在矿山工程领域，平硐开拓法是一种非常重要的开采方法。它利用水平巷道进入矿体，为矿山的开采本文将详细介绍平硐开拓法的基本概念、工作原理、实施步骤，并深入剖析其适用条件，力求以浅显易懂的语言，让读者全面了解和掌握这一矿山开采技术。
一、平硐开拓法概述
平硐开拓法，顾名思义，是通过在地面或山坡开凿水平巷道进入矿体的开采方法。这种方法的优点在于巷道掘进和运输作业相对简单，便于采用机械化和自动化设备进行作业，提高了开采效率。同时，平硐开拓法对于地形条件要求不高，适应性强，因此在矿山开采中得到了广泛应用。
二、平硐开拓法的工作原理
平硐开拓法的工作原理主要基于水平巷道的掘进和矿体的开采。在矿山选址确定后，根据矿体的赋存条件和地形地貌，确定平硐的开口位置和掘进方向。通过掘进设备在地面或山坡开凿水平巷道，逐渐深入矿体。在巷道掘进过程中，需要采取必要的安全措施，确保作业人员的安全。
当巷道掘进至矿体后，即可进行矿体的开采。开采过程中，需要根据矿体的赋存状况、岩石性质等因素，选择合适的采矿方法和工艺，确保采矿效率和安全。同时，还需要对采空区进行及时处理，防止发生地质灾害。
三、平硐开拓法的主要布置方案及其优缺点
平硐开拓法的布置方案多种多样，根据矿体的走向和位置，可以选择不同的布置方式。其中，垂直矿体走向下盘平硐开拓法、垂直矿体走向上盘平硐开拓法及沿矿体走向平硐开拓法是三种常见的布置方案。
垂直矿体走向下盘平硐开拓法
概念及特点
垂直矿体走向下盘平硐开拓法是指平硐的掘进方向与矿体走向垂直，且平硐位于矿体下盘的开拓方式。这种布置方式通常适用于矿体赋存稳定、下盘岩石条件较好的矿区。
优点
（1）稳定性好：由于平硐位于矿体下盘，岩石条件较好，因此平硐的稳定性较高，有利于采矿作业的安全进行。
（2）运输便利：平硐与矿体垂直，便于矿石和废石的运输，提高了采矿效率。
（3）便于管理：由于平硐布置相对规则，有利于采矿作业的管理和调度。
缺点
（1）开拓工程量大：由于平硐需要穿越下盘岩石，因此开拓工程量相对较大，增加了建设成本。
（2）对地质条件要求高：该方法对下盘岩石的稳定性要求较高，如果地质条件不佳，可能影响平硐的稳定性。
垂直矿体走向上盘平硐开拓法
概念及特点
垂直矿体走向上盘平硐开拓法是指平硐的掘进方向与矿体走向垂直，且平硐位于矿体上盘的开拓方式。这种布置方式通常适用于矿体赋存稳定、上盘岩石条件较好的矿区。
优点
（1）安全性高：由于平硐位于矿体上盘，距离矿体较远，因此相对较为安全，减少了采矿作业中的安全风险。
（2）便于排水：上盘平硐便于矿区的排水工作，有利于保持矿区的干燥和通风。
缺点
（1）运输距离长：由于平硐与矿体之间存在一定的距离，因此运输矿石和废石的距离较长，可能增加运输成本。
（2）受地质条件影响较大：上盘岩石的稳定性对平硐的开拓和采矿作业影响较大，如果地质条件不佳，可能导致平硐失稳。
沿矿体走向平硐开拓法
概念及特点
沿矿体走向平硐开拓法是指平硐的掘进方向与矿体走向一致，平硐直接穿越矿体的开拓方式。这种布置方式适用于矿体长度较大、走向稳定的矿区。
优点
（1）投资少、见效快：沿矿体走向布置平硐，可以充分利用矿体的自然赋存条件，减少开拓工程量，缩短建设周期，从而节省投资。同时，由于平硐直接穿越矿体，可以较早地开始采矿作业，实现快速见效。
（2）运输效率高：平硐与矿体走向一致，便于矿石和废石的运输，提高了运输效率。
（3）补充勘探作用：平硐在掘进过程中，可以对矿体进行补充勘探，进一步了解矿体的赋存情况和地质条件，为后续的采矿作业提供更为准确的地质资料。
缺点
（1）平硐稳定性问题：由于平硐直接穿越矿体，矿体的稳定性和岩石条件对平硐的稳定性影响较大如果矿体中存在断层、破碎带等不良地质条件，可能会导致平硐失稳，甚至发生安全事故。
（2）后退式回采问题：当采用沿矿体走向平硐开拓法时，采矿工作通常需要从矿体的一端开始，采用后退式回采方式。这种方式可能会导致采矿作业面逐渐远离平硐口，增加运输距离和难度。同时，随着回采的进行，采空区的范围逐渐扩大，可能会对平硐的稳定性产生不利影响。
