矿山开采之地下开拓方法详述

    立井开拓法立井井筒掘进技术要求高，井口设施和井筒装备复杂，速度慢，费用多，延深不方便。但当开采深度相同时，立井比斜井长度短,通风阻力小,管线短,受地质和水文地质影响较少。尤其在矿床埋藏深、表土厚、水文条件复杂、有流砂层和需用特殊凿井法施工时，立井开拓更为优越。中国地下采矿常用立井开拓法。根据主立井（见矿山井巷）与矿体（包括金属矿床和煤层）的相对位置，立井开拓法分顶板(上盘)、底板（下盘）和侧翼三类：
    顶板立井开拓法 主要用于倾斜和缓倾斜煤层或矿层。立井自地表下掘，穿过顶板岩层和矿床或煤层，用阶段石门将立井与矿床或煤层连通。根据开采水平的布置方式又分：①立井上山开拓法，各阶段均用上山开采，在阶段下部设开采水平；②立井上、下山开拓法，每两个阶段设一水平，每个水平都用上、下山开采（图1a）。适用于倾斜长度大、倾角较小的缓倾斜煤层。当井田倾斜长度较小，只适于分两个阶段时，可设一个水平,用上山、下山开采,称立井单水平开拓；③立井上山和上山、下山混合开拓法(图1b)，井田沿倾斜划分3或4个阶段，最下面的两个阶段设一个水平，用上、下山开采，其余是上山开采。适用于倾斜长度较大、倾角稍大的缓倾斜煤层。对于近水平煤层，煤层（组）相距较远，每层（组）有一定的储量，采用分煤层（组）建水平的开拓方法。　在倾斜和缓倾斜非煤矿体中,为避免留保安矿柱,较少应用穿过顶板岩层的顶板立井开拓方法。开拓急倾斜矿体时，如底板围岩地质条件差或地表不宜布置工业场地，采用不穿过矿体，井筒布置在陷落带以外的顶板立井开拓法。
    底板立井开拓法 主要用于非煤矿床开拓。主井布置在矿体崩落带以外的底板围岩中（图2），不需留井筒保安矿柱，随开采深度增加，下部石门逐渐增长。适用于埋藏较深的急倾斜矿体。　侧翼立井开拓法 主井布置在矿体侧翼，适用于走向长度短、侧翼建井条件好、偏角较小的矿床。
    斜井开拓法主要用于开拓倾斜和缓倾斜矿床，其在矿体中的阶段和开采水平布置与立井相似。斜井的倾斜角度受运输方式的限制。用矿车提升时，倾角不宜超过25°～30°；用萁斗提升时，可在25°～30°以上；用带式输送机提升时，一般不超过 17°。斜井沿矿体布置时，维护困难，需留护井矿柱或煤柱；矿体有起伏或破坏时，难以保证斜井井筒取直。因此，斜井开拓的主副井，一般布置在底板岩石中（图3）。　斜井开拓用于矿体埋藏不深、表土层不厚、水文地质条件简单、无流沙层的矿床。由于出现了大运量、长距离的带式输送机，可以实现井下全部巷道连续运输。
    斜坡道开拓法主要用于非煤矿山。20世纪60年代以来，不少地下矿山用斜坡道从地表通达矿体，作运人、运料、上下自行设备的辅助开拓巷道。以斜坡道作主要开拓巷道，用自卸汽车直接运矿石、矸石或废石的开拓方法，其经济效益尚不如井筒提升，故只有开采深度浅、规模不大的个别矿山应用。有螺旋式斜坡道（图4）和折返式斜坡道两种。　平硐开拓法利用水平巷道，从地表直接通达矿体的开拓方法，适用于山地或丘陵地区。平硐开拓时，主平硐担负运输、进风、排水、铺设管线等任务。在上部边界开掘回风平硐或回风井，以构成通风系统。根据地形和外运条件，平硐可开在顶板岩石、底板岩石或矿体中，垂直或斜交矿体走向，也可沿矿体或煤层走向开掘(图5)。煤层开拓中，当地形条件和井田范围合适时，可在主平硐标高建立开采水平，实行平硐上、下山开拓。如平硐水平以上的煤层垂高或斜长过大，可采用阶梯式多平硐开拓。平硐开拓比斜井和立井开拓经济，地面设施简单、排水和运输费用低、施工容易、进度快。　联合开拓法立井、斜井、平硐是三种基本开拓方法。在不少情况下，采用其中两种或三种形式，联合开拓一个井田。
    “斜井－立井”联合开拓法 主斜井装设带式输送机，提运能力大，生产可靠，用作运煤主井，副立井担负辅助提升和通风任务(图6)。　分区式“斜井－立井”联合开拓法 将井田划分为几个分区，每个分区开掘一对立井，作进出风和辅助提升。煤由主斜井运出。本法井巷工程量少，运煤系统简单；分区独立通风，通风效果好；分期建设，分期生产，初期投资少，建设工期短。国处一些特大型矿井采用这种方法。
    非煤矿山深部开采或矿体赋存条件变化时，常用立井、斜井或平硐与盲立井或盲斜井联合开拓法。图7为立井与盲立井联合开拓法，它可减少深部开采的石门长度。