采矿方法课程专题设计

1、采矿方法课程设计命题书根据下列地质条件进行采矿方法课程设计矿井年产量：18万吨；矿石名称：磷矿；矿床成因和类型：浅海相沉积变质磷灰岩矿床；矿体平均厚度：4.5m矿体平均倾角：10矿体走向长度：1500m矿体埋藏深度：300m矿石围岩的物理性质：1.品位：P2O52535；2.容重：矿石2.92t/m ；围岩2.5t/m3.围岩名称：上盘白云岩；下盘 大理岩；4.稳固性：矿石 稳固；上盘围岩 稳固；下盘围岩 稳固；5.坚固性系数：矿石10；上盘围岩16；下盘围岩16；6.松散系数：矿石1.83；上盘围岩1.67；下盘围岩：1.67；7.自然性：无； 8.粘结性：无； 9.地质破坏及水文条件：浅部

2、水文地质复杂；10.其他附加条件：无；参考文献：1.凿岩爆破2.矿井通风3.井巷设计4.金属矿山地下开采5.采矿设计手册目录第一章采矿地质条件3第二章采矿方法选择32.1采矿方法选择3.2.1.1开采条件评价3.2.1.2采矿方法方案初选技术比较32.2结构和参数9第三章矿块的采准与切割工作113.1采准巷道的布置113.2采准巷道的断面形状和规格113.3采准与切割工作153.3.1采准与切割工艺153.3.2采准与切割工程量153.3.3采准与切割循环图表163.3.4采准切割成本17第四章回采计算184.1凿岩爆破184.1.1凿岩设备和工具的选择184.1.2炮眼布置和崩矿参数的选择设

3、计184.1.3采场的凿岩时间和所需要的凿岩机台数214.2通风224.2.1通风系统、线路、方式和制度224.2.2防尘措施224.2.3采区风量计算和通风时间224.3出矿与运搬234.3.1出矿设备和运搬设备的选择234.3.2出矿管理和制度234.3.3二次爆破方法244.3.4铲运机台效和采场出矿时间的确定244.4矿房采矿后嗣后充填254.4.1充填方法和主要工艺过程254.4.2计算每次充填量及充填时间264.5地压管理264.5.1采场顶板管理264.6回采作业循环264.6.1回采工作组织264.6.2矿房回采作业循环27第五章矿柱与底柱回采和采空区处理285.1矿柱与底柱回

4、采282.1采空区处理28第六章采矿方法技术经济指标29第一章 采矿地质条件某磷矿矿井年产量为18万吨，属于小型地下磷矿；矿床成因和类型为浅海相沉积变质磷灰岩矿床，矿体走向较长，为1500m，埋藏深度为300m，平均厚度为4.5m，平均倾角为10，属于缓倾斜薄至中厚矿体。矿石围岩的物理性质：矿石品位P2O5:2535%，为中高品位矿，矿石价值高；矿石容重2.92t/m，围岩容重2.5t/m；上盘围岩为稳固白云岩；下盘为稳固大理岩，矿石稳固；矿石坚固，坚固性系数为10，上盘围岩坚固性系数为,16，非常坚固，下盘围16，非常坚固；矿石松散系数1.83，上下盘围岩为1.67；矿岩性质良好，无自然性和

5、粘结性；节理裂隙不发育，地下水发育，浅部水文地址复杂。第二章 采矿方法选择2.1 采矿方法选择.2.1.1 开采条件评价该矿生产能力较小，矿石品位价值高，应尽量提高资源回收率，减少贫化损失；矿体埋藏深，走向长，应采取有效控制地压的措施防止采空区大面积塌陷；矿体缓倾斜，厚度平均4.5m，这类矿体赋存条件不用利用矿石自重出矿，要借助机械（如电耙、铲运机等）来出矿；矿体与围岩都比较坚硬稳固，允许暴露的面积应在500内，节理裂隙不发育，松散系数较高，故可用矿柱支护，锚杆支护；浅部水文地质复杂，故可用打超前钻孔来测水，用注浆的方法形成隔水层，并增大沟渠断面积、和水仓容积。.2.1.2 采矿方法方案初选技

