龙门新建年产15万吨建筑用花岗岩露天开采项目开采设计.doc

编编号：号：sx11007 龙门县龙门县永永汉镇兴顺汉镇兴顺石材有限公司石材有限公司 新建年新建年产产15万吨建筑用花万吨建筑用花岗岗岩露天开采岩露天开采项项目目 开采开采设计设计 深圳市深圳市鹏鹏程安全技程安全技术术事事务务有限公司有限公司 工程工程设计证书编设计证书编号：号： 二二一一年八月一一年八月 龙门县龙门县永永汉镇兴顺汉镇兴顺石材有限公司石材有限公司 新建年新建年产产15万吨建筑用花万吨建筑用花岗岗岩露天开采岩露天开采项项目目 开采开采设计设计 郴州联盛勘察设计有限公司 二一一年八月 仁化仁化县县城口城口镇镇声和声和萤萤石石矿矿 新建年新建年产产2.00万吨万吨萤萤石（普通）地下开采石（普通）地下开采项项目目 开采工程初步开采工程初步设计说设计说明明书书 工程编号：sx11007 法人代表：吴定寅 技术负责：范林锋 项目负责：邱裕祥 设计单位：郴州联盛勘察设计有限公司 公司地址：郴州市苏仙区苏仙北路5号 联系电话0735-7552968 二一一年八月 设计编制人员名单 审查人员 姓 名 专 业职称或职务签 名 吴定寅 刘利元 范林锋 专 业姓 名技术职称签 名 采 矿 通风与安全 地 质 电 气 机 械 总图运输 概预算 目目 录录 开采开采设计设计.1 1.总论总论1 1.1 前言1 1.2 设计的基本原则2 1.3 设计依据2 1.4 设计开采规模及产品方案7 1.5 主要设计范围7 1.6 矿区开采概况7 1.7 预评价报告提出的主要危险因素和安全对策措施8 1.8 项目设计基本情况9 2.矿矿山概况山概况11 2.1 矿区位置11 2.1.1 矿区位置及交通运输条件.11 2.1.2 自然地理与经济概况.12 2.2 矿床地质及构造特征13 2.3 矿产资源储量15 3.矿矿山开采山开采16 3.1 开采范围及开采技术条件16 3.1.1 开采范围.16 3.1.2 开采技术条件.16 3.2 矿山开拓方案设计18 3.2.1 矿山现状.18 3.2.2 开采方式.19 3.2.3 开拓系统方案对比.19 3.2.4 矿山开拓.21 3.2.5 采区划分.22 3.2.6 投产中段巷道布置（+85m中段）.22 3.2.7 通风系统设计.23 3.2.8 矿山开拓工期.23 3.2.9 基建工期安排.25 3.3 采矿方法26 3.3.1 采矿方法选择.26 3.3.2 采矿方法简述.26 3.3.3 浅孔留矿法的主要技术经济指标.34 3.4 矿山生产能力及服务年限34 3.4.1 矿山生产能力、工作制度34 3.4.2 矿山服务年限.34 3.5 井巷工程37 3.6 施工安全措施41 3.7 开采顺序43 3.8 开采移动范围的确定44 3.9 工业场地布置44 3.10 矿井运输方案45 3.11 矿井提升47 3.12 接替采区开拓运输方案58 3.13 地面运输58 3.14 废石场设计58 3.15 压气设备、设施.59 3.16 矿山供水60 3.17 矿山排水、防治水.61 3.18 矿井通风与防尘69 3.19 回风斜井安全设施与安全管理79 3.20 地面防洪设计80 3.21 爆破材料设施80 3.22 避险系统设计81 4.矿矿山供山供电电及通及通讯讯85 5.环环境保境保护护89 6.投投资资估算与估算与经济评经济评价价91 6.1 投资估算91 6.2 经济效益估算94 6.3 综合评价95 7 矿矿山主要技山主要技术经济术经济指指标标96 安全安全专专篇篇.99 1.设计设计依据依据99 1.1 建设项目依据的批准文件和相关的合法证明99 1.2 国家、地方政府和主管部门的有关安全规定.99 1.3 采用的主要技术规范、规程、标准.101 1.4 其它设计依据102 2.工程概述工程概述104 2.1 建设工程基本概况104 2.2 工程设计中涉及安全问题的新科研成果、新工艺、新技术、新设备108 2.3 影响矿山安全的主要因素及防范措施108 2.3.1 影响矿山安全的主要因素.108 2.3.2 防范措施.109 2.4 对矿山安全状况及周边安全环境影响的总体评价125 2.5 存在问题和建议125 3.地地质质安全影响因素安全影响因素128 3.1 矿床地质及构造特征128 3.2 地表水系和地下水赋存状况、喀斯特地貌（溶洞）对矿山开采安全的影 响129 3.3 矿区老硐、采空区、塌陷区对开采安全的影响.130 3.4 特殊灾害对开采安全的影响131 4.矿矿床开采安全床开采安全评评述述132 4.1 选用的采矿方法安全可靠性分析132 4.2 斜井施工安全可靠性分析132 4.3 斜井提升安全可靠性分析133 4.4 矿井通风防尘安全可靠性分析135 4.5 矿井排水系统安全可靠性分析138 4.6 矿井防治水安全可靠性分析138 4.7 贯穿旧巷安全可靠性分析140 4.8 矿山供电与通讯安全可靠性分析141 4.9 采空区处理方法对开采和地面设施的安全可靠性分析142 4.10 采空区对附近村庄及城口河影响的安全可靠性分析143 4.11 旧采空区积水处理方案对拟开采区域影响的安全可靠性分析143 4.12 废石场安全可靠性分析143 4.13 爆破器材库安全可靠性分析144 4.14 灾变设施安全可靠性分析145 4.15 避灾系统安全可靠性分析145 4.16 安全避险“六大系统”安全可靠性分析 145 5.