矿山设计原理4-5jPPT课件.ppt

矿山设计原理 地下开采部分4 5 1 4 矿床开拓方案的选择和比较 矿床开拓方案选择 是矿床开采设计中十分重要的问题 正确合理的开拓方案 不仅能保证矿山按期投产和顺利进行生产 而且还可以大大节约基建投资和年经营费用 一般情况下 对于一个矿山工程 往往可能有若干个技术上可行 经济上无明显缺陷的方案 这些方案各有优缺点 并有一定的竞争能力 矿床开拓方案选择的任务 就是要根据国家的矿山技术政策和提高经济效益的要求 从矿山的具体条件出发 寻求最优的开拓方案 4 1评价矿山企业设计的主要技术经济指标一 反映资金占用的指标1 投资总额投资总额是指建设工程所需的总的投资费用 用以反映建设工程的计划单价 并作为计划投资 拨款施工和对工程进行经济核算的依据 投资总额包括以下五类费用 1 建筑工程费用 包括井巷工程 各种厂房 仓库 宿舍等建筑工程 铁路 公路工程 各种管道 电力和电讯线路敷设工程以及场地准备 矿区整理等费用 2 设备购置费 包括一切需要安装和不需要安装的设备购置费用 2 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 1评价矿山企业设计的主要技术经济指标一 反映资金占用的指标1 投资总额 续 3 设备安装工程费 包括各种机械设备的装配 配置工程 与设备相连的工作平台 梯子间安装工程 附属于设备的管线敷设工程等费用 4 工 器具及生产器具购置费 包括试验 化验仪器 器具 钳 铆 锻工的成套工具与测量仪器 生产用具如淬火油槽 钳工台 检验台 工作服柜 架 工具柜等 5 其它费用 上列费用以外的各种费用 如土地征购费 建筑场地原有建 构筑物的搬迁费 生产职工培训费 新建单位的生活及办公用具购置费等 投资总额的计算 按粗细程度分为估算 概算 预算 估算是凭技术经济工作人员的经验 参考国内外已建的同类的方案投资进行估计 比概算粗略 一般在矿山初步设计之前编制方案时进行 概算是在初步设计的基础上 按不同工程及单位工程造价来计算 是计划投资的依据 预算是作为建设拨款和施工承包的依据 是根据施工图来计算的 3 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 1评价矿山企业设计的主要技术经济指标一 反映资金占用的指标2 吨矿投资吨矿投资z是指建设工程投产后 年产一吨矿石所需的投资费用 用公式表示 Zz 元 吨 A式中 Z 投资总额 元 A 矿山年产量 吨 在进行方案比较时 若两个方案的产量或规模相同 可用投资总额来比较 若产量或规模不同时 则用吨投资来比较 吨矿投资的倒数是投资年产出率r 即单位投资所能获得的矿石年产量 用公式表示为 Ar Z 4 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 1评价矿山企业设计的主要技术经济指标二 产品成本指标产品成本是指方案采用后 矿山在生产和销售产品的过程所支出的费用总和 它是一项最重要的综合技术经济指标 能够比较集中地反映出企业资源利用情况 技术装备和利用程度 原材料耗用情况 劳动组织的完善程度 劳动生产率和管理水平 矿石成本是由以下七项费用组成的 1 辅助材料费辅助材料费是指生产过程中消耗的一切辅助材料 如炸药 雷管 导火线 木材 钢材等 费用 2 工艺过程用的燃料和动力费工艺过程用的燃料和动力费是指生产过程中所消耗的燃料和动力费用 非生产用的燃料和动力计入有关的车间经费或企业管理费中 3 生产工人工资生产工人工资是支付给生产工人的基本工资和辅助工资总和 基本工资是国家规定的地区标准工资 辅助工资是生产工人的保健 夜班津贴费等 4 生产工人附加工资生产工人附加工资是按规定比例提取的企业基金 劳动保险金 医药卫生补助金 福利补助金等 5 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 1评价矿山企业设计的主要技术经济指标二 产品成本指标 续 5 车间经费车间经费是指企业范围内所发生的各项管理费和经营费 包括折旧费 维修费 固定资产和流动资金的占用费 