冶金行业管理采矿学讲义

① 落矿工作的含义——落矿是以切割空间为爆破自由面，用凿岩爆破的方法崩落矿石。

② 落矿方式——一般是根据矿床的赋存条件，所采用的采矿方法及凿岩设备，可选用浅孔、中深孔、深孔及药室等落矿方法。

1．浅孔落矿——孔深不大于3——5米，孔径30——46mm，2．中深孔落矿——孔深在15米以下，孔径50——70mm，3．深孔落矿——孔深在15米以上，但一般不超过25——30米，孔径90——110mm，

4．药室落矿——它是在一定规格的硐室里，装上炸药，直接爆破落矿的方法。（不打回采炮孔）。由于这种落矿方法开凿巷道工作困难，作业条件差，易产生大块。因而正式回采矿房和矿柱时应用很少。（弓长岭铁矿有时用它来回采矿房，同时用它来回采矿柱）。 4）矿石运搬工作

① 矿石运搬工作的含意——是指在矿块内，把爆破崩落下来的矿石运到阶段运输巷道，并装入矿车中的工作，运搬工作仅仅限于矿块内（即采场内，）采场之外的叫运输。

② 矿石运搬方式——有两种方式

1．重力运搬：例如用普通漏斗放矿的浅孔留矿法就是重力运搬。

2．机械运搬——如用电耙、装运机、铲运机、汽车、皮带动输机等设备运搬矿石。

在矿块回采中，采用那一种运搬方式比较合适，这主要取决于选用的采矿方法和矿床的赋存条件以及所选用的运搬机械等。 5）地压管理工作

1）地压管理工作的概念

地压管理工作在采矿工作中占有重要的地位。

地压——是指矿石采出来以后，在地下形成采空区，经过一段时间后，矿柱和上、下盘围岩就发生变形、破坏、崩落等现象。我们把这种现象叫地压。

在回采过程中，必须要控制地压和管理地压，并且要清除地压产生的不良影响，以保证生产的安全性，我们把这些工作算为地压管理工作。

2）地压管理的方法：有三种方法① 凿矿柱支撑采空区；② 用充填料充填采空区；③ 用崩落的围岩来管理地压；

（1）矿床开拓、采准、切割、回采的关系是彼此超前的关系

即开拓要超前于采准，采准要超前于切割，切割超前于回采。而究竟超前多少，这是由三级矿量来决定的，一般矿山遵循的三级矿量是“316”，即开拓三年，采切1年，待采矿量半年。 （2）三级矿量的含意

① 开拓矿量——是指开拓工作搞完以后所圈定的矿量。

（也即开拓巷道水平以上所控制的矿量）。开拓矿量的边界是：由已开拓的巷道水平起，向上只能推算一个中段的高度，沿走向算至巷道揭露点上。开拓矿量要保证3——5年。

② 采准矿量——采准矿量是开拓矿量的一部分。

凡是在已开拓的矿体范围内，按设计规定的采矿方法所需要开掘的采准巷道已开掘完毕，形成了矿块的外形尺寸，以此范围圈定的矿量叫采准矿量。采准矿量应保证1——3年。

③ 备采矿量——待采矿量是采准矿量的一部分。它是做完辅助采准工作以后，所圈定的矿量。也就是指切割工作全部完毕，可以立即进行回采工作的矿量，叫待采矿量。待采矿量一般要保证0.5——1.0年的数量。四、矿床的开采顺序（一）井田阶段的开采顺序

阶段的开采顺序可有两种方式

（1）下行式——即自上而下进行开采。即先采上阶段，而后开采下阶段。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，但也造成生产管理分散，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的。一般同时回采的阶段数目可保持为1——2个，不应超过3——4个。）（2）上行式——与下行式相反。

上行式开采顺序，仅在开采缓倾斜矿床时的某些特殊情况下使用。例如地表无废石场（存放废石的场地），必须将上部的废石充填于下部的采空区，或者以深部采空区作为蓄水池用等。

在生产实际中，一般多采用下行式开采顺序。下行式开采的优点是：可以节省初期投资，缩短基建时间 ；在逐步向下的开采过程中，能进一步探清深部矿体，避免浪费；生产安全条件好；适用的采矿方法范围广。（二）阶段中矿块的开采顺序