总总平面布置平面布置148 5.1 开采移动范围圈定的合理性分析148 5.2 井口及井口设施安全状况评述148 5.3 工业场地稳定性评述148 5.4 建（构）筑物与移动界线距离148 5.5 地表移动范围安全管理措施149 5.6 易燃易爆场所安全措施149 6.机机电电及其它及其它151 6.1 矿山机械151 6.2 矿山供电与通讯153 6.3 供排水154 6.4 矿用设备安全155 7.矿矿山安全保健山安全保健辅辅助助设设施施156 8.职业职业危害防治措施危害防治措施157 8.1 管理和监测157 8.2 健康监护158 9.矿矿山安全机构及防灾、救灾措施山安全机构及防灾、救灾措施.161 9.1 矿山安全机构及人员配备161 9.2 防灾、救灾措施.163 10.存在存在问题问题及建及建议议167 附表附表.168 附件附件 设计委托书 仁化县城口镇声和萤石矿新建年产 2.00 万吨萤石（普通）地下开采项 目准予立项备案资料 采矿许可证 个人独资企业营业执照 关于仁化县城口镇声和萤石矿新建年产 2.00 万吨萤石（普通）地下开 采项目安全预评价报告备案的函 设计设计附件附件 序号附图名称图号图幅备注 1矿区地形地质平面图1a2 2总平面布置图及井上井下对照平面图2a2 3中段采掘工程平面图3a2 4开拓运输系统纵投影图4a3 5矿井通风系统图5a3 6矿井排水系统图6a3 7压风系统图7a3 8井下避灾线路图8a3 9井巷断面图9a3 10浅孔留矿采矿方法图（留有矿柱）10a3 11供配电系统图11a3 12鱼塘保安矿柱设计图12a3 13a-a线移动范剖面图13a3 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 1 开采开采设计设计 1.总论总论 1.1 前言前言 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司(以下简称兴顺石材矿)建筑用花岗岩 矿，选址为惠州市龙门县永汉镇龙面村大高岭。于2011年3月28日取得惠州 市国土资源局核发的采矿许可证 ；矿区属于新建项目，开采矿种为建筑 用花岗岩，开采方式为露天开采，生产规模15万吨/年；根据实地调查，拟建 矿区范围内矿体尚未得到开发（正在作开发前的准备工作）。2010年，龙门县 国土资源局以公开招拍挂方式出让采矿权，最后由龙门县兴顺石材有限公 司取得采矿权，2011年5月23日委托深圳市鹏程安全技术事务有限公司进行 了安全预评价，评价报告于2011年9月由广东省安全生产监督管理局组织专 家评审通过，目前该项目处于筹建阶段。 为了实现科学合理、有序规模化地进行矿山开采，确保安全生产和充分 回收利用矿产资源。强化非煤矿山安全监督管理，确保人民生命财产安全， 矿山开采必须依法编制开采设计，并进行安全技术可行性论证。我公司受业 主委托，承担其所属建筑用花岗岩矿开采方案设计的编制，提供龙门县永 汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采 设计文件。 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 2 1.2 设计设计的基本原的基本原则则 1.认真贯彻执行国家关于矿山项目开发建设的法律、法规和技术规范； 2.健全完善企业安全生产责任制和各项规章制度。矿山企业要建立健 全以法定代表人为核心的各级安全生产责任制。在此基础上，要健全完善安 全目标管理、矿领导下井带班、安全例会、安全检查、安全教育培训、生产技 术管理、机电设备管理、劳动管理、安全费用提取与使用、重大危险源监控、 安全生产隐患排查治理、安全技术措施审批、劳动防护用品管理、职业危害 预防、生产安全事故报告和应急管理、安全生产奖惩、安全生产档案管理等 制度以及各类安全技术规程等。 3. 在保证安全生产的基础上，充分合理的利用矿产资源； 4.选用的工艺、设备力求安全可靠、管理简单、节省投资； 5. 重视环境保护工作，节约土地资源，防止水土流失； 6.设计的开采方案和生产工艺应充分顾及当地现实技术水平、矿山装 备水平和工人作业素质，在确保安全的前提下，力求简易，增强可操作性。 1.3 设计设计依据依据 1.法律、法法律、法规规、 、规规章和章和标标准准 中华人民共和国矿产资源法(1986年10月1日施行)； 中华人民共和国矿山安全法(1993年5月1日施行）； 中华人民共和国安全生产法（2002年11月1日施行）； 中华人民共和国劳动法（1995年1月1日施行）； 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 3 中华人民共和国消防法(主席令第6号，2009年5月1日施行）； 中华人民共和国职业病防治法（2002年5月1日施行）； 中华人民共和国环境保护法（1989年12月26日公布施行）； 中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国主席令87号，自2008 年6月1日施行； 