中南大学采矿本科毕业设计(02级).doc

中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 1 目目 录录 摘摘 要要 1 abstract 2 第一章第一章 总总 论论 3 1 1 指导思想及设计原则 3 1 2 矿山的基本情况 3 1 3 矿区水源 电源 及环境保护 5 1 4 企业劳动组织与定员 6 1 5 产品方案 6 1 6 产品成本 7 1 7 主要开采工艺 9 第二章第二章 矿床赋存地区的自然概况及原始资料矿床赋存地区的自然概况及原始资料 11 2 1 矿区地理位置及交通情况 11 2 3 矿区经济概况 12 2 4 矿山内 外部运输 13 2 5 矿产品种类及销售 14 2 6 矿山开采情况 14 第三章第三章 矿矿 床床 地地 质质 15 3 1 矿区地形特征 15 3 2 矿区地质及区域地质简述 15 3 3 开采范围的矿体产状及变化情况 17 3 4 矿体和围岩物理机械性质 17 3 5 矿床水文地质 19 3 6 生产勘探和开采取样 20 3 7 矿区的储量 20 第四章第四章 矿矿 床床 开开 拓拓 22 4 1 现有开拓系统概述 22 4 2 矿山产量的校核 24 4 3 矿山服务年限 26 4 4 阶段高度的确定 27 4 5 开拓方案 29 4 6 开拓巷道的位置 断面形状及规格 31 4 7 基建工作量和进度计划 38 第五章第五章 采采 矿矿 方方 法法 40 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 2 5 1 开采技术条件 40 5 2 矿山现有采矿方法 41 5 3 采矿方法的选择 44 5 4 采矿方法设计 49 5 5 采矿方法技术经济指标 60 5 6 小 结 63 第六章第六章 矿矿 井井 通通 风风 64 6 1 矿山现有通风系统评述 64 6 2 安全通风系统设计 66 第七章第七章 矿山运输与提升矿山运输与提升 81 7 1 矿山现在有的运输提升系统 81 7 2 运输系统设计 81 7 3 提升系统设计 96 结结 束束 语语 102 参考文献参考文献 103 附录 附录 104 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 1 摘 要 本设计为安庆铜矿 2 号矿体采矿方法设计 设计范围为 280 580 中段 矿体走向 420 米 倾角 35 50 平均厚度 20 米 针对 2 号矿体的地质条 件及现有的设备技术 结合当前我国和国际极倾斜厚矿体的开采现状 提出了 上向进路充填采矿方法和分段空场嗣后一次充填采矿法两种设计方案 通过计 算和主要经济指标对比分析 结合矿床开采技术条件和生产能力要求 最终确 定选择分段空场嗣后一次充填采矿法 该采矿适合安庆铜矿的地质条件 具有 很强的针对性 是一个安全 经济 合理 有效采矿方法 关键词关键词 矿床开拓 采矿方法 分段空场嗣后充填采矿法 矿井通风 矿山提升运输 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 2 abstract this design is the mining method of the 2nd deposit in anqing copper mine which its range is 280 meter level to 580 meter level the ore body moves towards 420 meters its angle of the dip is 35 degree to 50 degree and the average of thickness is 20 meter according to the geological conditions of the ore body and the existing apparatus technology combining the exploitation situation of the thick ore body with development technology in our country and the world at present two kind projects which one is upward drift mining method and the other is sublevel open stoping filling method are put forward through calculating and contrasting main economic indicator combining the technology conditions and production ability sublevel open stoping filling method is finally choosed the mining method is propitious to exploit the ore body in anqing copper and it is a safe economic rational and effective mining method key words mine developmeat mining method mine ventilation mine exaltation and transportation 