金屬礦地下開采課程設計

1、內蒙古科技大學本科生課程設計說明書 題 目：炭窯口硫鐵礦礦體16號礦塊設計 學生姓名：時浩學 號：0972146326專 業(yè)：采礦工程班 級：采礦09-4班指導教師：劉樹新目錄第一章 礦井概況.3一、礦井地形、地貌、地物及其對開采的影響.3二、礦井開拓方式及主要井巷的布置形式.8三、礦井通風方法、主扇工作方式及通風系統(tǒng)情況.12四、礦井提升運輸系統(tǒng)及主要設備配備情況.13五、礦井工作制度.13第二章 開采技術件.14一、塊邊界、位置及與相鄰礦塊的關系.14二、礦體地質條件.15三、技術經(jīng)濟條件.17四、礦塊儲量計算.17第三章 采礦方法的選擇.17一、采礦方法的技術分析. .17二、采礦方法的

2、經(jīng)濟分析.18第四章 采礦方法方案設計.20一、礦塊結構及參數(shù).20二、采準工作.21三、切割工作.21四、回采工作.21第五章 安全.25一、安全規(guī)程.251、安全技術措施.262、安全操作規(guī)程.274、礦山安全避險規(guī)定.31參考文獻.32第1章 礦井概況一、礦井地形、地貌、地物及其對開采的影響。1.1礦區(qū)位置及交通情況炭窯口礦區(qū)位于狼山南破，屬內蒙古自治區(qū)巴彥卓爾盟潮格旗管轄，但礦區(qū)距杭錦后旗府陜壩鎮(zhèn)北西29Km，而陜壩鎮(zhèn)位于包蘭鐵路之臨河車站北西32Km，均有公路可通汽車，交通方便。礦區(qū)地理坐標：東經(jīng)106o47，北緯40o58。1.2區(qū)域地質概況 本區(qū)大地構造單元屬內蒙臺背斜，西北略跨

3、內蒙海西褶皺帶。內蒙臺背斜在狼山中段，為一巨型扇形復背斜，炭窯口多金屬礦區(qū)位于狼山扇形復背斜的南。1.2.1.地層 (一)、太古代（Ar） 太古代五臺系分布于西狼山包格太廟玻璃店一帶，組成狼山于嶺。主要由黑云母斜長片麻巖，角閃斜長片麻巖及混合巖組成；偉晶巖脈。角閃巖脈強烈注入，并劇烈褶皺，物質成分變化很大，難以辨認和恢復原巖面貌，為一套極為復雜的深變質巖系。在偉晶巖中產(chǎn)鈮、鉬等礦。（二）、元古代（Pt）元古代狼山群分布于狼山南北兩側，組成狼山扇形復背斜兩翼，北翼較南翼出露廣，根據(jù)較清楚的產(chǎn)狀、層序及巖相特征，劃分為五個組，南翼缺第五組、北翼缺第一組。1.片巖、片麻巖組（L1）：分布于東升廟與炭

4、窯口兩地。下部為麻巖，上部為片巖，該層出露厚4 0 0 米，未全面出露地表。2.千枚巖、板巖、灰?guī)r組（L2）：分布于霍各乞、東升廟、炭窯口。本組由千枚巖、片巖、灰?guī)r、板巖組成。在各地巖相、厚度變化較大，在霍各乞除千枚巖、片巖、灰?guī)r、板巖外，還有條帶狀石英巖，為富銅礦的含礦層。本組厚度變化很大，在炭窯口厚的9 4 0米，在霍各乞厚的1 5 8 5米，在東升廟厚約5 1 5米。與L1為整合接觸。3.石英巖、片巖組（L3）:在炭窯口、東升廟、霍各乞均有出露。本組巖相、厚度變化均比較穩(wěn)定。下部為云母石英片巖、片狀石英巖，上部為薄層厚層石英巖，物質成分較單一，各地厚度較相近，厚約5 0 0米，L2為整合

5、接觸。4.千枚巖、片巖組（L4）：分布于賽年侖之南阿拉企圖散炭窯口北部。以石英片巖為主，其中夾包板巖、灰?guī)r、千枚巖、黑色石英巖。本組含礦較為普通。厚3 5 0 0米，與L3為整合接觸。5.灰黑色千枚狀片巖組（L5）:霍各乞之南亨格利圖一帶。主要為一套灰黑色含炭的千枚狀片巖，其中夾有少量板巖、灰?guī)r及黑色石英巖。本組也有零星礦化。厚大于米。與L4為整合接觸。（三）、石炭二疊系（Cp）石炭二疊系（Cp）零星分布于大壩口、石炭口。下部為礫巖，中部為黑色砂頁巖及黑色頁巖，上部為石灰?guī)r，石灰?guī)r與花崗巖接觸，受熱力影響成為大理巖，礫巖、砂巖、頁巖未變質。上石炭系僅分布于本區(qū)西北之海西褶皺帶內。由下面上為紅色

6、碎屑巖、灰?guī)r、砂巖夾灰?guī)r、砂礫巖。巖石大部輕微變質，巖相變化不大，表現(xiàn)了沉積特征。1.2.2火成巖本區(qū)火成巖出露廣泛，特別是海西期花崗巖分布在廣大地區(qū)內。1.第一期片麻狀花崗巖（r 41）：分布于東部的烏蘭胡特格以北及西部的寶格太廟一帶，呈巖基產(chǎn)出。2.第二期黑云母花崗巖（r 4）：呈巖基及不規(guī)則狀產(chǎn)出，分布較廣。3.第三期紅色粗?；◢弾r（r 43）：呈不規(guī)則狀產(chǎn)出在炭窯口附近及霍各乞之北。角閃巖、輝長巖、閃長巖、石英斑巖、石英閃長玢巖、花崗閃長巖、偉晶巖、石英脈等了；呈脈狀侵入于新老地層中，均屬海西期產(chǎn)物。分布于寶格太廟好力更山一帶的偉晶巖中產(chǎn)鈹、鈮、鉬等礦。分布于別力蓋廟橄長巖中產(chǎn)銅鎳礦，