中华人民共和国矿山安全法实施条例(1996年10月30日劳动部颁布）； 中华人民共和国民用爆炸物品管理条例（1984年1月6日施行）； 工伤保险条例（国务院令第375号)； 民用爆炸物品安全管理条例（国务院令第466号）； 广东省矿产资源管理条例（1999年10月30日施行）； 广东省安全生产条例（省人大常委会第三十七次会议通过）； 矿产资源开采登记管理办法（国务院令第241号）； 非煤矿山企业安全许可证实施办法(国家安全生产监督管理总局令第 20号,2009年6月5日施行)； 非煤矿矿山建设项目安全设施设计审查及竣工验收办法（国家安全 生产监督管理局、国家煤矿安全监察局令第18号）； 关于加强建设项目“三同时”工作的通知（国家发展改革委员会发改投 资20031364）； 国家安全监管总局关于进一步加强中小型金属非金属矿山（尾矿库） 安全基础工作改善安全生产条件的指导意见（安监总管一200944号） 转发国家安全监管总局关于进一步加强中小型金属非金属矿山（尾矿 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 4 库）安全基础工作改善安全生产条件的指导意见（省安监局监管一处， 1.2 s n a a 2 6 . 3 br年工作时间300d； bh日工作时间10h； m一次提升量0.672=1.34t an矿井可完成产量t/a； as矿井设计生产能力t/a。 说明所选jtp-1.2型矿用提升绞车合适。 2.盲斜井盲斜井单绳矿单绳矿井提升系井提升系统统（ （+85m+50m） ） 1）盲斜井提升工作时间及不均衡系数 矿山生产规模2.0104t/a，掘进产出的废石约为0.4104t/a，提升采用连 续工作制，年工作300天，每天工作2班，则每日生产能力为80t。取提升不均 衡系数为1.2，则最大日提升量为96t，每日提升纯作业时间按10小时计，小 时提升量为10t。 2）一次提升矿车数 盲斜井提升高度为35m，斜井井筒倾角28，则斜长约75m，选用自重 450kg、容积0.5m的翻转式矿车，按矿石比重2.85t/m，松散系数为1.7，取 平均装满系数为0.8，则矿车有效载重量为670kg。 3）提升速度验算 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 52 按安全规程6.3.2.7规定，斜井长度不大于300m时，最高速度不大于 3.5m/s。 按提升绞车直径d（1.0m）,速比i（30）,电动机转速（960r/min）,确定最大提升 速度vm=1.27（m/s）,按提升绞车最大提升速度,平车场 i dn 60 3060 7300 . 114 . 3 净休整时间45s,按实际运行条件，及斜井提升速度图，计算一次近似提升时 间为： tj=210（s）452 27 . 1 752 故一次需提升矿车数为： n= s js q ta 6 . 3 n=0.8（辆） 7506 . 3 21010 取n为1辆 式中as一小时提升量，t/h； tj一次提升近似时间，s； qs有效载重，kg。 4）提升钢丝绳选择 （1）原始参数 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 53 取专用提升物料的安全系数（m）为6.5，提升容器运行阻力系数（f1）为 0.015，钢丝绳全部支承在托辊上（f2）为0.20，钢丝绳抗拉强度（）1700mpa。 （2）初算需钢丝绳单位重量（p） p )cos(sin1 . 1 )cos)(sin( 2 1max afal m afaqqn c 代值计算： (kg/m)21. 0 2828 580 )28cos2 . 028(sin75 5 . 6 17000 1 . 1 )28cos015 . 0 28)(sin450750(1 p （3）提升钢丝绳选择 初选用绳15-619+fc纤维芯钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1700mpa， 单位重量0.84kg/m，钢丝绳破断拉力总和15450kgf。 最大静拉力（fjmax）及提升电动机选择 )cos(sin)cos)(sin(f 21maxjmax afalpafaqqn sc 式中ps选取标称钢丝绳每米重量kg/m 其它符号意义同前 fjmax )28cos2 . 028(sin7584 . 0 )28cos015 . 0 28)(sin450750(1 =620(kgf) 电动机选型： 根据： 1000 maxmj vfk n 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 54 式中：n电动机的近似功率，kw； fjmax提升机最大静张力，kg； k备用系数,取1.2； vm平均绳速（1.1m/s） 传动效率，取0.9 代值计算：（kw）9 . 8 9 . 0102 1 . 16202 . 1 n 选用yr-250m2-6型电动机（380v、37kw、960r/min）与提升绞车配套。 钢丝绳安全系数校验； )cos(sin)cos)(sin( 21 afaglmafaqqn q m pcz p 式中：qp钢丝绳破断拉力总和kg，其它符号意义同前 代值计算得m=7.96.5 满足安全规程要求。 