阿右旗铁矿铁b矿体开采设计方案_毕业设计说明书

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目阿右旗铁矿铁B矿体开采方案设计学生姓名学号专业班级指导教师陈世江袁绍国目录摘要1ABSTRACT2第一章矿区概况111交通位置112气象条件113地质特征1131矿区地质1132矿床地质特征2133矿石质量314水文地质7第二章矿井生产能力演算921矿区范围922矿井的年生产能力9221生产能力计算10222三级储量的计算1023工作制度11第三章开拓方案选择1231矿井开拓及基本要求12311矿床开拓方案选择的基本要求12312影响开拓方案井巷类型选择的主要因素1332矿床特征及地貌特征1333方案选定13第四章开拓巷道设计1441井筒位置及断面设计14411主井位置的选择14412井筒详细信息14413井筒断面尺寸的确定15414竖井井筒断面1642巷道的确定1643石门断面2144穿脉断面的确定2345阶段平面设计2346井底车场2447生产系统24第五章采矿方法2651采矿方法的选择26511矿体赋存条件、结构及围岩情况26512采矿方法2652矿块布置27521矿块结构参数27522采准切割27523回采2753工作面的设备选择28531凿岩设备28532出矿设备2954空采区处理2955劳动组织29551矿井工作制度29552回采循环作业表29553劳动组织表30554技术经济指标30第六章开采计划3261简述3262基建进度计划32621开采计划3363采掘进度计划的确定原则34第七章矿井通风3671概述36711通风系统选择原则36712通风系统的几项具体规定3672矿井通风方式与通风系统的选择36721矿井通风方式36722矿井总风量计算及风量分配3773回采工作面需风量计算3874矿山总风压及等积孔的计算4175通风设备的选择41第八章矿山提升与运输4381概述4382提升设备的选择43821提升容器的选择43822钢丝绳的选择45823提升机的选择4783运输设备的选择49831运输方式的确定50832阶段运输巷内运输设备的选择51833电机车牵引矿车数及机车数量的确定52第九章排水5591矿山涌水量5592排水设备的计算与选择55921选择水泵55922选择水管56923水泵扬程的校核56924确定水泵工况57925水泵工作台数及总台数58926计算电动机功效5993水泵房的设计6094水仓设计61第十章供电63第十一章矿井环境保护64111环境保护设计依据64112主要污染物及控制措施64113生态变化及防治措施64第十二章技术经济指标66参考文献69致谢70摘要本矿山采用地下开采，生产能力为30万吨/年。尽可能的增大矿石回采率，实现矿山的经济、安全、环保的综合效益，是现代矿山的发展方向。根据矿区的地质地形条件、矿体的埋藏条件和矿体特征，可以采用竖井开拓方式和浅孔留矿采矿法。矿井提升运输设备的选择应与矿山的生产能力以及工作制度相匹配，本矿采用罐笼提升；采掘进度计划表的编制应满足矿山产量的相对稳定。矿井的通风方式选择为中央对角式，机械抽出式通风方案，能很好的满足各巷道及硐室对新鲜空气的需求；回风井设梯子间兼做安全出口。排水采用多级水泵扬水加巷道水沟排水。地面矸石堆、尾矿库采取环境改善措施。关键词竖井开拓；浅孔留矿采矿法；机械抽出式通风ABSTRACTTHEDESIGNISBAOFENGGUYANGMININGGOLDOREBODYNOPROGRAMDESIGNTHEOUTPUTOFDESIGNEDISANNUAL100,000TONS,ANDITSLIFEISSERVICEFOR27YEARSTHEDESIGNINCLUDESOMECONTENTSASFOLLOWCOMPARINGTHECHOICETOTHEPROGRAMOFDEVELOPMENT，DESIGNINGTHEMETHODSOFEXTRACTION,DESIGNINGVENTILATIONSYSTEMSANDDESIGNINGTHEHOISTINGANDTHETRANSPORTIONSYSTEMANDSOONINTHISMINE,THEDEVELOPMENTISTHEUNDERFOOTWALLOFTHEVERTICALSHAFTS,ANDDESIGNTHEMINEBETWEENTHEEXPLORATIONLINEOF18MININGMETHODFORTHESHORTHOLESHRINKAGEMETHOD,THEDIGGINGHEIGHTIS50METERS,ANDIN5PHASESLAYOUTTHEROADWAYTHEVENTILATIONSYSTEMADOPTTHECENTRALDIAGONALVENTILATIONSYSTEM,THEMAINSHAFTUSETHESINGLECAGETOHOIST,ANDTHETWOVENTILATIONSHAFTSLAYOUTINTHETWOWINGSOFTHECOLLAPSEAREAOFTHEOREBODYASASAFETYEXITTHEDRAINAGESYSTEMADOPTTHEINTEGRATEDDRAINAGEINADDITION,SUCHTHESIZEOFTHESHAFTSECTION,THESIZEOFTHEROADSECTION,THECHOOSEOFTHEELECTRICLOCOMOTIVE,THECHOOSEOFTHETHEMINECAR,THECHOOSEOFTHEDRAWINGEQUIPMENT,THECHOOSEOFTHEVENTILATIONEQUIPMENT,THECHOOSEOFDRAINEQUIPMENTAREALSORELATEDTOTHEDESIGNKEYWORDSUNDERFOOTWALLOFTHEVERTICALSHAFTSDEVELOPMENTSHORTHOLESHRINKAGEMETHODCENTRALDIAGONALVENTILATIONSYSTEM第一章矿区概况本章主要介绍矿区的地理位置、行政隶属关系、矿区地形地貌、矿区地质特征以及矿体的特征。