安庆铜矿1矿体开采设计.doc

0 81 题 目 安庆铜矿 1 矿体开采设计 通风系统专题 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 总论 1 1 1 矿山概况 1 1 2 设计依据 1 1 3 矿山生产简述 1 1 81 1 4 矿山工作制度 2 第二章 矿山地质 3 2 1 矿区地理与气候条件 3 2 2 矿区地质构造 3 2 3 矿脉分布 产状及规模 5 2 4 矿区水文地质 7 2 5 矿区工程地质 7 2 6 矿区环境地质 8 第三章 矿山年产量及服务年限 9 3 1 矿山年产量 9 3 2 矿山服务年限 10 3 3 矿山工作制度 10 第四章 矿床开采技术 11 4 1 矿体及其顶 底板岩石的稳固性 11 4 2 矿石化学成分 11 4 3 矿床的勘探类型及勘探网度 11 4 4 矿床开采工业指标 11 第五章 矿床开拓 12 5 1 井田划分 12 5 2 阶段高度的确定 12 5 3 井田中阶段开采顺序和阶段中矿块开采顺序 13 2 81 5 4 矿床开拓方法的选择 13 5 5 充填系统 14 第六章 矿山井巷工程 15 6 1 矿山基本井巷工程 15 6 2 主井设计 15 6 3 副井及其罐笼设计 17 6 4 阶段运输巷道设计 19 6 5 回风井设计 21 第七章 采矿方法 22 7 1 矿床地质及开采地质条件 22 7 2 采矿方法选择 22 7 3 采矿方法构成要素 VCR 法 24 第八章 矿井运输与提升 29 8 1 运输任务 方式及线路 29 8 2 运输设备选型 29 8 3 轨道结构与选型 30 8 4 列车编组计算 30 8 5 矿井提升系统 33 第九章 矿井通风 专题部分 40 9 1 矿井通风概述 40 9 2 矿井通风条件 40 3 81 9 3 通风方式与通风系统的拟定 40 9 4 风量计算与分配 42 9 5 通风阻力计算 45 9 6 通风制度 50 9 7 通风设施 50 9 8 通风设备选型 50 9 9 通风动力费用 52 9 10 局部通风 52 9 11 井下防尘 52 9 12 通风与安全技术工作人员编制和所需设备 53 第十章 矿井供风供水供电 54 10 1 矿井供风 54 10 2 矿山供水 55 10 3 矿山供配电 55 第十一章 矿山排水 56 11 1 矿井涌水量及其确定依据 56 11 2 排水设备选型 56 11 3 水泵房的设计 57 11 4 排水系统终述 58 11 5 排水设备及人员编制 58 第十二章 劳动安全与工业卫生 59 4 81 12 1 劳动安全 59 12 2 工业卫生 63 第十三章 矿山环境保护 65 13 1 矿山主要污染源及污染物 65 13 2 采矿车间环境及保护 66 第十四章 总图运输 67 14 1 矿山外部运输及总图布置 67 14 2 矿区运输 67 参考文献 69 致 谢 70 I 81 摘 要 本设计为安庆铜矿 1 号矿体 400m 580m 中段铜铁矿床的地下开采方案 根据矿体赋存条件及矿山开采技术条件 设计中段高度为 60m 矿山日产原矿 2000t 年产量 56 6 万 t 矿山服务年限约为 17a 采用下盘竖井开拓 采矿方 法为垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法 采用单翼对角式统一通风系统 井下 运输为电机车有轨运输 论文对矿井防排水系统和各工种人员和设备配置作了 阐述 初步形成了完整的地下开采方案 关键词 安庆铜矿 地下开采 下盘竖井开拓 垂直深孔球状药包落矿阶段矿 房法 VCR 法 II 81 ABSTRACT This design integrates the underground mining program of Anqing Copper Mine Focusing on the mining program between 400 and 580 meters The daily output ore of designing requirement is 2000 tons This mine service term is estimated as about 17 years On the basis of detailed analysis about geologic state of Anqing Copper Mine and by comparison with kinds of the requirement of exploiting have confirmed the scheme of opening up adopts shaft opening up system behind the body and decided to use vertical crater retreat stoping alternate pillars and stops and adopt centralized control extraction ventilation and track haulage transport system Main drainage system the gang for per shift