某鉛鋅礦采礦方法課程設(shè)計

某鉛鋅礦采礦方法課程設(shè)計采礦方法課程設(shè)計說明書題目題目題題目目：院（系）院（系）院院（（系系））：專業(yè)專業(yè)專專業(yè)業(yè)：學生姓名學生姓名學學生生姓姓名名：班級班級班班級級：學號學號學學號號：指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師：2012年12月2目錄第一章某鉛鋅礦設(shè)計要求.......................................................................................................3第二章采礦地質(zhì)條件.................................................................................................................3第三章采礦方法的選擇.............................................................................................................33.1采礦方法的選擇........................................................................................................................4采礦方法選擇的基本要求.....................................................................................................4采礦方法選擇的主要影響因素...........................................................................................4采礦方法初選.........................................................................................................................43.2分段礦房嗣后充填法...............................................................................................................6基本特征................................................................................................................................63.2..2礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)........................................................................................................................7采準與切割工程布置.............................................................................................................7回采工作…………………………..8評價…………….....................................................................................................................83.3垂直分段鑿巖階段礦房嗣后充填法.........................................................................................9置和結(jié)構(gòu)參數(shù)............................................................................................................10作…………………………10作…………………………10作…............................................................................................................................10………………................................................................................................................113.4采礦技術(shù)經(jīng)濟比較...................................................................................................................11第四章垂直分段鑿巖階段礦房嗣后充填法的應(yīng)用.................................................................124.1采礦具體工藝...........................................................................................................................12置及其構(gòu)成要素........................................................................................................12采準切割主要巷道布置...................................................................................................12階段運輸平巷.................................................................................................................12井..............................................................................................................................14道..............................................................................................................................14井..............................................................................................................................15井..............................................................................................................................15準切割巷道參數(shù)......................................................................................................154.2礦石回采.............................................................................................................................15鑿巖布置參照常用氣動鑿巖設(shè)備鉆孔深度表6，..........................................................15回采次序.............................................................................................................................16落礦方式.............................................................................................................................16采場通風.............................................................................................................................16礦柱回收.........................................................................