畢業(yè)設計---采礦方法設計

1、<p>　　采礦方法設計(論文)</p><p>　　題 目 采礦方法設計</p><p>　　2010年 12月 10日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　Abstrac

2、tII</p><p><b>　　引 言1</b></p><p><b>　　1總論3</b></p><p>　　1.1 礦區(qū)概貌3</p><p><b>　　1.2設計任務3</b></p><p>　　1.3 礦山主要生產過程概

3、述4</p><p>　　1.4開采設計的主要技術經濟指標6</p><p><b>　　2礦山地質7</b></p><p>　　2.1礦區(qū)自然地理概況7</p><p><b>　　2.2礦床地質7</b></p><p><b>　　2.3水文地質

4、8</b></p><p><b>　　2.4礦石儲量9</b></p><p>　　2.5礦床勘探10</p><p><b>　　3礦床開拓11</b></p><p>　　3.1礦山建設現狀11</p><p>　　3.2礦山年產量驗證11<

5、/p><p>　　3.3開拓方法13</p><p>　　4中段運輸水平16</p><p>　　4.1礦床開采順序16</p><p>　　4.2中段運輸水平線路設計16</p><p>　　5礦山基建工程21</p><p>　　5.1主井與風井21</p><p

6、>　　5.2石門及運輸平巷24</p><p><b>　　5.3溜井33</b></p><p>　　5.4井底車場33</p><p>　　5.5基建工程量39</p><p>　　6采礦方法（專題）42</p><p>　　6.1開采技術條件42</p>&l

7、t;p>　　6.2采礦方法選擇42</p><p>　　6.3礦塊采準切割工作44</p><p>　　6.4礦房回采工作46</p><p>　　6.5礦柱回采及空區(qū)處理48</p><p>　　6.6采準、切割及回采計算48</p><p>　　6.7采礦方法主要技術經濟指標50</p>

8、;<p><b>　　參考文獻50</b></p><p><b>　　謝 辭51</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　鐵礦是我國重要的礦產資源，在國民經濟中具有重要的戰(zhàn)略地位。在我國一次能源結構中，鐵礦將長期是我國的重要資源。鐵礦資源的合

9、理開發(fā)和利用日益重要起來，基于此，本設計針對萬倉鐵礦（南段）進行畢業(yè)設計。</p><p>　　本設計可采儲量73.3萬t，設計生產能力為5萬t/a。本設計針對萬倉鐵礦實際情況進行了較詳細的分析說明，其中包括開拓方案的選擇、采礦方法的選擇、礦山機械的選型計算、礦井通風設備的選取及計算、技術經濟的分析等。最終確定為豎井開拓方案，淺孔留礦采礦法，抽出式通風方式。</p><p>　　關鍵詞：開

10、拓系統(tǒng)；采礦方法；淺孔留礦；通風系統(tǒng)；運輸系統(tǒng)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Iron ore is the basic resource in our country, which has important strategic position in our national economy. It is more an

11、d more important that the ore is properly developed and used. Based on it, the Wancang ore mine is designed as this graduate design.</p><p>　　The reserves recoverable designed are 733,000t. The capacity desi

12、gned is 50,000t/a. Go on more detailed analysis prove to WanCang iron ore actual conditions, including the choice of exploitation project and mining method, the calculation of choosing mining machine and the ventilating

13、equipment, and analysis of technological economy, etc. And the design projects are made at last, for example, fixing the shaft-exploitation capacity, shallow hole shrinkage mining method, and exhaust ventilation fin</

14、p><p>　　Keywords：Development system; Mining method; Shallow hole shrinkage mining method; Ventilating system; Haulage system</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　采礦是除農業(yè)耕作外人類從事的最早

15、生產活動。從約45萬年前舊石器時代人類為獲取工具而采集石塊開始，人類歷史發(fā)展的每一個里程碑無不與采礦有關，實質上人類文明發(fā)展史的各個階段就是以礦物的利用劃分的。顯然，采礦活動與礦物利用推動了人類歷史的進步。</p><p>　　采礦工業(yè)是許多工業(yè)的基礎，為許多工業(yè)和農業(yè)提供原材料和輔助材料。國民經濟的發(fā)展和人類生活水平的提高與礦產開發(fā)和利用有著密切的正比關系，人均礦產品消耗水平已經成為衡量一個國家發(fā)展程及其國民生

16、活水平的一個重要指標。礦產資源的消費強度和消費特征取決于一個國家所處的工業(yè)化階段和社會經濟發(fā)展水平。</p><p>　　我國是發(fā)展中國家，社會經濟發(fā)展剛剛從工業(yè)化初期進入工業(yè)化全面發(fā)展時期，因此在未走向發(fā)達的相當長的一個時期內，我國將處于礦產資源高消費階段。可見采礦業(yè)對于我國社會經濟發(fā)展至關重要。</p><p>　　近二十年來，露天開采的范圍雖然有些擴大，其產量比重也有所增加，但是，隨

17、著現代工業(yè)的迅速發(fā)展，對金屬礦石的需求量不斷增長，開采深度逐漸加大，露天礦山可能陸續(xù)轉為地下開采，而地下礦山也要向深部礦床伸展。因此，在未來的年代里，地下開采比重可能逐漸增大。目前，西方資本主義國家地下開采的比重約占35％，俄羅斯鐵礦石占15％，而有色金屬礦占三分之一，我國鐵礦石占10％，有色金屬礦占三分之二。因此地下開采作為采礦工程的一門重要學科，在國民經濟中起著舉足輕重的作用。</p><p>　　為了適應不

18、同的礦床賦存條件、礦石和圍巖性質及開采環(huán)境，地下礦開拓和開采方法隨著開采技術的進步不斷演變，逐步形成了以豎井、斜井、平硐和斜坡道開拓為基本方式的約十種礦床開拓方法，以及空場法、充填法和崩落法三大類共二十余種典型采礦方法。</p><p>　　地下采礦方法演進的主要特點是：木材消耗量大、工效低的采礦方法的使用比重（如支柱充填和分層崩落等）逐漸下降，如今在現代化礦山已基本消失；采用大孔徑深孔落礦的高效采礦方法逐漸推廣

