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第一篇 地下采矿技术篇第一章 采矿工艺概述第一节 矿山沿革及地质概况1、交通位置大红山铜矿位于新平县老厂乡，地理位置东经10139，北纬2406，靠哀牢山山脉东侧，戛洒江东岸,海拔标高600-1850米，相对高差1250米，属侵蚀剥蚀山地地形，地势陡峻，河谷发育。2、矿山沿革及地质概况大红山是1959年发现的大型铁铜矿床，于60年代开始普查勘探，1983年11月进行详勘。矿务局于1989年9月开始施工主控工程主副斜井，1993年开始基建探矿，一期于1997年7月1日建成投产，二期于2003年6月26日建成投产。大红山矿区包括铁矿和铜矿两部分，铁矿主要分布在曼岗河以东（昆钢），铜矿主要分布在曼岗河以西（大红山铜矿）。全矿分两段建设，以550划界，一期回采550米以上，采用常规设备上行式回采，二期回采550米以下，采用无轨设备下行式回采。大红山铜矿属海底火山喷发沉积变质中厚缓倾斜高温矿床。矿体走向为东西-北西西，走向长约1800米，倾向南西，倾斜宽约1600米，倾角2035，呈层状、似层状产出，矿区共有3个含铁铜矿体I3、I2、I1）和四个含铜铁矿体（Ic、Ib、Ia、Io），自上而下分别为IcI3IbI2IaI1Io），Ic顶板至I0底板约135米。埋藏深度160-750米，标高821 -29米，其中I3、I2含铁铜矿体规模大，是主要的开采对象，矿石主要金属矿物为黄铜矿、磁铁矿，主要脉石矿物为碳酸岩（白云石为主）、黑云母，矿石整体较稳固，f=8-14，矿岩爆破性能较差。矿区主要构造：F1、F2、F3、F5。开采范围：根据1989年地质一大队提交的云南新平县大红山铁、铜矿区铜矿首采区勘探地质报告，并经云南省矿产储量委员会批准，铜矿区开采范围：东南自曼岗河，西北至A210线，北东自矿体隐伏头，西南至F3断层，A192线A210线，29m-800m标高范围内为铜矿区的开采范围。3、储量分布情况大红山铜矿是多种有益元素共生的大型矿床。首采区：矿石量9781.1万吨, 品位0.81%,铜金属量792301吨;其中富矿: 矿石量4062.8万吨,品位1.23%,铜金属量501260吨.伴生矿产:铁: 品位21.67%, 金属量1040.7万吨 (精矿法)金: 品位1.65g/t, 金属量7703.2kg (精矿法)银: 品位11.90g/t,金属量55.3t (精矿法)硫: 品位17.20%, 金属量80.3万吨 (精矿法)上述储量全部为硫化矿。累计探明储量:矿石量9711.2万吨,品位0.81%,金属量781769吨;其中富矿:矿石量4167.1万吨,品位1.23%,金属量509480吨.(累计探明储量由西南有色地质勘查局三一三队于1998年6月提交)。至2005 年末仍保有矿石量7099 万t,铜金属量54.5 万t,品位0.768%,现在实行铜铁合采后，矿量、金属量、资源综合利用率将进一步增加（主要是Ib矿体参与了回采）。西部矿段：F3 断层以西，西部普查阶段测算的资源量为表内矿矿石量3392 万t,铜品位0.77% ，铜金属量26.22 万t；表外矿矿石量1632 万t，铜品位0.39%，铜金属量6.44 万t；表内表外矿石量5024 万t，铜品位0.65%，铜金属量32.667 万t。米底莫：矿石量：835.88万吨，品位：0.64%，金属量：5.32万吨。第二节 开采技术条件和系统工程简介1、开采技术条件：大红山铜矿属古火山岩型沉积变质矿床，I3、I2矿体规模大，呈层状，似层状产出。I3矿体位于I2矿体顶部，由一期范围内地质报告书中提供；两矿体富矿平均垂直距离23.7m，水平距离72米，二期范围内500m标高两矿体富矿平均垂直距离24m，水平距离54m，450-400米表内矿垂直距离14m，水平距离28m。一期投产后，在550m-600m水平，采切工程实际揭露两矿体的垂直距离，有的地方只有1-2m，B30线局部地段两矿体垂直距离为0。矿体倾角5-32，平均23，矿体厚度变化大，沿走向矿体顶底板起伏不平，矿岩接触面不清。平均厚度10.66m。中段高度20-25米。初步设计生产能力为2400吨/天。二期开采400-550米I3、I2矿体，500m550m标高段平均倾角28，平均厚度18.3m。450m500m标高段，平均倾角27，平均厚度18.05m，400m500m标高段平均厚度18.21m，平均倾角28。大红山铜矿是一座建于80年代中期的现代化采选联合新型矿山，1985年进行基建，一期于1997年7月建成投产，采用的采、掘，供、充、选设备具有国内同类矿山现化先进水平，是云铜集团重要的原料基地和玉溪矿业公司的重点接替矿山，初步设计I期达产2400t/d生产能力，II期3200t/d生产能力，共同生产时，达到4800t/d生产能力。