................................................164.3礦塊回采進度計劃.............................................................................................................174.4采切工程………………………….174.5空區(qū)處理-嗣后充填...........................................................................................................174.6地表河流...........................................................................................................................17第五章課程設(shè)計總結(jié)...................................................................................................................17采礦方法設(shè)計參考資料目錄.........................................................................................................183某鉛鋅礦采礦方法課程設(shè)計第一章某鉛鋅礦設(shè)計要求42礦井年產(chǎn)量：萬噸；礦石名稱：鉛鋅礦；礦床成因和類型：高溫至中溫熱液礦床；礦體平均厚度：10m；70礦體平均傾角：°；礦體走向長度：100m；礦體埋藏深度：400m；礦石圍巖的物理力學性質(zhì)：1．品位：Pb+Zn15%；2．容重：礦石3.98t/m3；圍巖2.78t/m3；3．圍巖名稱：上盤灰?guī)r；下盤灰?guī)r；4．穩(wěn)固性：礦石穩(wěn)固；上盤圍巖穩(wěn)固；下盤圍巖穩(wěn)固；5．堅固性系數(shù)：礦石6~8；上盤圍巖6~10；下盤圍巖6~10；61.61.61.6．松散系數(shù)：礦石；上盤圍巖；下盤圍巖；7．自燃性：無；8．粘結(jié)性：無；9．地質(zhì)破壞及水文條件：復(fù)雜；10．其它附加條件：地表有河流；第二章采礦地質(zhì)條件礦石和圍巖的物理力學性質(zhì)：礦石品位高，價值大，Pb+Zn15%；；礦石容重為3.98t/m3，圍巖容重為2.78t/m3。礦體上下盤圍巖為灰?guī)r，穩(wěn)固，堅固性系數(shù)f6-10，松散系數(shù)1.6，礦石穩(wěn)固，堅固性系數(shù)f6～8，松散系數(shù)1.6。礦石無自燃性和粘結(jié)性。第三章采礦方法的選擇3.1采礦方法的選擇采礦方法選擇的基本要求1）安全。選擇的采礦方法必須保證工人在采礦過程中能夠安全生產(chǎn)，有良好的作業(yè)條件，能使繁重的作業(yè)實現(xiàn)機械化；同時也要保證礦山能夠安全持續(xù)生產(chǎn)，防止采礦引起的地質(zhì)災(zāi)害。2）礦石貧化小。選擇的采礦方法要貧化小，礦石質(zhì)量高，有利于配礦和礦石質(zhì)量控制，滿足加工部門對礦石質(zhì)量的要求。43）礦石回采率高。礦產(chǎn)資源是有限且不能再生的，因此要選擇高回采率的采礦方法，以充分利用地下資源。4）生產(chǎn)效率高。要盡可能選擇生產(chǎn)能力大和勞動生產(chǎn)率高的采礦方法。5）經(jīng)濟效益高。6）遵守有關(guān)法規(guī)的要求。采礦方法選擇必須遵守礦山安全、環(huán)境保護和礦產(chǎn)資源保護等法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。采礦方法選擇的主要影響因素.1礦體地質(zhì)條件主要包括礦石和圍巖的物理力學性質(zhì)、礦體產(chǎn)狀、礦石的品味和價值、礦物在礦體和圍巖中的分布情況、礦體賦存深度、礦石和圍巖的自燃性與結(jié)塊性等。.2開采技術(shù)經(jīng)濟條件主要有下列影響因素有下列各項：地表是否允許陷落；加工部門對產(chǎn)品的技術(shù)要求；技術(shù)裝備與材料供應(yīng)；采礦方法所需求的技術(shù)管理水平等。