精品資料（2021-2022年收藏的）畢業(yè)設(shè)計(jì)第四章礦床開拓

1、中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院 07級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)第四章 礦床開拓為開發(fā)地下礦床，從地表向地下掘進(jìn)一系列井巷通達(dá)礦體，便于人員出入及把采礦機(jī)械設(shè)備、材料等運(yùn)往各采區(qū)工作面；同時(shí)把采出的礦石由井下運(yùn)往地表，使地表與礦體之間形成一條完整的運(yùn)輸、提升、通風(fēng)、排水、動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)服務(wù)井巷；這些井巷工程的建立就稱為礦床開拓。為開拓礦床而掘進(jìn)的井巷稱為開拓井巷，其在平面及空間上的分布就構(gòu)成了該礦床的開拓系統(tǒng)。礦床開拓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，對(duì)礦山的生存和發(fā)展有著直接的關(guān)系。礦山開拓系統(tǒng)是礦山基本建設(shè)工程，其投資及施工期均占有相當(dāng)大的比重，它是一項(xiàng)對(duì)礦山生產(chǎn)有著長遠(yuǎn)影響的總體布置。因此，要綜合考慮礦山的水文地質(zhì)，施工技術(shù)

2、，資金設(shè)備等各方面的因素，合理設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全，開拓工程量少，投資省，經(jīng)營費(fèi)用低，投產(chǎn)快，管理集中方便的目的。4.1 礦山現(xiàn)有開拓情況評(píng)述4.1.1 開拓工程布置三山島礦區(qū)一期工程設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模1500t/d。設(shè)計(jì)開采范圍為-240m-60m，采用下盤中央豎井、輔助斜坡道聯(lián)合開拓方案，有軌運(yùn)輸系統(tǒng)。豎井為混合井，凈直徑5m，井深348.5m(+15-333.5m)。 10.5t底側(cè)卸式箕斗與3600×1600mm雙層罐籠互為配重提升，混合井旁有主溜井系統(tǒng)，礦石卸載硐室位于-250m水平，破碎硐室設(shè)于-280m水平；廢石卸載硐室位于-280m水平。斜坡道斷面為4.8×3.5

3、m2 (寬×高)，從地表到-250m水平，主要用于人員和材料的輔助運(yùn)輸及進(jìn)風(fēng)。水泵房位于-250m水平。坑內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)為斜坡道、混合井進(jìn)風(fēng)，南北兩翼風(fēng)井出風(fēng)。二期工程為深部開拓工程，開采范圍為-240m-420m，采用主斜坡道與兩翼風(fēng)井聯(lián)合開拓，35t電動(dòng)卡車運(yùn)輸方式。主斜坡道斷面5.1×4.1m2，平均坡度10%,礦石由35t電動(dòng)卡車運(yùn)至-243m水平一期豎井主溜礦井內(nèi)。廢石用12噸柴油坑內(nèi)卡車運(yùn)輸?shù)?280m水平廢石溜礦井內(nèi)。與主斜坡道配套的輔助工程有服務(wù)斜井和南、北風(fēng)井、服務(wù)斜井。服務(wù)井標(biāo)高為-250-435m，服務(wù)井內(nèi)布置供水管、排水管、排泥管、充填管、供風(fēng)管、泄水管

4、等。水泵房位于-435m水平，井下涌水由-435m水平水泵直接排到地表。坑內(nèi)通風(fēng)采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)，南北兩翼風(fēng)井均為斜井，南風(fēng)井底標(biāo)高-375m；北風(fēng)井為倒段斜井，井底標(biāo)高-420m。三期工程開采范圍為-420m-600m。采用主斜坡道南北兩翼風(fēng)井聯(lián)合開拓方式，主斜坡道自-435m水平延深至-615m水平，全長3653m。主斜坡道斷面5.1×4.1m2，電動(dòng)卡車服務(wù)到-600m水平。三期礦石由電動(dòng)卡車運(yùn)輸?shù)?243m水平一期主溜礦井內(nèi)，經(jīng)粗碎后由主豎井提升到地表。三期開拓，采準(zhǔn)廢石原則上不出坑，就近回填到生產(chǎn)采場中，高峰期用柴油卡車經(jīng)斜坡道運(yùn)到-280m廢石卸載站，由主豎井提升到