19、，70年代出現的大直徑深孔法、VCR法（垂直后退式大直徑深孔法）和分段空場法可以說是采礦方法的一大進展；充填法應用比重有增長趨勢，充填法與空場法聯合工藝――深孔落礦嗣后充填擴大了充填法的使用范圍；地下采礦方法結構逐步簡化。</p><p>　　開采規(guī)模的大型化和勞動生產率的提高是地下開采技術發(fā)展的綜合體現。上世紀70年代以來，國外地下金屬礦山生產規(guī)模不斷擴大，勞動生產率顯著增加。西方國家80年代后期約有大型地下礦

20、山645座，其中年產量100～300萬t的礦山有150座，占23％；年產量300萬t以上的62座，占9.6％；年產量500～1000萬t的20多座；還有幾座1000萬t以上的礦山。</p><p>　　鐵是一種黑色金屬。隨著國民經濟的發(fā)展，作為一種重要的金屬資源，鐵礦石目前的需求量急劇上升。因此，鐵資源的開發(fā)和利用已經提上日程。</p><p>　　鋼鐵是關系國計民生的大宗原料性商品，它發(fā)

21、展的好壞對下游各領域、各行業(yè)乃至整個國民經濟的發(fā)展具有決定性的影響，而鐵礦石正是鐵和鋼的原材料，是鐵元素在自然界的存在形式。</p><p>　　我國鐵礦石儲量豐富，原礦儲量達250億t，位居世界前列，但由于我國鐵礦石資源條件比較差，采選的技術條件復雜，致使我國鐵礦石的供應遠遠跟不上鋼鐵工業(yè)的發(fā)展的需要。據海關統(tǒng)計，2005年，鐵礦石海運貿易量達到6.35億t，比上年增加6100萬t，增長10％；我國進口鐵礦石達

22、2.64億t，占全球海運貿易量的41.6％。 </p><p>　　據不完全統(tǒng)計，2004年上半年我國黑色金屬礦采礦業(yè)利潤總額為44.06億元，去年同期為7.15億元，比上年增收利潤36.9億元，是上年同期的6.16倍。2004年上半年鐵礦石采選業(yè)的利潤率為16.5%，效益明顯上升。2004年上半年鐵礦原礦石的產量為13124.21萬t，比上年同期增產11.4%；從鐵礦原礦石產銷率看，04年上半年我國累計銷售鐵礦

23、石4820.7萬t，產銷率為98.9.2%。6月末鐵礦石成品礦的庫存量比年初增加了17.1%。</p><p>　　從以上數據可以看出，鐵礦的開采在礦產開發(fā)中占有舉足輕重的地位。</p><p>　　唐山市是河北省鐵礦資源最豐富的地區(qū)之一，且礦體發(fā)育良好，產狀較好，傾角較陡，特別適合于淺孔留礦法開采。近年來，隨著鐵礦是價格的攀升，唐山市遷西縣小型地下礦山的開采成為可能。小型礦山的開采，對緩

24、解國家需求緊張的局面是非常有利，同時也為地方經濟的進一步發(fā)展起到了促進作用。</p><p>　　本次設計針對鐵礦床的地下開采進行綜合性的畢業(yè)設計。</p><p><b>　　1總論</b></p><p><b>　　1.1 礦區(qū)概貌</b></p><p><b>　　1.1.1交通

25、位置</b></p><p>　　遷西縣烈馬峪萬倉鐵礦（南段）位于遷西縣灑河橋鎮(zhèn)境內，礦區(qū)距遷西縣城22km。 隸屬于遷西縣灑河橋鎮(zhèn)烈馬峪村管轄，為民營企業(yè)。最低開采標高+200m。詳見圖1-1礦區(qū)交通位置圖。</p><p>　　1.1.2 礦區(qū)地質</p><p><b>　　1.1.2.1地層</b></p>&

26、lt;p>　　礦區(qū)出露的地層主要為太古界遷西巖群變質巖及第四系。</p><p>　　遷西巖群變質巖：總體走向北東36°，傾向北西，傾角75～85°。巖性主要為角閃斜長片麻巖，紫蘇黑云斜長片麻巖，二輝片麻巖及磁鐵石英巖。</p><p>　　第四系主要為砂、礫、亞粘土，分布于溝谷、低洼地帶。</p><p><b>　　1.1.2

27、.2構造</b></p><p>　　區(qū)內構造較簡單，未見大的構造，偶爾小揉皺，對礦體無破壞現象。</p><p>　　1.1.2.3地形特點</p><p>　　礦區(qū)地處遷西境內，以山區(qū)為主，地形起伏不定，地表礦體出露不均。</p><p><b>　　1.1.3氣候條件</b></p>&l

28、t;p>　　礦區(qū)屬大陸性干旱氣候，冬春季節(jié)干燥少雨，雨季主要集中在7～8月份。全年平均降水量790mm。</p><p><b>　　1.1.4主要產品</b></p><p>　　河北省遷西縣烈馬峪萬倉鐵礦（南段）礦床類型為鞍山式沉積變質型鐵礦，礦石類型為磁鐵石英巖。礦石呈灰、灰黑色，中細粒結構，條帶狀、塊狀結構。主要礦石礦物為磁鐵礦，少量的赤鐵礦、褐鐵礦；脈

29、石礦物主要為石英、斜長石、輝石等；次要礦物為角閃石、黑云母等暗色礦物。礦石TFe平均品位31.27％，礦石易磨、易選。</p><p><b>　　1.1.5產品方案</b></p><p>　　礦山產出的礦石主要銷往唐山鋼鐵集團，礦石出售按市場行情，按質論價。</p><p><b>　　1.2設計任務</b></

30、p><p>　　1.2.1 設計依據</p><p>　　1.《遷西縣灑河橋鎮(zhèn)烈馬峪萬倉鐵礦（南段）地質報告》，河北省地勘局第五地質大隊，2005年7月。</p><p>　　2.《河北省遷西縣灑河橋鎮(zhèn)烈馬峪萬倉鐵礦（南段）資源開發(fā)利用方案》，中國冶金建設集團秦皇島冶金設計研究總院，2004年3月。</p><p>　　3.《河北省遷西縣灑河橋鎮(zhèn)

31、烈馬峪萬倉鐵礦（南段）儲量核實報告》，河北省地勘局秦皇島礦產水文工程地質大隊，2004年3月。</p><p>　　1.2.2 設計基礎資料說明</p><p>　　1.《遷西縣灑河橋鎮(zhèn)烈馬峪萬倉鐵礦（南段）地質報告》，論述了礦山的地質概況、動態(tài)監(jiān)測工作（包括地質和測量工作）、儲量估算、礦山地質環(huán)境（包括水文地質、工程地質和環(huán)境地質）以及礦山安全生產。</p><p&g