2003年7月，二期3200t/d生产能力建成投产后，引进了先进的无轨采掘设备，经过1年多的应用，形势喜人，提高了矿山生产能力和效益，到2005年末，矿山具备井下8000t/d的生产能力，选厂经过改造后，2006年初，具备10000t/d的生产能力。西部矿段建成投产后，具备18000-20000吨/天的生产能力。大红山铜矿含矿层系一套火山喷沉积变质的变钠质凝灰岩，由石榴黑云白云石大理岩及石榴黑云母角闪片岩等含铜岩石组成。总体上讲，矿岩硬度高。完整性好，属稳固性矿岩。400米以下为三期工程。西部矿段：分两期建设，一期为200米以上，二期为200米以下，设计生产能力为8000吨/天，采用上行式回采。2、开拓系统（1）、矿山开拓：大红山铜矿采用双斜井开拓（侧翼反倾斜双斜井），即主皮带斜井加辅助双轨斜井。主井担负矿、废石运输，付井运送人员、材料、设备兼作大件通道和通风。二期主要增加了一条无轨斜坡道、箕斗斜井、辅助斜井和总回风竖井。西部矿带将增加：中部斜坡道、北部进风、回风竖井，南部充填进风斜坡道、箕斗竖井等系统工程。（2）、矿床开拓地下矿床开拓：为了开采地下矿床，必须从地表掘进一系列井巷通达矿床，以便人员、材料、设备、动力及新鲜空气能进入井下，采出的矿石、井下的废石、废气和井下水能排运至地面，亦即要建立矿床开采时的运输、提升、通风、排水、供风、供水、供电、充填等系统。按照开拓井巷所担负的任务，可分为主要开拓井巷和辅助开拓井巷两类，主要开拓巷：用于运输提升矿石的井巷，辅助开拓巷：用于其他目的，一般只起到辅助作用的井巷。开拓方法可分为单一开拓（凡在一个开拓系统中只使用一种主要开拓井巷的开拓方法）和联合开拓（在一个开拓系统中同时采用两种或多种主要开拓井巷的开拓方法）。大红山铜矿的开拓方法因二期和西部矿段的调整，现可定位为联合开拓（双斜井、斜坡道、箕斗竖井）。开拓系统沿革：矿床开拓可采用箕斗竖井、皮带斜井等方案，结合大红山铜矿矿体赋存条件，按常规应为沿倾斜箕斗或皮带斜井开拓，此方案后续中段开拓量小（主要是石门及车场连接段）、不压矿等优点，但工业场地限制，地表要通过电机车等二次倒运（类似东措井的阶段功能），运距长，难以满足生产要求。对于现使用的南厂址，推荐了五个方案。从教材或资料来看，1-3中是特例。a、侧翼反倾斜皮带斜井及辅助盲竖井：设计院推荐的最优方案。b、侧翼反倾斜皮带斜井及辅助斜井。c、侧翼反倾斜皮带斜井及沿倾斜辅助斜井。d、侧翼明混合竖井（人材物及矿废石共用）。e、侧翼沿倾斜皮带斜井及辅助斜井：是井建工程最少的方案。但存在人员材料、反向运输出坑的矿要用电机车运至选厂，由于地形限制，两井不能共用一个井底车场。通过分析对比，设计院推荐一方案。易门矿务局考虑：资金（自筹为主)、地方关系、投资环境、建设方案（依托老区）、思想认识观念等因素，希望设计院用二方案，两条同时施工，间隔贯通来降温，即现使用的侧翼反倾斜皮带斜井及辅助斜井开拓。西部矿段增加：中部斜坡道、北部进风、回风竖井，南部充填进风斜坡道、箕斗竖井等系统工程。3、主要系统工程简介（1）主斜井：井口标高803m，井脚标高468m。比高335m。方位北70东，倾角14斜长1401.28m，井宽3.2m，高2.87m。用途：提升矿石，废石。（2）辅助斜井：井口标高803m，井脚标高498.37m，方位北70东，倾角14，比高304.63m，斜长1259.21m，井宽4.3m，高3.833m。用途：提升人员、材料、设备，进新鲜风流。 （3）841综合坚井：在矿体西侧布置一条管缆进风竖井，井口标高：841m，井脚标高514m，井高327m，井筒直径4.0m。用途：用作一期安装压风管，供水管，电缆，进新鲜风。尾砂充填进风井未建成之前安装充填管，尾砂充填进风井建成后充填管拆除。建设二期工程期间用作人员提升。2005年人员提升停止。（4）一期回风井：通风系统为西翼进风，东翼回风，西翼由主斜井，辅助斜井和综合竖井进新鲜风，东翼设有两条回风斜井。一条利用原有补勘斜井。该井全长788m，井口标高750m，井脚标高515.5m倾角20，井宽4m，高2.233m；另一条回风井（东措井）：井口标高713.3m。井脚标高512m，倾角22，斜长：555m，净宽3.1m，高2.77m（后期因生产需要，功能发生变化，断面改为：净宽6.5m，净高：3.967m，1/4三心拱）；该井除作主要回风外，还作辅助废石提升。（5）二期回风井：二期在东翼设有一条专用的回风竖井，井口标高742.3m，井脚标高475m(现已经施工到435水平)，井筒垂直高度267.3m，直径5.5m。用途：作二期回风。（6）尾砂充填进风斜井：该井设在矿体西翼，841综合竖井旁，方位角73，倾角293438，斜长591.485m，井筒宽4.5m，高3.9m，井口标高844m，井脚标高：486.362m，比高357.638m。下掘到485m标高中段。用途：担负二期进风，安装一、二期尾砂充填管。 （7）无轨斜坡道：设在矿体西翼一侧，坡度为84536，斜长1821.77m,巷道宽：直道4.5m,错车道7.2 m。