5、地表。與主斜坡道配套的輔助工程有服務(wù)斜井和南、北風(fēng)井、服務(wù)斜井。南風(fēng)井位于1420線上，北風(fēng)井位于1980線上，服務(wù)井位于1720線附近。服務(wù)斜井標(biāo)高從-435m600m，井下所有的管道和動(dòng)力電纜敷設(shè)在服務(wù)井中。水泵房位于-600m水平，井下涌水由-600m水平水泵排到-435m水平的水倉，接力排水至地表。目前三山島礦區(qū)井下正常涌水量為50007000m3/d（-555m以上）。三山島礦區(qū)廢石提升運(yùn)輸系統(tǒng)保持礦區(qū)現(xiàn)有狀況不變。4.1.2 存在的問題三山島金礦是一座大型的濱海礦山，地理位置獨(dú)特，礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬中等復(fù)雜，工程地質(zhì)條件為復(fù)雜或較復(fù)雜，可采過程中應(yīng)注意落實(shí)安全投資，采取有效措施，防

6、止意外事故的發(fā)生。從目前礦山提供的地質(zhì)資料看，設(shè)計(jì)的地質(zhì)依據(jù)不足，應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)基礎(chǔ)工作及儲(chǔ)量評(píng)審認(rèn)定工作。隨著開采深度的加大，采礦成本逐步升高。應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)礦山生產(chǎn)技術(shù)，提高回采率和選冶回收率，提高經(jīng)濟(jì)效益。建議加強(qiáng)深部及外圍地質(zhì)找礦工作，增加新的資源量，以便緩解資源危機(jī)。就目前的開拓方案，年生產(chǎn)能力偏低，不能達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的100萬t/a，所以需要改進(jìn)以滿足設(shè)計(jì)要求。4.1.3 礦山生產(chǎn)現(xiàn)狀三山島礦區(qū)實(shí)際采礦生產(chǎn)能力在13001400t/d，低于設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1600t/d。采出原礦品位為2.5g/t，三山島礦區(qū)混合井設(shè)計(jì)提升能力為1500t/d，實(shí)際提升能力為22002500t/d。4.2 按

7、礦山設(shè)計(jì)年產(chǎn)量確定同時(shí)開采的階段數(shù)1、礦塊生產(chǎn)能力按礦體的采礦條件、礦山的現(xiàn)狀和設(shè)計(jì)的采礦方法（點(diǎn)柱式機(jī)械化上向水平分層充填法）查采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)2（礦床開采卷下）設(shè)計(jì)礦塊生產(chǎn)能力取100t/d。2、礦床開采階段高度確定為45m。3、利用點(diǎn)柱式分層充填采礦法采礦盤區(qū)長度約為100m，平均走向長度1000m，計(jì)算可得每個(gè)階段有10個(gè)盤區(qū)（或者盤區(qū)尺寸為300m×45m，盤區(qū)長300m，高度為45m，一個(gè)盤區(qū)可分3個(gè)區(qū)段）。每個(gè)區(qū)段沿走向布置，長100m，每一區(qū)段布置5個(gè)采場。礦塊高45m，分段高度15m。每條分段巷道承擔(dān)5個(gè)分層的回采工作，第一分層高3m，其余各分層高2.6m，作業(yè)高度4m

8、，在采場中布置點(diǎn)柱作永久支護(hù)，點(diǎn)柱尺寸4m×4m，點(diǎn)柱網(wǎng)度為16m×12m，沿走向?yàn)?6m，逆傾向?yàn)?2m。區(qū)段之間留4m間柱，不留頂?shù)字?。設(shè)置3m人工底柱。 4、確定礦塊利用系數(shù)礦塊利用系數(shù)即實(shí)際用于回采的礦塊數(shù)與可布礦塊數(shù)的比例，查采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)2（礦床開采卷下）得礦塊利用系數(shù)取0.4。5、確定階段生產(chǎn)能力階段生產(chǎn)能力即階段可同時(shí)回采的礦塊數(shù)乘上礦塊生產(chǎn)能力，公式如下： （4-1）式中 A階段生產(chǎn)能力(萬t/a)； N階段可部礦房數(shù)，取60個(gè)； q礦房生產(chǎn)能力，100t/d； K礦塊利用系數(shù)，取0.4； E地質(zhì)影響系數(shù)，取0.7； T年工作天數(shù)，取330d； Z副產(chǎn)礦石率

9、，取10%；備用系數(shù)，取1.1；將以上各值代入式（4-1）得6、確定同時(shí)開采的階段數(shù)從上式可以看出，當(dāng)兩個(gè)中段同時(shí)開采時(shí)，礦山的生產(chǎn)能力可以達(dá)到67.76萬t/a，所以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)書上的100萬t/a的生產(chǎn)能力是完全不成問題的。4.3 年產(chǎn)量的核算4.3.1 按礦床開采合理的下降速度校核礦山年產(chǎn)量用下式計(jì)算礦山各中段年下降速度 （4-2)式中 A礦山生產(chǎn)能力，取100萬t/a； S階段礦體水平總面積(m³)； V回采垂直下降速度（m/a）； K礦石回收率，取91%； 礦石體重（t/m³），2.8t/ m³； 廢石混入率，取15%； E地質(zhì)影響系數(shù)，取0.7； n可