32、t;　　2.《河北省遷西縣灑河橋鎮(zhèn)烈馬峪萬倉鐵礦（南段）資源開發(fā)利用方案》，主要論述了礦山概況、礦產品需求現狀和預測、礦山資源概況、主要建設方案、礦床開采、環(huán)境保護、安全生產與工業(yè)衛(wèi)生及綜合評價。</p><p>　　3.《河北省遷西縣灑河橋鎮(zhèn)烈馬峪萬倉鐵礦（南段）儲量核實報告》，對礦山的地質儲量進行了核實。包括地質工作及質量評述、儲量估算和礦床技術經濟概略評價。</p><p><

33、b>　　1.2.3設計范圍</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計的設計范圍是+200m水平以上的礦體。</p><p>　　1.3 礦山主要生產過程概述</p><p>　　1.3.1礦山開拓系統(tǒng)概述</p><p>　　礦體走向長度為330m，傾角57°～85°,屬于急傾斜礦體，礦體延深100余m，

34、設計采用豎井開拓。在巖石移動界線20m 以外開掘主豎井和回風井?？紤]到礦體外部運輸條件，主豎井布置在礦體中間。主井井筒直徑4.0m，井深128m，用2#罐籠加平衡錘提升礦石，兼做進風井；回風井布置在礦體南段，井筒直徑2.5m，井深97m，內設梯子間，作為安全出口。</p><p>　　主井坐標： X=4465465；Y=39602195；Z=323；</p><p>　　回風井坐標：

35、X=4465368；Y=39602169；Z=337。</p><p>　　圖1-1 礦區(qū)交通位置圖</p><p><b>　　1.3.2采礦方法</b></p><p>　　河北省遷西縣灑河橋鎮(zhèn)烈馬峪萬倉鐵礦（南段）礦石和圍巖均很穩(wěn)定，全礦礦體走向36°傾向北西（局部直立，甚至傾向南東），傾角80°,屬于急傾斜礦體。礦

36、體平均厚度約5m。根據礦體特征及圍巖性質，選用淺孔留礦法。</p><p><b>　　1.3.3工作制度</b></p><p>　　礦山工作制度為：年工作日330天，3班，每班8小時。</p><p>　　1.3.4礦山生產服務年限</p><p>　　T=Q×η×β/A(1-ρ)</p&g

37、t;<p><b>　　式中：</b></p><p>　　A～年產量5萬t/a；</p><p>　　T～合理服務年限，a；</p><p>　　Q～地質礦量73.3萬t； </p><p>　　η～礦石回收率80.4%；</p><p>　　β～地質系數0.90；</p&g

38、t;<p>　　ρ～廢石混入率9.5%</p><p>　　T=73.3×80.4%×0.90/5(1-9.5%)=11.72a</p><p>　　根據灑河橋鎮(zhèn)烈馬峪萬倉鐵礦（南段）的資源儲量現狀，確定礦山生產能力為5萬t/a較合理。</p><p>　　1.4開采設計的主要技術經濟指標</p><p>　

39、　主要技術經濟指標見表1-1</p><p>　　表1-1 主要技術經濟指標表</p><p><b>　　2礦山地質</b></p><p>　　2.1礦區(qū)自然地理概況</p><p>　　2.1.1地理位置、外部交通及行政管轄</p><p>　　灑河橋鎮(zhèn)烈馬峪萬倉鐵礦（南段）位于遷西縣灑河橋

40、鎮(zhèn)烈馬峪村，礦區(qū)距遷西縣城22km。 隸屬于遷西縣灑河橋鎮(zhèn)烈馬峪村管轄，為私營企業(yè)。有簡易公路通往遷西－寬城公路，交通比較方便。</p><p><b>　　2.1.2經濟概況</b></p><p>　　礦區(qū)位于燕山南麓低緩丘陵地帶，海拔標高在240～375m。區(qū)內最低侵蝕基準面標高為180m。當地經濟以農業(yè)為主，耕地較少，勞力充足，主要農作物有玉米、紅薯、大豆等，

41、經濟作物以板栗為主。礦業(yè)開發(fā)以鐵礦為主，當地人民生活水平較好，開發(fā)鐵礦的積極性很高。</p><p><b>　　2.2礦床地質</b></p><p><b>　　2.2.1地形特征</b></p><p>　　礦區(qū)地處遷西境內，以山區(qū)為主，地形起伏不定，地表礦體出露不均。</p><p><

42、;b>　　2.2.2區(qū)域地質</b></p><p><b>　　2.2.2.1地層</b></p><p>　　礦區(qū)出露的地層主要為太古界遷西巖群變質巖及第四系。</p><p>　　遷西巖群變質巖：總體走向北東36°，傾向北西，傾角75～85°。巖性主要為角閃斜長片麻巖，紫蘇黑云斜長片麻巖，二輝片麻巖及

43、磁鐵石英巖。</p><p>　　第四系主要為砂、礫、亞粘土，分布于溝谷、低洼地帶。</p><p>　　2.2.2.2地質構造</p><p>　　區(qū)內構造較簡單，未見大的構造，偶爾小揉皺，對礦體無破壞現象。區(qū)內構造簡單，地層呈單斜產出，礦區(qū)走向北東35º～40º，傾向北西，傾角65º～80º。</p><

44、;p><b>　　2.2.3礦床地質</b></p><p>　　2.2.3.1礦床成因類型</p><p>　　礦區(qū)位于華北地臺燕山臺褶帶馬蘭峪復背斜中段。區(qū)內出露地層較為簡單，主要為太古界遷西群三屯營組二段和第四系沖積、殘坡積物。</p><p>　　2.2.3.2礦床特點</p><p>　　地層走向北東35

45、º～40º，傾向北西，傾角65º～80º，經巷道揭露，在延伸方向局部出現反傾斜現象。</p><p><b>　　2.2.3.3圍巖</b></p><p>　　三屯營組二段巖性主要為黑云角閃斜長片麻巖、角閃輝石斜長片麻巖、黑云紫蘇斜長片麻巖、斜長角閃巖、磁鐵石英巖等。</p><p>　　2.2.3.4

