矿床开采理论与实践课件-矿床地下开采基本概念.ppt

1、2023-1-111第一节第一节第二节第二节第三节第三节 开采强度和开采强度和生产能力生产能力开采步骤和开采步骤和 三级矿量三级矿量 开采单元划分及开采单元划分及 开采顺序开采顺序2023-1-112主要介绍矿床回采单元划分方法，主要介绍矿床回采单元划分方法，确定回采顺序和开采步骤，确定开采强确定回采顺序和开采步骤，确定开采强度及矿井生产能力和三级矿量计算方度及矿井生产能力和三级矿量计算方法。法。2023-1-113矿床的开采强度、开采系数及矿井生产能力矿床的开采强度、开采系数及矿井生产能力的计算方法。的计算方法。1、熟悉矿田、井田、阶段、矿块、盘区、采区的概念。、熟悉矿田、井田、阶段、矿块、

2、盘区、采区的概念。2、掌握阶段的确定方法和影响因素。、掌握阶段的确定方法和影响因素。3、掌握矿床的开采顺序和步骤。、掌握矿床的开采顺序和步骤。3、熟悉三级矿量的概念与计算方法。、熟悉三级矿量的概念与计算方法。4、掌握矿床的开采强度和开采系数的概念与计算方法。、掌握矿床的开采强度和开采系数的概念与计算方法。5、掌握矿井生产能力的计算方法。、掌握矿井生产能力的计算方法。2023-1-114井田的划分及其范围，应根据国民经济的需要，矿床井田的划分及其范围，应根据国民经济的需要，矿床的自然条件以及技术经济的合理性综合分析来确定。的自然条件以及技术经济的合理性综合分析来确定。一、矿田和井田一、矿田和井田

3、1矿田：指划归一个矿山企业开采的全部矿床或矿床的矿田：指划归一个矿山企业开采的全部矿床或矿床的一部分。一部分。2井田：指在一个矿山企业中，划归一个矿井井田：指在一个矿山企业中，划归一个矿井(坑口坑口)开开采的全部矿床或矿床的一部分。采的全部矿床或矿床的一部分。2023-1-115 阶段阶段在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿床时，在井田中每在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿床时，在井田中每隔一定的隔一定的垂直距离垂直距离，掘进一条或几条与走向一致的主要，掘进一条或几条与走向一致的主要运输巷道，将井田在运输巷道，将井田在垂直方向上垂直方向上划分为若干矿段。划分为若干矿段。二、阶段和矿块二、阶段和矿块2023-

4、1-116阶段高度：阶段高度：上下两个相邻阶段上下两个相邻阶段运输巷道底板之间运输巷道底板之间的垂直距离的垂直距离(图中的图中的h)。阶段和矿块的划分阶段和矿块的划分 已采完阶段；已采完阶段；正开采阶段；正开采阶段；开拓、采准阶段；开拓、采准阶段；开拓阶段开拓阶段H矿体垂直埋藏深度；矿体垂直埋藏深度；h阶段高度阶段高度L 矿体走向长度矿体走向长度1主井；主井；2石门；石门；3天井天井4排风井；排风井；5阶段运输平巷；阶段运输平巷；6矿块矿块影响阶段高度的因素：影响阶段高度的因素：2023-1-117 矿块矿块矿块：指在阶段中沿矿块：指在阶段中沿走向每隔一定距离将矿走向每隔一定距离将矿体再划分为

5、独立的开采体再划分为独立的开采单元单元(图中图中6)。阶段高度的确定。阶段高度的确定。阶段的合理高度应符合下列条件：阶段的合理高度应符合下列条件：吨备采矿量分摊的基建费和经营费最小；吨备采矿量分摊的基建费和经营费最小；能及时准备新阶段；能及时准备新阶段；作业的安全性高；作业的安全性高；与采用的采矿方法相适应；与采用的采矿方法相适应；兼顾原有探矿巷道的利用。兼顾原有探矿巷道的利用。2023-1-118 盘区盘区 在开采水平和微倾斜矿床时，如果矿床的厚度不超过在开采水平和微倾斜矿床时，如果矿床的厚度不超过允许的阶段高度，则在井田内不再划分阶段。每隔一定允许的阶段高度，则在井田内不再划分阶段。每隔一