阶段中矿块的开采顺序，按照回采工作对主要开拓巷道的位置关系，可分为三种。（主开拓巷道指——主井、主平硐及出矿巷道）。

（1）前进式回采——当阶段运输平巷掘进一定距离后，从靠近主要开拓巷道的矿块开始回采，向井田边界依次推进。

【优点】矿井初期基建时间短，投产快。【缺点】增加了采准巷道的维护费用。

图16两翼前进式开采（见PPT19）

图17阶段中矿块的开采顺序（见PPT20）

前进式回采顺序的适用条件——当矿床满足条件简单，矿岩稳固，且要求较早在阶段中开展回采工作时可以采用。

（1）后退式回采顺序——阶段运输巷道掘进到矿体井田边界后，从井田边界的矿块开始，向主要开拓巷道

方向依次回采。这种开采顺序也可分为双翼、单翼和侧翼回采三种。

图18 后退式各回采顺序（见PPT21）

后退式回采【缺点】矿井初期基建时间长，投产慢。

【优点】巷道维护费用低。（只有在中央并列式开拓时才具有，中央对角式的就不行了）

（3）混合式回采——混合式回采是指初期采用前进式开采，当阶段运输平巷掘进完毕后，再改为后退式开采，或既前进，又后退同时开采。

【优点】兼顾了前两种的优点【缺点】生产管理比较复杂（三）相邻矿体的开采顺序

一个矿床如果有许多彼此相距很近的矿体，那么在开采其中一个矿体时，将会影响邻近的矿体。在这种情况下，确定合理的开采顺序，对于生产的安全和资源的回收都有很重要的意义。

（1）当矿体倾角（α）小于或等于围岩的移动角（β或r）时，应当采取从上盘向下盘推进的开采顺序。这样的开采顺序是：先采上盘矿体Ⅱ，后采下盘矿体Ⅰ，使采空区的下盘围岩不会移动，因而不会影响下盘矿体Ⅰ的开采。若反之，就会影响矿脉Ⅱ的开采。(如图20所示)

α≤β（r） 由上盘向下盘采先Ⅱ，后Ⅰ。※岩石移动角，参阅讲义P280，表10—1，上盘移动角用β表示，下盘移动角用r表示，走向端部移动角用δ

表示，如图19所示。

图19 矿体上盘/下盘移动角的表示（见PPT22）

图20 矿体倾角小于或等于围岩移动角相邻矿体开采顺序（见PPT23）

（2）当矿体倾角大于围岩移动角（α>β或γ），两矿体又相距很近时，此时无论先采哪条矿脉，都会因采空区围岩移动而相互影响。

图21 矿体倾角大于围岩移动角相邻矿体开采顺序（见PPT24）

在这种情况下，相邻矿体的开采顺序，应当根据矿体之间夹石层的厚度，矿石和围岩的稳固性，所选取的采矿方法和技术措施而定。一般是用先采上盘矿体，后采下盘矿体的开采顺序。如果夹石层不大，采用充填结成凿矿法时，也可以采用由下盘向上盘的开采顺序。

（3）当围岩不够稳固时，为了加快回采强度，并且为了缩小采空区对围岩的影响，则往往上盘矿体与下盘矿体同时回采。也即对矿脉群进行平行开采的办法。但这种方法仅适用于矿脉比较少的情况下。

（四）在同一个井田的数个矿体，往往有贫富不均，厚薄不均，大小不一及开采条件难易等不同复杂条件。在这种条件下，应遵循以下原则未开采，即：贫富兼采，薄厚兼采，大小兼采，难易兼采。若不以此原则开采，将会破坏合理的开采顺序，将会造成严重的资源损失。

第二章 矿床开拓

§1 开拓方法分类

综和国内外金属矿山采用的矿床地下开拓方法，大致可分为单一开拓和联合开拓两大类。

开拓方法是按主要开拓巷道类型进行分类的，每一类单一开拓法又可按照主要开拓巷道与矿体的位置关系进一步划分。

主要开拓巷道在矿床开拓中占有及其重要的地位，其选择设计是否合理，不仅直接影响到矿井的生产能力和生产安全，而且还直接影响到开拓工程量和基建投资的大小以及矿井建设时间的长短，所有这些都是评价与衡量开拓方法的标志。

