矿床开采概述

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第一节   矿山企业
    矿山企业是为开采矿床以获得一定数量和质量的矿石,而组织起来的生产经营单位，简称矿山或矿。
矿山是采矿工业的具体生产单位，它可以是采选冶联合企业的一部分，也可以是一个独立的矿山企业。
一个矿山企业主要包括一个或几个采矿车间（或称坑口、矿、井、露天采矿场等），和辅助车间（如机修厂、木材加工厂等），大部分矿山还包括矿厂。每个采矿车间都具有自己生产上完整的系统，能独立地进行矿床开采工作。
矿山企业基本任务是完成国家下达的生产任务（精矿量或矿石量），同时完成生产探矿和生产期间的基建工程，以确保矿山持续均衡生产。


  一般矿山（矿井）的规模是在建设矿山时由主管部门根据全国或地方国民经济发展规划，并考虑矿产资源大小而提出的。承担矿山企业设计的单位，再从技术上的可能性和经济的合理性进行校核，最后确定出矿山的规模。矿山企业的规模，通常是以年产量或日产量来表示，按其产量大小分为大型、中型、小型三种，表2-1是地下金属矿山的合理规模和服务年限。
                  第二节矿山井巷
   金属矿床都是埋藏在地下，有的出露地表或埋藏较浅，一般用露天开采。有的埋藏较深，一般用地下开采。为了将埋藏较深的金属矿床开采出来，必须从地面到矿床掘进一系列井巷，使矿段与地面联通起来，这些井巷统称为矿山井巷。
  矿山井巷种类很多，总的可分为硐室与巷道两大类。
硐室：指长度和宽度相差不大的巷道。通常根据其用途来命名，如井下提升机房、井下破碎硐室、矿仓、水泵房、变电所、机修房、炸药库、电机车库、候车室、保健室、调度室等。硐室的形状规则，其尺寸大小主要根据用途而定。
巷道：指长度比宽度大得多的井巷。它的形状规则，尺寸大小取决于用途。按其长轴方向与水平面的夹角可分为垂直巷道、水平巷道、和倾斜巷道。
  垂直巷道的长轴方向与水平面垂直。这种巷道主要有竖井、盲竖井、垂直溜井、垂直天井、垂直充填井等．如图2-1所示。竖井是有直接通地表出口的垂直巷道。它的用途是提升矿石、废石、材料、设备、人员和通风等。一般将主要用作提升矿石的竖井称为主井，而将担负其他任务的竖井称为副井。
  盲竖井的作用和竖井相同，但它没有直接通地表的出口。
  垂直溜井是利用重力溜放矿石或废石的垂直巷道。
  垂直天井是用作人员通行、通风、运送材料设备并兼做探矿的垂直巷道，一般设在采区内。
  倾斜巷道的长轴方向与水平面成一定倾斜角度。这种巷道主要有斜井、盲斜井、斜溜井、斜天井等，如图2-1所示。
斜井与竖井、盲斜井与盲竖井、斜溜井与垂直溜井、斜天井与垂直天井；它们之间除空间位置前者是倾斜的，而后者是垂直以外，其它特点，用途均相同。水平巷道的长轴方向是水平的，但事实上不是绝对水平的，而是保持有很小的坡度（2—5‰）以利运输和排水。


  水平巷道主要有平硐（平窿），石门，脉内平巷，脉外平巷，横巷（穿脉巷道）等。它们都是供人员通行，运输，通风，排水，探矿等用的。平硐是有直接通地表出口的水平巷道。通常将用作运输矿石的平硐称为主平硐，而把担负其他任务的平硐称为副（辅助）平硐。
  石门是在岩石中掘进的，并且与矿体走向斜交或直交，无直通地表出口的水平巷道（一般是和井筒相连接的）。平巷是与矿体走向平行无直通地表出口的水平巷道。当平巷开掘在矿体中则称脉内平巷，开掘在围岩中则称为脉外平巷。
  横巷一般是与矿体走向垂直且开掘在矿体中的水平巷道。
  综上所述，区分各种巷道的主要特征是：巷道的空间位置，有无直通地表的出口，巷道在岩石中还是在矿体中，巷道与矿体走向是平行还是垂直以及它们各自的用途。
                  第三节矿床开采的几个问题
一    开采单元的划分
1．矿区、矿田、井田
  矿山下设一个或几个坑口（矿井），坑口是具有独立开采系统的生产单位。划归坑口开采的矿体或其一部分叫井田，划归矿山开采的矿体叫矿田，划田公司（联合企业）开采的矿体叫矿区，如图2-2所示。
  在矿山企业中，矿区、矿田、井田的大小，绝大多数是按矿床自然赋存条件划分的。在生产实践中往往将一个大矿体或彼此邻近的若干个矿体划为一个井田，进行独立开采。根据目前的技术经济水平，以及矿体的赋存特点，井田走向长度一般为1-3公里左右。一个井田内的矿石储量应与年产量腥适应。储量大，年产量可增大。储量小，年产量应当相应减少。个别情况下，确定井田尺寸要做技术经济比较，以确定技术经济上做合理的井田尺寸。
2．阶段，采区（矿块）
  一个井田范围较大，为了便于回采矿石，需要把井田划分成阶段，再把阶段划分成采区，（矿块），如图2-3所示。