6、定距离用运输巷道划分井田的开采范围距离用运输巷道划分井田的开采范围，如图所示。，如图所示。盘区和采区划分盘区和采区划分 开拓盘区；开拓盘区；采准盘采准盘区；区；回采盘区回采盘区1主井；主井；2副井；副井；3主要运输巷道；主要运输巷道；4盘区运输道；盘区运输道；5采区运输采区运输巷道；巷道；6采区；采区；7切割巷道切割巷道三、盘区和采区三、盘区和采区2023-1-119下行式的开采顺序：是下行式的开采顺序：是由上而下逐个阶段由上而下逐个阶段(或几个或几个阶段阶段)开采。开采。上行式则相反。上行式则相反。前进式开采前进式开采 后退式开采后退式开采 混合式开采混合式开采 四、矿床的开采顺序四、矿床的

7、开采顺序 井田中阶段的开采顺序井田中阶段的开采顺序 阶段中矿块的开采顺序阶段中矿块的开采顺序 按开采工作相对于主要开拓巷道按开采工作相对于主要开拓巷道(主井、主平硐主井、主平硐)的推的推进方向，阶段中矿块的开采顺序可分为三种：进方向，阶段中矿块的开采顺序可分为三种：2023-1-1110双翼开采双翼开采(图图a)单翼开采单翼开采(图图b)侧翼开采侧翼开采(图图c)阶段中矿块的开采顺序阶段中矿块的开采顺序 前进式开采；前进式开采；后退式开采；后退式开采；相邻矿体的开采顺序相邻矿体的开采顺序 矿体倾角小于或等干围岩的移动角时，应从上盘向下矿体倾角小于或等干围岩的移动角时，应从上盘向下盘开采盘开采(

8、图图a)。2023-1-1111 矿体倾角大于围岩移动角、两矿体相距很近时，无论矿体倾角大于围岩移动角、两矿体相距很近时，无论先采那个矿体，都因采空区围岩移动而相互影响先采那个矿体，都因采空区围岩移动而相互影响(图图c)。相邻矿体的开采顺序相邻矿体的开采顺序 a、b矿体倾角小于或等于岩石移动角；矿体倾角小于或等于岩石移动角；c矿体倾角大于岩石移动角矿体倾角大于岩石移动角 矿体倾角；矿体倾角；上盘岩石移动角；上盘岩石移动角；下盘岩石移动角下盘岩石移动角 、相邻两条矿脉相邻两条矿脉2023-1-1112 从地面掘进一系列巷道通达从地面掘进一系列巷道通达矿体，使地面与地下形成完整的矿体，使地面与地下

9、形成完整的提升提升、运输运输、通风通风、排水排水以及以及动动力供应力供应等系统，以便把人员、材等系统，以便把人员、材料、设备、动力和新鲜空气送入料、设备、动力和新鲜空气送入地下，同时把矿石、废石、矿坑地下，同时把矿石、废石、矿坑水、污浊空气等送到地面。水、污浊空气等送到地面。一、矿床开采步骤一、矿床开采步骤可分为可分为开拓开拓、采准采准、切割切割和和回采回采四个步骤。四个步骤。矿床开拓矿床开拓为此目的而掘进的巷道，为此目的而掘进的巷道，称为称为开拓巷道开拓巷道。2023-1-1113平硐开拓平硐开拓竖井开拓竖井开拓斜井开拓斜井开拓2023-1-1114 矿块采准和切割矿块采准和切割 矿块的采准