采礦方法初選.1地質(zhì)法初選根據(jù)礦體地質(zhì)條件選擇合適的采礦方法，見采礦方法初選表采礦方法分類表1礦礦礦體穩(wěn)固性體體礦石穩(wěn)固礦石穩(wěn)固礦石不穩(wěn)固礦石不穩(wěn)固傾厚圍巖穩(wěn)固圍巖不穩(wěn)固圍巖穩(wěn)固圍巖不穩(wěn)固角度薄、全面法、房柱法單層崩落法，垂直分條垂直分條充填法，全垂直分條充填法，單層極充填法面法，單層崩落法崩落法緩薄分段礦房法、房柱法、分段階段礦房法，分層分段礦房法，上向進有底柱分段崩落法，分中全面法崩落法，有底柱分段崩路充填法，垂直分條層崩落法，垂直分條充落法，分層充填法，錨充填法填法傾厚桿房柱法厚階段礦房法，分段、階分段、階段崩落法，上上向進路充填法，分分段、階段崩落法，分和段崩落法，上向分層充向分層充填法段崩落法，階段崩落層崩落法，下向充填法，極填法法上向進路充填法斜厚薄、全面法，房柱法垂直分條充填法，上向上向進路充填法，分分層崩落法，上向進路極分層充填法，單層崩落段礦房法，分段崩落充填法，下向分層充填傾薄法法，全面法法，分段崩落法5中分段礦房法有底柱分段崩落法，上上向進路充填法，分有底柱分段崩落法，下斜厚向分層充填法段礦房法，有底柱分向分層充填法，上向進段崩落法路充填法，分層崩落法厚階段礦房法，分段礦房分段、階段崩落法，上上向進路充填法，分分層崩落法，上向進路和法向分層充填法段礦房法，分段、階充填法，下向分層充填極段崩落法，下向分層法，分段、階段崩落法厚充填法極削壁充填法，留礦法削壁充填法上向進路充填法，下下向分層充填法，上向薄向分層充填法進路充填法急薄留礦法，分段、階段礦上向分層充填法，分層上向進路充填法，分上向進路充填法，下向房法崩落法，分段崩落法層崩落法，分段崩落分層充填法，分層崩落傾法，分段礦房法法，分段崩落法中分段礦房法，階段礦房分段礦房法，上向分層上向進路充填法，下下向分層充填法，上向斜厚法，分段崩落法充填法，分段崩落法向分層充填法，分層進路充填法，分層崩落崩落法，分段崩落法，法，分段、階段崩落法分段礦房法厚階段礦房法，分段、階分段礦房法，分段、階上向進路充填法，下分段，階段崩落法，下和段崩落法段崩落法，上向分層充向分層充填法，分層向分層充填法，上向進極填法崩落法，分段，階段路充填法，分層崩落法厚崩落法參照礦體礦石和圍巖穩(wěn)固，急傾斜中厚礦體知采礦方法初選為分段礦房法，階段礦房法，分段崩落法。3..采礦方法技術(shù)經(jīng)濟比較采礦方法技術(shù)經(jīng)濟比較表2分段崩落法的貧化率、損失率大，而該礦的Pb+Zn15％5%（鉛鋅礦的最低工業(yè)品位）,屬于高品位礦石，又地表有河流不允許地表沉降，故排除分段崩落法，初選為：分段礦房法、階段礦方法。因地質(zhì)水文條件復(fù)雜，地表有河流，所以需要嗣后充填，故初選最終結(jié)果為分段礦房嗣后充填法、階段礦房嗣后充填法63.2分段礦房嗣后充填法基本特征1）將階段劃分為若干分段；2）每個分段內(nèi)劃分礦房和礦柱，每個礦房都有獨立的崩礦和出礦巷道，可視為單獨的回采單元；3）礦房回采完畢后，可立即回采與已采礦房相鄰的間柱和本礦房的斜頂柱，同時處理采空區(qū)；4）適于開采傾斜和急傾斜中等穩(wěn)固以上的中厚礦體。分段礦房嗣后充填法是近十余年來，由于無軌設(shè)備的推廣使用，才出現(xiàn)的空場采礦新方法。它是以分段為獨立的回采單元，因而靈活性大，適用于傾斜和急傾斜的中厚到厚礦體。同時由于圍巖暴露較小，回采時間短，相應(yīng)地可適當降低對圍巖穩(wěn)固性的要求。3.2..2礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)階段高度定為60m，分段高度15m。每個分段劃分礦房和間柱，礦房沿50m8m走向布置長度為，間柱寬度為，分段間要留斜頂柱，其真厚度6m設(shè)為。切割工程布置分段礦房嗣后充填法圖17參照設(shè)計方和案圖，從階段運輸巷道掘進斜坡道聯(lián)通各個下盤分段運輸平巷1，以便行駛無軌設(shè)備車輛。沿礦體走每隔50m掘進一條放礦溜井，并通往各分段運輸平巷。在每個分段水平上，掘下盤分段運輸平巷1，在此巷道沿走向每隔12m掘裝運巷道2，通到靠近礦體下盤的塹溝平巷3，在靠近上盤接觸面掘進鑿巖平巷4。在礦房的一側(cè)掘進切割橫巷6，聯(lián)通鑿巖平巷4與礦柱回采平巷5，從塹溝平巷3到分段礦房的最高處掘切割天井9，接著在切割橫巷6中鉆環(huán)形深孔，以切割天井為自由面爆破并形成V型切割槽回采工作從切割槽向礦房另一側(cè)進行回采工作。鑿巖平巷4中鉆環(huán)形深孔，爆破，落礦。崩下的礦石由鏟運機由裝運巷道運到分段運輸平巷最近的溜井，并溜到階段運輸巷道裝車運出當一個礦房回采結(jié)束時，立即回采一側(cè)的間柱和斜頂柱?；夭砷g柱的深孔鑿巖洞室布置在切割巷道靠近下盤的側(cè)部?；夭尚表斨纳羁阻弾r洞室在礦柱回采平巷的一側(cè)，對應(yīng)于礦房的中央部位。間柱和斜頂柱的深孔布置如圖Ⅲ-Ⅲ所示，回采礦柱的順序是：先爆破間柱并將崩下的礦石放出，然后再爆破頂柱，頂柱崩落的大部分礦石溜到V型塹溝內(nèi)放出。評價該礦體屬圍巖穩(wěn)固性好，中厚急傾斜礦體，礦山品位高，使用分段礦房法開采可大量高效的使用無軌設(shè)備，回采強度也加大，大幅度提高了生產(chǎn)率。