6、术比较根据矿山的生产能力、矿体赋存条件、矿石品位及矿岩的物理特性等条件，可以初选出符合要求的采矿方法，现对以下三种方案普通全面法、浅孔房柱法和房柱采矿嗣后充填法进行技术比较。第一方案：普通全面法该方法沿矿体走向不划分规则的矿块，沿矿体走向开采，根据需要来留矿柱，在矿石品位低的部分留永久矿柱，局部裂隙发育的顶板要加锚杆加固。（1）矿块布置和构成要素：一个阶段内，沿矿体走向划分成若干个矿块，矿块上下盘留顶、底柱，每隔34个矿块留间柱。矿块长度取50m，根据倾斜角度较少取阶段高度为12m；矿块斜长受耙运距离限制，取有效距离50m，顶柱厚2m，底柱高3m；间柱宽1.5m，漏斗间距为12m。（2）采准切

7、割：沿脉运输平巷布置在矿体下盘，距矿体底板高度约为7m，放矿溜井和采场相联系，溜井容积大于一个列车的运载量。采用移动电耙绞车，溜井间距为12m。沿矿块底板掘进切割拉底平巷，在矿块的一侧掘进切割上山，作为回采的作业空间和崩矿自由面，拉底平巷与切割上山及溜井作为人行、通风巷道，拉底平巷也可安放电耙，在顶柱和间柱中掘进联络道，间距为1012m。（3）回采工作：切割采场应超前回采采场5060m，上阶段超前下阶段回采采场5060m。该矿平均厚度为4.5m，当矿体厚度3m时，分层开采。当凿岩条件满足时也可全部全厚一次开采。分层开采时，须锚杆护顶进，采用下台阶回采较安全。矿岩稳固时，不用锚杆护顶时，则采用倒

8、台阶分层开采。回采工作面的推进方向采用沿走向推进，工作面的长度即矿块的斜长，从矿块一侧的切割上山向矿块另一侧推进，工作面呈阶梯形，有利于提高生产能力。采用YT-25、YT-30或者7655型浅孔凿岩机，开采3m的矿体，需在台架、台阶或矿堆上打眼。孔径为3644mm，孔深为1.22m，排距为0.51.0m，眼距为0.61.2m，一次推进进尺为1.21.4m。出矿用电耙，采用移动式绞车，设在拉底平巷内，随工作界面推进而跟着移动。放矿采用溜井放至脉外运输平巷。图 1留不规则矿柱全面采矿法（4）地压控制：回采工作面的支护形式有矿柱、石垛和锚杆等，根据顶板的节理裂隙是否发育、是否稳固和矿石品位分布来定支

9、护形式，尽量将夹石或低品位矿留作矿柱。第二方案：浅孔房柱法该方法是该方法沿矿体走向划分规则的采区，采区由矿房与间柱组成，沿矿体走向布置矿块，回采过程中主要留规则矿柱支撑顶板岩石，局部裂隙发育的顶板要加锚杆加固。（1）矿块布置和构成要素：一个阶段内，盘区长度划分为100m，盘区留连续间柱宽度为4m，矿块上下盘留顶、底柱。矿房长度取12m，根据倾斜角度较小取阶段高度为12m；矿块斜长受耙运距离限制，取有效距离50m，顶柱厚2m，底柱高3m，矿柱直径为3米，间距1214米。；漏斗间距为一个矿房的宽度12m。（2）采准切割：采准工程包括下盘阶段运输平巷、溜井、上山、绞车硐室、联络平巷等；切割工程有拉底

10、平巷。沿脉运输平巷布置在矿体下盘，距矿体底板高度约为7m，放矿溜井和采场相联系，溜井容积大于一个列车的运载量。采用电耙绞车，溜井间距为12m。沿矿块底板掘进切割拉底平巷，在矿块的中间掘进切割上山，作为回采的作业空间和崩矿自由面，拉底平巷与切割上山及溜井作为人行、通风巷道，在顶柱和间柱中掘进联络道，间距为1012m。（3）回采工作：切割采场应超前回采采场5060m，上阶段超前下阶段回采采场5060m。该矿平均厚度为4.5m，当矿体厚度3m时，分层开采。当凿岩条件满足时也可全部全厚一次开采。分层开采时，须锚杆护顶进，采用下台阶回采较安全。矿岩稳固时，不用锚杆护顶时，则采用倒台阶分层开采。回采工作面