46、礦石及其變化規(guī)律</p><p>　　礦石礦物成分簡單，以磁鐵礦為主，另外還有極少量的赤鐵礦和黃鐵礦。脈石礦物以石英為主，少量輝石、角閃石等。磁鐵礦呈灰褐色～鐵黑色，為半自形～它形粒狀，粒徑在0.2～1.5mm，含量25％～40%。磁鐵礦顆粒局部邊緣有赤鐵礦化現象，石英呈它形不規(guī)則粒狀，顆粒大小不等，粒徑在0.1～0.3mm。</p><p>　　2.2.3.5礦體賦存要素</p&g

47、t;<p>　　礦體分布于礦區(qū)北部，登記開采范圍內礦體長330m地表最厚6米，一般4-5m，深部礦體最厚6.2m，平均5m，體總走向NE35º～40º，局部反傾，傾角80º。</p><p><b>　　2.3水文地質</b></p><p>　　2.3.1水文地質類型</p><p>　　該礦山水文

48、地質類型為簡單型。</p><p>　　2.3.2主要含水層</p><p>　　礦區(qū)開采中水因素主要有基巖裂隙含水層和構造裂隙含水層。</p><p>　　基巖風化裂隙含水層：區(qū)內基巖以片麻巖為主，地表巖石經風化作用，裂隙普遍發(fā)育，風化帶內普遍含水，風化帶深度50～80m，地下水埋深9～25m，但是由于這些裂隙多被泥質充填，富水性很弱，對礦山開采影響不大。<

49、/p><p>　　構造裂隙含水層：深部有一南北走向的逆斷層，斷層兩側裂隙雖較發(fā)育，但大多呈閉合狀態(tài)，構造裂隙水對礦山開采影響不大。</p><p>　　2.3.3礦井地下涌水量</p><p>　　綜合分析礦方提供的近年礦井涌水量資料：正常涌水量為20～35m3/h，最大涌水量為40m3/h?？紤]礦井深部開采其涌水量增大的因素，礦井設計按正常涌水量為40m3/h，最大涌

50、水量為45m3/h設計排水系統(tǒng)。</p><p>　　2.3.4礦井涌水來源</p><p>　　礦床開采過程中的礦井涌水主要來源于地表的大氣降水。</p><p><b>　　2.4礦石儲量</b></p><p>　　2.4.1礦石工業(yè)類型及組成</p><p>　　礦石礦物成分簡單，以磁鐵礦

51、為主，極少量的赤鐵礦和黃鐵礦。脈石礦物以石英為主，少量輝石、角閃石等。磁鐵礦呈灰褐色～鐵黑色，為半自形～它形粒狀，粒徑在0.2～1.5mm，含量25％～40%。磁鐵礦顆粒局部邊緣有赤鐵礦化現象，石英呈它形不規(guī)則粒狀，顆粒大小不等，粒徑在0.1～0.3mm。</p><p>　　礦石呈粒狀變晶結構，片麻巖狀或條紋狀構造。</p><p>　　根據礦石的礦物成分、結構構造，礦石自然類型為磁鐵石

52、英巖型貧礦，主要為原生礦。</p><p>　　經采樣分析，礦石品位穩(wěn)定，TFe品位為最低27.33%，最高33.02%，平均品位為31.27％。</p><p>　　2.4.2礦石的工業(yè)指標</p><p><b>　　見表2-1</b></p><p>　　表2-1 礦石工業(yè)指標表</p><p&

53、gt;　　2.4.3礦石中有害成分含量及變化情況</p><p>　　礦床類型為鞍山式沉積變質型鐵礦，礦石類型為磁鐵石英巖。主要礦石礦物為磁鐵礦，少量的赤鐵礦、褐鐵礦；脈石礦物主要為石英、斜長石、輝石等；次要礦物為角閃石、黑云母等暗色礦物?；緹o有害成分。</p><p>　　2.4.4礦石工業(yè)儲量</p><p>　　2.4.4.1工業(yè)儲量及其計算；</p&

54、gt;<p>　　礦石工業(yè)儲量為73.3萬t。其計算如下：</p><p>　?、裉柕V體：長度330m，可采深度為80m（上部20余m已經民采），平均厚度為5m，傾角為80°，礦石體重為3.3t/m3，故其礦量</p><p>　　AⅠ＝330×80×5×3.3／sin80°=442320t≈44.2萬t</p>

55、<p>　?、蛱柕V體：長度217m，可采深度為80m（上部20余m已經民采），平均厚度為5m，傾角為80°，礦石體重為3.3t/m3，故其礦量</p><p>　　AⅡ＝217×80×5×3.3／sin80°=290859t≈29.1萬t。</p><p>　　所以，總的工業(yè)礦量A＝AⅠ＋AⅡ＝44.2+29.1＝73.3萬t。

56、</p><p>　　2.4.4.2遠景儲量。</p><p>　　根據礦體的埋藏條件和發(fā)育條件，推測礦體遠景儲量不大。</p><p><b>　　2.5礦床勘探</b></p><p>　　2.5.1勘探類型、勘探手段及勘探網度</p><p>　　經地質檢測，共求得儲量73.3萬t，儲量類別

57、為122b。礦山上部部分已經民采。</p><p>　　2.5.2勘探控制程度</p><p>　　礦床勘探程度很低，礦體深度在+200m以上，走向長度330m。</p><p><b>　　2.5.3儲量數量</b></p><p>　　經相關部門檢測，共求得B級保有儲量73.3萬t。</p><p

58、><b>　　2.5.4儲量級別</b></p><p>　　生產勘探密度達到儲量類別為122b。</p><p><b>　　3礦床開拓</b></p><p><b>　　3.1礦山建設現狀</b></p><p>　　該礦山屬于新建礦山，尚未進行建設。</p&

59、gt;<p>　　3.2礦山年產量驗證</p><p>　　3.2.1設計范圍內的可采礦量</p><p>　　本次設計的開采范圍是+200m水平以上，開采深度為80m，設計范圍內可采礦量為73.3萬t。</p><p>　　3.2.2礦山工作制度及產量不均衡系數</p><p>　　礦山采用330天，三班，每班8小時工作制。礦

60、山產量不均衡系數φ＝1.1。</p><p>　　3.2.3年產量驗證</p><p>　　3.2.3.1年產量驗證</p><p>　?。?）按礦山開采年下降速度驗證年產量</p><p>　　式中：S——礦體水平可采面積，取S＝2737m2；</p><p>　　γ——礦石容重，γ＝3.3t/m3；</p&g

