西南科技大学金属矿床地下开采课程设计完美版

1、 Southwest university of science and technology 本科课程设计（论文）金属矿床地下开采课程设计学院名称环境与资源学院专业名称采矿工程学生姓名学号指导教师二九年六月 前 言一.本次课程设计应达到的目的课程设计是实践教学环节重要组成部分，通过本次设计能将所学过的地质、测量、凿岩爆破、矿井通风、矿山运输与机械、金属矿床地下开采等多方面的知识综合运用并加以深化，另外由于设计结合生产实际，并选择采准工程比较复杂的有底柱采矿法为设计对象，能提升学生的工程实践能力，并能举一反三进行其它采矿方法的采准施工设计本次课程设计任务的主要内容和要求l、选择回采方案，回采范

2、围及落矿方式；2、选择矿块切割、拉底方式，确定切割槽的位置、拉槽方式、爆破方向与顺序；3、确定通风方式及矿石运搬；4、根据回采设备确定采准巷道的断面5、绘制所需的地质平面图和地质剖面图，并在图上布置采准巷道；6、计算设计矿块的采准工程量及主要技术经济指标；7、施工等注意事项；8、编制采准设计说明书目录前 言11.矿块地质概况11.1 对地质资料的评述11.1.1 设计所依据的地质资料11.1.2 对设计所依据的地质资料的评述11.2 矿区及矿床地质特征11.2.1 矿区地质概况11.2.2 矿床地质11.3 矿石质量特征21.3.1 矿石矿物组成21.3.2 矿石结构构造21.3.3 矿石化学

3、成分21.4 矿床水文地质21.4.1 矿床水文地质条件21.4.2 矿坑涌水量的预测31.5环境地质31.6初步设计资源储量估算31.6.1 资源储量估算的工业指标31.6.2 资源储量计算的方法31.6.3 矿山资源储量42.试验矿块开采技术条件42.1矿体、顶底板岩石及夹石的稳固性42.2矿体厚度、倾角及夹石42.3矿岩物理力学性质53.采矿方法53.1采矿方法选择53.2 采场布置及构成要素54. 采切工程布置54.1 采准工程布置54.2切割工程布置55. 回采作业65.1 凿岩65.2 爆破65.3 矿石运搬65.4 大块二次破碎65.5 采场作业制度66. 采场出矿77. 降低损

4、失、贫化措施78. 采场通风与防尘88.1 采场通风88.2 通风要求88.3 采场防尘89. 采场作业安全措施810.附图、附表910.1附图：910.2 附表：10参考文献11致谢11.矿块地质概况1.1 对地质资料的评述1.1.1 设计所依据的地质资料本次初步设计所依据的地质资料为西北冶金地质勘探公司第一地质勘探队1965年12月提交的陕西省略阳县何家岩铁矿区鱼洞子铁矿床地质勘探最终总结报告。1.1.2 对设计所依据的地质资料的评述本次设计的主要对象为中部含矿带的中9矿体（17线18线），设计开采标高为+800m+750m。地质报告中将主矿体确定为第勘探类型，采用的勘探手段为槽探和钻探。

5、设计认为：该矿区通过地质勘探工作，基本查明了矿区的主要含矿层、构造、矿体形态、产状、规模、矿石类型、矿石矿物组分和化学成分，并进行了一定的水文地质和工程地质工作，矿体圈定与储量计算方法合理，各项工作质量基本符合要求，可作为矿山设计的依据。但矿床勘探程度偏低，储量级别也较低。1.2 矿区及矿床地质特征1.2.1 矿区地质概况本矿床位于南秦岭加里东褶皱带。出露地层以下古生界陆缘碎屑岩与碳酸岩间中基性喷发岩建造为主，即绿色岩系夹沉积变质铁矿，局部有不同程度的混合岩化。上覆有不整合的泥盆系、下石碳系及下二迭系地层。区域构造形式以褶皱为主，基底构造以紧密线状褶皱为主，轴向一般为近东西，轴面向北陡倾。区内

6、断裂构造为褶皱伴生产物，以走向断裂最为发育，走向近东西，断层面向北倾。1.2.2 矿床地质 本矿床处于何家岩倒转背斜的北翼，出露地层主要是下古生界的绿色岩系，且多受混合岩化作用，矿床为一单斜构造，向北陡倾，断裂构造发育，火成岩以中基性脉岩为主。矿层主要产于变质中基性火成岩斜长角闪片岩及绿泥斜长片岩中。本矿床处于何家岩倒转背斜的北翼，呈单斜构造，局部具挠曲现象。地层走向为300330，倾向北东，倾角75左右。中9矿体：为中部含矿带中第二个规模较大的矿层，分布于1426剖面之间，出露标高为10081174m，平均标高为1050m。断续长达2500m，矿体形态为似层状，走向300320，倾向NE，倾