7、分布于狼山及五臺系中的石英脈有黃銅礦化。分布于東部的烏蘭胡特格附近及北部坦克山。在坦克山的玄武巖為黑色細粒狀；主要礦物為長石、輝石、磁鐵礦等，磁性很強。在烏蘭胡特格附近的玄武巖，為灰黑暗紫色，具氣孔狀、杏仁狀構造，在氣孔中充填有方解石。屬喜馬拉雅期產(chǎn)物。1.2.3、構造本區(qū)大地構造，其形態(tài)為以五臺系為軸部的扇形復背斜，軸向為北東南西，北翼向北倒轉，南翼向南倒轉。北翼由狼山（L）組成，南翼除狼山（L）外，還有石炭二疊系（cp），侏羅系（J），白堊系，第三系等地層。山前大斷層為正斷層。狼山南緣突然下降為河套平原，高山與平原界限截然，成正斷層接觸，斷層延長數(shù)十公里之區(qū)外，走向為南西，傾向為南東，傾角

8、500700，斷層時期為第三紀第四紀初本區(qū)次級構造形態(tài)，在各系、地層中表現(xiàn)有所不同，但其構造形態(tài)仍受狼山扇形復背斜控制。1.在狼山中，狼山復背斜北翼霍各乞一帶，呈較為舒緩的復式北向斜構造，軸向為北東南西。同時具有強烈的旋卷式反S型構造，其對礦床有一定影響，如霍各乞銅多金屬礦區(qū)一號礦床的中部，由于反S型構造的影響，使之在走向上褶皺重疊，斷層不明顯。狼山復背斜南翼的狼山，在炭窯口及東升廟兩地構造形態(tài)表現(xiàn)有所不同。在炭窯口以斷層為最發(fā)育，其中以走向逆斷層占優(yōu)勢，走向與巖層走向一致，為北東南西，其對礦床有所破壞。橫斷層次之，其對礦也有一定影響。2.在侏羅系中，表現(xiàn)為平緩的褶皺構造，并有小型逆掩斷層。3

9、.在白堊系中，表現(xiàn)為相當平緩的單斜構造，小型斷層也很發(fā)育。4.本區(qū)礦產(chǎn)豐富，分布廣泛。根據(jù)礦床的空間分布規(guī)律及成礦特征，劃分如下礦帶：(1)、前狼山礦帶：分布于南部東升廟炭窯口一帶，主要為沉積變質多金屬礦床，硫鐵礦也相當豐富，這類礦床還伴有鈷、銀等元素，賦存在狼山第二組（L2）中，在炭窯口北部的狼山第四組中也有所分布。以銅、鉛、鋅、硫具工業(yè)價值，規(guī)模大，品位富，東升廟的遠景極大。(2)、霍各乞礦帶：分布于北部的溫都爾哈拉霍各乞那論寶拉格一帶，主要為沉積變質多金屬礦床，這類礦床伴生有鈷、銀、鎵、鍺、銦、鎘、金等元素。規(guī)模大，品位富，賦存于狼山第二組（L2）中，以銅、鉛鋅、鐵具工業(yè)價值。其次尚有熱

10、液型鉛鋅礦及含銅石英脈。(3)、歐巴拉格礦帶：分布于本區(qū)西北的善代廟歐巴拉格一帶，屬內蒙海西褶皺帶，礦化類型為沿裂隙充填的銅多金屬礦脈，含銅石英脈及含銅砂巖。賦存于上石炭系（C3）中，規(guī)模不清，目前所知尚小，為有望礦點。(4)、寶格太廟好力更山含鈹、鈮、鉭的偉晶巖帶。賦存于五臺系及花崗巖中的偉晶巖中，規(guī)模尚不太清楚。(5)、修鐵阿拉企圖敖包礦化帶，多以石英脈或沿裂隙充填之銅、鉛、鋅礦脈出現(xiàn)。賦存于狼山第四組（L4）中，礦化普遍，目前所知，規(guī)模尚小，需待進一步工作。 除以上所分五個礦帶（礦化帶）外，在本區(qū)大片分布的五臺系（Ar）_狼山（L）的各類巖層中，普遍分布著小型含銅石英脈，不具工業(yè)價值。同

11、時在五臺（Ar）與狼山（L）南接觸帶，即在別力蓋廟至三貴溝等地。有基性巖體分布，并在別力蓋廟的輝長橄長巖中見有銅、鎳礦床，有待進一步評價。分布在別力蓋廟白石頭溝間的石炭二疊紀的大理巖已被地方開采，作為加工的水泥原料。1.3礦區(qū)地質炭窯口礦區(qū)位于狼山扇形復背斜的南翼，以狼山地形分布最廣，其巖性及其產(chǎn)狀對礦床有直接控制作用，故詳述如下，其他地層在此不再論述。狼山地層為一套淺海相地槽型沉積，經(jīng)區(qū)域變質而成為石英巖、云母片巖、千枚狀片巖、炭質板巖和石灰?guī)r等地層，組成了礦區(qū)內主要地層，總厚度大于3 4 0 0 米，根據(jù)礦區(qū)內實際出露情況，共分為四組。地層第一組（Pt1）為片巖片麻巖組，分布于礦區(qū)南部背斜

12、軸部一帶，未全部凹露地表，下部為花崗質混合巖，中部為黑云母石英片巖，上部為緣泥石石英片巖，二云母石英片巖。巖性變化較大，局部夾有變粒巖和絹云母石英片巖。本組有明顯的花崗質混合作用，故形成眼球狀、塊狀及條帶狀構造為其特征。該組未全部出露地表，厚度大于350米第二組（Pt2）:為片巖夾有石灰?guī)r、炭質板巖，該組在本區(qū)發(fā)育較好，為本區(qū)含礦巖層，一、三、五、六號礦床分布于其中。共分四個亞組，總厚度大于9 0 0 米。第三組（Pt3）為石英巖：位于礦區(qū)中部，以厚層石英巖為主，并夾有薄層的千枚狀片巖。在石英中有波痕。該組厚大于300500米。第四組（Pt4）：分布于礦區(qū)北部，上部巖石因花崗巖閃長巖侵入而產(chǎn)生

