平硐开拓法详解——黑金刚播报
发布时间：
2025-06-17
定义与分类
平硐开拓法，从定义来讲，是一种从地表掘进水平巷道通达矿体的开拓方法。在矿山开采领域，这一方法应用广泛，为众多矿山的资源开发提供了重要途径。
（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙 ）
平硐根据其功能和作用，主要分为主平硐和阶段平硐。主平硐在整个矿井系统中扮演着核心角色，它承担着为整个矿井运矿的重任，是矿石从井下运往地面的关键通道。阶段平硐则分布在各个阶段，并且直接通地表。其用途更为多样，不仅用于运输矿石，还能运输废石，为人员的进出、材料和设备的运输提供便利。在一些规模较大的矿山，阶段平硐会被合理规划，不同的阶段平硐负责不同区域或不同类型的运输任务，确保矿山生产的高效进行。
（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙）
（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙）
适用条件
平硐开拓法有着特定的适用条件，其中最为关键的一点是当矿体（或其大部分）赋存在地平面以上时，这种方法具有显著的优势和可行性。
从地理条件来看，山区或丘陵地带是较为理想的应用场景。在这些地区，山体的自然地形为平硐的掘进提供了便利条件。以我国西南地区的一些矿山为例，那里山峦起伏，矿体常常出露于山坡。在这种情况下，从地表掘进平硐通达矿体就变得相对容易，不仅可以减少开拓的难度，还能降低成本。在四川的某矿山，由于矿体位于地平面以上的山坡，采用平硐开拓法，施工团队沿着山坡掘进平硐，很快就通达了矿体，大大缩短了开拓时间，提高了开采效率。
从地质条件分析，矿体的稳定性和围岩的性质也对平硐开拓法的应用有着重要影响。矿体赋存稳定是一个重要前提，这意味着在掘进平硐和后续开采过程中，矿体不会出现大规模的坍塌或变形，能够保证施工和生产的安全。围岩的稳定性同样不容忽视，稳定的围岩可以为平硐提供良好的支撑，减少支护成本和安全风险。比如在一些金属矿山，矿体周围的岩石硬度较高，稳定性好，采用平硐开拓法时，平硐的维护成本较低，能够长期稳定运行。
优势
平硐开拓法在矿山开采中展现出诸多显著优势，使其成为一种备受青睐的开拓方式。
充分利用矿石的自重溜放是其一大突出优势。在平硐开拓系统中，矿石从采场采出后，可借助自身重力沿溜井或溜槽下滑至平硐水平，再通过运输设备运出硐外。这种方式极大地节省了运输能耗，降低了运输成本。以紫金山金矿为例，该矿采用溜井 - 平硐联合运输方式，利用地势相对高差大的特点，让矿石依靠自重溜放，每年在运输方面节省了大量的能源和资金。据统计，通过这种方式，每吨矿石的运输成本降低了数元，对于年产量巨大的紫金山金矿来说，这是一笔相当可观的费用 。
通风排水便利也是平硐开拓法的重要优势。由于平硐直接与地表相通，新鲜空气能够自然地进入井下，为井下作业人员提供充足的氧气，同时有效地排出井下产生的有害气体和粉尘，改善了井下的作业环境，保障了工人的身体健康。在排水方面，井下涌水可以借助重力自流至平硐，然后排出地表，无需复杂的排水设备和高昂的排水能耗。在一些矿山，采用平硐开拓法后，通风和排水系统的运行成本大幅降低，同时也提高了系统的可靠性和稳定性。
多阶段出矿使得矿山开采效率大幅提升。不同阶段的矿石可以同时进行开采和运输，互不干扰，能够充分发挥矿山的生产能力。以某大型金属矿山为例，该矿采用平硐开拓法，设置了多个阶段平硐，每个阶段都可以独立进行采矿作业。在高峰期，多个阶段同时出矿，矿石产量大幅提高，矿山的经济效益得到了显著提升。
施工简单易行、进程速度快也是平硐开拓法的显著特点。相比于其他开拓方法，如竖井开拓需要进行深部挖掘和复杂的支护工作，斜井开拓需要精确控制坡度和方向，平硐开拓在施工过程中相对简单，对施工技术和设备的要求相对较低。这使得平硐开拓的施工周期较短，能够快速投入生产，为矿山企业节省了时间成本，使其能够更快地获取经济效益。在一些小型矿山，采用平硐开拓法，从开始施工到正式投产，仅用了较短的时间，迅速实现了资源的开发和利用。
投资省成本低是平硐开拓法的核心优势之一。由于施工简单、进程速度快，减少了施工过程中的人力、物力和时间投入，从而降低了基建投资。在运营过程中，利用矿石自重溜放和通风排水便利等特点，又进一步降低了运输、通风和排水等方面的成本。与竖井开拓相比，平硐开拓的基建投资可节省 30% - 50%，运营成本也有显著降低 。在一些经济条件相对落后的地区，平硐开拓法因其投资省成本低的优势，成为了当地矿山开发的首选方法，有力地推动了当地经济的发展 。
管理方便是平硐开拓法的另一大优势。平硐与地表直接相通，便于人员、设备和材料的进出，也便于对井下生产情况进行监控和管理。管理人员可以更方便地了解井下的生产进度、安全状况等信息，及时做出决策和调整，提高了矿山管理的效率和准确性。在一些现代化矿山，通过在平硐设置监控中心，利用先进的信息技术和监控设备，实现了对井下生产的实时监控和远程管理，进一步提升了管理的便捷性和高效性。
短板
平硐开拓法虽有众多优势，但也存在一些短板，其中平硐过长导致基建时间过长是较为突出的问题。
