1、金属矿床地下开采的基本概念 1、金属、矿床的工业特征 一、矿石和废石的概念 （1）矿物 在地壳中，由于地质作用形成的自然元素和自然化合物，统称为矿物。 （2）矿石 凡是在地壳中遇到矿物集合体，在现在技术经济水平条件下，能以工业规模从中提取国民经济必须的金属或矿物产品的都叫矿石。 （3）矿体 矿石的聚集体叫矿体。 （一个矿体是一个独立的地质体，具有一定的几何形状，具有一定的空间位置等） 。 （4）矿床 矿床是矿体的总称。 （对于某一矿区而言，一个矿床由一个或几个矿体组成，矿床又可分为工业矿床和非工业矿床） 。 工业矿床在当前技术经济条件下，符合开采和利用要求的矿床叫工业矿床。 非工业矿床与上述情
2、况反之，叫非工业矿床。 （5）围岩 矿体周围的岩石叫围岩。 上盘围岩指矿体上部围岩。 下盘围岩指矿体下部围岩。 （6）夹石 夹在矿体中的岩石叫夹石。 （7）废石的概念 在采矿过程中所采出的围岩或夹石，一般称为废石。 （或者说废石是：矿床周围的围岩以夹石、根本不含有用成分或者含量过少，当前不宜作为矿石开采的称之为废石） 。 【注意】 应当指出，矿石与废石的概念是相对的，它与一个国家的社会制度，一个国家的科学技术发展水平，已经掌握的资源情况，以及对某种金属的需要量都存有关系。 例如，锡和铜，过去锡品位达到期 0.8%，才算矿石可以开采，而现在饧品位只要达到 0.20.3%，就作为矿石开采，过去铜的
3、品位只有达到 1.0%，才开采，而现在达到 0.40.6%，即可作为矿石开采。 过去废石，而现在却变成了可开采的矿石。 （黄金品位达 810 克/吨就是富矿）二、矿石的种类 在自然界中的矿物很多，现在已经知道的矿物有 3000 多种，而有用矿物约有二百余种。 在地壳中，以自然金属形式存在的矿石是很少的，大量的矿石是以氧化矿，硫化矿等形式存在的。 （含金属成份的矿石，叫金属矿石） 。 （一）金属矿石按其所含金属矿物的性质，化学成份，矿物组成可以分为以下几类 （1）自然金属矿石 它是以单一元素形式存在的，如金、铂银等。 （2）氧化矿石 指矿石的成分为氧化物。 如：赤铁矿（Fe2O3 ） ，赤铜矿（
4、Cu2O）等。 （3）硫化矿石 指矿石的成份为硫化物。 如黄铜矿（CuFeS2 ） 、方铅矿（PnS） 、辉铜矿（MOS2） 、闪锌矿（ZMS ）等 （4）混合矿石 是前三种的混合物。 （二）根据所含金属种类的不同，矿石又可分为以下几种 （1）黑色金属矿石 如铁、锰、铬 （2）有色金属矿石 如铜、铅、锌、铝等 （3）稀有金属矿石 如铌、钽等（也是相对概念） （4）放射性矿石 如铀、钍等 （5）贵重金属矿石 如金、锒、泊等 （6）非金属矿石 如建筑石材、石膏、滑石等。 三、矿石品位的概念 （一）矿石品位的概念 通常我们把矿石中凡是可供利用的元素或矿物称为有用成份。矿石中所含有用成分的多少用品位来
5、表示。 所谓品位就是：矿石中有用成份的重量与矿石重量之比，常用百分数（%）表示。 矿石中有用成份重量 矿石重量 品位= 100%（或克/吨） 一般金属品位是指矿石中该种金属元素含量的百分数。 对于贵重金属（金铂等）矿石的品位是用克/吨表示。这是因为这些贵重金属在矿石中含量很少。 （二）边界品位 这是指可采矿石有用成份含量和最低界限。它是矿体边界上矿石上最低品位，是划分矿石和废石，圈定矿体范围的标准。在圈定的矿本范围内，任意取样点的品位，一般都不应当小于边界品位。 （三）最低工业品位 是指在边界品位圈定的矿体范围内，合乎工业开采要求的平均品位的最低值。 这意思是说，根据目前工业技术水平，当矿石的
6、品位低于某个数值时，便没有利用的价值，则这一数值的矿石品位叫最低工业品位，或者产，用边界是品位圈定的矿体或矿体中某个块段的平均品位，必须高于最低工业品位才有开采价值，否则无开采价值。 【注意】 边界品位和最低工业品位也是相对概念，是可以变化的。 品位的表示方法实例： 綦江铁矿赤铁矿品位大于 30%，金岑铁矿，磁铁矿品位 56.24%；辉铜山铜矿品位 2.04%，湘西金矿品位 35 克/吨，秦岑金矿品位 15 克/吨，红花沟金矿品位 14.46 克/吨（平均） 。 四、矿石和围岩的性质 矿石和围岩的性质主要包括有：硬度、坚固性、投固性、碎胀性、结块性、氧化性、自燃性及含水性等。 （一）矿岩的硬度
