第三章 · 开采单元、步骤与储量

第一节 矿床开采单元

对应第一份课件第1至3页和第6至8页

矿田与井田

矿田是划归一个矿山企业开采的全部矿床或部分矿床。井田是划归一组矿井或坑口开采的全部矿床或其中一部分。矿田有时等于井田，有时由数个井田组成。划分的依据首先是服务企业或矿井的开采范围。

阶段与矿块

开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿体时，在井田中按一定的垂直距离，掘进一条或几条与走向一致的主要运输巷道，将井田在垂直方向划分为矿段，这种矿段称为阶段。

阶段高度为上下两个相邻阶段运输巷道底板之间的垂直距离；阶段斜长为上下相邻阶段运输巷道沿矿体倾斜方向的距离，二者不能混用。

在阶段中沿走向每隔一定距离掘进天井，连通上下两个相邻运输巷道，可将阶段进一步划分为独立回采单元，即矿块。

课件给出的矿块布置倾向为：矿体厚度小于10至15 m时，沿矿体走向布置；厚度大于10至15 m时，垂直矿体走向布置。这里的10至15 m是课件采用的分界范围。

盘区与采区

开采水平和微倾斜矿体时，用盘区运输巷道将井田划分成长方形矿段，称为盘区。在盘区中沿走向按一定间距掘进采区巷道，连通相邻盘区运输巷道，将盘区再分成独立回采单元，称为采区。

开采条件	较大单元	独立回采单元	主要划分工程
缓倾斜 倾斜 急倾斜矿体	阶段	矿块	阶段运输巷道 天井
水平 微倾斜矿体	盘区	采区	盘区运输巷道 采区巷道

第一节 阶段高度的选择

对应第一份课件第4至5页

影响阶段高度的因素

阶段高度既影响开拓和采准工程量，也影响矿量准备、矿柱回采和生产接续。课件列出以下因素：

• 矿体倾角、厚度及沿走向长度。

• 矿石和围岩的物理力学性质。

• 所采用的开拓方法和采矿方法。

• 阶段开拓、采准、切割和回采所需时间。

• 阶段矿柱的回采条件。

• 每吨矿石分摊的基建开拓和采准费用。

• 每吨矿石分摊的提升、排水及回采费用。

• 地质勘探、生产探矿的要求，以及矿床勘探类型和矿体形态变化。

经济与接续两方面的要求

一是阶段基建费与经营费分摊到每吨备采储量上的数额应尽量小；二是本阶段矿量的可开采时间应足以保证下一阶段的开拓和采准工作完成。课件用下式表示满足接续要求的最小阶段高度：

符号	含义及使用时注意的量纲
A	矿山年生产能力；与准备时间t采用一致的时间基准。
ϖ	开拓和采准超前系数。
t	下一阶段开拓和采准的准备时间。
ρ	矿石贫化率；代入1 − ρ时用小数。
S	矿床水平面积。
γ	矿石体积质量。
η	矿石回采率；计算时用小数。

课件所列阶段高度范围

矿体或实例	阶段高度
缓倾斜矿体	一般20至30 m
倾斜及急倾斜矿体	一般40至60 m
部分矿山实例	已达到120 m 课件举例为梅山铁矿和罗河铁矿

这些数值及增大趋势为课件的教学口径，不能脱离具体矿山条件直接套用。

第二节 阶段及矿块的开采顺序

对应第二份课件第1至7页

井田中阶段的开采顺序

项目	上行式	下行式
推进方向	先下部 后上部 由下向上逐阶段开采	先上部 后下部 由上向下逐阶段开采
优点	计划性强 巷道维护费低 安全性高	节省初期投资 基建时间短 投产早
缺点	投产慢 矿井基建时间长	巷道维护费用高
选择条件	课件列出上部水文地质条件复杂 采用充填采矿法 露天转地下开采等情况	课件指出一般多采用下行式