巷道高：直道3.9m，错车道4.8m。坡道口标高750 m，坡道脚标高480.2 m（现已施工到435水平，2007年将施工到385水平）。用途：用作二期人员、材料、设备、运送通道，同时担负着二期部分进风。（8）废石充填斜井：为解决井下充填料不足的矛盾，在矿体下盘中间部位设计一条废石充填盲斜井，斜井天轮硐室标高668.189 m,井脚标高根据中段建设延伸。井筒宽2.9 m,高度2.57 m,倾角29,用途：提升二期、一期生产废石进入采空区。（9）二期辅助斜井：为了解决二期485 m、435 m、385 m中段掘进废碴提升问题, 在矿体下盘中间部位设计一条二期辅助盲斜井。斜井天轮硐室标高522.77 m,井脚标高355 m,垂高167.77 m。坡度18, 斜长448.099 m,井筒断面：宽2.7 m,高2.55 m,用途：提升中段建设时期产生的废碴，后因生产组织需要，将其断面改为：净宽7.15 m,净高4.88m，通过改造后，提升能力将大幅增加，可兼作矿石提升用。（10）二期箕斗斜井：二期所生产的矿石通过箕斗斜井提升到500 m标高进行粗碎, 井脚标高332 m, 坡度22, 斜长547.456 m, 井筒断面：宽5.9 m,高3.567 m,用途：提升485 m、435 m、385 m三个中段的矿石。（11）中部总回风竖井：因矿山能力大幅度超设计生产能力，原设计通风系统满足不了生产需要，将东进西出的通风方式改为两翼进风中央回风的方式，特增加了中部总回风竖井，其断面为：直径8.75米。（12）东部箕斗竖井：主要功能为提升西矿段矿石，满足二选厂生产需要，井口标高：841m，井脚标高514m，井高327m，井筒直径4.0m。（13）箕斗竖井用于提升西矿段、本区385m以下深部的矿石至二选厂。必要时本区二期矿石通过385m西部石门用溜井下放至西矿段180m石门也可转运至此箕斗竖井提升至二选厂。井口位于二选厂中间矿仓附近，西部矿段南翼A201线附近。井口标高794m，井底标高-140m，井筒净直径5.5m,井深934m。（14）斜坡道：为人员、设备、材料进出及井下排碴的通道，并兼作进风通道。在老厂河边，A222线附近约680m标高开口，沿A222线从无矿的位置穿过含矿层，至矿体下盘后沿矿体折返布置，52060m标高间每20m设一岔口，其它地段每300350m设一错车道，斜坡道从400m岔口到本区500m采准干线的联道已在前期探矿施工图中给出。错车道、岔口及曲线段坡度为5，其它地段为15。错车道段净断面为30.91m2，其它地段净断面为15.65m2。总长度6425.3m。（15）箕斗斜井：为初期探矿、排碴及后期矿石倒运的通道。提升机房布置在本区550m溜井车场附近，斜井倾角25，从天轮硐室至井底总长度为1024.5m，下部装载点标高为150m，上部卸载点标高为548m，240m标高以上部分已由前期的探矿施工图给出。（16）进回风系统中部进风系统：进风竖井位于米底莫村附近，井口标高910m，井底标高500m，井筒净直径6.8m，井深410m；充填进风斜井在A218线附近于矿体下盘沿勘探线方向布置，上口标高500m，井底标高20m，斜井倾角25,长度1230.4m，井筒净断面500180m段为36.27m2，18020m段为17.41m2；进风竖井与充填进风斜井间用进风平巷连接。北部回风系统：回风竖井位于老厂河边A230线附近，井口标高790m，井底标高500m，井筒净直径5.2m，井深290m；北部回风斜井位于矿体北翼沿矿体下盘布置，上口标高500m，井底标高180m，斜井倾角25,长度757.2m，井筒净断面为20.46m2；回风竖井与回风斜井间用回风平巷连接。南部回风系统：充填回风斜坡道井口位于二选矿充填附近，井口标高826m，井底标高500m，井筒净断面为23.16m2,平均坡度约17，长度1950m；南部回风斜井位于矿体南翼沿矿体下盘布置，上口标高500m，井底标高180m，斜井倾角20,长度1520.4m， 井筒净断面500180m段为23.16m2，18020m段为20.46m2；充填回风斜坡道与回风斜井间用回风平巷连接。为便于进回风工程下段斜井部分的施工，在500m水平布置下盘沿脉干线及措施联道，将500m水平各斜井的施工措施工程与斜坡道联通。在90m及290m水平沿矿体下盘布置充填回风平巷。此外，充填回风斜坡道、中部进风充填斜井、南部回风斜井除承担进回风功能外，还用于敷设充填管、供风供水、排水及电缆等管线。4、中段划分与矿石运输一期：中段高度20-25米，采用穿脉或沿脉装矿环形运输方式，使用电机车运输。二期：中段高度50米，穿脉装矿环形运输方式，使用电机车运输（曾考虑过用汽车运输）。西部矿带：中段高度50米，采用穿脉装矿环形运输方式，使用电机车运输；根据采矿盘区布置及采矿工艺的需要，在矿体下盘按300m间距布置中段运输穿脉，在穿脉两端布置中段运输沿脉，在矿体南翼的溜破系统主溜井旁布置溜井车场，矿体位置与南翼的溜破系统有一定距离时，在二者之间布置双轨运输平巷连接，整个中段形成环形运输系统。