7、 矿岩的硬度是指矿岩抵抗工具侵入的性能。矿岩的硬度取决于矿岩的组成，即取决于矿岩颗粒的硬度，形状，大小，晶体结构以及颗粒间胶结构的情况等，矿岩的硬度除了对凿岩有很大影响外，往往影响矿岩的坚固性和较固性。 （二）矿岩的坚固性 人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。 坚固性的大小用坚固性系数来表示， （许多书中硬度系数，也叫普氏系数 f 值） 。坚固性系数 (R 单位 kg/cm2) 式中 R为岩石标准试样的单向极限抗压强度值
8、。 通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。 如： 极坚固岩石 f=1520（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等） 坚硬岩石 f=8 10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） 中等坚固岩石 f=4 6 （如普通砂岩，铁矿等） 不坚固岩石 f=0.8 3 （如黄土、仅为 0.3） 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。 强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。 （如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。 （三）矿岩的稳固性 （1）矿岩稳固性的概念： 稳固性是指在一定暴露面积下和在一定时间内不
9、自行垮落的性能。或者说较固性是指矿岩在空间允许暴露的面积大小和允许暴露的时间长短的性能。 影响稳固性的因素十分复杂，高于矿岩的成份，结构，构造节理状况，风化程度，以及水高地质条件都有关系，还与矿岩在开采过程中形成的实际情况有关，（如巷道的方向，开采深度等） 。 稳固性对于采矿方法的选择，及支护方法的选择，掘进方式等都有很大影响。 （2）稳固性与坚固性的关系 二者既有联系，又有区别。一般在节理发育，构造破碎的地带，矿岩的坚固性虽然可能好，但稳固性大为下降。因此，稳固性与坚固性不能混同起来， （坚固性不好的，不一定就不稳固） 。 （3）矿岩稳固性分类：大致可分为五类 极不稳固的 不允许有暴露面积。
10、要求在掘进及开采中必须超前支护。否则会昌落。 （非金属矿条件） ； 不稳固的 允许暴露的面积在 50 米 2 以内。也即允许有较小的暴露面积，随着回采，要立即进行支护。 中等稳固的 允许有一定的暴露面积，即 50m2200m2，一般不支护，或作临时支护，即可安全地进行生产。 较稳固的 允许有较大的暴露面积，为 200500m2，一般不支护。 极稳固的 允许有很大的暴露面积，即 800m2 以上。不必支护，可以长期时不垮落。 【注】稳固性不仅与暴露面积和时间有关，而且与地压，大小，节理发育程度，节理方向，暴露面积形状等有关。 （四）矿岩的碎胀性 矿岩的碎胀性是指矿石和围岩破碎之后的面积比原体积增
11、大性质。碎胀性可用碎胀系数来表示（又叫松散系数） 1 对于一般坚硬矿岩石松散系数为 1.41.6（或 1.21.6） 。 松散系数的大小主要取决于破碎之后，矿岩的粒度组成和块度的形状。初装入容器（矿车、箕斗等）内的矿岩块，因矿岩块之间空隙较大，则松散系数值可达 1.8 2.0（产生了二次松散） 。 （五）矿岩的结块性 结块性是指采下的矿岩遇水受压，经过一定的时间，又结成整块性质。 我们通常见到的是粘土矿物、滑石、或高硫矿遇水受压，经过一段时间后，易出现结块现象。结块性对于放矿，装卸，运输等生产环节造成困难，甚至于影响到某些采矿方法的顺利使用。具有结块性的矿石在采坊中，在凿井中存放时间不宜过长。