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 3 第一章 总 论 1 1 指导思想及设计原则 1 1 1 指导思想 为巩固总结所学的专业理论知识和基本技能 培养和锻炼独立思考解决问 题的能力 系统掌握和综合运用所学基础理论知识 专业知识 结合矿山的实 际情况 初步解决金属矿床地下开采的某些具体问题 1 1 2 设计原则 本设计的主要原则是 1 金属矿床地下开采应该多方结合 综合考虑 既要注重当前生产 又要 兼顾长远的发展与利益 2 适应市场经济发展的要求 加快矿山的经济建设与发展 结合当前的技 术条件和工艺水平 充分利用初步设计中确定的规模 厂址和采矿竖井开拓系 统 以提高经济效益 加快建设速度和节约投资 3 避免大的地压灾害 不造成新的重大安全隐患 4 开采方案和采矿方法具有安全性 经济性 合理性和客观性 考虑采用 分层充填采矿开采 2 号矿体矿石 5 投资少 建设周期短 回收快 6 结合矿山实际情况和当地物价水平 按现有价格 要最经济 最有效 1 2 矿山的基本情况 1 2 1 矿山概述 安庆铜矿是铜陵公司在 八五 期间建设的一座大型坑下铜矿 位于安徽省 安庆市怀宁县境内 矿区面积 13 7 平方公里 距合肥至安庆国道和铁路有 2 5 公里 距安庆市 18 公里 濒临长江黄金水道 在长江北岸的石门湖和安庆市东 郊设有专用的产品中转码头 交通非常便利 地理环境优越 其地理坐标为东 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 4 经 16 36 52 北纬 30 28 20 矿区属于长江低山丘陵区 矿区为四周环山的盆地 地势由北而南逐渐降 低 区内地势起伏不大 一般山峰高度在 200m 左右 矿区北有大乌猪尖山 高 350m 东有铜锣尖山高 200m 南有东 西马鞍山高 157m 西有马头山和月形山 高 150 200m 盆地标高 30 50m 矿区气候温暖 雨量充沛 四季分明 年平均温度 16 7 9 月为高温季 节 最高温度 30 40 12 2 月为低温季节 一般在 0 左右 年最大降雨量 1776 6 毫米 年平均降雨量 136 毫米 最大小时降雨量 151 毫米 年主导分向 为东北风 夏季风向西南风 最大风速为 20 米 秒 矿区为农业为主 农工兼顾的经济繁荣区 土地肥沃 粮食自给有余 国 营及乡镇企业甚多 矿区附近有月山铜矿安庆市机簧材 机厂 白完水泥厂变 电所大理石厂等 工业基础好 水电方便 利于矿山建设 安庆铜矿是一个大型地下铜铁矿 由安徽省地质局三二六队负责勘探工作 1976 年 7 月提交了 安庆铜矿储量报告 探明矿体主要由一 二 三号矿体组 成 其中一 二号矿体铜矿储量 3200 万吨 铜金属量 42 4 万吨 单铁矿石 1569 万吨 并伴有金银及少量钴等稀有金属 截止 2000 年 12 月 12 矿体累计 探明铜矿石的储量 2954 万吨 铜金属量 34 7 万吨 单铁矿石量 718 万吨 三 号矿体埋藏较浅 铜矿石储量 110 万吨 铜金属量 1 29 万吨 安庆铜矿 1977 年开始基建 1991 年投入试生产 现在已经建成处理能力 3500 吨 日的铜矿 生产系统 矿山定员 950 人 其中井下采矿工人 518 人 开采方式为地下开采 该矿机械化程度较高 1 2 2 设计开采范围 规模与内容 本次设计的开采范围是安庆铜矿井下 280 580 中段 本次设计的主体为安庆铜矿 2 号矿体的采矿方法设计 本设计的规模为 4200 吨 日 1 2 3 矿山现状 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 5 安庆铜矿采用主 副竖井 辅助斜坡道开拓 辅助中段无轨运输 主中段 有轨运输方案 400 500 中段是主要中段 采用有轨运输 钢轨规格 24kg m 架线高 2 2m 架线电压 550v 电机车粘着重为 10t 采用双机牵引 10 挂 4 底卸式矿车组 平均运距 1600m 能力为 4500t d 主井的井筒直径 4 5m 井深 778m 78 700m 设 20 吨底卸式箕斗带平衡锤 国产 jkmd 4 4 落地摩擦式卷扬机 绳速 7 10m 秒 井下设粗碎破碎站 在 400 473m 之间和 580 667m 之间设置 900 1200 颚式破碎机两台 提升高度 771m 地 表井架为钢斜腿结构 重 198 吨 高 68 米 设有复合式矿仓 矿石仓容积 338m 废石仓容积 215m 副井原来主要用于中日合作精密探矿工程 井筒净直 径 5 5m 一期工程井深 469m 51m 418m 设有单罐笼带平衡锤及管道 电 缆 梯子间 续建工程将副井延伸至 610m 采用 4000 1800 双层罐笼 选用 jkmd 3 5 4 落地式多绳提升机 最大提升高度 631m 地表井架为钢斜腿结构 主副井电控系统均从瑞典 abb 公司引进 1 3 矿区水源 电源 及环境保护 1 3 1 水源 根据武汉勘察公司水文地质报告 矿区附近水量较少在枯水季节 地下水 量仅 7000 吨 日左右 矿区用水 15000 吨 日 故由长江取水 矿区用水由安 庆自来水公司供给 水质为饮用水 供水点在安庆市北面五里加压泵站 自五 里墩加压泵站至矿区加压泵站 19 公里 采用直径 500 毫米无缝钢管铺设 埋入 地下 矿区内部洪水 由矿区加压泵站把水扬至高位水池 再供给各用户 1 3 2 电源 矿区用点负荷 10221 千瓦 其中 一类负荷 