11交通位置阿右旗铁矿，位于内蒙古阿拉善右旗卡休他他北约25公里，南距兰新铁路河西堡车站直距137公里，有简易公路，行程171公里。12气象条件矿区属大陆性沙漠干旱气候，降水稀少，蒸发强烈，日温差大。据一九六五年至一九六八年阿右旗气象台资料，年平均气温78，七月最高气温364，元月最低气温252，日温差一般1819。年降雨量591385毫米，主要集中在夏、秋多暴雨。年蒸发量40004500毫米，湿度系数00150031。所以矿区地下水的补给条件是很差的。矿区南部山区属剥蚀残山低山丘陵，山势低缓，分水岭开阔山前洪积，风积平原宽约34公里，地形平坦，坡降约千分之五。为平沙地和波状沙丘地，起风后沙子吹扬严重。下部为未胶结的砂砾，一般不含水。13地质特征131矿区地质矿区地处中朝准地台阿拉善台隆北大山拱断束的西段北缘，南邻潮水中新凹陷，构造线的总体方向为北西西东西向。其特点是地层简单，构造以断裂为主。火成岩发育。矿区地层为一走向近东西，倾向南，倾角4278度产单斜构造，仅局部见有平缓的小褶曲。断裂较为发育，其中以压性断裂（F5、F6）为主，压扭性断裂（F1、F2）、张扭性断裂（F3、F4）次之矿区内后期脉岩也较发育，脉岩后期断裂及破碎带贯入，其脉岩有辉绿玢岩，花岗伟晶岩和石英岩等。132矿床地质特征本矿床共分南北两个矿带。南带由八个矿体组成。北带由十六个矿体组成。南北两个矿带共24个矿体，除北矿带的、号矿体较大外，其余的均为远离主矿31214体的矿条，厚度较小，矿石较贫。仅列表予以说明（表2）现就北矿带的三个主矿体分述于后号矿体为矿区最大的矿体，纵贯全区，长1300米，厚129米，最厚3153米。为似层状，走向近东西向延展。南倾，倾角8146，由东向西倾角逐行依次变缓。沿斜深亦为上陡下缓，向下变薄趋于尖灭。与矽卡岩层以020的角度相交，矿体在中部埋深最大（9行垂深108米），延伸最深（垂深290米仍未趋于尖灭），两端出露最高，故沿走向在812行间为马鞍形的凹陷出现，磁法异常在此段的低缓也与矿在此段的变贫埋深有关。矿体的西段上部和东段中部为富矿，其余为贫矿，各品级所占比例富矿3878，贫矿5975，表外矿147，三者共占矿区总储量的8782。号矿体仅见12行，为单剖面控制的盲矿体，长200米，厚110米，斜深12148米，为一扁平的透镜体状。近东西延伸，南倾，倾角70左右，上部为富矿，下部为贫矿，贫富各占二分之一左右。号矿体见于1214行间，矿体长400米，最厚8米，斜深长212米。为14似层状作北西77方向延展，倾向南西，倾角80左右手，为唯一赋存于内接触带面较大的一个隐状贫矿体。综上所述，北带所见16个矿体，其中富矿占3417，贫矿占6032，表外矿占55。富矿比较稳定，夹层较少，品位我变化在4558之间，最高达6244，平均品位4818。贫矿变化较大，夹层较多，品位变化在304499，平均品位3289。关于矿层厚度变化系数，厚度与长度的变化比率，长度与斜深之比，以3个主矿体为例，列于下表表11从上述厚度变化系数来看，属第一、二类矿床即极稳定及稳定的矿床类型。133矿石质量矿石类型，结构、构造及物质成分1331、矿石中的金属矿物主要为磁铁和少量的金属硫砷化物组成。按矿石中各自然组合样品分析结果，结合选矿冶炼技术条件和工业利用的品位分为富矿石（TFE45），贫矿石（TFE30149）和表外矿石（TFE20299）三类。1332、根据矿石中磁铁矿矿物的含量，自然组合和在空间的分布，分为八种构造主要构造有致密块状、稠密浸染状、浸染状。次要构造有稀疏浸染状、木纹状、条带状、角砾状、脉块状。1333、矿物描述及生成顺序组成矿石的金属矿物计有磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿、红砷镍矿、磁黄铁矿、斜方砷钴矿、辉钴矿、镍质辉钴矿、镍质辉钻矿、镍黄铁矿、紫硫镍铁矿、方黄铜矿、钴毒砂、含钴毒砂、黄铜矿、自然铋、斜方砷镍矿、黄铁矿、白铁矿、方铅矿、闪锌矿、毒砂、辉铋矿、斑铜矿、兰辉铜矿等二十七种之多。其中磁铁矿组成了矿石的主组分；斜方砷钻矿、辉钴矿、镍质辉钴矿、钴毒砂为含钴之主要矿物；红砷镍矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿、紫硫镍铁矿，分布较多而普遍，且与钴矿物共生产出；其余含量均少。