单轨运输平巷净断面为8.59m2，双轨运输平巷净断面为13.88m2。采场溜井内的矿石在中段运输穿脉装车，用电机车经中段运输后卸入溜破系统主溜井及上部矿仓，矿石在破碎硐室破碎后进入下部矿仓，破碎后矿石经胶带转运到计量装置，最后经箕斗竖井提升至二选厂。西矿段二期以上的矿石也可以利用与本区相通的箕斗斜井提升至535m，然后经本区的溜破系统、胶带斜井运输到一选厂。5、矿石运搬方式：一期：电耙出矿。二期：铲运机出矿。西部矿带：铲运机出矿。6、通风：一二期现为西部进风，东部回风。一期：采用多级机站压抽结合的分区通风方式。一期设计共建五个机站，实际建了三级。分别在辅助斜井，中段石门，管缆井平巷设I级机站，将新鲜风流吸入井下，在600m、620m、640m、660m、680m回风中段各采场回风井口设II级机站，将工作面污风抽出，导入回风斜井，在两条回风斜井口设三级机站，将井下污风抽出。二期实际建设三级机站。分别在550 m 、575 m等中段采场回风井口设I级机站,将工作面的污风抽入充填回风顶沿,在550m、575 m等水平充填顶沿与回风竖井交口处建II级机站, 将污风导入回风竖井,在回风竖井口建III级机站, 将井下污风抽出地表。一二期通过改造后，采用两翼进风、中央回风方式。但局部区段预计仍将采用西进东出的通风方式。西部矿带：初步考虑中央进风、两翼回风的布置方式。预计建3-4级机站（现能力已由原来的6000吨提高至8000吨来考虑）。7、供水：由地表通过各主要开拓巷道进入中段各作业点。8、排水一期：为集中排水方案，泵房、水仓设在535水平，通过总回风斜井泵出地表污水处理站。二期排水方案：各中段设有积水仓，分中段扬至535水仓，再排出地表的接力排水方案。西部矿带：根据目前估计的采矿用水量和地质的自然涌水量，坑内排水采用分段排水，分一、二期建成。一期分段排水线路为：箕斗竖井井底水窝通过粉矿回收罐笼井到180m水平，汇入180m水平水仓。180m水仓的排水设备通过南回风斜井将水扬送到500m水平的中央水仓，再通过500m水平的排水设备，将水通过充填回风斜坡道送到地表采矿污水处理池。一期500m水平中央水仓设排水泵三台，水泵型号：MD280-657，配套电机功率630KW，设备一用、一备、一检修；同时180m水平水仓设排水泵三台，水泵型号：MD280-657，配套电机功率630KW，设备一用、一备、一检修。箕斗竖井井底水窝排水，根据采矿估算水量设排水泵三台，水泵型号MD85-677，配套电机功率200KW，设备一用、一备、一检修。水泵配套电机电压（380V或6KV）。二期再在20m设排水泵站，通过南回风斜井将水排至180m水平，汇入一期排水系统，统一排出地表。二期20m中央水仓，设排水泵三台，水泵型号：MD155-655，配套电机功率220KW，水泵配套电机电压（380V或6KV）。设备一用、一备、一检修。9、充填：采空区用废石或分级尾砂充填。目标：通过试验攻关，实现全尾砂充填（90%的尾砂进入空区）。10、供风供电（略）。第三节 采矿方法简介1、采矿方法概述：广义讲，采矿是将地壳中有益矿产开采出来，丰富社会的物质财富。采矿方法就是为了达到开采矿产的目的，从井田或矿块中开采矿石的采准、切割和回采工作（包括方法）的总称。简言之，采矿方法就是研究矿块的开采方法。实质：管理采区地压的具体方法。内容：采准、切割、回采工艺（落矿、运搬、地压管理）。金属矿床地下采矿方法可分为4类：（1）、空场采矿法，亦称自然支撑采矿法。包括：房柱采矿法、全面采矿法、分段采矿法、阶段矿法采矿法。（2）、留矿采矿法，包括留矿柱的留矿采矿法、无矿柱的留矿采矿法。（3）、充填采矿法，亦称人工支撑采矿法。包括：单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法、分段充填采矿法、分采充填采矿法、方框支柱充填采矿法。（4）、崩落采矿法：包括单层崩落采矿法、分层崩落采矿法、有底柱分段崩落采矿法、有底柱阶段崩落采矿法、无底柱分段崩落采矿法。从地压控制与顶板管理的角度分析，可以把采矿方法简单分为空场采矿法和崩落采矿法。2、方法选择依据：采矿方法先进与否主要是采掘设备。选择的依据：安全、适用（不等同于实用）、经济。主要考虑矿床地质条件和开采技术经济指标。并满足以下要求：（1）安全。（2）具有合理的开采强度。（3）矿石回收率高。（4）贫化率低。（5）回采工艺应该是成熟的，所用设备应该是定型的。（6）经济效益高。3、大红山铜矿的采矿方法：空场采矿法。分有底柱或无底柱（二期今后的发展方向）空场嗣后充填采矿法、房柱法、留矿法。特点：（1）将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱，开采矿房时用矿柱及围岩的自然支撑力进行地压管理，开采空间始终保持敞开状态。