同時此方法允許在礦房采完后立即回采礦柱和處理采空區(qū)，這樣既提高了礦柱的礦石回采率又處理了采空區(qū)，為下分段回采創(chuàng)立了良好條件。適合于年產(chǎn)量要求較高的礦山。分段法的缺點在于采準工作量大，即每個分段都需掘進分段運輸平巷、切割巷道、鑿巖平巷等巷道，所以在做設(shè)計的時候盡量要減少這些巷道的掘進量。83.3垂直分段鑿巖階段礦房嗣后充填法階段礦房法是利用用深孔回采礦房，分為水平深孔階段礦房法、垂直階段礦房法和垂直深孔球狀藥包落礦階段礦房法。鑒于水平深孔階段礦房法大塊率較高，達20%-30%，必須經(jīng)過二次破碎，又垂直深孔球狀藥包落礦階段礦房法對礦體要求和操作技術(shù)比較高，本設(shè)計采用垂直分段鑿巖階段礦房嗣后充填法。垂直分段鑿巖階段礦房嗣后充填法，其工藝要點是：采用平底結(jié)構(gòu)，漏斗受礦，電耙出礦，分段上向垂直扇形中深孔落礦。1）將礦房劃分為若干分段，在分段鑿巖巷道內(nèi)鑿巖崩礦；2）回采工作面是垂直的，回采前，除拉底、辟漏外；3）必須開鑿垂直切割槽，并以此為自由面進行落礦，崩落的礦石借自重落到礦房底部放出；4）礦房回采結(jié)束后，再用其他方法回采礦柱垂直分段鑿巖階段礦房嗣后充填法圖29置和結(jié)構(gòu)參數(shù)礦體厚度10m，沿走向布置。礦房長度50m,階段高度50m,分段高度10m，間柱8m，頂柱厚度6m,底柱高度8m。作采準工作包括掘進階段運輸巷道、通風行人天井，電耙巷道，放礦溜井漏斗頸、拉底巷道、分段鑿巖巷道及切割天井等。運輸平巷沿礦體下盤接觸線布置，人行天井布置在間柱中，從天井掘進電耙道和分段鑿巖巷道，鑿巖巷道對于傾斜礦體布置靠近下盤，對于急傾斜礦體布置在中央。作1）切割工作包括：拉底、辟漏及開切割立槽；2）拉底是從拉底巷道向兩側(cè)用淺孔擴幫，按拉底層高度逐段將整個礦房底部開，可以結(jié)合辟漏一拉起進行；本方法回采工作是以立面作業(yè)逐漸向兩翼展開，故一般拉底和辟漏工作的速度，只要求能超前于回采立面1-2排漏斗的距離，無需過早全部拉開。作鑿巖：在分段鑿巖巷道內(nèi)打上向扇形中深孔φ55mm；崩礦：一次完成全部打孔，多次多排同段微差起步距為4-8排炮孔，上分段超前1-2排孔；出礦：50KW的電耙，斗容0.5m3。1回采強度大，礦房內(nèi)同時作業(yè)工作面多，且鑿巖和礦石運搬平行作業(yè)；102勞動生產(chǎn)率高：分段落礦自由面多，同次爆破炮孔排數(shù)多；3坑木及炸藥消耗量少，采礦成本低；4工人在巷道內(nèi)工作，不進入空間，作業(yè)安全；5采準工作量大，準備時間長；6礦柱礦量占35-60%，回采礦柱條件又差，損失與貧化指標偏高；7掘分段巷道時機械化程度不高，作業(yè)較為困難。3.4采礦技術(shù)經(jīng)濟比較采礦技術(shù)經(jīng)濟比較表3通過對分段礦房嗣后充填法和垂直分段鑿巖階段礦房嗣后充填法簡單論述得到上表，可知階段法的損失率、貧化率稍高，但其生產(chǎn)能力、安全條件、采切比、材料消耗等方面均優(yōu)于分段法，故選取垂直分段鑿巖階段礦房嗣后充填法作為該礦的采礦方法。第四章垂直分段鑿巖階段礦房嗣后充填法的應(yīng)用4.1采礦具體工藝置及其構(gòu)成要素礦塊沿礦體走向布置，礦塊長50m，階段高60m，分段高度10m，間柱8m，頂柱厚度6m,底柱高度8m。，漏斗間距5m，每個礦塊包含底部結(jié)構(gòu)、兩條天井一條人行材料井、一條切割井、三條鑿巖平巷及切割橫巷。底部結(jié)構(gòu)采用電耙耙架出礦系統(tǒng)，電耙道布置在礦塊底部礦脈中央，兩側(cè)漏斗交錯布置，間距5m，落礦前進行擴漏，電耙道端部布置組車運輸巷、11電耙硐室和電耙裝礦臺架。采準切割主要巷道布置礦塊分成四個分段，鑿巖平巷沿礦體走向布置在礦脈中央在礦塊的一端布置切割天井及切割橫巷，另一端底板布置人行材料天井，人行材料井與分段鑿巖平巷之間布置長約5m的聯(lián)絡(luò)道聯(lián)通。階段運輸平巷根據(jù)該礦山42萬噸/年的設(shè)計生產(chǎn)能力，采用沿脈單巷道布置，容積為2m3的礦車可以滿足要求。側(cè)卸式礦車具有結(jié)構(gòu)簡單，卸載方式靈活的優(yōu)點，適合于中小型礦山的特點，綜合各種因素考慮選用YCC2（6）型測卸式礦車。礦車由架線式電機車帶動，根據(jù)運輸量與礦車容積、軌距、軌型的相對關(guān)系，選用ZK10-6/250型電機車與之相配。礦車和電機車的參數(shù)如表4:.1巷道斷面尺寸1）巷道凈寬度B0由表可知，YCC2（6）型測卸式礦車寬度為980mm，高度為1160mm；ZK10-6/250型電機車寬度為1354mm，高度為1550mm。兩者比較，取最大值，故運輸設(shè)備的寬b1354mm，高h1550mm。查采礦手冊知運輸電機車與支護之間的安全間隙b1300mm，人行道寬度b2900mm故巷道凈寬度B0＝b1+b+b2300+1354+9002554mm，按50mm取上，故B0取2600mm。