7、角5575，矿体厚度波动于1.038.2m，平均7.2m。本矿层中有12个夹层，岩性以斜长角闪片岩（一般具绿泥石化）为主，平均厚2.3m，含TFe为617%，矿石类型为磁铁石英岩及黑云母磁铁石英岩，产于PZ1Y2-2c中。1.3 矿石质量特征1.3.1 矿石矿物组成组成矿石的矿物成分比较简单，除石英、磁铁矿、黑云母外，尚有少量的叶绿泥石、角闪石、赤铁矿、褐铁矿、阳起石、黑云母、磷灰石、黄铁矿、黄铜矿和方解石等。按矿物共生组合及含量分三种主要类型：磁铁石英岩、阳起石磁铁石英岩、黑云母磁铁石英岩。1.3.2 矿石结构构造矿石结构为变晶结构、压碎结构。矿石构造以条带状、片麻状构造为主，少量浸染状及块

8、状构造。1.3.3 矿石化学成分表1-1 主要化学成分平均含量表 矿体主要化学成分（%）TFeSFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOSPMnCu中1130.8629.8614.8549.231.942.091.040.0830.0730.0760.01中933.7033.1114.9746.761.942.091.040.1040.0780.0660.01矿体中的有益、有害组分的平均含量低，伴生金属含量低，无综合利用价值。采矿方法1.4 矿床水文地质本矿床位于地形受到强烈侵蚀的中、高山区，矿区地面最低标高为+900m，最高标高为+1397m，降水虽充沛，但大部分沿沟溪流出区外，区域充水条件

9、简单，本矿床属于近矿围岩含裂隙水为主的水文地质条件简单的矿床。1.4.1 矿床水文地质条件矿床位于区域北部，处于黑河上游黄家营小河和玉带河上游黑山沟两支水系分水岭地带，地形标高一般为+850+1400m，潜水位为+910m，构造上属何家岩背斜北翼，矿床内主要分布的鱼洞子组结晶片岩为富水性微弱中等的含水岩系。黄家营小河位于泥盆系板岩和灰岩中，河床标高+930+850m，汇集矿床东段横切矿体各沟溪流量于矿床东端排泄出区外，一般流量为0.0180.211m3/s，由于与含矿结晶片岩之间隔有较厚的炭质板岩，故对矿床充水没有影响。黑山沟水流沿含矿结晶片岩走向发育，河床标高为+1000+920m，汇集矿床

10、西段各沟溪流量于矿床西端排泄出区外，一般流量为0.0120.292m3/s，这些沟溪在枯水季节均为地下水补给，但在雨季则成为矿床地下水的补给水源。矿床内结晶片岩（片岩、混合岩、脉岩）中的地下水水位标高与地形基本吻合，埋藏深度随地形而异。矿床地表水和地下水受大气降水因素影响，属季节性变化类型，从矿区地下水位从动态观测来看，地下水动态变化与季节变化较密切，雨后水位上升，干旱水位下降，故大气降水是本矿区地下水唯一的补给来源。综上所述，该矿区水文地质条件较为简单的矿床。1.4.2 矿坑涌水量的预测矿坑充水直接受季节性的大气降水补给，根据矿床水文地质特征、矿体埋藏条件及本次设计的采矿开拓运输系统布置图，

11、用“大井法”计算了+750m中段的矿坑涌水量，其结果为7908m3/d。并用类比法进行了验证。预测正常雨季井下总水量：4500 m3/d，暴雨季节最大涌水量：11300 m3/d。矿山在基建、生产过程中，应做好水文地质观测工作，逐日记录矿坑排水量，研究矿坑的地下涌水量与开采面积、深度的关系，以利于采用比拟法计算和修正下一开采水平的涌水量。综上所述，本矿床开采技术条件属中等偏简单。1.5环境地质矿床中既无有害气体、地热，也无能引起自燃或污染的其他物质。矿区地下水是今后开采矿井疏干的主要水源，水质类型为重碳酸盐型的淡水，不含有毒、有害元素，环境地质条件较好。1.6初步设计资源储量估算1.6.1 资

12、源储量估算的工业指标本次资源储量估算采用的工业指标如下：1）边界品位：TFe20%；2）块段平均品位：TFe25%；3）最低可采厚度1m；4）夹石剔除厚度2m。1.6.2 资源储量计算的方法采用水平断面法计算各中段的地质储量。1.6.3 矿山资源储量 表1-2 各 中 段 资 源 储 量 计 算 汇 总 表 单位：104t中段矿 体 号中 段总 矿 量中11中9111b+122b333小计TFe111b+122b333小计TFe合计TFe+750m267.7915.7283.4930.86377.178.4385.5733.70669.0632.49+675m257.6535.4293.053