矿石的化学成分见下表矿体编号厚度变化系数长与厚度之比长与斜深之比号矿体3号矿体12号矿体142116（走向）2316（倾向）1040（走向）10081281501661141191矿体规模矿物组合表12矿体编号位置长（米）最厚（米）斜深（米）矿体形状矿体产状矿石品级金属矿物脉石矿物矿石平均品位（）所处带别115千填图区415透镜状贫矿磁铁矿2同上310同上同上同上外带3同上83同上同上同上内带4同上309扁豆体同上同上同上5同上253同上北东倾倾角75同上磁铁矿、黄铜矿、孔雀石钙铁辉石、石榴子石、阳起石2225外带6同上2511同上同上磁铁矿、黄铁矿、斜方砷钴矿、红砷镍2733内带C2ZK6斜厚653南倾表外2549斜厚1034表外一富矿2356473725行2003852似层状南倾倾解40贫矿磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿辉透石3881外接触带4同上2006064扁豆体南倾倾解40表外磁铁矿、黄铁矿阳起石、透辉石2875内接触带57行13030128似层状南倾倾解66同上磁铁矿、黄铜矿透闪石、阳起石外接触带6同上742069同上南倾倾解63同上磁铁矿、金属硫化物、红砷镍矿、钴矿物阳起石、透辉石2485同上79行1023978同南倾倾同上磁铁矿、透辉2475同上上解74钴矿物石、阳起石8同上10058120扁豆体南倾倾解74贫矿磁铁矿、黄铜矿、钴矿物同上3422同上9同上10059106同上南倾倾解64表外磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、钴矿物同上2392同上1012行1063279同上南倾倾解65贫矿磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿透辉石、透闪石3052同上11同上20490168似层状南倾倾解62表外磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿阳起石、透辉石2554同上13同上3002070矿脉南倾倾解70同上同上同上2244同上11行19510078似层状南倾倾解46贫矿同上透辉石3228外带下部16同上4040同上南倾倾解46表外同上阳起石、透辉石2555内带表13矿石中有益、有害组分矿石中有益成分是铁，其他有害组分有硫、磷、砷、二氧化硅等，除上述成分外，光谱分析中未发现含量高的其他组分。1334、矿石化学成分及有益有害无素的含量组成矿石化学成分的主要组分是铁。伴生有益组分有钴、钾等。造渣组分为二氧化矽、三氧化铝、氧化钙、氧化镁。有害成分最高含量（）平均百分比（）全铁TFE44313356可熔铁SAFE44263007氧化亚铁FOE31521646硫S14320148磷P00800034砷AS0014800017二氧化硅SIO25470190元素有硫、磷、砷、铅、锌等。表14各元素在矿石中的平均含量各元素平均含量（）矿石品级TFESIO2AI2O3MGOCAOCUCOGAGE富矿481814543543386600050010001400013贫矿3289239959651110240080044000058000018表外矿2552312072761313140080011000091各元素平均含量（）矿石品级MONIMNSPASPBZNSO3灼减富矿00200380111350025002004004229137贫矿00202019300320019003595293表外矿26400510049656276表15全铁与可熔铁、氧化亚铁的关系及二硫化铁的含量矿石类型组合样数TFE与SFE平均差值（）TFE与FEO平均比值FES2平均含量（）备注富矿石2247270014贫矿石7504224383表外矿石8681229240FES2平均含量仅系五个相分析样品结果统计，代表性差。1从表5可看出，铁主要来源于磁铁矿中。虽肉眼观察局部硫化物较多，但总的平均含量不太高。以原生矿石为主，氧化矿石量。（2）造渣组分造渣组成来源于脉石矿物。各类型矿石氧化钙加氧化镁与二氧化硅加三氧化二铝的比值是富矿石英钟050，贫矿石050，表外矿石055。由此可看出，各类型矿石全属半自熔矿石。（3）有害组分硫主要存在于金属硫化物内，含量变化大，最高101，最低014，平均189，超过允许范围，故矿石系高硫磁铁矿矿石。其它有害杂质含量均符合要求。表16选矿最终指标和精矿组合分析结果品位（）回收率（）产品名称产率（）TFESFETFESFE精矿44356159608577128587尾矿5565145679822881413原矿10000356231631000010000适宜的选矿条件是磨矿细度为200目的含量8022，电流强度12安培，这时磁场强度9001100奥斯特。磁选后最终精矿中的有害元素含量符合平炉炼钢要求，可作为矿床评价依据。表17精矿组合分析结果表名称含量（）名称含量（）名称含量（）名称含量（）TFE6195MGO062CU0004AL2O3066SFE6085S0045ZN001PB00036SIO21128P0008TIO2009114水文地质矿区位于山前洪积风积平原，北临巴丹吉林大沙漠。矿床全为第四系洪积、风积沙、砾和风成沙所覆。矿区属大陆性沙漠干旱气候，降水稀少，蒸发强烈，日温差大。据一九六五年至一九六八年阿右旗气象台资料，年平均气温78，七月最高气温364，元月最低气温252，日温差一般1819。