61、t;<p>　　V——礦床開采年下降速度，取V＝20m/a；</p><p>　　K——礦石回收率，取K＝80.4%；</p><p>　　ρ——廢石混入率，取ρ＝9.5%；</p><p>　　K1——礦體厚度修正系數，取K1＝1.0；</p><p>　　K2——礦體傾角修正系數，取K2＝1.0；</p>&l

62、t;p>　　E——地質影響系數,0.7-1.0，取E=0.8。</p><p>　　可以達到年產5萬t的生產能力，符合要求。</p><p>　?。?）按回采工作條件（即可能同時回采的礦塊數目）驗證礦山年產量</p><p>　　式中：N——一個中段可布礦塊數目；</p><p>　　q——礦塊采場或進路出礦能力；</p>

63、<p><b>　　t——年工作日；</b></p><p>　　Z——副產礦石率，%；</p><p>　　K——礦塊利用系數，取0.3，</p><p>　　根據《采礦設計手冊礦山開采下卷》表2-1-33，</p><p>　　N=n×L/l=(0.8×330)/40=6.6,取N＝6

64、。其中，q=100t/d;Z=10%.</p><p>　　大于設計要求，符合要求。</p><p>　?。?）按經濟合理服務年限驗證礦山產量</p><p>　　式中：Q——礦體工業(yè)儲量，為73.3萬t</p><p>　　T—— 經濟合理服務年限，T=11.72年；</p><p>　　K——礦石回收率，為80.4

65、%；</p><p>　　—礦石貧化率，為9.5%；</p><p>　　大于5萬t，符合設計要求。</p><p>　　3.2.3.2礦山服務年限</p><p>　?。?）礦山企業(yè)計算服務年限</p><p>　　礦山企業(yè)服務年限：按＋200米～＋280米的礦量計算</p><p><

66、b>　　式中，A=5萬t；</b></p><p>　　K′——工業(yè)礦石總回收率； K′=80.4%；</p><p>　　——礦石貧化率，＝9.5%；</p><p>　　Q——工業(yè)礦床儲量，Q=73.3萬t。</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　

67、?。?）礦山企業(yè)按設計生產能力正常生產年限</p><p>　　礦山企業(yè)設計生產能力正常生產年限T正</p><p>　　式中： ——礦山正常生產年限；</p><p>　　——礦山產量上升年限，取2年；</p><p>　　——礦山產量下降年限，取3年；</p><p><b>　　所以，</b>

68、;</p><p>　?。?）礦山實際總存在年限</p><p>　　礦山實際總的存在年限</p><p>　　因此，該礦山的實際存在年限為15.52年。</p><p><b>　　3.3開拓方法</b></p><p><b>　　3.3.1階段高度</b></p&

69、gt;<p>　　根據我國礦山的實際，開采傾斜至急傾斜礦床時，階段高度采用40、50、60m?？紤]到安全因素、回采落礦的方便以及地壓管理等因素，本次設計確定階段高度為40m。</p><p>　　3.3.2開拓方案選擇</p><p>　　3.3.2.1可能使用開拓方案</p><p>　　根據礦體賦存條件，本次設計的開拓方案適宜選用豎井開拓。<

70、/p><p><b>　?。?）開拓方式</b></p><p>　　豎井開拓，是在礦體巖石移動帶以外掘進豎井，再掘進階段石門通達礦脈。這種開拓法在國內金屬礦山中使用最廣。</p><p>　?。?）主要開拓井巷的型式</p><p>　　鑒于礦體厚度5m,屬于中厚礦體，開拓巷道采取脈內布置形式，基建期可副產一定量的礦石。從

71、而可加快礦山資金周轉。</p><p><b>　?。?）主要開拓井巷</b></p><p>　　在巖石移動界線20m以外掘進豎井，設計沿礦體走向分別布置主井和回風井。主井掘進到+200m水平，回風井掘進到+240m水平。</p><p>　　（4）主要開拓井巷的斷面形狀，尺寸及支護方法。</p><p>　　開拓巷道

72、主要有運輸巷道和回風巷道，運輸巷道凈斷面為6.35m2，支護采用噴射混凝土，噴射厚度為200mm?；仫L巷道采用2×2m斷面形式，不支護。</p><p>　　3.3.2.2開拓方案比較</p><p>　　（1）各開拓方案的技術條件分析論證</p><p>　　本礦主要適合的開拓方案為下盤豎井開拓和上盤豎井開拓。</p><p>　

73、　下盤豎井開拓是在礦體下盤移動帶外開掘豎井，再掘進階段石門通達礦脈。這種開拓法在國內金屬礦山中使用最廣。</p><p>　　上盤豎井開拓是在礦體上盤移動帶外開掘豎井，再掘進階段石門通達礦體。</p><p>　　下盤豎井開拓開采礦山上部時石門短，基建工程量小，基建投資少，見效快。上盤豎井開拓上部石門較長，礦山基建工程量較大，只有在特殊條件下才考慮使用，目前使用很少。</p>

74、<p>　　（2）方案的技術經濟比較</p><p>　　下盤豎井開拓方案上部石門短，基建工程量小，基建投資少，礦山建設初期投資少見效快。目前在國內使用較為普遍。</p><p>　　綜上所述，下盤豎井開拓在很大程度上優(yōu)于上盤豎井開拓。</p><p>　?。?）開拓方案的全面論述</p><p>　　本次設計選用下盤豎井開拓方案

75、。其優(yōu)缺點如下：</p><p>　　優(yōu)點：下盤豎井開拓在礦山開始建設初期由于上部石門較短，故基建工程量較少，基建初期費用較低。從初期投資角度來看有很大的優(yōu)點。另外，由于開拓豎井布置在下盤，在考慮礦山遠景開采方面，下盤豎井開拓井筒保護條件要優(yōu)于上盤，不需要留設保安礦柱，相反，上盤豎井開拓則需要留設井筒保安礦柱。</p><p>　　缺點：隨著礦體向下延伸，石門的長度逐漸加長，當礦體傾角變小

