北海电器城:矿床开拓系统

矿床开拓系统

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杂谈

一个完整的开拓系统，除主要开拓巷道以外，还必须有副井、风井、副平硐等辅助开拓巷道，以便构成通风、运输、行人的完整系统，并保证有第二个安全出口。

采用井筒开拓矿床时，除有提升矿石的主井外，尚需有运送人员、材抖、设备及提升废石的副井，以及为通风用的风井。如果主井担负了副井的提升任务，亦需设置专门的风井。由于主、副井(或风井)的布置不同，而构成了几种不同的开拓系统。

（1）中央并列式开拓系统：主、副井均位于矿床的中央，称为中央并列式开拓系统。采用这种布置时，主、副井间距不应小于20—30m，如果井口建筑物用防火材料建筑时，井筒间距亦需大于20m。

中央并列式开拓系统是金属矿山常见的开拓系统，它主要在矿床规模较大，地形条件允许工业广场及场内运输集中布置时应用。中央并列式布置有如下主要优点：主、副井布置在一起，使地面工业场地集中，便于管理，而且也便于主井的延深工作；主井位于矿床中央部位，使地下运输功变小；两井筒距离较紧，可共用一个井底车场和石门，减少了开拓工程量。

（2）中央对角式开拓系统：中央对角式开拓系统的特点，是主井布置在矿床中央，而副井和风井分别布置在矿床的两翼，从而构成中央对角式开拓系统。这种布置形式减少了一个风井的工程量，但必须是矿床中央和一翼有适合的工业场地条件。

（3）侧翼式开拓系统：主井和副井分别位于矿床的两翼，则称为侧翼式开拓系统，如图5-4-14c所示。在这种开拓系统中，通风条件好。井筒开凿工程量少，但矿床两翼必须有良好的地形条件，适合工业场地的布置。

5.4.9  主要开拓巷道位置的确定

确定主要开拓巷道位置(竖井或斜井)，就是决定其在垂直矿体走向方向的位置和沿矿体走向方向的位置。将主要开拓巷道布置在矿体崩落范围以外，基本上决定了主要开拓巷道在垂直矿体走向方向的位置；根据在运输矿石时，应使其运输功最小的原则，也基本上确定了主要开拓巷道在沿走向方向的位置；并综合考虑地表及地下的其他因素，便可以最终确定主要开拓巷道的位置。

（1）崩落带和移动带：矿体采空后，其上部岩石就会发生崩落。如果崩落的岩石由于体积膨胀而逐渐充实了采空区和崩落空间，则其上部的岩石就不再继续崩落。因此，当矿体埋藏在—定深度时，其崩落范围就不会涉及到地表。反之，如果上部岩石不足以充实采空区，则采空区上部通常以锥状体崩落至地表，使地表发生崩落和移动。地表演时发生崩落的地带叫做崩落带，仅仅发生移动的地带叫移动带。采空区底部与地表崩落带和移动带边界的连线与水平面的夹角叫崩落角和移动角。其角度大小与岩石物理力学性质、层理、节理、含水性、埋藏深度等因素密切相关。崩落角和移动角通常变化在30-80°之间，坚硬岩石为60-80°左右。

在开采金属矿山时，由于矿体被采出后，其上部岩石就会发生崩落。因此，无论是主要开拓巷道或辅助开拓巷道以及地表上的各种构筑物、建筑物、铁路、公路等都应设在距岩石移动带10—20m的范围以外。否则，就要在其下部保留一部分矿石作为保安矿柱来维护这些工程。

保安矿柱通常由于无法回菜，或者由于回采条件恶劣而造成资源损失。因此，再选择井筒位置时，应尽量少用穿过矿体或沿矿体掘进的方案。

经过实践表明，倾斜矿体上盘移动带要比下盘移动带大，因而竖井位置在下盘比在上盘距矿体近，石门长度也是下盘比上盘小。所以应尽量将竖井布置在上盘。只有在特殊条件下，如矿体下盘地质条件恶劣，地形条件不利，与外界运输联系困难等，才将井筒布置在矿体上盘。

（2）最小运输功：地面和地下的运输费用，影响到开拓巷道位置的选择，运输费用与运输量同运输距离的乘积成正比，我们把运输量同运输距离的乘积叫做运输功，其单位为吨.公里。运输功越大，运输费用也就越高。合理的井筒位置，应该位于地面和地下运输功最小的位置。而主要开拓巷道设在矿床沿走向的矿量重心位置时，其地下运输功最小。例如，某一厚度均匀的矿体，其矿量重心在矿体走向中央，这时将井筒布置在走向中央时，其地下运输功最小，而井筒布置在矿体一侧时，运输功最大，二者相差达一倍之多。金属矿一般地形条件复杂，矿体走向长度不大，往往地形的影响超过了最小运输功的影响，必须综合考虑之。除了按上述因素决定主要开拓巷道位置外，还必须考虑地面与地下的其他影响因素。

地面因素要考虑以下情况：井口附近要有足够的工业场地；选场应尽量利用山坡地形，以便选厂内各流程能充分利用自重运输；井口应选择安全可靠位置，防止山崩、雪崩、洪水的威胁；与国家铁路、公路、选厂、冶炼厂联系方便；以及考虑尽量不占农田或少占农田等问题。

地下因隶应考虑井筒要避免穿过流砂层、大的含水层和断层破碎带等不利的地质条件。

开拓是矿山的基本建设工程，要建设一个矿山，形成一个完整的生产系统，要进行巨大的工程建设，往往需要较长的时间，开凿几万至几十万立方米的井巷工程。因此，正确的选择开拓方案，对高质量、高效益地建设矿山具有重要意义。一·般在选择开拓方案时，要进行综合性的技术经济比较，最后应选出投资小、建设快、生产可靠的方案。