阶段内矿块的开采顺序

方式	推进过程	优缺点
前进式	阶段运输巷道掘进一定距离后 从靠近主要开拓井巷的矿块开始 向井田边界推进	基建时间短 投产快 但巷道维护费用高
后退式	阶段运输巷道先掘进至井田边界 从边界矿块开始 向主要开拓井巷方向推进	巷道维护费用低 但基建时间长 投产慢
混合式	初期采用前进式 待阶段运输平巷掘完后 改为后退式	兼用两种顺序的优点 但生产管理较复杂

单翼双翼和侧翼回采

前进式和后退式均可按井田与开拓井巷的空间布置，组织双翼、单翼或侧翼回采。双翼回采从主要开拓井巷两侧组织工作，能形成较长回采工作线，同时回采矿块数多，有利于缩短阶段回采期，课件指出其使用最广。单翼和侧翼形式对应一侧推进的布置。

矿块顺序的选择

一般采用后退式。矿床埋藏条件简单、矿岩稳固，且要求加快投产时，才考虑前进式。比较时要同时说明基建时间、投产速度、巷道维护和生产管理，不能只用“投产快”判断方案好坏。

第二节 矿体之间的开采顺序

对应第二份课件第8至9页

当一个矿床有多个彼此相距很近的矿体时，开采其中一个可能影响邻近矿体。合理确定先后顺序关系到生产安全和资源回收。课件按矿体倾角与围岩移动角之间的关系说明两种情况。

条件	开采顺序及考虑因素
矿体倾角小于或等于围岩移动角	采用从上盘向下盘推进的顺序。按课件所述 先采上盘矿体时 其采空区的下盘围岩不发生移动 因而不影响下盘矿体开采
矿体倾角大于围岩移动角 且矿体距离很近	无论先采哪个矿体 均可能因采空区围岩移动而相互影响。应结合夹石层厚度 矿石及围岩稳固性 所选采矿方法与技术措施确定

同一井田内的矿体可能品位不均、厚薄不一、规模不同、开采难易不同。应贯彻贫富兼采、薄厚兼采、难易兼采原则，避免破坏合理顺序并造成资源损失。

第三节 矿床开采步骤

本页及后续内容对应第三份课件

铀及金属矿床地下开采分为开拓、采准、切割、回采四个步骤。它们按生产准备逐步深入：建立矿井系统，形成回采单元，创造初始回采空间，再进行大量采矿。

步骤	直接任务	后续工作获得的条件
开拓	从地表到矿体建立完整联系和生产系统	人员物资进入 矿石废石及矿坑水等排出
采准	将阶段划为矿块 并掘进采准巷道	行人 凿岩 放矿 通风等条件
切割	开辟自由面和补偿空间	大量回采开始所需的空间
回采	落矿 运搬 地压管理 铀矿还包括放射性物探	将矿石采出 并管理采场与围岩

第三节 矿床开拓

对应第三份课件第2至5页

开拓的定义与目的

矿床开拓是从地面掘进一系列巷道通达矿体，使地表与地下形成完整的生产联系。其目的是把人员、材料、设备、动力和新鲜空气送入地下，同时把矿石、废石、矿坑水和污浊空气送至地面。

生产系统和安全避险系统

课件把提升、运输、通风、排水、供水、供电、压风、充填俗称为八大系统，并列出开拓系统、斜坡道、阶段运输巷道、井下水泵房、变电站和充填站等实例。

此外，课件列出的安全避险“六大系统”为：监测监控、井下人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救、通信联络。它们与矿石提升运输等生产系统功能不同。

开拓巷道及其分类

为达到开拓目的而掘进的巷道称为开拓巷道。主要工程包括井筒（竖井、斜井）、平硐、石门、井底车场、井下硐室、阶段运输巷道、主溜井和充填井等。

类别	作用	课件所列实例
主要开拓巷道	主要承担矿石提升和运输	主井 主平硐 主斜坡道等
辅助开拓巷道	承担人员材料设备废石等辅助提升运输 以及通风 排水 充填等作用	石门 主充填井 井底车场 主要运输巷道等