76、時，石門的長度</p><p>　　會逐漸加長，開拓工程量也會隨之增大。</p><p>　　雖然下盤豎井開拓存在一定的缺點，但是相對于上盤豎井開拓來說，下盤豎井開拓更適合于本次設計。故選用下盤豎井開拓方案。</p><p>　　3.3.2.3 開拓方案的選定</p><p>　　本次設計選用下盤豎井開拓方案，礦體最終開采至+200水平。從地

77、表開掘主井和回風井，主井掘進到+200m水平，回風井掘進到+240m水平。在+240m水平，由回風井向礦體開掘回風石門通達兩礦體。在+200m水平,由主井向礦體掘進運輸石門通達兩礦體。在+240m水平在兩礦體內部靠近下盤處沿著礦體走向掘進回風巷，在+200m水平在兩礦體內部靠近下盤處沿著礦體走向掘進運輸巷。</p><p>　　在+200m水平設置水泵房，井下涌水匯集到+200m水平匯入水倉，再由水泵房里的水泵將

78、水吸起并通過架設在豎井內的排水管揚至地表排出。</p><p><b>　　4中段運輸水平</b></p><p><b>　　4.1礦床開采順序</b></p><p>　　4.1.1延深方向回采順序</p><p>　　為保證井下作業(yè)安全，礦山應按設計確定的開采順序組織生產。</p>

79、<p>　　設計礦體垂直方向先采上中段礦體后再采下中段礦體。</p><p>　　4.1.2中段回采順序</p><p>　　為保證井下作業(yè)安全，礦山應按設計確定的開采順序組織生產。</p><p>　　設計礦體水平方向采用后退式開采，即由礦體端部礦塊開始回采。</p><p>　　4.1.3礦體的回采順序</p>

80、<p>　　為保證井下作業(yè)安全，礦山應按設計確定的開采順序組織生產。</p><p>　　礦體垂直方向先采上中段后采下中段；水平方向采用后退式開采，即由礦體端部礦塊開始回采。</p><p>　　由于本礦山有兩條礦體出露，且兩條礦體基本平行，故在開采順序上先采上盤礦體，再采下盤礦體。</p><p><b>　　4.1.4階段</b>

81、;</p><p>　　本次設計共有兩個中段，每個階段都能單獨達到設計生產能力。</p><p>　　4.2中段運輸水平線路設計</p><p>　　4.2.1中段運輸水平線路布置</p><p>　　井下運輸采用電機車運輸。+200m、+240m水平的礦石由采場經運輸巷石門、車場運至主井，并由主井提升至地表。各中段工程布置見圖4-1和圖4-

82、2</p><p><b>　　具體布置要求如下：</b></p><p>　　1.按采礦方法、采場結構及采準布置，采場出礦能力，進行階段布置。</p><p>　　2.按運輸設備的類型、技術風格、外形尺寸等考慮巷道斷面。</p><p>　　3.階段運輸量大時，可采用環(huán)形巷道布置；階段礦量小時，可采用沿脈錯車道布置形式

83、。布置運輸巷時，必須在掌握礦體的界限和上下盤巖體工程地質資料的基礎上，盡量避開破碎帶。</p><p>　　4.采用穿脈裝車時，靠階段平巷的最近的一個采場溜井距平巷應大于一列車的長度，以免堵塞主運輸巷其它車輛的通行。運輸線路一般按3‰—5‰重車下坡設計。采用單軌運輸，主運輸脈外環(huán)形布置，單線會讓式。</p><p>　　圖4-1 +200m水平運輸平面圖</p><

84、p>　　圖4-2 +240m水平運輸平面圖</p><p><b>　　4.2.2線路設計</b></p><p>　　設計井下年運量為：礦石5萬t/a、廢石0.5萬t/a，最大運距300m，平均運距190m。礦石松散體重2.2t/m3、廢石松散體重1.8t/m3。工作制度：330d/a、3班/d、8h/班。采用0.5m3礦車運輸。</p>&

85、lt;p>　　根據中段運輸能力、運距、礦車類型計算，選用ZK3-6/250電機車1臺。需用YFC0.5-6礦車10輛。中段運輸巷選用15kg/m輕軌。</p><p><b>　?。?）軌道</b></p><p>　　軌道參數見表4-1 </p><p>　　表4-1 軌道參數表</p><p>　　采用電機車單

86、軌運輸，軌距600mm，鋼軌類型為15kg/m。</p><p><b>　　（2）軌枕</b></p><p>　　選用木制軌枕，其彈性好，價格便宜。</p><p><b>　?。?）道渣</b></p><p>　　道渣的塊度為20-40mm，在水平或10°以下的傾斜巷道中，道渣的厚

87、度不得小于150mm,軌枕下部的渣厚180mm。</p><p>　?。?）連接桿：包括道釘、墊板及魚尾板。</p><p><b>　?。?）彎道的半徑：</b></p><p>　　R=C×Sz=10×816=8160 (V>1.5m/s)</p><p><b>　　取

88、R=12m</b></p><p>　　式中：Sz-運輸設備的軸距，電機車為816mm,礦車為500mm。</p><p><b>　?。?）軌距加寬</b></p><p>　　列車運行到拐彎處，軌距需加寬，以保證行車安全。</p><p>　　△S =0.18×(816)2 / 12000 =1

89、0mm</p><p>　　式中：△S-軌距加寬值；R-彎道的半徑，12m；</p><p>　　S-運輸設備的軸徑，電機車為816mm,礦車為600mm。</p><p><b>　　(7)外軌超高</b></p><p>　　列車在彎道上運行時，由于離心力作用，使外輪輪緣向外軌擠壓。這種現象輕則加巨輪緣與鋼軌的摩擦，

90、增加運行阻力；重則使車輛傾覆。為了消除離心力的影響， 要把外軌抬高，使離心力與礦車重力的合力與抬高后的軌面垂直。使車輛不首離心力的影響，和直線軌道運行一樣。</p><p>　　計算公式為： ho=SgV2/(g×R)</p><p>　　式中：ho-外軌超高值；Sg-軌距，600mm； V- 設備運行速度，1.5m/s；</p><p>　　g-重力加速

91、度，9.8 m/s； R-彎道的半徑，12m；</p><p>　　ho= 0.6×1.52/（9.8×12）=11.5 mm，取12 mm。</p><p><b>　　5礦山基建工程</b></p><p><b>　　5.1主井與風井</b></p><p><b&g