11、的推进方向采用沿逆倾斜方向推进，工作面的长度即矿块的宽度，从矿块中间的切割上山呈阶梯形逆倾斜方向推进。 采用YT-25、YT-30或者7655型浅孔凿岩机，开采3m的矿体，需在台架、台阶或矿堆上打眼。孔径为3644mm，孔深为1.22m，排距为0.51.0m，眼距为0.61.2m，一次推进进尺为1.21.4m。出矿用电耙，在绞车硐室内安置电耙绞车。放矿采用溜井放至脉外运输平巷。图 2浅孔房柱采矿法 （4）地压控制：回采过程中依靠留下的规则矿柱来支撑，回采矿柱时，根据顶板稳定性有选择的留下永久矿柱，其它的矿柱尽可能回收，直接在矿柱上凿岩爆破。第三方案：盘区房柱空场采矿嗣后充填法该方法是将矿体沿走

12、向划分为规则矿块，34个矿块组成一个盘区，矿块内留下连续矿柱，矿柱宽度较大，矿房先采，然后将矿房用废石尾砂充填，待充填体强度达到要求时，就在两旁的矿房充填体的支撑下回采矿柱和底柱，矿柱回采后将采空区封闭即可。出矿采用铲运机脉内出矿，由此形成间隔充填矿房高效回采矿柱和底柱的采矿方法。（1）矿块布置和构成要素：一个阶段内，盘区长度划分为6090m，盘区留间柱，矿块下盘底柱。矿房长度取12m，阶段高度为15m；矿块斜长取有效距离50m，底柱高3m左右，矿柱宽度为10米，长度与矿房等长。（2）采准切割：采准工程包括下盘阶段运输平巷、溜井、斜坡道、人行通风联络道等；切割工程有拉底平巷、切割上山。沿脉运输

13、平巷布置在矿体下盘，距矿体底板高度约为7m，放矿溜井位于矿块底部，间距为3540m。沿矿块底板掘进切割拉底平巷，在矿房的中间掘进切割上山，作为回采的作业空间和崩矿自由面，上山与上阶段的拉底平巷相通，实现采场内通风。（3）回采工作：回采矿房的工作面沿顺倾斜方向掘进，呈V形下向崩矿，落矿集中，便于铲运机出矿。多个矿房平行作业，回采过程中不留支柱，在矿房底部与拉底平巷接触处留1m厚的矿柱不采，作为充填时的隔墙。上阶段超前下阶段一个盘区。该矿平均厚度为4.5m，当矿体厚度3m时，分层开采。当凿岩条件满足时也可全部全厚一次开采。分层开采时，须锚杆护顶进，采用下台阶回采较安全。矿岩稳固时，不用锚杆护顶时，

14、则采用倒台阶分层开采。采用YT-25、YT-30或者7655型浅孔凿岩机，开采3m的矿体，需在台架、台阶或矿堆上打眼。孔径为3644mm，孔深为1.22m，排距为0.51.0m，眼距为0.61.2m，一次推进进尺为1.21.4m。出矿用1.5m3的小型铲运机，根据生产能力要求及性能要求可选用切割上山与拉底平巷作为出矿巷道，最大运距约为80m。（4）地压控制：回采矿房后，立即用废石尾砂充填矿房，将矿房底部的矿柱隔墙作为支撑充填体的基础，上山入口作为一个滤水井的出口，滤水井沿着底部逆倾斜向上铺设。回采矿柱与回采矿房相似，工作面顺序可以顺倾斜方向，也可逆倾斜方向，矿柱回收后将矿柱封闭以确保安全。图

15、3盘区房柱空场采矿嗣后充填法以上是三种采矿方法简略的方案设计，下面通过类似矿山对方案进行技术比较。表 1该铜矿采矿方法方案技术比较序号项目名称第一方案普通全面法第二方案浅孔房柱法第三方案盘区房柱空场采矿嗣后充填法备注1矿块生产能力（t/d）6080901201502502矿石损失率(%)462053矿石贫化率(%)18201574安全条件暴露在顶板下作业暴露面积大，安全差暴露面积较大，回采矿柱困难地压控制较好，回采矿柱较易，安全性好5采切比（%）131410156采矿设备与技术难易程度简单简单充填工艺较复杂、铲运机维护难、7采准工作量小小较大8采矿成本低低略高9主要材料消耗水泥量大、坑木多、锚