10、工作矿块的采准工作:在已完成开拓的矿块中，掘进采准在已完成开拓的矿块中，掘进采准和切割巷道，将阶段划分成矿块，并在矿块内创造行和切割巷道，将阶段划分成矿块，并在矿块内创造行人、凿岩、放矿、通风等条件的工作。人、凿岩、放矿、通风等条件的工作。2023-1-1115矿块切割工作矿块切割工作:在进行或已完成了采准工作的矿块在进行或已完成了采准工作的矿块里，开辟自由面和自由空间，为大规模回采矿石创造良里，开辟自由面和自由空间，为大规模回采矿石创造良好的爆破和放矿条件并把漏斗颈扩大成漏斗等工作。好的爆破和放矿条件并把漏斗颈扩大成漏斗等工作。回采工作回采工作 在进行或已完成切在进行或已完成切割工作的矿块中

11、，进行割工作的矿块中，进行的大量采矿工作。的大量采矿工作。常用常用采切系数采切系数和和采切工作比重采切工作比重两项指标衡量采切两项指标衡量采切工程量的大小。工程量的大小。采切工作量是比较采矿方法优劣的一个重要指标。采切工作量是比较采矿方法优劣的一个重要指标。2023-1-1116地压管理：对采矿形成的采地压管理：对采矿形成的采空区，引起矿柱和上下盘围岩空区，引起矿柱和上下盘围岩发生变形、破坏、移动等地压发生变形、破坏、移动等地压现象，采取技术措施控制地压现象，采取技术措施控制地压和管理地压，消除地压产生的和管理地压，消除地压产生的不良影响。不良影响。落矿：以切割空间为自由面，借助凿岩爆破方法来

12、崩落矿：以切割空间为自由面，借助凿岩爆破方法来崩落矿石。落矿石。矿石运搬：指在矿块内把崩下的矿矿石运搬：指在矿块内把崩下的矿石，运搬到阶段运输巷道，并装入矿车。石，运搬到阶段运输巷道，并装入矿车。2023-1-1117二、三级矿量二、三级矿量 将生产矿量按开采准备程度划分为将生产矿量按开采准备程度划分为开拓矿量开拓矿量、采准矿采准矿量量和和备采矿量备采矿量三级，称为三级储量。三级，称为三级储量。开拓矿量开拓矿量指凡开掘完成设计规定的指凡开掘完成设计规定的开拓系统开拓系统中的井巷，形成中的井巷，形成完整的完整的提升提升、运输运输、通风通风、排水系统排水系统和采准以前需进和采准以前需进行的生产探矿

13、工程，在此范围内所控制的矿量。行的生产探矿工程，在此范围内所控制的矿量。2023-1-1118指在开拓矿量的基础上，全部完成指在开拓矿量的基础上，全部完成采矿方法采矿方法所规定的所规定的采准巷道工程，在此范围内的矿量。采准巷道工程，在此范围内的矿量。三级矿量是保证矿山正常生产的一项重要指标。三级矿量是保证矿山正常生产的一项重要指标。采准矿量采准矿量 备采矿量备采矿量 指在采准矿量的基础上，全部完成采矿方法所规定的指在采准矿量的基础上，全部完成采矿方法所规定的切割工程，可以立即进行回采的矿量。切割工程，可以立即进行回采的矿量。2023-1-1119 三级矿量的计算三级矿量的计算 我国现行规定三级

14、矿量用生产保有期限来表示。我国现行规定三级矿量用生产保有期限来表示。三级矿量保有期限定额三级矿量保有期限定额三级矿量类别黑色金属矿山有色金属矿山三级矿量类别黑色金属矿山有色金属矿山开开 拓拓 矿矿 量量35年年3年年采采 准准 矿矿 量量1.52年年1年左右年左右备备 采采 矿矿 量量612个月个月6个月左右个月左右根据上表所列三级矿量保有期限，可以算出各级矿量。根据上表所列三级矿量保有期限，可以算出各级矿量。2023-1-1120式中式中 A矿井年产量矿井年产量(选厂年处理原矿石能力选厂年处理原矿石能力)，t/a；tk开拓矿量的保有期限，开拓矿量的保有期限，a；r 废石混入率废石混入率(混入