13、混合作用。分兩個亞組，總厚大于300米。第一亞組（Pt41）：下部為黑云母石英片巖、炭質板巖互層帶，即十號礦床；上部為千枚狀片巖、石英巖、二云母石英片巖，以二云母石英片巖為主，由于花崗閃長巖的侵入而形成六面積的混合巖。該組厚400米。第二亞組（Pt42）：下部為千枚狀片巖，因混合作用僅在九號礦床底板局部出露；中部為石灰?guī)r炭質板巖互層帶，即九號礦床；上部巖石因混合作用而全部形成混合巖。第三亞組（Pt23）：本組下部巖層（六號礦床底板）因受F10斷層影響未出露地表；中部為白云質灰?guī)r與炭質板巖互層帶，即六號礦床；上部以二云母石英片巖為主，并夾有變粒巖，在六號頂板至變粒巖間夾一層紫云母石英片巖，該層雖

14、厚度變化大，但沿走向或傾斜穩(wěn)定，我們將紫云母石英片巖和變粒巖合稱為該組特征層。該組厚度大于4 2 0米。第四亞組（Pt24）:為千枚狀片巖，由千枚狀片巖和炭質千枚狀片巖組成，并夾有薄層狀或透鏡狀泥灰?guī)r，在泥灰?guī)r中見有星散的晶形完好的黃鐵礦，該組厚7 0 米。構造與礦床的關系一、褶皺構造由于礦床分布受地層巖性控制明顯，故礦區(qū)褶皺構造對礦床有一定影響。礦區(qū)為一向東的倒轉背斜構造，背斜南翼發(fā)生倒轉，其南翼因受山前斷層帶的影響和被侏羅白堊系地層復蓋礦床全部出露地表?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的礦床分布在背斜的北翼，巖層走向N 700 E ，但在礦區(qū)西部因受斷層的影響，地段向南東傾斜，但到深部仍向北西傾斜。石炭系，侏羅白

15、堊系地層，在本區(qū)分布較小多為傾斜巖層。二、斷層構造其特點呈帶狀分布，沿走向有分枝復合現(xiàn)象，沿傾向的呈疊瓦式構造，多為高角度逆沖斷層及正斷層；不同時代的斷裂構造，常表現(xiàn)為明顯的繼承性。我們僅由礦床內部觀察，在三號礦床底板Cus_1礦體中見有少量的片巖角礫，在灰?guī)r中可見到炭質板巖的角礫；同時在礦體中普遍見到黃鐵礦，閃鋅礦呈細脈狀，條帶狀，一般分布在鐵狀礦石的兩側，在塊狀礦巖中見有石灰?guī)r及炭質板巖的殘留。這些現(xiàn)象表明具有破碎和斷線構造，對礦床再造起著重要作用。1.3.3礦床分布及其認識礦區(qū)發(fā)現(xiàn)有六個礦床，分別分布在狼山地層中，第二組和第四組內，故形成了南北兩個礦帶，另外有兩個礦化點，即楊貴口礦化點和

16、石炭口礦化點。南礦帶分南北兩個含礦層，南層東段為一號礦床，西段為五號礦床；北含礦層為三號礦床和六號礦床。南北礦層間由片巖相隔，相距300米，東西延長4000米。北礦帶也分南北兩層，北層為九號礦床，南層為十號礦床，全長6000米，東延至楊貴口一帶（即楊貴口礦化點），被侏羅白堊系地層覆蓋，又被F7破壞，西延被花崗巖破壞，至石炭口又有出露。1.3.4礦床地質特征三號礦床賦存在南部礦帶的北層中，全長3400米，由于礦床的產(chǎn)狀及礦石物質成分在東西兩段有顯著的差異（東段為銅、鋅、硫礦床，西段為銅、鋅礦床），本報告僅敘述東段。三號礦床東段（2015線間）長1750米，平均厚44米，走向700東傾向北西傾角1

17、50。一、礦床頂?shù)装鍑鷰r（1）頂板：三號礦床頂板為一走向北700東，傾向北西，傾角東端稍陡，西端稍緩于礦東的走向逆傾斜斷層即F10、F15。2線以西：該斷層傾角稍緩于礦床，故在1000米標高以上礦床均直接與斷層接觸，破碎帶厚度一般在12米，個別工程見有1015米，當破碎帶不發(fā)育時，則礦床呈方解綠泥片巖接觸。在1000米標高以下礦床與頂板千枚狀片巖接觸，千枚狀片巖為會黑色，主要由石英及泥巖組成，具千枚狀構造。2線以東：礦床北叉頂板F10及南叉頂板的F15，其傾角稍陡于礦床，礦床直接于斷層接觸，破碎帶厚12米，特別是F15斷層在59線間，傾角最大，破碎帶不發(fā)育，僅厚35厘米的綠泥石帶，而礦床與二云

18、母石英片巖接觸。（2）底板矽質千枚狀片巖:巖石呈灰黑色，主要由石英及石英質小礫石、長石、絹云母、黑云母、緣泥石、緣簾石、假象褐鐵礦及少量的炭質組成。具花崗鱗片變晶結構或鱗片變晶結構，粒度一般較大，有時為炭質板巖。炭質千枚狀片巖及炭質泥灰?guī)r等，或組成互層帶。整個巖性由西向東，由淺向深炭質逐漸減少，而鈣質逐漸增高，厚度逐漸變薄，該層含礦性不好，僅在該層下部與重晶石灰?guī)r的接觸處，圈定有ZnS-9礦體。二、含礦層的劃分及其變化三號礦床中受巖質控制極為明顯，不同的礦體分別賦存于一定的品位中，因此含礦層各有不同的厚度及變化情況對礦體的厚度變化起著間接控制作用，根據(jù)含礦層內主要巖石、礦物的含量變化曲線，加以

19、對比結合，將含礦層劃分為五層。1.3.5礦床水文地質條件炭窯口三號礦床水文地質工作以前基本上未開展，本次依據(jù)設計部門的要求，重點是了解三號礦床東段的水文地質條件；炭窯口溝谷對礦床的充水性。兩年來完成的工作量見下表1-1。表1-1礦床水文地質條件表工 程 項 目工 程 量 備 注 鉆 探 621.02 （米）4個孔抽水試驗 10 （點）4個孔坑道測繪 1215 （米）動態(tài)觀測 10 （點）水樣采取 12 （個）巖石力學采樣11 （個）二、礦井開拓方式及主要井巷的布置形式。2.1開拓方案的選擇2.1.1礦場開拓方案確定需要考慮的問題 井田開拓是指在井田范圍內，為了采礦從地面向地下開拓一系列巷道進入