10、同時(shí)回采的階段數(shù)，取2個(gè)。根據(jù)礦體產(chǎn)狀可知，礦體平均走向長度取1000m，平均厚度6.65m，傾角平均35°，故階段礦體水平總面積為11593.92m³。則一個(gè)中段年下降速度為此速度偏快，但為了滿足礦山生產(chǎn)規(guī)模，尋求規(guī)模效應(yīng)來說是合理的，靠近礦體上下中段的下降速度比此值要大。4.3.2 按及時(shí)準(zhǔn)備新階段時(shí)間校核礦山年產(chǎn)量 （4-3)式中 A礦山年生產(chǎn)能力（t/a）；Q回采階段設(shè)計(jì)開采出的工業(yè)儲(chǔ)量，（t）； K1準(zhǔn)備工作超前系數(shù)，取1.5； TZ新階段準(zhǔn)備時(shí)間，取2年；其他參數(shù)同上則按-195m中段驗(yàn)算礦山生產(chǎn)能力為t/a其他計(jì)算略按各個(gè)中段驗(yàn)算的生產(chǎn)能力見表4-1表4-1

11、各中段驗(yàn)算生產(chǎn)能力表中段地質(zhì)儲(chǔ)量（t）采出礦量（t）生產(chǎn)能力（萬t/a）-195m2219564214389753.99444296-240m3383924326856382.31936444-285m2300971222252855.97477926-330m1832883177039844.58780148-375m1526169147414037.12648889平均2252702217590654.80059556由上表可知，各中段平均的驗(yàn)算生產(chǎn)能力為54.3萬t，兩個(gè)中段同時(shí)回采時(shí)，可以滿足100萬t/a的生產(chǎn)能力的要求。 4.3.3 合理的服務(wù)年限校核礦山的年產(chǎn)量礦山的合理服務(wù)年限

12、一般用下式計(jì)算： （4-4)式中 A礦山生產(chǎn)能力 (t/a)，100萬t； Q礦山工業(yè)儲(chǔ)量(t)，3320.74111萬t； T礦山經(jīng)濟(jì)合理的服務(wù)年限（a）； K礦石回收率，取91%； 廢石混入率，取15%。將相關(guān)數(shù)據(jù)代入上式算得礦山服務(wù)年限為4.3.4 礦山實(shí)際服務(wù)年限根據(jù)礦山企業(yè)達(dá)產(chǎn)時(shí)限和企業(yè)生產(chǎn)能力消長規(guī)律，取基建時(shí)間為兩年，投產(chǎn)到達(dá)產(chǎn)需兩年，生產(chǎn)末期減產(chǎn)的年限為兩年，故礦山實(shí)際服務(wù)年限為： （4-5)式中 T礦山實(shí)際服務(wù)年限（a）；t1礦山按規(guī)模正常生產(chǎn)的年限（a）； t2礦山自投產(chǎn)到達(dá)產(chǎn)的年限（a）； t3礦山生產(chǎn)末期減產(chǎn)的年限（a）。4.3.5 根據(jù)遠(yuǎn)景礦量評(píng)述礦山服務(wù)年限三山島礦

13、區(qū)建礦時(shí)間短，前期探礦和生產(chǎn)探礦嚴(yán)重不足，隨著生產(chǎn)勘探工作的進(jìn)一步加強(qiáng)，遠(yuǎn)景工業(yè)儲(chǔ)量必然會(huì)有一定程度的增加，這樣礦山的實(shí)際服務(wù)年限必將增大。由于上述原因，可以考慮在開拓時(shí)適當(dāng)注意遠(yuǎn)景開采需要而對(duì)開拓井巷生產(chǎn)能力做必要的提高。因，符合有關(guān)規(guī)范的要求。礦山設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的中型有色金屬礦山的服務(wù)年限為大于20a，所以按100萬t/a的生產(chǎn)能力開采，計(jì)算得出的服務(wù)年限是合理的。4.4 開拓方法的選擇4.4.1 概述三山島金礦位于山東省萊州市三山島鎮(zhèn)，地處萊州灣，三面臨海，是我國目前規(guī)模最大的坑內(nèi)開采的黃金礦山。三山島金礦床產(chǎn)于三山島斷裂帶內(nèi)的一號(hào)含金蝕變帶中，是典型的焦家式蝕變巖型金礦床。礦體走向延長：

