2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 1
第一节 第二节 第三节
开
采
强
度
和
生
产
能
力
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 2
本章基本内容
主要介绍矿床回采单元划分方法,
确定回采顺序和开采步骤，确定开采强
度及矿井生产能力和三级矿量计算方
法。
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 3
矿床的开采强度、开采系数及矿井生产能力
的计算方法。
重 点
1、熟悉矿田、井田、阶段、矿块、盘区、采区的概念。
2、掌握阶段的确定方法和影响因素。
3、掌握矿床的开采顺序和步骤。
3、熟悉三级矿量的概念与计算方法。
4、掌握矿床的开采强度和开采系数的概念与计算方法。
5、掌握矿井生产能力的计算方法。
难 点
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 4
※ 井田的划分及其范围, 应根据国民经济的需要, 矿床
的自然条件以及技术经济的合理性综合分析来确定 。
一、矿田和井田
1 矿田：指划归一个矿山企业开采的全部矿床或矿床的
一部分。
2 井田：指在一个矿山企业中，划归一个矿井 (坑口 )开
采的全部矿床或矿床的一部分。
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 5
⒈ 阶段
在开采缓倾斜, 倾斜和急倾斜矿床时, 在井田中每
隔一定的 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 垂直方向上 划分为若干矿段 。
二、阶段和矿块
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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⑴ 阶段高度,
上下两个相邻阶段
运输巷道底板之间
的垂直距离
(图中的 h)。
阶段和矿块的划分
Ⅰ — 已采完阶段； Ⅱ — 正开采阶段； Ⅲ — 开拓、采准阶段；
Ⅳ — 开拓阶段 H— 矿体垂直埋藏深度； h— 阶段高度
L — 矿体走向长度 1— 主井； 2— 石门； 3— 天井
4— 排风井； 5— 阶段运输平巷； 6— 矿块
⑵ 影响阶段高度的因素,
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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⒉ 矿块
矿块：指在阶段中沿
走向每隔一定距离将矿
体再划分为独立的开采
单元 (图中 6)。
⑶ 阶段高度的确定。
阶段的合理高度应符合下列条件,
① 吨备采矿量分摊的基建费和经营费最小；
② 能及时准备新阶段；
③ 作业的安全性高；
④ 与采用的采矿方法相适应；
⑤ 兼顾原有探矿巷道的利用 。
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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⒈ 盘区
在开采水平和微倾斜矿床时, 如果矿床的厚度不超过
允许的阶段高度, 则在井田内不再划分阶段 。 每隔一定
距离用运输巷道划分井田的开采范围, 如图所示 。
盘区和采区划分
Ⅰ — 开拓盘区； Ⅱ — 采准盘
区； Ⅲ — 回采盘区 1— 主井；
2— 副井； 3— 主要运输巷道；
4— 盘区运输道； 5— 采区运输
巷道； 6— 采区； 7— 切割巷道
三、盘区和采区
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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下行式的开采顺序：是
由上而下逐个阶段 (或几个
阶段 )开采 。
上行式则相反 。
⑴ 前进式开采
⑵ 后退式开采
⑶ 混合式开采
四、矿床的开采顺序
⒈ 井田中阶段的开采顺序
⒉ 阶段中矿块的开采顺序
按开采工作相对于主要开拓巷道 (主井、主平硐 )的推
进方向，阶段中矿块的开采顺序可分为三种,
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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※ 双翼开采 (图 a)
※ 单翼开采 (图 b)
※ 侧翼开采 (图 c)
阶段中矿块的开采顺序
Ⅰ — 前进式开采； Ⅱ — 后退式开采；
⒊ 相邻矿体的开采顺序
⑴ 矿体倾角小于或等干围岩的移动角时，应从上盘向下
盘开采 (图 a)。
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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⑵ 矿体倾角大于围岩移动角, 两矿体相距很近时, 无论
先采那个矿体, 都因采空区围岩移动而相互影响 (图 c)。
相邻矿体的开采顺序
a, b— 矿体倾角小于或等于岩石移动角；
c— 矿体倾角大于岩石移动角
α— 矿体倾角； β— 上盘岩石移动角； γ— 下盘岩石移动角
Ⅰ, Ⅱ — 相邻两条矿脉
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 12
从地面掘进一系列巷道通达
矿体，使地面与地下形成完整的
提升, 运输, 通风, 排水 以及 动
力供应 等系统，以便把人员、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、污浊空气等送到地面。
一、矿床开采步骤
可分为 开拓, 采准, 切割 和 回采 四个步骤。