20、礦層，從而建立礦井提升、運輸、通風、排水和動力供應等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。礦床開拓設計是研究確定由礦井地面進入礦體通達地下開采區(qū)的主要井巷布置和開掘工程。它要保證礦井生產(chǎn)時開采、掘進、運輸、提升、通風安全、排水和動力供應等各系統(tǒng)能正常高效的運行。合理的開拓方式，需要對技術可行的幾種開拓方案進行技術經(jīng)濟比較，才能確定。礦床開拓主要研究如何布置開拓巷道等問題，具體有下列幾個問題需認真研究：（1）確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場地的位置；（2）合理確定開采水平的數(shù)目和位置；（3）布置大巷及井底車場；（4）確定礦井開采順序，做

21、好開采水平的接替；（5）進行礦井開拓延深、深部開拓及技術改造；（5）合理確定礦井通風、運輸及供電系統(tǒng)。2.1.2礦床開拓方案選擇的基本要求及影響因素1、礦床開拓方案選擇的基本要求：確保安全生產(chǎn)、創(chuàng)造良好的勞動衛(wèi)生條件，建立完善的通風、提升、運輸、排水等礦山服務系統(tǒng)；技術可靠，滿足礦山生產(chǎn)能力的要求，以保證礦山企業(yè)的均衡生產(chǎn)并能顧及到礦山發(fā)展遠景；基建工程量少，投資省，經(jīng)濟效益好；不留和少留保安礦柱，以減少礦石損失；地表總平面布置應不占或少占農(nóng)田。2、影響開拓方案井巷類型選擇的主要因素：地表地形是確定井巷開拓的重要條件。一般情況下，礦體傾角為15到75則可采用斜井或豎井開拓；傾角在20到50的礦

22、床大多采用斜井開拓。礦體傾角、厚度、埋藏深度等決定礦山開采深度和巖石移動范圍，進而影響地表建筑物的布置范圍及主要開拓巷道的位置；礦區(qū)構造應力場方向、大小，直接影響主要開拓井巷的布置和階段的劃分。礦床開采深度對選擇開拓井巷的類型具有一定的影響。礦床規(guī)模。通常是決定礦山生產(chǎn)能力的重要因素，而生產(chǎn)能力又決定著開拓井巷的類型及提升設備的選型。巖體的物理力學性質是決定井巷類型、掘進方法和井巷支護方法的重要因素。巖體穩(wěn)定時，采用豎井，斜井，斜坡道均可；巖體不穩(wěn)定時，豎井掘進及維護較斜井、斜坡道簡單。礦山地表工業(yè)場地總平面布置與開拓方案有密切關系，通常是地表總圖布置與主要井巷位置統(tǒng)籌考慮，以求合理布局。2.

23、2方案初選考慮到礦床開拓方案選擇的基本要求及影響開拓方案井巷類型選擇的主要因素，結合本礦體實際情況：（1）炭窯口多金屬礦區(qū)位于狼山扇形復背斜的南部（2）本區(qū)大地構造單元屬內蒙臺背斜，西北略跨內蒙海西褶皺帶（3）礦體埋藏厚4米，傾角70（4）礦體走向長500米豎井開拓的使用條件：當?shù)V體賦存地面工業(yè)場地標高以下，礦體傾角45的礦體，且其賦存條件適應時，可采用明豎井開拓。最后確定的開拓方案：明豎井開拓，主井布置在礦體下盤。2.3礦床開采順序2.3.1 階段開采順序為了縮短礦山基建年限，提高礦山投產(chǎn)速度，采用下行式開采，單階段回采。下行式開采的優(yōu)點是：可以節(jié)省初期投資，縮短基定時間 ；在逐步向下的開采

24、過程中，能進一步探清深部礦體，避免浪費；生產(chǎn)安全條件好；適用的采礦方法范圍廣。2.3.2 階段中礦塊開采順序由于設計的礦床為硫鐵礦多金屬礦床，因此階段中礦塊的開采順序采用后退式開采。當一條階段運輸平巷掘進完成后，由礦體邊界向主井依次回采各個礦塊。后退式開采的優(yōu)點：巷道維護工作少，采準礦量多，并有利于生產(chǎn)探礦工程提前安排。后退式開采的優(yōu)點：階段準備時間長。 2.3.3 相鄰礦體開采順序一個礦床如果有許多彼此相距很近的礦體，那么在開采其中一個礦體時，將會影響鄰近的礦體。在這種情況下，確定合理的開采順序，對于生產(chǎn)的安全和資源的回收都有很重要的意義。由于該礦體傾角（75）大于圍巖的移動角（上盤75，下

25、盤65），應當因而采取從上盤向下盤推進的開采順序。2.4開拓巷道的位置、斷面形狀與規(guī)格2.4.1主要開拓巷道布置應考慮的因素 選擇主要開拓巷道位置的基本準則是：基建與生產(chǎn)費用最小，盡可能不留保安礦柱，有方便和足夠的工業(yè)場地，掘進條件良好等。在具體選擇時應考慮以下因素：（1）礦區(qū)地形，地質構造和礦體埋藏條件；（2）礦井生產(chǎn)能力及井巷服務年限；（3）礦床的勘探程度；（4）礦山巖石性質及水文地質條件；（5）井巷位置應考慮地表和地下運輸聯(lián)系方便，應使運輸功最小，開拓工程量最??；（6）應保證井巷出口位置及有關構筑物不受山坡滑石，山崩和雪崩等危害；（7）井巷出口的標高應在歷年最高洪水位以上3m，以免被洪水