12、 （六）矿石的氧化性 矿石的氧化性是指硫化矿石在水和空气的作用下，变成了氧化矿石的性质。在硫化矿石中渗杂入氧化矿石后，降低了选矿的回收率。 （选矿用的药剂不同） 。因而硫化矿与氧化矿石切记不要混在一起。 （七）矿岩的自燃性 自燃性是指高硫化矿石（含硫量在 1820%以上） ，当其透水性及透气性良好的条件下，具有自燃发生的性能。 高硫化矿在井下氧化时，放出大量的热，经过一段时间，温度升高，会引起井下火灾，特别粉状的高硫化矿与空气接触的面积大，更容易引起火灾。 由于上述原因，对于高硫化矿床必须要采取快采快处理的办法来开采，以减少矿石的损失。 具有自燃性的矿石，在采矿方法选择上有特别要求。 （例如：
13、小饧林矿在文革中曾进行过一次大炸破，由于矿石未能及时放出来，时间一长，温度升高，产生了自燃，烧了很久而未灭，只好封闭起来，暂时不采） 。至今封闭未采。 （八）含水性 含水性是指矿岩裂缝和孔隙中含水的性质。矿岩含水性直接影响到矿石的提升，运输，矿仓内储矿。矿岩含水过多，会使排水费用增加。对于此方案寒冷地区的矿山，由于含水性会造成结冰河。 （九）其他的 （1）容重 容重是指单位体积中原岩的重量。 一般岩石的容重为 2.33.0 T/m3 之间。 有色金属矿石中金属含量较少，其容重与岩石差不多或稍大些。黑色金属矿石中金属含量较高，容重可达 3.5 T/m3 左右。 （或更大） （2）块度 原所崩落后
14、则形成矿块，或岩石块，其尺寸的大小称为块度。 块度通常用三个相互垂直方向的平均尺寸来表示。 （或用最大方向的尺寸） 即 B、 L、H 的平填值。 （一般按三度算，用方格法测定时，用二度定，有时用二度时采用一个效正系数） 。 对于一定的装运，破碎等设备，对矿岩的最大块度有一定的要求。为了保证矿山持续生产，必须使矿石的最大块度与装运等设备的要求相应。 通常用合格块度来表示限制采出矿石的块度，矿石块度超过合格块度时，则要求进行二次破碎。 合格块度即允许的矿石最大块度。通常合格块度为 250500mm 之间，也有 600mm。它是根据开采及加工的工艺和设备要求来确定的。随着机械化水平的提高，合格块度有
15、增大的趋势。 （3）自然安息角 松散矿岩自燃烧堆积时，其四周将形成倾斜的堆积坡面，我们把自然堆积坡面与水平面相交的最大角度，称为该矿岩的自然安息角。 五、金属矿床分类及其工业特征 （一）金属矿床分类 金属矿床的矿体形状厚度及倾角，对于矿床开拓和采矿方法的选择，有直接的影响，因此，金属矿床的分类，一般按其矿体形状倾角和厚度三个因素进行分类。 （此三个要素习惯上称为矿体三要素） 。 （1）按矿体形状分类 1）层状矿体这种矿体是一层一层的。多源于沉积或变质沉积矿床。 特点是： 层状矿床的品位，倾角和厚度变化不大，比较稳定。 矿床规模比较大。 多见于黑色金属矿床。 （乱矿多见） 2）脉状矿体 这类矿床
16、主要是由于热液和气化作用，将矿物充填于地壳的裂隙中生成的矿床。特点是： 矿脉与围岩接触处有蚀变现象 矿床赋存条件不稳定； 有用成分含量不均匀；（品位变化大） 。 （有色金属，稀有金属及贵重金属硫矿床多属此类） 。 3）块状矿床 这类矿床主要是充填，接触高代分离和氧化作用形成的。 特点： 形状很不规则。呈不规则的透镜状，矿株等形； 矿体大小不一； 矿体与围岩的界限不明显； 某些金属矿床（铜、铅、锌等）属此类。我国的南京梅山铁矿也属此类矿床。 （2）按矿体、厚度分类 1）矿体厚度的概念： 矿体厚度是指矿体的上盘与下盘之间的垂直距离或水平距离。前者称为矿体的真厚度，后者称为矿体的水平厚度。 b为垂直
17、厚度； a为水平厚度； a 与 b 夹角； 矿体倾角； 对于急倾斜矿体，常用水平厚度，对于缓倾斜矿体，水平或倾斜矿体常用垂直厚度。 （也即真厚度。若文中不加说明时，一般指真厚度） 。 2）分类：可分五类 极薄矿脉 矿体厚度在 0.8 米以下。 （一个肩宽）开采时要采一部分围岩，才能保证正常的工作宽。 （用浅孔凿岩开采的方法） 薄矿脉 矿体厚度为 0.84.0 米之间。考虑近似水平矿床，用木支护时支护高度不得超过 4 米，超过 4 米，支护作业困难很大。 用浅孔回采。 中厚矿体 矿体厚度为 4.010 米之间。一般此时矿块没走高布置，多用浅孔回采。 厚矿体 矿体厚度为 1030 米， （此时 3