92、t;　　5.1.1主井</b></p><p>　　井筒直徑4.0m，采用2＃罐籠加平衡錘提升。采用噴射混凝土支護，支護厚度設計為300mm。內設梯子間，敷設排水管、吸水管、壓氣管和電纜。</p><p>　　5.1.1.1井筒斷面設計</p><p>　?。?）選擇井筒斷面形狀</p><p>　　立井井筒斷面形狀有圓形和矩形兩

93、種，考慮到圓形斷面井筒具有承受地壓性能好、通風阻力小、服務年限長、維護費用底以及便于施工等優(yōu)點，本次設計主井和回風井均設計成圓形斷面。</p><p>　?。?）選擇罐道形式及材料</p><p>　　設計選用木罐道、鋼性罐道梁（工字鋼）。主罐道梁選用I22a型（b×h=220×110mm）主罐道選用木罐道（b×h=180×160mm）；次罐道梁（平

94、衡錘罐道梁）選用I20a型（b×h=200×100mm），次罐道選用木罐道（b×h=120×110mm）；梯子梁選用[14b型（b×h=140×60mm）。</p><p><b>　　（3）斷面設計</b></p><p>　?、倬哺鳂嫾矫娉叽缬嬎?lt;/p><p>　　i.井筒主

95、要裝備：2#單層罐籠，長1800mm，寬1150mm；平衡錘，長1000mm，寬300mm，重3.3t。</p><p>　　ii.罐道梁間水平中心間距：</p><p>　　a. L1=m0+2(h-△s)+1/2(b1+b2)</p><p>　　式中、L1—兩相鄰主罐道梁水平中心距離，mm ;</p><p>　　M0—提升容器要求的罐

96、道之間的水平凈間距，由罐籠型號確定，mm;</p><p>　　h—罐道高度，mm；</p><p>　　△s—連接處木罐道卡入鋼罐梁的深度，取10mm；</p><p>　　b1、b2—罐道梁的寬度，mm。故</p><p>　　L1=m0+2(h-△s)+1/2(b1+b2)=1190+2×（160-10）+0.5×（

97、110+110）</p><p><b>　　=1600mm</b></p><p>　　b. L2=m0+2(h-△s)+1/2(b1+b3)</p><p>　　式中、L2—兩相鄰平衡錘罐道梁水平中心距離，mm ;</p><p>　　M0—提升容器要求的罐道之間的水平凈間距，由平衡錘型號確定，mm;</p&g

98、t;<p>　　h—罐道高度，mm；</p><p>　　△s—連接處木罐道卡入鋼罐梁的深度，取10mm；</p><p>　　b1、b3—次罐道梁的寬度，mm。故</p><p>　　L2=m0+2(h-△s)+1/2(b1+b2)=1040+2×（110-10）+0.5×（100+100）</p><p>

99、;<b>　　=1340mm</b></p><p><b>　　c.梯子間尺寸計算</b></p><p>　　M=1200+m+b3/2</p><p><b>　　S=H-d</b></p><p>　　式中、M—梯子間短邊梁中心線與井壁的交點至梯子主梁中心線間距，mm;

100、</p><p>　　m—梯子間安全隔欄的厚度，取100mm;</p><p>　　b3—梯子主梁或罐道梁的寬度，mm；</p><p>　　H—梯子間的兩外邊次梁中心線間距，即梯子間長度，取1400mm；</p><p>　　S—梯子間短邊次梁中心線至井筒中心線的距離，mm;</p><p>　　d—梯子間另一側短邊

101、次梁中心線至井筒中心線的距離，考慮方便安裝，應不小于300mm。</p><p>　　M=1200+m+b3/2=1200+100+110/2=1355mm;</p><p>　　S=H-d=1400-400=1000mm。</p><p>　?、诶脠D解法確定井筒直徑</p><p>　　經繪圖量取井筒直徑近似為3865mm，按500mm模

102、數進級，確定主井井筒斷面直徑為4.0m。</p><p>　　詳見圖5-1主井井筒斷面圖。</p><p><b>　?、壑ёo厚度選用</b></p><p>　　參照《井巷工程》表10-4，選取井筒支護厚度為300mm。故井筒的掘進直徑為4.6m。</p><p><b>　　④管纜布置</b>&

103、lt;/p><p>　　按照管纜布置的原則，結合該井條件，管纜布置見井筒斷面圖。</p><p><b>　?、莨こ塘考安牧舷?lt;/b></p><p>　　井筒凈斷面積：S凈=πD凈2/4=π×4.0 2/4=12.56m2；</p><p>　　井筒掘進斷面積：S掘=πD掘2/4=π×4.6 2/4=

104、16.6m2；</p><p>　　每米井筒混凝土量：V壁=（S掘-S凈）×1=（16.6-12.56）×1=4.04m3；</p><p>　?、薰薜懒骸⑻葑恿洪L度</p><p>　　罐道梁長度按下式計算：</p><p>　　式中、R—井筒凈直徑； C—每根罐道梁至井筒中心線的距離。故</p><

105、p>　　圖5-1 主井井筒斷面圖</p><p>　　在保證罐道梁埋入井壁的長度須合乎要求的前提下，取長度10的整數倍，則各罐道梁長度分別為：</p><p>　　L1=3860mm；</p><p>　　L2=3400mm；</p><p>　　L3=3780mm。</p><p><b>　　梯

106、子梁長度：</b></p><p>　　Lt1=1063mm；Lt2=1374mm；Lt3=1366mm。</p><p>　　根據實際情況，取值如下：</p><p>　　Lt1=1070mm；Lt2=1380mm；Lt3=1380mm。</p><p><b>　　5.1.2風井</b></p>

107、;<p>　　設計回風井井筒斷面凈直徑2.5m，采用噴射混凝土支護，支護厚度設計為200mm。內設梯子間，兼作第二安全出口。詳見圖5-2回風井井筒斷面圖。</p><p>　　圖5-2 回風井井筒斷面圖</p><p>　　5.2石門及運輸平巷</p><p>　　5.2.1巷道斷面形式</p><p>　　烈馬峪萬倉鐵礦（

108、南段）運輸巷道斷面主要有兩種形式，即雙軌運輸巷道和單軌運輸巷道。雙軌運輸巷道主要用在各水平的車場部分，單軌運輸巷道主要用于各水平的井下運輸巷。運輸巷均布置在礦體的下盤，礦體的底板為閃長玢巖，矽卡巖，石灰?guī)r，屬中等穩(wěn)固，故選用fO=BO/3三心拱斷面，適用于巖石中等穩(wěn)定的礦山，巷道支護采用噴射混凝土，對于局部圍巖不穩(wěn)定的巷道可采用錨噴支護。以下分別就單軌運輸巷道和雙軌運輸巷道分別進行計算。</p><p>　　5.