⒈ 矿床开拓
为此目的而掘进的巷道，
称为 开拓巷道 。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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平硐开拓 竖井开拓
斜井开拓
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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⒉ 矿块采准和切割
⑴ 矿块的采准工作, 在已完成开拓的矿块中，掘进采准
和切割巷道，将阶段划分成矿块，并在矿块内创造行
人、凿岩、放矿、通风等条件的工作。 矿床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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⑵ 矿块切割工作, 在进行或已完成了采准工作的矿块
里, 开辟自由面和自由空间, 为大规模回采矿石创造良
好的爆破和放矿条件并把漏斗颈扩大成漏斗等工作 。
⒊ 回采工作
在进行或已完成切
割工作的矿块中，进行
的大量采矿工作。
※ 常用 采切系数 和 采切工作比重 两项指标衡量采切
工程量的大小。
※ 采切工作量是比较采矿方法优劣的一个重要指标。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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⑶ 地压管理：对采矿形成的采
空区，引起矿柱和上下盘围岩
发生变形、破坏、移动等地压
现象，采取技术措施控制地压
和管理地压，消除地压产生的
不良影响。
⑴ 落矿：以切割空间为自由面，借助凿岩爆破方法来崩
落矿石。
⑵ 矿石运搬：指在矿块内把崩下的矿
石，运搬到阶段运输巷道，并装入矿车。 矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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二、三级矿量
将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。
⒈ 开拓矿量
指凡开掘完成设计规定的 开拓系统 中的井巷，形成
完整的 提升, 运输, 通风, 排水系统 和采准以前需进
行的生产探矿工程，在此范围内所控制的矿量。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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指在开拓矿量的基础上, 全部完成 采矿方法 所规定的
采准巷道工程, 在此范围内的矿量 。
※ 三级矿量是保证矿山正常生产的一项重要指标 。
⒉ 采准矿量
⒊ 备采矿量
指在采准矿量的基础上，全部完成采矿方法所规定的
切割工程，可以立即进行回采的矿量。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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⒋ 三级矿量的计算
我国现行规定三级矿量用生产保有期限来表示。
三级矿量保有期限定额
三级矿量类别 黑色金属矿山 有色金属矿山
开 拓 矿 量 3～ 5年 3年
采 准 矿 量 1.5～ 2年 1年左右
备 采 矿 量 6～ 12个月 6个月左右
根据上表所列三级矿量保有期限，可以算出各级矿
量。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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式中 A─矿井年产量 (选厂年处理原矿石能力 ),t/a；
tk─开拓矿量的保有期限, a；
r ─废石混入率 (混入采出矿石中的废石量与采出矿
石量之比率
K─ 矿石回收率 (采出的纯矿石量与工业储量之比
率 ),%。
⑴ 开拓矿量 Qk
K
rAt k )1( ?
Qk=
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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QB=
⑵ 采准矿量 Qz
Qz=
K
rAt z )1( ?
式中 tz── 采准矿量的保有期限,年。
⑶ 备采矿量 QB
K
rAt B )1( ?
式中 tB── 备采矿量的保有期限，月。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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矿床开采强度, 指矿床开采的快慢程度。
常用的矿床开采强度指标为回采工作 年下降深度 和
开采系数 。
地下金属矿山矿床开采年下降深度查表。
※ 根据采矿技术水平、矿床自然条件和矿床可采的技术
经济条件，合理地选取矿床开采年下降深度指标。
一、矿床开采强度
⒈ 年下降深度
开
采
强
度
和
生
产
能
力
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式中 h── 年下降深度,m；
A── 矿井生产能力,t／ a
S── 矿体水平面积,m2；
γ ── 矿石体重,t／ m’；
r── 废石总混入率,%；
K── 矿石总回采率,%；
KH── 矿体厚度修正系数，查表；
Kq── 矿体倾角修正系数，查表；
E── 地质影响系数,0.7～ 1.0。
在设计阶段，该指标可作为验证计算矿山生产能
力的方法之一。年下降深度的计算公式如下,
h=
K q EK
KS
rA
H?