以及车间管理费 6 企业管理费企业管理费指企业范围内所发生的各项管理费和经营费 包括企业行政人员的工资和附加工资 办公费 仓库管理费 试验研究费 固定资产的折旧 维修和占用费 流动资金的占用率 利息支出 税金等 7 销售费销售锁是指企业销售产品时所发生的包装费 运输费 代销手续费等 以上费用 一 四 项之和为矿石直接成本 一 五 项之和为车间成本 一 六 项之和为工厂成本 一 七 项之和为完全成本 6 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 1评价矿山企业设计的主要技术经济指标三 职工劳动生产率指标职工劳动生产率是指人们在劳动生产过程中的效率 反映了劳动者的劳动成果和劳动消耗量之间的对比关系 职工劳动生产率一般用产量表示 如 吨 工班 四 投资效果系数或投资回收期指标投资效果系数也叫投资利润率 用以反映消耗和占用的资金与利润之间的关系 把它与标准投资效果系数进行比较 大于标准投资效果系数时 则方案可取 用公式表示 年利润额投资效果系数 投资总额投资回收期是指全部基建投资从利益中收回的年限 年 它是投资效果系数的逆指标 用公式表示 投资总额投资回收期 年利润额 7 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 1评价矿山企业设计的主要技术经济指标五 投资差额回收期指标从经济角度评价开拓方案时 必然认为投资小而年经营费又低的方案是最优方案 但是常常遇到这样的情况 一些方案投资小而年经营费较高 另一些方案投资大而年经营费较低 这时 就必须同时考虑这两项指标的综合经济效果 采用投资差额回收期T来评价 T用公式表示 K1 K2T C2 C1回收期的倒数即为单位投资差额所能节约的年经营费用 称为投资差额效果系数E 用公式表示为 C2 C1E K1 K2式中 C1 C2 分别为第一 第二方案的年经营费 K1 K2 分别为第一 第二方案的投资 8 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 1评价矿山企业设计的主要技术经济指标六 基本建设期限指标基本建设期限 一般是指从开始基建至达到设计生产能力的这段时间 又可分为开始基建到投入生产时间及投入生产至到达设计生产能力时间 为了尽快发挥投资效果 应寻求基建时间较短的方案 七 主要材料及能源需用量指标这一指标从实物形态上反映了物化劳动占有的状况 应优先选择那些主要材料和能源需用量较少的方案 八 占用耕地面积指标在工业场地的选择 布置方案中 应认真考虑这一指标 力求少占农田 不占良田 本着节约用地的原则选取方案 九 矿产资源利用指标矿山采掘工业的劳动对象是地下矿产资源 而这个资源是有限的 因此 矿产资源的利用程度具有重要的经济意义 各种开拓 运输方式和开采方法有着不同的矿产损失量和损失结构 就会改变经济效果中的其他指标 最终将影响到一吨矿石的社会劳动消耗 更为重要的是 资源一旦损失 就难于回收 9 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 2矿床开拓方案选择的方法和步骤4 2 1选择矿床开拓方案的基本要求1 工作安全 有利于创造良好的地下和地面劳动卫生条件 2 技术可靠 有足够的矿山生产能力 并顾及到矿山发展的远景 3 能在规定的时间内竣工投产 生产期间能及时准备出新水平 4 基建工程量力求最少 尽量节约基本建设投资和生产经营费用 5 不留或少留保安矿柱 以减少矿柱损失 提高矿产资源利用率 10 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 2 2影响矿床开拓方案选择的因素1 矿床赋存条件 包括矿床埋藏形态及其要素 厚度 倾角 沿走向长度及沿倾向深度等 地质构造 层理 节理 褶曲 断层等 矿石和围岩的物理力学性质 坚固性 稳固性等 水文地质条件 地表水 地下水 溶洞分布情况等 等 2 矿石储量和矿石价值 矿床勘测程度和远景 3 地表地形条件 地面运输条件和工业场地地面布置条件 4 选矿厂的位置 5 矿山生产能力和矿井服务年限 