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第Ⅰ篇 煤矿开采1

1煤矿地质知识及煤矿地质图1

1.1 地质作用、地壳的物质组成及地史的概念1

1.1.1 地质作用1

1.1.2 地壳的物质组成2

1.1.3 地史的概念2

1.2 煤的形成及煤系3

1.2.1 成煤条件4

1.2.2 煤的形成过程4

1.2.3 煤系的概念5

1.3 煤的性质及工业分类5

1.3.1 煤的性质5

1.3.2 煤的工业分类6

1.4 煤层的埋藏特征6

1.4.1 煤层赋存状态6

1.4.2 煤层顶底板岩石7

1.4.3 地质构造对煤层的影响7

1.4.4 影响开采工作的其他因素8

1.5 煤田地质勘探及矿井储量9

1.5.1 煤田地质勘探的任务9

1.5.2 煤田地质勘探工作的阶段划分9

1.5.3 矿井储量10

1.6 煤矿地质图10

1.6.1 地质图件绘制的特点10

1.6.2 地形图11

1.6.3 煤层等高线图14

1.6.4 煤矿常用的其他地质图件15

本章小结16

思考题16

2井田开拓的基本问题18

2.1 煤田划分为井田18

2.1.1 划分的原则18

2.1.2 井田境界的划分方法19

2.2 矿井生产能力和服务年限21

2.2.1 矿井生产能力21

2.2.2 矿井服务年限21

2.3 井田再划分22

2.3.1 井田划分为阶段22

2.3.2 井田划分为盘区23

2.3.3 井田分区域划分24

2.3.4 阶段内再划分25

2.4 井田内的开采顺序27

2.4.1 煤层沿倾斜的开采顺序28

2.4.2 煤层沿走向的开采顺序28

2.4.3 连续式开采的概念28

2.5 巷道分类29

2.5.1 垂直巷道29

2.5.2 水平巷道29

2.5.3 倾斜巷道30

2.6 开拓方式的概念及分类30

2.6.1 井田开拓方式分类30

2.6.2 确定井田开拓方式的原则31

2.7 井田开拓方式32

2.7.1 斜井开拓32

2.7.2 立井开拓36

2.7.3 平硐开拓37

2.7.4 综合开拓39

本章小结42

思考题42

3井田开拓中的几个主要问题43

3.1 井筒位置及数目的确定43

3.1.1 地面因素43

3.1.2 地下因素43

3.1.3 技术经济因素44

3.2 开采水平的确定45

3.2.1 采区下山开采45

3.2.2 开采水平的确定46

3.3 阶段大巷布置47

3.3.1 阶段运输大巷的运输方式47

3.3.2 阶段运输大巷的布置方式48

3.3.3 阶段运输大巷的位置49

3.3.4 阶段回风大巷布置50

3.4 井底车场50

3.4.1 井底车场的形式和特点51

3.4.2 井底车场形式的选择52

3.5 矿井开拓延深53

3.5.1 矿井延深的原则53

3.5.2 矿井延深方案的选择53

本章小结54

思考题55

4采煤方法56

4.1 基本概念56

4.1.1 采场和采煤工作面56

4.1.2 采煤工作56

4.1.3 采煤工艺56

4.1.4 采煤系统56

4.1.5 采煤方法56

4.2 采煤方法分类57

4.2.1 壁式体系采煤方法57

4.2.2 柱式体系采煤方法59

4.3 爆破采煤工艺60

4.3.1 爆破落煤60

4.3.2 装煤与运煤61

4.3.3 工作面支护和采空区处理62

4.4 普通机械化采煤工艺63

4.4.1 普采面单滚筒采煤机割煤方式63

4.4.2 普采面单体支架64

4.5 综合机械化采煤工艺66

4.5.1 综采面双滚筒采煤机割煤方式66

4.5.2 综采面液压支架的移架方式66

4.5.3 综采面工序配合方式67

4.6 放顶煤采煤法67

4.6.1 放顶煤采煤法的分类67

4.6.2 放顶煤工艺68

4.6.3 放顶煤采煤法的优点、适用条件及应注意的问题69

4.7 采煤方法的选择69

4.7.1 采煤方法选择的原则69

4.7.2 影响采煤方法选择的因素70

4.7.3 采煤方法发展方向71

本章小结73

思考题73

5矿井通风74

5.1 矿井通风的任务与矿井空气74

5.1.1 矿井通风的基本任务74

5.1.2 矿井空气74

5.2 矿井通风压力和通风阻力75

5.2.1 空气压力75

5.2.2 井巷通风阻力75

5.2.3 降低通风阻力的措施76

5.3 矿井通风动力76

5.3.1 自然通风76

5.3.2 机械通风76

5.4 矿井通风系统78

5.4.1 矿井主要通风机的工作方式78

5.4.2 矿井通风方式79

5.4.3 矿井反风81

5.4.4 矿井配风原则、方法和依据81

5.5 矿井总风量的计算82

5.5.1 生产矿井总进风量的计算82