包括地下排水和副井提升 正常排水时为 2793 千瓦 雨季排水时为 4305 千瓦 在矿区负荷中心由采矿工 业场地的西侧设有 110 千伏总降压变电所 装有载调压电力变压器 sfzl 10000 1110y 11 110 1 3 110 3 2 5 两台 自安庆十里铺 20 千伏变电 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 6 所架设两回 17 公里 110 千伏输电线路到矿山总降压变电所 作为供电电源 两 回输电线路容量相同 且互为备用 每条线路均能带动全部负荷 导线型号 lgj 3 150 矿区内部供电采用 6 千伏线路送到采 选 辅助设施及民用等 1 3 3 环境保护 根据环保法 对 三废 处理和利用与主体工程同时进行的原则 利用了 坑内采掘的废石和选厂的 20 以上的粗尾砂 直接用于坑内充填 选厂产出 的细尾砂 磨砂车间产出的细泥及坑内充填流失的细泥 则经各自的系统排至 尾砂泵池 然后用砂泵扬送到朱家冲尾砂库 在生产过程中对产粉尘多的选厂破碎 筛分和坑内破碎站等 采用加强通 风 水利除尘 密闭和机械收尘等综合性处理措施 铜矿码头脱水过滤车间产出的废水 含有丁基黄药 进行化学处理 达到 国家渔业排放标准后 排入长江 对生活废水 污水 采用生化处理 达到国家排放标准后 排入地表水系 把绿化造林纳入矿区总体规划 对道路两旁 楼前屋后 均应广植花草树 木 做到环境整齐美观 清洁卫生 加强管理 设置环保监测站 指导环保工作 提高环保质量和水平 1 4 企业劳动组织与定员 安庆铜矿为中型国营企业 生产设施 辅助设施和行政生活福利设施配套 完善 并且是按新模式办矿的矿山企业 矿山主要的管理权主要集中在矿一级 其中包括人才物资 生活福利 培训教育 汽车运输等 矿山生产组织按二级 管理设置 矿以下设生产科和所属职能科室 矿山定员 950 人 其中井下采矿 工人 518 人 1 5 产品方案 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 7 本设计的产品为铜精矿 硫精矿和铁精矿 铜精矿含铜 9353 14 吨且含银 1310 公斤 铁精矿的铁品位 66 硫精矿含硫品位 32 铜 硫 铁精矿全 部外销 1 6 产品成本 1 6 1 成本估算 1 成本计算依据 a 主要技术指标如回收率 原材料消耗定额等按采选设计工艺确定的 b 材料价格参照铜陵公司所用的计划价格 c 工资组成 井下工人为 12000 元 年 井上工人为 10000 元 年 d 电价按基本电价和电度电价计算 基本电价为 4 元 k v a 月 电度 电价为 0 4 元 度 综合电价为 0 45 元 度 e 水费 送至厂区每吨水费为 0 115 元 若加上由五里墩至厂区供水管路 日常经营费 0 035 元则每吨为 0 15 元 f 每采出矿石一吨提 6 5 元更新改造资金 列入产品成本内 g 全矿大修理基金 选矿厂基本折旧基金参照铜陵公司现行规定 分别按 固定资产原值 2 6 3 4 h 铜精矿直接运往铜陵公司 铁精矿按运往马鞍山考虑销售费用 硫精矿 按在当地销售价考虑 i 按财政部新规定 有色矿产品铜精矿的税率按 3 征收 铁精矿 3 硫 精矿 5 征收 1 6 2 成本计算 以采出矿量计算 单位采选工厂成本为 36 55 元 吨 其中采矿车间成本 22 41 元 吨 选矿车间成本 12 14 元 吨 采矿车间成本计算表 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 8 表 1 1 采矿车间成本计算表 顺序成本项目单位单耗单价单位成 本 123456 1 大孔采矿吨0 772 431 873 其中 凿岩吨0 771 210 933 爆破吨0 770 600 463 出矿吨0 770 620 477 2 点柱出矿吨0 1282 780 357 3 掘进米 3 0 116 461 65 4 充填米 3 0 3814 255 43 5 通风万米 3 0 4061 240 504 6 排水米 3 5 6270 290 63 7 提升吨1 1250 740 831 8 坑内运输吨1 1250 200 225 直接成本元 吨12 50 车间经费元9 9 9 车间成本元 吨22 41 选矿车间成本计算表 1 2 表 1 2 选矿车间成本计算表 顺序成本项目单位单耗单价单位成本 123456 一辅助材料元5 77 钢球公斤1 600 851 36 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 9 衬板公斤0 300 600 41 表 1 2 选矿车间成本计算表 续表 1 2 石灰公斤3 00 090 27 脂 105公斤0 0237 800 25 黄药公斤 0 1562 800 25 2 号油公斤0 092 610 23 硫酸钠公斤0 0360 410 01 硫酸铜公斤0 0451 900 08 硫酸公斤1 01 701 79 其它元0 96 二电力度24 900 081 99 三水吨0 150 25 四生产工人工资元 人年 1000 0 16 五工资附加费元0 02 直接成本元 吨8 21 六尾矿输送元 吨0 196 七精矿输送元 吨0 733 八车间经费元3 00 车间成本元 吨12 14 1 7 主要开采工艺 安庆铜矿与 1987 年开始基建 并于 1991 年投产 设计产生能力为 115 5 万吨 年 采用单箕斗带平衡锤的竖井提升方式 设计使用过的采矿方法有 