5）提升机选型 滚筒直径：按安全规程6.3.5.1规定，井上提升机的滚筒直径为 d=60d=6015=900（选1000mm直径）。 滚筒宽度：b=（l+30/kdp+n+n）（d+）； 式中l=ls+ld=75+30=105（m）； k-滚筒缠绕的层数2（层）； dp-平均缠绕直径（m）； dp=d+（k-1）d=1.0+（2-1）0.015=1.015（m）； 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 55 n多层缠绕钢丝绳，为了错动过渡用的备用圈为4（圈） 钢丝绳之间的间隙3mm。 代值计算得滚筒宽度b=750（mm） 选用jtk-1.00.8型矿用提升绞车（滚筒直径1.0m，宽度0.8m，速比 1:30，最大静张力fjmax=15kn）。该系列矿用提升绞车，是采用电阻电控调速， 非防爆型。主要用于矿山地面或没有煤尘和瓦斯等爆炸性气体的矿山井下 以及其他没有易燃、易爆气体的环境中提升或下放物料之用。 6）提升绞车强度校核 提升绞车最大静张力计算值6.2kn1.2 s n a a 2 6 . 3 br年工作时间300d； bh日工作时间10h； m一次提升量0.672=1.34t an矿井可完成产量t/a； as矿井设计生产能力t/a。 说明所选jtk-1.00.8型矿用提升绞车合适。 该矿属斜井单钩串车提升系统，除应有声光信号、井底和机房的联系电 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 56 话外，还应按金属非金属矿山安全规程要求,在井口变坡点设置常闭式阻 车器，在井筒适当位置安装防跑车装置，做到“一坡三档”；钢丝绳与矿车、矿 车与矿车之间的连接要使用不能自动脱落的连接装置；完善相应的安全设 施，执行相关安全措施；做好钢丝绳的检查维护工作，发现钢丝绳失效、不 能满足安全要求时，应及时更换。提升绞车必须具有安全标志的矿用产品， 定期检测检验并在检验有效期内使用。 3.斜井提升安全措施斜井提升安全措施 1）提升斜井应设常闭式防跑车装置，并经常保持完好。斜井上部应设阻 车器或挡车栏。阻车器或挡车栏在车辆通过时打开，车辆通过后关闭。斜井 下部车场应设躲避硐室； 2）斜井提升时不得有人员在斜井内行走，做到提升时不行人，行人时不 提升； 3）每次的提升量不能超过2辆矿车； 4）钢丝绳与矿车、矿车与矿车之间的连接应使用不能自动脱落的连接 装置； 5）斜井上下应设置声光信号，并在井上井下明显的位置挂信号牌； 6）按设计要求使用合格的钢丝绳并定期监测、检验； 7）提升钢丝绳，除每日进行检查外，应每周进行一次详细检查，每月进 行一次全面检查；所有检查结果，均应记录存档。 （1）钢丝绳一个捻距内的断丝断面积与钢丝总断面积之比，达到5时 应更换； 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 57 （2）钢丝绳标称直径减小10时应及时更换;在钢丝绳使用期间，断丝 数突然增加或伸长突然加快，应立即更换。 3.12 接替采区开拓运接替采区开拓运输输方案方案 +85m中段北采区为接替采区，当+85m中段南采区投产后，做接替采区 的准备工作，接替采区的开拓运输方案与南采区相同。 3.13 地面运地面运输输 矿石和废渣经斜井提上+175m标高后，用人力推车方式，分别推至堆矿 场或废石场。 矿石经初选后运至始兴县汇峰公司选厂精选后销售。废渣运往废石场， 运距100m。 地面运输注意事项： 1.一人一次只能推一辆矿车，不能同时推二辆矿车以上； 2.当2辆以上矿车同方向运输时，其间距不得少于30m； 3.推车工应注视前方，发现问题及时刹车，防止矿车碰伤人员、碰坏设 备，或造成不必要的损失。 3.14 废废石石场设计场设计 矿山的开采方式为地下开采，井下巷道大部分沿矿脉施工，主要产生废 石的工程有：斜井、+85m井底车场及主石门、回风斜井、回风斜井联络巷、 盲斜井、+50m井底车场及车场通道、水仓水泵房等，总工程量约680m，按松 散系数1.7计算，总废石量约4500m。矿井施工产生的废石主要用于回填采 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 58 空区、工业广场平整和道路维修等，其余外运（由于废石是坚硬的花岗岩， 可作建筑材料），矿山不设永久废石场，只设废石临时堆放场。废石临时堆 放场设在斜井口北面约60m处，标高+165+170m之间，面积约300m；矿区 主导风流为东南风或西北风，废石临时堆放场产生的粉尘不会影响井口的 空气质量。 在废石临时堆放场的南面布置截排水沟，防止山洪水冲击。 3.15 压压气气设备设备、 、设设施施 1.压压气气设备类设备类型及耗气量型及耗气量 风动工具耗风量表 表3.15 序号设备名称 作业 类别 型号 规格 工作 台数 每台 耗气量 （m/min） 同时 工作 系数 磨损 系数 同时工作 耗气量 （m/min） 1凿岩机采准yt2413.00.851.152.9 2凿岩机采准765513.20.851.153.12 3凿岩机基建765513.20.851.153.12 合计39.14 耗气设备使用压力0.5mpa。 