  阶段是沿矿体倾斜方向划分的，阶段范围沿倾斜以上下两个阶段运输平巷为界：沿走向以井田边境为界。阶段高度是指上下两阶段运输平巷间的垂直距离。缓倾斜矿体的阶段高度通常小于20—30米，急倾斜矿体的阶段高度通常为50—60米，也有高达80一120米左右的。阶段高度主要取决于矿体的赋存条件、采矿方法，只要条件允许，适当增加阶段高度，可以减少阶段数目，降低开拓、采准工程量，减少矿石损失和贫化。因此，近年来有增加阶段高度的趋势。
  当开采水平或倾角极小的矿体时（金属矿床水平的和倾角缓的比较少），可将井田划分成盘区（图2-4)，再将盘区划分为采区，然后按采区依次回采。

           
  在开采倾斜矿床时，矿体厚度不大，采区可沿走向方向布置，矿体厚度很大时，采区可垂直走向方向布置。采区范围上下以阶段平巷为界，其高度为阶段高度，长度以采区天井（或上山）为界，长度根据采矿方法不同，其变化在10-40米至50 – 60米之间。
   阶段的开采是采用由上而下的顺序，即先开采上部阶段，后开采下部阶段，也可以同时开采几个阶段。采用多阶段开采，虽然可以增加工作线长度和提高矿井生产能力，但也会造成管理分散，巷道维护工作量大，占用设备数量多，各种管、线、轨道不能及时回收复用，污风串联，经营管理费用增加等一系列问题。因此应合理组织生产，采用集中作业，缩小同时开采的阶段数目。一般同时回采的阶段数目可保持1-2个，不应超过3～4个。阶段中各采区（矿块）在沿走向方向的开采顺序可分为前进式、后退式和联合式。
（1）前进式回采是由主井或主平硐向井田边界方向开采。前进式回采可以使采区及早投人产，但主要阶段运输区段处于采空区下部，当围岩不够稳固时，会增加巷道的维护费用.
（2）后退式回采是由井田边界向主井或主平硐方向开采，其优缺点与前进式回采相反。
（3）联合式回采此法是上述两种方法的联合使用。
二、矿床开采步骤
    矿床开采分开拓、采准、回采三个主要步骤。
    在用地下方式开采矿床时，首先必须从地表开掘一系列通到矿体的井巷，以形成从地面到阶段水平的行人、运输、排水、通风等系统。把进行这项工程施工叫做开拓。为了开拓所掘进的各类井巷叫做开拓巷道。
    在已开拓好的阶段里，为了回采矿石需根据采矿方法的要求在采区内掘进平巷、横巷和天井等叫做采准。这些巷道可统称为采淮巷。
   为了保持矿山的均衡生产、开拓、采准，回采必须保持一定的超前关系，即开拓超前于采准，采准超前于回采。其超前关系是以掘进开拓、采准、回采巷道所提供的开拓矿量、采准矿量、备采矿量所需的时间来表示。一般矿山都应备有三年以上的开拓矿量，一年左右的采准矿量，半年左右的备采矿量，这三种矿量则称为三级矿量。矿山建设和生产实践证明，保持合理的三级矿量是实现正常持续生产的重要条件。三级矿量的划分方法如下：
  开拓矿量  通过掘进开拓巷道，形成了完整的运输、通风、排水系统，在这种开拓巷道范围内的矿床储量叫做开拓矿量。
  采准矿量 是开拓矿量的一部分。在已开拓的矿体范围内，掘完了采准巷道，形成了采区外形，在这些采区范围内的矿量称为采准矿量。
   备采矿量 是采准矿量的一部分。凡是已做好采矿准备的采区内，完成了切割工作可以立即进行回采、在这些采区范围内的矿量称为备采矿量。
   基建矿山的三级矿量必须在矿山投产时，就要达到设计要求的三级矿量保有期限。生产矿山的三级矿量保有期限，靠每年采掘年度计划来调整平衡。在采矿工业中，要先掘进巷道，才能回采矿石，只有掘进超前，才能保有一定的三级矿量，做为正常生产所必需的矿石储备量。因此，“采掘并举、掘进先行”是矿山建设和生产所必须遵循的重要方针。

gaodong

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