（2）崩落的矿石在空场的状态下放出，损贫低。实质：把矿房的暴露面积及暴露时间要控制在矿岩稳固性所允许的范围之内，利用矿岩的自然支撑能力使未采出的矿石不自然崩落的情况下，把矿房内的矿石采出来。4、各类采矿方法适用条件：（1）空场法：矿体厚度大于7米。初步设计的比例占82%。（2）房柱法：矿体厚度在4-7米。初步设计比例占13%。（3）全面法：矿体厚度小于4米。初步设计占5%。现实施情况看，矿体厚度大于5米用空场法，即中深孔采矿。小于5米的用房柱法，即浅孔采矿。局部地段因形成平底结构或矿体倾角大、需保护系统工程时，大于5米的矿体也采用房柱法。5、回采顺序：一期：开采550以上矿体，采用上行式回采。总体回采顺序为：从东向西推进。先采I3、后采I2。二期：开采550以下的矿体，采用下行式回采。总体回采顺序为：从东向西推进。先采I3、后采I2。待回采385中段时，全面实现铜铁合采（即I3、Ib、I2同时回采），435中段是过渡中段。西部矿段：采用上行式回采。6、盘区构成要素：一期：主要以底盘漏斗空场法为主，其盘区构成要素为；盘区长50m，宽度45-50m，盘区间柱5-8m，中段矿柱（盘区顶柱和底柱）5m，一个盘区由4条耙巷组成，电耙道 间距11-13m，电耙道底柱为6-7m，漏斗间距6-7m。耙运距离一般为50m。二期：中段高为50m，盘区沿走向布置，长75m-100m，平均斜长105m。在盘区中央沿倾斜方向留5m宽为隔离矿柱将盘区划分成左右两个采场。沿走向方向在盘区中央留4m宽隔离矿柱将每个采场划分为上下两个回采单元。盘区间柱均为5-8米，中段顶，底柱10米，分段高度8-15米。西部矿段：盘区沿矿体走向连续布置，其宽度为200m，分为两个矿房回采，中段高度50m。盘区沿倾斜方向划为上、下两段，两段同时回采。中段矿柱和分段矿柱宽10m，盘区隔离间柱宽10m。7、爆破工艺：一期：中孔、立槽、竖向崩矿。用YGZ-90型凿岩机钻凿58毫米的炮孔，炮孔深度一般不超过15米，最佳控制在7-10米。垂直扇形布置，排距为1米，最大孔底距1.8-2米。全孔导爆索孔口起爆。现逐步过渡到孔口或孔底双管起爆。二期：用进口的Simbar H1354采矿凿岩台车凿岩，孔径76mm，排距1.4-1.6m，孔底距2-2.5m。孔深30m，垂直扇形布置。孔口或孔底双管起爆。现试验采用垂直下向大孔径爆破工艺。 西部矿段：200m 盘区配置24 台SimbaH1354 凿岩台车和24 台 4m3 电动铲运机，每分段各12 台。按照目前二期生产能力指标，盘区生产能力30006000t/d。2 台 Boomer 281 凿岩台车和2 台2m3 柴油铲运机配套组成2 条掘进作业线，可以满足掘进需要。 8、影响采空区地压活动的因素大量未处理的采空区是导致矿山大规模地压活动的根本原因。影响采空区地压活动的主要因素主要有：（1）岩体中空区的大小、形态和采空区之间的相互关系。（2）原岩应力和开采深度。（3）构造弱面、裂隙的分布情况。（4）时间因素。（5）岩石的物理力学性质和稳固性。（6）矿柱回采情况。（7）岩石的含水性。（8）落矿方式。（9）相邻采空区的处理方法和质量。采空区的处理方法主要有：充填法、围岩崩落法及隔离法。第二章 中段开拓设计 一、开拓设计的指导思想必须与大红山铜矿矿体赋存条件、中段生产能力、采矿方法、采准干线布置、采掘顺序和充填要求等相适应，使整个中段形成完善的运输、通风、人行、材料、压气、动力、通讯、供排水、排碴、排坭、充填等系统。 二、开拓设计所需准备的资料：1、经审定的地质资料：包括相邻中段、相邻采区、采场的地质平面图，地质剖面图。2、经审定的测量资料：相邻中段、相邻采区、采场平面工程实测图，相邻中段、相邻采区、采场剖面工程实测图。三、开拓设计的基本步骤 1、确定中段生产能力。 2、预计中段最大涌水量，确定中段水仓溶积、水沟断面规格、水泵用量，水泵硐室、水泵配电硐室规格。 3、确定中段供电方式、用电量，高压配电室，采区变电室的数量、规格尺寸。 4、确定中段运输设备、运输设备的最大外型尺寸，决定运输巷道断面规格尺寸、卸载硐室规格尺寸、机车架线高度。 5 、确定中段高度。 6、确定中段采矿方法，选定用沿脉装车还是穿脉装车。 7、依据中段生产能力选取铁道型号，道岔型号，枕木外型规格尺寸。 8、确定中段采矿范围、中段矿柱、崩落界线、移动界线，决定中段运输巷、充填回风顶沿、排水、供电、进、回风系统工程。9、依据所选取的运输设备、车辆运行速度，确定运输线路曲线半径尺寸。10、方案比较，坐标计算、工程量统计、材料统计。四、开拓设计技术参数选取1、凡为下部中段服务的工程，必须布置在岩石移动范围以外，主要井巷工程和硐室工程尽可能布置在稳固的矿岩地段。2、巷道断面应满足人行、设备运输、管线敷设、车辆运行等所需的安全间隙，并按通风要求校核断面，水沟断面和坡度应满足排水要求。（1）人行道的有效宽度应符合下列要求：斜井人行道宽度，采用轨道运输时，人行道有效宽度不小于1.2m。