14、上部400m左右，下部100m左右；傾斜延深240270m，最深650m(48線)，且尚未封閉。礦體呈不對(duì)稱“Z”字型展布，不規(guī)則脈狀產(chǎn)出，常見分枝、復(fù)合、膨脹、狹縮及尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象?？傮w走向35°左右，傾向南東，傾角3444°。礦體厚度最小0.95m，最大12.08m，一般4.316.86m，平均6.65m，降低邊界品位到1.0g/t后，礦體厚度明顯增大。礦體無論沿走向或是沿傾向均不連續(xù)，都有尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn)。礦體單工程金品位1.745.65 g/t，平均3.25 g/t。礦體呈似層狀產(chǎn)出，開采技術(shù)條件較好，礦巖穩(wěn)定性較好，絕大多數(shù)巷道不需支護(hù)。水文地質(zhì)條件復(fù)雜，井下涌水量很

15、大，約7000t/d，井下水有較強(qiáng)的腐蝕性。4.4.2 一期工程開拓方案 根據(jù)礦體的賦存條件 ，一期工程設(shè)計(jì)開采范圍為-240m-60m，采用下盤中央豎井及輔助斜坡道聯(lián)合開拓，并形成中央進(jìn)風(fēng)(即斜坡道進(jìn)風(fēng))、兩翼回風(fēng)井出風(fēng)的對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)，開拓系統(tǒng)圖見4-1。該豎井為一混合井，起主副井作用。井筒內(nèi)配置一個(gè)23.5t底卸式箕斗和一個(gè)1600mm×3600mm雙層罐籠。箕斗和罐籠互為平衡配重。箕斗擔(dān)負(fù)礦石和廢石的提升，罐籠提升人員、材料和設(shè)備等。采用塔式提升（新建井塔），鋼絲繩罐道，提升機(jī)選用JKM-4×4(III)E型多繩摩擦提升機(jī)，電機(jī)功率3500kw。并設(shè)井下破碎站。計(jì)算

16、其提升能力可達(dá)到5500t/d，滿足設(shè)計(jì)100萬t/a（即3030t/d）的要求。豎井凈直徑5m，井深348.5 m（-330中段），豎井與-70m、-150m、 -250m 中段相通。-240m 以上各中段采出的礦石和廢石通過中段礦石溜井和廢石溜井下放到-250m 有軌運(yùn)輸中段，再用12t架線式電機(jī)車雙機(jī)牽引數(shù)輛8m3底側(cè)卸式礦車，將礦石運(yùn)至豎井附近的卸載站。將礦石卸入井下破碎站，破碎后的礦石經(jīng)裝礦皮帶裝入箕斗由多繩提升機(jī)將礦石提升至地面礦倉。廢石用12t電機(jī)車4m3側(cè)卸式礦車運(yùn)至卸載站，不經(jīng)破碎，直接用箕斗提至地面廢石倉 。 輔助斜坡道，從地表一直下掘到-250m中段，平均坡度l3%，最大

17、坡度17%，斜坡道全長為2057m，凈斷面16.8 m2，該斜坡道除做為井下無軌設(shè)備進(jìn)出地表的通道外，還兼傲進(jìn)風(fēng)井之用，此外還做為井下的安全出口。新鮮風(fēng)流從斜坡道進(jìn)入井下各生產(chǎn)中段經(jīng)過采場和掘進(jìn)工作面后進(jìn)入各自的回風(fēng)平巷，最后由南北兩翼回風(fēng)井排出地表 。4.4.3 深部開拓方案的選擇方案一：豎井延伸方案（見圖4-1）在三山島金礦一期工程設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)考慮了-240m中段以下深部礦體開采時(shí)的開拓系統(tǒng)問題。其方案是將一期工程的豎井（即混合井），繼續(xù)向下延深-610圖4-1 中央豎井與輔助斜坡道聯(lián)合開拓示意圖（虛線示意豎井延深方案）中段，井底標(biāo)高為-615m，并新建一個(gè)井下破碎站。延深后的豎井仍繼續(xù)擔(dān)

18、負(fù)深部礦體開采時(shí)的礦石、廢石，人員，材料、設(shè)備等的提升。-510中段為有軌運(yùn)輸中段。深部開采時(shí)，運(yùn)輸提升工藝過程與一期工程相同。由于一期工程設(shè)計(jì)時(shí)所選用的提升機(jī)是按深部開采到 -510m 深度計(jì)算和選型的，所以現(xiàn)有提升機(jī)的提升能力仍能滿足深部開采時(shí)生產(chǎn)規(guī)模的要求。同樣，在一期設(shè)計(jì)時(shí)，也考慮了在延深豎井的同時(shí)，斜坡道也向深部延深至需要的深度，其作用仍是做為井下無軌設(shè)備的出入通道、進(jìn)風(fēng)井和安全出口之用。方案評(píng)價(jià)：豎井位于富水區(qū)，所以豎井延深施工時(shí)，難逃會(huì)發(fā)生突然涌水的危害，甚至涌水事故每次都向井筒內(nèi)灌注厚達(dá)數(shù)米的混凝土壓水墊，雖然可以采取提前注漿堵水等措施較少涌水事故的危害，但是難度也很大，除了要