15、采出矿石中的废石量与采出矿混入采出矿石中的废石量与采出矿石量之比率石量之比率 K 矿石回收率矿石回收率(采出的纯矿石量与工业储量之比采出的纯矿石量与工业储量之比率率)，%。开拓矿量开拓矿量Qk KrAtk)1(Qk=2023-1-1121QB=采准矿量采准矿量QzQz=KrAtz)1(式中式中 tz 采准矿量的保有期限，采准矿量的保有期限，年。年。备采矿量备采矿量QBKrAtB)1(式中式中 tB 备采矿量的保有期限，月。备采矿量的保有期限，月。2023-1-1122 矿床开采强度矿床开采强度:指矿床开采的快慢程度。指矿床开采的快慢程度。常用的矿床开采强度指标为回采工作常用的矿床开采强度指标为

16、回采工作年下降深度年下降深度和和开采系数开采系数。地下金属矿山矿床开采年下降深度查表。地下金属矿山矿床开采年下降深度查表。根据采矿技术水平、矿床自然条件和矿床可采的技术根据采矿技术水平、矿床自然条件和矿床可采的技术经济条件，合理地选取矿床开采年下降深度指标。经济条件，合理地选取矿床开采年下降深度指标。一、矿床开采强度一、矿床开采强度 年下降深度年下降深度 2023-1-1123式中式中 h 年下降深度，年下降深度，m；A 矿井生产能力，矿井生产能力，ta S 矿体水平面积，矿体水平面积，m2；矿石体重，矿石体重，tm；r 废石总混入率，废石总混入率，%；K 矿石总回采率，矿石总回采率，%；KH

17、 矿体厚度修正系数，查表；矿体厚度修正系数，查表；Kq 矿体倾角修正系数，查表；矿体倾角修正系数，查表；E 地质影响系数，地质影响系数，0.71.0。在设计阶段，该指标可作为验证计算矿山生产能在设计阶段，该指标可作为验证计算矿山生产能力的方法之一。年下降深度的计算公式如下：力的方法之一。年下降深度的计算公式如下：h=KqEKKSrAH)1(2023-1-1124 开采系数开采系数 用每用每l m2 矿体的水平面积每年矿体的水平面积每年(或月或月)采掘吨数。采掘吨数。矿山年下降深度随矿体厚度的减小、倾角的增大及同矿山年下降深度随矿体厚度的减小、倾角的增大及同时开采阶段数增加而增大的。时开采阶段数

18、增加而增大的。CK=SA 2023-1-1125指在正常生产时期，单位时间内采出的矿石量。指在正常生产时期，单位时间内采出的矿石量。矿井生产能力，是矿床开采的主要技术经济指标之一。矿井生产能力，是矿床开采的主要技术经济指标之一。矿井生产能力，是根据矿床地质条件、资源条件、技矿井生产能力，是根据矿床地质条件、资源条件、技术经济条件，综合分析经济、技术、安全和时间因素等术经济条件，综合分析经济、技术、安全和时间因素等确定的。确定的。它应该具体地体现国家的技术经济政策和最大限度地它应该具体地体现国家的技术经济政策和最大限度地满足国民经济发展的需要。满足国民经济发展的需要。二、矿井生产能力二、矿井生产

19、能力 确定矿井生产能力的依据确定矿井生产能力的依据2023-1-1126式中式中 A 矿井生产能力，矿井生产能力，ta；Q 矿床工业储量，矿床工业储量，t；T 矿井服务年限，矿井服务年限，a；K 矿石总回收率，；矿石总回收率，；r 废石总混入率，。废石总混入率，。我国金属矿山经济上合理的矿井生产能力和服务年我国金属矿山经济上合理的矿井生产能力和服务年限可查阅资料。限可查阅资料。矿井服务年限矿井服务年限 矿床工业储量，矿井生产能力和矿井服务年限之矿床工业储量，矿井生产能力和矿井服务年限之间，有下列关系：间，有下列关系：A=)1(rTQK2023-1-1127矿山规模矿山规模 黑色金属矿山黑色金属矿山生产能力生产能力 有色金属矿山有色金属矿山生产能力生产能力 矿井服务矿井服务年限年限大大 型型10010030中中 型型301002010020小小 型型 301015经济上合理的矿井生产能力和服务年限经济上合理的矿井生产能力和服务年限