采用皮带运输时，人行道的有效宽度不小于0.7m。无轨运输的巷道不小于1.0m。水平运输巷道人行道宽度：人力运输巷道不小于0.7m米，机车运输巷道不小于0.8m。（2）水平运输巷道和斜井，运输设备之间，运输设备与支护之间的间隙，不小于0.3m，皮带运输机与其它设备突出部份之间的间隙，不小于0.4m。无轨运输设备与支护之间的间隙，不小于0.6m。（3）每个中段至少设计两个人行天井与上、下中段相通，形成两个安全通道。（4）人行道的垂直高度，不小于1.8m。（5）轨距宽度： 一期的轨距宽度，设计宽度600mm，为减少钢轨对轮对的磨损，提高运行速度，曲线地段轨距宽度加宽15mm，按615mm施工。直线地段可以加宽5mm，按605mm施工。 二期的轨距宽度：设计宽度762mm，为减少钢轨对轮对的磨损，提高行车速度，安装轨道时，曲线地段加宽18mm，按780mm施工，直线地段加宽10mm，按772mm施工。（6）枕木安装间距：一期按665mm施工，二期按625mm施工。安装枕木前，要求将坑内的积碴清理干净，垫58Cm厚的公分石，找平后再放枕木，铺设钢轨，钉道钉。轨道按中、腰线要求调平后，再进行第二次填充公分石，公分石填充厚度，要求枕木高度露出1/3。(7)钢轨接头要求：钢轨接头间隙要控制在35mm，接头处要加14mm的圆钢作副电焊接，接头焊在鱼尾板两端的下方，内外都要求焊接，搭接头的焊接长度不小于50mm，焊接要牵固。（8）轨道运输弯道曲线半径要求：依据车辆轴距，行车速度，一期弯道曲线半径：主要运输道大于等于15m，行车速度小于等于3.5m/s。机车修理室联道、配电硐室联道、水泵硐室联道弯道曲线半径12m，（大于车辆轴距的7倍）。二期弯道曲线半径：主要运输道大于等于20m，行车速度为3.5m/s,机车修理室联道、配电硐室联道、水泵硐室联道曲线半径12m。（9）轨道运输弯道外轨超高要求：外轨超高的方法是，内轨不动，抬高外轨。依据大红山铜矿轨道运输弯道曲线半径、轨距、行车速度，轨道运输弯道外轨超高值为：一期2025mm，二期1525mm。（10）滑触线安装高度要求：依据电源电压，滑触线安装高为：一期，一般运输巷道，当电源电压小于500V时，滑触线安装高度不小于1.8m。井底车场、双轨运输巷道、架线式电机道与人行道交口点，电源电压小于500V时，滑触线安装高度不低于2.0m。二期，滑触线架设高度不低于2.2m。（11）滑触线悬挂点(横担线)的间距：直线地段为5m，曲线地段3m。曲线地段安装横担线时，要求外侧高于内侧150mm。(12)滑触线线夹两侧的横拉线，必须用瓷瓶绝缘，线夹与瓷瓶的距离不超过200mm，线夹与巷道顶板或支柱横梁间的距离，不小200mm。滑触线与管线外缘的距离不小于200mm。(13)中段轨道电机车运输的滑触线须设分段开关，分段距离不得超过500m，每一条支线也须设分段开关。(14)横担线挂钩安装要求：挂钩眼深300mm，挂钩选用14mm的圆钢加工，长度250mm，用M15砼砂浆注浆埋设。（15）风、水管安装要求：风、水管安装高度，按巷道断面图标注的风、水管安装高度进行安装。风、水管挂钩眼间距：直线段5m，曲线段3m。挂钩眼深300mm，挂桩选用18mm的螺纹钢加工，挂桩长度300mm，用M15砼砂浆埋设。(16)电缆挂桩安装要求：安装高度按巷道断面图要求进行安装，挂桩眼间距与风、水管挂柱眼间距相同，挂桩用14mm的圆钢制作，每根制作5个挂钩（特殊地段另行标注），挂桩用M15砼砂浆埋设。（17）照明线安装要求：灯桩眼间距，直线段8m，曲线段5m，灯桩眼安装位置按中段巷道断面图要求进行安装，灯桩用M15砼砂浆埋设。(18)中心线标注要求：有轨运输巷道中心线按轨道中心线标注，无轨运输巷道中心线按巷道中心线标注。（19）运输巷道曲线地段加宽要求：运输巷道内侧加宽100mm，外侧加宽200mm。(20)水沟坡度要求：中段平面的主要排水沟坡度要求不小于3。五、开拓设计施工图必须标注1、轨道中心线及坡度方向。2、道岔的转辙中心及符号。3、曲线要素及曲线起点和终点坐标。4、硐室和天井用途，如：采区变电室、风机配电室、高压配电室、水泵硐室、机车修理室、取样室，人行井、材料井、进风井、回风井、矿石溜井、废石溜井、排水井、充填井。5、统一井巷编号。六、配套图纸及图纸比例1、中段平面图：比例为1：500或1：1000。2、配属硐室及通风、安全设施单体施工图，如：高压配电室施工图、水泵硐室施工图、机车修理室施工图、卸载硐室施工图、装载硐室施工图、风机配电硐室图。比例不作统一规定。3、井巷断面图（比例不作统一规定）。4、管线敷设安装图（比例不作统一规定）。七、开拓设计说明所包括的内容1、地质概况。2、设计依据。3、设计指导思想和设计方案（九大系统要作详细交待）。4、设计工程量、施工顺序和干线工程。5、安防措施和施工技术、质量要求。6、材料和设备汇总。7、技术经济指标及预期效果。