16、杆量较多人工矿柱充填材料（水泥、滤水井、砖）10资料来源车江铜矿福山铜矿锡矿山锑矿以上的比较可以看出，第一、二种方案比较类似，采切比较小、采矿直接成本低，相对于第三种方案而言，生产能力较低，矿石损失贫化都比较大，安全性比较差，尤其是通过解理裂隙比较发育区时，支护工作较繁琐；第三种方案采用盘区房柱空场嗣后充填，运用铲运机出矿，是在前两种方案的基础上进行改进，生产能力大大提高，矿石贫化损失明显降低，地压控制较好，工作安全条件好，缺点是充填工艺较复杂，成本增加，铲运机维护要求高。综合考虑该矿山的生产能力与矿石价值品位以及安全生产的要求，选用盘区房柱空场嗣后充填法比较合适。该方案的标准三视图见附件。2

17、.2结构和参数根据矿体的赋存条件、上下盘围岩的稳固性、矿山生产能力、可能才用的开拓运输方案、阶段运输能力及通风要求，以下是矿块的结构与参数设计。（1）矿块布置：由于矿体沿走向较长，可以划分多个盘区，多个阶段同时进行采切。在一个阶段内，盘区长度划分为6090m，盘区之间留4m厚的间柱，约35个矿块为一个盘区；矿块由条形矿房矿柱构成，矿块下盘留临时底柱。矿房与矿柱都形成长条形的支撑体，在矿柱的保护下回采矿房，然后充填矿房，在充填体的支撑下回采矿柱与底柱。（2）阶段高度：由于矿体为缓倾斜矿体，矿体的延伸比较平缓，高度变化小，根据铲运机的最有效运距为80m以内的特点，以及多个矿块共用一个溜井的设计，为

18、充分发挥铲运机的效率，矿块斜长取有效距离50m，则阶段高度约为15m。（3）矿房长度与宽度：由于矿岩的稳固性为稳固，允许暴露的面积为5001000，由矿房长度定为50m，且为了减少回采时的支护，则矿房宽度取12m。在解理裂隙发育区，根据支护的要求适当调整矿房尺寸。（4）矿柱的长度与宽度：同矿房尺寸相似，并且矿柱回采后将空区封闭，可减少暴露面积，尽量避免顶板大面积冒落；将矿柱宽度为10米，长度与矿房等长。（5）底柱与顶柱尺寸：设计时将底柱全部回收，预留3m左右来支撑矿房与矿柱的回采。上下阶段同时进行，不留顶柱，切割上山直接与上阶段的拉底平巷相通。（6）工作面形式与长度：矿房的工作面的掘进顺序是由

19、切割上山顺倾斜方向掘进，以切割上山为中心，呈V型顺倾斜方向，凿岩时打垂直于工作面的浅孔，集中向切割上山崩矿，便于铲运机出矿。V型的角度取60，工作面的长度为24m。（）底部结构形式：底部出矿结构为自行设备出矿底部结构，崩下的矿石落到出矿平巷的端部，铲运机出矿，切割上山作为出矿巷道，铲运机沿切割上山出矿，矿块底部沿拉底平巷布置溜井，一般隔3040m的距离布置一个，溜井规格为2.52.5。溜井放矿到运输平巷内电机车内。（8）斜坡道：斜坡道是铲运机从各阶段中进入盘区的通道，一般距离取300m设立一条斜坡道。第三章 矿块的采准与切割工作3.1采准巷道的布置采准工程有沿脉运输巷道、斜坡道、溜井、人行通风

