采矿方法设计范文.doc

采矿方法1 矿床地质及开采地质条件1.1矿岩的稳固性分析矿床类型：矿床属矽卡岩型层控型铜矿。其中南矿带为岩控矽卡岩型铜矿，北矿带为层控型铜矿。矿区岩层经历多次构造运动，岩浆侵入，岩石风化，导致部分矿体和围岩不稳定。北矿带矿体顶板有断裂破碎带、溶蚀破碎带、风化岩浆岩等，矿体和顶板围岩稳固性较差，下盘比较稳固。1.2 矿体特征分析武山矿区属大型铜硫矿床，伴生有益组份有金、银、硒、碲、镓、钼、铅、锌、铊等。矿体产于泥盆系五通组与石炭系黄龙阶之间，乃至黄龙阶下段层位，工业矿矿体长1600m。矿体产状与地层产状一致，呈似层状产出，倾向165，倾角5664。矿体厚度一般530m，平均16.8m。矿头出露标高+51m，向下未控制到矿体尖灭。1Cu2属1Cu1的分枝矿体，走向长度700m和200m，呈似层状主要产于黄龙阶上下段之间，平均厚度6.9m及2.4m，39线以西矿体尖灭，其余各线向下有一定延伸。1.3 矿石特征分析矿石主要有用组份为Cu、S，伴生有益组份为Au、Ag、Se、Te、Ga、Tl、Pb、Zn、Mo等，有害组份为As。其平均含量为：Cu1.17%、S20.87%、Au0.37g/t、Ag10.55g/t、Se0.00169%、Te0.00123%、Ga0.00166%、Tl0.00101%、Pb0.46%、Zn0.50%、Mo0.02%、As0.035%。矿石结构主要有晶粒结构、填隙结构、胶状结构、共边结构、熔蚀结构、交代残余结构、镶边结构、脉状网脉状结构等。矿石构造以块状构造为主，其次有浸染状构造、脉状构造、团块状构造、角砾状构造。矿石自然类型：根据氧化程度不同分为氧化矿石、混合矿石和原生矿石三类。分别占全区铜矿石储量的2.7%、8.1%和89.2%。矿石工业类型：北矿带以含铜黄铁矿为主，其次有含铜大理岩、含铜高岭土、含铜石英闪长玢岩、含铜破碎带、含铜角砾岩等；南矿带以含铜矽卡岩为主，另有少量含铜大理岩、含铜花岗闪长斑岩。1.4 矿石的含水性、氧化性、自燃性、结块性矿石主要以含铜黄铁矿、含铜大理岩、黄铁矿含铜高岭土、含铜矽卡岩等。这些基本上都属于硫化矿石类型，就其含硫组分分析，可知矿石具有氧化性。例如含铜黄铁矿：在氧化过程中，FeS2首先是与空气中的氧或水中的游离氧发生吸附作用，继而发生如下反应：FeS2+2O2FeSO4+S+804.5KJ当有水参与反应时，发生如下反应：2FeS2+7O2+2H2O2FeSO4+2H2SO4+2581KJ上述两种反应均发热，放出热量，证明具有一定的自燃性，同时上述两个反应均伴有黄铁矿的胶化过程，说明具有一定的结块性。但是在生产实践中，证明黄铁矿及其他含硫矿石的氧化速度很慢，放出热量也很缓慢。这充分说明选择适当的采矿方法、合理通风方式及采取科学管理等措施，是可以避免火灾的。1.4 矿床工业指标边界品位：铜0.3%，硫8%；最低工业品位：铜0.5%，硫12%；最小可采厚度：1m；最大允许夹石厚度：2m。2 采矿方法选择2.1采矿方法初选根据矿床的地质条件和开采技术条件以及国家经济政策的要求，充分、合理地开采地下矿产资源，同时又与采矿方法的使用条件、结构、和参数、回采工艺等有密切关系，并且最终将影响到开采的安全、效率和经济效果。矿山地质条件、开采经济技术条件和加工技术要求是采矿方法选择的主要影响因素。经过初步的综合因素考虑以下三种采矿方法供选择：分层崩落采矿法、下向水平分层充填采矿法、上向水平分层充填采矿法。但又考虑到上向和下向水平分层充填法的相似性，技术经济指标无明显差别，且结合本次设计的矿体围岩不稳固，尤其是上盘围岩，即选择下向水平分层充填法为宜。（注：根据经验，这两种采矿方法的技术经济指标不做详细的对比）故选取分层崩落法与下向水平分层充填法做进一步的技术经济对比。2.2采矿方法备选方案的工艺设计（1）分层崩落采矿法（方案I） 1)结构参数矿块沿矿体走向布置，阶段高度取50m，矿块长度50m，矿块宽度等于矿体厚度，分层高度采用2.7m。2)采准工作 采用脉内脉外联合采准，用分层横巷切割分层，自分层横巷开掘回采巷道，采出矿石。人行提升井分为两格：行人格和通风运料格，其断面为3.0m2.0m。脉内天井，以密集筐架支护。设脉外天井有利于通风、行人，也有利于安全。