1、第三章 矿床开采步骤和三级矿量,第一节 矿床开采步骤(Mining steps) 金属矿床地下开采可分为开拓，采准，切割和回采四个步骤。Ore mining includes four steps. It is development, mining preparation, cut and recovery.,一矿床开拓： 从地面掘进一系列巷道通达矿体，以便把将要采出的矿石运至地面，同时把新鲜空气送入地下，并把地下污浊空气排出地表， 把矿坑水排出地表，把人员，材料和设备等送入地下和运出地面， 形成提升，运输，通风，排水以及动力供应等完整系统，称为开拓，为此目的而掘进的巷道，叫开拓巷道,Dev
2、elopment: First workman excavates a series of drift to the ore body in order to deliver the ore mined to the surface and at the same time deliver the fresh air to the stope and ventilate the polluted air from the stope to the surface, send the workman to the stope, formulate the integral system of h
3、oisting, delivering, ventilating, draining and power supplying and so on. The drift excavated for this purpose is called development drift.,二矿块采准：采准工作：是指在已开拓完毕的矿床里，掘进采准巷道，将阶段划分成矿块作为回采的独立单元，并在矿块内创造行人，凿岩，放矿，通风等条件。,采准系数K1：是指每一千吨采出矿石量所需掘进的采准，切割巷道米数，它用下式计算： K1= L/T (3-1)L 一个矿块中采准巷道和切割巷道的总长度，米；T 矿块的采出矿石量，
4、吨。,采准工作比重K2 : 是矿块中采准，切割巷道的采出矿石量T 与矿块采出矿石总量T的比值，即: K2=(T / T )100% (3-2),Long-hole drilling and blasting,drilling access 1,drilling access 2,Undercut fan drilling,Transport drift,Loading crosscut,Drawing point,Sublevel stoping,Big-hole open stoping,Development drift,Long-hole drilling,Charging and bl
5、asting,Mucking out,pillar,room-and-pillar stoping,Caved hanging wall,Preparation drilling and blasting,Long-hole drilling,drilled,charging,Development of new sublevel,sublevels,Footwall drifts,Ore pass,Haulage level,Sublevel caving,Block mining preparation: Mining preparation work is done in the ore
6、 body in which the development work is done. In the block a series of drifts are excavated. These drifts divide the level into blocks. These blocks are independent mining blocks. Then in the block the man pass and drawing drift,三 切割工作(cutting)切割工作是指在已采准完毕的矿块里，为大规模回采矿石，而开辟自由面和自由空间（拉底或切割槽），有的还要把漏斗颈扩大成