)1( ?
开
采
强
度
和
生
产
能
力
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⒉ 开采系数
用每 l m2 矿体的水平面积每年 (或月 )采掘吨数。
矿山年下降深度随矿体厚度的减小、倾角的增大及同
时开采阶段数增加而增大的。
CK=
S
A
开
采
强
度
和
生
产
能
力
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指在正常生产时期，单位时间内采出的矿石量。
※ 矿井生产能力，是矿床开采的主要技术经济指标之一。
矿井生产能力，是根据矿床地质条件、资源条件、技
术经济条件，综合分析经济、技术、安全和时间因素等
确定的。
它应该具体地体现国家的技术经济政策和最大限度地
满足国民经济发展的需要。
二、矿井生产能力
⒈ 确定矿井生产能力的依据
开
采
强
度
和
生
产
能
力
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式中 A── 矿井生产能力, t／ a；
Q── 矿床工业储量, t；
T── 矿井服务年限, a；
K── 矿石总回收率, ％ ；
r ── 废石总混入率, ％ 。
我国金属矿山经济上合理的矿井生产能力和服务年
限可查阅资料 。
⒉ 矿井服务年限
矿床工业储量，矿井生产能力和矿井服务年限之
间，有下列关系,
A=
)1( rT
QK
－
开
采
强
度
和
生
产
能
力
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矿山规模 黑色金属矿山
生产能力
有色金属矿山
生产能力
矿井服务
年限
大 型 >100
>100
>30
中 型 30～ 100 20～ 100 >20
小 型 <30 <20 >10～ 15
经济上合理的矿井生产能力和服务年限
开
采
强
度
和
生
产
能
力
第一节 第二节 第三节
开
采
强
度
和
生
产
能
力
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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本章基本内容
主要介绍矿床回采单元划分方法,
确定回采顺序和开采步骤，确定开采强
度及矿井生产能力和三级矿量计算方
法。
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矿床的开采强度、开采系数及矿井生产能力
的计算方法。
重 点
1、熟悉矿田、井田、阶段、矿块、盘区、采区的概念。
2、掌握阶段的确定方法和影响因素。
3、掌握矿床的开采顺序和步骤。
3、熟悉三级矿量的概念与计算方法。
4、掌握矿床的开采强度和开采系数的概念与计算方法。
5、掌握矿井生产能力的计算方法。
难 点
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※ 井田的划分及其范围, 应根据国民经济的需要, 矿床
的自然条件以及技术经济的合理性综合分析来确定 。
一、矿田和井田
1 矿田：指划归一个矿山企业开采的全部矿床或矿床的
一部分。
2 井田：指在一个矿山企业中，划归一个矿井 (坑口 )开
采的全部矿床或矿床的一部分。
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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⒈ 阶段
在开采缓倾斜, 倾斜和急倾斜矿床时, 在井田中每
隔一定的 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 垂直方向上 划分为若干矿段 。
二、阶段和矿块
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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⑴ 阶段高度,
上下两个相邻阶段
运输巷道底板之间
的垂直距离
(图中的 h)。
阶段和矿块的划分
Ⅰ — 已采完阶段； Ⅱ — 正开采阶段； Ⅲ — 开拓、采准阶段；
Ⅳ — 开拓阶段 H— 矿体垂直埋藏深度； h— 阶段高度
L — 矿体走向长度 1— 主井； 2— 石门； 3— 天井
4— 排风井； 5— 阶段运输平巷； 6— 矿块
⑵ 影响阶段高度的因素,
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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⒉ 矿块
矿块：指在阶段中沿
走向每隔一定距离将矿
体再划分为独立的开采
单元 (图中 6)。
⑶ 阶段高度的确定。
阶段的合理高度应符合下列条件,
① 吨备采矿量分摊的基建费和经营费最小；
② 能及时准备新阶段；
③ 作业的安全性高；
④ 与采用的采矿方法相适应；
⑤ 兼顾原有探矿巷道的利用 。
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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⒈ 盘区
在开采水平和微倾斜矿床时, 如果矿床的厚度不超过
允许的阶段高度, 则在井田内不再划分阶段 。 每隔一定
距离用运输巷道划分井田的开采范围, 如图所示 。
盘区和采区划分
Ⅰ — 开拓盘区； Ⅱ — 采准盘
区； Ⅲ — 回采盘区 1— 主井；
2— 副井； 3— 主要运输巷道；
4— 盘区运输道； 5— 采区运输
巷道； 6— 采区； 7— 切割巷道
三、盘区和采区
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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下行式的开采顺序：是