26、淹沒；（8）井筒（或平硐）位置應避免壓礦，盡量位于巖層移動帶以外，距地面移動界線的最小距離應大于20m，否則應留保安礦柱；（9）井巷出口應有足夠的工業(yè)場地，以便布置各種建筑物，調車場，堆放場等；（10）改進或擴建礦山應考慮原有井巷和有關建筑物，構筑物等的充分利用。2.4.2主井、副井、風井主井擔負全礦井的礦石提升。井筒凈直徑4.0m，井筒凈斷面積12.56m，井筒掘進面積16.62 m。井筒支護：混凝土支護，支護厚度為300 mm。副井擔負全礦井人員、材料、設備和矸石的提升任務，為礦井的主要進風井。副井井筒凈直徑為4.0 m，井筒凈斷面積12.56m，井筒掘進面積16.62 m。井筒支護：混凝

27、土支護，支護厚度為300 mm。風井位于礦山邊界帶下盤，考慮到礦井發(fā)生火災時確保人員的安全撤出，在風井井筒內安裝了梯字間，并備有安全出口。圓形斷面，井筒凈直徑2.4 m，凈斷面4.52 m，井筒掘進面積7.07m。井筒支護：混凝土支護，支護厚度為300 mm。2.4.3井底車場井底車場是由若干連接和環(huán)繞井筒的巷道及輔助硐室所組成，是地下運輸?shù)臉屑~站。它連接著井下運輸與井筒提升。主要作用是提升礦石、廢石和下放材料，此外，也為升降人員、排水及通風等工作服務。同時，地下主要硐室如水泵房、變電所、電機車庫、機修站等多設置在井底車場附近。影響井底車場形式選擇的因素：（1）礦井生產(chǎn)能力的大小直接影響提升井

28、筒的數(shù)目、提升容器的類型以及井底車場的礦車運輸系統(tǒng)。（2）礦井的開拓方式。（3）主要運輸平巷的運輸方式和調車方式。（4）運輸設備的類型和井口機械化和自動化的程度。（5）主要硐室的位置，防水門、自動風門的不知要求。（6）井底車場所處位置的工程地質及水文地質情況。綜合以上各因素，最終確立井底車場的形式為盡頭式井底車場。2.4.4階段運輸巷道滿足運輸能力的要求；安全、通風和防氡的要求；掘進和維護費用少；按采礦方法、采場結構、采準布置、采場出礦能力等要求進行階段運輸巷道布置；考慮礦山的運輸設備類型、技術規(guī)格、外形尺寸等進行巷道斷面和轉彎半徑設計；礦體的厚度和礦石、圍巖的穩(wěn)固性；其他技術要求。三、礦井通

29、風方法、主扇工作方式及通風系統(tǒng)情況。因為礦體賦存于地表工業(yè)場地標高以下，且為急傾斜礦體，所以采用下盤立井開拓，下盤立井井筒在礦體底板中。主井與副井采用集中布置，風井采用中央并列式布置，采用垂直式溜井，階段運輸巷道為單一沿脈布置形式。4、 礦井提升運輸系統(tǒng)及主要設備配備情況。4.1礦山運輸水平 通過所給資料知道礦山的儲量及年產(chǎn)量都比較低，采用單罐籠提升設備，采用分散運輸水平。4.2地下運輸方式選擇根據(jù)本礦山礦床的賦存條件、開拓系統(tǒng)、采礦方法、開采規(guī)模及與生產(chǎn)服務年限，以及運輸設備的發(fā)展現(xiàn)狀及企業(yè)的管理水平等，該礦山采用軌道運輸方式。軌道運輸可采用計算機控制管理，實現(xiàn)運輸自動化措施，勞動條件改善，

30、人員明顯減少，運輸效率提高，給礦山帶來良好的經(jīng)濟效益。選擇軌道運輸方式做到了技術上先進可靠、經(jīng)濟上合理有利、運轉安全、管理方便、能耗小、投資省。4.3主要運輸設備選擇（1）設備選型原則1）必須考慮礦井開拓系統(tǒng)狀況，并與運輸系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃，注意上下運輸環(huán)節(jié)能力的配套，以及局部運輸與總體運輸?shù)慕y(tǒng)一；2）必須使上下兩個運輸環(huán)節(jié)設備能力基本一致，設計時應合理的選擇生產(chǎn)不均勻系數(shù)和設備能力的配套系數(shù)；為緩和上下兩個運輸環(huán)節(jié)的生產(chǎn)不均勻性或不連續(xù)性，要采取一些緩沖措施，如設置礦倉或儲車線等；3）必須注意盡量減少運輸轉載的次數(shù)；4）必須使設備的運輸、安裝和檢修方便，并應考慮輸送設備對通風、供電的要求是否合理，

31、電壓等級是否相符合等；5）必須在決定主要運輸?shù)耐瑫r，統(tǒng)一考慮輔助運輸是否合理經(jīng)濟等。（2）機車的選擇根據(jù)礦山的年采礦量，礦床開采技術條件等，架線式電機車比較適合該礦山。架線式電機車結構簡單、維護容易、用電效率高、運輸費用低等特點。該礦山采用的電機車型號為：ZK10/550型，軌距為600mm，架線電機車的長為4500mm，寬為1060mm，司機室高為1550mm 。五、礦井工作制度。5.1礦井工作制度 年工作日270天，井下每天4班，每班6小時；井上每日工作3個班，每班8個小時。第2章 開采技術條件一、 塊邊界、位置及相鄰礦塊的關系三號礦床賦存在南部礦床的北層中，全長3400米。由于礦床的產(chǎn)狀

32、及礦石物質成分在東西兩段有顯著的差異（東段為銅、鋅、硫礦床，西段為銅、鋅礦床）。三號礦床東段（2015線間）長1750米，平均厚4米，走向700東、傾向北西、傾角150。1.1礦床頂?shù)装鍑鷰r（1）頂板：三號礦床頂板為一走向北700東，傾向北西，傾角東端稍陡，西端稍緩于礦東的走向逆傾斜斷層即F10、F15。2線以西：該斷層傾角稍緩于礦床，故在1000米標高以上礦床均直接與斷層接觸，破碎帶厚度一般在12米，個別工程見有1015米，當破碎帶不發(fā)育時，則礦床呈方解綠泥片巖接觸。在1000米標高以下礦床與頂板千枚狀片巖接觸，千枚狀片巖為會黑色，主要由石英及泥巖組成，具千枚狀構造。2線以東：礦床北叉頂板F

