地下礦開拓設計

地下礦開拓設計是地表與礦體間形成完整的運輸、提升、通風、排水、和動力等供地下礦生產用的地下採礦工程設計。

地下礦開拓設計(development design of underground mine)
從地表向地下掘進通達礦體的通道，是地表與礦體間形成完整的運輸、提升、通風、排水、和動力等供地下礦生產用的地下採礦工程設計。地下礦開拓設計是礦山建設與生產中具有長遠影響的礦山總體工程布置，應滿足安全生產，工程量小，投資少，經營費低，不留或少留礦柱，不占或少占農田，管理集中方便等要求。在地震地區的礦山，其主要開拓井巷出口的支護及結構，應按該地區的地震烈度，根據有關抗震規範進行設計。設計主要內容有：地下礦床開拓方式確定、主要開拓井巷位置選擇和階段高度確定等。
地下礦床開拓方式確定:地下礦床開拓一般有平硐、斜井、豎井及斜坡道等四種基本開拓方式。選用其中一種方式對礦床進行開拓稱單一開拓法；採用兩種或兩種以上方式進行開拓稱聯合開拓法。
平硐開拓法 藉助與地面相通的水平巷道通達礦體，進行礦床開拓的方法。該法適用於開採賦存在地表浸蝕基準線以上的礦床，可充分利用礦石自重溜放，其生產能力大，便於排水、通風、多階段出礦(岩)，施工工藝簡單，建設速度快，投資省、成本低、管理方便。一般中等規模以下的礦山多採用此法開拓。當其長度超過1000m時，為方便調車，可在平硐的適當位置設錯車道；規模大的礦山通常可設計為雙軌單平硐或單軌雙平硐。長平硐設計須經技術經濟方案比較、論證確定。為加快長平硐施工速度和縮短建設周期，應在長平硐的適當位置設措施性井巷。設計雙巷長平硐時，其間距一般為20～30m，雙巷快速掘進時，為通風與安全需要沿平硐每隔100～200m設一聯絡巷道。
斜井開拓法 套用設有固定提升運輸設施的傾斜巷道，對礦床進行開拓的方法。斜井開拓法適用於緩傾斜至傾斜礦床和埋藏深度小於200m，或礦體走向較長且埋深小於200m的急傾斜礦床。斜井開拓法按斜井與礦體之間的位置不同，通常可分三種：(1)脈內斜井開拓；(2)下盤斜井開拓；(3\)側翼斜井開拓。
豎井開拓法 套用豎井進行礦床開拓的方法。適用於開拓急傾斜或水平礦床和埋藏深度大於300m的緩傾斜或水平礦床。隨著深礦床(>600m)開採的增加和多繩提升機的套用，豎井開拓礦山也將增多。按豎井提升方式和容器可劃分為罐籠豎井、箕斗豎井和箕斗罐籠混合提升豎井三種。罐籠豎井開拓，一般適用於規模小於30×104t／a的礦山；採用箕斗提升礦石、罐籠運送人員材料的主副井開拓，適宜於規模大於100×104t／a的礦山或開採技術複雜的中等規模的礦山；混合豎井開拓是將罐籠與箕斗配置在一個井筒內，既起主井作用又起副井作用的豎井開拓，適用於中等以上規模的礦山。在豎井開拓設計時，如主井為箕斗井並與選礦廠鄰近，通常將箕斗卸載設施與選礦廠原礦倉連成一體，使礦石直接卸入原礦倉內。主井提升井筒一次開鑿深度的服務年限，一般應大於12年；對於規模小的礦山一般不小於服務年限的下限。
斜坡道開拓法 套用無軌自行設備通行的傾斜巷道進行礦床開拓的方法。與斜井不同的是長軸方向經常改變或盤旋而上或折返而下。承擔運礦任務直通地表的斜坡道稱主斜坡道。坡度一般在12％之內；若不通地表，只作階段間運送人員、材料和無軌自行設備通行的通道稱輔助斜坡道，其坡度在15％～25％左右。
斜坡道設計型式有：螺旋式斜坡道和折返式斜坡道兩種。(1)螺旋式斜坡道。一般設計為圓柱螺旋線式、圓錐螺旋線式或不規則螺旋線式。(2)折返式斜坡道。由直線與曲線段組成，直線段變高程，曲線段變方向。
斜坡道開拓適用於礦床埋藏深度小於300m，生產能力為30～50萬t／a的礦山。當淺部礦體需要提前投產或露天礦轉地下，且深部礦量不大時，採用斜坡道開拓可提高經濟效益。
為加速長斜坡道的掘進，在制定斜坡道開拓方案時，經技術經濟比較後，可選用低成本、高效率、安全的雙斜坡道開拓。雙巷間距一般應大於20m，沿斜坡道傾斜方向每隔100m左右設一聯絡道，以滿足通風和施工需要。
主要開拓井巷位置選擇:設計時應考慮：(1)主要開拓井巷及地表建(構)築物等應布置在開採後地表移動範圍之外。(2)主要開拓井巷須選擇在工程地質及水文地質條件較好的岩層，以避免在含水層、斷層、破碎帶、岩溶發育的地層或流砂層中開掘；(3)各井口和硐口的位置必須處在使其不受地面滾石、滑坡、山洪和雪崩危害的地段，其標高必須高出歷年最高洪水位1m以上；(4)地面與地下運輸聯繫方便，礦石運輸功力求在最小範圍內；(5)改擴建礦山應儘量利用原有井巷和有關建(構)築物，以節省投資。