18、0 米为使用没走向布置与垂直走向布置矿块的界限，也可以用沿走向布置矿体） 。一般用深孔回采。 极厚矿体 矿体厚度在 30 米以上。采用深孔回采。矿块可垂直走向布置。 3）矿块的布置形式 矿块沿走向布置 矿块垂直走向布置 矿块垂直走向布置且凿走向矿柱。 为什么要垂直走向布置呢？主要是：受到允许的暴露面积限制；受到凿岩设备运搬矿石的设备限制。 （3）按矿体倾角分类 （与矿石运搬方式有关） 1）水平矿体 矿体倾角小于 5（包括微倾斜矿体） 。可使用有轨或无轨运搬设备直接进入采坊运搬矿石。 2）缓倾斜矿体 矿体倾角在 530之间。可采用人力或电力，运输机等机械设备运搬矿石。3）倾斜矿体 矿体倾角在 3
19、055之间。可借助于溜槽，溜板或外力抛掷等方法，进行自重运搬矿石。 4）急倾斜矿体 矿体倾角应大于 55。可利用矿石自重的重力运搬方法。 【注】以上分类方法是相对的，随着其他无轨机械设备的发展，分类界线将会变化。 （二）金属矿床的特点 （1）矿床赋存条件不稳定； （2）矿石品位变化大； （3）地质构造复杂； （4）矿石和围岩的硬度较大； （5）矿床的含水性； 2、金属矿床地下开采概述 一、井田及其划分原则 （一）井田矿田和矿区的概念 实际在采矿企业中，在矿务局下面或在公司下面设一个或几个矿山；而在矿山下面设一个或几个坑口，而每一个坑口都是一个独立的开采系统，独立的生产单位。 按照这种所属关系来
20、划分井田，矿田和矿区，则： （1）划归一个坑口开采的矿体，叫井田； （2）划归一个矿山企业开采的全部矿床或者是一部分叫矿田；（如金岭铁矿、招远金矿等） （3）划归一个公司或矿务局开采的矿体，叫矿区。 （西北区，中央区，东南区） （如杨杖子矿务局，中条山有色金属公司等） （长岭矿分为三个井田开采） 一个矿田可以包括若干个井田，有时一个矿田就等于一个井田。 （弓长岭矿分两层矿体，6 条矿层三、三为下含铁带现未采。上含铁带二矿区又分为三个井田开采。固上下含铁带之间相距 80200 多米。西北采区为平洞淄井开拓，中央区为平洞竖井开拓，东南区未开采。一矿区用露天开采又分老空、独木、高山三个矿区） 。 （
21、二）井田的大小范围 井田的大小是矿床开采中的重要参数。 （1）对于倾斜和急倾斜矿床，井田尺寸一般用沿走向长度和沿倾斜长度或垂直深度 H 来表示。 （2）对于水平和微倾斜矿床中，则用长度 L 和宽度 B 来表示。 （3）当矿床范围不大，矿体又比较集中时，为了生产管理方便，可以用一个井田开采。 （4） 当矿体范围很大，或矿体比较分散，如果仍然用一个井田开采全部矿床的话，则所开掘的巷道工程量大，生产地点过于分散，因而会造成经济上的不合理，此时可划分几个井田开采。 （5）划分井田时应当考虑几个方面的问题 照顾到自然赋存条件，及地表地形条件。往往以地面的河流、湖泊、铁路干线，水库等来划分， （或如杨杖子
22、矿、大北岭和寺前矿是由于上部两矿体中间有一个无矿带，就依无矿带划分成两部分，松北矿单独划为一个井田，因距离远） （弓矿现分三个井田，主要的矿质量及一条沟分为，另外上含铁带和下含铁带也分不同井田开采，因上下距离大） 。 照顾到生产管理上的方便。 要考虑到国民经济的需要。 考虑技术经济的合理性。 总之，要进行综合分析。 【参考内容】关于矿岩的走向与倾向的概念。 （1）走向线 岩层的层面与水平面的交线叫该岩层的走向线。 （对不规则的矿体来说，矿体的理想中心面与水平面的交线叫该矿体的走向线）。 （2）走向 走向线的水平方位角叫走向 （由于走向线是平面上的一条线，所以能用它与正北方向所夹的角度来表示它的
23、方向。如某岩层露头在地质平面图上的上向为北东 60（NE60 ） ，就表示该岩层是从正北算起向东数 60 角） 。 （3）走向长 矿体沿走向的长度，称为矿体的走向长。 （4）倾斜线 在岩层平面内垂直走向的线叫倾斜线。 （5）倾 斜 倾斜线的方向叫倾斜（或倾向） 。 （倾斜也是用倾斜线在水平面上的投影与正北或正南的夹角来表示，走向和倾斜在平面内的投影成垂直关系。 （6）倾 角 倾斜线与水平面形成的夹角叫倾角。也就是岩层面与水 所形成的夹角，叫岩层的倾角。 （7 ）关于延深、埋进深度和赋存深度的概念 H 0 -500 1 -50 a）延深 是指矿体在深度上分布情况。可用埋道深度和赋存深度来表示。
