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矿床地下开拓

/underground mine development/
条目作者王家廉郭春林刘育明
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王家廉

郭春林

郭春林

刘育明

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最后更新 2023-04-24
浏览 350
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为开发地下矿床,从地表向地下掘进一系列井巷通达矿体,使地表与矿床之间形成一条完整的运输、提升、通风、排水、动力供应等生产服务系统的地下工程。简称矿床开拓。

英文名称
underground mine development
简称
矿床开拓
所属学科
矿业工程

公元前13世纪,中国在湖北铜绿山就采用地下方法开采铜矿(见中国古代采矿选矿技术)。已发掘出的18个古代井下采区遍及铜绿山矿区的各个矿体,展示了不同时期铜绿山井下采矿规模和风格多样的井下采矿技术。铜绿山古铜矿井下采矿基本是采取竖井斜井平巷联合采矿方式,采用间隔榫接木井框及密集式搭接方框支护。

  按用途分为主要开拓井巷和辅助开拓井巷。主要开拓井巷是为全矿井、全中段或若干采区服务的主要矿山井巷,包括竖井、斜井、斜坡道平硐井底车场、中段运输巷道、主溜井、主要硐室等。辅助开拓井巷是除主要开拓井巷以外的所有开拓井巷,如各种类型的副井、风井、主回风巷、充填井石门马头门及各种硐室等。

  开拓井巷在平面及空间上的布置系统,即开拓井巷的类型、数量、位置及其相互配合。矿山开拓系统决定井巷开拓工程的工程量和维护量、投资和建设周期及资源回收等重大问题,决定矿床地下开拓方法的选择,对矿山建设和生产有着长远的影响。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、经营费低、不留或少留回采预留矿柱、不占或少占土地特别是农田、管理方便等要求。在确定开拓系统主要井巷的位置时,应着重考虑以下几个方面:①井口和平硐位置应保证其建构筑物不受地表塌陷、滑坡、泥石流、岩崩和雪崩的危害,井口标高应在历年最高洪水位1米以上。②主要井巷位置尽可能避开含水层、断层或断层影响带,特别应避开岩溶发育的地层和流砂层,应尽可能选择在稳固的岩层中。③主要井巷和主要设施原则上应位于开采岩石移动范围以外,否则应留保安矿柱④要有足够大的工业场地面积,总体布局合理。⑤选择井口位置应考虑地表的土石方工程量少和坑内掘进工程量少、有利于加快基建进度的因素。⑥工业场地的布置应考虑周围环境的影响,既要减少对周围居民生活的影响,又要考虑少受周边的干扰。应让污风处于年主导风向的下风向。在重要的风景区或森林公园,不能破坏当地的景观,应尽量使建设设施和当地景观协调一致。

按照主要井巷与矿床的相对位置,矿床开拓可分为下盘开拓、上盘开拓及侧翼开拓。一般采用下盘开拓和侧翼开拓的较多,因为井筒(或斜井、斜坡道、平硐)布置在下盘或侧翼时,联络井筒和矿体之间的巷道较短,可减少开拓工程量,建设时间短,另外矿体开采对下盘围岩的影响范围小,有利于井筒的布置。当上盘岩石稳固性好且对工程有利,并允许布置开拓系统时,也可以布置在上盘。

按照采用一种或多种井巷形式进行开拓,矿床开拓可分为单一开拓和联合开拓。单一开拓是指采用一种形式的井巷进行矿床开拓的方法,主要有平硐开拓斜井开拓竖井开拓斜坡道开拓等。联合开拓是指采用两种或两种以上井巷形式进行矿床开拓的方法,如斜井与竖井联合开拓法,平硐与竖井或盲竖井联合开拓法、平硐与斜井或盲斜井联合开拓法、竖井或斜井与盲竖井或盲斜井联合开拓法等。

一般要经过开拓方案初选和技术经济综合比较两个步骤:①开拓方案初选。在充分研究矿体赋存条件、工程地质、水文地质、地形、外部环境和技术经济资料的基础上,到现场进行实地考察,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,绘出各方案相关图纸。②技术经济综合比较。对各方案的基建投资、基建时间、达产时间、经营费用、后期可比投资、优缺点等进行技术经济综合比较。由于受矿体赋存条件、工程水文地质条件、地形条件、周边环境和外部运输条件等各种因素的约束,在技术和经济上难于判断优劣时,用技术经济综合比较方法,确定最佳方案。

  • 于润沧.采矿工程师手册.北京:冶金工业出版社,2009.

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