33、10及南叉頂板的F15，其傾角稍陡于礦床，礦床直接于斷層接觸，破碎帶厚12米，特別是F15斷層在59線間，傾角最大，破碎帶不發(fā)育，僅厚35厘米的綠泥石帶，而礦床與二云母石英片巖接觸。（2）底板矽質千枚狀片巖:巖石呈灰黑色，主要由石英及石英質小礫石、長石、絹云母、黑云母、緣泥石、緣簾石、假象褐鐵礦及少量的炭質組成。具花崗鱗片變晶結構或鱗片變晶結構，粒度一般較大，有時為炭質板巖。炭質千枚狀片巖及炭質泥灰?guī)r等，或組成互層帶。第四層，炭質板巖：該層巖性及厚度變化均大，在不同地段分為炭質板巖、泥灰?guī)r、千枚狀片巖及互層帶等，經(jīng)光譜半定量分析，CaO68，MgO610，Al2O3812，SiO22030。同

34、樣遭到F15斷層的破壞，分成東西兩段，東段（915線間）厚35m，一般為炭質板巖或灰?guī)r與炭質板巖互層，均已圈定為硫礦體；西段（018線間）厚28m間，上部多為炭質板巖，個別地段為灰?guī)r與炭質板巖互層，其深部則過度為泥灰?guī)r或炭質灰?guī)r。整個巖性由西向東，由淺向深炭質逐漸減少，而鈣質逐漸增高，厚度逐漸變薄，該層含礦性不好，僅在該層下部與重晶石灰?guī)r的接觸處，圈定有ZnS-9礦體。1.2含礦層的劃分及其變化三號礦床中受巖質控制極為明顯，不同的礦體分別賦存于一定的品位中，因此含礦層各有不同的厚度及變化情況對礦體的厚度變化起著間接控制作用，根據(jù)含礦層內主要巖石、礦物的含量變化曲線，加以對比結合，將含礦層劃分為

35、五層。二、 礦體地質條件Zn.S-9礦體：賦存在第三與第四接觸帶附近，分布在218線間，長800m,平均厚4m，平均含鋅1.97，含硫17.08，為第三號礦床之主要鋅硫礦體。礦體呈層狀或透鏡狀，為一半隱伏狀礦體，212線間礦體出露地表，延伸至1000m標高左右，即發(fā)現(xiàn)變薄而尖滅，而1418線間，礦體均未出露地表，而賦存在1000m標高以下，故礦體東西呈半隱伏并向西側伏的狀態(tài)，傾伏角15o ，礦體厚度大，平均厚4m。2.1礦石與圍巖的物理性質測定容重：容重采用小塊樣品用蠟封法測定的。采取樣品時，考慮到了礦石類型和品味的不同。西起18線，東至15線的部分工程中，均采集有小塊容重的樣品。樣品規(guī)格一般

36、為4*6*86*8*10（cm）。各類型礦體小塊容重測定個數(shù)及測定結果：（1） 銅硫類型礦體：取樣60個，平均容重為4.01噸/m3。（2） 單銅類型礦體：取樣3個，平均容重為3.36噸/m3。（3） 鋅硫類型礦體：取樣33個，平均容重為3.77噸/m3。（4） 富硫類型礦體：取樣30個，平均容重為4.19噸/m3。（5） 貧硫類型礦體：取樣26個，平均容重為3.76噸/m3。（6） 表外硫類型礦體：取樣2個，平均容重為3.39噸/m3。2.2礦體的塊度塊度及機械分析是結合大體重進行的，在一平方米內布置45個炮眼，采用人工打眼的方法，每個炮眼深0.5米。將爆破下來的礦石按一定順序篩分，塊度分為

37、大于20公分、1020公分、410公分、14公分和小于1公分五級，最大塊度30公分。按機械分析結果看，硫品味與塊度的關系不是很明顯，而銅鋅品味塊度低于1公分者有明顯降低現(xiàn)象。2.3礦巖強度及硬度本區(qū)為層狀、片狀巖石，裂隙、片理比較發(fā)育，力學試驗樣品不易加工成合乎規(guī)格要求的試件，尤其是頂?shù)匕鍑鷰r。炭質板巖性軟，層理薄，采樣與加工就更困難了。表2-1礦體采樣表礦床號礦體號采樣日期樣品重量（KG）采樣方法試驗單位備注三CuS-1鉆孔礦心四分之一華北冶金勘探公司中心實驗室一、五、三（西段）Zn100702鉆孔礦心四分之一和坑道刻槽同上六、盲Cu-1200.5鉆孔礦心四分之一同上3、 技術經(jīng)濟條件礦體走

38、向長500米，厚4米，傾角70，礦體產(chǎn)生在斷裂帶或破碎帶中，礦巖均不穩(wěn)固，礦石品位很高，地表需保護，不允許陷落，年產(chǎn)量30萬噸。四、礦塊儲量計算。4.1資源儲量估算的工業(yè)指標根據(jù)國土資源部2002年12月17日發(fā)布的地質礦產(chǎn)行業(yè)標準DZ/T 02002002鐵、錳、鉻礦地質勘查規(guī)范并結合探礦權人的意見，按需選磁鐵礦石一般工業(yè)指標要求，確定礦區(qū)工業(yè)指標。4.2資源儲量類型的確定礦體地表及深部都有工程控制的塊段，其工程間距不超過100100米的勘探網(wǎng)度，資源儲量類型為控制的基礎儲量(122b)；（122b）基礎儲量外推部分以及只有地表探槽工程控制的塊段估算推斷的內蘊經(jīng)濟資源量（333）。進行設計利

