第二章 地下矿山开采安全

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1、第二章地下矿山开采安全第一节矿床开采基本知识一、基本概念矿物是由一种或多种化学元素在地质作用中形成的天然产物，具有一定的形态和物理化学性质。矿物的绝大多数是固态(铜矿、铁矿、石英)，也有液态(石油)和气态(天然气)。目前自然界中已知的矿物有3000多种，能被利用的约200多种，其中最常见的金属非金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、铅锌矿、磁铁矿、石英、云母、石灰石等。矿产指埋藏在地壳内能为人类所利用的有用矿物资源或矿物集合体。《中华人民共和国矿产资源法实施细则》将矿产资源分为以下四类：（一）能源矿产：包括煤、煤层气、石煤、油页岩、石油、天然

2、气、油砂、天然沥青、铀、钍、地热等。（二）金属矿产：包括铁、锰、铬、钛、铜、铅、锌等黑色金属、有色金属、稀有金属和贵金属。（三）非金属矿产：包括金刚石、石墨、磷、自然硫、硫铁矿、钾盐等。（四）水气矿产：包括地下水、二氧化碳气、硫化氢气、氦气、氡气等。限于篇幅，本书对水气矿产的开采不作专门介绍。地壳内部或表面富集的，在目前的技术经济条件下符合开采和利用要求的、有用矿物的聚积体称为矿床。一个矿床可由一个或几个矿体组成，矿体具有一定的大小、形状和产状(走向、倾向和倾角)，是开采的直接对象。矿体周围无经济价值的岩石(废石)称为围岩。矿体上

3、部的围岩叫上盘围岩或顶板，矿体下部的围岩叫下盘围岩或底板。二、矿床的分类（一）按矿体的形状，可以把矿床分为：层状矿床、脉状矿床和块状矿床。（二）按矿体的倾斜角度分为：1.水平矿体：矿体倾角小于5˚；2.缓倾斜矿体：矿体倾角为5˚～30˚；3.倾斜矿体：矿体倾角为30˚～55˚；4.急倾斜矿体：矿体倾角大于55˚。（三）按矿体厚度分：1.极薄矿体：厚度在0.8ｍ以下；2.薄矿体：厚度为0.8～5m；3.中厚矿体：厚度为5～15m；4.厚矿体：厚度为15～50m；5.极厚矿体：厚度在50m以上。三、地下矿山生产系统各种矿物，都或深或浅

4、地埋藏于地下。由于它的埋藏深浅不同，开采方法也不相同，对于埋藏较浅或地表有露头的矿床，一般是采用露天的方法开采；而对于埋藏较深的矿床，通常是采用地下开采的方法进行开采。采用地下开采方法时，需从地表掘进一系列通达矿体的各种通道，用以提升、运输、通风、排水和行人等。并且，为了采出矿石，还需要开凿一些必要的准备工程。这些通达矿体的各种通道，通常称为矿山井巷，如图2-1所示。图2-1地下矿山井巷工程30按井巷在矿床开采中所起的作用，分为开拓巷道、采准巷道、回采巷道和探矿巷道等。（一）开拓巷道开拓巷道又分为主要开拓巷道和辅助开拓巷道。竖井、

5、斜井、斜坡道和主平硐等均有直通地表的出口，用以提升和运输矿石，属主要开拓巷道；盲竖井、盲斜井等，虽无直通地表的出口，但和竖井的作用相同，它将上、下两水平巷道连通，用以提升、运输矿石等，故亦称为主要开拓巷道。副井、通风井、溜矿井和充填井等，称为辅助开拓巷道。副井的作用是专门用来运送人员、设备、材料和提升废石；通风井是将新鲜空气送至井下作业面，将污浊空气排至地表，以使井下有一个良好的工作环境；溜矿井没有直通地表的出口，它是用以溜放矿石的垂直或倾斜天井；充填井则是专门用来下放充填材料，充填采空区或采场，以防采空区发生冒顶。（二）采准巷道

6、采准巷道是将开拓完毕的阶段分为矿块（采区）而开掘的巷道，主要包括阶段运输平巷、穿脉巷道、通风人行天井、电耙道。（三）回采巷道回采巷道是为直接采出矿石而开凿的巷道，采矿天井、凿岩巷道等。（四）探矿井巷探矿井巷是为了探明矿体而开凿的勘探竖井、斜井、天井、沿脉巷道和穿脉巷道等。四、矿床开采单元及开采顺序在开采矿体时，一般要将整个矿床划分为小的开采单元，依次回采每个单元。（一）矿床开采单元在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，每隔一定的垂直距离，掘进与矿体走向一致的主要运输平巷，将矿体沿垂直或倾向方向划分为一个个的条带矿段，叫做阶段。在一个阶

7、段，沿矿体走向每隔一定的距离掘进天井，左右两个天井和上下两个运输平巷包围的矿体部分称做矿块，也叫采区。在开采近水平的矿体时，一般不将矿床划分为阶段，而用沿矿体走向的平巷和沿倾斜的斜巷将矿床划分为长方形的矿段，称做盘区。在盘区中，每隔一定的距离，掘垂直于走向的运输巷道，把盘区划分为独立的回采单元，称为采区。（二）矿床开采顺序1．矿床中阶段的开采顺序有上行式和下行式开采两种。下行式开采是由上而下逐个阶段开采，在生产中一般采用这种开采顺序。因为下行式开采投资少、基建时间短、便于探矿、安全条件好、适用的采矿方法范围广。上行式开采是由下向上

8、逐个阶段开采，一般在开采缓倾斜矿体及某些特殊情况下时采用。2．阶段中矿块的开采顺序：有前进式、后退式和混合式三种。前进式开采是从靠近主井的矿块向矿床边界依次回采。后退式开采与前进式相反，阶段平巷掘进到矿床边界后，从矿床边界的矿块向主井方向依次回采。