6 选用的采矿方法 7 原有井巷的存在状态 11 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 2 3矿床开拓方案选择的方法和步骤矿床开拓选择的方法和步骤包括 方案初选 初步技术经济分析 技术经济综合分析比较 1 方案初选根据矿床条件和地形条件 结合考虑选厂 或矿石转运站 的可能位置及地表运输条件等因素 提出几个技术上可行 经济上无重大或明显缺点的方案 为便于进行分析比较 应拟出各方案的开拓系统 大致确定主要开拓巷道的类型 位置 断面尺寸 以及主要机械设备的形式 规格 数量 并绘出开拓方案草图 12 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 2 3矿床开拓方案选择的方法和步骤拟定开拓方案的方法和内容依据 矿床赋存条件 地形条件等主要有地质勘探报告提供的矿区地质地形图 矿床勘探剖面图等 辅助图 矿体沿走向投影图 纵投影图 矿体不同阶段水平位置图等 内容 1 确定开拓方法 主要开拓巷道形式 通风方式 提升运输方式 2 确定主要开拓巷道的位置 沿走向 沿倾向 地面运输条件 3 阶段巷道布置 3 其它辅助开拓巷道的布置 副井 风井 石门 井底车场等 4 开拓系统三视草图 横 纵 阶段平面 地表等 5 主要机械设备 形式 规格 数量等 13 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 2 3矿床开拓方案选择的方法和步骤2 初步技术经济分析对初选方案进行初步的技术经济分析 删去其中有重大缺点或难于实现的方案 初步分析时 一般不进行详细计算 必要时可概略地计算其工程量和用扩大指标对主要经济因素加以分析 初步技术经济分析的内容包括 1 基建工程量 基建投资和生产经营费用 2 基本建设时间 从投产到达产时间 3 施工条件 劳动力 设备 材料 动力等的供应条件 4 生产技术和生产管理条件 如生产的可靠性 安全性以及劳动卫生条件等 5 是否占用农田或占用农田多少 6 是否留保安矿柱或保安矿柱大小 14 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 2 3矿床开拓方案选择的方法和步骤3 技术经济综合分析比较通过初步技术经济分析后 还剩下二 三个技术和经济上优劣难分的方案 此时 则需要做详细的技术经济计算 按本章第一节所列各项指标进行综合分析比较 最后选定最优方案 进行技术经济综合分析比较时一定要分清主次 对那些同方案有重大关系和差别悬殊的指标 应给予特别重视 在实际工作中 技术经济综合分析比较 通常发生在下列情况中 1 主平硐位于不同标高的比较 2 两条平行的单轨平硐与一条双轨平硐的比较 3 箕斗井与双罐笼井的比较 4 混合井与主 副井各自分开的方案进行比较 5 盲井与明井的比较 6 竖井直接位于选矿厂矿仓或矿石转运站的顶部与竖井靠近矿体 而矿石需要经过转运至选矿厂的方案进行比较 7 辅助斜井与辅助竖井的比较 8 相邻的两矿区采用共同的开拓巷道与各自独立的开拓系统进行比较 15 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 3矿床开拓方案的经济比较方法矿床开拓方案的经济比较方法很多 目前国内外常用的比较方法可归纳为两大类 第一类 不考虑投资和费用的时间价值的方法 第二类 考虑投资和费用的时间价值的方法 方案比较方法 不考虑时间价值 总算法返本期法计算费用法考虑时间价值 年成本法现值法贴现率法 16 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 3矿床开拓方案的经济比较方法不考虑时间价值的方法1 总算法总算法是根据方案的基建投资与生产年限内的经营费总和来比较和取舍方案 它的计算公式 S Z Cn式中 S 总算费用 Z 基建投资 C 年经营费 n 企业的服务年限 2 返本期法返本期法也即投资差额回收期法 按本章第一节的公式计算 把投资差额返本期T同投资返本期T0 标准 相比较 若T T0 