由上而下逐个阶段 (或几个
阶段 )开采 。
上行式则相反 。
⑴ 前进式开采
⑵ 后退式开采
⑶ 混合式开采
四、矿床的开采顺序
⒈ 井田中阶段的开采顺序
⒉ 阶段中矿块的开采顺序
按开采工作相对于主要开拓巷道 (主井、主平硐 )的推
进方向，阶段中矿块的开采顺序可分为三种,
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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※ 双翼开采 (图 a)
※ 单翼开采 (图 b)
※ 侧翼开采 (图 c)
阶段中矿块的开采顺序
Ⅰ — 前进式开采； Ⅱ — 后退式开采；
⒊ 相邻矿体的开采顺序
⑴ 矿体倾角小于或等干围岩的移动角时，应从上盘向下
盘开采 (图 a)。
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
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⑵ 矿体倾角大于围岩移动角, 两矿体相距很近时, 无论
先采那个矿体, 都因采空区围岩移动而相互影响 (图 c)。
相邻矿体的开采顺序
a, b— 矿体倾角小于或等于岩石移动角；
c— 矿体倾角大于岩石移动角
α— 矿体倾角； β— 上盘岩石移动角； γ— 下盘岩石移动角
Ⅰ, Ⅱ — 相邻两条矿脉
开
采
单
元
划
分
及
开
采
顺
序
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从地面掘进一系列巷道通达
矿体，使地面与地下形成完整的
提升, 运输, 通风, 排水 以及 动
力供应 等系统，以便把人员、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、污浊空气等送到地面。
一、矿床开采步骤
可分为 开拓, 采准, 切割 和 回采 四个步骤。
⒈ 矿床开拓
为此目的而掘进的巷道，
称为 开拓巷道 。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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平硐开拓 竖井开拓
斜井开拓
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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⒉ 矿块采准和切割
⑴ 矿块的采准工作, 在已完成开拓的矿块中，掘进采准
和切割巷道，将阶段划分成矿块，并在矿块内创造行
人、凿岩、放矿、通风等条件的工作。 矿床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 15
⑵ 矿块切割工作, 在进行或已完成了采准工作的矿块
里, 开辟自由面和自由空间, 为大规模回采矿石创造良
好的爆破和放矿条件并把漏斗颈扩大成漏斗等工作 。
⒊ 回采工作
在进行或已完成切
割工作的矿块中，进行
的大量采矿工作。
※ 常用 采切系数 和 采切工作比重 两项指标衡量采切
工程量的大小。
※ 采切工作量是比较采矿方法优劣的一个重要指标。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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⑶ 地压管理：对采矿形成的采
空区，引起矿柱和上下盘围岩
发生变形、破坏、移动等地压
现象，采取技术措施控制地压
和管理地压，消除地压产生的
不良影响。
⑴ 落矿：以切割空间为自由面，借助凿岩爆破方法来崩
落矿石。
⑵ 矿石运搬：指在矿块内把崩下的矿
石，运搬到阶段运输巷道，并装入矿车。 矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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二、三级矿量
将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。
⒈ 开拓矿量
指凡开掘完成设计规定的 开拓系统 中的井巷，形成
完整的 提升, 运输, 通风, 排水系统 和采准以前需进
行的生产探矿工程，在此范围内所控制的矿量。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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指在开拓矿量的基础上, 全部完成 采矿方法 所规定的
采准巷道工程, 在此范围内的矿量 。
※ 三级矿量是保证矿山正常生产的一项重要指标 。
⒉ 采准矿量
⒊ 备采矿量
指在采准矿量的基础上，全部完成采矿方法所规定的
切割工程，可以立即进行回采的矿量。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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⒋ 三级矿量的计算
我国现行规定三级矿量用生产保有期限来表示。
三级矿量保有期限定额
三级矿量类别 黑色金属矿山 有色金属矿山
开 拓 矿 量 3～ 5年 3年
采 准 矿 量 1.5～ 2年 1年左右
备 采 矿 量 6～ 12个月 6个月左右
根据上表所列三级矿量保有期限，可以算出各级矿
量。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 20
式中 A─矿井年产量 (选厂年处理原矿石能力 ),t/a；
tk─开拓矿量的保有期限, a；
r ─废石混入率 (混入采出矿石中的废石量与采出矿
石量之比率
K─ 矿石回收率 (采出的纯矿石量与工业储量之比
率 ),%。
⑴ 开拓矿量 Qk
K
rAt k )1( ?