and relevant machine has been figured out The design of underground mining program for Anqing Copper Mine has been completed Key words Anqing Copper Mine underground mining shaft opening up system vertical crater retreat stoping 1 81 第一章 总论 1 1 矿山概况 安庆铜矿是铜陵有色金属集团股份有限公司下属一座大型铜 铁矿山 矿 山 1991 年建成投产 设计采选能力 115 5 万吨 设计服务年限为 31 年 采用 井下开采 主 副井和斜坡道联合开拓的现代化矿山 目前开采中段已下降到 580 米中段 按勘查发现时间的先后被认为划分为三个矿床 西马鞍山矿段 东马鞍山矿段和马头山矿段 安庆铜矿区位于安徽省怀宁县月山镇北 2 5 公里 安庆铜矿地形起伏不大 一般山峰海拔高度在 200 米左右 属沿江低山丘陵区 矿区四周环山 北边为 双活龙山 南为东 西马鞍山 东边为铜头尖 西为低丘区 中部地势低平 多为农田 海拔高度在 30 米到 50 米 为一小型山间盆地 矿区气候较温暖和 湿润 年平均降水量 1427 5mm 最大年降水量 2294 2mm 七 八月份为高温期 最高气温达 39 41 冬季最低气温 0 左右 年平均气温 16 左右 区内水 系较发育 南侧有月山河自西南向东南流入石门湖 年平均流量 2 048 m3 秒 最大流量 22 88m3 秒 为季节性河流 石门湖集水面积 6 4Km3 1 2 设计依据 本设计依据安徽省地质局 76 地质 H230 号文批准的 安庆铜矿地质储量报 告 为依据 针对该矿的地质及矿床赋存条件 设计日产量 2000t 矿石的矿山企 业 1 3 矿山生产简述 根据矿区地质条件和矿床赋存条件 采用竖井开拓方案 采用垂直深孔球 状药包落矿阶段矿房采矿法 矿石贫化率为 15 和损失率为 9 85 1 3 1 运输与提升 采用有轨运输 各中段开采的矿 废 石经阶段运输巷道运至溜井再到竖 井井底车场 然后提升到地表 矿石用电机车运往选矿厂 废石直接充填到采 空区 1 3 2 通风 采用单翼对角抽出通风方式和局扇通风系统 新鲜风流从副井进入各工作 面 污风由排风井排至地表 1 3 3 排水 采用集中储水 接力排水的方式 即 400m 中段涌出的地下水由泄水孔排 到 460m 中段的水仓内 460m 中段以下的地下水排到 580m 中段的水仓内 580m 中段水仓的地下水排到 460m 中段的水仓内 460m 中段的地下水排到 2 81 350m 的水仓内 350m 的地下水排到 240m 的水仓内 240m 水仓的地下水排到 130m 水仓 130m 水仓的地下水再排到 20m 水仓 20m 水仓的地下水再扬 到地表 1 4 矿山工作制度 为了保证矿山采选工作的连续性 采用每天 3 班 每班 8h 每年 300d 的 连续工作制度 3 81 第二章 矿山地质 2 1 矿区地理与气候条件 安庆铜矿区位于安徽省怀宁县月山镇北 2 5 公里 距市区约 18 面积约 13 7 2 地理坐标 东经 117 34 10 117 36 15 北纬 28 56 50 28 59 08 矿区交通方便 距合肥至安庆国道和铁路只有 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调有专用产品中转 码头 交通便利 地理环境优越 安庆铜矿地形起伏不大 一般山峰海拔高度在 200 米左右 属沿江低山 丘陵区 矿区四周环山 北边为双活龙山 南为东 西马鞍山 东边为铜头尖 西为低丘区 中部地势低平 多为农田 海拔高度在 30 米到 50 米 为一小型 山间盆地 矿区气候较温暖和湿润 年平均降水量 1427 5mm 最大年降水量 2294 2mm 七 八月份为高温期 最高气温达 39 41 冬季最低气温 0 左 右 年平均气温 16 左右 区内水系较发育 南侧有月山河自西南向东南流入 石门湖 年平均流量 2 048 m3 秒 最大流量 22 88m3 秒 为季节性河流 石 门湖集水面积 6 4Km3 2 2 矿区地质构造 1 区域地质 安庆铜矿位于 下扬子台拗 北西侧 怀宁凹褶断束 中段 亦即 淮阳山字型构造 前弧东翼 北临 郯城 庐江深大断裂 南东近 沿江破碎带 其间区域构造分为三部分 两侧为中生代末期槽地 北西的称 为 孔城槽池 南东的为 沿江槽地 中部为隆起 为 怀宁褶皱带 总观全区构造轮廓 两侧大断裂自北向南 其方向北北浙转为北东 呈明显 的收敛趋势 本区即处于浙行收敛部位 因此区内构造较为复杂 岩浆活动频 繁 2 地层 区内出露及揭露的地层均为下三叠统南陵湖组 中三叠月山组和铜头尖组 接触关系均为整合接触 另外还出露侏罗系下统磨山组 1 下三叠统南陵湖组 T1n 灰白色 薄至中厚层状大量岩 上部和下部含泥质条带 为有利成矿围岩 厚度大于 420 米 与下伏地层呈整合接触 矿床内仅见中 中部 分布在西马鞍山和东马鞍山之间 大部分由钻孔揭露 上部为灰白色薄层状细晶大理岩 中部为白色中厚层状及中薄层状细晶吕理岩 夹泥质条带 缝合线构造发育 为矿区主要成矿围岩 为浅海相碳酸岩沉积 