19、增加投資外，工期也可能得不到保證。而且本方案中豎井除完成本身的工程量而外，還要擔(dān)負(fù)完成溜井和破碎系統(tǒng)-150m中段開拓和-250m中段開拓及部分采切工程量。開拓又是在深部施工，豎井延深(不管是正延還是反掘)，難度都很大 ，困難也多一些，施工效率也會(huì)低一些，因此，深部開拓的基建時(shí)間有可能超過設(shè)計(jì)時(shí)間，那將給礦山帶來較大的損失。此外，豎井延深肯定需要專業(yè)隊(duì)伍來施工才行。方案二：深部盲豎井開拓方案盲豎井開拓方案就是在貧水區(qū)，從- 330中段水平向下掘一條盲豎井。其豎井規(guī)格和作用與一期工程明豎井完全相同。利用盲豎井將-330 m以下深部的礦石和廢石提升到-250m中段以后，再利用一期工程的-250m中

20、段有軌運(yùn)輸系統(tǒng)，將礦石、廢石倒運(yùn)到原有的卸載站，最后用一期工程原有豎井將礦石、 廢石提升到地表同時(shí)仍需將斜坡逋繼續(xù)往下延深到需要的深度。方案評(píng)價(jià)：這個(gè)方案存在的問題仍然有基建工程量較大、基建時(shí)間較長，需要新增加一套提升設(shè)備及相應(yīng)設(shè)施，施工難度也較大，需要專業(yè)隊(duì)伍施工。且投產(chǎn)后的生產(chǎn)過程中，存在生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，用人多，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，生產(chǎn)管理復(fù)雜等問題。盲豎井施工前有大量的準(zhǔn)備工作要做，為可靠起見，仍需要打盲豎井工程鉆，需施工許多超前工程或措施工程，盲豎井開工時(shí)間可能要往后推遲很多，這樣也將影響將來的生產(chǎn)銜接，所以很可能造成產(chǎn)值和利潤的很大損失，因此盲豎井方案也很不理想方案三：主斜坡道開拓，電動(dòng)卡車運(yùn)

21、礦方案本方案就是將一期工程現(xiàn)有的輔助斜坡道，按照主斜坡道的設(shè)計(jì)參數(shù)和功能要求，從-250m中段向深部延深至-420m中段水平。并繼續(xù)延深至-435m水平，以形成-435m疏干排水分段。主斜坡道凈斷面尺寸為: 直線段5.1m×4.1m2,彎道段5.6m×4.1m2，全長2144m，平均坡度12%，最大坡度l4%。-420m以上各中段采出的礦石和廢石經(jīng)礦石溜井和廢石溜井下放到設(shè)在-420m和-340m處的固定裝載點(diǎn)，然后用一臺(tái)從瑞典引進(jìn)的載重35t的架線式電動(dòng)卡車，將礦石和廢石從固定裝載點(diǎn)分別運(yùn)經(jīng)-240m和-280m水平經(jīng)過改造的礦石和廢石系統(tǒng)，最后用一期工程原有的豎井提升系

22、統(tǒng)將礦石和廢石提至地表。最后主斜坡道自-435m水平延深至-615m水平，全長3653m。主斜坡道斷面同上，電動(dòng)卡車服務(wù)到-600m水平。礦石由電動(dòng)卡車運(yùn)輸?shù)?243m水平一期主溜礦井內(nèi)，經(jīng)粗碎后由主豎井提升到地表。-435m水平延深至-615m水平的開拓，采準(zhǔn)廢石原則上不出坑，就近回填到生產(chǎn)采場中，高峰期用柴油卡車經(jīng)斜坡道運(yùn)到-280m廢石卸載站，由主豎井提升到地表。主斜坡道開拓卡車運(yùn)礦方案如果用柴油卡車運(yùn)輸?shù)V石和廢石，存在最大的問題就是柴油卡車排出的廢氣污染斜坡道進(jìn)風(fēng)質(zhì)量。為解決這個(gè)問題需另掘?qū)Ｓ玫倪M(jìn)風(fēng)井和改進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)。此外，柴油卡車存在爬坡能力低，速度慢、出勤率低、維修工作量大，經(jīng)營費(fèi)用