当矿体规模较大，且走向较长时，为了通达矿体的各个部位，平硐的长度不得不相应增加。在一些大型矿山，平硐长度可能达到数千米甚至更长。随着平硐长度的增加，掘进工程的难度和复杂性也会大幅提高。长距离的掘进需要克服更多的地质条件变化，如岩石的硬度变化、地下水的涌出等问题。在掘进过程中，遇到坚硬的岩石层时，掘进速度会明显减慢，需要耗费更多的时间和资源来进行破岩作业。
长距离的平硐掘进还会面临通风、排水和运输等方面的挑战。通风方面，随着平硐的延长，新鲜空气的输送和有害气体的排出变得更加困难，需要增加通风设备和优化通风系统来确保井下作业环境的安全。排水方面，长距离的平硐使得涌水的排出难度增大，需要设置更多的排水设施和建立更完善的排水系统。在运输方面，长距离的平硐会增加运输成本和运输时间，影响矿石的运输效率。
为应对平硐过长带来的基建时间过长问题，可以采取一系列策略和方法。在规划设计阶段，需要进行详细的地质勘探和矿体赋存情况分析，尽可能优化平硐的线路设计，减少不必要的长度。通过先进的地质勘探技术，如三维地震勘探、地质雷达等，精确掌握矿体的走向、形态和地质构造，从而设计出最短、最合理的平硐线路。
采用先进的掘进技术和设备也是缩短基建时间的关键。例如，使用大型盾构机进行平硐掘进，相比传统的爆破掘进方式，盾构机具有掘进速度快、施工安全、对周围岩体扰动小等优点。在一些大型隧道工程中，盾构机的应用大大提高了掘进效率，缩短了施工周期。在平硐开拓中引入盾构机等先进设备，有望显著缩短平硐的掘进时间。
合理组织施工，采用分段掘进、多头并进的施工方式，可以加快平硐的建设进度。将平硐划分为若干个施工段，同时在多个施工段进行掘进作业，各个施工段之间相互协作、相互配合，形成高效的施工流程。在一些大型矿山的平硐建设中，通过采用分段掘进、多头并进的方式，使平硐的建设速度大幅提高，基建时间明显缩短。
类型
垂直矿体走向下盘平硐开拓法
垂直矿体走向下盘平硐开拓法，是一种从矿体的下盘掘进平硐穿过矿脉开拓矿床的方法。这种方法有着明确的适用条件，当矿脉和山坡的倾斜方向相反时，它便能发挥出独特的优势。
（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙）
在实际应用中，有诸多成功案例。例如某矿山，其矿脉呈现出与山坡倾斜方向相反的态势。该矿在 598 水平开掘主平硐，各阶段采下的矿石通过主溜井溜放至主平硐水平，再巧妙地利用电机车将矿石运出硐外。为了确保人员、设备、材料能够顺利抵达上部各阶段，该矿还专门设置了辅助竖井。为进一步改善通风、人行以及运出废石的条件，在 758 和 678 水平分别设置了辅助平硐通达地表 。通过这种精心的布局和设计，该矿山的开采工作得以高效、安全地进行，充分展现了垂直矿体走向下盘平硐开拓法在特定条件下的可行性和优越性 。
垂直矿体走向上盘平硐开拓法
垂直矿体走向上盘平硐开拓法，是从矿体的上盘掘进平硐穿过矿脉来开拓矿床。当矿脉和山坡的倾斜方向相同时，这种方法就成为了一种合理的选择。
（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙）
以某矿山为例，该矿存在急倾斜矿脉，且矿脉与山坡的倾斜方向一致。在开采过程中，各阶段平硐穿过矿脉后，沿着矿脉掘进沿脉巷道。各阶段采下的矿石，经溜井溜放至主平硐水平，随后由主平硐将矿石运出地表。同时，为了保障人员、设备和材料能够顺利到达各个阶段，该矿设置了辅助竖井。这种开拓方法使得该矿山能够充分利用地形条件，高效地进行矿石开采，满足了生产需求，提高了矿山的经济效益。
沿矿体走向平硐开拓法
沿矿体走向平硐开拓法，是从矿体的侧翼掘进平硐穿过矿脉开拓矿床。当矿脉侧翼沿山坡露出时，平硐便可以沿矿脉走向掘进，从而形成沿矿体走向平硐开拓的布局。
（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙）
在具体实施中，平硐的位置选择至关重要。一般情况下，平硐设在脉内，但当矿脉厚度大且矿石不够稳固时，为了确保平硐的稳定性和安全性，平硐会设在下盘岩石中。在某矿山的开采实践中，I 阶段采下的矿石经溜井溜放至 Ⅱ 阶段，再由主溜井溜放至主平硐水平。Ⅱ、Ⅲ、IV 阶段采下的矿石同样经主溜井溜放至平硐水平，并由主平硐运出地表，从而形成了一套完整、高效的运输系统。为了满足人员、设备和材料的运输需求，该矿还设置了辅助盲井 。这种开拓方法充分利用了矿体侧翼沿山坡露出的特点，实现了矿石的高效开采和运输，为矿山的持续发展奠定了坚实基础 。
小结
平硐开拓法作为一种重要的矿山开拓方法，在矿体赋存条件适宜的情况下，展现出诸多优势，如利用矿石自重溜放、通风排水便利、施工简单、投资省成本低等。但它也存在平硐过长时基建时间过长的短板。在实际应用中，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等不同类型，各有其适用条件和特点。
注：文章部分内容参考了 慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙 的课件
上一页
下一页
聚焦热点