课件强调地下矿山应保证至少两个安全出口，人员进出和上下方便，并有完好的人行设备。这里保留其教学表述。

开拓与采准的区别

开拓首先服务于井田及矿井生产系统；采准是在已开拓范围内为具体矿块准备回采条件。区分一条巷道属于哪类工程，应结合其服务范围和用途，而不能仅凭巷道名称。

第三节 矿块采准及其衡量指标

对应第三份课件第6至8页

采准的定义任务和手段

在已经开拓完毕的矿床中掘进采准巷道，将阶段划分成作为独立回采单元的矿块，并在矿块内创造行人、凿岩、放矿和通风等条件，称为采准。

采准工作有两个任务：一是进一步划分矿块；二是为后续回采创造条件。它通过掘进人行巷道、通风天井、联络道等一系列工程实现。

采准系数

课件将采准系数K₁定义为每一千吨采出矿石量所需掘进的采准和切割巷道米数，并给出下式：

ΣL为一个矿块中采准及切割巷道的总长度，单位m；T为矿块采出矿石量。

单位校核：原课件把T的单位标为t，但“每千吨”的定义对应m/kt。若T以t计，应换算为：

若T已经以kt计，直接使用ΣL/T即可。计算结果必须同时注明单位。

采准工作比重

采准工作比重K₂为矿块采准、切割巷道采出的矿石量T′，与该矿块采出矿石总量T的比值。

指标	比较的量	表达形式
采准系数K₁	巷道长度与采出矿量	长度指标 常用m/kt
采准工作比重K₂	采准切割采出矿量与矿块总采出矿量	矿量比值 用%表示

两者都用于衡量采准工作，但比较对象不同，不能把巷道米数和采准出矿量混入同一个分子。

第三节 切割与回采

对应第三份课件第9至13页

切割及切采

切割是在已经采准完毕的矿块内，为大规模回采开辟自由面和补偿空间。课件列出拉底巷道、切割天井和漏斗颈等工程。

在拉底巷道及切割天井完成后，将拉底巷道扩大至矿体上下盘边界，称为拉底；将漏斗颈扩大成漏斗形状，称为劈漏。这些切采工作为后续大量采矿创造爆破及放矿条件。

回采的基本作业

切割完成后可进行大量采矿，称为回采。有时切割与大量采矿同时进行。回采主要包括落矿、运搬和地压管理；铀矿山还包括放射性物探。

作业	主要内容
落矿	以切割空间作为爆破自由面 用凿岩爆破方法崩落矿石。基本顺序为凿岩 装药 爆破
矿石运搬	在矿块或采场内 将崩落矿石送至运输巷道并装入矿车。课件举例为铲运机运搬和电耙运搬
地压管理	采空区形成后 矿柱及上下盘围岩可能变形 破坏或崩落。管理措施包括撬毛 支护 充填及崩落围岩等
放射性物探	物探编录 围壁探矿 切割找边等 用于圈定边界并指导回采

运搬与运输的范围不同：运搬限于矿块或采场内；采场以外的矿石移动，课件称为运输。

铀矿山回采的特殊性

第一，回采始终依靠放射性物探，测量矿山中的矿石、废石及矿石品位，圈定矿体和围岩边界，指导落矿、运搬与地压管理。放射性物探属于其主要生产工艺之一。

第二，铀作为稀有金属，回采时应尽量降低贫化与损失。第三，要加强通风、洒水和个人防护，降低工作面氡及其子体浓度，减少放射性污染。

第四节 三级储量的划分与保有期

对应第四份课件第1至3页

三级储量的含义

把生产矿量按开采准备程度划分为开拓矿量、采准矿量和备采矿量三级，称为三级储量。这里衡量的是开采准备程度，不是按矿石品位或地质勘探程度另作分类。

级别	圈定标准	准备程度
开拓储量	设计规定的开拓系统井巷已完成 形成完整的提升 运输 通风 排水系统 并完成采准以前应进行的生产探矿工程	在上述工程控制范围内的储量
采准储量	在开拓储量基础上 全部完成采矿方法规定的采准巷道工程	为矿块回采进一步准备
备采储量	在采准储量基础上 全部完成采矿方法规定的切割工程	可以立即进行回采

