第二非煤矿床开拓及其特点.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一节 概述,1、,矿床开拓,：从地表掘进一系列巷道通达矿体，形成提升、运输、通风、排水和动力供应等完整的生产系统。,2、,开拓巷道,：为开拓矿床掘进的巷道。,主要开拓巷道：用于提升矿石的井筒（包括盲井）以,及运输矿石的平硐和斜坡道。,按其作用,辅助开拓巷道：只起辅助作用，如副井、风井、充填,井、矿石溜井、石门和阶段运输巷。,第二章 非煤矿床开拓及其特点,1,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,第一节 概述,2,第一节 概述,、,矿床开拓解决的主要问题,合理划分井田、阶段和矿块（或盘区）,确定主要开拓巷道类型、数目和位置,确定辅助开拓巷道类型、数目和位置,3,第二节 地下开采的基本问题,一井田划分与矿井生产能力,1、,井田划分,矿田：划归一个矿山企业开采的矿床或其一部分。,井田：划归一个矿井或坑口开采的矿田或其一部分。,矿田有时等于井田，有时包括几个井田,划分原则：,a.,利用自然条件,与煤矿相比，多了无矿带以及贫矿与,富矿、氧化矿与硫化矿的分界线等矿床特征。,b.,技术经济合理性,井田走向1000-1500,m,，垂深500-600,m,4,部分非煤矿山的井田尺寸,矿山（井田）名称,金河磷矿,凡口铅锌矿,弓长岭铁矿,红透山铜矿,炭口窑硫铁矿,矿体厚度,/m,610,2050,29,840,6.64,矿体倾角,/,823,急倾斜,70,8090,56,井田走向长,/m,2300,2400,1600,300900,1770,矿体垂直深度,/m,500,400,800,1000,500,生产能力,/,万,t,a,-1,50,120,220,90,50,5,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。,8,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 阶段 矿块划分方式。,阶段高度：,缓倾斜矿体一般,20-25m。,倾斜和急倾斜矿体 40,-60m,9,阶段和矿块的划分,(,立面图,),已采完阶段；,回采阶段；,开拓与采准阶段；,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；,3,10,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,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。,11,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 盘区 矿壁的划分方式。,盘区尺寸：200-400,m*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。,12,图,2-3,矿块布置方式,(,水平截面,),图,2-4,盘区和矿壁的划分,(a),沿走向布置矿块；,(b),垂直走向布置矿块；,I,开拓盘区；,采准盘区；,l,矿房；,2,矿柱；,回采盘区；,1,主井；,Lb,矿块长；,Bb,矿块宽,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；,8,矿壁；,9,切割巷道,返回,13,3、,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,非煤矿床广泛采用后退式开采顺序,图,2-5,阶段中矿块的开采顺序,(,水平截面图,),(a),前进式；,(b),后退式；,(c),混合式,l,主井；,2,风井,14,图,2-6,矿脉群的开采顺序,a,矿体倾角；,下盘移动角；,上盘移动角；,，,矿体,15,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,。,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。,16,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。,17,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。,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。,18,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。,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,19,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,20,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,21,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,22,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；,下盘岩层移动角；,3,阶段运输巷；,上盘岩层移动角,表土层移动角；,l,安全距离,23,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,24,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。,25,图,2-10,斜坡道类型,(a),折返式；,(b),螺旋式,26,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20,m,小型设备不小于10,m,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,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,27,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,28,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,29,5、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：,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；,矿井生产系统简单，环节少；,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；,有利于实现掘、采、装、运、卸综合机械化，劳动生产率高；,无轨自行设备机动、灵活、使用方便；,不需要提升设备和相应的地面构筑物，井口布置大大简化；,不需要轨道，节约钢材。,30,斜坡道开拓的缺点是：,斜坡道工程量大,(,与同样深度的竖井相比，工程量大,36,倍,),；,开拓深度受掘进施工技术和经济因素的制约；,无轨自行设备初期投资大，维修工作量大，技术水平要求高；,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。,31,6、适用条件,适用于矿床埋藏不深（,200300m,）的中、小型矿山（生产能力,20100,万,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：,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；,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。,32,五、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；,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,33,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：,安全可靠,工广布置合理,对井下开采有利,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：井田尺寸小,矿产价值高,非煤矿床以急斜居多,34,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 均应位于地表移动范围以外，并留,位于矿体侧翼 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,有时可不设副井：,矿井生产能力小（,30,万,t/a),且埋深不大（,300m),；,地质条件复杂，施工困难，设一混合井。,35,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：,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；,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；,风井布置方式多采用对角式。,36,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,37,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,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20-25,m,；,倾斜和急倾斜矿体时，阶段高度40-60,m.,2、阶段运输巷道布置,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,按阶段,运输巷,道的数,目及与,矿体的,相对位,置,38,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,39,图,26-14,开采柱状矿体时阶段运输巷布置,(,水平截面图,),l,主井；,2,斜井；,3,石门；,4,辅助斜坡道；,5,矿石溜并；,6,风井；,7,阶段运输巷；,8,切割立槽；,9,凿岩巷道,南非科菲丰登金刚石矿开采柱状矿体的环形运输布置,40,第四节 非煤矿床开拓的主要特点,3 井底车场特点,折返式：容重列车在车场内同一巷道的两股线路上折返运行。,环行式：容重列车在车场内不在同一轨道上作相向运行。,煤,矿,41,第四节 非煤矿床开拓的主要特点,1,）竖井井底车场,尽头式：用于罐笼提升。其特点是井筒单侧进,出车；,空重车的储车线和调车场均设在井筒一侧，,通过能力小，用于小型矿井或副井。,折返式：其特点是井筒或卸车设备的两侧均敷设线,路，一侧进重车，另一侧出空车，空车经过,另外敷设的平行线路或从原线路变头（改变,矿车首尾方向）返回。当岩石稳固时，可在,同一巷道中敷设平行的折返线路，否则，,需另掘平行巷道。,环行式：其特点是由井筒或卸车设备出来的空车经由,绕道返回，形成环行线路。,运,行,特,点,42,图,2-17,非煤矿井竖井井底车场,(a),尽头式；,(b),折返式；,(c),环形式,l,罐笼；,2,箕斗；,3,翻车机；,4,调车场,43,第四节 非煤矿床开拓的主要特点,2,）斜井井底车场：,按运行特点可分为：,折返式 串车提升的车场均为折返式,环行式 适用箕斗或胶带提升的大、中型斜井,串车斜井井筒与车场的连接方式：,旁甩式车场,吊桥车场,平车场 斜井不再延深时，由斜井井筒直接过渡,到车场,44,图,2-18,斜井吊桥车场,l,斜井；,2,吊桥；,3,吊桥车场；,4,信号硐室,45,4主运输阶段和副阶段,主运输阶段相当于设辅助水平的开采水平；,副阶段相当于煤矿 的辅助水平。,图,2-20,主运输阶段和副阶段 图,2-21,垂直式溜井,1,主井：,2,井底车场与石门；,(a),单段直溜井；,(b),分段直溜井；,3,主运输阶段运输巷；,4,副阶段运输巷；,l,主溜井；,2,斜溜道；,5,天井；,6,矿石溜井,3,卸矿硐室；,4,放矿闸门硐室,4,46,第四节 非煤矿床开拓的主要特点,四其他辅助开拓巷道布置,1 溜井,竖井箕斗提升溜井集中出矿系统,溜矿系统,平硐溜井出矿系统,垂直式,溜井形式,倾斜式,2、地下破碎硐室,47,