8、审批意见。八、坐标计算精度要求：距离要求正、负1毫米，坐标以米为单位，小数点以后保留三位数，方位角要求正、负1秒。第三章 采准切割设计 要做出一个合理、优秀的采切设计，需要按以下步骤进行组织和考虑：一、第一步骤，收集相关设计资料资料收集包括地质，测量以及设计资料的收集。1、地质资料的收集一个完整的地质资料包括以下几项内容：（1）设计范围内完整的地质平面，需要穿过矿体的一层即可；（2）设计范围内完整的地质剖面，包括主干横剖面，加切横剖面、纵剖面；2、测量资料的收集，包括各层平面的大巷实测图以及相邻盘区平剖面实测图；3、设计资料的收集，包括所有相邻的设计工程,包括开拓、采切和探矿设计工程；4、在所有设计图剖面中切出所有的工程断面，形成完整资料的图幅。二、第二步骤，选择采矿方法资料收集完整齐全后先认清矿体的总体形态，布置好矿柱后开始作设计布置工程，不同的采矿方法有不同的布置方式，各种采矿方法的工程布置分别如下例：（一）有底部结构嗣后充填空场法1、先确定好一分层凿岩巷的位置，再根据合理的底部结构高度确定电耙道位置（底柱高常规为67 m），同时考虑好下联道与大巷的高度问题，常规不低于5m。2、根据总体平面矿柱布置电耙道，间距15m，根据倾向矿柱范围及相关规范布斗，斗间距67m，为对称布置，同时布置后联道与回风井。根据矿体高度确定回采分层数，分层高度控制在8m以内。3、若有两个以上分层的，要布置联络井、下碴井，分层联道，同时考虑分层上的充填回风井。4、此种采矿方法的相关盘区（采场）结构尺寸及参数：此种采矿工艺主要用在一期范围内，走向按50m的剖面线进行划分盘区，矿房宽45m，倾向方向的矿房长（电耙道斜长原则不超过40m），顶底柱，间壁柱宽度均为5m。5、崩矿方式为浅眼留矿法形成切割槽后,矿房采用中孔侧向挤压爆破（一次或多次爆破）。有底部结构嗣后充填空场法标准图如下：（二）房柱法1、此种采矿方法的相关盘区（采场）结构尺寸及参数：此种采矿工艺主要用在一期范围内，二期也局部用到，走向按50m的剖面线进行划分，矿房宽45m，倾向方向的矿房长（电耙道斜长原则不超过35m），顶底柱，间壁柱宽度均为5m。2、根据平面中已布置好的矿柱在平面上先布好相关设计巷道，如下联道、回采耙巷，充填回风井等。回采耙巷间距15m，此种采矿方法的设计遵循于所有平巷工程均在矿体内。3、此种采矿工艺常规用于回采高度在8m以内的盘区，此种工艺的施工顺序与有底部结构嗣后充填空场法不同，它是以探矿为主，先从运输大巷内施工溜矿井与人行材料井，摸清南端矿体的顶底板高度。4、探清南端矿体底板的高度后确定下联道底板高度位置，再用回采耙巷由南往北探清矿体底板。所有工程结束后采用后退式回采的方式进行回采，全部采结束后再进行大量出矿。房柱法采矿工艺盘区标准图1：房柱法采矿工艺盘区标准图2：（三）小分段空场法1、此种采矿方法的相关盘区（采场）结构尺寸及参数：此种采矿工艺主要用在二期范围内，走向按100m进行划分，矿房宽95m，倾向方向的矿房长单分段约3040m，顶底、柱、间壁柱，分段矿柱宽度均为5m。2、二期中段高度为50m,运输巷距回采层高度为1015m，常规分四个小分段进行回采，每个小分段之间高度为810m，根据回采范围周边关系的需要，分为两个大分段回采或并为一个整体大分段回采，两段回采的盘区走向长100m，一段回采的盘区走向长50m。小分段空场法标准图如下：3、此种工艺从采切工程的掘进到矿房出矿都可用无轨设备施工，受矿方式为无底柱堑沟V型槽受矿，采用中深孔一次成V型槽。4、V型槽的两底孔原则上不低于45,出矿进路对侧的孔若回采损失过大，可适当降低倾角。5、出矿进路间距1012m，纯长度不少于13m，尽量垂直于采准干线布置，无法垂直的要使出矿方向顺畅。6、回采高度控制在30m以内，先用浅眼留矿法回采切割槽，形成爆破空间后矿房采用中深孔再进行侧向挤压大爆破。7、所有无轨设备通行的巷道坡比都应控制在14以内，出矿进路坡度尽量放缓。（四）无轨式房柱法1、此种采矿方法的相关盘区（采场）结构尺寸及参数：此种采矿工艺主要用在二期范围内，走向按100200m进行划分，分23段进行回采，倾向方向的矿房长单分段约（2025m），整体盘区按多个小单元进行回采，单元宽25m。顶、底柱，分段矿柱宽度均为8m，壁柱为5m，单元间柱为3m。2、此种工艺的回采方式与一期的浅眼房柱法基本相似，只是改为无轨设备出矿，并且矿体倾角越大越好，效率高在最终采完矿后的出矿阶段。3、除了竖井外，其他工程遵循都在脉内的原则，回采顺序采取由里到外的原则。无轨式房柱法图件如下:( 平面 )( 剖 面 )（五）条带式房柱法1、这种工艺在二期刚投产时用过两个盘区，走向长100m，倾向宽4050m不等，实用回采高度在7m以内的矿体。2、条带与条柱宽常规都在5m左右，若回采高度在4m以内，则一层回采，若在7m左右，则两层回采，先采上层，上层结束护好顶后再采下层。3、条柱在相邻条带回采结束后可回收成点柱，点柱宽要求在8m以上。