岩石已变质 与下伏地层呈整合接触 4 81 2 中三叠统月山组 T2y 根据其岩性特征分为下 中 上三段 下段 为浅海相碳酸盐沉积 岩石普遍变质 岩性主要为灰 灰白色薄层 中厚层白云石大理岩 是重要成矿围岩 厚 60 米 中段 为滨海相碳酸盐沉积 岩石也普遍变质 岩性主要为紫红 棕黄色角 砾状大理岩 胶结物具有明显的层理 少量变质粉砂岩 底部有 0 7 米厚不含 角砾 为含钙大理岩及含铁白云质大理岩 厚 50 米 上段 为海陆交互相沉积 以碎屑岩为主 岩性主要为上部灰 紫灰 青灰 杂色粉砂岩 下部黄绿色钙质粉砂岩夹泥灰岩透镜体 微层理及交错层理发育 厚 43 米 本组地层总 153 米 与下伏地层呈整合接触 本组地层主要分布在矿区西南角 围绕南陵湖组地层 呈环状分布 3 中三叠统铜头尖组 T2t 为陆相碎屑沉积 根据岩性可分为上下两部分 上部以灰紫 紫红色粉砂岩为主 夹细砂岩 砂质页岩及透镜子状细砾岩 含铜粉砂岩透镜体 局部粉砂岩及钙质结核具绿帘石化 下部以紫红色粉砂岩为主 夹砂质页岩 透镜子状细砾岩 灰绿色含铜粉砂 岩透镜体 泥质含量高 本组地层总厚 1735 米 与下伏地层呈整合接触 该组地层矿区广泛出露 主要分布在矿区的北东部 局部夹含铜砂岩 为重 要的找标志 3 构造 矿区构造基本为一单斜层 地层走向北西 南东 倾向北东 倾角中等 平缓 西部 月山岩体东枝沿中 上三叠统层间虚脱带贯入 将两面三刀盘地 层向南北两侧推开 发生扭动 南侧岩组由北东向向南西转扭 倾向变为北北 西 倾角变陡 构成不甚明显的小规模不对称背斜即 西马鞍山北斜 东部 岩体呈隐伏状态侵入 上三叠统碎屑岩成为顶盖 形成封闭构造条件 同时 由于受东西向压力影响 地层频繁褶皱 构成一个规模更小的复式倒转背斜 为龟形山背斜 此外 断层 破碎带较为发育 对矿床影响明显 4 褶皱 在西马鞍山 龟形山一带由于受百子山倒转背斜的影响 矿区范围内形成 三个依次级不对称小背斜 其特征如下 西马鞍山背斜 仅有少部分伸入本区 该背斜位于东 西马鞍山 月形山一带 为一轴向北 东 轴面倾向南东的不对称背斜 核部出露南陵湖组大理岩 产状较为平缓 5 81 转折端开阔 南东翼由月山组 铜头尖组构成 倾向北 倾角 20 30 度 北西 翼被岩体破坏 仅出露月山组 倾向北北西 倾角 40 60 度 该背斜的东北 端伸入本区 长约 200 米 近中部被 F2 切割 轴线向南东错动约 90 米 向北 东至龟形山一带倾没 消失 龟形山背斜 位于龟形山附近 规模较小 轴线近南北向 紧今 F1 展布 长约 300 米 宽 100 余米南西倒转的小背斜 5 断裂 矿区内断裂破碎构造较发育 较大的断层有六条 地表出露五条 一条为隐 伏断层 矿体上盘及月山岩体东枝南接触带附近岩体一侧各发育一个受破碎控 制的强蚀变带 称为构造蚀变带 分述于后 1 断层按其展布方向分为南北向与北西向两组 F1 断层 为一以水平运动为主 具一定落差的张扭 压扭性近南北向断 层 出露于洞山山脊 马鞍山口一带 南北两侧为浮土掩盖 中段局部在龟形 山出露 规模较大 已查明长度达 2000 米 矿区内约 1200 米 断层走向北北 西 t 倾向西 倾角上部陡下部缓 约在 70 45 度之间 沿走向与倾向均舒缓 波状 据 400 米坑道探矿资料 该断层走向 20 25 度 倾向南西 倾角 65 70 度 宽 10 米左右 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 矿层和地层分别错距在 200 米 400 米左右 落差 30 50 米 对安庆铜矿的矿体具有破坏作用 以该断层为界 西马鞍山矿段矿体被分割为 1 号和 2 号矿体 1 号矿体位于 F1 断层下盘 2 号 位于 F1 断层上盘 该断层有多期活动特征 早期为正 平移错动 而后为逆 平移错动 但未能 抵消早期的落差 最后是中低温热液沿构造运移 形成沿断层发育的中低温蚀 变带及弱铜矿化带 F6 断层 为北西向推测隐伏断层 属以水平扭动为主的左行平移断层 北 起自旗星水库东侧的陈家老屋 南东止于洞山南东坡 规模较大 长约 3000 米 矿区内长 700 米 斜深大于 800 米 走向北西 南东 倾角 60 70 度 上缓下陡 呈舒缓波伏 断层水平错距约 60 70 米 落差 5 10 米 为成矿后的断层 将安 庆铜矿 2 号矿体错断 在断层西侧 即为马头山矿体 沿断层两破碎带发育 并有数条粕班岩体充填 断层两侧岩石普遍发生碳盐化 高岭土化 硅化蚀变 F2 F5 断层 为北西向断层 规模与断距幸免较小 对矿床影响不大 在此 不再叙述 2 构造蚀变带共有两条 一位于 F1 上盘 一发生在岩体东枝南接触带岩体一侧 6 81 2 3 矿脉分布 产状及规模 安庆铜 铁 矿床包含东 西马鞍山矿段及马头山矿段 为一隐伏接触交 代矽卡岩型铜 铁 矿床 受构造 岩性等复杂因素控制 经过多期多阶段叠 加矿化 共有 4 个主矿体 分别编号为 西马鞍山矿段 1 2 号 东马鞍山矿段 E2 号 马头山矿段 I 号 小矿体共计 97 个 主矿体和一些小矿体赋存于大理岩与闪长岩之间的矽卡岩之中 赋矿岩石 主要为石榴子石矽卡岩和透辉石矽卡岩 矿体的形态及产状严格地受矽卡岩带 所控制 随矽卡岩带的变化而变化 闪长岩型小矿体主要位于紧靠矽卡岩带的 透辉石化闪长岩中 