23、高等缺點(diǎn)，所以柴油卡車運(yùn)礦方案不如電動(dòng)卡車運(yùn)礦。這個(gè)方案的主要特點(diǎn)就是用電動(dòng)卡車將深部的礦石和廢石，通過主斜坡道運(yùn)到一期工程的卸載站及破碎系統(tǒng)，再用現(xiàn)有豎井提至地表。替代了深部礦石和廢石用豎井提升的辦法。同時(shí)，這條主斜坡道還兼做輔助斜坡道和進(jìn)風(fēng)井之用。方案評(píng)價(jià)：首先，這是一個(gè)立足于應(yīng)用先進(jìn)設(shè)備的方案。電動(dòng)卡車運(yùn)礦系統(tǒng)具有一 些顯著的特點(diǎn)：載重量大、車身低矮、爬坡能力大，速度快，卡車運(yùn)輸效率高，在15%坡度的斜坡道上，行駛速度可達(dá)1820km/h；卡車質(zhì)量好，電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，維修量少，卡車?yán)寐矢撸蛇_(dá)85%90%；電動(dòng)卡車無廢氣排出，所以對(duì)井下無污染，噪聲低，作業(yè)環(huán)境條件好；操作方便

24、，電動(dòng)卡車可使集電弓自動(dòng)脫離架空線駛向溜井裝載口或卸載口。當(dāng)電動(dòng)卡車返回時(shí)，再使集電弓自動(dòng)重新接到架空線上。脫離架空線卮卡車的行駛，靠電動(dòng)卡車上裝備的鎳鎘蓄電池組，能使電動(dòng)卡車在50m的距離向往返一次 (此時(shí)的行駛速度為57km/h)。只要集電弓接觸到架空線，蓄電池組便可自動(dòng)克電。當(dāng)電動(dòng)卡車偏離架空線中心左右2m時(shí)，集電弓不會(huì)脫離架空線。架空線架設(shè)簡單，電動(dòng)卡車具有車載控制系統(tǒng)?？ㄜ嚿涎b有一臺(tái)ABB Masterpiecel60型微機(jī)。其調(diào)正和控制的電氣功能有：觸輪集電程序、可控硅換流器、蓄電池?cái)嗦菲骱统潆?、速度控制、加速和制?dòng)、照大速度和故障顯示等。從上述電動(dòng)卡車的特點(diǎn)來看，三山島金礦深部開

25、采確定采用主斜坡道開拓電動(dòng)卡車運(yùn)礦方案，在技術(shù)上和設(shè)備上都是非常先進(jìn)的，生產(chǎn)也是非?？煽康模到y(tǒng)及管理是簡單的。 主斜坡道開拓電動(dòng)卡車運(yùn)礦方案，總基建工程量少，可相對(duì)縮短基建周期，并且提前完成的可能性很大。這不僅對(duì)一期生產(chǎn)和深部開采的生產(chǎn)銜接具有非常重要的意義，而且會(huì)給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。這個(gè)方案給深部基建和生產(chǎn)都帶來很大的靈活性。采用斜坡道開拓電動(dòng)卡車運(yùn)礦系統(tǒng)，簡化了深部開采的開拓系統(tǒng)，施工簡單方便，沒有必要用專業(yè)隊(duì)伍施工，三山島金礦完全可以自營建設(shè)。在深部開采生產(chǎn)中，可根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行斜坡遭廷深而不影響生產(chǎn)，并且有利于深部礦體的探礦工作。此方案取消了豎井方案所必須的-150 m中段和-

26、510m中段的有軌轉(zhuǎn)載運(yùn)輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了井下全部無軌化作業(yè)，減少了作業(yè)環(huán)節(jié)，減少了人員，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 4.4.4 深部開拓方案的優(yōu)化選擇鑒于以上對(duì)三種方案各方面的比較，進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)及投資總結(jié)，見表42、表43。表42 開拓方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表比較內(nèi)容方案一方案二方案三優(yōu)點(diǎn)1.施工組織環(huán)節(jié)少，對(duì)生產(chǎn)影響??；2.有利于深部開采，提升富裕能力大；3.無軌設(shè)備運(yùn)輸距離短1.施工組織環(huán)節(jié)少，對(duì)生產(chǎn)影響??；2.有利于深部開采，提升富裕能力大；3.無軌設(shè)備運(yùn)輸距離短1施工簡單；2投資較小；3適合礦區(qū)條件，增大生產(chǎn)能力缺點(diǎn)1需要仔細(xì)研究礦區(qū)豎井深部地質(zhì)；2開拓系統(tǒng)布置環(huán)節(jié)多；3基建時(shí)間長1仔細(xì)研究礦區(qū)深部地質(zhì)條