4、条带倾向上的回采顺序原则上是由南往北，整个盘区全过程都可采用无轨设备施工。5、若盘区东西两边都有进路，则条带的回采与条柱的回收走向上都遵循由中间往两边的原则，只有一边有进路则要从内到外。条带式房柱法图件如下：6、此种工艺护顶量较大，特别遇到断层部位安全性较低，矿体错动后无轨开采受限。三、第三步骤：选择井巷工程的断面形式与规格尺寸：详见附图。井巷工程的断面形式与规格尺寸:1井巷工程的断面形式与规格尺寸:2井巷工程的断面形式与规格尺寸:3第四章 扩漏设计 底部结构是采矿方法的重要组成部分，底部结构很大程度上决定着采矿方法的效率、矿石的损失与贫化以及放矿工作的安全等。大红山铜矿采用的采矿方法其底部结构有电耙出矿漏斗式受矿底部结构和自行设备出矿的底部结构。而对于电耙出矿漏斗式受矿底部结构就需进行扩漏设计。一、扩漏设计的程序如下：1、收集资料。主要包括电耙道、斗川斗颈、一分层、矿柱等工程的平剖面实测资料及该盘区（采场）相邻盘区（采场）平剖面资料。2、图幅范围确定。把相关平剖面实测资料及相邻盘区（采场）平剖面资料按对应的坐标放到所圈定的平剖面图幅范围内。3、确定特殊控制漏斗及保护措施。就是对邻近工程及矿柱需进行保护以避免扩通的漏斗从扩漏平面范围及起扩高度、方向上作出要求。4、在一分层平面图上确定扩漏范围。作出相邻电耙道、同条电耙道斗与斗之间保护间柱、点柱。相邻电耙道之间保留1m的条柱，斗与斗之间必须扩通，同条电耙道同侧斗在一分层处保证2.0-2.5m的三角矿柱，避免太大的暴露空间，以便大爆破作业，不破坏中孔，但斗内的长度宽度必须按设计扩到位，确保大爆破质量。结合剖面在平面上用AutoCAD的直线划分出每个漏斗的范围及三角矿柱，漏斗要求大小均匀，受矿面积相近，结合平面在剖面上划分出每个漏斗扩漏范围。在平面上用AutoCAD的样条、直线、多段线或圆弧画出每个漏斗的范围及三角矿柱。5、在剖面上确定出扩漏角度。根据斗间距及平面上扩漏宽度深度的不同，对各漏斗确定起扩高度及角度要求，并在电耙道剖面上标出，受矿角度不能小于45，以便更好的受矿。6、扩漏工程量计算。用AutoCAD的区域面积功能准确滚出每个漏斗的面积；在剖面上准确测量出每个斗颈高度；最后用下列公式进行计算出每个漏斗的扩漏工程量。V=1/3H(S1+S2+S1S2)-V1其中V漏斗实扩体积； H起扩高度； S1大面积，即一分层平面扩漏范围的面积； S2小面积，即起扩高度处的横截面面积； V1扩漏范围内己有空间。7、编写扩漏设计说明。扩漏设计说明一般应包括：设计概况、设计依据、相邻关系、设计工程量、贯通及可能贯通点列表、施工技术质量要求、施工安全注意事项、签名栏。8、审查、汇签及出图和进行现场设计交底。要求按程序提交审查、签署齐全，晒出蓝图分发到各个单位、部门相关人员手里，并组织现场设计交底。二、扩漏设计要求及注意事项1、所有斗靠电耙道一方不扩，扩漏高度要求至一分层底板上0.4米。2、漏斗起扩高度在平行电耙道方向一般2米，垂直耙巷方向起矿高度为1.5m，其中须保护的工程起扩高度要视情况而定，比如离后联道较近，起括高度一般为3m。3、每条耙巷每个斗高度都不同，漏斗倾角不同，在扩漏设计及施工时要认真核对。4、一分层同侧斗与斗之间须保证有22.5米的点柱,以便保护凿岩巷及中深孔和满足装药时操作台搭设的要求。5、严格按设计施工，保护好条形矿柱和点柱。6、控制好质量，保证扩漏自下而上施工，杜绝出现台阶状。7、严格控制好扩漏眼方位，不得有偏眼损坏。8、扩漏结束时渣子要求清空。9、为了检查扩漏情况,不同耙巷之间每隔一对斗,要扩通1米的检查口。10、扩漏结束后电耙道两边必须打挂钩眼，眼深0.6m，高度1.5-1.6m。三、扩漏图例第五章 中深孔设计中深孔设计就是在盘区或采场矿块内钻凿不同深度、倾角的炮孔，以使炸药均匀分布在矿块内进行爆破获得预期块度矿石的设计工作。中深孔设计的合理与否对矿石的块度、损失、贫化至关重要。一、中深孔设计程序如下：1、资料收集包括采切设计图、各种变更、工程最终揭露的经审定的地质平剖面资料、盘区及相邻盘区范围内的经审定的工程实测平剖面图件。2、对相关资料进行现场核实。3、切割槽位置及拉槽方式、爆破方案（爆破次数及爆破指向补偿空间对切割槽设计的要求）选定。4、中深孔平面图布置并提交阶段审查。5、进行对每一排孔作出地质资料、工程、矿柱剖面。6、在中深孔横剖面上布孔设计并出中深孔施工单卡片。7、设计说明编制。二、中深孔设计的主要参数及要求1、中孔设计参数矿房抵抗线1.0m（排间距），孔底距1.82.2m，其中两下角底孔的孔底距1.41.8 m，最下角底孔倾角30（若盘区为有底部结构的堑沟时，靠耙巷方向边角孔倾角要求大于55度，另一侧为40度），孔深尽量控制在12 m以下，切槽抵抗线0.8 m ，常用三心五孔布置。2、深孔设计参数矿房抵抗线1.5 m，孔底距2.22.5m，其中两下角底孔的孔底距为1.61.8 m，倾角靠装矿进路侧边角孔要求大于4