年降雨量591385毫米，主要集中在夏、秋多暴雨。年蒸发量40004500毫米，湿度系数00150031。所以矿区地下水的补给条件是很差的。矿区南部山区属剥蚀残山低山丘陵，山势低缓，分水岭开阔平坦，沟谷坡降小，堆积物很薄。山区内在一些大沟冲积砂砾中埋藏有孔隙潜水，水位很浅，水质较好，但一般水量不大。如梧桐沟、口子井沟地下水即属此种类型。山前洪积，风积平原宽约34公里，地形平坦，坡降约千分之五。为平沙地和波状沙丘地，起风后沙子吹扬严重。下部为未胶结的砂砾，一般不含水。1、矿床地下水上部第四系砂砾层，一般厚约2535米，由南往北增厚，中部7行附近厚度较大达40余米（ZK54188米，ZK94752米）。该层属透水层，仅在7行附近可能有局部含水层。基岩表层风化带相对含水较多，该带深度一般2030米。根据ZK27孔基岩风化带抽水试验资料，换算竖井涌水量。风化带厚度28米，钻孔涌水量018升秒（抽水降深2542米），假设竖井半径2米，竖井涌水量为93吨昼夜。计算结果表明涌水量很小，但因矿床位于山前平原，有一定补给来源，仍需要有排水设施，以免影响施工。地下水水质类型属氯化物硫酸盐钠型水，固形物3864毫克升。水质极坏，生活用水、工业用不都不适宜。但属弱碱水，碳酸含量很低，故对水泥和铁器腐蚀性很小。2、矿区供水矿区无地表水，供水全靠地下水，由于矿区地下水极为贫乏，故供水问题已成为影响矿床开采的一极端重要问题第二章矿井生产能力演算21矿区范围依据地质资料和工业场地的确定，确定矿范围的拐点坐标见表21。表21矿区拐点坐标拐点坐标拐点编号XY153006574918517252997823321695373218863317914473213426184745934206643684956933660237646817127610794324285根据17拐点，可以确定矿区的开采范围，矿区面积81991M2。参照一般工业指标要求，结合矿区的具体情况，经过与地质局生产组共同研究，按照需磁选铁矿石一般工业指标要求，确定矿区工业指标如下（1）矿体边界品位可熔铁（SFE）20（2）块段平均品位可熔铁（SFE）25（3）最低可采厚度2米（4）夹石剔除厚度2米22矿井的年生产能力矿区的主要矿体均为层状，矿化连续性比较好，规模比较小，沿倾向呈波状起伏，倾角变化不大，勘探线基本平行，并大致垂直矿体的总走向；钻探作为主要控矿手段，且钻孔在勘探线上分布较均匀等。选择垂直平行断面法进行储量计算。经计算，本矿块设计利用储量Q81991X878X38527715万吨。221生产能力计算根据矿井工业储量、矿床赋存条件，开采技术条件，经济条件，技术与管理人才条件，以及本次矿山设计的要求，该矿山的生产能力为30万吨/年。由于在井田范围已定的条件下，矿床工业储量是一定的，而矿井服务年限随矿井生产能力的变化而不同。因此，矿井服务年限可由下式确定（21）（R1AKQT式中T矿井服务年限，年；K矿石总回采率，80；R废石总混入率，30；Q设计利用储量，27715万吨；A矿井的年生产能力，30万吨。则T105年222三级储量的计算为保证矿山的正常生产，并且确保开拓超前采准，采准超前回采，在安排生产时，要确保开拓储量、采准储量、备采储量均满足国家规定，应不小于以下计算结果（1）开拓储量QK（22）KR1TAK）（式中A矿井的年生产能力，30万T/A；TK开拓储量的保有期，3A；R贫化率，30；K矿石回采率，80。则7875万吨。80/310QK（2）采准储量QZ（23）KR1TAZ）（式中TZ采准矿量的保有期限，05A。则QZ3005（130）/8013125万吨（3）备采储量QB（24）12KRTAB）（式中TB备采矿量的保有期限，3个月。则QB30（3/12）（130）/80656万T23工作制度矿井采用连续工作制度，每年工作天数为330天，每天工作班数为3班，每班工作时间为8个小时，三班一个循环，一般有下列两种循环方式三班分别进行凿岩，爆破，放矿通风和平场作业。一班凿岩爆破，一班放矿通风，一班平场准备。第一种方式一般适用于一次崩矿量较大的情况，优点是出矿量时间较长，本矿日产量为906吨，能达到规定要求。缺点是平场准备工作与凿岩工作在同一班内进行，有可能造成互相干扰，同时采场内的粉尘量也较多。第二种方式的优点是采场准备工作时间比较充足，准备工作不会干扰凿岩作业，适用于一次崩矿量不太大的情况。经过比较选择，最后决定采用第二种方式。第三章开拓方案选择31矿井开拓及基本要求为开发地下矿床，从地表向地下掘进一系列的井巷通达矿体，便于人员出入以及把采矿机械设备、器材等送往各采区工作面；同时把采出的矿石由井下运往地表，使地表与矿床之间开成一条完整的运输、提升、通风、排水、动力供应等生产服务井巷，这些井巷工程的建立叫做矿床开拓。为了开拓矿床而掘进的井巷称开拓井巷，其在平面及空间上的布置系统就构成了该矿床的开拓系统。311矿床开拓方案选择的基本要求矿山开拓系矿山基本建设工程，其投资及施工期均占有相当大的比重，这是一项对矿山生产具有长远影响的矿山总体布置。考虑矿床开拓时，必需符合下述原则生产安全、开拓工程量少、投资省、经营费低、投产快、管理集中方便。