39、用資源量計算時，基礎儲量(122b)取其100%進行計算，內蘊經(jīng)濟資源量（333）取其80%進行計算。第3章 采礦方法的選擇1、 選擇采礦方法的基本要求 （1）安全 （2）礦石貧化小 （3）礦石回收率高 （4）生產(chǎn)效率高 （5）經(jīng)濟效益高 （6）遵守有關法規(guī)要求 2、 影響采礦方法選擇的的主要因素2.1礦床地質條件 （1）礦石和圍巖的物理力學性質。（2）礦體產(chǎn)狀。（3）礦石品位及價值。（4）礦體內有用成分的分布及圍巖礦物成分。（5）礦體賦存深度。（6）礦石和圍巖的自然性和結塊性。2.2開采技術經(jīng)濟條件（1）地表是否允許陷落。（2）加工部門對礦石質量的技術要求。（3）技術裝備與材料供應。（4）采

40、礦方法所需要的技術管理水平。三、采礦方法的技術經(jīng)濟條件分析（1）硫鐵礦多金屬礦床，礦體產(chǎn)生在斷裂帶或破碎帶中；（2）礦體走向長500米，厚4米，傾角70；（3）地表需保護，不允許陷落；（4）礦巖均不穩(wěn)固；（5）礦石品位很高； （6）年產(chǎn)量30萬噸。四、采礦方法的初選 本次設計范圍內礦體的埋藏深度較深，不適合采用露天開采，因此采用地下開采。該鐵礦體傾角70屬急傾斜中厚礦體，礦石不穩(wěn)固，圍巖不穩(wěn)固，地表需保護，不允許陷落，礦石品位很高；根據(jù)上述開采技術條件可以初步選擇采礦方法：分段礦房法、分層崩落法、下向分層膠結充填采礦法。4.1采礦方法初選技術經(jīng)濟分析參考類似礦山的技術經(jīng)濟指標，對下列指標進行選

41、取并比較：礦塊生產(chǎn)能力，礦石損失貧化指標，勞動生產(chǎn)率，主要材料消耗，采切比，勞動強度，安全程度，工作環(huán)境等，通過比較以上指標，刪去一些較差和相對較差的采礦方法，在刪減的過程中，各采礦方法的優(yōu)缺點要分清主次，具體礦床具體考慮，最后剩下23個難以區(qū)別優(yōu)劣的采礦方法參加下一步的比較。初步進行簡要的技術經(jīng)濟分析，分析指標見下表一：表一:評價采礦方法適用條件優(yōu)點缺點分段礦房法 礦石和圍巖中等穩(wěn)固以上的傾斜和急傾斜厚礦體使用高效率的無軌裝運設備，應用時靈活性大，回采強度高?？闪⒓椿夭傻V柱和處理采空區(qū)采準工作量大；每個分段都要掘分段運輸平巷、切割巷道、鑿巖平巷等分層崩落法礦石松軟破碎，圍巖穩(wěn)固性差，礦體厚度

42、大，急傾斜，礦石品位高，價值大，地表允許崩落礦石回收率高，貧化率低，應用靈活性大，作業(yè)安全，采準切割簡單生產(chǎn)效率低，機械化程度低、勞動強度大，木材消耗大易發(fā)火災，回采工作面通風條件差方框支架充填采礦法礦體厚度大，礦石圍巖極不穩(wěn)定，礦體形態(tài)產(chǎn)狀復雜，頂板不許崩落，礦石貴重適用及其復雜不利的礦山地質勞動強度大，生產(chǎn)效率低，坑木消耗很大，回采成本高下向分層采礦法用于開采礦石很不穩(wěn)固或礦石和圍巖均很不穩(wěn)固，礦石品位很高或價值很高的有色金屬或稀有金屬礦體礦石損失?。?5%），保護圍巖和地表的可靠性好勞動生產(chǎn)率低，成本較高從分析比較表一中對各種采礦方法的評價可以得出以下結論:首先對于分段礦房使用條件是礦石

43、和圍巖中等穩(wěn)固以上與已知礦床條件不符合，而且有不少巷道布置在脈外采準切割工程量太大，費用高，礦脈太薄導致勞動生產(chǎn)率降低，并且該法主要對中厚礦體以上有利，故不宜采用。其次對于分段崩落法雖然符合礦石松軟破碎，圍巖穩(wěn)固性差，礦體厚度大，急傾斜，礦石品位高，價值大，但是已知條件不允許地表崩落塌陷，故在此也不宜采用。再次對于方框支架充填采礦法適用及其復雜不利的礦山地質，礦體厚度大，礦石圍巖極不穩(wěn)定，礦體形態(tài)產(chǎn)狀復雜，頂板不許崩落，礦石貴重時采用，但是由于其勞動強度大，生產(chǎn)效率低，坑木消耗很大，回采成本高，無法更好的獲取利益，所以也不宜采用。最后下向分層充填法相對以上所述兩種方法都具有一些優(yōu)越性。這種采礦

44、法法適用于復雜的礦山開采條件，如圍巖不穩(wěn)，圍巖和礦石都不穩(wěn)固，以及地表不許崩落而且礦石損失小（35%），保護圍巖和地表的可靠性好等優(yōu)點。它代替分層崩落法可取得良好的經(jīng)濟效果。其實質是：從上往下分層回采和逐層充填，每一分層的回采工作，是在上一層人工假頂?shù)谋Ｗo下進行的。下向分層充填法按充填材料的不同分為下向分層水力充填采礦法和下向分層膠結充填采礦法，它與下向分層水力充填采礦法的區(qū)別在于充填料不同。下向分層水力充填法結構和工藝較復雜，保護圍巖和地表的可靠性不如下向膠結充填方案。在礦石價值較高時應用下向分層膠結充填法。它取消了鋼筋混凝土底板和釘隔墻。只需在巷道兩端構筑混凝土模板，用尾砂膠結充填采空區(qū)，

45、簡化回采工藝。該法一般用巷道回采。高34m,寬度3.54m?；夭上锏篱g隔回采，上下相鄰分層的回采巷道應互相交錯布置。充填工作連續(xù)進行，使充填體完整，在57天可在相鄰進路進行回采。淺孔落礦，電鏟出礦。隨著礦床開采深度增加，地壓加大，下向分層充填法具有廣闊的應用前景。考慮到成本問題采用下向分層水力充填法。五、采礦方法的確定由上述各方案的比較知，盡管下向分層水力充填采礦法存在工藝復雜，效率低，勞動強度大，但其貧化率低，對于開采貴金屬礦脈，在經(jīng)濟上優(yōu)越；而在安全方面下向分層水力充填采礦法同樣也高于其他幾種采礦法，因此采礦方法最終選擇下向分層水力充填采礦法。 第4章 采礦方法方案設計一、礦塊結構及參數(shù)1