2.设备选设备选型型 1）供气量计算：q=123niqiki（m/min） 式中1沿管路全长的漏气系数，全长1km时，11.1； 2-由于风动工具（或机械）磨损使耗气量增加的系数取1.11.5； 3-海拨高度修正系数； ni同型号风动工具同时工作台数； 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 59 qi每台风动工具的耗气量； ki-考虑各种风动工具有工作间歇，而设的工作系数取0.9； 代值计算得q=10（m/min）； 2）空气压缩机供气压力： p=pg+pl+0.1 式中：pg-凿岩机工作压力为0.5mpa； pl（0.30.6）最长管路长度0.30.3=0.09mpa p=0.5+0.09+0.1=0.69mpa。 3）选择空气压缩机型式和台数 根据上述计算，选择一台3l-10/8和一台2v-6/8型空气压缩机，其中3l- 10/8型空气压缩机工作，2v-6/8型空气压缩机备用。 3.16 矿矿山供水山供水 1.生活用水生活用水 矿山地处粤北山区，生活用水、饮用水和消防用水取自矿区附近山泉水， 在办公生活区附近建立一个小型蓄水池，并将山泉水引入，平时保持水池有 足够的蓄水量。因水源地处矿区范围，因此，饮用山泉水每季度应送卫生防 疫部门检验，生活饮用水质应符合生活饮用水卫生标准要求。 2.井下供水井下供水 1）井下耗水量 （1）凿岩机耗水量 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 60 轻型机3l/min，上向式凿岩机5l/min，耗水共计8l/min（水压为0.4mpa）； （2）喷雾耗水 2l/min（水压为0.40.5mpa）； （3）掘进及回采工作面洒水 掘进1m巷道200l，回采每吨矿石20l。 综上所述耗水量外加30%的管网漏损及其它巷道洗壁用水，共需约 80m/d。 2）矿井用水水质和水压 矿山设计在井口附近建一个200m蓄水池，水源引自矿区附近山泉水 或经沉淀后的矿井水，水池底部约30cm安装一个出水头（闸阀），用1.5“无缝 钢管输送至井下，管网从斜井敷设，最小高差52m，水质、水压均满足要求。 3.17 矿矿山排水、防治水山排水、防治水 根据资源储量核实报告提供，矿区内有一隔水层：隔水层主要是第四系 沉积的粘土和粉质粘土，其平均厚度约5m，对大气降水隔水性能好。矿井内 的涌水主要是大气降水通过裂缝、破碎带渗入，但由于矿区内地表水系不发 育，故矿井涌水量小。开采8号矿体时平巷长180m，矿井正常涌水量为 3m/h，最大涌水量为10m/h；开采9号矿体，平巷长约680m，接近于开采8号 矿体平巷长的4倍，而8、9号矿体的开采条件基本相似，根据矿山地质环境 保护与治理恢复方案预测，矿井正常涌水量为12m/h，最大涌水量为 40m/h。 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 61 矿井设计分别在+85m和+50m中段建立水仓、泵房，安装水泵；+50m中 段的矿井水用水泵抽至+85m中段，再由+85m中段统一抽出地表。 1.+85m中段水中段水仓仓、水、水泵选泵选型型设计设计 矿井正常涌水量12m/h,最大涌水量40m/h。 1）水仓 水仓的有效容积按容纳不少于68小时的12m/h正常涌水量和3m/h 的生产用水倒灌井下水量设计，容积不少于120m。设计在+85m中段设 35m4m容积140m的水仓一个，可满足要求。 2）水泵 按单台泵运转20小时内排出24小时矿井正常涌水量和生产用水倒灌井 下水量，总水量约360m/d，水泵排水能力应18m/h；除检修泵外的其它水 泵20小时内能排出矿井最大涌水量和倒灌井下的生产用水量，按总水量 1032m/d考虑水泵排水能力。 （1）水泵扬程 hb=k（hc+5.5）m 式中：k扬程系数，取1.3； hc一次排水高度，m； hb水泵扬程，m； 代值计算：hb=1.3（90+5.5） =124（m）； 水泵级数： i b h h i 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 62 式中：hb水泵扬程m； hi水泵在额定流量时，单吸水轮扬程m； 代值计算： （i级取5(13 . 4 30 124 （2）管路选择 排水管直径： v q dp 3600 4 式中：q额定流量，43m/h； v流速，1.52.2m/s，取2m/s； 代值计算： )(8008. 0 23600 434 mmdp 选择两路公称内径dp=80mm，壁厚4mm的无缝钢管，按安全规程规 定，选择同类型、同功率的三台80d-305，额定流量43m/h，扬程为150m， 转速2950r/min，配用电机功率30kw的水泵。 （3）验算排水时间 正常涌水期的排水时间： );(204 . 8 43 152424 h q q t a 最大涌水期的排水时间： ).(2012 432 432424 max h qz q t a 式中：q矿井正常涌水量及生产用水倒灌井下水量：15m/h； q矿井最大涌水量及生产用水倒灌井下水量：43m/h； 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 63 z水泵台数（除检修泵外）； qa所选水泵额定流量，m/h。 