高阶段大直径深孔采矿嗣后充填法 分层充填法等 为适应市场需要 加快矿 山发展 安庆铜矿矿石处理能力迅速增长 并于 2000 年达标达产 安庆铜矿同 时作业的采场达 4 个 回采工作线长 370 米 该矿采用的大直径深孔采矿法分 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 10 段高度为 60 米 采场垂直走向布置 矿房和矿柱均为 15 米 出矿中段高度为 120 米 矿房中留点柱 以保证顶板的安全 矿石的损失率较高 预留了大量 的顶 底 间柱 导致矿石大量损失 其损失率约 16 其开采的详细情况如 表 1 2 所示 表 1 2 开采的详细情况表 矿体号中段走向长 米 采场和盘区数 个 采场生产能力 吨 日 同时工作采 场数 个 工作面利 用系数 280m6029001 2 340m300109001 21 400m35011 1290031 460m35011 1290031 520m35011 1290031 1 号矿体 580m 340m200245011 400m200245011 460m1201 245011 2 号矿体 520m120145011 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 11 第二章 矿床赋存地区的自然概况及原始资料 2 1 矿区地理位置及交通情况 安庆铜矿是铜陵公司在 八五 期间建设的一座大型坑下铜矿 位于安徽省 安庆市怀宁县境内 矿区面积 13 7 平方公里 距合肥至安庆国道和铁路有 2 5 公里 距安庆市 18 公里 濒临长江黄金水道 在长江北岸的石门湖和安庆市东 郊设有专用产品中转码头 交通便利 地理环境优越 地理坐标为东经 16 36 52 北纬 30 28 20 详细交通位置情况见图 2 1 所示 无为 钟鸣 顺安 铜陵 金口岭铜矿 铜官山铜矿 狮子山铜矿 铜陵市 凤凰山铜矿 新桥硫铁矿 湖 平 太 木镇 青阳 石板桥铜矿 铜山墩铜矿 许桥铜矿 安子山铜矿 1342 九华山 陵阳 南阳弯 贵池 大通 北埂 湖 陈 桂家坝 汤沟 左岗 将军庙 黄屯 庐江 裴岗 湖 琅 黄 沙溪铜矿 中沙溪 泥河 矾山镇 罗昌河 十字路 菜子湖 会宫 白荡湖 江 长 阳 河 蒲 秋 石台 牛头山 岗 破 铜山铜矿 铜山 升金湖 望江 武昌湖 怀宁 安庆市 安庆铜矿 月山铜矿 高河 潜山 桐城 军铺 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 12 图 2 1 安庆铜矿交通位置情况图 2 2 矿区自然地理 矿区属于长江低山丘陵区 矿区为四周环山的盆地 地势由北而南逐渐降 低 区内地势起伏不大 一般山峰高度在 200m 左右 矿区北有大乌猪尖山 高 350m 东有铜锣尖山高 200m 南有东 西马鞍山高 157m 西有马头山和月形山 高 150 200m 盆地标高 30 50m 矿区气候温暖 雨量充沛 四季分明 年平均温度 16 7 9 月为高温季 节 最高温度 30 40 12 2 月为低温季节 一般在 0 左右 年最大降雨量 1776 6 毫米 年平均降雨量 136 毫米 最大小时降雨量 151 毫米 年主导分向 为东北风 夏季风向西南风 最大风速为 20 米 秒 2 3 矿区经济概况 2 3 1 工农业发展概况 矿区地方经济主要以农林为主 人口较为稀疏 周围主要是村镇 2 3 2 劳动力来源 劳动力来源主要为外来工程承包队和当地农民或内部职工子弟 2 3 3 水电供应情况 安庆铜矿外部供水的设计量为 2 万吨 日 由于其需求量很大 所以外部供 水主要安庆自来水供给 自长江取水由加压泵送至五里墩 自五里墩加压泵站 至矿区加压泵站 19 公里 采用直径 500 毫米无缝钢管铺设 送至矿区加压泵 矿区内部供水 由矿区加压泵站把水扬至高位水池 再供给各用户 坑内供水 坑内凿岩与防尘用水每日需求 1200 吨 由地表高位生活水池用 108 钢管经副井下到各中段 由于采矿中段至地表高位生活水池高差大 水压 高 在 400 米中段和 520 米中段码头门处安装活塞式减压阀 将水压降至所 需的压力 矿区用电负荷 10221 千瓦 其中 一类负荷 包括地下排水和副井提升 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 13 正常排水时为 2793 千瓦 雨季排水时为 4305 千瓦 在矿区负荷中心由采矿工 业场地的西侧设有 110 千伏总降压变电所 装有载调压电力变压器 sfzl 10000 1110y 11 110 1 3 110 3 2 5 两台 自安庆十里铺 20 千伏变电 所架设两回 17 公里 110 千伏输电线路到矿山总降压变电所 作为供电电源 两 回输电线路容量相同 且互为备用 每条线路均能带动全部负荷 导线型号 lgj 3 150 矿区内部供电采用 6 千伏线路送到采 选 辅助设施及民用等 铜矿码头及精矿管道输送中间加压泵加压泵站用电由安庆供电局分别从安 庆市东郊变电所和肖坑变电所以 10 千伏双回输电线路供给 为提高供电质量 改善作业条件 提高经济效益 主 副井提升机采用可 控硅供电 选矿厂的碎矿 磨浮 精矿管道输送和充填系统 均采用集中控制 系统 2 3 4 其它生产材料供应情况 建筑材料如钢筋 水泥 石灰和砖瓦等主要依靠外地购进 本地也能供应 部分 乳化炸药由矿山内部生产 雷管 导暴管 导火索等器材由外地购进 机械设备从外地够进 由矿山内部机修部门自行维修 2 4 矿山内 