（3）通风与排水问题：沿矿体走向布置的平硐可能会遇到通风和排水困难的问题。由于平硐直接穿越矿体，如果矿体中存在含水层或不良地质条件，可能会导致平硐内积水或涌水。同时，随着采矿作业的进行，采空区的扩大可能会破坏原有的通风系统，导致通风不畅。
四、平硐开拓法的实施步骤
矿山选址与勘察
在进行平硐开拓之前，首先需要对矿山进行选址和勘察。选址要考虑矿体的赋存条件、地形地貌、交通运输等因素；勘察则要对矿体的规模、品位、岩石性质等进行详细了解，为后续的开采设计提供依据。
设计平硐开拓方案
根据勘察结果，设计平硐开拓方案。方案要包括平硐的开口位置、掘进方向、巷道断面尺寸、支护方式等内容。设计过程中要充分考虑安全生产、环境保护和经济效益等方面的要求。
掘进平硐巷道
按照设计方案，使用掘进设备在地面或山坡开凿水平巷道。掘进过程中要注意巷道的支护和排水问题，确保巷道的稳定性和作业安全。
矿体开采与运输
当巷道掘进至矿体后，即可进行矿体的开采。开采过程中要选择合适的采矿方法和工艺，确保采矿效率和安全。同时，还需要建立完善的运输系统，将采出的矿石及时运出矿山。
采空区处理与环境保护
随着开采的进行，采空区会逐渐扩大。为了防止地质灾害的发生，需要对采空区进行及时处理，如充填、支护等措施。此外，矿山开采过程中要注重环境保护，减少对周围环境的破坏和污染。
五、平硐开拓法的适用条件
平硐开拓法虽然具有诸多优点，但并非所有矿山都适用。其适用条件主要包括以下几个方面：
矿体赋存条件
平硐开拓法适用于矿体赋存较浅、水平或近水平的情况。当矿体埋藏较深或倾角较大时，平硐开拓法的成本和技术难度会增加，可能不适合采用。
地形地貌
地形地貌对平硐开拓法的应用也有一定影响。在山坡较平缓、地面条件较好的地区，平硐开拓法更容易实施。而在地形复杂、坡度较大的地区，可能需要采取其他开采方法。
交通运输条件
平硐开拓法需要建立完善的运输系统，将采出的矿石运出矿山。因此，矿山附近需要有良好的交通运输条件，如公路、铁路等，以便将矿石及时运往加工地点。
安全生产条件
安全生产是矿山开采的首要任务。平硐开拓法在实施过程中需要采取一系列安全措施，确保作业人员的安全。因此，矿山需要具备完善的安全生产管理体系和应急救援能力。
六、平硐开拓法的优缺点及改进措施
平硐开拓法具有掘进和运输作业简单、适应性强等优点，但也存在成本较高、受地形条件限制等缺点。为了充分发挥平硐开拓法的优势，提高其应用效果，可以采取以下改进措施：
引入先进技术和设备
通过引入先进的掘进设备和自动化技术，提高平硐巷道的掘进速度和效率，降低人工成本。同时，采用智能化监控系统对矿山进行实时监控和管理，确保安全生产。
优化开拓设计方案
根据矿山的实际情况，优化平硐开拓设计方案，合理确定巷道断面尺寸、支护方式等参数，降低工程成本。同时，充分考虑环境保护要求，减少对周围环境的破坏。
加强安全生产管理
建立健全安全生产管理体系，加强对作业人员的安全教育和培训，提高安全意识。制定严格的安全操作规程和应急预案，确保在紧急情况下能够及时有效地应对。
合理利用资源
在开采过程中，要注重资源的合理利用，避免浪费。对于品位较低的矿石，可以考虑进行选矿处理，提高资源的利用率。同时，加强废石和尾砂的综合利用，减少对环境的影响。
七、平硐开拓法的实际应用案例
为了更好地理解平硐开拓法及其适用条件，我们可以结合一些实际应用案例来进行分析。
案例一：某铜矿位于山区，矿体赋存较浅且近水平。考虑到地形条件和矿体赋存状况，矿山采用了平硐开拓法进行开采。通过合理设计平硐巷道和运输系统，实现了高效、安全的开采作业。
案例二：某铁矿位于平原地区，矿体埋藏较深且倾角较大。在这种情况下，如果采用平硐开拓法，将面临较大的技术难度和成本压力。因此，矿山选择了其他更适合的开采方法。
通过以上案例可以看出，平硐开拓法的应用需要根据矿山的实际情况进行具体分析。在满足适用条件的前提下，平硐开拓法可以发挥其优势，提高开采效率和安全性。
参考教材：
中南大学《地下采矿法》，黄仁东、高峰、胡建华
华北理工大学《地下矿山开采设计技术》 甘德清、孙光华、李占金 编著