2.+50m中段水中段水仓仓水水泵选泵选型型设计设计 水仓的有效容积按容纳不少于68小时正常涌水量和生产用水倒灌井 下水量设计。 1）水仓 （1）水仓有效容积按容纳不少于68小时正常涌水量和生产用水倒灌 井下水量设计，容积不少于120m； （2）设计水仓为矩形断面，宽度2.0m，深度2.0m,断面积4m，长度35m， 容量140m。 2）水泵 按单台泵运转20小时内排出24小时矿井正常涌水量和生产用水倒灌井 下水量，除检修泵外的其它水泵20小时排出矿井最大涌水量及倒灌井下的 生产用水考虑水泵排水能力。 （1）水泵扬程 hb=k（hc+5.5）m 式中：k扬程系数，取1.3； hc一次排水高度，m； hb水泵扬程，m； 代值计算：hb盲斜井=1.3（35+5.5） =53（m）； 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 64 水泵级数： i b h h i 式中：hb水泵扬程m； hi水泵在额定流量时，单吸水轮扬程m； 代值计算： （i级取5(4 . 4 12 53 （2）管路选择 排水管直径： v q dp 3600 4 式中：q额定流量，m/h； v流速，1.52.2m/s，取2m/s； 代值计算： )(6006 . 0 23600 6 . 344 mmdp 选择两路，公称内径dp=65mm，壁厚4mm的无缝钢管，按安全规程规 定，选择同类型、同功率的三台80d-125，额定流量34.6m/h，扬程57m，转 速2950r/min，配用电机功率11kw的水泵。 （3）验算排水时间 正常涌水期的排水时间： );(20 4 . 10 6 . 34 152424 h q q t a 最大涌水期的排水时间： 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 65 ).(20 9 . 14 6 . 342 432424 max h qz q t a 式中：q矿井正常涌水量及生产用水倒灌井下水量：15m/h； q矿井最大涌水量及生产用水倒灌井下水量：43m/h； z水泵台数（除检修泵外）； qa所选水泵额定流量，m/h。 通过验算，所选水泵、排水管路合格，能满足矿井排水需求。 水泵电机起动设备选用厂家配套的具有安全标志的自藕减压启动器 （qj3型）。 3.水水泵泵房房设计设计 设计在+85m和+50m中段设置水泵房。水泵房的面积和高度必须满足3 台水泵安装和检修的要求。 1）水泵房规格设计：长5.0m、宽2.2m、高2.5m，矩形断面，裸体或砼支； 2）水泵房设直径1.2m的吸水井一个； 3）水泵房地板标高高于其入口处巷道底板标高0.5m以上。 4.地面防治水措施地面防治水措施 根据广东省仁化县城口镇声和萤石矿资源储量核实报告，矿区内地 表水系不发育，矿井内的涌水主要是大气降雨通过裂隙、破碎带渗入；矿区 内有一北东向水沟，流量小，水量受季节性影响变化大，雨季过后，逐渐干 涸；矿区北边界有一口水塘，面积约800m，水深约1.0m，矿山开采时必须留 设保安矿柱，防止因采矿上盘移动影响，水塘容水渗入井下。 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 66 1）对矿区内北东向水沟后半段进行改道。改道长度约390m，其中明沟 250m、暗沟140m，改道的水沟必须按设计要求施工。 水沟断面设计： 明沟倒梯形断面：底宽1.0m，两边的边坡角60，沟底坡度35， 毛断面结构； 暗沟矩形断面：宽1.0m，高1.5m，沟底坡度35；墙体用片石、水 泥沙浆砌筑，沟面用水泥预制板覆盖，沟底用水泥砂浆铺底、硬化，铺底厚 度0.10.15m；。 2）防治水措施 （1）每年雨季前，由主管矿长组织一次防水检查，对淤塞的防洪水沟及 时组织人员清理（特别是暗沟内一定要清理干净），并编制防水计划，防水工 程应在雨季前竣工。 （2）每次大雨、暴雨过后都必须对防排水工程、设施进行全面检查，发 现问题及时处理。 （3）设计的斜井井口，位于矿区低山丘陵地貌山体下部，提升斜井口标 高+175m,回风斜井口标高+166m，高于当地历史最高洪水位2m以上；工业场 地位于提升斜井井口北侧，地面标高高于当地历史最高洪水位。在斜井口周 边修筑防排水沟，对地面可能灌入井下的降雨形成的地表水进行疏排。 5.井下防治水措施井下防治水措施 矿区内山坡地势较陡，依靠大气降水补给的地表水易顺山体排泄；矿区 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 67 外部东北面的城口河，由于河床是粘土，隔水性能较好，对矿井开采没有直 接影响；但矿体主要赋存于岩石裂缝、破碎带中，裂缝、破碎带导水性较好； 同时，原来的开拓巷道在+95.81m标高已掘穿设计开采的9号矿体，采空区 和老巷积水对9号矿体的开采将构成威胁；矿区北边界有一口水塘，面积约 800m，水深约1.0m，在今后的开采过程中如果不留设保安矿柱，水塘里面 的水有可能通过裂隙渗入井下，威胁矿井安全；为防止透水事故的发生，在 采掘过程中必须高度重视水害的威胁，制定综合性的防治水措施。 