外部运输 原矿在年井下进行一段破碎后 有箕斗提升到地表入选矿厂中碎矿仓 经 二 三段闭路碎矿 然后经磨矿 选别及浓密 产出的铜 硫 铁精矿泵入储 槽 矿区主要靠公路运输 由采选工业场地东侧修建 3 公里公路与合安公路连 接 是矿区主要对外公路 精矿是由矿区经 31 公里管道输送到长江的铜矿码头 经过脱水过滤后 由 皮带装船外运 运进的原材料和生活物资 均采用汽车运输 除生活物资和部 分原材料有安庆地区供应外 大部分原材料从铜矿码头运入矿区 从矿区到铜 矿码头公路运输距离为 32 公里 采用外径为 159 及 152 毫米无缝钢管 两 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 14 段扬送 选用泵压为 100 公斤 厘米 2油隔离泥浆泵 2 5 矿产品种类及销售 精矿产品主要有铁精矿 铜精矿 以及一定量的硫精矿 精矿产品销往全 国各地 2 6 矿山开采情况 安庆铜矿目前为地下开采 由于矿体是埋藏在山间盆地的盲矿体中 地表 有 2000 亩的高产水稻田 且有东 西马鞍山河流经矿区 汇水面积达 10 万平 方公里 在雨季山洪暴发时水量很大 为了确保井下采矿作业安全和防止地表 高水稻田不受破坏 采用了大直径深孔嗣后充填采矿法开采 1 号矿体 回采矿 房用胶结充填 回采矿柱用水砂充填 采用分层充填采矿法开采 2 号矿体 大 直径深孔采矿法分段高度为 60 米 采场垂直走向布置 矿房和矿柱均为 15 米 出矿中段高度为 120 米 目前安庆铜矿的开采 主要采用的开拓方案为主 副井和风井联合开拓 主井位于选矿厂中碎仓北侧 主要承担矿石和废石的提升 副井位于采选工业 场地南侧 主要用于提升人员 材料和设备 风井位于矿体西翼 与下部各回 风井相贯通 安庆铜矿井下生产矿井多 并由多个施工队伍同时作业 地下开 采已经形成了一套完善的成熟的生产工艺系统及相应的配套辅助生产设施 现 在整个矿山的各项工作都有序的进行着 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 15 第三章 矿 床 地 质 3 1 矿区地形特征矿区地形特征 矿区属于沿长江低山丘陵区 矿区为四周环山的盆地 地势由北而南逐渐 降低 矿区北有大乌猪尖山 高 350 米 东有铜锣尖山 高 200 米 南有东 西马鞍山 高 152 米 西有马头山和月形山 高 150 200 米 盆地标高 30 50 米 矿区内水系较发育 大小沟谷纵横交错 内有东 西马鞍山河经过 在鞍 山口汇合南流入月山河 月山河距矿区 1 8 公里 平均流量 2 048 米 3 秒 最大 流量 22 83 米 3 秒 于矿区南部黑寺岭下注入石门湖 石门湖距矿区中心 2 5 公 里 为季节性湖泊 最高洪水位标高 15 3 米 矿区的排水的条件比较好 3 2 矿区地质及区域地质简述矿区地质及区域地质简述 3 2 1 矿区地层系统和岩浆侵入体概况 矿区地层系统 南部以中三迭统扁担山组白云岩及大理岩为主 东部及北 部为上三迭统铜头尖组角页岩 西部为月山岩体 闪长岩 中间地带为第四纪 沉积 岩浆侵入体概况 1 号矿体较完整 矽卡岩型铜矿在走向及倾向上均存在 分叉复合现象 矽卡岩在分叉矿层中形成 夹层 2 号矿体在剖面上有数个条 带状矿层 岩性均为石榴石 透辉石 方柱石矽卡岩 3 2 2 地质构造 安庆铜矿地质构造主要一轴向近东西的东马鞍山倒转背斜 月山闪长岩沿 倒转背斜的倒转翼顺层侵入 其次是西马鞍山不对称小背斜 它的东倾伏端位 于矿区西南角 安庆铜矿上部 地表附近发育几条规模很小的近南北向背向斜 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 16 断裂构造在矿区西部较发育 断层 矿区西部发育 3 条 其中 1 条出露地表 其余 2 条为隐伏为层 f1断层 总体为隐伏断层 中段局部在龟形山出露 规模较大 长度达 2000m 矿区内约 1200m 断层走向北西 倾向西 倾角上部陡下部缓 约在 70 50 之间 沿走向与倾向均呈舒缓波状 400m 坑道精密探矿资料 该断 层走向 20 25 倾向南西 倾角 65 70 宽 10m 左右 沿断层破碎带发育 其内有煌斑岩充填 该断层为成矿后构造 定位呈左行平移断层 矿层和地层分别差距在 200m 400m 左右 落差 30 50m 对安庆铜矿的矿体具有破坏作用 以该断层 为界 安庆铜矿被分割为 1 号和 2 号矿体 f6断层 为推测隐伏断层 属以水平扭动米的左平移断层 规模较大 长 给 3000m 矿区内长 700m 斜深大于 800m 走向北西 南东 倾向南西 倾 角 65 72 上缓下陡 呈舒缓波状 断层水平错距约 60 70m 落差 5 10m 即为马头山铁矿体 沿断层两侧破碎带发育 并有煌斑岩脉充填 断 层两侧岩石普遍发生碳酸盐化 高岭土化 硅化蚀变 f2断层 为逆断层 出露于西马鞍山东北坡 走向北西 南东 倾向 30 左右 倾角较陡 断面平直 南东端延至图外 北西端形成宽度很小的破碎带 并被岩体所截 区内出露长约 200 余米 构造其它破碎带均由钻孔揭露 主要破碎带为月山组二段与月山组三段层 间破碎带 钻孔中揭露 在月山组第二与第三岩性段间 普遍存在一层间破碎 带 破碎带位置多位于两岩性段间或偏位于三段或二段 破碎带上下岩均有不 同程度的碎裂现象 破碎带内构造砾岩发育 角砾岩发育 角砾成份主要为上 下地层的粉砂岩 大理岩 或两者混杂 或趋于某一种成份 大小不等 一般 为 0 3 1cm 角砾形态复杂多样 