中留下的空場暫不處理，并用作回采、出礦的作業(yè)空間；(3)礦房開采后，允許一段時(shí)間進(jìn)行空區(qū)處理，根據(jù)設(shè)計(jì)回采礦柱。2.適用基本條件礦石、圍巖穩(wěn)固，采空區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)允許有較大的暴露面積。6.1.特點(diǎn)工作面(掌子面)沿礦體走向或傳向全面推進(jìn)，視采場頂板穩(wěn)固程度，礦石品位，頂板弱面分布等情況來確定采場是否留礦柱或人工支柱。73.采切工作沿脈運(yùn)輸平巷1、切割上山2、漏斗口(間隔5～7ｍ，口寬1.5～2ｍ)3，電耙硐室4(間距20ｍ)。4．回采工作(5)采場通風(fēng)運(yùn)輸巷道→溜口→采場→上階段平巷。5．評價(jià)優(yōu)點(diǎn)工藝簡單，采切工程量小，生產(chǎn)率高，成本低(掌子面工效8～12ｔ/工班)缺點(diǎn)：損失率大于10～15％，頂板暴露面大，要求嚴(yán)格的安全控制。適用條件：(1)礦巖中等穩(wěn)固以上；(2)礦體傾角小于30°；(3)礦體厚度5-7ｍ以下；(4)礦體品位不均勻、礦體厚度不均勻、含夾石。6.1.特點(diǎn)沿礦體走向劃分礦塊(或采區(qū))，礦塊又分為礦房和礦柱。礦塊內(nèi)礦房為非獨(dú)立回采單元，空場內(nèi)留有規(guī)則礦柱。5.評價(jià)(1)優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)能力大，采切工程量不大，工作組織簡單，坑木消耗少，通風(fēng)良好。(工作面效率30～50ｔ/工班)(2)缺點(diǎn)留礦柱、損失率較大，留間斷礦柱15～20％；連續(xù)礦柱40％。(3)適用條件1)圍巖穩(wěn)固，礦石穩(wěn)固或較穩(wěn)固；2)礦體傾角30°以下；3)礦體厚度薄至極厚皆可；4)礦石價(jià)值、品位不高。6.變形方案底盤漏斗房柱法、桿柱房柱法、中深孔房柱法、全面房柱法。6.1.特點(diǎn)在急傾斜礦體礦塊中采下的礦石僅放出1/3～40％左右，剩下的礦石暫留在礦房中作工作臺(tái)，礦房采完后大量放礦。5.評價(jià)(1)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝簡單，利用自重放礦，采準(zhǔn)工程量小，留礦堆起一定支護(hù)作用。(2)缺點(diǎn)平場工作繁重，難于機(jī)械化、積壓資金，礦體厚度較大時(shí)，損失率大，安全性差。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。(3)適用條件1)礦巖中等穩(wěn)固以上；2)急傾角礦體；3)極薄和薄最好，中厚以上安全性較差；4)礦石不結(jié)塊、氧化、自燃。6.變形方案低階段方案、下向分枝或上向分枝方案、不留間柱方案、無底柱方案、底部電耙出礦方案、傾斜工作面電耙出礦方案、平底結(jié)構(gòu)方案。6.21.特點(diǎn)用于開采5ｍ以上的厚度、礦巖穩(wěn)固的礦體。5.評價(jià)(1)優(yōu)點(diǎn)回采強(qiáng)度大、生產(chǎn)率高、采礦成本低、坑木消耗少(2)缺點(diǎn)礦柱損失大、采切工