1）填绘矿区水文地质图，将现有生产井中的巷道、采空区、积水区、地 质构造等详细情况填绘清楚；在以后的基建、生产过程中及时填绘巷道工程 图。 2）矿山在此之前已进行过8号矿体的开采，留下旧巷道和采空区，存在 大量积水；在设计的斜井开工之前必须先把旧巷道和采空区的积水全部抽 完，并保持正常抽水，做到+95.81m以上的所有巷道、采空区不存在积水，直 至设计的工程与+95.81m的旧巷道贯穿。新旧巷道贯穿后，要在贯穿点前后 挖掘排水沟，防止旧巷道和采空区产生积水。 3）设计在矿区的北端留设保安矿柱。矿山开采移动角从+50m标高，按 60倾角往上至地表，移动带边缘至鱼塘的距离10m，防止因采矿上盘移动 影响，水塘容水渗入井下。 4）对接近水体的地带或可能与水体有联系的地段，坚持“有疑必探，先 探后采”的原则，编制探水设计。探水孔的位置、方向、数目、孔径、每次钻 进的深度和超前距离，应根据水头高低、岩石结构与硬度等条件在探水设计 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 68 中规定。设计配置2台khyd90岩石电钻探水，1台2mj-3/40型注浆机封孔； 5）掘进工作面或其他地点发现透水预兆，如出现工作面“出汗“、顶板淋 水加大、空气变冷、产生雾气、挂红、水叫、底板涌水或其他异常现象时，立 即停止工作，并报告主管矿长，采取措施。如果情况紧急，立即发出警报，撤 出所有可能受水害威胁地点的人员。 6）探水、放水工作，由有经验的人员根据专门设计进行；放水量应按照 排水能力和水仓容积进行控制。 7）对现有井巷排水作业时，为预防被水封住的、或水中溶解的有害气体 逸出造成危害，采取通风安全措施，使用防爆照明灯具。发现有害气体、易 燃气体泄出，及时采取措施处置。 8）要求对井下水仓口、吸水井口设置栅栏并上锁，钥匙由水泵工携带， 平时不允许打开，可防止井下淹溺事故发生。 9）编制预防水灾事故的安全技术措施、绘制避灾路线图，并贯彻落实到 每一个下井人员。 3.18 矿矿井通井通风风与防与防尘尘 根据矿体的赋存条件和开拓方式，确定矿井通风系统。 矿井通风方式采用中央并列式，通风方法采用机械抽出式；设计在井田 中央布置回风斜井，装设主扇，担负全矿的通风。 1.矿矿井通井通风风系系统统 1）+85m中段以上的通风：新鲜风流自地表斜井+85m中段主石门 +85m南、北沿脉运输大巷采区进风天井采场+120m中段回风巷 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 69 回风斜井主扇地表； 2）+50m中段的通风：新鲜风流自地表斜井进入+85m中段主石门 +85m盲斜井+50m中段南、北沿脉运输大巷+50m（南、北）采区进风天 井采场作业面+85m沿脉大巷+85m+120m联络天井（上山）+120m 回风巷回风斜井主扇地表； 3）为了保证新鲜风流能按计划进入采场，使各用风点的风量和空气质 量满足金属非金属矿山安全规程要求；矿山必须根据各个时期通风需要， 合理构筑风门、挡风墙等通风构筑物，完善通风系统，防止新鲜风流短路， 做到安全生产。 （1）根据生产变化，及时调整矿井通风系统，并绘制全矿通风系统图。 通风系统图应标明风流方向和风量、与通风系统分离的区域、所有风机和通 风构筑物的位置等； （2）矿井通风系统的有效风量率不低于60； （3）采场形成通风系统之前不应进行回采作业。矿井主要进风风流不通 过采空区和塌陷区；主要进风巷和回风巷不堆放材料和设备，并经常维护、 清理，保持清洁和风流畅通； （4）采空区及时密闭。采场开采结束后，封闭所有与采空区相通的影响 正常通风的巷道； （5）风门、挡风墙等通风构筑物由专人负责检查、维修，保持完好严密 状态。主要运输巷道设两道风门，手动风门与风流方向成8085的夹角， 并逆风开启。 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 70 2.风风量量计计算算 工作面布置分南北两翼，生产期间布置三个作业面，其中1个回采、1个 准备、一个基建，回采工作面采用贯穿风流通风。 1）按井下同时工作最多人数计算 q=4nk =4161.2 =76.8m/min =1.28m/s 式中4以人为单位的供风标准，m/min人； n井下同时工作最多人数，人； k通风系数，取1.2。 2）按回采作业、掘进作业和硐室所需风量计算 矿井生产采用每天二班，每班三个工作面；其中一个回采、一个掘进、 一个基建。 矿井风量按回采作业、掘进作业和硐室所需风量计算，并以各作业点所 需排尘风速校核，取其大值乘以备用系数。 （1）回采作业面按一次爆破后排除炮烟及粉尘所需风量（留矿采矿法） 计算。 q回= t n ls=1500 12 503=1.2m/s 式中：q回回采作业面排出炮烟所需风量，m/s； 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 71 l采场长度50m； t爆破后排烟通风时间，1500s； s采场过风断面积3m，采场宽度取1.5m，高度取2m； n采场中炮烟达到允许浓度时，风流交换倍数，取12； （2）掘进工作面 掘进工作面1个（切割，或采准），考虑巷道断面及巷道平均风速的规定 等，选取掘进工作面需风量1.2m/s。 （3）采掘所需风量 因矿井安排一个回采和一个掘进工作面（基建工作面的风流串进采掘 工作面），因此，全矿井所需风量取回采作业面和掘进工作面所需风量之和。 q=1.2+1.2=2.4m/s （4）按排尘风速计算所需风量 按最低排尘风速0.25m/s计算，留矿法工作采场风量为 0.253.0=0.75m/s,采准、切割等独头工作面需风量为1.2m/s；二次破碎所 需的排尘量取2.0m/s；硐室风量可重新利用，不计入总风量中。全矿井最多 安排一个回采或一个掘进工作面，则q排=3.2m/s。 （5）所需风量 考虑矿井内外部漏风，取风量备用系数k取1.3，风量取其中最大值为 3.2m/s，则总风量 q总=3.21.3=4.16m/s 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 72 3）确定矿井所需风量 根据以上计算，确定矿井所需风量为4.16m/s。 3.井巷井巷风风阻及通阻及通风风阻力阻力 矿井分两个阶段通风，均担负南北两翼采区，第二阶段（+50m中段）的 通风线路较长，井巷风阻及通风阻力以第二阶段进行计算。 井巷风阻rlu/s 式中：r巷道的摩擦风阻，k； 巷道的通风摩擦风阻系数，ks/m4； l巷道长度，m； u巷道通风断面的周边长度，m； s巷道的通风断面，m。 通风阻力h=rq 式中：h矿井通风阻力，mmh2o； r巷道的摩擦风阻，k； q风量，m/s。 1）井巷风阻 井巷风阻分段计算表 表3.18.1 段号井巷名称支护方式 (kgs/m4) l (m) u (m) s (m) rm (k) 1斜井三心拱，无支护巷道0.00181928.785.350.020 2+85m井底车场三心拱，无支护巷道0.0018208.785.350.002 3+85m主石门三心拱，无支护巷道0.00181408.134.840.018 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 73 4盲斜井上部车场及通道三心拱，无支护巷道0.0018408.785.350.004 5盲斜井三心拱，无支护巷道0.0018758.785.350.008 6+50m井底车场三心拱，无支护巷道0.0018208.785.350.002 7+50m运输大巷三心拱，无支护巷道0.00183008.134.840.039 8+50m通风天井矩形，无支护巷道0.0018377.63.60.011 9+85回风平巷三心拱，无支护巷道0.00183007.03.040.134 10回风斜井三心拱，无支护巷道0.00181627.84.4100.027 风阻合计0.265 2）井巷通风阻力 r110=r1+r10 =0.265k 考虑局部风阻，系数取1.1，则总风阻 r总=1.1rm =1.10.291=0.32k 3）矿井风阻特性曲线为： h=0.32q 4.选择矿选择矿井通井通风设备风设备 根据风量计算、矿井风阻特性曲线和扇风机个体特性曲线，选择矿用 地面抽出式轴流通风机ybk58-no:9，配备电机功率11kw，主扇风量为 9.0m/s，负压232pa，风量满足生产要求。 1）正常生产情况下，主扇连续运转；当井下完全无人作业时，允许暂时 停止机械通风。当主扇发生故障或需要停机检查时，立即向调度室和主管矿 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 74 长报告，并通知所有井下作业人员。 2）配置1台相同规格型号的备用风机，并配备能迅速调换的设施。 3）装设反风设施，利用轴流式风机反转反风，使矿井风流在lomin内反 向，其反风量达到正常运转时风量的60以上。每年进行一次反风试验，并 测定主要风路反风后的风量。主扇反风，按照事故应急预案执行。 4）每班对扇风机运转情况进行检查，并填写运转记录。 5.风风量、量、风风速核算速核算 1）风量核算 按矿井的年产量和万吨耗风量校核。 主扇风量为9.0m/s，考虑风井漏风因素，取漏风率为5%,则漏风量为 0.45m/s，矿井有效风量为8.55m/s。 q=aq =2.003.0 =6m/s8.55m/s 式中：q矿井所需总风量，m/s； a矿井年产量，104t/a； q年产万吨耗风量，m/s；小型矿井2.04.5，根据矿井机械 化程度、矿体形态等因素，q取3.0； 根据计算可知，矿井设计风量满足生产所需风量要求。 2）风速核算 各类巷道风速见下表。 龙门县永汉镇兴顺石材有限公司新建年产15万吨建筑用花岗岩矿露天开采项目开采设计说明书 75 风速核算表 表3.18.2 序号井巷名称 断面 (m) 风量 m/s 风速 m/s 允许最高风速 m/s 允许最低风速 m/s 1斜井5.358.551.608 2+85m井底车场5.358.551.608 3+85m主石门4.848.551.778 4盲斜井上部车场及通道5.358.551.606 5盲斜井5.358.551.606 6+50m井底车场5.358.551.606 7+50m运输大巷4.848.551.776 8+50m通风天井3.604.31.1960.25 9+85回风平巷3.048.553.03