46、.1 階段高度確定（1）階段高度一般為3060m（常用的是3545m）；（2）階段高度過大，在生產(chǎn)中會產(chǎn)生一些困難，如：當?shù)V體厚度不大，而礦體傾角變化大時，會引起架設流礦井的困難；當?shù)V體很厚，出礦量很多時，溜井下部磨損大，維護困難（鋼溜井可通過1015萬噸礦石，予制混凝土溜井一般達不到10萬噸礦石）。 總之，階段高度確定直接關系到礦山開拓方式和開采工藝效益，階段可采礦量與階段高度成正比，階段高度的增加可以改善礦床回采的總回收指標，并可降低開拓、采準和回采礦柱的超額費用所攤到每噸礦石上的數(shù)額，并可使階段回采時間增長，為新階段的建立贏得了時間，但階段高度太高也會使采礦技術發(fā)生困難，會使天井掘進、提

47、升、排水等費用相應增大，故確定階段高度最核心的內容是礦山企業(yè)的經(jīng)濟效益。據(jù)我國礦山統(tǒng)計實際資料，開采傾斜到極傾斜礦床時，階段高度常采用4060m，本設計考慮到礦區(qū)開拓系統(tǒng)和采礦技術條件，階段高度確定為40m。采礦方法的結構參數(shù)（1）礦塊布置：礦塊沿走向布置；（2）階段高度：40m；（3）分層高度：2.9m；（4）礦塊的長度和寬度：長50m，寬等于礦體的水平厚度4m；（5）不留頂柱、底柱和間柱；（6）底部結構：采用溜井自重放礦底部結構。二、采準工作采準工作包括：運輸巷道、天井、行人天井、溜礦井以及聯(lián)絡道。2.1 運輸巷道為了便于探礦和采礦，一般運輸巷道布置在下盤接觸線處和下盤巖石中。運輸巷道多用

48、于中厚以下礦體的回采中。運輸巷道的斷面為寬高=2.12.5m，斷面積為5.47m2。2.2天井天井布置在礦塊兩側的下盤接觸帶。（1） 行人天井 隨著回踩分層的下降，行人天井逐漸為建筑在充填料中的混凝土天井所代替行人天井斷面為長寬=1.51.5m2。 考慮礦塊內需要兩個安全出口，所以一個礦塊內至少有兩個人行順利天井且人行順路天井布置在礦體兩端下盤。2.3溜礦井溜礦井布置在礦體中央位置，隨回采分層的下降溜礦井從上往下逐層消失。采用方形斷面，邊長為1.5m，它是由礦石的塊度及出礦量大小確定的。支護形式采用混凝土澆灌，其壁厚為300mm。三、切割工作1、切割方式的選擇。每一分層回采前，先沿下盤接觸帶掘

49、進切割巷道。當?shù)V體形狀不規(guī)則或者厚度較大時，切割巷道也可布置在礦體中央，根據(jù)本礦體實際情況需采用切割巷道也可布置在礦體中央，2、切割方法和順序。運輸大巷 人行天井 溜礦井 拉底 充填井。四、回采工作1、落礦方法（附炮孔布置圖）。 回采工作一般是按分層進行的，每采完一層，就充填一層，使工作空間始終保持2.02.2m左右的高度。這樣每采充一次便形成一個工作循環(huán)。每一分層的回采作業(yè)是相同的?；夭煞謱痈叨纫话銥?.53m，回采巷道寬度為22.4m。采用淺孔落礦，孔深1.62m。多采用7KW電耙出礦。鑿巖方式采用上向式鑿巖機打上向孔，采場鑿巖采用YSP45型鑿巖機。（1）圍巖爆破參數(shù)圍巖打上向孔，可以集

50、中把眼打定，然后一次爆破，也可分次爆破。以充填井為自由面崩礦，每分層分為2-3次爆破。放炮后，集中出礦，適合用電耙出礦。炮孔按三角形布置，采用2#巖石炸藥。1）炮眼直徑d1：取34mm；2）藥卷直徑d2，取27mm；3）眼深，取2.0m；4）最小抵抗線：W=（2530）d1，取0.8m；5）孔距a=（11.5）W，取1.2 m；6）排距b，取1.04m；7）炮泥填塞長度0.4m。（2）鑿巖工作的組織和施工要求參照采礦手冊2卷，本設計的礦塊的生產(chǎn)能力擬定為為80t/d。鑿巖機為4070t/臺班，每采場配備1臺鑿巖機。每臺鑿巖機配備2人，采用四班制。 2、礦石運搬方式。采用電耙設備，型號為2DPJ

51、-28。電耙子的優(yōu)點是：堅固耐用，操作簡單，維修費低，運搬能力大，用電耙在采場內既可出礦，又可用來耙平混凝土料，也可用來鋪平充填料，效率高。缺點是：靠邊處礦石耙不干凈，要人工輔助清理，要經(jīng)常移動滑輪。需要有高強度的混凝土底板，否則會增加礦石的損失貧化。采用重力放礦。在局部放礦時，放礦工人應與平場工人密切聯(lián)系，按規(guī)定的漏斗放出所要求的礦量，以減少平場量和防止在留礦堆中形成空硐。如果發(fā)現(xiàn)已形成空硐，應及時采取措施處理，其處理方法有爆破震動消除法、高壓水沖洗法、采用土火箭爆破法消除空硐、從空硐兩側漏斗放礦，使懸空的礦石垮落。3、地壓管理方法。（1）充填的主要目的是利用充填料支撐兩盤圍巖和作為工人作業(yè)的工作臺。每采完一層后要進行充填，否則采完下的空區(qū)高度加高一層，對采礦作業(yè)不方便，且不安全。（2）充填工藝。出礦后，完成一部準備工作后，（如澆注隔墻，加高溜礦井及順路天井等），之后從充填井向礦房下放充填料，待充填量達到設計要求的高度時停止，扒平表面，然后鋪一層混凝土底板。至此，充填工作結束，