2018一建《矿业工程》教材：采矿方法和矿井设计

2018一建《矿业工程》教材：采矿方法和矿井设计
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1G16012 采矿方法和矿井设计
一、采矿方法
(一)落矿的概念和分类
落矿是回采过程中，将矿石从矿体上分离下来并破碎成一定块度的过程。

落矿的方法可分为:
1.凿岩爆破法采用钻眼爆破使矿石从矿体上分离和破碎的落矿方法。

大多数矿石和坚硬的非煤矿床开采普遍采用凿岩爆破法。

2. 机械落矿法采用机械切割使矿石从矿体上分离和破碎的落矿方法。

机械落矿法主要用于开采f<3~4 的软矿石和煤矿。

3. 水力落矿法利用高压水射流将矿石从矿体上分离、破碎的落矿方法。

水力落矿法用于开采煤、锤、软铝土等松软易碎的矿层。

4. 溶解采矿法用水作溶剂，将有用矿物溶于水中，运出水溶液，再从中把有用矿物分离出来。

溶解采矿法用于开采盐类矿床。

5. 溶漫采矿法将化学溶剂注入矿层，与矿石中的有用化学成分发生化学反应，浸出矿石中的有用成分，再将含有有用成分的溶液提升到地面加工。

榕浸采矿法主要用于开采铜、铀、金、银矿。

(二)采矿方法
根据对顶板和围岩地压管理方法不同，采矿方法分空场采矿法、充填采矿法、崩学尔森教育—大建工领域专业的一站式职业教育机构
落采矿法。

1.空场采矿法将矿块划分为矿房和矿柱，在回采过程中不崩落围岩，也不充填采空区，而用空场的侧帮岩石和所留的矿柱或人工支护来支撑采空区顶板围岩。

该类采矿方法要求矿石和围岩均稳定。

2. 充填采矿法随着回采工作面推进，用废石、尾砂等充填材料充填采空区，由充填体支撑围岩。

3. 崩落采矿法随着回采工作面的推进，崩落围岩，利用崩落的围岩管理和控制地压。

采用崩落采矿法的前提条件是覆岩容易破坏和地表允许塌陷。

根据采(落)矿和支护方法不同，长壁工作面开采可分为爆破采矿工艺、普通机械化采矿工艺和综合机械化采矿工艺。

二、矿井设计
(一)矿井设计工作的阶段划分
矿山工程项目的设计，划分为以下阶段:
1.矿区开发可行性研究;
2. 矿区总体设计;
3. 矿(厂)单项工程可行生研究;
4. 矿(厂)单项工程初步设计;
5. 单位工程施工图设计。

对技术复杂或又特殊需要的项目，应加深初步设计的内容。

(二)矿井设计的依据
设计是一门涉及科技、经济和方针政策等各方面的综合性应用技术科学，在整个建设过程中起着重要作用。

设计又是一项严肃的工作，它是安排基本建设年度计划、控制投资、拨(贷)款及组织施工的依据;是先进的科学技术成果应用于生产实践的桥梁;并对建设项目建成后的使用价值起着决定作用。

因此，矿井设计必须根据下面的编制依据进行认真的编制工作。

1.设计单位必须依据被批准作为设计依据的井田地质勘察成果(报告)进行设计。

2. 批准的矿区总体设计和单项工程可行性研究报告。

3. 与有关部门达成的协议和工程地质等资料。

4. 国家和部门的技术政策，矿井设计规范，各类安全规程等有关规范、规程和文件。

5. 国家或部门(行业)、地区制定颁发的有关经济定额和指标。

6. 区内或邻近相似的生产矿井(露天矿)的主要技术资料。

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三、矿井设计的主要内容
(一)初步设计的基本内容
矿井初步设计是矿井建设的基本设计文件。

初步设计完成时，应提交下列文件:初步设计说明书、初步设计主要机电设备和器材清册、初步设计概算书、初步设计附图。

初步设计的基本内容包括:
1.矿井所在地区的社会、经济概况，地质条件，地质勘探程度，说明井田境界及划分、储量以及生产能力。

2. 对几个主要的井位及工业场地位置方案和开拓方案进行的经济技术比较，确定推荐方案，进行井筒、井底车场及铜室设计，提升运输设计，通风方式和通风系统设计，各辅助系统设计，巷道掘进和支护设计，矿井降温以及预防井下灾害的措施。

3. 采矿方法、巷道布置和开采工艺以及采掘机械配备，确定移交生产和达到设计能力时生产要求，矿石和研石的运输与相关设备选型。

4. 矿石品质、品位与用途，洗选加工工艺流程、地面生产系统及相应各环节的设备;研石处理方法和排肝、处理系统;机修厂、化验室和坑木场;设备及面积。

5. 地面运输方式和运输线路(铁路及公路) ，相关装车站、桥涵和铁路经营管理。

6. 矿井工业场地总平面布置、风井工业场地及平面布置，爆破材料库库址，防洪排涝措施。

7. 矿井供电和供配电系统、通信及运输调度，矿井的安全和生产监控与计算机管理系统。

8. 地面建筑设计所需的数据资料、建筑材料以及施工条件，地面工业建筑物、构筑物内容及居住区布置。

9. 全矿给排水、暖通和供热，消防系统，以及井上下除尘降尘，井筒防冻。

10. 矿井环保标准和环境保护的设计依据与要求，地表塌陷治理、固体废弃物处理、污水处理、噪声治理等。

11.工业卫生设施与绿化规划，环境监测任务的范围及其内容，以及监测环境保护存在的问题及建议。

12. 井巷工程量、施工顺序、进度指标和工期，土建工程与机电安装工程量和施工顺序，工程综合排队和总工期。

13. 矿井劳动定员、成本估算、技术经济分析以及总概算，矿井主要技术经济指标。

(二)矿井工业场地内主要建(构)筑物
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1.主副井井架或井塔。

2. 提升机机房，压风机机房、机修厂、变电所、材料库、供水系统。

3. 选矿厂、地面卸矿及破碎设施、固体废弃物排放系统、废石堆场和尾矿库。

4. 生产和行政办公大楼、矿灯房、食堂、浴室及锅炉房。

5. 矿石输送找桥、贮矿仓、矿石外运的铁路或公路。

(三)井巷断面设计
1.平巷断面尺寸确定
平巷断面尺寸要根据通过巷道中运输设备的类型和数量、运行速度、轨道数目、支护材料及结构形式和各种安全间隙来确定，最后要用通过的风速校核。

净断面确定后，加上支护材料厚度，就形成掘进断面。

2. 竖井断面尺寸确定
竖井净断面尺寸主要根据提升容器的数量和规格、井筒装备、井筒布置及各种安全间隙等确定，最后要用通过的风量校核。

竖井掘进断面尺寸考虑支护厚度。

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