27、件，找建新盲豎井的最好位置；2開拓系統(tǒng)布置環(huán)節(jié)多；3基建時(shí)間長1 施工量大；2 施工組織環(huán)節(jié)多，不可預(yù)見性環(huán)節(jié)多，對(duì)生產(chǎn)會(huì)有影響；3無軌設(shè)備運(yùn)輸距離長表43可比部分投資比較表序號(hào)項(xiàng)目名稱豎井延伸方案（萬元）深部盲豎井開拓方案（萬元）主斜坡道與兩翼風(fēng)井聯(lián)合開拓方案（萬元）1基建工程2655.222650.221221.032設(shè)備2456.092441.092046.573管纜井設(shè)備317.064原有裝備及管路拆除40.805原有井塔拆除60.006井架及提升機(jī)房69.607管路、電纜133.57合計(jì)5111.315091.313888.63經(jīng)過方案比較，深部開拓方案最終確定為主斜坡道與兩翼風(fēng)井聯(lián)

28、合開拓方案，見圖4-2。圖4-2 深部主斜坡道與兩翼風(fēng)井聯(lián)合開拓示意圖4.5 開拓巷道的位置、斷面形狀和規(guī)格4.5.1 豎井、輔助斜坡道斷面形狀、規(guī)格及支護(hù)形式根據(jù)礦體產(chǎn)狀、工程地質(zhì)條件、地表特征等情況，豎井選擇在附近三山島礦區(qū)，井筒凈直徑5m，井深348.5m。采用澆注素混凝土支護(hù)。井頸采用鋼筋混凝土支護(hù)。主井?dāng)嗝鎴D見圖4-3；輔助斜坡道，根據(jù)通過設(shè)備的規(guī)格大小，斜坡道的斷面取為4.8m×3.5m2，坡度為13%。經(jīng)過破碎地段時(shí)采用噴錨支護(hù)。斷面圖見圖4-4。4.5.2 主斜坡斷面形狀、規(guī)格及支護(hù)形式1布置位置及斷面形狀對(duì)240m以下的礦體，采用主斜坡道開拓，電動(dòng)卡車運(yùn)輸系統(tǒng)。主斜

29、坡道主斜坡道布置在礦體下盤的巖體中，大部分位于32# 勘探線以南的弱含水區(qū)，繞開了F3 斷層。主斜坡道采用折返式，從-240m 水平的一期斜坡道開始,，延深至-615m 水平，全長5493m（其中-240-435段為1840m，-435-610段為3653m）。電動(dòng)卡車服務(wù)至-600m水平。圖4-3 豎井井筒斷面圖(單位：) 圖4-4 輔助斜坡道斷面圖根據(jù)主斜坡道斷面按通過35t 電動(dòng)卡車和經(jīng)常行人考慮，凈斷面尺寸為: 直線段5.1m×4.1m2,彎道段5.6m×4.1m2。根據(jù)35t 電動(dòng)卡車的性能和運(yùn)輸?shù)V石的特點(diǎn)，斜坡道主干線坡度為14% ；彎道段、緩坡段及分段平巷聯(lián)接

30、處坡度為5%；全線長度內(nèi)的平均坡度約為10%。斜坡道轉(zhuǎn)彎半徑為20m，變坡段豎曲線半徑為25m。見圖4-4、4-5。2路面鋪墊主斜坡道是深部采場礦石運(yùn)輸?shù)闹饕ǖ?，路面?yīng)能承受載重35t，總重60t的荷載。根據(jù)ABB公司提供的資料，并結(jié)合礦山實(shí)際情況，確定主斜坡道路面鋪墊采用碎石結(jié)構(gòu)，即在基巖上鋪墊平均300mm厚的碎石。主斜坡道路面鋪墊分三層進(jìn)行施工，即承壓層、面層和磨耗層。承壓層厚180mm，其碎石粒徑級(jí)配為（610cm）：（24cm）：（12cm）：（0.51cm）=3：2：2：3。石料在地表按級(jí)配要求攪拌均勻后，用坑內(nèi)卡車運(yùn)至井下施工地 圖4-5 主斜坡道直線段斷面圖 圖4-6 主斜坡

31、道彎曲段斷面圖點(diǎn)。采用機(jī)械攤鋪和人工找平相結(jié)合的鋪墊方法進(jìn)行鋪墊，即先由鏟運(yùn)機(jī)將石料攤平，再由人工用扒子和鐵楸鏟平，直到碾壓平整密實(shí)。承壓層鋪墊完成后，進(jìn)行面層鋪墊。面層厚110mm，其碎石粒徑級(jí)配為（24cm）：（12cm）： （0.51cm）=3：3：4。面層鋪設(shè)方法與碾壓后的密實(shí)度與承壓層相同，壓實(shí)后的路面應(yīng)平整、直順，坡度應(yīng)符合要求。為了使主斜坡道的平整度能更好地滿足電動(dòng)卡車的運(yùn)行要求，要在面層上增加一層磨耗層，磨耗層厚度為10mm，其鋪設(shè)材料為粒徑小于0.5cm的石子。3架線供電系統(tǒng)主斜坡道頂部架設(shè)有三相電流導(dǎo)電系統(tǒng)，用于向電動(dòng)卡車供電。架線到主斜坡道路面的最小高度為3.5m。架線的