则可认为投资较大的方案有较好的综合经济效果 若T T0 则可认为投资较大的方案的综合经济效果不显著 应选用投资较小的方案 若T T0 则可认为两方案综合经济效果相当 应结合其他经济效果指标 综合评价方案的优劣 17 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 3矿床开拓方案的经济比较方法3 计算费用法计算费用法 就是把基建投资与经营费用这两种性质不同的费用统一成为一种性质相似的费用 公式如下 CT C E0Z式中 CT 年计算费用 C 年经营费用 E0 标准投资效果系数 Z 基建投资 由于这种方法利用投资效果系数把投资换算成为与经营费相似的东西 然后和经营费相加而得计算费用 从而变二元值为一元值 这样 在多方案比较中 每个方案都只有一个数值 便可以直接进行比较 因而 大大简化了多方案经济评价工作 在方案比较中 年计算费用低的方案较优 18 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 3矿床开拓方案的经济比较方法考虑时间价值的方法1 年成本比较法年成本比较法的特点是把各方案里的支出都化成一连串的等值定额系列进行比较 2 现值比较法现值比较法是将各方案各时期的基建投资和各年份的经营费 均按统一的基准时间贴现 再将这些时间当量相同的投资与经营费相加 根据各个方案的现值总额多少来取舍方案 3 贴现法贴现法又称报酬率比较法 其实质是寻找一个报酬率 使现今流入与现今流出正好相等 将所找到的报酬率与预定的报酬率进行对比 以决定方案经济效果的优劣 19 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 4选定开拓方案的具体设计 概要 在开拓方案确定以后 就要对选定方案的具体设计 开拓方案设计的主要内容有 1 确定开拓系统井巷工程的空间位置 2 井巷工程断面设计 3 井巷工程工程量计算 4 对开拓系统进行总体文字描述 主要内容包括 开拓方法各类井巷工程形式和定位数据各子系统的构成和运行方式 如通风系统 提升运输系统 排水系统等 5 绘制标准的开拓系统三视图 通风系统立体图等 20 4 矿床开拓方案的选择和比较 4 5矿床开拓方案选择实例1 设计基础资料某铅锌矿 属第三类型中温热液充填矿床 矿区附近为丘陵山地 南部为山势陡峭连绵不断地花岗岩山地 北部 西部为平缓的丘陵地带 东部为地势较高的山地 矿区中部是狭长的冲积盆地 较为平坦 地表高差最大为30 50米 矿床走向为北75 东 走向长3000余米 分为东 西两个矿体 中间有600米长的无矿带 矿体向北倾斜 倾角为30 45 随埋藏深度的增加而变缓 矿体平均厚度为10米 最大达47米 东部矿体在地表的长度为650米 深部长度为1800米 平均厚度为7 93米 西部矿体在地表的长度为260米 深部长度为1900米 平均厚度为12 86米 矿体沿倾斜方向延伸约为600米 矿体上盘为不透水的千枚岩 砂岩和板岩 不稳固 硬度系数f 3 5 矿体下盘为千枚岩 硅化强烈 较为稳固 硬度系数f 10 12 矿体为角砾化含矿带 稳固 f 7 8 矿石体重为2 75吨 米3 围岩体重为2 6吨 米3 选用阶段强制崩落法 阶段高度为40米 工业储量为2066万吨 矿山企业生产能力为120万吨 年 服务年限20年 选矿厂位于矿区西北 在上盘方向6公里处 21 4 矿床开拓方案的选择和比较 2 开拓方案选择 方案初选 根据矿床赋存条件 地表地形条件 选矿厂位置 矿山生产能力等因素 确定 采用集中开拓方案 东西两个矿体合为一个井田开拓 采用竖井开拓 竖井布置在上盘的中央 上盘中央布置竖井 可有两个方案 第 方案 主 副井布置在沿矿体走向中央的无矿带处 并位于上盘岩层移动带以外 地面用5 1km的准轨铁路与选矿厂相连 第 方案 主 副井布置在沿矿体走向中央的无矿带处 并位于上盘岩层移动带以内 地面用5 6km的准轨铁路与选矿厂相连 22 4 矿床开拓方案的选择和比较 2 开拓方案选择 初步分析比较 第 方案 地表运输距离少0 52km 不需要留保安矿柱 工业场地也比较宽阔 