在矿山开采中,斜井开拓法是一种常用的开拓方式,它根据矿体的赋存条件、开采技术条件以及经济因素等多方面因素综合考虑,选择合理的开拓系统。本文将详细介绍斜井开拓法及其主要布置方案,包括脉内斜井开拓法和下盘斜井开拓法,并分别阐述它们的适用条件、优缺点,并结合实际案例进行分析。
一、斜井开拓法概述
斜井开拓法是指利用倾斜的井筒(斜井)作为矿山的主要开拓巷道,与地表和各个开采水平建立联系,形成完整的矿山生产系统。斜井开拓法具有灵活多变、适应性强等特点,特别适用于适用于赋存于地平面以下的缓倾斜或倾斜矿体,特别适用于开采埋藏不太深中小型矿体。
按斜井倾角与提升方式可分为:
●斜井倾角>30°时,一般采用箕斗或台车提升;
●当斜井倾角≤25°~30°时,用串车提升;
●斜井倾角<18°时,采用钢绳胶带运输机运送。
斜井开拓法的优点在于:井筒掘进技术简单,施工速度快;可利用自然坡度实现矿石的自溜运输,节省动力;便于利用斜井进行补充勘探,增加对矿体的了解;同时,斜井开拓法还有利于矿山的通风和排水。然而,斜井开拓法也存在一些缺点,如斜井井筒较长,维护成本较高;斜井提升系统复杂,对设备要求较高;在矿体倾角变化大时,斜井的布置和维护难度较大。
二、主要布置方案
脉内斜井开拓法
脉内斜井开拓法是将斜井直接布置在矿体内部,通常沿矿体的倾斜方向掘进。这种布置方案能够直接揭露矿体,便于采矿作业和矿石运输。脉内斜井开拓法适用于矿体厚度适中、面积较大、矿石价值较高的矿山。
(一)适用条件
脉内斜井开拓法是将斜井直接布置在矿体内部,通常靠近矿体的下盘,并沿矿体的倾斜方向延伸。这种方法主要适用于矿体厚度较小、面积较大、底板起伏不大的情况。此外,当下盘岩石不稳固,矿石较为稳固且价值不高时,脉内斜井开拓法也是一个较好的选择。同时,对于勘探程度不足但急需短期投产的矿床,该方法也具有一定的适用性。
(二)优缺点分析
脉内斜井开拓法的优点在于,由于斜井直接开在矿体内部,因此不需要开掘石门,从而减少了基建投资和基建时间,使得矿山能够更快地投产。此外,斜井在矿体内部还可以起到补充探矿的作用,有时还能副产部分矿石。然而,这种方法也存在一些缺点。首先,由于斜井位于矿体内部,必须留设保安矿柱,这在一定程度上降低了矿石的回收率。其次,当矿体底顶倾角起伏较大时,斜井的布置和稳定性会受到较大影响,可能影响到斜井的提升能力和提升安全。
下盘斜井开拓法
下盘斜井开拓法是将斜井布置在矿体的下盘围岩内,通过斜井井底车场和石门与阶段运输平巷相连接。这种布置方案适用于矿体厚度较小、面积较大、底板岩石较稳固的矿山。
(一)适用条件
下盘斜井开拓法则是将斜井布置在矿体的下盘围岩内,通过斜井井底车场和石门与阶段运输平巷相连接。这种方法通常适用于矿体厚度较大、面积较广、底板起伏较大的情况。此外,当矿石价值较高,需要确保开采安全时,下盘斜井开拓法也是一个较好的选择。
(二)优缺点分析
下盘斜井开拓法的优点在于,斜井布置在矿体下盘的稳定围岩中,有利于斜井的维护和管理,同时也能更好地保证矿山生产的安全。此外,由于斜井与矿体之间保持一定的距离,可以减少矿体开采对斜井的影响。然而,这种方法也存在一些缺点。首先,由于需要开掘石门等工程,基建投资和基建时间可能会相对较长。其次,当矿体走向或倾向发生变化时,斜井的布置和角度调整可能会更加复杂。
三、实际案例分析
(一)案例一:某铁矿脉内斜井开拓法应用
某铁矿体呈层状分布,厚度较小但面积较大。矿山采用脉内斜井开拓法,将斜井直接布置在矿体内部。由于矿体底板较为平稳,斜井的布置较为简单且稳定。矿山投产后,利用斜井进行矿石运输和人员上下,生产效率较高。同时,由于斜井位于矿体内部,还起到了一定的补充探矿作用。然而,由于必须留设保安矿柱,矿石回收率受到一定影响。
(二)案例二:某金矿下盘斜井开拓法应用
某金矿体呈脉状分布,矿石价值较高且需要确保开采安全。矿山采用下盘斜井开拓法,将斜井布置在矿体下盘的稳定围岩中。通过斜井井底车场和石门与阶段运输平巷相连接,实现了矿山的高效运输和生产。由于斜井布置在稳定围岩中,维护和管理较为方便,同时也确保了矿山生产的安全。然而,由于需要开掘石门等工程,基建投资和基建时间相对较长。
(三)案例三:某铜矿混合开拓法应用
某铜矿体形态复杂,既有层状分布也有脉状分布。矿山根据实际情况采用了混合开拓法,即同时使用了脉内斜井开拓法和下盘斜井开拓法。在矿体较为集中且厚度较小的区域采用脉内斜井开拓法,而在矿体分散或厚度较大的区域采用下盘斜井开拓法。通过混合使用这两种方法,矿山实现了对不同形态矿体的有效开采和运输。然而,这也增加了矿山开拓的复杂性和管理难度。
四、总结
斜井开拓法作为矿山开采中的重要开拓方式,具有广泛的应用前景。脉内斜井开拓法和下盘斜井开拓法作为其主要布置方案,各有其适用条件和优缺点。在实际应用中,应根据矿山的实际情况和开采需求,选择合理的开拓方案,以实现矿山的安全、高效、经济生产。
在未来的矿山开采中,随着技术的不断进步和矿山条件的日益复杂,斜井开拓法及其布置方案将面临更多的挑战和机遇。因此,我们需要继续深入研究和探索新的开拓方法和技术,以适应矿山生产的不断变化和发展需求。同时,我们还需要注重提高矿山的开采效率、降低生产成本、保护生态环境等方面的工作,以实现矿山的可持续发展。
通过对文中知识的深入学习和对实际案例的分析,我们可以更加清晰地认识到斜井开拓法及其布置方案在矿山开采中的重要作用。在未来的矿山开采中,我们应继续探索和创新,不断完善斜井开拓法及其布置方案,为矿山的可持续发展贡献力量。