划分三级储量的意义

三级储量是考核“采掘并举、掘进先行”的主要指标，也是判断矿山是否具备投产或达产条件、检查采掘进度计划是否合理，以及保证持续均衡生产的重要依据。

准备程度逐级提高。按上述定义，备采矿量来自已完成切割的采准矿量，采准矿量来自已完成采准的开拓矿量。统计时应明确范围，不能不加区分地将三级数字相加作为总量。

课件所列生产保有期限

三级储量	铀及有色矿山	黄金矿山	黑色矿山
开拓储量	3年	2至3年	3至5年
采准储量	1年左右	8至12个月	1.5至2年
备采储量	6个月左右	6个月左右	6至12个月

本表按课件数值整理，用于理解生产矿量接续。不同矿种各级矿量的准备周期和保有期并不相同。

第四节 三级储量的计算

对应第四份课件第4至5页

课件按生产保有期计算三级储量。开拓、采准和备采矿量采用相同形式；关键是统一年产量与保有期的时间单位，并把百分率化为可运算的小数。

开拓储量与采准储量

备采储量

上式适用于tB已换算为年的情况。原课件把tB单位列为月，而A为年产量，因此直接以月数代入时，需要写为：

符号	含义与单位
A	矿井年产量 t/a
tk	开拓储量保有期限 a
tz	采准储量保有期限 a
tB	备采储量保有期限 原课件列为月 计算时应统一时间基准
r	废石混入率 代入1 − r时用小数
K	矿石回收率 采出的纯矿石量与工业储量之比 计算时用小数
Qk Qz QB	相应准备级别的储量 量纲与年产量中的矿量单位一致

计算时应核对的口径

时间：A用t/a时，6个月应换为0.5 a；若保留月数，应在公式中除以12。比例：r与K均按其各自定义代入；本节的废石混入率r不要与阶段高度公式中的贫化率ρ混同。矿量：采出总矿量、采出纯矿石量和工业储量是不同统计对象。

本章重点对照与原课件索引

对应四份课件共35页

关键概念对照

概念组	应把握的区别
矿田与井田	分别以矿山企业和一组矿井或坑口的开采范围为依据
阶段与盘区	阶段用于缓倾斜至急倾斜矿体的垂直划分 盘区用于水平或微倾斜矿体
矿块与采区	分别是阶段和盘区内进一步划分的独立回采单元
阶段高度与阶段斜长	一个为垂直距离 一个为沿矿体倾斜方向的距离
上行与下行	比较上下阶段的先后开采 次序分别为由下向上和由上向下
前进与后退	比较同一阶段中矿块的推进方向 分别为由井巷向边界和由边界向井巷
采准与切割	采准准备矿块作业条件 切割创造自由面和补偿空间
采准系数与采准工作比重	一个是巷道长度与矿量的关系 一个是采准切割出矿量占总出矿量的比例
运搬与运输	课件以采场范围内外区分
三级储量	按开采准备程度依次区分开拓 采准和备采

原课件定位

节次	课件主题	原页数
第一节	矿床开采单元	8页
第二节	矿床的开采顺序	9页
第三节	矿床开采步骤	13页
第四节	三级储量	5页

阶段高度及其公式见第一节；阶段、矿块和矿体间的顺序见第二节；开拓、采准、切割、回采及K₁、K₂见第三节；三级矿量、保有期和计算公式见第四节。