5.5.2 新设计矿井风量的计算82

5.6 采区通风系统82

5.6.1 采区通风82

5.6.2 采煤工作面通风83

5.7 掘进通风方法84

5.8 矿井通风构筑物85

5.8.1 风门85

5.8.2 风墙86

5.8.3 风桥86

5.8.4 井口封闭装置86

本章小结87

思考题87

第Ⅱ篇 金属矿开采89

6矿产资源开发89

6.1 矿产资源定义与分类89

6.1.1 矿产资源定义89

6.1.2 矿产资源分类90

6.2 固态矿床力学及工业性质91

6.2.1 矿岩力学性质91

6.2.2 埋藏要素92

6.3 矿山生产能力、矿石损失率与贫化率94

6.3.1 矿山生产能力及矿山服务年限94

6.3.2 矿石损失率94

6.3.3 矿石贫化率94

6.4 矿产资源储量及矿床工业指标94

6.4.1 矿产资源储量94

6.4.2 矿床工业指标95

6.5 中国矿产资源概况97

6.5.1 中国矿产资源特点97

6.5.2 中国金属矿山面临的形势和未来发展趋势98

本章小结100

思考题100

7地质、成矿作用与地质构造101

7.1 地质作用101

7.1.1 内动力地质作用101

7.1.2 外动力地质作用101

7.2 成矿作用102

7.2.1 内生成矿作用102

7.2.2 外生成矿作用102

7.2.3 变质成矿作用102

7.3 地质构造102

7.3.1 褶皱构造103

7.3.2 断裂构造103

7.3.3 岩层产状103

7.4 矿山工程地质工作104

7.4.1 找矿104

7.4.2 矿床勘探104

7.4.3 生产勘探和地质管理105

7.4.4 地质调查106

7.4.5 地质灾害调查107

本章小结109

思考题109

8凿岩爆破110

8.1 凿岩110

8.1.1 凿岩机械110

8.1.2 凿岩方式110

8.2 爆破111

8.2.1 炸药爆炸的基本理论111

8.2.2 炸药的爆炸性能113

8.2.3 工业炸药114

8.2.4 起爆器材119

8.2.5 起爆方法123

8.2.6 装药工艺124

8.2.7 爆破方法与爆破设计125

8.2.8 矿山控制爆破127

本章小结130

思考题130

9井巷掘进131

9.1 水平巷道掘进131

9.1.1 凿岩爆破132

9.1.2 工作面通风133

9.1.3 岩石装运134

9.1.4 巷道支护135

9.1.5 岩巷掘进机135

9.2 竖井掘进136

9.2.1 竖井井筒结构136

9.2.2 竖井井筒装备137

9.2.3 竖井表土施工137

9.2.4 竖井基岩施工138

9.3 斜井掘进139

9.3.1 一般概念139

9.3.2 斜井掘进140

9.4 天井掘进141

9.4.1 普通掘进法141

9.4.2 吊罐掘进法141

9.4.3 爬罐掘进法142

9.4.4 深孔爆破成井法142

9.4.5 牙轮钻机钻进法143

本章小结143

思考题143

10矿床开拓145

10.1 开采单元划分及开采顺序145

10.1.1 开采单元划分145

10.1.2 开采顺序146

10.2 开采步骤和三级储量147

10.2.1 开采步骤147

10.2.2 三级储量148

10.2.3 开采步骤间的关系148

10.3 开拓方法148

10.3.1 单一开拓方法148

10.3.2 主要开拓巷道类型比较149

10.3.3 联合开拓法150

10.3.4 主要开拓巷道位置的确定151

10.4 井底车场152

10.4.1 竖井井底车场152

10.4.2 斜井井底车场153

本章小结153

思考题154

11矿山主要生产系统155

11.1 提升与运输155

11.1.1 矿井提升155

11.1.2 矿山运输156

11.2 通风157

11.2.1 有关规定157

11.2.2 矿井通风系统158

11.2.3 矿井通风方法158

11.2.4 矿井降温与防冻159

11.3 排水159

11.3.1 排水方式及系统160

11.3.2 排泥161

11.4 压气供应161

11.5 充填162

11.5.1 充填工艺162

11.5.2 充填材料162

11.5.3 基本参数163

11.5.4 充填料浆制备与输送系统165

11.5.5 工作面充填工艺166

本章小结167

思考题167

12采矿方法168

12.1 概述168

12.1.1 采矿方法分类及其特征168

12.1.2 影响采矿方法选择的主要因素168

12.2 空场采矿法169

12.2.1 房柱法169

12.2.2 留矿法170

12.2.3 分段凿岩阶段矿房法170