设计目标 1 号矿体位于矿区的北部与东部 F1 断层下盘 西高东低 随接 触带向东侧伏 侧伏角为 20 30 东西长约 1116 米 南北宽约 110 345 米 平均 84 米 分布面积 0 23 平方公里 1 矿体形态 矿体形态不甚复杂 变化不大 各剖面基本相似 可比性强 矿体中心厚度大 两侧则渐趋变薄 尖灭 为一稍具复杂变化的较大透镜状矿 体 矿体形态沿走向的变化不大 大体可分为 8 线以东与以西两部分 8 线以 西 矿体平面上较肥大 连续性较好 西起 F1 断层 往南东延伸 8 线以东 上部矿体平面上较薄 但连续性好 中部矿体变化由厚到膨大再到薄到尖灭 下部矿体常呈一分叉复合再分叉尖灭的中间厚两端薄状分布 倾向上 矿体形态变化较复杂 自 13RW 至 1RW 线 矿体呈半弧形围绕大理 岩发育 中段厚度大 沿倾斜两侧渐趋变薄 下 深部矿体转换处 具下坠之 势 南西侧被 F1 断层所截 形状似一只巨大的 耳朵 矿体外边界形态 据钻孔和坑道揭露 与大理岩接触一般呈犬牙交错状 矿体内带矽卡岩型 闪长岩型铜矿 边部矿石以交代为主变为充填交代为主 受构造裂隙控制因素增加 存在向闪长岩分枝尖灭的内边界形态特征 但伸展 不远即行消失 矿体内部结构比较复杂 从外带到内带 矿石类型的总体变化 规律为 鉄铜矿石 单铁矿石 单铜矿石 但三种类型矿石常常呼吸交错 穿插 2 产状变化 矿体走向有些变化 但主要矿段变化不大 而倾向 倾角的 变化较大 但其规律性强 走向 矿体主要部分 走向比较稳定 9RW 线以西 矿体走向南西 南 西侧被 F1 断层所截断 9RW 线以东 矿体渐转为北西 南东 基本沿 125 305 方向延伸 8 线以东 矿体作大曲度弯转 由南东向渐变为北东 向 7 81 倾向 倾角 矿体总体倾向南西 倾角中等 陡 3 规模 1 号矿体规模最大 铜金属量 39 85 万吨 占全矿区的 73 经 钻孔 坑道控制 长 1116 米 沿倾斜延伸长度 最大 528 米 最小 127 米 平 均 410 米 矿体厚度较大 厚度变化系数为 96 54 属较稳定类型 根据钻孔资料 统计 厚度最大为 125 91 米 最小为 1 09 米 平均 84 米 4 赋存标高 1 号矿体埋藏深 主要部分赋存在 280 820 米之间 最浅 的标高 187 米 距地面 232 米 矿头往西陡降 矿体底部标高基本上 自西往 东缓缓侧伏 均位于 580 米以下 起伏不大 最低标高 935 米 整个矿体呈向 东大幅度侧伏之势 相对高差 745 米 2 4 矿区水文地质 1 安庆铜 铁 矿床属接触交代矽卡岩型透镜状的铜铁矿床 由于 F1 与 F6 断层的切割 将矿体分割成三块 即 中部西马鞍山矿段 西部延深的马头 山矿段 东部延深的东马鞍山矿段 2 三个矿段的含水体都是由 T2y2 T2y1 T1n 三个不同的大理岩组成的统 一含水体 因含水空间的不同 形成了 中部西马鞍山矿段为裂隙溶洞直接充 水含水体 西部马头山矿段为接角构造破碎带直接充水含水体 东部东马鞍山 矿段为构造裂隙带直接充水含水体 3 中部西马鞍山矿段裂隙溶洞直接充水含水体岩溶发育形态以裂隙 溶 洞为主 340m 以上溶洞为主 340m 以下以裂隙为主 并下涌水特点是浅部出 水点多 涌水量大 深部出水点少 涌水量也小 在三个矿区中矿坑涌水量大 而且主要在 400m 水平以上 F1 断层布两侧 4 西部马头山矿段接触构造破碎带直接充水含水体分布范围与大理岩舌 状体分布同步 井下涌水特点是水平分布水点多 且分散 各孔涌水量相差不 大 仅靠近 F6 断层附近和洪塘沟一带略大 垂向上 80 的涌水量分布在 370m 570m 之间 位于矿体直接顶板 5 东部东马鞍山矿段构造裂隙破碎带直接充水含水体主要是为倒转背斜轴 部裂隙水和煌斑岩附近大理岩裂隙水 涌水点主要位于矿体的倾斜的东侧方向 井下涌水特征是水平分布点少 且集中 各孔涌水量不均 6 1992 年以前 矿井涌水量总体呈增加的趋势 并有随大气降水波动的 特点 1992 年以后 总体相对稳定 除个别年份河水倒灌外 总体随大气降水 在一定范围内波动 7 矿井涌水量的变化表明在垂向上和水平方向上裂隙岩溶地下水之间径流 畅通有较好的水力联系 8 矿区南部因矿井涌突水引发的地面塌陷达 100 余处 仅 1987 年 5 8 81 月 1992 年形成的塌陷就有 58 个 分布范围很广 主要集中于马山口一带 东部 西部有零星分布 2 5 矿区工程地质 安庆铜矿所在区域位于 下杨子台拗 北西侧 怀宁凹褶断束 中段 亦 即淮阳山字型构造前弧的东翼 北西临 郯城一庐江断裂带 南东近沿江破碎 带 矿区外围属 洪镇帚状构造 的一部分 受其控制 构造形迹自西向东由 北西汇渐转为北西至近南北向 呈向北撇开 向南收敛之势 这一地质构造显示 了区域地质构造以旋卷运动为特征 本区所在的杨子地台 其基底为元古界或太古界的地型变质岩组成 盖成由 震旦纪至新生代的地层所组成 地层发育较全 厚度较大 燕山运动以前为连续沉 积的一套沉积岩相地层 主要为灰岩 砂岩和页岩等 本区地壳结构较为完整 基 本为一块体结构 本区新构造运动不甚明显 为弱震带 地震动峰值加速度区值为 0 05g 地震烈度为 6 6 5 度 2 6 矿区环境地质 安庆铜矿属于掩埋一覆盖型岩溶充水矿床 其中矿区南部第四系覆盖岩溶 区浅部溶洞较发育 