对矿山开拓方案通常有如下要求1、矿井的主要出口一般应考虑留有一定的备用提升和运输能力；2、一般情况下主要井巷应布置在矿体下盘以便长期使用，在下盘工程地质条件较恶劣时，应考虑将主要井巷布置在上盘；3、在确定矿山主要井巷断面时，除了考虑生产能力、设备外形尺寸和必要的间隙外，还应该考虑通风、排水、压气管路以及供电线路的铺设要求；4、位于地震区的矿山，将矿井抗震列为设计的重要内容。5、井口和平硐位置应保证其构筑物能承受地表塌陷、滑坡、山洪暴发和雪崩的危害，井口标高一般应在历年最高洪水位1至3M以上；6、主要井巷位置应当尽量选在稳固的岩层中，避免开凿在含水层、断层或受断层破坏的岩组中，尤其是在岩溶发育的地层和流砂中；7、井筒位置一般应位于开采移动带以外，否则保留保安矿柱；8、主要井巷出口位置应既便于布置各种建筑物、构筑物、调车场和排弃场等设施，又要不占或少占农田；9、井巷位置应考虑地表和坑内的工程量少，建设快及到选厂的总运输功小；10、每个矿井有两个通往地表的独立安全出口；312影响开拓方案井巷类型选择的主要因素（1）矿体位于地势平缓丘陵区，在境界东北部地势平坦，可以布置工业广场；（2）矿体倾角为5070，可采用竖井开拓；（3）矿体厚度7米左右、埋藏较浅，根据矿岩性质确定上盘围岩移动角61，下盘围岩移动角67，端帮围岩移动角72；（4）最大限度的利用地下资源；（5）矿床规模较小，不需要选用生产能力大的开拓系统；（6）根据矿岩稳固，采用竖井，斜井均可。（7）地表有较厚的表土层，1750M。32矿床特征及地貌特征呈似层状，主要产于透辉石矽卡岩内，部分地段则与柘榴透辉矽卡岩、黑云母石英片岩或角闪石英二长岩直接接触。沿走向上界呈波状起伏，下界较为平直，总的由西向东逐渐倾没。东西纵贯全矿带。长约770米，一般厚14522米，最厚296米，最薄15米，平均878米。推测斜延深200345米尖灭。厚度较为稳定，变化系数273。但总的沿倾向中部略厚，接近两再变薄而尖灭。走向北东84度左右；倾向南东，倾角5773度，由西向东逐渐变陡，个别地段倾角仅45度。矿区地势平缓，属剥蚀残山低山丘陵。33方案选定由于本矿山沿西东走向，平均厚度878米，为急倾斜矿体，而且地势平缓，多丘陵。因此，选择竖井开拓方案。第四章开拓巷道设计41井筒位置及断面设计411主井位置的选择1选择主井位置应考虑的因素（1）矿井生产能力及井筒服务年限；（2）矿区地形地质构造和矿体埋藏条件（3）矿山岩石性质及水文地质条件（4）矿床的勘探程度、储量及远景；（5）应保证井口及有关建筑物不受山坡滚石和雪崩等危害；（6）井筒位置应考虑地表和地下运输联系方便，应使运输功最小，开拓工程量最小；（7）井口位置应尽量避免压矿，尽量位于岩层移动带以外一定距离，否则应留有保安矿柱；（8）井口的标高应高出历年最高洪水位3M以上；（9）每个矿井应有两个或两个以上通往地表的独立出口，两个出口之间距离不得小于30M；若出口建筑物用防火材料建筑时，距离不小于20M；（10）井口应有足够的工业场地，以便布置各种建筑物、构筑物、调车场、贮矿场和废石场等，同时考虑不占农田或少占农田；（11）改建或者扩建矿井应当考虑原有井筒和有关建筑物及构筑物的利用。2主井位置确定原则本次开采铁B矿体18号勘探线，结合矿体赋存的实际情况，以矿石运出矿井距离最短，损耗最小，利益最大为原则，确定主井位置。3井筒数目及位置的确定该矿选用下盘竖井开拓，中央对角式通风，故主井一个，位于矿体中央，通风井两个，位于矿体两侧，具体坐标如下主井井口X344664Y438330Z135247通风井口X344660Y438333Z134643X344668Y438326Z134604412井筒详细信息1、各井筒的详细信息如下表所列表41竖井主要技术指标表井筒名称用途规格井筒倾角及提升方位角井筒长度米主竖井1主要用于提升矿石、废石、人员、设备，同时作为安全出口等净断面直径为5米示意图见图4231北北东1125589通风竖井2主要用于通风，同时作为安全出口直径为3米16862通风竖井3主要用于通风，同时作为安全出口直径为3米121782、井筒断面形状的选择竖井断面形状目前应用较多的是圆形和矩形两种。圆形井筒多用于提升量大，服务年限长，地压较大的小、中型矿山。通风阻力小，维护费少，但断面利用率低。矿井普遍采用圆形竖井，因此据综合考虑本矿山选圆形井筒开拓。413井筒断面尺寸的确定1、选择井筒装备，确定井筒断面布置形式立井井筒装备，指安设在井筒内部的空间结构物，包括罐道、罐梁、梯子间、管路电缆以及井底金属支撑结构等。罐道和罐梁是井筒装备的主要组成部分，是保证提升容器能够安全运行的导向设施。罐道，是提升容器在井筒中运行的导向装置，其必须有一定的刚度和强度，来减小提升容器的横向摆动。钢轨罐道具有经久耐用的优点。本设计中选用38KG/M钢轨。罐梁，立井井筒装备采用刚性罐道时，在井筒内需要安设罐梁来固定罐道。罐梁沿井筒每隔一定距离一层，一般采用金属材料。本设计中选用材料为38KG/M工字钢。梯子间，当井筒作为矿井的安全出口时，井筒内须设置梯子间。梯子间由梯子、梯子梁、梯子间壁网和梯子平台组成。梯子间两平台之间的垂距不大于8M，梯子斜度不大于80。除了作为安全出口，还可以利用它检修井筒装备和处理卡罐事故。管路间和电缆间，井筒内需设置专门的管子间敷设管道来输送压缩空气、供水和排水。动力电缆和信号电缆应该分开架设，两者间距离要在03米以上。