Qk=
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
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QB=
⑵ 采准矿量 Qz
Qz=
K
rAt z )1( ?
式中 tz── 采准矿量的保有期限,年。
⑶ 备采矿量 QB
K
rAt B )1( ?
式中 tB── 备采矿量的保有期限，月。
矿
床
开
采
步
骤
和
三
级
矿
量
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 22
矿床开采强度, 指矿床开采的快慢程度。
常用的矿床开采强度指标为回采工作 年下降深度 和
开采系数 。
地下金属矿山矿床开采年下降深度查表。
※ 根据采矿技术水平、矿床自然条件和矿床可采的技术
经济条件，合理地选取矿床开采年下降深度指标。
一、矿床开采强度
⒈ 年下降深度
开
采
强
度
和
生
产
能
力
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式中 h── 年下降深度,m；
A── 矿井生产能力,t／ a
S── 矿体水平面积,m2；
γ ── 矿石体重,t／ m’；
r── 废石总混入率,%；
K── 矿石总回采率,%；
KH── 矿体厚度修正系数，查表；
Kq── 矿体倾角修正系数，查表；
E── 地质影响系数,0.7～ 1.0。
在设计阶段，该指标可作为验证计算矿山生产能
力的方法之一。年下降深度的计算公式如下,
h=
K q EK
KS
rA
H?
)1( ?
开
采
强
度
和
生
产
能
力
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⒉ 开采系数
用每 l m2 矿体的水平面积每年 (或月 )采掘吨数。
矿山年下降深度随矿体厚度的减小、倾角的增大及同
时开采阶段数增加而增大的。
CK=
S
A
开
采
强
度
和
生
产
能
力
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指在正常生产时期，单位时间内采出的矿石量。
※ 矿井生产能力，是矿床开采的主要技术经济指标之一。
矿井生产能力，是根据矿床地质条件、资源条件、技
术经济条件，综合分析经济、技术、安全和时间因素等
确定的。
它应该具体地体现国家的技术经济政策和最大限度地
满足国民经济发展的需要。
二、矿井生产能力
⒈ 确定矿井生产能力的依据
开
采
强
度
和
生
产
能
力
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式中 A── 矿井生产能力, t／ a；
Q── 矿床工业储量, t；
T── 矿井服务年限, a；
K── 矿石总回收率, ％ ；
r ── 废石总混入率, ％ 。
我国金属矿山经济上合理的矿井生产能力和服务年
限可查阅资料 。
⒉ 矿井服务年限
矿床工业储量，矿井生产能力和矿井服务年限之
间，有下列关系,
A=
)1( rT
QK
－
开
采
强
度
和
生
产
能
力
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矿山规模 黑色金属矿山
生产能力
有色金属矿山
生产能力
矿井服务
年限
大 型 >100
>100
>30
中 型 30～ 100 20～ 100 >20
小 型 <30 <20 >10～ 15
经济上合理的矿井生产能力和服务年限
开
采
强
度
和
生
产
能
力