但是 石门长度多2831m 基本建设期限也较长 第 方案 由于石门较短 基本建设期限也较短 同时基建时期可出产400t副产矿石 但是 需要留保安矿柱 其储量为188144t 增加了矿石损失 由于两个方案各有优缺点 难于判断优劣 需要做综合分析比较 综合分析比较 计算两个开拓方案的基建工程量和技术经济指标 并对两个方案的基建工程量 基建投资 生产经营费 地面工业场地及地面运输条件 矿石回收率等进行综合分析比较 23 4 矿床开拓方案的选择和比较 矿床开拓方案基建工程量比较表 24 4 矿床开拓方案的选择和比较 矿床开拓方案主要技术经济指标比较表注 保安矿柱回收率按50 计算 25 4 矿床开拓方案的选择和比较 综合分析比较 第 方案 基建工程量较大 井巷工程量比第 方案多34860m3 地面工程量土方多39300m3 石方多83400m3 地面工业场地填方虽少57300m3 但总计土石方量仍多65400m3 基本建设投资多112 9万元 生产经营费多163 8万元 由于石门长度多2831m 使阶段开拓采准时间和基建时间拖长 但是第 方案不留保安矿柱 多采出矿量94072吨 有较宽阔的工业场地 地面运输距离少0 52km 第 方案 要留保安矿柱 多损失矿量94072吨 地面工业场地不如第 方案宽阔 地面运输距离多0 52km 但是 基建工程量 基本建设投资和生产经营费用均少于第 方案 基本建设时间较短 地下运输距离较近短 地面工业场地虽不如第 方案 但地面布置仍属合理 地面运输距离虽多0 52km 但地下运输距离也相应地缩短 留保安矿柱虽多损失矿量 并造成123万元的经济损失 但其损失矿量仅占采出矿量的0 52 而基建时期回收的副产矿石和节约的生产经营费用 可以弥补保安矿柱的经济损失 26 4 矿床开拓方案的选择和比较 2 开拓方案选择根据上述的综合分析比较 从基建工程量 地面和地下运输功 基本建设投资 生产经营费 基本建设时间等各方面 第 方案均比第 方案优越 只在工业场地布置 保安矿柱经济损失等方面不如第 方案 但是 这些缺点可以得到弥补和克服 因此 最终决定选取第 开拓方案 27 4 矿床开拓方案的选择和比较 思考题 1 简述选择正确合理的开拓方案对矿山建设的重要性 2 什么是矿山建设投资总额 什么是产品成本 什么是职工劳动生产率 以上指标中哪一个是反映资金占用的指标 3 简述选择矿床开拓方案的基本要求 4 一般情况下 矿床开拓方案的选择过程分几步 简述各步的主要内容 28 5 采矿方法的选择与设计 在矿山企业中 采矿方法的选择是否恰当决定着回采工艺效率 材料设备需要量 掘进工程量 劳动生产率 矿石回收率以及采出矿石的质量等 因此 在设计中必须充分重视 5 1采矿方法的选择一 选择采矿方法的基本要求1 安全性好这一要求是首要的 是在任何条件下都必须满足的 它包括 保证工人在日常采矿过程中能够安全生产 有良好的作业条件和环境 保证工人在发生坑内灾害时能够及时地撤离危险区 保证安全范围内的地表构筑物不致因采矿方法的影响而损坏等 2 矿石回收率高 贫化率低选择的采矿方法要使矿石回收率要高 这样利于回收地下资源 在回采过程中矿石贫化率要小 要满足加工部门对矿山质量的要求 同时也可减少运输量 3 矿块生产能力大 生产效率高要尽可能地选择生产能力大和劳动生产率高的采矿方法 矿块生产能力大小 对同时生产的阶段数 矿块数影响很大 一般以一个阶段布置的矿块数能满足矿山生产能力为标准来考虑采矿方法的选择 4 经济效益好要尽量选择材料消耗少 采矿成本低采矿方法 要尽量少用木材或不用木材 材料来源尽量就地解决 29 5 采矿方法的选择与设计 5 1采矿方法的选择二 影响采矿方法选择的主要因素1 矿床赋存条件1 矿床的矿体形态 产状 赋存深度 2 矿石与围岩的物理力学性质 矿石与围岩的稳定性 3 矿石的品位及品位变化 2开采范围内工业矿石的储量 3矿床构造影响及矿床涌水情况 4地表是否允许崩落 5技术装备及材料供应情况 6采矿方法要求的工人技术水平和生产管理水平 7加工部门对矿石的质量要求 以上影响采矿方法选择的主要因素在不同的条件下起的作用也不同 在选择采矿方法时 