礦山地下開拓方法

礦山地下開拓方法

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立井開拓法 立井井筒掘進技術要求高，井口設施和井筒裝備複雜，速度慢，費用多，延深不方便。但當開採深度相同時，立井比斜井長度短,通風阻力小,管線短,受地質和水文地質影響較少。尤其在礦床埋藏深、表土厚、水文條件複雜、有流砂層和需用特殊鑿井法施工時，立井開拓更為優越。中國地下採礦常用立井開拓法。根據主立井（見礦山井巷）與礦體（包括金屬礦床和煤層）的相對位置，立井開拓法分頂板(上盤)、底板（下盤）和側翼三類：
頂板立井開拓法 主要用於傾斜和緩傾斜煤層或礦層。立井自地表下掘，穿過頂板岩層和礦床或煤層，用階段石門將立井與礦床或煤層連通。根據開採水平的布置方式又分：①立井上山開拓法，各階段均用上山開採，在階段下部設開採水平；②立井上、下山開拓法，每兩個階段設一水平，每個水平都用上、下山開採（圖1a）。適用於傾斜長度大、傾角較小的緩傾斜煤層。當井田傾斜長度較小，只適於分兩個階段時，可設一個水平,用上山、下山開採,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個階段，最下面的兩個階段設一個水平，用上、下山開採，其餘是上山開採。適用於傾斜長度較大、傾角稍大的緩傾斜煤層。對於近水平煤層，煤層（組）相距較遠，每層（組）有一定的儲量，採用分煤層（組）建水平的開拓方法。

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在傾斜和緩傾斜非煤礦體中,為避免留保全礦柱,較少套用穿過頂板岩層的頂板立井開拓方法。開拓急傾斜礦體時，如底板圍岩地質條件差或地表不宜布置工業場地，採用不穿過礦體，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 主要用於非煤礦床開拓。主井布置在礦體崩落帶以外的底板圍岩中（圖2），不需留井筒保全礦柱，隨開採深度增加，下部石門逐漸增長。適用於埋藏較深的急傾斜礦體。

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側翼立井開拓法 主井布置在礦體側翼，適用於走向長度短、側翼建井條件好、偏角較小的礦床。
斜井開拓法 主要用於開拓傾斜和緩傾斜礦床，其在礦體中的階段和開採水平布置與立井相似。斜井的傾斜角度受運輸方式的限制。用礦車提升時，傾角不宜超過25°～30°；用萁斗提升時，可在25°～30°以上；用帶式輸送機提升時，一般不超過 17°。斜井沿礦體布置時，維護困難，需留護井礦柱或煤柱；礦體有起伏或破壞時，難以保證斜井井筒取直。因此，斜井開拓的主副井，一般布置在底板岩石中（圖3）。

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斜井開拓用於礦體埋藏不深、表土層不厚、水文地質條件簡單、無流沙層的礦床。由於出現了大運量、長距離的帶式輸送機，可以實現井下全部巷道連續運輸。
斜坡道開拓法 主要用於非煤礦山。20世紀60年代以來，不少地下礦山用斜坡道從地表通達礦體，作運人、運料、上下自行設備的輔助開拓巷道。目前以斜坡道作主要開拓巷道，用自卸汽車直接運礦石、矸石或廢石的開拓方法，其經濟效益尚不如井筒提升，故只有開採深度淺、規模不大的個別礦山套用。有螺鏇式斜坡道（圖4）和折返式斜坡道兩種。

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平硐開拓法 利用水平巷道，從地表直接通達礦體的開拓方法，適用於山地或丘陵地區。平硐開拓時，主平硐擔負運輸、進風、排水、鋪設管線等任務。在上部邊界開掘迴風平硐或迴風井，以構成通風系統。根據地形和外運條件，平硐可開在頂板岩石、底板岩石或礦體中，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，當地形條件和井田範圍合適時，可在主平硐標高建立開採水平，實行平硐上、下山開拓。如平硐水平以上的煤層垂高或斜長過大，可採用階梯式多平硐開拓。平硐開拓比斜井和立井開拓經濟，地面設施簡單、排水和運輸費用低、施工容易、進度快。

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聯合開拓法 立井、斜井、平硐是三種基本開拓方法。在不少情況下，採用其中兩種或三種形式，聯合開拓一個井田。
“斜井－立井”聯合開拓法 主斜井裝設帶式輸送機，提運能力大，生產可靠，用作運煤主井，副立井擔負輔助提升和通風任務(圖6)。

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分區式“斜井－立井”聯合開拓法 將井田劃分為幾個分區，每個分區開掘一對立井，作進出風和輔助提升。煤由主斜井運出。本法井巷工程量少，運煤系統簡單；分區獨立通風，通風效果好；分期建設，分期生產，初期投資少，建設工期短。國處一些特大型礦井採用這種方法。
非煤礦山深部開採或礦體賦存條件變化時，常用立井、斜井或平硐與盲立井或盲斜井聯合開拓法。圖7為立井與盲立井聯合開拓法，它可減少深部開採的石門長度。

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