而且一般都被松散的第四系泥充填 矿山自基建开采以来 由 于强度较大的疏干排水 矿区南部地面多处频频发生地裂 塌陷 沉降等环境地质 问题 塌陷影响面积达 0 4Km2 其中塌洞 90 个 凹 沉 陷及地裂 7 处 引起地面志陷的原因是矿坑的疏干排水引起的区域水位大幅度下降 造成 地下水动力条件 加强了地表水与地下迳流场的联系和交替 在地下迳流的潜 蚀作用下 溶洞充填物被淘空流失 上覆第四系松散层失去平衡或因溶洞被疏 干发生真空吸蚀 从而引起地面塌陷 综上所述 安庆铜 铁 矿床主要充水含水层 为中下三叠统碳酸盐岩裂 隙含水层 分布面积大 富水性中等一强 地下水给条件较好 局部地段与地 表水联系密切 矿区南部沿河地段第四系较发育 疏干排水已产生较大面积的 地面塌陷 但只要采取科学 合理 经济可行的注浆堵水措施 就可控制或减 少矿井涌水量 在不出现塌陷河水倒灌的情况下 矿井稳定涌水量基本保持在 10000 13000m3 d 内波动 确保安全生产 不引发大的环境地质问题 矿区内未 发现大的含 导 水构造或破碎带 水文地质边界较复杂 属于以岩溶充水为 主 水文地质条件中等偏复杂的矿床 矿床开采范围内的主要围岩 除层状碎屑 层状碎屑岩夹碳酸盐组 盐岩组中的角砾状大理岩 1 和白云质大理岩 2 组 局部岩 石稳定性较差外 一般岩石稳固性好 矿床内未发现大的直接 影响矿体开采的 9 81 结构面 但层状碎岩夹碳酸盐岩 碳酸盐岩 间层间破碎 带 及可 能尚未查明的构造断裂或破碎带 局部地段可能影响采掘工程的稳固性 属于 层状岩类为主工程地质条件中等型的矿床 矿区南部第四第覆盖岩溶区 四于矿坑疏干排水 在排水降落漏斗范围 内 已产生较大面积的地面塌陷等地质灾害 属于地质环境质量一般的矿床 第三章 矿山年产量及服务年限 3 1 矿山年产量 3 1 1 按合理开采顺序同时回采矿块数确定矿山企业年产量 t a 1600000 9 0 2 0300122000 1 K gNt A 其中 A 矿山企业年产量 t a N 单阶段中可布置的有效矿块数 g 矿房日产量 2000t d t 年工作日 300d k 副产矿石率 10 同时回采矿块的有效利用系数 0 2 取 12 个 12 20 3 97396356 85 0 b L L N 其中 L 阶段中的矿床总长度 m Lb 矿块沿走向长度 m 矿体总长度的利用系数 0 85 3 1 2 按矿床开采下降深度确定矿山企业年产量 t a 600000 101 85 0 16 4 55 7 20227 1 svrk A 其中 s 矿体水平可采面积 20227m2 v 矿体开采的年下降速度 7 55m a r 矿体实重 4 16t m3 k 工业矿石回收率 85 废石混入率 10 3 1 3 按及时准备的新阶段确定矿山企业年产量 t a 566000 10 0 1 42 8 85 0 5050000 1 T kQ A 其中 Q 阶段中可采矿石的工业储量 5050000t 10 81 K 工业矿石回收率 85 废石混入率 10 T 阶段回采时间 8 42a 取以上三种情况的最小值为矿山企业年产量的技术依据 所以矿山企业年 产量为 566000t a 3 2 矿山服务年限 3 2 1 矿山计算服务年限 a 17 10 0 1 566000 85 0 10160000 1 A QK T Z j 其中 Tj 矿山计算服务年限 Q 矿床工业储量 t KZ 工业矿石总回收率 废石混入率 15 A 矿山企业年产量 t a 3 3 矿山工作制度 矿山年工作日 300 天 每天三班 每班 8 小时 11 81 第四章 矿床开采技术 4 1 矿体及其顶 底板岩石的稳固性 矿石类型主要有含铜磁铁矿 矽卡岩型铜矿 磁铁矿和少量的闪长岩型铜 矿 矿石平均体重为 4 16t m3 矿体上盘围岩为角砾状大理岩 f 10 稳固 下盘围岩主要有矽卡岩 蚀变闪长岩 轻变质粉砂岩和钙角页岩 矽卡岩与蚀 变闪长岩普氏系数 f 10 中等稳固 轻变质粉砂岩和钙质角页岩 f12 但局部节理 裂隙发育 4 2 矿石化学成分 主要有益组分为 Cu Fe 主要伴生有益组分为 S Co Au Ag 4 3 矿床的勘探类型及勘探网度 勘探类型 安庆铜 铁 矿床包括东 西马鞍山矿段 为接触交代矽卡岩 型铜铁矿床 主矿体有 1 2 E2 和 I 号矿体 勘探类型的确定以铜为主勘查对 象 以主矿体为基础 勘探类型划归 类勘查类型 勘探工程间距 由于勘探类型为 类 根据铜规范 以 25 70 30 50 米 求探明储量 以 80 100 60 80 米求控制资源量 沿走向外推及沿倾向往深 部外推部分的矿体为推断资源量 勘探手段 主要选用坑下机械岩芯钻探为手段 辅以坑探验证 由于矿体 产状较陡 延伸长 坑下钻探采用分中段分别布置扇形孔进行控制矿体 勘探线的布置 安庆铜 铁 矿床主矿体都具沿两个轴延伸较远的形态特 征 产状变化的规律性强 勘探工作运用垂直勘探线法 4 4 矿床开采工业指标 矿石的工业技术指标 铜 铁 边界品位 Cu 0 2 TFe 20 工业品位 Cu 0 3 TFe 25 最小可采厚度 真厚度 1 米 2 米 夹石剔除厚度 真厚度 2 米 2 米 12 81 第五章 矿床开拓 5 1 井田划分 5 1 1 井田划分和其确定的原则 满足国家对矿山基建时间和年产量的要求 满足矿床的勘探程度的要求 