要具体情况具体分析 要全面 综合地考虑 选出最优的采矿方法 30 5 采矿方法的选择与设计 5 1采矿方法的选择三 采矿方法选择的步骤采矿方法的选择一般分三个步骤 即方案初选 技术经济分析和综合分析比较 1 采矿方法方案初选根据矿体地质条件和开采技术条件 初步选择几个技术上可行的采矿方案每个方案要确定其主要构成要素 采准布置和回采工艺 并进行初步的技术比较 删去那些技术上有明显缺陷的方案 剩下的作为初选方案 由于最佳方案是从初选方案中选出来的 因此方案初选时应广泛调查研究 以免漏掉最佳方案 31 5 采矿方法的选择与设计 5 1采矿方法的选择三 采矿方法选择的步骤2 采矿方法的技术经济分析根据矿山的具体条件 对初选方案的主要技术经济指标进行分析对比 从中找出一个最优方案或两三个优劣难分的方案 一般参与比较的有以下几个指标 矿块生产能力 矿块工人劳动生产率 采准切割工程量及其时间 主要材料消耗 矿石贫化和损失 采矿直接成本这些指标一般不需要详细计算 而是根据采矿方法的构成要素 参照类似矿山实际指标选取 可见采矿设计参考资料的重要性 选用的指标误差一般允许在5 10 左右 在分析比较时 要根据矿山的具体条件 注意抓住起主导作用的因素 如贵重稀有资源 回收率是主导因素 在大多数情况下 经过技术经济分析就能确定出采矿方法 然而当有两个或以上方案仍难以分出优劣时 就要通过综合分析比较选出最佳方案 32 5 采矿方法的选择与设计 5 1采矿方法的选择三 采矿方法选择的步骤3 综合分析比较 在技术经济分析阶段 在经济上尚不准确 综合分析比较 是在技术经济分析的基础上对优劣难分的方案进行详细的技术经济计算 求出相关费用 找出经济效果 同时结合其它因素进行综合分析比较评价 最后选定最优的采矿方法 参与综合分析比较的指标有 以价值表示的采矿方法经济效果指标 包括采出矿石成本 最终产品成本和盈利指标等 矿石和有用成分的损失指标 劳动生产率指标 其它指标 如矿块生产能力 采准工程量 材料消耗 劳动条件 采矿方法的灵活性及工艺过程的复杂程度等 33 5 采矿方法的选择与设计 5 1采矿方法的选择实例 某石棉矿 地面标高 5 10米 矿体倾角75 厚2 2 3 1米 走向长3800米 埋深地表至 350米 地表不允许崩落 下盘围岩为白云岩 坚固稳定 矿体为蛇纹石化白云岩 稳定 直接顶板为白云岩 厚2 8米 坚固稳定 上盘围岩为辉绿岩 破碎易冒落 试选择采矿方法 34 5 采矿方法的选择与设计 5 1采矿方法的选择实例 某石棉矿 地面标高 5 10米 矿体倾角75 厚2 2 3 1米 走向长3800米 埋深地表至 350米 地表不允许崩落 下盘围岩为白云岩 坚固稳定 矿体为蛇纹石化白云岩 稳定 直接顶板为白云岩 厚2 8米 坚固稳定 上盘围岩为辉绿岩 破碎易冒落 试选择采矿方法 1 初选 干式充填法水砂充填法胶结充填法留矿法事后充填 35 5 采矿方法的选择与设计 5 1采矿方法的选择实例 某石棉矿 地面标高 5 10米 矿体倾角75 厚2 2 3 1米 走向长3800米 埋深地表至 350米 地表不允许崩落 下盘围岩为白云岩 坚固稳定 矿体为蛇纹石化白云岩 稳定 直接顶板为白云岩 厚2 8米 坚固稳定 上盘围岩为辉绿岩 破碎易冒落 试选择采矿方法 1 初选 干式充填法 水砂充填法 胶结充填法 留矿法事后充填 因矿体薄 水砂充填系统复杂 难实现 故删去 其余三种采矿方法参与技术经济分析 36 5 采矿方法的选择与设计 5 1采矿方法的选择实例 某石棉矿 地面标高 5 10米 矿体倾角75 厚2 2 3 1米 走向长3800米 埋深地表至 350米 地表不允许崩落 下盘围岩为白云岩 坚固稳定 矿体为蛇纹石化白云岩 稳定 直接顶板为白云岩 厚2 8米 坚固稳定 上盘围岩为辉绿岩 破碎易冒落 试选择采矿方法 1 初选 干式充填法水砂充填法胶结充填法留矿法事后充填因矿体薄 水砂充填系统复杂 难实现 故删去 其余三种采矿方法参与技术经济分析 2 技术经济分析列出三种采矿方法的技术经济指标 进行分析对比 37 5 采矿方法的选择与设计 5 1采矿方法的选择实例 某石棉矿 地面标高 5 10米 矿体倾角75 