矿山设计原理 1

第二章矿山企业生产能力和服务年限,第一节概述生产能力概念-是指矿山企业正常生产期间单位时间内所生产的矿石量。黑色矿山（铁、锰）一般以年生产量表示；有色矿山一个以日产矿石量表示。,按照能力大小分类（地下铁矿）,大于100万吨/年-大型30-100万吨之间-中型小于30万吨-小型,第二节确定矿山企业生产能力依据,确定能力一般遇到三类情况：-国家计划部门根据发展国民经济计划的要求和资源条件，对具有建设条件的地区或矿点作远景规划时，需要估算矿山可能的年生产能力；-上级主管领导机关，根据国家或地方（业主）对矿产品的需求并考虑具体情况，事先确定了拟建企业的年生产能力（钢产量）并在设计任务书中作了规定（矿石产量）的；-设计单位受上级领导机关（业主）的委托，确定生产能力并报上级主管机关的批准，作为文件下达到设计单位。,第四类情况-根据矿体条件自主论证确定生产能力，并与业主沟通确定,确定生产能力的主要影响因素,-矿床的工业储量-采出品位-矿床勘探程度-矿床地质和开采技术条件-国家和地方对矿石产品的需求一般来说：主要考虑储量大小和勘探程度，其次考虑其他因素对于储量大，但浅部矿量小，或者矿区储量大但点很分散、矿体类型比较复杂，矿体赋存要素不稳定矿体，建议分期开采，其能力要由小再加大；对于地方性，资金不很足企业，建议由小加大。,第三节矿山企业生产能力的确定方法,一般按照技术可能性进行论证（教材的第二部分）一般采用四种方法1按照矿块开采年下降速度2按照同时可以布置的矿块数3按照新中段准备时间4按照经济合理年限,-矿块式采矿法生产能力,该类型采矿方法包括：-分段空场法（包括阶段矿房、爆力运搬）-房柱法、全面法-留矿法-充填法（除进路法之外）-有底柱分段崩落法,矿块式采矿法生产能力计算步骤,（1）确定阶段高度（2）选定回采顺序和矿块参数（3）统计各阶段可布置矿块数、计算有效矿块数（4）计算可能的采矿法比例（5）确定和选取矿块生产能力及矿块利用系数，计算阶段产量（6）调整阶段生产能力，编制年生产能力计划表（7）平衡和确定生产能力,（N1q1+N2q2）KEtA=-1-ZA-生产能力q-矿房、矿柱生产能力N-同时工作的矿房、矿柱回收数K-矿块利用系数（0.30.6）E-地质系数（0.7-1）Z-副产矿石率（根据各种条件计算或者查表确定）t-年工作天数,-无底柱崩落法生产能力确定核心,有效进路数计算-上下二个分层矿体重叠部分作为下分层可布置进路的统计范围-统计出可布置进路条数并计算出平均长度-统计大于平均长度的可布置进路数及其平均长度-小于平均长度的可布置进路总长度有效进路数计算N=Nd+l/LN-分段内有效进路数Nd-大于进路平均长度的可布置进路数l-大于进路平均长度的可布置进路长度之和L-大于进路平均长度的进路平均长度,生产能力论证-按照可布置矿块数,矿山企业年生产能力从根本上讲是由其同时作业的阶段和阶段内同时回采的矿块来保证。而阶段内的矿块数是由既定的采矿方法和构成要素所确定划分矿块的采矿方法包括分层空场法、房柱法、全面法、留矿法、充填法等用矿块布置法来确定可布置的有效矿块数，并考虑同时回采的矿块利用系数，就可以确定阶段内同时工作的矿块数,有效矿块-就是指在阶段平面上的矿体轮廓范围内，剔除二翼边角、上下狭小、短小不完整部分和因地质构造破坏需要留临时矿柱地段的矿体外可以布置的矿块数，即为有效矿块,同时工作的阶段数-根据阶段的生产准备和回采工作的配合关系及其采用的采矿方法，各矿山同时作业的阶段是不同的-正常情况下，应避免多阶段作业。多中段作业存在生产不集中、管理复杂、安全难以保障等因此同时工作阶段数不应多于3个，其中1-2个为生产回采，其余为生产准备，而当二个中段同时进行回采时，要求上阶段要超前下阶段40-50米。,同时工作矿块数的利用系数-是指同一个阶段内同时回采的矿块与有效矿块数之比。一般为0.3-0.6，无底柱有效进路的利用系数一般为0.16-0.33（条件好取大值）,生产能力论证-按照可布置矿块数计算,NKqEtA=-1-zA-矿山生产能力吨/年N-一个阶段内可布置矿块数K-同时回采矿块的利用系数（查表确定）Q-矿块日生产能力E-地质影响系数（0.7-1）T-年工作天数Z-副产矿石率%,本计算公式与前面矿块式方法能力计算方法区别-设计手册使用-前面公式包括了矿柱回采能力,生产能力论证-按照年下降速度,主要意思,生产能力论证-按照可布置矿块数,SVA=-K1K2K31-S-阶段上矿体可采的水平面积V-开采下降速度（类比查表）米/年-矿石容重-矿石回收率%K1、K2-分别为矿体厚度、倾角休整系数（一般是按照厚度12-35米，倾角600提出的，不一致时需要调整-查表）K3-地质系数（0.7-1）-矿石贫化率（严格是废石混入率）%,生产能力论证-按照新中段准备,主要意思-为了保证持续、均衡的生产，要求做到“采掘并举，掘进先行”，在完成本中段开采之前要先行完成新中段的准备，保证顺利过渡。