12.2.4 阶段凿岩阶段矿房法171

12.3 充填采矿法172

12.3.1 上向分层（或进路）充填法173

12.3.2 下向进路充填法173

12.3.3 嗣后充填采矿法174

12.3.4 充填采矿法矿柱回采175

12.4 崩落采矿法175

12.4.1 有底柱分段崩落法175

12.4.2 无底柱分段崩落法175

12.4.3 自然崩落法176

本章小结176

思考题176

13固体矿床露天开采基本概念177

13.1 概述177

13.2 常用名词术语178

13.3 露天开采的一般程序180

13.4 露天矿床开拓180

13.4.1 公路运输开拓180

13.4.2 铁路运输开拓181

13.4.3 联合开拓182

13.4.4 露天开采境界确定183

本章小结187

思考题187

14露天矿生产工艺过程188

14.1 穿孔爆破188

14.1.1 穿孔工作188

14.1.2 爆破工作190

14.2 采装191

14.2.1 单斗挖掘机192

14.2.2 大型轮式装载机和轮斗式挖掘机194

14.2.3 采掘工作面参数194

14.3 运输196

14.3.1 自卸汽车运输196

14.3.2 铁路运输197

14.3.3 胶带运输机运输198

14.4 排土198

14.4.1 排土场位置选择198

14.4.2 排土工艺199

14.5 排水200

14.5.1 自流排水200

14.5.2 机械排水200

本章小结201

思考题202

15饰面石材开采203

15.1 开采基本特点及矿床评价203

15.2 矿床开拓204

15.2.1 石材矿山采石程序特点204

15.2.2 开拓方法205

15.3 开采方法205

15.3.1 采石工艺205

15.3.2 采石方法206

本章小结207

思考题207

16特殊采矿法208

16.1 溶浸采矿208

16.1.1 地表堆浸法208

16.1.2 原地浸出法209

16.1.3 细菌化学采矿法210

16.2 海洋采矿211

16.2.1 浅海底资源开采211

16.2.2 深海底资源开采213

本章小结217

思考题217

17矿山安全与环境保护218

17.1 矿山安全技术218

17.1.1 防灾变设施与措施218

17.1.2 滑坡与泥石流防治220

17.1.3 尾矿库病害防治222

17.1.4 采空区处理222

17.2 矿山环境保护224

17.2.1 矿尘危害及其治理224

17.2.2 废气危害及其治理225

17.2.3 污水处理226

17.2.4 固体废料的综合利用228

17.2.5 环境再造230

本章小结230

思考题231

18矿业法律法规232

18.1 矿产资源所有权232

18.1.1 矿产资源所有权法律特征232

18.1.2 矿产资源所有权的内容233

18.1.3 矿产资源所有权的取得、实现与终止233

18.1.4 矿产资源所有权的保护234

18.2 矿业权235

18.2.1 矿业权基本概念235

18.2.2 探矿权236

18.2.3 采矿权237

18.3 办矿审批与关闭238

18.3.1 办矿审批238

18.3.2 关闭矿山239

18.4 税费管理240

18.4.1 资源税240

18.4.2 资源补偿费241

本章小结242

思考题242

19矿业经济243

19.1 矿产资源与矿业243

19.1.1 矿产资源243

19.1.2 矿业246

19.2 矿业经济学的起源与发展246

19.3 矿业经济学的概念及内容247

19.3.1 矿业经济的概念及内容247

19.3.2 经济学中几个基本的概念248

19.3.3 经济学的基本原理249

19.4 矿山企业的特点251

19.4.1 矿产资源的有限性和不可再生性252

19.4.2 矿产资源分布的不均衡性252

19.4.3 矿业投资的高风险性253

19.4.4 矿山企业经济效益的递减性253

19.4.5 矿业基建投资的持续性254

19.4.6 矿山作业场所的移动性带来的开采条件复杂性254

19.4.7 矿业工作和生活环境的艰苦性255

19.4.8 矿山生态环境的广泛破坏性255

19.4.9 矿山企业生产投入原料的特殊性255

19.4.10 矿业效益的后续性255

19.5 研究矿业经济的意义256

19.5.1 矿业在未来的重要地位256

19.5.2 矿业经济研究的意义258

19.6 矿业经济的研究方法259

19.6.1 局部均衡和一般均衡的方法260

19.6.2 静态分析、比较静态分析和动态分析260

19.6.3 边际分析260

本章小结261

思考题261

参考文献262

索引264