厚2 2 3 1米 走向长3800米 埋深地表至 350米 地表不允许崩落 下盘围岩为白云岩 坚固稳定 矿体为蛇纹石化白云岩 稳定 直接顶板为白云岩 厚2 8米 坚固稳定 上盘围岩为辉绿岩 破碎易冒落 试选择采矿方法 1 初选 干式充填法 水砂充填法胶结充填法 留矿法事后充填 因矿体薄 水砂充填系统复杂 难实现 故删去 其余三种采矿方法参与技术经济分析 2 技术经济分析列出三种采矿方法的技术经济指标 进行分析对比 因为胶结充填成本太高 工艺复杂 留矿法易损坏直接顶板 不能保证事后充填质量 可选出干式充填法为最佳方案 38 5 采矿方法的选择与设计 5 1采矿方法的选择实例 某石棉矿 地面标高 5 10米 矿体倾角75 厚2 2 3 1米 走向长3800米 埋深地表至 350米 地表不允许崩落 下盘围岩为白云岩 坚固稳定 矿体为蛇纹石化白云岩 稳定 直接顶板为白云岩 厚2 8米 坚固稳定 上盘围岩为辉绿岩 破碎易冒落 试选择采矿方法 1 初选 干式充填法水砂充填法胶结充填法留矿法事后充填因矿体薄 水砂充填系统复杂 难实现 故删去 其余三种采矿方法参与技术经济分析 2 技术经济分析列出三种采矿方法的技术经济指标 进行分析对比 因为胶结充填成本太高 工艺复杂 留矿法易损坏直接顶板 不能保证事后充填质量 可选出干式充填法为最佳方案 以上矿体若不是石棉矿 而是品位很高的金矿 那情况可能就不一样了 39 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计采矿方法确定后 或进行综合分析比较需要时 即可进行采矿方法设计 确定标准矿块的结构尺寸 布置采准工程 切割巷道 决定回采工艺 选择主要设备 确定各类人员 计算矿块生产能力 劳动生产率 矿石损失率和贫化率 万吨采切比 材料消耗 采矿直接成本等主要技术经济指标 一 矿块构成要素矿块构成要素一般包括矿块的长度 宽度 高度 矿柱尺寸和位置等 设计时 应该在确保安全及矿柱不遭破坏的条件下 尽量加大矿房储量 同时还要满足设备性能的需要 尽量减少采准工程量 满足储量升级等要求 二 采准布置及采准工程量计算1 采准巷道布置的原则 满足回采工艺及设备性能的要求 满足生产安全及良好的工作条件要求 采准巷道尽量做到探采结合 尽量减少矿柱 尽量减少采准巷道和不必要的脉外巷道 根据以上原则确定标准矿块采准巷道布置 并画出标准矿块设计图 40 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计2 采准 切割工程量计算采准 切割工程量计算的目的在于确定采准 切割工程量 矿块工业储量 采出矿量 万吨采准比 采准工作面数目 采准时间 以及采准所需设备 材料消耗和人员数量等 计算的依据主要是标准矿块设计图 显然在进行采准 切割指标计算以前 必须先确定采准切割巷断面形状 尺寸和支护方式 千吨采准比的计算一般分以下四步计算 41 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计 计算采准 切割工程量根据标准矿块采矿方法设计图 按表5 1计算 采准工程量表表5 1 42 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计 计算矿块工业储量根据标准矿块采矿方法设计图 按表5 2计算 矿块工业储量计算表表5 2 43 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计 计算矿块采出矿石量根据表5 1 表5 2计算结果和设计所选取的矿石回收率 贫化率指标 按表5 3计算 矿块采出矿山量计算表表5 3 注 表中矿块贫化率 的计算式为废石混入率 44 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计 计算千吨采准比根据表5 1 表5 2 表5 3的数据 用式 5 1 计算千吨采准比 采准系数 也可用式 5 2 计算采准出矿比 采准比 K1 1000 L T 米 千吨 5 1 K2 1000 Tzh Tg T 5 2 