24、b）埋道深度（h ） 指矿体上部界线到地表的深度（h） 。 c）赋存深度（HO）指矿体上部界限到下部界限的垂直距离或倾斜距离。 二、阶段、矿块和盘区采区的概念 （一）阶段和矿块的概念 （1）阶段 阶段就是在开采缓倾斜，倾斜和急倾斜矿床时，在井田中每隔一定的垂直距离，掘进与走向一致的主要运输巷道，将井田在垂直方向上划分为矿段，把这个矿段叫做阶段。 （2）阶段高度 阶段高度是指上、下两个阶段运输平巷之间的垂直距离。 阶段高度变化范围阶段高度变化范围很大。 对于缓倾斜矿体，阶段高度通常小于 2030 米； 急倾斜矿体，阶段高度通常为 5060 米，个别也有达到 80120 米左右的。 但是，对于不同
25、的采矿方法，则所需求的阶段高度是不同的。 （3）影响阶段高度的主要因素 阶段高度主要取决于影响的赋存条件，采矿方法。 只要条件许可，适当的增加阶段高度，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。 （受凿岩设备等限制 条件） （4）矿块 在阶段中沿走向每隔一定距离，掘进天井连通下、下两个相邻的阶段运输平巷，将阶段再划分为独立的回采单元，我们把这样的回采单元叫做矿块。 矿床的赋存条件不同，则开采矿块的方法也不同。 （二）盘区和采区的概念 （1）盘区 当开采水平和微倾斜矿床时， （即矿体倾角5 的矿床）如果矿床的厚度不超过允许（如某矿体厚度 80
26、 多米，若选用浅水凿矿法开采，则 80 米超过了凿矿法常用的阶段，高 50 米在长，此时应分几个阶段开采，如可分为 30 米阶段开采。根据具体采矿方法而定）的阶段高度，此时，在井田内不再划分为阶段。 为了工作上的方便，将井田用盘区运输巷道划分为长方形的矿段。我们把这矿段称为盘区。 （当矿体厚度很大时，仍然划分为阶段来开采，如梅山铁矿） 。 盘区的范围盘区是以井田边界为其盘区的长度。而以两个相邻盘区运输巷道之间的距离为其盘区的宽度。 开拓盘区； 采准盘区； 回采盘区； 1主井； 2付井； 3主运输巷道； 4盘区运输巷道； 5回采巷道； 6采区； 7切割巷道； B矿床的宽 （即井田宽） L矿床的长
27、（井田的长）（2）采区 1）在盘区中沿走向每隔一定距离，掘进回采巷道连通相邻两个盘区运输巷道，将盘区再划分为独立的回采单元，把这个独立的回采单元称为采区。 2）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，可变化在 1040 为至 3060 米之间。 3）当开采缓倾斜矿床时，可有两种情况 当矿体厚度不大时，采区可沿走向布置； 当矿体厚度很大时，采区可沿上部走向布置； 三、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
28、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 12 年，不应超过 34 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，或者以深部采空区做为蓄水池用等。 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，缩短基定时间 ；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
29、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、主平面同及出矿巷道） 。 （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。 2 双翼回采（多用） 单翼回采（少用）由主井先向左采完后，再由主井起向右采。 侧翌回采（当地形受到限制时用） 。 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。 （2）后退式回采顺序 阶段运输巷道