溜矿井为斜井，倾角70，布置在人行提升井与矿体之间，距人行提升井5m；断面为2.6m1.4m；在溜井下部，装有放矿漏斗，在回采分层水平，装有格筛。分层联络道为人行提升井、溜矿井与矿体之间的水平联络通道，断面为2.7m2.7m，上下两层联络道错开布置。3）切割工作分层平巷沿矿体布置在下盘，断面为2.7m2.7m，金属摩擦支柱为主，以木棚子支护为辅。4）回采工作分层崩落法的回采是以进路（断面为2.7m2.7m）方式，当矿体厚度小于6时，沿走向布置两条采矿巷道，先采下盘的，后采上盘的。当矿体厚度大于6m时，采矿巷道垂直或斜交切割巷道，进路是垂直矿体由下盘向上盘推进，分层中的回采顺序是由采场两端向中央后退式进行，各分层的回采顺序是由上向下逐层进行，相邻两采场超前不超过两个分层。5）回采工艺进路回采是采用YT-24或7655型凿岩机凿岩，2岩石炸药，非电导爆管起爆，浅孔落矿，EHST-1A电动铲运机出矿，整体钢筋混凝土假顶，木材支护或木材、金属支架混合支护，爆破放顶或回柱放顶，局扇单一压入式通风。图7-1 分层崩落法（2）下向分层充填采矿法（方案II）1）结构参数阶段高度为50，矿块长度为50，分层高3.0m，宽度等于矿体的水平厚度；不留顶柱、底柱和间柱。2）采准与切割工作采准工程布置在下盘围岩内，切割时沿矿体下盘界线，沿脉掘进切采进路，断面3.0m3.0m，从切采进路两端开始回采进路，由下盘向上盘推进，由两端向中央逐条进路后退式回采。阶段运输巷道布置下盘岩石移动带之外。天井布置在矿块两侧的下盘接触带，矿块中间布置一个溜矿井。随回采分层的下降，行人天井逐渐为建筑在充填料中的混凝土天井所代替。而溜矿井从上而下逐层消失。每一分层回采前，先沿下盘接触带掘进切割巷道。当矿体形状不规则或厚度较大时，切割巷道也可布置在矿体的中间。3）回采工作回采方式分为巷道回采和分区壁式回采两种。当矿体厚度小于6时，沿走向布置两条采矿巷道，先采下盘的，后采上盘的。当矿体厚度大于6m时，采矿巷道垂直或斜交切割巷道，且采取间隔回采。图7-2 下向水平分层崩落法2.3采矿方法最终选择表7-1 各方案技术经济指标比较表指标方案矿块劳动生产率t工班千t采切比m3kt矿块生产能力td矿石损失率%矿石贫化率%采矿成本元t炸药消耗量kgt木材消耗量m3kt水泥消耗量kgm3钢筋单耗kgt5185.6804.312.9490.2290.013280.906158.31506.97.21390.400.00152801.41经过上面的技术经济分析比较，其技术经济指标相差较大，例如在采矿成本、水泥消耗量方面明显优于，并且分层崩落法贫化也较小，方案虽为充填法，也并没有表现出优势，如：方案损失率也小于方案的损失率。且方案矿石损失率也很低。虽然充填采矿法有采切工作量小，灵活性大矿石损失贫化小；能够有效的维护围岩，减小围岩的移动和防止其大量的冒落；还可以防止矿床开采的内因火灾等优点。但也有我们在开采阶段不可忽视的缺点和局限：（1）充填成本较高，尤其是胶结充填，充填成本占采矿总成本三分之一，甚或更多；（2）机械装备水平还满足不了生产的需要，采矿强度仍然较低，采场生产能力较小；（3）生产工序复杂，管理困难。综上技术经济分析：可以选定分层崩落法为较适宜本矿采取的采矿方法。3 采矿方法设计一、采场构成要素采场沿走向布置，长度一般为50m，厚矿体采场，长度为25m，宽度等于矿体水平厚度，高度即为中段高度50m，分层高度为2.7m，分层崩落法示意图见图一二、采准布置 采用脉内脉外联合采准，用分层横巷切割分层，自分层横巷开掘回采巷道，采出矿石。（一）人行提升井分为两格：为垂直井，布置在矿体下盘围岩内，上端距矿体10m，断面3m2m，其内分提升格，人行梯子格和管缆格，装有一台2吨提升能力的电动或风动提升绞车。设脉外天井有利于通风、行人，也有利于安全。人行天井多用风动YSP45型钻机凿浅孔掘进。（二）溜矿井：为斜井，倾角70，布置在人行提升井与矿体之间，距人行人行提升井5m；断面为2.6m1.4m；在溜井下部，装有放矿漏斗，在回采分层水平，装有格筛。（三）分层联络道：为人行提升井、溜矿井与矿体之间的水平联络通道，断面为2.7m2.7m，上下两层联络道错开布置。备注：在主溜井下部储矿段或者沿脉外巷道等处采用钢筋混凝土支护或是喷射混凝土支护。三、切割工作（一）分层平巷：沿矿体布置在下盘，断面为2.7m2.7m，以木材棚子支护为主。