式中 K1 千吨采准比 采准系数 米 千吨 L 矿块中采准巷道与切割巷道的总长度 米 表5 1中求得 T 矿块的采出矿石量 吨 表5 3中求得 K2 采准出矿比 采准比 Tzh 采准巷道采出的矿量 吨 表5 3中求得 Tg 切割巷道采出的矿量 吨 表5 3中求得 45 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计 同时掘进的采准切割工作面数同时工作的采准 切割工作面数N可按式 5 3 计算 N 10AbK1 V 个 5 3 式中 Ab 矿井班产矿石量 万t 班 Ab A n1n A 矿井年产矿石量 万t a n1 矿井年工作天数 d a n 矿井日工作班数 班 d K1 采准系数 m kt V 采准切割巷道平均掘进速度 m 班 注意 1 当计算的N值为非整数时 采取收尾法取整 2 以上是计算采准和切割同时掘进工作面数 也可以用同样的方法分别计算采准 切割各自同时掘进工作面数 46 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计 采准 切割所需设备数采准 切割所需凿岩机台数 按同时掘进的采准切割工作面数 巷道平均掘进速度及凿岩机台班效率进行计算 采准 切割所需装岩设备应根据井巷规格 单位时间掘进量 同时工作面数及可能采用的装岩方式等因素确定 计算出凿岩 装岩设备数后 实际需要 配备 的设备数应乘以一个备用系数 备用系数见有关设计参考资料 采准 切割所需人员 材料和费用采准切割所需人员可按劳动定额或岗位进行配备 同时考虑出勤系数 采准 切割所需材料消耗应根据掘进设计或工程技术特征 按材料定额或实际需要计算 根据采准 切割各种工程工程量和各自的成巷单价可算出采准切割总费用 c采切 矿块采出吨矿摊销采切费用等于采准切割总费用除以矿块采出矿石量 它是矿块采矿成本的一部分 47 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计三 回采计算回采计算的内容包括 决定矿房回采工作组成 制定工作循环图表 决定矿房的日生产能力 决定同时回采的矿房数 计算主要回采技术经济指标等 1 决定回采工作组成回采计算应首先根据所选择的采矿方法决定回采工作组成 即决定回采工作的主要作业 工序 组成 采掘设备及作业间的联系方式 然后计算各项作业的延续时间 制定出回采作业工作循环图表 这是采矿方法设计的核心 是发挥采矿设计者智慧的地方 也是回采计算的基础 有以下几项主要工作 确定回采作业循环的工序组成和劳动组织形式 专业队或综合队 初步确定各工序的工作任务 工作量 确定各工序的人员配备 设备配备 材料消耗和作业时间 初排回采作业工作循环图表 调整回采作业工作循环图表 考虑同时回采矿块之间的协调 以电耙出矿的房柱法为例 48 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计三 回采计算回采作业循环图表 49 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计2 矿房生产能力矿房的日平均生产能力P按下式计算 P Ts ts nbnm t d 式中 Ts 一个循环中工作面采出的矿石量 t 应含回采贫化 损失 ts 一个工作面的回采循环时间 班 nb 每昼夜回采工作的班数 班 d nm 矿房中同时回采的工作面数 采用留矿法时 按下式计算 P Tf tz t0 t d 式中 Tf 矿房中回采的矿石量 t tz 矿房中落矿时间 包括部分放矿 d t0 矿房中放矿时间 d 50 5 采矿方法的选择与设计 5 2采矿方法设计3 各类回采采场数回采采场包括回采矿房和回采矿柱 矿山所需同时生产的矿房 矿柱数目根据回采矿量和各类采场的生产能力计算 同时生产的矿房数nf 个 nf Arif P式中 Ar 矿井日产量 t d if 矿房采出矿量百分率 P 矿房日生产能力 t d 在计算出同时生产的矿房数以后 要排各生产矿房之间总作业循环图表 以协调各矿房之间的生产均衡和设备 人员工作协调 必要时要重新调整矿房回采作业