符合矿床的埋藏特征 满足矿区地表地形条件 最好的经济效果 故将位于矿区的北部与东部的一号矿体划分为一个井田 矿体西高东低 随接触带向东侧伏 侧伏角为 20 30 东西长约 1116 米 南北宽约 110 345 米 平均 84 米 分布面积约为 0 23 平方公里 5 1 2 论述所选用井田尺寸的合理性 井田尺寸 长度为矿体长度 约 1116m 平均宽度约为 84 米 埋藏深度在 距地表 400 米到 580 米 合理性 北山矿床长约 1116m 东西走向 南北宽从 110m 到 345m 平均厚度 约 84m 矿体呈倾斜和急倾斜 倾角约 60 度 矿区面积约 0 23 2 矿床范围不 大 勘探程度为 C D 级 主矿体赋存于大理岩与闪长岩之间的矽卡岩之中 由 于在矿体周围还有其他矿体 且不联系 中和地质等条件分析为使一个井田有足 够的储量 并从方便生产管理出发 所以西马鞍山矿段 1 号矿体划分一个矿田 5 2 阶段高度的确定 5 2 1 阶段高度确定原则 在技术上可行的基础上 尽量加大阶段高度 这样可以减少巷道的掘进量 为 加大矿床的开采强度提供条件 阶段高度的确定直接关系到矿山开拓方式和开采工艺的效益 对于急倾斜 厚大矿体 我国阶段高度一般为 50 60 米 而国外正向大高度发展 一般为 60 120 米 本矿山阶段高度的主要影响因素为 矿岩稳定性好 不需支护 可是容重 4 16t m3 矿区水文地质条件简单 综上各种因素 阶段高度确定为 60 米 5 2 2 其合理性 矿床开采技术条件 矿体为中厚到极厚矿体 倾角呈倾斜到急倾斜 矿岩中 等稳固 矿石品位为 Cu 0 3 Fe 25 采矿方法采用采用垂直深孔球状药 包落矿阶段矿房法 阶段高度一般采用 40 80m 左右 矿山现状 矿山机械水平 13 81 较高 矿山管理及工人技术水平较好 故采用此阶段高度开采 5 2 3 阶段矿量 5 2 4 万吨 6 1423 97396356 8460 Q 5 2 4 阶段存在年限 年2 5 56 6 6 421Q AT 5 3 井田中阶段开采顺序和阶段中矿块开采顺序 5 3 1 确定阶段中开采顺序及论述其合理性 井田中阶段的开采顺序采用下行式 因这种开采顺序能减少基建工程量 节约初期投资 缩短基建时间 确保矿山均衡持续生产 并在逐步向下开采过 程中能进一步探清深部矿体 避免国家矿产资源的浪费 而且这种开采顺序生 产安全条件好 从长远看 下行式开采顺序适用的采矿方法范围广泛 如改变 现有的采矿方法 而采用更先进合理的采矿方法时也不致有很大的影响 因此 下行式开采顺序对矿山的发展远景也有利 5 3 2 确定矿块中开采顺序及论述其合理性 阶段中矿块开采顺序采用单翼后退式回采 这种采矿方式尽管会使矿井基 建时间有所延长 但因该矿矿岩是中等稳固 采用此法可减少沿脉巷道的维护 费用 因它可形成较长的回采工作线 获得较多的采矿量 从而缩短了阶段的 回采时间而减少了巷道的维护费用 而且采用此法 采掘干扰少 管理方便 此法在冶金矿山中使用普遍 是运用得较成熟的一种开采顺序 5 4 矿床开拓方法的选择 5 4 1 开拓方案的初选 根据地形地质条件与矿床赋存条件 地面与地下运输 矿井通风 选冶厂 位置以及矿山年产量等因素 并结合国家的技术经济政策 确定采用竖井开拓 为宜 初步确定两种方案 下盘竖井开拓 上盘竖井开拓 5 4 2 经济技术比较 方案为下盘竖井开拓 在矿体下盘岩石移动带以外开掘竖井 再掘阶段 石门通达矿体 下盘竖井开拓最大优点是井筒的保护条件好 不需要留保安矿 柱 其缺点是石门的长度随开采深度增加而加长 方案为上盘竖井开拓 在矿体上盘岩石移动带以外开掘竖井 再掘阶段 石门通达矿体 这种开拓方法 与下盘竖井开拓相比存在严重的缺点 主要是 上部需要掘很长的石门 基建时间长 初期投资大 不利于矿山建设投产 14 81 根据以上两种方案的比较 最终采用下盘竖井开拓法 5 4 3 选择主要开拓巷道位置的原则 运输功最小 基建与生产费用最小 尽可能不留保安矿柱 有方便 安全 和布局合理的工业场地 掘进作业条件良好 井巷使用安全可靠 其具体影响 因素有 矿区地形 地质构造和矿体埋藏条件 矿井生产能力及井巷服务年限 矿床的勘探程度 储量及远景 矿山岩石性质和水文地质条件 应考虑地表和地下运输联系方便 应使运输功最小工程最小 应保证井巷出口位置及有关构筑物不受山地滚石 山崩和雪崩等的危害 巷道出口的标高应在历年最高洪水位 3m 以上 主井位置应尽量位于岩层移动带外 距地面移动界线的最小距离应大于 20 米 同时考虑运输功最小 井巷出口位置应有足够的工业场地 以便布置各种建筑物 调车场 废 石场等 同时应尽可能少占或不占农田 5 4 4 主要开拓巷道位置的确定 在选择竖井位置时 应首先确定其在垂直矿体走向方向和沿走向方向的合 理位置 垂直矿体走向位置主要由移动带确定 为使竖井不受移动的威胁和避 免留保安矿柱而损失矿产资源 设计时应将竖井布置在移动带以外 20m 沿矿 体走向的位置应使地下的运输功最小 另外还要尽量避开不稳定的岩层和大的 含水层 同时要方便足够的工业场地 掘进条件良好的地方 最小运输功 由于一号矿体沿东西走向约 1116m 矿体宽由南北走向 110m 345m 平均厚度约 84m 目前的地质质料难以精确的的计算最小运输功的准确位 置 因此根据矿体的大致分布特征计算其最小运输功的的大致位置 