30、掘进到井田边界后，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翌、单翌和侧翌回采三种。 双翌回采 单翌回采 侧翌回采 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
31、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（ ）小于或等于围岩的崩落角（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：先采矿体， （后采矿体）使采空区的下盘围岩不会移动，固而不会影响下盘矿体的开采。若反之，就会影响矿脉的开采。 （r） 由上盘向下盘采先，后。 （岩石移动角，参阅讲义 P280，表 101，上盘移动角用） 表示，下盘移动角用 r 表示，走向端部移动角用 表示） 。 （2）当矿体倾角大于围岩崩落角，两矿体又相距很近时，此时无论先采那条矿脉，都会因采空区围岩移动而相互影响。 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
32、的较固性，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）当围岩不够较固时，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，厚深不均，大小不一及开采条件难易不同复杂条件。在这种条件下，应遵循以下原则未开采，即： 贫富兼采，深厚兼采，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。 四、矿床的开采步
33、骤 金属矿床地下开采的步骤可以分为：开拓、采准、切割与回采四个步骤，这些步骤反映了不同的工作阶段。 （一）开拓工作 （1） 开拓工作意义是指：从地面掘进一系列巷道达到矿体，使矿体连通地面，形成人行、通风、运输、排水、供电、供风、供水等系统。 把井下将要采出的矿石废石运到地表 （2）开拓的目的 把废水和污浊的空气排到地表 把人员、材料高级设备运到井下进行生产 （3）开拓巷道 为了达到上述开拓目的而掘进的巷道，称为开拓巷道。例如井筒（竖井、斜井） 、平硐、石门、井底车场、井下大的石日室，主要阶段运输巷道、主淄矿井，充填井等，都属于开拓巷道。 【井底车场】井底车场是井下井口附近一些硐室，巷道的总称，
34、 （如：水仓、水泵房、井下变电站等） 。 【石 门】由井筒通向各个需要开采的矿体所掘进的巷道。 【井下主要硐室】指井下火药库，井下破碎硐室，翻矿硐室，搓扬机房等。 【注 意】1）人行系统必须要保证至少有两个安全出口，使人员可以安全进入，上、下方便，有完好的人行设备。 2）主、辅开拓巷道的区别，是提运矿石的巷道都叫主开拓巷道。 （二）采准工作 （1）采准工作定义 它是指在已经开拓完毕的矿床里，掘进采准巷道。将阶段划分成矿块作为独立的回采单元。并在矿块内创造人行、凿岩、放矿、通风等条件。 （2）采准工作的任务 它有两个任务。即： 划分矿块即将阶段再划分成矿块，作业独立的回采单元。 创造条件它为下一
35、步回采工作创造条件（行人、通风、凿岩、击矿等条件） 。 （3）采准工作的手段 指要开拓一系列巷道来实现的。采准巷道如漏斗颈，淄矿小井、人行、通风天井、联络边等。 （4）采准系数及采准比 1）采用采准系数和采准比这个指标的目的： 由于矿床赋存条件和所用的采矿方法不同，所掘进的采准巷道类型，数量和位置都不同。而用什么东西来衡量采准工作量的大小呢？为此，通常用采准系数和采准比重两项指标来表示。 2）采准系数（K1 ） K1 是指每一千吨矿块采出矿石总量所需要掘进的采准巷道切割巷道的米数。即 K1= 1000 米/千吨 式中：L 指一个矿块中采切巷道的决长度（米） 。 T指一个矿块的采出矿石总量（即为