7、漏斗形状（称为劈漏），为以后大规模采矿创造良好的爆破和放矿条件。,四. 回采工作 recovery切割工作完成后，就可以进行大量的采矿（有时切割工作和大量采矿同时进行），此工作称为回采。回采工作包括：1.落矿，2.运搬,3.地压管理三项主要作业工作(包括充填支护，喷锚网支护等工作)。,落矿,运搬,1.落矿:也称崩落矿石，是将矿石从矿体上分离下来，并破碎成一定块度的过程。,目前的落矿方法主要分为:浅孔落矿、中深孔落矿、深孔落矿及药室落矿。,1）浅孔落矿:孔径为40mm左右的炮孔落矿。孔深一般只有23m。一般用于小型采场。,炮孔,两个自由面时的浅孔落矿的最小抵抗线：,式中：d 浅孔直径,m；r 装
8、药密度，Kg/m-3;k 装药系数，0.60.72；m 邻近系数，排间距/孔间距，m = 12； q 单位炸药消耗量，Kg/m-3.,每米浅孔崩矿量一般为0.51.5m3. 浅孔落矿适用于58m以下的不规则矿体，可以减少矿石的贫化损失。但是，效率低，落矿量小，工作面安全卫生条件差。,最小抵抗线:根据所使用的炸药类型及矿岩的可爆性而定，一般在使用铵油炸药时，抵抗线为炮孔直径的2030倍。,2）中深孔落矿：孔径一般为5080mm，孔深为520m。凿岩机为风动凿岩机和液压凿岩台车。随着技术的进步，液压凿岩台车逐步推广。适用于中厚以上矿体的爆破落矿。,典型的无底柱中深孔落矿设计,炮孔深度根据分段高度和
9、进路间距，一般为520m。,中深孔凿岩效率为4050m/台班。每米炮孔崩矿量为57t。,最小抵抗线:根据所使用的炸药类型及矿岩的可爆性而定，一般在使用铵油炸药时，抵抗线为炮孔直径的2030倍。,3）深孔落矿：孔径一般为80120mm，孔深为3060m。凿岩机为潜孔凿岩机。用于厚大矿体。,深孔凿岩效率为1530m/台班。每米炮孔崩矿量为1020t。,深孔落矿的优点：凿岩工劳动生产率高，落矿费用低。 缺点：矿石破碎不均匀，大块产出率高，矿石贫化损失大，爆破震动大，不利巷道，采场的稳定。,矿石的合格块度及二次破碎。,矿石的合格块度 ：爆破落矿时，矿石破碎到适合放矿和运输条件的最大允许块度。大于此块度
10、的矿石块就需要进行二次破碎。,崩落矿石块度过于粉碎，则炸药消耗量大，落矿成本高，粉矿损失大，井下粉尘浓度高。,反之，矿石块度过大，则产生以下不利。,（1）需要进行二次破碎。 （2）容易使漏斗、溜井发生堵塞，影响生产作业。,因此，合格块度对采矿的生产能力及经济效益产生影响。,大块产生的原因： （1）最小抵抗线或孔底距过大；,（2）装药密度过小；,（3）水平深孔 落矿时，自由空间较大，矿石重力与爆炸力一致，矿石受到爆炸力相应减小；,（4）炮孔偏斜；,（5）炮孔严重变形、错位、弯曲导致装药不足；,（6）矿石节理裂隙发育。,4） 药室落矿。最小抵抗线W一般为815m，间距为0.81.2W。作为一种辅助
11、爆破方法，主要用于已存在巷道，进行顶底柱的回采或崩落覆盖岩层。,2.矿石运搬:将崩落的矿石，从工作面运搬到运输水平的过程，包括工作面耙运、二次破碎及装载等。,矿石运搬的形式分为:重力运搬、爆力运搬、机械运搬、人力运搬以及水力运搬。,在急倾斜矿体中，矿石从崩落地点运到巷道装载处，通常经过三个环节： （1）矿石借自重从落矿点下落到底部结构的二次破碎水 平； （2）在二次破碎水平进行二次破碎，然后用机械或自重运搬到装载处； （3）在装载处经过闸门装入运输设备。,1）重力运搬：是借助矿石自重的运搬方法，其效率高而成本低。它可以通过采空场直接溜运，也可以通过矿石溜井下放。,重力运搬条件：矿体底板倾角应大
12、于矿石自然安息角，一般要求大于50550。采用铁板溜槽时可以降低到25300.,2）爆力运搬：当矿体倾角小于40450，矿石不能依靠重力溜放，可借助于落矿时的爆破力，将矿石抛掷到放矿区，随后装车。,为了充分提高矿石回收率，凿岩巷道底板开入内0.5m以上。,抛掷效果：用抛入重力放矿区的矿石量来衡量。影响因素,抛掷影响因素：单位炸药消耗量、矿体倾角、矿体厚度等。,单位炸药消耗量一般比正常爆破的落矿要大。单位炸药量也不能过大，否则出现过粉碎，抛掷效果不好，而且造成底板存留粉矿，人员不能进入采场，而损失。,例如，某矿的单位炸药消耗量从0.4kg/t降低到0.2kg/t，其抛掷效果更好。,爆力运搬可以避
13、免开许多下盘漏斗，减少了采切工作量；工人不必进入采空区，作业安全。,但矿体倾角不能太小，一般要在400左右，矿房不能太长，否则后期清理采场残留矿石的工作量太大。清理残矿一般采用遥控推土机或水枪。否则底板残留矿石就损失。,3）机械运搬：借助机械将矿石运搬矿石。,国内外矿山使用的机械运搬设备有：,电耙设备。这是我国广泛采用的运搬设备。常用的电机为7，14，28，30和55kw。,2JP、2JPB系列耙矿绞车（电耙，电扒）主要用于金属矿及其它矿场坑内或露天做矿石的搬运及填充工作，适用于水平或倾角不大于44的斜坡耙运。,柴油铲运机（柴油驱动）。,电动铲运机（尾部有电缆）。,振动放矿机械及运输机。,井下