最后根据最 小运输功进行计算 综上所述 最后确定竖井的井口位置在 0 号勘探线和 1 号勘探线之间 竖井 的井口坐标位置为 3391220 39494480 副井位置的选择 副井位置应尽可能的靠近主井 单两井筒的位置距离应 不小于 30m 一般采用集中布置 若地表条件和运输条件不允许副井和主井集 中布置 由于地表条件的限制 只好采用分散布置集合具体的地质资料副井的 井口坐标位置为 3391500 39494550 5 5 充填系统 因采矿方法和地质条件的需要 在主井附近设充填搅拌站 将配置好的充 填料从充填孔送至回采中段 借沙泵经管路送至充填地点 用于嗣后充填 15 81 第六章 矿山井巷工程 6 1 矿山基本井巷工程 矿山主要井巷工程有竖井 人行通风天井 溜矿天井 或沿脉平巷 穿脉等 6 2 主井设计 设计主井从地表到 580m 中段 选用双箕斗井 箕斗选用型号为 FJD2 5 翻 转式箕斗 图号为 YJD52 主要用于提升矿石 废石 并布置梯子间 岩石普氏 系数大于 10 竖井断面选择圆形 井筒采用混凝土支护 厚度为 350mm 遇到 破碎地段时则用钢筋混凝土支护 表 6 1 箕斗主要技术参数 箕斗型号 斗箱尺寸 mm 最大外形尺 寸 最大载重 t 箕斗自重 t 几何容积 6 a 双层罐 笼 1100 1000 1236 1452 4831 5 54 22 5 6 2 1 罐道 罐道梁及梯子梁的选择 根据提升容器的布置形式 选取 150 180mm2型钢罐道 间距 1500mm 1 号 2 号罐道梁选用 I28a 型钢 梯子梁选用 14a 6 2 2 主井断面尺寸确定 井筒各构件平面尺寸计算 L M 2h b 1522 2 280 122 2204 mm X 0 5 L A 0 5 2204 1452 1828 mm 式中 L 箕斗两侧罐道梁中心线间的距离 mm M 箕斗两罐道间的间距 mm H 罐道的高度 mm b 同一根罐道梁双侧安装罐道时 两罐道底面的间距 等于罐道梁的 宽度加上两个连接板连接垫板的厚度 mm X 罐道梁中心线至箕斗外边缘的距离 mm A 箕斗的宽度 mm 梯子间尺寸的设计 M 1400 2b 1400 122 1522mm N M J 152 200 400 1322 1122 mm 式中 600 梯子孔宽度 mm s 梯子间壁板的厚度 mm 16 81 a2 2 号罐道梁的宽度 mm 取梯子间的长度 Lm 1600mm 梯子间布置在竖井的左侧上方 下方布置管子间 梯子间的布置应符合下列规定 梯子安置的倾角不应大于 80 相邻梯子间的平台不应大于 8m 平台梯子口尺寸不应大于 0 6 0 7m2 梯子的上端应伸出平台 1m 梯子的下端与井壁的距离不应小于 0 6m 梯子宽度不小于 0 4m 脚踏的 间距不大于 0 3m 用做图法初定井筒的断面尺寸为 4700mm 17 81 根据采矿设计的规定 矩形井筒采用 500mm 模数进级 取 Lm 5000 mm 主竖井净断面面积m2 625 195 5 14 3 25 0 m S 竖井掘进断面积 m 504 257 5 7 5 14 3 25 0 m B 6 3 副井及其罐笼设计 设计副井从地表到 580m 中段 选用 6 a 单层双罐笼 主要参数见表 6 1 配固定式 YDC4 7 矿车提升 主要用于提升材料 设备及人员 并布置梯子 间 岩石普氏系数基本大于 10 竖井断面选择圆形 井筒采用纯喷射混凝土支 护 厚度为 350mm 遇到破碎地段时则用钢筋喷射混凝土支护 表 6 2 罐笼主要技术参数 罐笼型号 断面尺寸 mm 适用矿车 类型 最大载重 t 自重 t 钢绳终端荷重 t 6 a 双层 罐笼 4000 1800 YDC4 7 5510 6 3 1 罐道 罐道梁及梯子梁的选择 根据提升容器的布置形式 选取 210 180mm2型钢罐道 1 号 2 号罐道梁 选用 I25a 型钢 梯子梁选用 14a 6 3 2 副井断面尺寸确定 副井断面长度 L 罐道梁间水平中心间距 mm 21462062061740 211 EEcL 式中 L1 1 2 号罐道梁间水平中心间距 mm c 两侧罐道间的距离 mm E1 E2 E3 1 2 号罐道梁与罐道连接部分尺寸 mm 梯子间尺寸 梯子间的宽度 bm根据梯子间和管道间的布置及其结构尺寸确定 mm 135959100600600600600 2 asbm M 1400 2b 1400 120 1520 mm N M J 1520 200 400 1320 1120 mm 式中 600 梯子孔宽度 mm s 梯子间壁板的厚度 mm 18 81 a2 2 号罐道梁的宽度 mm 取梯子间的长度 Lm 1600mm 梯子间布置在竖井的左侧上方 下方布置管子间 梯子间的布置应符合下列规定 梯子安置的倾角不应大于 80 相邻梯子间的平台不应大于 8m 平台梯子口尺寸不应大于 0 6 0 7m2 梯子的上端应伸出平台 1m 梯子的下端与井壁的距离不应小于 0 6m 梯子宽度不小于 0 4m 脚踏的 间距不大于 0 3m 提升容器与井壁的安全间隙取 300mm 由此可的竖井净断面的长度 用做图法初定井筒的断面尺寸为 5300 19 81 根据采矿设计的规定 矩形井筒采用 500mm 模数进级 取 Lm 5500 mm 