36、 T 总出） （吨） T 是已经考虑了矿石损失贫化以后的矿石总量，而不是矿块的矿石总重量。现在设计部门都改用 T 表示计算 K1） 。 3）采准工作比重（K2 ） K2 是指矿块中采，切巷道采出矿石量与矿块采出矿石总量的比值。 100% 式中 T矿块中采切巷道的采出矿石量（吨） T矿块中采出和矿石总量（吨） 4）K1 与 K2 的比较 采准系数 K1它只反映了矿块的采切巷道的长度，而未反映出这些巷道的断面大小（即体积） 。 采准工作比重 K2它只反映了脉内采准巷道和切割巷道，而未反映出脉外的采切巷道工作量。 因此，使用 K1 还是 K2 要根据具体情况而定，有时用其中之一表示，有时K1、 K2
37、 同时用，互相补充，使之能会否反映出矿块的采准工作量。 5）K1、K2 是比较采矿方法优劣的一个重要指标，但是，对于地质条件比较复杂的矿床，尤其当矿体比较落，矿块采准出量比较小时，采准工作必须为回采工作创造良好的条件。因此，不能不加分析地误入采准，工作量越小越好。 （三）切割工作 （1）切割工作定义：切割工作是指在已经采准完毕的矿块里，为大规模回采矿石开辟自由面和自由空间的工作。 （2）切割工作内容：为了达到上述目的，就必须掘进一系列巷道，有的还要在巷道基础上，加以扩大。 如：拉底巷道、开辟拉底空间、开掘切割天井，形成切割立槽 ，在漏斗颈基础上把漏斗辟开等，这些工作都是为大规模采矿创造条件的。
38、 切割工作包括 开凿切割巷道 拉底巷道（切割平巷、横巷等） 切割天井（或切割上山等） 在切割巷道基础上扩大自由面工作 拉底 （水平自由面） 辟漏 （形成剌叭面） 开立槽 （形成垂直自由面） 【注意】 在计算采准工作量时，就将切割巷道算进去。 各个地区和矿山为了统计上的方便往往有不同的划分方式。 这里按讲义中讲的内容来划分。 （四）四采工作 1）回采工作定义当切割工作完成以后，同可以进行大量的采矿工作，通常把大量采矿工作叫做回采工作。 2）回采工作的具体内容 回采工作包括：落矿、运搬和地压管理三个主要工作。 3）落矿工作 落矿工作的含量落矿是以切割空间为外破自由面，用凿岩炸破的方法崩落矿石。 落
39、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，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 35 米，孔径 3046mm， 2中深孔落所孔深在 15 米以上，孔径 5070mm， 3深孔落矿孔深在 15 米以上，但一般不超过 2530 米， 孔径 90110mm， 4药室落矿它是在一定规格的调室里，装上炸药，直接外破落矿的方 法。 （不打回采炮孔） 。由于这种落矿方法开凿巷道工作固难，作业条件差， 易产生大块。固而正式回采矿房和矿柱时应用很久。 （弓长岭铁矿有时用 来采矿房，同时用它来回采矿柱） 。 （4）矿石运搬工作 矿石运搬工作的含意是指在矿块内，把外破崩下
40、来的矿石运到已经运输巷道，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。 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凿矿法就是重力运搬。 （弓长岭矿叫直流漏斗放矿） 。 2机械运搬如用电视、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
41、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 凿矿柱支撑采空区； 用充填料充填采空区； 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 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 35 年。 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 13 年。 待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 0.51.0 年的质量。