,生产能力论证-按照新中段准备,t0tn（阶段回采年/新中段准备年-开拓+采准）to=k超tn（K超-超前系数，大于1）Qto=-E（可采的阶段矿量/地质系数）A(1-),生产能力论证-按照新中段准备,Qto=-E=K超tnA(1-)Q所以：A=-EK超tn(1-),生产能力论证-按照新中段准备,新中段准备年（开拓+采准）tn的确定：包括确定开拓量及时间、采准量及时间-一般是估计值实际生产能力要小于A,生产能力论证-按照合理服务年限,由于矿山建设投资规模大，需要建设很多的基础设施，不建议就建设后很快就没用-能力过小：投资的设施已经报废，还要新建-能力过大：投资的设施未到年限就不再使用，也是浪费,生产能力论证-按照合理服务年限,经济合理年限大型（100万吨/年）25年中型（30100万吨）20年小型（小于30万吨）10-15年,生产能力论证-按照合理服务年限,矿山服务年限QET=-A（1-）求得：QEA=-T（1-）,生产能力论证-按照合理服务年限,按照确定的生产能力计算服务年限时，所得到的是矿山企业的计算服务年限，是平均概念。实际矿山服务年限如下,t1:增长期t2:正常期t3:减产期T:计算年t0=t1+t2+t3-实际服务年限,t1,T,t2,t3,A,年限T,第四节矿山生产能力确定方法评述,按照同时回采矿块数法-是比较精确的方法优点：-以可布矿块数及其能力为基础，反映了采矿方法、回采顺序、工艺特点、出矿设备等，接近实际-适用性比较广，并且受矿体赋存条件影响小-避免了波动幅度大和不适应多矿体、复杂矿体的弊病,按照同时回采矿块数法,缺点：-计算年生产能力前要选定好采矿方法，参数、主要设备，以便确定矿块能力-对某些划分矿房、矿柱时，需要分别计算矿房、矿柱能力，比较复杂-该方法可用于初步设计，可研等，使用广泛，精度较高,按照年下降速度计算法,按照年下降速度计算法-估算的方法存在问题：-计算结果波动幅度大（如厚1米、5米2个矿-长度等一样时计算结果差别大-而实际不是-见公式计算）-不适合计算多矿体的年生产能力（合起来算时计算结果偏小，分别计算时则结果偏大-图计算）-当矿山采用矿房、矿柱二步骤回采时，由于矿柱回采相对比较复杂，拖的时间比较长，探采需要在同一阶段内重复进行，因此，其计算方法不适用。,按照年下降速度计算法,-适用于单一矿体、矿体比较规整矿体-由于计算的资料数据为矿山统计值，而各个矿山实际会有很到达差别，其计算结果精度不高-因此，该方法适用于矿山的远景规划或者概略性的验证生产能力,按照新中段准备时间论证计算方法：,是在用其他方法确定其生产能力之后，用以验证新中段的准备时间能否满足正常生产的要求。在特殊情况下-年下降速度很快的薄矿、多阶段开采的井巷工程量比较大、地质条件复杂的矿山有可能会出现新中段的开拓、采准满足不了接续生产时使用。,按照经济合理服务年限计算法：,该方法未考虑矿山赋存条件、地质构造、采矿方法等因素，其在实际应用中不单独使用，只是验证使用,总评述,确定矿山生产能力是一个复杂的技术经济过程，需要根据所要求的估算或者精确计算进行选择一般是先按照同时布置矿块数（开采的技术上可能性）确定矿山生产能力，并用其他方法进行验证，最后再进行平衡。,例题,某矿为层状矿，产状比较稳定。矿体走向N250E，矿层厚度13-15米，倾角300-450，平均350，F=3-5，走向长约3350米，采用平硐开拓，中段高40米，分段崩落法开采，采场长度60米，T4G出矿，采场平均日生产能力为200吨，开采贫化率15%，矿石容重为3.0吨/米3，深部尚有500万吨矿石量，需要再采用盲竖井开拓，见图示。相关基础数据见表。矿山年工作330天，每天三班，每班8小时，矿山生产能力初步定为60万吨/年，验证其合理性。,120,80,0米,矿石量及阶段矿体长度表,中段名称中段长度（米）中段矿量（万吨）120米3704880米120019540米24003680米3600480合计1041,产量论证,按照同时回采矿块数按照年下降速度按照新中段准备时间按照经济合理服务年限,本章小结,能力确定方法一般采用四种方法1按照矿块开采年下降速度2按照同时可以布置的矿块数3按照新中段准备时间4按照经济合理年限,本章小结,四种计算方法过程及参数选择熟悉计算,作业,某矿矿层厚度3-8米，平均5米，倾角100-250，平均150，F=10-12，走向长约1800米，采用竖井开拓，中段高40米，房柱法开采，采场长度50米，电