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礦山開采之地下開拓方法詳述

發(fā)布時(shí)間:2021-11-15  瀏覽次數(shù):2158 次  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
    立井開拓法立井井筒掘進(jìn)技術(shù)要求高,井口設(shè)施和井筒裝備復(fù)雜,速度慢,費(fèi)用多,延深不方便。但當(dāng)開采深度相同時(shí),立井比斜井長(zhǎng)度短,通風(fēng)阻力小,管線短,受地質(zhì)和水文地質(zhì)影響較少。尤其在礦床埋藏深、表土厚、水文條件復(fù)雜、有流砂層和需用特殊鑿井法施工時(shí),立井開拓更為優(yōu)越。中國(guó)地下采礦常用立井開拓法。根據(jù)主立井(見礦山井巷)與礦體(包括金屬礦床和煤層)的相對(duì)位置,立井開拓法分頂板(上盤)、底板(下盤)和側(cè)翼三類:
    頂板立井開拓法 主要用于傾斜和緩傾斜煤層或礦層。立井自地表下掘,穿過(guò)頂板巖層和礦床或煤層,用階段石門將立井與礦床或煤層連通。根據(jù)開采水平的布置方式又分:①立井上山開拓法,各階段均用上山開采,在階段下部設(shè)開采水平;②立井上、下山開拓法,每?jī)蓚(gè)階段設(shè)一水平,每個(gè)水平都用上、下山開采(圖1a)。適用于傾斜長(zhǎng)度大、傾角較小的緩傾斜煤層。當(dāng)井田傾斜長(zhǎng)度較小,只適于分兩個(gè)階段時(shí),可設(shè)一個(gè)水平,用上山、下山開采,稱立井單水平開拓;③立井上山和上山、下山混合開拓法(圖1b),井田沿傾斜劃分3或4個(gè)階段,最下面的兩個(gè)階段設(shè)一個(gè)水平,用上、下山開采,其余是上山開采。適用于傾斜長(zhǎng)度較大、傾角稍大的緩傾斜煤層。對(duì)于近水平煤層,煤層(組)相距較遠(yuǎn),每層(組)有一定的儲(chǔ)量,采用分煤層(組)建水平的開拓方法!≡趦A斜和緩傾斜非煤礦體中,為避免留保安礦柱,較少應(yīng)用穿過(guò)頂板巖層的頂板立井開拓方法。開拓急傾斜礦體時(shí),如底板圍巖地質(zhì)條件差或地表不宜布置工業(yè)場(chǎng)地,采用不穿過(guò)礦體,井筒布置在陷落帶以外的頂板立井開拓法。
    底板立井開拓法 主要用于非煤礦床開拓。主井布置在礦體崩落帶以外的底板圍巖中(圖2),不需留井筒保安礦柱,隨開采深度增加,下部石門逐漸增長(zhǎng)。適用于埋藏較深的急傾斜礦體!(cè)翼立井開拓法 主井布置在礦體側(cè)翼,適用于走向長(zhǎng)度短、側(cè)翼建井條件好、偏角較小的礦床。
    斜井開拓法主要用于開拓傾斜和緩傾斜礦床,其在礦體中的階段和開采水平布置與立井相似。斜井的傾斜角度受運(yùn)輸方式的限制。用礦車提升時(shí),傾角不宜超過(guò)25°~30°;用萁斗提升時(shí),可在25°~30°以上;用帶式輸送機(jī)提升時(shí),一般不超過(guò) 17°。斜井沿礦體布置時(shí),維護(hù)困難,需留護(hù)井礦柱或煤柱;礦體有起伏或破壞時(shí),難以保證斜井井筒取直。因此,斜井開拓的主副井,一般布置在底板巖石中(圖3)!⌒本_拓用于礦體埋藏不深、表土層不厚、水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、無(wú)流沙層的礦床。由于出現(xiàn)了大運(yùn)量、長(zhǎng)距離的帶式輸送機(jī),可以實(shí)現(xiàn)井下全部巷道連續(xù)運(yùn)輸。
    斜坡道開拓法主要用于非煤礦山。20世紀(jì)60年代以來(lái),不少地下礦山用斜坡道從地表通達(dá)礦體,作運(yùn)人、運(yùn)料、上下自行設(shè)備的輔助開拓巷道。以斜坡道作主要開拓巷道,用自卸汽車直接運(yùn)礦石、矸石或廢石的開拓方法,其經(jīng)濟(jì)效益尚不如井筒提升,故只有開采深度淺、規(guī)模不大的個(gè)別礦山應(yīng)用。有螺旋式斜坡道(圖4)和折返式斜坡道兩種!∑巾祥_拓法利用水平巷道,從地表直接通達(dá)礦體的開拓方法,適用于山地或丘陵地區(qū)。平硐開拓時(shí),主平硐擔(dān)負(fù)運(yùn)輸、進(jìn)風(fēng)、排水、鋪設(shè)管線等任務(wù)。在上部邊界開掘回風(fēng)平硐或回風(fēng)井,以構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)地形和外運(yùn)條件,平硐可開在頂板巖石、底板巖石或礦體中,垂直或斜交礦體走向,也可沿礦體或煤層走向開掘(圖5)。煤層開拓中,當(dāng)?shù)匦螚l件和井田范圍合適時(shí),可在主平硐標(biāo)高建立開采水平,實(shí)行平硐上、下山開拓。如平硐水平以上的煤層垂高或斜長(zhǎng)過(guò)大,可采用階梯式多平硐開拓。平硐開拓比斜井和立井開拓經(jīng)濟(jì),地面設(shè)施簡(jiǎn)單、排水和運(yùn)輸費(fèi)用低、施工容易、進(jìn)度快!÷(lián)合開拓法立井、斜井、平硐是三種基本開拓方法。在不少情況下,采用其中兩種或三種形式,聯(lián)合開拓一個(gè)井田。
    “斜井-立井”聯(lián)合開拓法 主斜井裝設(shè)帶式輸送機(jī),提運(yùn)能力大,生產(chǎn)可靠,用作運(yùn)煤主井,副立井擔(dān)負(fù)輔助提升和通風(fēng)任務(wù)(圖6)!》謪^(qū)式“斜井-立井”聯(lián)合開拓法 將井田劃分為幾個(gè)分區(qū),每個(gè)分區(qū)開掘一對(duì)立井,作進(jìn)出風(fēng)和輔助提升。煤由主斜井運(yùn)出。本法井巷工程量少,運(yùn)煤系統(tǒng)簡(jiǎn)單;分區(qū)獨(dú)立通風(fēng),通風(fēng)效果好;分期建設(shè),分期生產(chǎn),初期投資少,建設(shè)工期短。國(guó)處一些特大型礦井采用這種方法。
    非煤礦山深部開采或礦體賦存條件變化時(shí),常用立井、斜井或平硐與盲立井或盲斜井聯(lián)合開拓法。圖7為立井與盲立井聯(lián)合開拓法,它可減少深部開采的石門長(zhǎng)度。
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