109、2.2單軌巷道斷面</p><p>　　5.2.2.1確定凈寬度</p><p>　　根據礦山的年產量5萬t，選用ZK3-6/250型600mm軌距架線電機車，電機車尺寸為2700×1250×1550；YFC0.5-6礦車，礦車的尺寸為1500×850×1050。根據以上數據，選取較大值，故取運輸設備的寬度A1=1250mm，h=1550mm。<

110、;/p><p>　　由《井巷工程》表1-3取安全間隙b左=300mm，人行道寬度b右=800mm。a1=A1/2+b左=925mm，c1=A1/2+b右=1425mm。故巷道凈寬度B=a1+c1=925＋1425=2350mm，恰好是50mm的整數倍。</p><p>　　5.2.2.2道床的參數</p><p>　　根據巷道采用的設備及運輸量，查《井巷工程》表3-5選

111、用15kg/m鋼軌。由表1-3-9查得，底板運輸水平與軌面的水平間距hc=320mm，底板至道渣面的高度hb=180mm。</p><p>　　5.2.2.3拱高fo</p><p>　　fo=Bo/3=2350/3=783.3mm</p><p>　　大圓弧半徑R=0.692×2350=1626.2mm；小圓半徑r=0.262×2350=615

112、.7mm。</p><p>　　5.2.2.4巷道墻高h3</p><p><b>　　按下列三種情況計算</b></p><p>　?、?按架線電機車導電弓子要求確定h3；</p><p>　　式中：h4--軌道起電機車架線高，取h4=2000mm;</p><p>　　hc—道床總高度；查表3

113、-7取hc=320mm，道渣高度hb=180mm；</p><p>　　n—導電弓子距拱壁安全距離；取n=300mm；</p><p>　　K—導電弓子寬度之半；取K=400mm；</p><p>　　b1—軌道中線與巷道中線間距；b1=B/2-a1=250mm。故</p><p>　?、?按管道架設要求確定h3;</p>&l

114、t;p>　　式中，h5—渣面至管子底高度，取h5=1800mm;</p><p>　　h7—管子懸吊件總高度，取h7=900mm；</p><p>　　m—導電弓子距管子間距，取m=320mm；</p><p>　　D—壓氣管法蘭盤直徑，D=335mm。故</p><p>　?、?按人行高度要求確定h3：</p><

115、p>　　式中，j—距巷道壁j處的巷道有效高應不小于1800mm，j≥100mm，取j=200mm。故 </p><p>　　按以上三個數據中最大值2267.06mm，按10mm的整數倍，取h3=2270mm。</p><p>　　5.2.2.5巷道凈高Ho</p><p>　　Ho=fo+h3-hb=783.3+2270-180=2873.3mm</p

116、><p>　　5.2.2.6風速驗證</p><p>　　式中：qh——回采工作面所需風量；</p><p>　　qj——掘進工作面所需風量；</p><p>　　qd——獨立通風的硐室所需風量，取5m3/s；</p><p>　　qt——其他工作面所需風量，取5m3/s。</p><p>　　其中

117、qh=(N/T)LS</p><p>　　風量交換倍數N=12；</p><p>　　排煙時間T＝1200s；</p><p>　　采場長度L＝40m；</p><p>　　過風斷面S＝4.93m2</p><p>　　所以，qh=(N/T)LS=2m3/s?？紤]到同時回采礦塊數為2，故排煙風量。</p>

118、<p>　　參考《采礦設計手冊》礦床開采卷下，表2－16－16，取qj=2m3/s。</p><p>　　風量Q= 23m3/s, 查手冊《采礦設計手冊3》表1-3-23，</p><p>　　可得過風斷面So=(0.26×B＋h3-hb)×B</p><p>　　=（0.26×2.35+2.27-0.18）×

119、2.35</p><p><b>　　=6.35m2</b></p><p>　　由《井巷工程》表3-4查得：Vm=6m/s,</p><p>　　V=Q/So=23/6.35=3.62m/s＜Vm</p><p>　　故滿足通風要求，不用修改斷面尺寸。</p><p>　　5.2.2.7支架參數

120、選擇</p><p>　　由《井巷工程》表5-7查取，混凝土支護厚度T=200mm。</p><p>　　5.2.2.8水溝參數</p><p>　　參閱《井巷工程》，決定選用Ⅲ型水溝，其斷面參數：上寬為400mm，下寬為360mm，深350mm。凈斷面積為0.13m2, 掘進斷面積0.26m2，每米水溝砌0.16m2，坡度5‰，水溝一側墻基深500mm，另一側25

121、0mm。</p><p>　　5.2.2.9巷道斷面尺寸</p><p>　　從軌面算起電機車（礦車）的高度：h=1550mm；</p><p>　　從軌面算起巷道墻高：h1= h3- hc=2270-320=1950mm；</p><p>　　從道渣面算起巷道墻高：h2= h3- hb=2270-180=2090mm；</p>

122、<p>　　巷道凈高度：Ho= fo＋h3- hb=783.3+2270-180=2873.3mm；</p><p>　　圓弧拱矢高：fo=Bo/3=2350/3=783.3mm；</p><p>　　巷道掘進高度：H=h3+fo+d=2270+783.3+200=5523.3mm；</p><p>　　巷道凈寬：B=a1＋c1=925+1425=235

123、0mm；</p><p>　　巷道掘進寬度：B1=B+2T=2350+2×200=2750mm；</p><p>　　巷道凈斷面積：So=(0.263×B＋h3-hb)×B=6.35m2；</p><p>　　拱部面積：Sd=do(B＋T)×1.33=0.2×（2.35＋0.2）×1.33=0.68m2；&

124、lt;/p><p>　　邊墻面積（整體式）：ST=2h3T=2×2.27×0.2=0.908m2；</p><p>　　基礎面積：S基=（0.25+0.5）×0.2=0.15m2；</p><p>　　S溝=0.26m2 S渣=0.35m2；</p><p>　　掘進斷面積：Sn=So＋Sd＋ST＋