常用的开拓方法见表1。除此之外，斜坡道开拓以及与其相关的联合开拓也逐渐增多。

表1 开拓方法分类表（见PPT2）

开拓方法

主要开拓巷道的形式和位置

单一

平硐开拓1.沿矿体走向；2.平硐与矿体走向相交（上盘/下盘；正交/斜交）

竖井开拓

开拓法

平硐盲竖井开拓联

平硐盲斜井开拓合

竖井盲竖井开拓开

竖井盲斜井开拓拓

斜井盲竖井开拓法

斜井盲斜井开拓斜坡

折返式

道开拓

§2 开拓方法

主要开拓巷道是决定一个矿床开拓方法的核心，是开拓方法选择的依据，其选择在矿山设计中是至关重要的。主要开拓巷道类型的选择由以下几个条件来决定：

（1）地表地形条件。不仅要考虑矿石从井下（或硐口）运出后，通往选矿厂或外运装车地点的运输距离和运输条件，同时要考虑附近是否有空间较充分的排废石场地。防洪要求（高于当地历年洪水水位3米），防止滑坡、泥石流影响，此外，还需要考虑地表永久设施（如铁路）、河流等影响因素。

（2）矿床赋存条件。它是矿山选择开拓方法的主要依据，如矿体的倾角、侧伏角等产状要素对决定开拓方法有重要意义。

（3）矿岩性质。这里主要指的是矿体的围岩的稳固情况。为减少因矿岩稳固程度差或成巷后地压活动的影响而增加的工程维护费用，在选择开拓方法时，必须考虑矿岩性质。

（4）生产能力。就前节所介绍的开拓方法，因主要开拓巷道与巷道装备不同，其生产能力（提升或运输）也不同。一般来说，平硐开拓方法的运输能力最大，竖井高于斜井。

另外，开拓巷道施工的难易程度、工程量、工程造价和工期长短等，虽然不能作为确定开拓方案的重要依据，但决不可忽视。尤其是小型矿山，往往存在施工力量不足和技术素质较差、施工管理跟不上等情况。因此，当地的施工力量和特点，在巷道类型的选择上也应一并考虑。

螺旋式

矿体上部为斜井、深部为盲斜井矿体上部为斜井、深部为盲竖井矿体上部为竖井、深部为盲斜井矿体上部为竖井、深部为盲竖井矿体上部为平硐、深部为盲斜井

斜井开拓

1.竖井穿过矿体；2.竖井在矿体上盘；3.竖井在矿体下盘；4.竖井在矿体侧翼

1.斜井在矿体下盘；2.斜井在矿体中（脉内斜井）

矿体上部为平硐、深部为盲竖井

下面介绍比较常用的开拓方法。一、平硐开拓法

以平硐为主要开拓巷道，是一种最方便、最安全、最经济的开拓方法。但只有在地形有利的情况下，才能发挥其优点，即只有矿床赋存于山岭地区，埋藏在周围平地的地平面以上才能使用。

采用平硐开拓水平，平硐以上各中段采下的矿石，一般用矿车中转，经溜矿井（或辅助盲竖井）下放到平硐水平，再由矿车经平硐运出地表，如图1所示。上部中段废石可经专设的废石溜井再经平硐运出地表（入废石场），或平硐以上各中段均有地表出口时，从各中段直接排往地表。

图1中的154m中段为主要运输中段，主平硐1就设在这里。上部各生产中段废石经224m和194m巷道直接运出地表，生产矿石经由溜矿井2，放到154m水平，再经主平硐1运出硐口。

图1下盘平硐开拓法示意图（见PPT3）

平硐开拓方法又有以下几种方案：1.与矿体相交的平硐开拓方案

这种开拓方案又有上盘平硐和下盘平硐两种形式。如图1和图2。

如有以下情况者，就需要考虑平硐与矿体斜交的方案：①与矿体走向正交时，由于地势不利而加长了平硐长度；②与矿体正交时，平硐口与外界交通十分不便，尤其是没有足够的排废石场地和外部运输条件；③欲使平硐与矿体走向正交，但需通过破碎带。这种不得不采用平硐与矿体斜交的方案已成为一般通用的方案。

图2 上盘平硐开拓示意图（见PPT4）2、沿矿体走向的平硐开拓方案

当矿体的一端沿山坡露出或距山坡表面很近，工业场地也位于同一端，与矿体走向相交的平硐开拓方案又不合理时，可采用这种开拓方案。该方案有两种常见的形式。

（1）平硐在矿体下盘。

图3所表示的下盘沿脉平硐开拓方案，由上部中段采下的矿石经溜井4放至主平硐1并由主平硐运至地表，形成完整的运输系统。人员、设备、材料等由85m平巷、45m主平硐送至各工作地点。

（2）平硐在矿体内。只有在围岩很不稳固的情况下才采用这种方法，否则将增加平巷和平硐的掘进成本及巷道支护、管理等费用。

3、开拓工程主要有：

（1）主平硐：运输矿石、材料、行人、通风、排水、兼备井筒及主要运输巷道的功能。（2）辅助平硐：行人、通风、排出废石。