一般排列杂乱 局部略具定向排列 胶结物 为方解石 岩粉 及泥质物等 3 2 3 矿床成因 矿区为一典型矽卡岩型铜 铁 矿床 成矿母岩为月山闪长岩东枝前缘 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 17 隐伏岩隆 围岩是中下三叠统钙镁质碳 酸盐岩 含矿气液主体是岩体释出 还有深部来源 规模较大的矽卡岩由气成 高温热液经扩散 渗滤交代作形 成 铜矿化发生中温期石英 硫化物阶段 叠加在早矽卡岩阶段和铁氧化物阶 段之上 而形成磁铁的铁氧化物阶段又叠加在早矽卡岩阶段之上 故属叠加矿 化型矽卡岩型铜 铁 矿床 成矿作用发生在成矿母岩月山岩体成岩晚期 因此 可判断成矿时代为燕 山早期 3 2 4 勘探类型 安庆铜矿矿床勘探类型以 1 2 号主矿体类比确定 对照 铜矿地质勘探规 范 1 2 号矿体属三类 矿体定为第三勘探类型 3 3 开采范围的矿体产状及变化情况开采范围的矿体产状及变化情况 本矿床为接触交代矽卡岩型矿床 共有矿体 40 个 其中以一 二号矿体为 大 其余均为小矿体 一号矿体走向长 760 米 其中 c1级矿段走向长约 350 米 埋藏较深 倾角 一般为 70 为一盲矿体 赋存标高 185 781 米 矿体顶部距地表约 200 米 平均厚度 28 米 矿体厚度变化较大 c1级矿体最大厚度为 110 米 最小厚度 10 米 二号矿体走向长 420 米 其中 c1级部分走向长 100 200 米 平均厚度 19 米 倾角 20 40 亦为一盲矿体 赋存标高 236 600 米 矿体顶部距 地表约 260 米 三号矿体为闪长岩内蚀变带充填小脉 由 10 条矿脉组成 主要是 3 3 号脉 埋藏较浅 从地表露头标高 30 米至 200 米 走向长度 400 米 倾角约 60 平均厚度 4 米 3 4 矿体和围岩物理机械性质矿体和围岩物理机械性质 3 4 1 矿石和围岩的物理性质 矿体顶底板围主要有大理岩 闪长岩 白云石大理岩 次要的有角岩 钙 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 18 质角岩 矿床内各类岩石按其工程地质性质 可分为坚硬到半坚硬和松软破碎两大 类 前者有闪长岩 矽卡岩 大理岩 抗压强度较高 普氏系数大于 10 裂 隙一般不发育 岩石较为稳固 后者有蚀变闪长岩 角页岩 钙质角页岩及角 砾状大理岩 抗压强度小 普氏数小于 5 稳定性差 3 4 2 矿石品位及其变化情况 批准的一 二矿体储量 铜矿石和铁矿石 3200 万吨 其中 c1 级约占 60 c2 级约占 40 铜品位 1 33 铁品位 45 铜金属量 41 1 万吨 铁矿 石储量 1569 万吨 其中 c1 级约占 40 c2 约占 60 铁品位 47 并伴生 有金 7 37 吨 银 162 吨 批准的三号矿体铜矿石储量 110 万吨 其中 c1 级 占 64 c2 级占 36 铜金属 1 29 万吨 3 4 3 矿石类型 物质组成 a 矿石类型 1 号及 2 号矿体的矿石具有原生分带特征 由大理岩到闪 长岩之间可分为三个带 磁铁矿型铜矿带 矽卡岩型铜矿带 闪长岩型铜矿带 矽卡岩型铜矿带及闪长岩型铜矿带合称铜类型矿石 1 号及 2 号矿体各种类型 矿石列表如下 表 3 1 1 号及 2 号矿体各种类型矿石表 自然类型工业类型铜金属比例 矿石储量 万吨 矽卡岩型铜矿铜矿石811 80 闪长岩型铜矿铜矿石 48 19 5 42 磁铁矿型铜矿铜铁矿石51 8147 10 矽卡岩型铁矿铁矿石579 11 b 矿石的矿物成份 结构及构造 矿石的组成矿物 主要的金属矿物有磁铁矿 黄铜矿 磁黄铁矿 黄铁矿 四种 其它矿物含量甚微 主要的非金属矿物有透辉石 次透辉石 钙铁柘榴 石 方柱石 斜长石 蛇纹石 金云母 次要的有绿泥石 绿帘石等 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 19 矿石的结构 主要有他形晶粒结构 自形 半自形晶结构 包含结构及交 代结构等 矿石构造 铜矿石以浸染状 胍状构造为主 条带状 角砾状 团块状次 之 铁矿石以块状构造为主 斑点状 浸染状构造次之 3 5 矿床水文地质矿床水文地质 矿区主要含水层有 4 个 松散岩类孔隙含水层 由坡积层亚粘土 亚砂土 夹砾石和冲积层亚砂土 砂砾石组成 分布于马鞍山盆地及外围低地 总厚度 5 10 米 碎屑岩类裂隙含水层 由角页岩 砾质角页岩组成 为矿次要含水 层 主要分布于矿区北部 角页岩厚度巨大 含水性弱 碳酸盐裂隙岩溶含水 层 由角砾状大理岩和薄层白云质大理岩及中厚层状大理岩 角砾状大理岩 分布于矿区东北及东西马鞍山一带 厚 13 20 米 薄层白云质大理岩及忠厚层 大理岩 厚 700 余米 岩溶较发育 发育标高在 100 米以上 少数在 340 米 矿区下围发育深度 75 米以上 溶洞特点是外围多于矿区内部 马鞍山口至月 山河沿河地段发育 0 5 5 米溶洞 闪长岩裂隙含水层 由闪长岩 矽卡岩 矿 体所组成 出露于月山一带 矿坑水的主要来源有三个部分 一是大气降水 二是马鞍山河水和外排的部 分矿坑水 三是南部和东南部地下水侧向径流 由于马鞍山河和南部外围的月山 河流径和毗邻矿区 组成河床的第四系沉积物主要为透水性良好的亚砂土及砂砾 石 其间没有隔水层 为河水补给地下水提供了良好的条件 矿坑内涌水量 10000m3 d 左右 最大矿坑涌水量 19377 3m3 d 其中 340m 以上矿坑涌水量占整个矿坑涌水量的 70 以上 安庆铜矿坑道涌 突 