414、竖井井筒断面1、确定井筒断面尺寸具体的断面尺寸见下竖井井筒断面设计图，如图41修正后平衡锤罐笼梯子间管道布置5米360320135020204530102584710438KG/M钢786图412、通风井筒的设计风井的选择依据采矿设计手册，选择风井直径为3M的圆形井口作为通风竖井，同时作为安全出口，设梯子间。42巷道的确定421阶段运输巷用途主要用于运输矿石、材料、和废石，行人及通风。规格的确定首先根据巷道中运输设备的类型和数量，矿山安全所规定的人行道宽度以及各种安全间隙，并考虑管路、电缆的布置来设计其净断面尺寸，最后根据巷道支护结构及尺寸，道床及水沟等参数绘制出巷道断面尺寸。本矿年产量30万吨，可采用单线轨距600MM的电机车运输。422巷道断面形状和支护类型由于用于运输矿岩的电机车为2台，本矿山阶段运输布线方式采用单线布置，主井服务年限较长，所穿过的岩层变化大，故选拱高F0B0/2的圆形拱形，支护材料选用浇灌混凝土，对个别岩层不稳定的地段应采用砌碹支护423巷道断面尺寸1、巷道净宽度BBAAC式中，A非人行侧的宽度，取380MM；A运输设备的最大宽度，为1250MM；C人行侧的宽度，取860MM；B38012508602490按只进不舍的原则进级，取B2550MM2、道床参数根据该巷道的运输量及采用的运输设备，选用18KG/M钢轨，钢筋混凝土轨枕。查表可知底板水平面与轨面水平面的间距HC320MM，底板水平至道渣面的高度HB180MM，则道渣面与轨面之间的高度HA140MM。断面尺寸见图42601215804底板渣面轨面图423、净高H的计算半圆拱形高H0B/22550/21275MM墙高H3的确定按电机车架线的要求计算1由半圆拱形巷道拱高公式得H3H4HC221RNKB式中，HC道床总高度，是320MM；H4轨面起电机车架线高度，取1800MM；B1轨道中线与巷道中线间距，为250MM；N导电弓子外缘与巷道拱壁之间的安全间距，取300MM；K导电弓子宽度之半，取360MM。所以，H313594MM按管道架设的要求计算2H3H5H7HB（电弓子）221/RMDB式中，H7管子悬吊件总高度，取900MM；M导电弓子距管子间距，取300MM；H5渣面至管子底高度，取1800MM；B1轨道中线与巷道中线间距，是250MM。D压气管法蓝盘直径，为335MM；所以，H317433MMH3H5H7HB电机车2211/RAMDB式中，为电机车距管子的距离,取200MM1M所以，H318435MM按行人要求计算3半圆拱巷道墙高按下式计算H31800HB22JRJ为距巷道壁的距离200MM所以，H313018MM综上三种要求计算后取其中的最大值18435MM，按只进不舍的原则确定本巷道的壁高H32000MM。则巷道净高HH3HBH0200018012753095MM。424支护参数本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽2550MM、穿过中等稳定岩层、服务年限小于10A，选用锚杆间距8001000MM，锚深1400MM，喷厚T150MM，故支护厚度TT150MM。425水沟参数水沟坡度与巷道坡度相同，取3，水沟的断面参数为上宽400MM，下宽400MM，深度400MM，净断面积0160M2，掘进断面面积0203M2，每米水沟混凝土用量为0133M3。示意图见图4340504图43426巷道断面尺寸巷道设计掘进高度H1HHBT3325MM巷道计算掘进高度H2H13400MM巷道设计掘进宽度B1B2T2650MM巷道计算掘进宽度B2B122800MM巷道设计掘进断面面积S1B1（039B1H3）8038M2巷道计算掘进断面面积S2B2（039B2H3）8657M2427布置管缆供水管和压风管布置在人行道一侧上方，采用管子托架架设。托架上部敷设压风管，托架下部悬挂供水管。动力电缆设于非人行道一侧，照明电缆、三条通讯设于人行道一侧。电缆利用挂钩悬挂在支护侧墙上。428巷道掘进工程量及材料消耗量巷道墙脚每米喷射材料消耗V302T11001M3巷道拱与墙每米喷射材料消耗V4157（B2T1）T12H3T1063M3巷道墙角每米计算掘进体积V102（T）10025M3巷道拱与墙每米计算掘进体积V2S118038M3巷道每米喷射材料消耗VV3V4001063064M3429巷道断面（1）阶段运输巷的巷道断面尺寸见下图60251250329018201275图44（2）风速验算选择K35型轴流式风机按下式验算风速VVQ/S12，按矿井总风阻与矿井等积孔，本矿的通风难易程度2为小阻力矿，通风容易。75通风设备的选择本矿为小型矿山，本矿所需风量为3489M3/S。容易时期通风总阻力为容易12HF12890810689PA，困难121161213934PA，故选择K45型扇风机轴流式机号为13。由于矿山规模较小选用四台主扇即可，两个井口各两台，一台工作，一台备用。主要技术性能如下表72全压PA风量M3/S功率KW工作轮直径M55087022393712选用45型风机（轴流式）机号为7用于掘进通风。主要技术参数如下表73全压PA风量M3/S功率KW质量125255286222170当送风距离在200M以内，一般送风风量不超过23M3/S，可用直径为300400MM的风筒；由于本矿山的局部通风的送风距离不超过200M，送风风量也满足要求，因此，选用与局扇配套的直径，大于风机风筒直径的柔性风筒。