13、0.86328.549.0337.5433.70630.5932.38+600m230.4226.4256.8230.86377.029.7386.7233.70643.5432.55总计755.8677.5833.3630.861082.7327.11109.8333.701943.1932.472.试验矿块开采技术条件2.1矿体、顶底板岩石及夹石的稳固性中11和 中9 两 矿体的矿石类型为磁铁石英岩及黑云母磁铁石英岩，其稳固性较好。各矿层的顶、底板主要是斜长角闪片岩（一般具绿泥石化、混合岩化）、绿泥斜长片岩（常含石英）、各种混合岩及角闪岩。片理、劈理及节理发育程度因岩性而异。矿层与断裂接触

14、部分，围岩及矿层隙的节理裂皆发育。围岩破碎严重，容易冒落。矿层中的夹石与围岩类似，以绿泥石化强烈的斜长角闪片岩或片理发育的绿泥斜长片岩为主，该岩层均很松软，开采时易混进矿石中，影响出矿品位。2.2矿体厚度、倾角及夹石设计开采中9矿体：为中部含矿带中第二个规模较大的矿层，分布于1426剖面之间，出露标高为+1008+1174m，平均标高为+1050m。断续长达2500m，矿体形态为似层状，走向300320，倾向NE，倾角5575，矿体厚度波动于1.038.2m，平均7.2m。本矿层中有12个夹层，岩性以斜长角闪片岩（一般具绿泥石化）为主，平均厚2.3m，含TFe为617%，矿石类型为磁铁石英岩及

15、黑云母磁铁石英岩，产于PZ1Y22c中。2.3矿岩物理力学性质体重：矿石3.30t/m3；岩石2.70 t/m3硬度系数f：矿石1014；岩石610松散系数：矿石1.71；岩石1.71安息角：矿石38；岩石38湿度：矿石0.14%3.采矿方法3.1采矿方法选择该矿块范围的矿体厚度为25-30m，属厚矿体，倾角为75左右，矿体的矿石类型为磁铁石英岩及黑云母磁铁石英岩，其稳固性较好。围岩的稳固性一般。综合各因素考虑选择浅孔留矿法采矿，底部结构为平底结构，铲运机出矿。3.2 采场布置及构成要素设计采场位于750中段17线至18线之间，中段高度50m，在18线位置和17线左侧布设人行通风天井，回风巷道

16、利用上阶段的脉内探矿巷道（设计时考虑上阶段未回采，若以回踩可利用上阶段阶段运输巷道）。由于矿体较厚故在底部结构延矿体走向布置两条堑沟，与堑沟斜交布置装运巷道（上述具体尺寸参数见附图）4. 采切工程布置4.1 采准工程布置采准工作主要有掘进矿体上盘联系穿脉巷道的矿石运输通道、装运巷道、人行通风天井、联络巷道和拉低巷道，由于下盘的阶段运输巷道距离矿体较远，所以有必要掘进下盘联系穿脉巷道的矿石运输通道，其中联络巷道每隔5m掘进一条。4.2切割工程布置切割工程是以拉底巷道为自由面形成拉低空间和堑沟，为回采工作开辟自由面和爆破放矿做准备。拉低高度为2m，宽度等于矿体厚度。表4-1 采准切割工程量明细表工

17、程编号工程名称 断面（m2） 长高长度（m）倾角（坡度）备 注1750穿脉巷道2.73.08432750运输联系通道2.93.06233装岩巷道3.23.01634拉底巷道2.02.05305拉底空间d2.0550d为任一断面的矿体厚度6人行通风天井2.02.050/7联络巷道2.02.0/05. 回采作业采准切割工作完成后，开始采场回采作业。5.1 凿岩利用YSP-45型凿岩机钻凿上向平行中深孔。每循环凿岩区域的宽度为矿体厚度宽度，长度依工作循环时间而定，保证在一个工作循环内所凿炮孔全部装药起爆，并预留5%-10%的富余时间，以保证各工序正常作业。5.2 爆破炮孔孔径3046mm，药包直径5