水点统计表 表 3 2 坑道涌 突 水点统计表 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 20 3 6 生产勘探和开采取样生产勘探和开采取样 3 6 1 探矿手段及网度 以坑内钻探为主或全部采用坑内钻探 只在局部地质条件复杂部位合用少 量坑探 以 25 30 20 25 米的网度可以探求 b 级储量 确定为 b 级网度 3 6 2 生产取样 取样地点 包括全部探矿巷道 钻孔及切穿矿体的采准 切割巷道的矿体部 位及近矿围岩 采矿场 必要时进行矿车取样 取样数量每天 50 个左右 分析项目为 cu fe s 三个元素 3 7 矿区的储量矿区的储量 安庆铜矿各中段矿石储量如下 表 3 3 各中段矿石储量表 中段 cdc d 矿石量 18 918 937 8 cu1 320 691 01 品 位 fe38 26 19 13 200 米 铜金属 0 250 130 38 280 米矿石量 107 323 2129 9 cu1 260 321 18 品 位 fe30 9310 6527 31 280 米 铜金属 1 340 191 53 矿石量 330 651 6432 2 cu0 931 010 94 品 位 fe38 8528 3237 58 340 米 铜金属 3 540 524 06 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 21 矿石量 594 674 1668 7 cu1 030 691 04 品 位 fe39 1813 6336 35 400 米 铜金属 6 450 516 96 矿石量 655 6106 5762 1 cu0 860 990 33 品 位 fe39 5619 4636 75 460 米 铜金属 5 671 056 72 表 3 3 各中段矿石储量表 续表 3 3 矿石量 466 2235 6701 8 cu0 991 101 03 品 位 fe 28 3215 0323 86 520 米 铜金属4 602 607 20 矿石量229 7330 5560 2 cu 1 471 331 39品 位 fe 20 1111 8615 24 580 米 铜金属3 384 397 77 矿石量4 0339 4343 4 cu 2 001 221 23品 位 fe 12 5712 43 580 米以下 铜金属0 034 144 22 安庆铜矿没有高级储量 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 22 第四章 矿 床 开 拓 4 1 现有开拓系统概述 目前安庆铜矿的开采 主要采用的开拓方案为主 副井和风井联合开拓 主井位于选矿厂中碎仓北侧 主要承担矿石和废石的提升 副井位于采选工业 场地南侧 主要用于提升人员 材料和设备 风井位于矿体西翼 与下部各回 风井相贯通 安庆铜矿井下生产中段多 并由多个施工队伍同时作业 尽管如 此 整个矿区管理相当有序 矿区根据各个区段的具体开采技术条件和现状 将整个开采区段划分为多个采区 各采区均有相对独立的提升运输系统 各采 区间有巷道贯通 整体上又构成一个开拓系统 4 1 1 提升运输系统 开拓过程中的废石大部分直接用于对井下空区的充填 有极少的废石提升 量 提升系统主要承担矿石提升和材料的下放任务 井下开采采用探采结合 考虑到生产能力和技术设备的要求 在井下主中段运输采用 10 吨架线式机车 双机牵引 4m3底侧卸式矿车 10 辆运送矿石和废石 再通过主井卷扬提升至地表 另有副井 斜坡道输送人员和材料 其中 主井的井筒直径 4 5m 井深 778m 78 700m 设 20 吨底卸式箕斗带平衡锤和井下破碎站 各中段矿石 废石用铲运机装卸 分别从本中段矿石 废石溜井溜至 520 米运输中段 520 米中段为有轨运输中段 其余中段为无轨运输系统 整个坑内运输根据实际情 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 23 况 采用了有轨和无轨相结合系统 保证了较高的机械化程度 又节省设备投 资 经济效益显著 4 1 2 供风 通风系统 采掘机械采用集中压风机供风方式 在副井口附近约 50 米处 设空气压缩 机站 站内有五台 l12 100 8 型固定活塞空气压缩机 并配有 5t 手动单梁起重 机 供安装检修设备 压力风通过压风管从空压机站到竖井 石门和沿脉达到 各工作面 整个矿井为多井进风的单翼 对角抽出式通风通风系统 新鲜风流有副井 和斜坡道流入至各中段的井底车场 石门运输平巷 出矿穿脉 排走工作面的 烟尘 通过出矿水平的回风平巷和回风天井 至 280 米总回风道 回风石门和 西风井 污风由安装在地表 西风井口 的 2k60 4no 28 轴流风机排出 主井 原设计在主井石门采取设置风门的办法控制其出污风 16 s 5800 米设置风门 主井为主要进风之一 掘进工作面部分采用单一抽出式局扇通风 部分采用高 压气体清洗工作面 在 460m 510 和 580m 中段还各有一台 k40 辅扇辅助通风 下表 4 1 是部分主 辅 局扇风机及其功率测定表 表 4 1 部分主 辅 局扇风机功率测定表 安装地点型号额定功率实测 p kw备注 西风井地表 zk60 4no 28800614 2 主扇 460m 回风道 k40 4no 135516 辅扇 510m 回风道 k40 4no 12158 辅扇 580m 回风道 k40 4no 12158 辅扇 400m2 