第八章矿山提升与运输81概述竖井提升是联系井上、井下的咽喉要道，它担负着矿石、废石、人员、材料、和设备的垂直提升任务。因此，提升系统选择的正确与否是直接影响矿山生产能力的重要问题。竖井提升，可以采用单绳缠绕式提升机，也可以采用多绳摩擦式提升机或双绳缠绕式提升机。一般单绳缠绕式提升机多用于深度小于600M的矿井。所以，本矿采用单绳缠绕式提升机。单绳提升机最重要的问题是提升容器的选择。比较各种提升容器，本设计选用罐笼。罐笼能完成矿石、废石、人员、材料、和设备的综合提升任务，灵活性大；缺点是容器质量大，提升能力较小。82提升设备的选择821提升容器的选择根据矿山的年提升量的要求，确定提升设备的能力和选择其型号。计算容器的容积1小时提升量（81）SRCAT式中小时提升量，T/H；C提升不均衡系数，箕斗提升取115，罐笼取12；A年提升量，T/A；年工作日，D/A；RT日工作小时数，H/D的选取罐笼提升作主提升时，取18H；兼SST作主副提升时取165H。计算得T/H301265SA2提升速度（82）03VH式中V提升速度，M/S；加权平均提升高度，M。系数0305的选取提升高度在200M以内时取下限，600M以上时取上限。本矿大略在250米左右，取035。（1）根据冶金矿山安全规程规定竖井用罐笼升降人员，其最大速度不应超过下列公式的计算值。MAX05VH式中最大速度，M/S,MAXVH提升高度，M但不得大于12M/S（2）根据冶金矿山安全规程规定竖井升降物料时，提升容器的最大速度，不得超过下列计算值MAX06VH3一次提升量的计算单容器提升（83）1,80SMAVKC式中容器的容积，；3装满系数，取08509，取09；M松散矿石的密度，本矿257T/；3M休止时间，查表取18S；系数，查表的3327。1K得113V3M按上式求出后，再选定提升容器，然后计算一次有效提升量。QV（84）MC式中Q一次有效提升量，TV提升容器的容积，。罐笼提升时以矿车的容积计算，12。3M3M得Q0925712277T所选的罐笼一般应考虑以下因素（1）提升矿车应与罐笼配套。（2）提升最大设备的外形尺寸和质量与罐笼相适应。尽可能考虑罐笼内能装载最大设备。特殊情况下可考虑在罐笼底部吊装。（3）最大班提升井下生产人员的时间不超过45MIN,特殊情况可取60MIN。4一次循环提升时间3602715SQTSA根据上述计算矿车的容积选择为12。3M罐笼选择为YJGG221型号。采用型钢管道（待该），防坠器形式选择为YS型。验证提升一次循环时间151S一天提升的次数为1653600/1512771090T而本矿井每天必须的提升量为300000/330909T而1090909，所以选择容积为12M3的矿车符合要求。配备的平衡锤规格断面尺寸为1200400，质量64T。822钢丝绳的选择提升钢丝绳在使用过程中强度下降的主要因素是磨损、锈蚀和疲劳断丝，但由于竖井具体条件不同，起主要作用的因素也不同，因此应按其使用条件进行选择。1钢丝绳每米质量计算85501DSQPHM式中钢丝绳每米质量，KG/MS钢丝绳的钢丝抗拉强度，取155981兆；APAP钢丝绳终端悬挂质量，KG；DQ钢丝绳最大悬垂长度，M；0HM钢丝绳安全系数，查表得9。罐笼提升时86DQ0K87HJ式中罐笼质量，KG；38000矿车质量，KG；720（YGC126）KQ有效装载质量，KG；2770H井深（提升高度），M；井架高度，M。13M,根据计算的值，选取钢丝绳。JSP得7290KGDQ433M04986KG/MSP根据设计手册取5215KG/M370型号。全部钢丝的断面积为52677,钢丝2M绳中钢丝破断拉力总和为81600981N,抗拉强度为155981。610AP2钢丝绳安全系数验算880PDSQMPHG式中钢丝绳实际安全系数；钢丝绳中钢丝破断拉力总和，N；PQG重力加速度981M/2S得8528小于9M不能满足安全系数要求，故另调整抗拉强度为170981兆帕的钢丝绳。为PQ89550981N,其它条件不变，验算9379大于9，符合钢丝绳提升时要求的安全系M数。823提升机的选择1、天轮选择根据天轮直径与钢丝绳直径的配备关系。地面提升装置天轮直径比钢丝绳的直径不小于80，钢丝绳直径为37MM,则天轮直径不小于80372960MM。根据矿山采矿设计手册机械卷表1612。取天轮直径为名义直径3000MM，实际直径3180MM。2、井架高度（89）1/4JGJTHHD式中井架高度，M；J罐笼全高，M，值为62；G天轮直径，M；TD过卷扬高度，M，取6M；根据冶金矿山安全规程规定竖GJH井提升速度在每秒3M以下时，过卷扬高度不小于4M；提升速度在每秒6M以下时，不小于6M；提升速度在每秒6M以上时，不小于最大提升速度值，提升速度大于每秒10M时，不小于10M。得62602531813MJH3、卷筒的选取钢绳在卷筒上缠绕的层数，冶金矿山安全规程有如下规定在竖井中升降人员或升降人员和物料的，应缠绕单层。在特殊，准许缠绕双层，但须制定切实可行的安全措施；专用于升降物料的准许缠绕两层；竖井中专为升降物料的，准许缠绕三层。本井筒是提升人员、矿石和物料综合之用，所以选卷筒为单层缠绕卷筒。双卷筒宽度的确定（810）4203721SMSJHLBNDD1939MM；式中B卷筒宽度，MM；H井深，M；试验长度，取2030M；SL卷筒直径，M；JD留在卷筒上的钢绳摩擦圈数，取3；NMN钢绳直径，MM；SD钢绳两圈间的间隙，取23MM，此取2MM。