122）道床參數(shù)根據(jù)該巷道的運輸量及采用的運輸設(shè)備，查采礦手冊可以選用22kg/m的鋼軌，鋼筋混凝土軌枕，巷道底板水平與軌面水平的間距h6400mm底板至道渣面的高度h5250mm故h4h6-h5150mm。3）巷道凈高H01拱高f0及其它參數(shù)f0＝B0/3867mm大圓弧半徑R＝0.692B0＝1799mm小圓弧半徑r0.261B0679mm②巷道墻高h3A.按電機車架線要求確定設(shè)電機架線導(dǎo)電弓子之半k400mm，軌面到頂棚的高度取H1＝2080mm。非人行道一側(cè)，軌道中心線至墻的距離ab/2+b1677+300＝977mm，cosαcos56°18′36′′0.554由于（r-a+k）/r-250679-977+400/679-2500.238cosα,故架線弓子是在大圓弧內(nèi)，按下式計算h3H1+h6-+R-f02045mmB、按行人要求計算h31800+h5-1595mm按以上兩種要求計算后h3取其中的最大值2045mm，按10mm取上，則h32050mm,故巷道凈高度H0f0+h3-h5867+2050-2502667mm，巷道斷面尺寸圖如圖3所示。13巷道斷面尺寸圖3井采取脈內(nèi)布置，天井可用于通風、嗣后充填。其間可布置梯子間和人員材料下放間。梯子傾角不大于80o，上下梯子平臺間距不大于6m，且須錯開布置。對于崩切割天井式作為用中深孔開辟切割槽時的自由面，其寬度較大，常用斷面規(guī)格為：（1.8~2.0）mx（2.5×3.0）m。道分段鑿巖巷道鉆鑿中深孔，查鑿巖巷道及鑿巖硐室規(guī)格知YGZ-90型斷面規(guī)格為（2.5~3.0）mx3.0m：井電耙將漏斗下放的礦石耙至溜井，再通過溜井的重力放礦作用至階段運輸60巷道。采場溜井的傾角應(yīng)大于度，只有短流經(jīng)才允許稍小一些，但也應(yīng)大于55°。溜井的直徑或方溜井的短邊長度為：D5-8d，式中：D-圓溜井直徑或方溜井的短邊長度。14通風天井一般是根據(jù)風量、風速和掘進工藝確定。低于15m/s的風井，其斷面一般22為1.5×2.0m；大于15m/s的風井，斷面一般為1.5×2.5m。準切割巷道參數(shù)結(jié)合該礦實際及階段運輸平巷規(guī)格，參照采礦設(shè)計手冊得，主要采準切割巷道參數(shù)表54.2礦石回采參照常用氣動鑿巖設(shè)備鉆孔深度表，鑿巖布置6常用氣動鑿巖設(shè)備鉆孔深度表6序號鑿巖機型號最大鑿巖深度（m）有效鑿巖深度（m）備注1YT-265327655533YSP-4453向上孔4YSP-4543向上孔5YG-401512鉆孔0°-90°6YGZ-9030207YG-8020180°~90°8BBC-120F3020鉆孔0°-90°9YQ-100A4030鉆鑿角0°-360°向上孔，向下孔10KQG-165型5030橫向45°在各分段高度10m,鑿巖平巷及切割橫巷內(nèi)采用YGZ一90型鑿巖機鉆鑿垂直上向扇形中深孔比較合適，鉆頭采用直徑55mm的合金梅花鉆頭，各排炮孔排面垂直鑿巖巷道，且相鄰排的炮孔交錯呈“之”字形排列，孔底距1．6～1．8m，排距1．0―1．2m，邊空仰角5o。采用BQ一100裝藥器裝2號巖石粉狀炸藥，裝藥系數(shù)0．5～0．8，裝藥密度0．95g／m3，每孔內(nèi)用2枚毫秒導(dǎo)爆管與導(dǎo)爆索非電復(fù)式起爆，同排同段，排間毫秒微差爆破。15回采次序以切割天井為自由面，首先爆破切槽內(nèi)炮孔，形成切割立槽，然后再依次爆破各分段排炮。每次爆破4～8排，上分段超前下分段1～2排距離，形成階梯式工作面。每次爆破后將礦石出完再進行下一次爆破。落礦方式每次爆破后，礦石將崩落至礦塊底部，直接由出礦漏斗受礦，用30kW電耙將礦石由電耙道耙至臺架直接裝入礦車經(jīng)運輸巷運出。采場通風礦塊通風納入整個礦山通風系統(tǒng)，雙側(cè)回采通風，新鮮風由階段運輸巷道進入人行材料井，再通過拉底巷道和鑿巖巷道進入各分段工作面，污風經(jīng)過切割槽進入上中段回風巷排出。采準切割巷道獨頭掘進時用5．5kW局扇通風。礦柱回收由于礦石品位較高，礦柱需要回收，具體工藝如下：底柱用束狀中深孔，頂柱用水平深孔，，間柱用垂直上向扇形中深孔落礦。同次分段爆破，先爆間柱，再爆頂?shù)字?。爆破后在轉(zhuǎn)放的崩落巖石下面放礦，礦石的損失率高達40%-60%。這是由于爆破質(zhì)量差、大塊多，部分崩落礦石留在底板上面放不出來，崩落礦石分布不均（間柱附近礦石層較高），放礦管理困難等。降低礦柱損失率的措施：（1）同次爆破相鄰的幾個礦柱，可先爆中間的間柱，再爆與廢石接觸的間柱和階段間礦柱，以減少廢石混入；（2）及時回采礦柱，以防礦柱變形或破壞，且不能全部裝藥；（3）增加礦房礦量，減少礦柱礦量。4.3礦塊回采進度計劃鑿巖準備工作T10.8h,鑿巖時間T25.2h，合計鑿巖時間6h，裝藥時間T31h，通風時間T42h,放礦時間T52h,一個臺班時間