18、080mm，最小抵抗线750mm-1380mm，孔底间距600mm1380mm，孔深小于2.5m，以拉底空间为自由面进行上向分次爆破，为减少震动效应采用微差爆破。5.3 矿石运搬出矿用铲运机，斗容1.5m3。矿石经爆破后，充填工作空间，铲运机进入底部结构的装运巷道（每次出矿量为一次爆破量的1/3左右），经运输联系通道直接装入矿车。5.4 大块二次破碎回采落矿所产生的不合格大块，在装运巷道采用机械式二次破碎。5.5 采场作业制度采场作业每天三班，每班作业8小时，每班完成一个工作循环，在互不影响和保证安全的前提下，辅助作业与主要工序作业并列进行。工作面回采作业循环如表所示。表5-1 回采工作面作业

19、循环图表作业名称时间（小时）班 次备 注一 班二 班三 班123456781234567812345678凿岩爆破4 通 风1出 矿2安检撬顶平场26. 采场出矿由铲运机将矿石装入矿车运至车场，由主井提升系统提升至地表，再经运输工具运送到选场。7. 降低损失、贫化措施(1) 根据采矿过程中得到的矿体边界变化资料，及时调整和修改回采设计，以有效控制回采边界。(2) 现场凿岩尽可能做到不采废石，不丢矿石，结合矿山生产技术关键和采矿各工种特点，及时向施工人员进行施工技术交底。(3) 做好出矿计量和取样化验工作，严格按规定进行取样，特别是对地质品体较高的矿体，尽可能减少矿石和金属的损失。(4) 加强地

20、质和测量工作，及时准确地进行素描、实测，绘制并提供分层平面图，以便及时、准确掌握矿体的上下盘边界，防止超采及欠挖。(5) 对不够稳固的上盘围岩保持其完整不被破坏，根据需要局部顶板可采用锚索或锚杆加固，防止因冒落而破坏正常的回采工作。(6) 积极学习推广先进经验，提高采矿强度，缩短采矿的回采和出矿周期，减少空区暴露时间，防止顶板冒落造成矿石贫化。(7) 认真组织采场边角残矿的回收工作，以减少采场的矿石损失。(8) 出矿过程中能够剔除的废石尽量剔出，加强出、放矿管理，严格矿岩分离。8. 采场通风与防尘8.1 采场通风采场通风利用井下通风系统加局扇完成。新鲜风流经副井阶段运输平巷采场天井工作面，污风

21、由工作面采场天井阶段运输平巷 从通风井抽出。8.2 通风要求 根据矿山井下现有通风状况，采场工作面爆破完毕后，必须及时开启局扇，确保工作面空气达到安全规程要求，方可进行后续作业。 各采场或各采掘工作面之间禁止污风串联； 进入独头工作面之前，必须开动局部通风设备。独头工作面有人作业时，局扇必须连续运转。 停止作业并已撤除通风设备而又无贯穿风流的采场、独头天井或较长的独头巷道，应设栅栏或警示标志，防止人员冒然进入发生意外。 根据生产情况变化，加强井下通风管理，及时调节风路风流，并尽快使矿山主通风系统投入正常运转。8.3 采场防尘 采用湿式凿岩，凿岩机最低供水量应满足凿岩防尘的要求； 装卸矿岩时和爆

22、破后，必须向爆堆进行喷雾洒水。凿岩、出碴前，应清洗距工作面15m内的岩壁；防尘人员进入采场时必须戴好防尘口罩。9. 采场作业安全措施(1) 采矿过程中确保采场安全出口畅通，人行天井无堵塞。(2) 人员进入作业地点时必须穿戴好各种安全防护用，如安全帽、背甲、水靴、防尘口罩、手套等。(3) 人员进入作业地点前必须先开启风机通风，防止炮烟中毒。通风结束后接好照明灯线至作业地点入口处，禁止盲目进入作业地点。(4) 工作开始前，先要开启水管进行洒水降尘，洒水时要沿顶板顺向冲洗至两帮。(5) 进行排险作业前，首先要观察作业场所周围的安全状况，排险人员必须站在安全位置，撬浮石必须先考虑到浮石落下后滚落方向，防止滚石伤人。撬浮石必须自上而下，从外往里，撬浮石必须有两人，一人照明，一人撬浮石，撬完浮石后方可进行作业，严禁撬浮石同其它作业同时进行。(6) 爆破作业前必须放好警戒，严禁盲目处理哑炮，严禁看回头炮。(7) 进入作业现场应注意观察作业现场的变化情况，若在作业过程中发现冒顶预兆，应及时停止作业，并立即通知作业人员及时撤离现场，及时上报进行处理。(8) 进入采场作业前，必须首先检查处理回采工作面，采场顶板和两帮浮石必须排除干净。(9) 采场内使用电动铲运机运搬矿岩，司机应严格遵守铲运机操作规程，并佩戴绝缘手套。作业前必须仔细检查设