号西探矿 djsno 582 5 局扇 460m2 号矿开拓 gkj67 z450a 型 7 52 0 局扇 510m2 号 r gkj67 z450b7 52 0 局扇 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 24 型 510m2 号矿开拓 gkj67 z450c 型 7 52 0 局扇 4 1 3 排水系统 由于矿床位于长江附近 矿区内水系较发育 大小沟渠纵横交错 雨季洪 水时水量较大 矿区内水源补给主要为大气降水 在副井设有水仓 水泵房 担负整个矿区的排水任务 各采区的水通过各中段井巷以及排水孔自流到副井 水仓 再由副井泵房接力排至地表 目前主要在 208 米 400 米和 500 米设 有水仓泵房 基本上可以承担排水任务 4 1 4 供电系统 矿区各个采区用独立 单回路供电系统 在矿区负荷中心的采矿工业场地 的西侧设有 110 千伏总降压变电所 装有载调压电力变电器 2 台 同时 自安 庆市十里铺 220 千伏变电所架线设两回 17 公里 110 千伏输电线路到矿山总降压 变点所 确保整个矿区的电源供应 为了提高供电 选矿厂的碎矿 磨浮 精 矿管道输送和充填系统 均采用集中控制系统 4 2 矿山产量的校核 4 2 1 矿山设计年产量 由设计任务书知 设计矿山日产量为 4200t 年产量为 138 6 万吨 4 2 2 按合理开采顺序同时回采矿块数校核矿山生产能力 按开采顺序和同时采矿块数确定生产能力 可用下式计算 a t 4 1 ek z qnqnn 1 2211 上式中 a 矿山生产能力 这里是 140 33 万吨 n 同时回采阶段数 这里为 1 个阶段 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 25 q1 回采矿房的生产能力 这里为 450 d q2 回采矿柱的生产能力 这里为 450 d n1 阶段可布矿房数 这里为 11 个 n2 阶段可布矿柱数 这里为 10 个 e 地质影响系数 一般为 0 7 1 0 这里为 0 9 备用系数 一般为 0 8 1 0 这里为 0 9 k 矿块利用系数 这里为 0 5 z 副产矿石率 这里为 10 t 年工作天数 这里为 330 天 代入数据得 a 3309 05 09 0 101 4501045011 1 140 33 104 t a 实际设计年产量为 138 6 吨 根据以上校核可知 矿山的年产量符合生产 要求 可以采用 4 2 3 按矿床开采年下降深度校核矿山年产量 根据 采矿设计手册 矿床开采卷 下 及 地下矿山设计原理 按矿 床开采年下降深度确定矿山年产量 可以用下式计算 a 4 2 ekk vs 21 1 上式中 a 矿山生产能力 t a s 矿体水平总面积 这里为 18660m3 v 回采垂直下降速度 m a 取 v 15 m a e 地质影响系数 这里为 0 9 k1 k2 倾角 厚度修正系数 k1 1 2 k2 1 2 矿石回收率 贫化率 85 10 矿石体重 这里为 4 1t m3 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 26 代入数据得 a 9 02 12 1 101 851 41866015 140 5 104 t a 按设计的年产量 138 6 万吨 年计算 按矿床开采下降深度验证矿山年产 量 较设计的大 故满足生产要求 4 2 4 按及时准备新阶段校核矿山年产量 根据 采矿设计手册 矿床开采卷 下 及 地下矿山设计原理 按及 时准备新阶段确定矿山年产量 可用以下公式计算 a 4 3 1 1 ztk qke 上式中 a 矿山生产能力 t a q 回采阶段设计采出的工业矿量 为 36360000t e 地质影响系数 这里为 0 9 tz 新阶段的准备时间 这里为 4 年 k1 准备工作超前系数 这里为 2 年 k 矿石回收率 这里为 85 废石混入率 这里为 10 代入数据 可以得到 a 3863250t a 101 42 9 0 8536360000 以上分析表明矿山设计年产量 138 6 万吨比较合适 4 3 矿山服务年限 4 3 1 矿山服务年限计算 根据 采矿设计手册 矿床开采卷 和 地下矿山设计原理 可知 矿山 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 27 服务年限与其生产能力存在下列关系 t 4 4 1 a qk 上式中 t 矿山经济合理服务年限 q 矿山工业储量 q 3636 万吨 k 储量利用系数 这里取 k 0 96 a 矿山设计年产量 为 138 6 万吨 年 代入数据得 t 1011386000 96 0 36360000 28 6 29 年 根据以上计算安庆铜矿设计计算服务年限为 29 年 4 3 2 矿山实际服务年限 上面设计所确定的矿山生产规模计算矿山服务年限所得到的是矿山计算服 务年限 考虑矿山生产初期从投产到达产的年限 生产末期减产的年限 按设 计规模的正常生产年限不少于整个服务年限的 2 3 加之远景储量的升级或新 工业储量的增加 矿山实际服务年限大于其计算服务年限 矿山实际服务年限 可以按下式计算 t t1 t2 t3 上式中 t 矿山实际服务年限 年 t1 矿山投产至达产的年限 这里为 3 年 t2 按设计规模正常生产的年限 这里为 29 年 t3 矿山末期前产的年限 这里为 2 年 代入数据得 t 3 29 2 中南大学本科毕业设计 02 级 作者 朱华平 28 3