（二）分层进路：布置在采场两端，垂直矿体，长度等于矿体厚度；断面为2.7m2.7m，木材或金属支架支护。表7-2 矿块采切工作人员编制表序号工种工作地人数备注第一班第二班第三班合计1凿岩工采切巷道999272电动铲运机工采切巷道99927表7-3 采切工作设备数量表序号设备名称及型号单位数量同时工作数备用数总数1凿岩机（7655）台1122凿岩机（YT-24）台1123凿岩机（YSP45）台4EHST-1A电动铲运机台84125电动机台213表7-4 采切比计算 项 目名 称断面尺寸m2形状每矿块应布置数量长度（m）工程量（m3）人行提升井3.02.0方形1个47.3283.8阶段运输巷道6.86 三心拱1条50343溜矿井1.42.6方形1个50.38183.38分层联络道2.72.7方形18条734.44773.6分层平巷2.72.7方形18条9006561合计1782.0812126.78一个矿块按5m推进，需要近346天。（三）矿块千吨采切比() (6-1)式中： ：采切，切割工作量(m) T ：矿块采出矿石量（t）T采切=4773.63.56=16994t（即分层平巷的工程量） (6-2)式中：Q：矿块工业储量，Q=505016.83.56=149520t ：采准切割出矿量 ： 矿石回收率 90% ： 矿石贫化率 10% 得：四、回采工作（一）分层高度根据矿岩稳定程度，结合找顶工具及YT-24凿岩机操作要求，并考虑安全因素，设计分层高度为2.7m。（二）回采顺序分层崩落法的回采是以进路（断面为2.7m2.7m）方式，当矿体厚度小于6时，沿走向布置两条采矿巷道，先采下盘的，后采上盘的。当矿体厚度大于6m时，采矿巷道垂直或斜交切割巷道，进路是垂直矿体由下盘向上盘推进，分层中的回采顺序是由采场两端向中央后退式进行，各分层的回采顺序是由上向下逐层进行，相邻两采场超前不超过两个分层。（三）回采工艺进路回采是采用YT-24或7655型凿岩机凿岩，2岩石炸药，非电导爆管起爆，浅孔落矿EHST-1A电动铲运机出矿，整体钢筋混凝土假顶，木材支护或木材、金属支架混合支护，爆破放顶或回柱放顶，局扇单一压入式通风。（1）落矿工作采场设计落矿采用YT-24或7655型凿岩机凿岩配40mm“一”字型钻头，人站在矿堆上进行凿孔工作，孔深1.8m2.5m，压顶必须采用控制爆破技术，周边孔上倾角不大于23。，各孔均要互相平行，顺直前进并要求孔底在同一垂直面上，爆破后保证顶板平整并略呈拱形，严禁顶板有“倒挂”现象，确保安全。凿孔结束后，清洁炮孔，采用人工装药，炸药用2#岩石硝铵炸药，采用井下塑料导爆管非电起爆系统起爆。表7-5 药量消耗表名称单位单个矿房一天的耗药量(kg)一天总计耗药量(kg)采场Kg166.7500采切Kg728总计Kg40.5162炸药单耗为0.5kg/t凿岩：本矿矿岩中等稳固采用YT-24或7655型凿岩机凿岩打水平向孔，作业简便。孔径d=40mm； 孔深l=2.2m； 孔间距R=20d=2040=800mm； 最小底抗线W=1.5R=1200mm；单位耗药量q=0.5kg/t； 每个进路一班布置12个炮孔。图7-4炮孔布置图同时回采工作面数目：采场（一个进路）生产能力N=2.72.72.23.653=175.62t/d一个矿块一天的产量p=175.622=351.24 t/d同时回采的矿块数：取=3个式中：p： 一个矿块一天的产量t；： 同时回采的矿块数；P0： 矿山一天的产量（1000t/d）。一个矿块开采的时间为：式中：p： 一个矿块一天的产量t；Q： 一个矿块的储量t。（3）采场通风鉴于分层崩落法采矿，每个采场的下盘都设有一个提升井和一个溜矿井，并与分层联络道和分层平巷相贯通，采场中段专用回风道与采场溜矿井直接相通，利用溜矿井进行回风，压入式局扇安装在中段运输道上，接风筒经提升井和分层联络道，分层平巷至采矿进路工作面，污风从工作面流出，经分层平巷到分层联络道，再由溜矿井排入回风道。（4）运搬矿石崩下的矿石用风动装岩机从回采进路经分层巷道，再经分层联络道运至各中段溜井。分层巷道随着回采的进行，逐渐被充填，长度越变越短。（5）采场支护方法由于矿山采矿方法设计为分层崩落法，随回采工作面的推进，每隔11.5m架设立柱或