4、钢绳最大静张力和最大静张力差的计算1、钢绳最大静张力CF（811）0CRSQPHG（277045205215433）98193667N式中钢绳最大静张力，N；CF钢绳悬垂长度，M；0H提升容器质量，KG；RQ钢丝绳每米质量，KG；SPQ有效装载质量，KG。2、钢绳最大静张力差单容器带平衡锤（812）JRSCFPHQG（2770452052154336400）98130883N式中最大静张力差，N；JH提升高度，M；平衡锤质量，KG。CQ5、提升机的选择电动机功率估算预选电动机功率（813）10JKFVN12308519223KW式中预选电动机功率，KW；NK井筒阻力系数，刚性管道时，罐笼取12；动力系数。罐笼提升取1314，取13；速度乘数。罐笼提升取12125，取12；减速器的传动效率，一级传动（I115），09；二级传动（I115），085；取09。表81提升机技术规格表卷筒钢丝绳数量（个）直径（MM）宽度（MM）最大静张力（KN）最大静张力差（KN）最大直径（MM）提升机型号GKT2182012000180058845884265最大提升高度（M）钢丝绳最大速度（M/S）一层二层三层电动机最大近似功率（KW）503307201125310根据与选择的罐笼类型相对应的原则，选择提升机的型号为GKT21820。提升机技术规格见表8183运输设备的选择831运输方式的确定按照上面的分析，运输设备可考虑无轨自行设备运输和有轨设备运输两种类型，下面进行技术经济比较，以确定采用哪种运输方式，并确定平硐的尺寸规格。从这两种方式的优缺点进行比较井下汽车运输优点机动灵活，应用范围较广。汽车运输设备少，重量轻，劳动力亦少；可以节省大量设备、钢材和人员。简化了巷道布置，便于一次成巷。汽车运输能大大提高劳动生产率。缺点柴油发动机排出的废气污染井下空气。因此必须辅以强力通风，从而增加了通风设施等费用。轮胎消耗量大,成本高。维修工作量大，维修费用高，需要熟练的机工和装备好的保养车间。要求巷道规格较大，斜坡道坡度不超过30，以利于汽车行走。汽车的合理运距较短。其中，、两点在当前市场经济条件可以不予考虑。架线式电机车运输优点电机车运输是用机车牵引着一系列矿车在轨道上运行，它是小巷道长距离运输的主要方式结构简单，维护容易，用电效率高，运输费用低，是应用最广的一种电机车。缺点须有整流和架线设施，不够灵活；架线对巷道尺寸和人员通行有一定影响；受电器与架线之间容易产生火花，不允许在瓦斯严重的矿山使用。综合以上分析及计算可知，本矿更加适用电机车牵引矿车运输。电机车的型式和规格的选择，主要是根据运输量、运距、使用地点、装卸车方式、车辆型式等条件，按如下原则确定。（1）机车质量与阶段运输量的关系。（2）地下运输采用井下型架线式电机车。（3）阶段运量不大，运距较短，或装矿点分散和溜井贮矿量小时，应选用较小质量的机车。反之，则选较大的机车。（4）如运量和出矿条件不同时，必要时也可选用两种不同型号的机车。表82ZK76/250型电机车技术规格表粘着质量额定电压电动机型号电动机数7T250VZQ21A2台小时制牵引力功率速度电流13040N21KW11KM/H95长时制牵引力速度电流2980N17KM/H34车轮直径固定轴距轨距680MM1100MM600MM允许通过最小曲线半径制动方式外形尺寸7M机械，电气450010601550弓高机车制动力机车粘着重量2200MM89KN6867KN（5）专门作为开拓运输时，选用小型机车。832阶段运输巷内运输设备的选择根据给定的矿山生产规模，选用ZK76/250型电机车（见表）和YGC126固定式矿车见表82和83。表83YGC126固定式矿车技术规格表项目单位参数容积M312最大载重KG3000轨距MM600833电机车牵引矿车数及机车数量的确定一、计算电机车牵引的矿车数（1）按电机车起动条件计算牵引重量QZH（814）01NZHPPIA式中QZH重车组重量即牵引重量，吨；PN机车粘着重量7吨；电机车起动是的粘着系数，02；ZH重列车启动时的阻力系数，0012；IP线路的平均坡度，0003；A列车的加速度，004M/S；P电机车的重量7吨。经计算QZH649吨。（2）按制动条件计算牵引重量QZH（815）01ZPZHPIA式中PZ电机车制动重量，7吨；闸瓦与轮面之间的摩擦系数，015；VCH电机车长时速度，444M/S；LZ制动距离，取40M；长度MM1900宽度MM1050尺寸高度MM1200轴距MM600车厢长MM1500卸载倾角自重KG720AZ列车制动的减速度，AZVCH2/（2LZ）025M/S；ZH重列车的运行阻力系数，0008。经计算QZH396吨。（3）以较小的牵引重量QZH396吨计算电机车牵引的矿车数（816）10SHZG式中G0矿车自重072吨；G矿车的实际载重277吨，。经计算Z1396/（072277）1135取11辆1二、电机车台数的确定本矿采用两个阶段分别布置运输线路，每个阶段每班的运输量为1515T。每班需运矿列车数1515/（11277）497。取5车次。装车时间一辆车30S，一列车为1130330S；卸车时间一辆车40S，一列车为1140440S；运距取500M，车辆总行程1000M，速度取长时47