14、自卸汽车。,运输机,安装峒室图 安装峒室新溜井，（料斗）设计提供施工图样，并可检验所选振动放矿机的几何参数和埋设参数与溜井（料斗）及运矿设备是否相配套。,井下自卸汽车,3.地压管理:为了采矿安全，所进行的相应作业，主要包括崩落围岩，以释放压力、充填采空区、留矿柱或架设人工支柱或支架等工作。,地压管理可分两个阶段： 第一阶段：矿块回采期间的地压管理，也称采场地压管理 第二阶段：矿块回采结束后的地压管理（含采空区处理等）。,两个阶段的地压管理是密切联系在一起的。,1）影响采场地压的因素：自然因素：原岩应力、矿体规模、形状、厚度、倾角等。开采因素：采场支撑方法、开采空间的大小、形状和相互位置、工作线
15、推进速度、落矿方法、矿块开采周期等。,2）保持开采空间稳固性的方法：即保持开采期间采场顶板和两帮的稳固方法。,（1）限制开采空间和两帮暴露面的跨度。因此，必须正确选择采场的暴露面积和跨度，确保采场稳定。,（2）提高开采强度，缩短矿块开采时间。强化开采，减少顶板和端帮的暴露面积，可以避免某些采场由于时间过长而产生的失稳。从而降低矿石开采的贫化损失。,（3）回采方向应适用矿岩的构造。如果暴露面与层理结构面平行，则容易发生拉伸破坏，因此，暴露面选择与层理面垂直，有利于顶板稳定。,（4）减少爆破地震效应：避免使用高威力炸药；采用小直径炮孔爆破，改变炮孔布置和爆破顺序，采用微差起爆，减少同段炸药量。,（
16、5）采用矿柱支护。矿柱既可以独立支撑，也可以与支柱、充填体、暂留矿石堆等联合支撑。,矿柱包括：保安矿柱、阶段矿柱、矿块之间的间柱，工作面临时矿柱。,（6）充填料支撑。,用惰性的充填材料充填采空区，包括尾砂、碎石、炉渣及低标号水泥等。充填法通常用于开采贵金属、有色金属等，但是随着环保要求提高，即矿产资源涨价，现在铁矿也有用充填法开采。,（7）人工支护。采场不稳时，可采用人工支护，包括木材支护、金属支架支护、混凝土支护及喷锚网支护。目前广泛使用喷锚网支护。,4.回采工作循环及图表,采场回采工作循环包括落矿、矿石运搬、地压管理三项主要工艺，此外还有移动设备、接风水管、运送支护材料、处理浮石等。,作业
17、 1.回采主要工艺包括哪些？ 2.爆破落矿有哪些主要的方法？不同深孔落矿方案的适用条件为何？ 3.爆破落矿效果如何判定？它与哪些因素有关？ 4.保持开采 空间稳定的方法有哪些？ 5.矿块内常用的运搬方法有哪些？其适用条件为何？,第二节 三级矿量,金属矿床开采需要形成一定的储备矿量，以保证矿山企业正常持续地进行生产。,一.矿床开采步骤。金属矿床地下开采一般分为开拓、采准、切割和回采四个步骤（采准和切割关系密切，也可以和为一个步骤，称采切）。,以上四个步骤在空间和时间上都必须密切配合。它们之间在基建时期可以 是依次进行，在正常生产时期是下阶段的开拓工作和上阶段的采切工作同时进行。为了,为了保证矿山
18、能持续均衡生产，必须使开拓工作超前采准、采准超前于切割，切割超前于回采。各工作阶段的超前时间应符合行业标准。,二.三级储量 将矿石储量按开采准备程度划分为开拓储量，采准储量和备采储量三级，这就叫三级储量。,1. 开拓储量：凡开拓所包括的开拓巷道，均已开掘完毕，构成主要运输和通风系统（提升，放矿设施及主要运输巷道铺轨架线工程）并可掘进采准巷道者，则在此开拓巷道水平以上的设计储量，称为开拓储量,第13阶段，即红线以上部分的矿体储量为开拓储量。第4阶段虽然已经开拓，但没有形成系统，不计入开拓储量。,2.采准储量：在已开辟的矿体范围内，按设计规定的采矿方法所需掘进的采准巷道均已完毕，则此矿块的储量，叫
19、采准储量。它是开拓储量的一部分,当分段巷道掘进完毕，则该分段以上的矿体可计入采准储量。,3.备采储量：已做好采矿准备的矿块，完成了拉底空间或切割槽，劈漏等切割工程，可立即进行采矿时，则此矿块内的储量，称为备采储量。它是采准储量的一部分。,图中，9切割巷道，10切割天井已经完成，则该水平的矿体可计入备采矿量。,三.三级储量的计算 开拓储量：QkQk=Atk(1 r) / K (3-3) 式中：A 矿井年产量 （选厂年处理原矿石能力），t/y； tk开拓储量的保有期限，y；（35年） r 废石混入率（混入采出矿石中的废石量与采出矿石量之比） %； K矿石回收率（采出的纯矿石与工业储量之比率）， %,采准储量Qc :Qc = Atc(1 r) / K (3-4) 式中：tc 采准矿量的保有期限，y （12年）,备采储量QBQB =AtB(1 r) / (K12) (3-5) 式中：tB 备采储量的保有期限，月。（612个月）,