副井净断面面积 m2 74 235 5 5 5 14 3 25 0 m S 副井掘进断面积m 174 302 6 2 6 14 3 25 0 m B 6 3 3 风量验算 smsm V S Q V 8 48 3 74 23 2 70 允 净 满足要求不用修改断面尺寸 6 3 4 管子间及电缆敷设 管子间布置在副井的左侧梯子间的下方 管子用 U 形或钩形的管子 卡固定在梯子梁上 压风管尽量缩短管路 减少弯路 以降低风压损失 排水管不得少于两路 其中一路备用 根据以上布置原则 结合该井实际 副井断面尺寸见上图 6 4 阶段运输巷道设计 6 4 1 阶段运输巷道的设计 阶段运输巷道是矿 废 石地下运输的主要通道 所穿过的岩层是中等坚 硬和中等稳固 所以采用拱高为 1 3B 类型的三心拱 当经过的岩层破碎时采用 锚杆支护或浇灌混凝土支护 浇灌混凝土支护厚度为 200mm 其它不支护 6 4 2 巷道断面尺寸的确定 采用 ZK7 250 型 762 mm 轨距架线电机车 长 4500 mm 宽 1060mm 1360mm 高 1550mm 配固定式 YDC 4 7 型矿车 长 3900mm 宽 1600mm 高 1650mm 单轨运输 两者比较取大值 所以通过巷道运输设备的宽 b 1600mm 高 h 1650mm 巷道净宽度 Ba mm 27008001600300 21 bbbBa 其中 b1 运输设备到内墙的间隙 取 300mm b2 人行道的宽度 取 800mm b 运输设备的最大尺寸 取 1600mm 查表 ZK7 250 型电机车采用 24kg m 钢轨 采用钢筋混凝土轨枕 得巷道铺轨结构尺寸 巷道底版距轨面高度 h6 400mm 道渣高度 h5 250mm 巷道采用三心拱 取mm9002700 3 1 3 1 Bf 大圆弧半径2700 1868mm 692 0 692 0 BR 20 81 小圆弧半径mm 4 7072700262 0 262 0 Br 按电机车架线要求确定 架线导电弓子之半 K 400mm H1 2200mm 则轨道中心线到巷道中心 线间距 Z 即 mm 2501100 2 2700 2 a B Z 式中 a 轨道中心线到巷道内墙距离 m 由于 528 0 2501205 40011001205 250 cos r Kar 0 52810 稳固 下盘围岩主要有矽卡岩 蚀变闪长岩 轻变质粉砂岩和钙质角页 岩 矽卡岩和蚀变闪长岩普氏系数 f 10 中等稳固 轻变质粉砂岩和钙质角页 岩 f 5 且轻变质粉砂岩遇水膨胀泥化 矿体呈菱块状结构 矿石无自燃性 破碎后不易再行结块 24 81 7 2 采矿方法选择 7 2 1 技术上经济可行的采矿方法 由上述矿体的赋存条件可知 矿脉属于倾斜到急倾斜的厚大矿体 又因为 工业场地位于地表 地表不允许陷落 地下水比较丰富 根据矿床地质条件和 开采技术条件以及国家技术经济政策的要求 又出于安全生产和企业达产需要 在技术经济上可行而又无明显缺陷的采矿方案拟取以下三种 上向分层充填法 VCR 法 垂直深孔阶段矿房法等 表 7 1 采矿方法初步技术经济比较 上向分层充填法 VCR 法 垂直深孔阶段矿房法 采切比 m kt 3 674 8 12 5 矿块生产能力 t d 250480400 损失率 2 453 2720 贫化率 18 788 416 直接成本 元 t 24 66 97 12 6 由上表分析比较易知 在矿块生产能力 损失率 贫化率 直接成本方面 VCR 法和垂直深孔阶段矿房法均较上向分层充填法和有底柱分段崩落法有较大 优势 故排除上向分层充填法和垂直深孔阶段矿房法 对 VCR 法和垂直深孔阶 段矿房法进行综合分析比较 7 2 2 采矿方法的综合技术经济比较 技术经济比较见表 表 7 2 技术经济对比表 单位 垂直深孔阶段矿房法VCR 法 矿石储量 104t360360 矿块生产能力 t d140 200900 采切比 m3 Kt258 采矿全员劳动生产 率 T 班 40 6075 方 案 指 标 名 称 采 矿 方 法 指 标 25 81 凿岩台班率T 班 124210 损失率 25 15 贫化率 15 20 6 15 安全程度工人比较安全工人比较安全 工人劳动条件 充填 采准 切割工 作量大 工人劳动条 件很大 由于基本实现机 械化 回采几乎 不需要工人进入 采场 工人劳动 相对较小 从技术经济来看 VCR 法矿石损失贫化小 效率高 工人劳动强度小 采矿 成本低 回采作业安全等优点 整体全面优于阶段矿房法 因此根据矿体埋藏 条件 并和其他类似矿山进行对比 结合矿山的实际情况 综合考虑全盘因素 决定本设计选用 VCR 法 7 3 采矿方法构成要素 VCR 法 矿块布置和结构参数 矿块沿垂直走向布置 矿块长度为 84m 即矿体平均厚度 宽度为 20m 阶 段高度为 60m 矿块倾角 60 属急倾斜矿体 不留间柱 采用铲运机出矿 围岩 稳固 顶柱取为 6m 底柱取 12 3m 26 81 2 采准工作 采准工作主要包括短斜坡道 凿岩硐室 穿脉巷道 装运巷道 拉底巷道 等 采用浅孔凿岩方式在顶柱下面掘凿岩硐室 先从上阶段运输巷道向矿体掘 进短斜坡道 然后接着掘进硐室 硐室长度 90m 比矿块长度长 6m 硐室宽度 21m 比矿房宽 1m 以便钻凿矿房边孔时留有便于安置钻机的空间 并使硐室中间 留 2