32、電源來自坑內(nèi)變電所。電動(dòng)卡車架線由吊掛錨桿、鋼體托架、導(dǎo)體、絕緣子、固線塊和連接塊等組成。架線分為直線段和曲線段，與此相對(duì)應(yīng)，把主斜坡道細(xì)分為支巷道區(qū)、錯(cuò)車道區(qū)、裝礦區(qū)和卸礦區(qū)。直線段鋼體托架一般按10m一段組裝，曲線段鋼體托架按曲率半徑15、30、50、70加工制作，并組裝成長約10m的拱形托架。用吊掛錨桿以5m的間距固定在巷道的頂部。鋼體托架安裝采用焊接，導(dǎo)體安裝采用對(duì)接。架線導(dǎo)體由3根直徑50mm的銅管構(gòu)成，分別傳送三相電流。導(dǎo)體銅管由安裝在巷道頂部鋼體托架支撐固定。在分支巷道處和架線末端設(shè)有信號(hào)板，以控制集電弓脫離架線。分支巷道外的信號(hào)板用鋼板制作，焊在左方鋼的頂部，電動(dòng)卡車通過傳感器

33、產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，輸入計(jì)算機(jī)，約1秒后，集電弓脫離架線。架線末端的信號(hào)板采用自動(dòng)結(jié)合的末端信號(hào)板，方鋼和銅管的端部與架線的夾角為15°，當(dāng)集電弓進(jìn)入端部時(shí)，電動(dòng)卡車的傳感器發(fā)出與架線脫離的信號(hào)。另外，在裝礦站安裝有機(jī)械刮板，以防止電動(dòng)卡車裝載過高。在架線入口處安裝有限高裝置，以防止過高的車輛進(jìn)入架線區(qū)域。4.5.3 風(fēng)井、石門、階段平巷、主溜井、措施井等斷面和支護(hù)形式風(fēng)井形狀與規(guī)格：礦區(qū)回風(fēng)井位于礦體東、西翼勘探線礦體上盤。井筒取為3.5m的圓形斷面。井筒延伸到-600m中段。其示意圖略去。石門及階段運(yùn)輸平巷：階段運(yùn)輸平巷和石門的尺寸基本相同。斷面形狀為三心拱，尺寸均為3600mm

34、15;3200mm。其斷面圖見圖4-5。圖4-7 階段運(yùn)輸平巷斷面圖充填井（兼作措施井和進(jìn)風(fēng)井）：主要作用是充填料和充填設(shè)備的下放，新鮮風(fēng)流的入口，緊急情況下的安全出口。采用矩形斷面，井筒尺寸取2.7×2.7 m2。溜破系統(tǒng)：設(shè)井下破碎站。-240m 以上各中段采出的礦石和廢石通過中段礦石溜井和廢石溜井下放到-250m 有軌運(yùn)輸中段，再用12t架線式電機(jī)車雙機(jī)牽引數(shù)輛4m。底側(cè)卸式礦車，將礦石運(yùn)至豎井附近的卸載站。將礦石卸入井下破碎站，破碎后的礦石經(jīng)裝礦皮帶裝入箕斗由多繩提升機(jī)將礦石提升至地面礦倉。廢石用12t電機(jī)車1.8m 。側(cè)卸式礦車運(yùn)至卸載站，不經(jīng)破碎，直接用箕斗提至地面廢石倉 。 主溜井應(yīng)布置在礦巖堅(jiān)硬、穩(wěn)固地段，盡量避開斷層和破碎帶、溶洞及大涌水地區(qū)，且應(yīng)布置在礦量集中，運(yùn)輸條件好，礦石運(yùn)輸功最小的地段附近，本設(shè)計(jì)主溜井布置在主井和斜坡道附近。主溜井的生產(chǎn)能力主要取決于溜口放礦設(shè)施的形式，又取決于上部卸礦階段與下部裝礦階段的裝卸能力。一般情況下，溜井放礦生產(chǎn)能力可按公式計(jì)算如下： （4-6）式中 W放礦能力，t/h；閘門完善程度系數(shù)，取0.8；放出礦石流的收縮系數(shù)，取0.6； F閘門斷面面積，F(xiàn)=(1.52.2)a，最大塊度取為150mm，取F為0.3； 礦石容重，取2.8，t/m3； V礦流速度，取0.3； n放礦效率系數(shù)，取0.8； K礦石松散系數(shù)，取1