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矿山地下开拓
2009-08-26    打印 关闭

开采地下矿床时,从地表向地下开掘一系列通达矿体的巷道,形成提升、运输、通风、排水和动力供应等系统,为全矿井、全阶段或若干采区服务的矿山井巷,称开拓巷道,如立井、盲立井、斜井、盲斜井、斜坡道、平硐、井底车场、石门、阶段运输巷道、主溜井和主充填井等。通常将提运矿石的井筒和平硐称作主要开拓巷道。公元前12~前11世纪,中国在湖北铜绿山用地下方法开采铜矿,曾开凿立井、平巷,采用间隔榫接木井框。公元前5世纪到公元1世纪间,又在立井井筒内创造了密集式搭接方框支护;在斜井内采用榫接门框支护、鸭嘴与亲口混合支护;在立井井底采用马头门支护结构等。
  矿山开拓系统即开拓巷道的类型、数量、位置及其相互配合。它决定井巷工程量和维护量、投资、建设周期和资源回收等重大问题,对矿山建设和生产具有长远的影响。合理的开拓系统,应满足生产安全、工程量和维护量少、投资省、投产快、经营费低、不留或少留保安矿柱、不占或少占农田、管理方便等要求。
  开拓方法分类 

①单一开拓法,用一种主要开拓巷道,如立井开拓法、斜井开拓法、平硐开拓法、斜坡道开拓法等(见矿山地下开拓方法);②联合开拓法,用两种以上开拓巷道,如斜井与立井联合开拓法,平硐与立井或盲立井联合开拓法、平硐与斜井或盲斜井联合开拓法、立井或斜井与盲立井或盲斜井联合开拓法等。
  开拓方法的选择应考虑:

①矿床地质和水文地质,如矿体产状、矿岩物理力学性质、断层和破碎带、地表水、坑内水及溶洞分布;②地形地物,如山地、河流、地面运输、矿山工业场地布置、岩层与地表移动范围;③技术经济条件,如对矿石的需求程度、基建投资、设备供应、水和电的来源、技术管理水平、外部运输等因素;确定开拓巷道类型、位置和数目。
  主要开拓巷道类型的选择 要考虑下列因素:①地表地形,是确定平硐或井筒开拓的重要条件,矿床赋存于山岭地带时,要优先考虑平硐开拓方案;②矿体倾角,用井筒开拓时,矿体倾角是选取立井或斜井的主要因素,倾角小于15°或大于75°,宜用立井;倾角在15°~75°之间,可用立井,也可用斜井;③开采深度,矿体倾角小于40°~50°,开采深度很大时,经过技术经济比较确定立井或斜井开拓,机械化水平较高的地下矿山,可选择斜坡道开拓;④矿山生产能力,一般立井的生产能力比斜井大,但采用带式输送机的斜井,也可有较大的生产能力;⑤表土厚度和矿岩物理力学性质,表土较厚或岩层稳定性差、地压较大时,宜用立井开拓。
  主要开拓巷道位置的选择 要考虑以下因素:①岩层移动范围,应将主要开拓巷道及地表建筑物和构筑物布置在地表岩层移动带之外,否则应留保安矿柱。在经济、技术合理的条件下,采取措施,也可以不留矿柱或煤柱;②地下和地表运输,应使运输费用最低;③地表地形,主要开拓巷道的地表地形条件应不受滚石、滑坡、雪崩、洪水等的威胁,减少土石方工作量,使矿山总平面布置和运输系统合理;④工程地质和水文地质,应考虑表土、岩层特征、涌水量大小、有无溶洞、流砂层和地质构造等条件。
  选择开拓方法的步骤 

一般要经过初选和技术经济综合比较:①开拓方案初选,在充分研究地质、地形和技术经济资料的基础上,提出技术上可行、经济上比较合理的开拓方案,确定开拓巷道的类型、位置、数目、断面尺寸及有关设备,绘出各方案草图;②技术经济综合比较,对初选提出的开拓方案,在技术和经济上难于判断优劣时,须用技术经济综合比较方法,确定最佳方案。

 
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