20、联络道，切割工程有拉底平巷、切割上山。（1）沿脉运输巷道：由于矿山生产能力为小型矿山，但矿体沿走向较长，阶段矿石储量较大，因此沿脉运输巷道设在下盘脉外，距离矿体与底板接触线处710m，电机车沿沿脉运输巷道到主溜井缷矿，矿石经破碎后由竖井提升或由斜坡道矿车运输至地表。（2）斜坡道：每隔300m左右掘进一条斜坡道以保证铲运机、人员、材料等进出盘区采场，斜坡道与阶段运输平巷相连接，坡度约为58，折返式进入到拉底平巷。（3）联络道：联络道沿矿体走向布置在矿块底板脉内紧贴底板，用于超前探矿、联络采场、通风、人行、安全出口及充填管路铺设，另外联络道作为回采底柱时的凿岩巷道和爆破的自由面。（4）溜井：溜井布

21、置在矿块底部脉内，与下盘的沿脉运输平巷相通，每隔3540m布置一个。（4）拉底平巷：拉底平巷位于矿块下部与底部接触处，用于铲运机出矿的运输巷道和铲运机的联络通道。（6）切割上山：由拉底平巷沿着矿房中央掘进切割上山，用于矿房回采。每隔约12m掘进切割上山。3.2采准巷道的断面形状和规格（）沿脉运输平巷根据矿体埋藏较浅，地压较小，围岩稳固，阶段服务时间较长的特点，断面形式采用三心拱断面。断面尺寸由电机车的类型、人行道宽度及管路电缆等确定。由于矿山年产量为20万t，上下阶段同时回采，阶段运输量一般为815万t/a，阶段巷道日通过能力为600t，矿车容积为0.61.2m3可以满足运输要求，翻斗式矿车具

22、有结构简单、缷载方式灵活、缷车设备简单及适合于小型矿山的特点，综合各种因素，选用的电机车型号为YFC0.7-6型翻斗式矿车。矿车由架线式电机车带动，根据运输量与矿车容积、轨距、轨型相对应的关系，选用ZK1.5-6/250型号架线式电机车。矿车与电机车的参数如表所示。表 2 YFC0.7-6型翻斗式矿车规格与主要参数项目车箱容积（m3）最大载重量（）轨距（mm）外形尺寸（mm）车轮直径（mm）车箱长度（mm）质量（kg）长宽高参数0.71750600165098011603001160710表 3 ZK1.5-6/250型号架线式电机车规格与主要参数粘着质量（t）轨距（mm）供电电压（v）小时制

23、牵引力（N）最大速度（km/h）外形尺寸（mm）总长宽度轨面到顶棚高受电器工作高度1.5600250324013.223709141550180022001）巷道的净宽度（B0）的确定由运输设备的宽度、轨道数目、安全间隙及人行道宽度。单轨巷道B0b1+b+b2 300+980+8002080mm 式中b1运输电机车与支护之间的安全间隙， b2人行道宽度，b运输设备的最大宽度，数据通过采矿设计查表得到。2）巷道净高度（H0）的确定H0f0+h3h5式中 f0拱高；h3拱形巷道墙高，h5巷道铺轨道渣高度。三心拱的拱高（f0）确定：根据矿体围岩稳固的特点，可取三心拱的拱高（f0）为f0B0/3 =6

24、90mm大圆弧半径R0.692 B00.69220801440mm小圆弧半径r=0.261B0=0.2612080=543mm巷道墙高（h3）的计算：按电机车架线要求计算：设电机架线导电弓子之半K=400mm，轨面到顶棚的高度取H11900mm。非人行道一侧，轨道中心线至墙的距离a=b/2+b1=980/2+300790mm，coscos5618360.554由于，故架线弓子是在小圆弧断面内，应按下式计算h3:按管道架设要求计算：轨道中心线与巷道中心线的间距Z= B0/2b/2-b1=2080/2980/2300250管道所占高度为管道直径与托管横梁高度之和，即：n=D1+100+D2=100

25、+100+50=250，D1、D2为假设的管径。三心拱单轨运输巷道墙高（h3）计算：按人行要求计算巷道墙高（h3）,即按以上三种要求计算后h3取其中的最大值1950。3）巷道净高度H0:得4）水沟参数：水沟坡度与巷道坡度相同，取3，选用型水沟。图 4阶段沿脉运输巷道断面图5）断面尺寸：净断面面积S净5.8，掘进断面面积S掘=7.1。（）斜坡道断面尺寸由铲运机的最大外形尺寸和安全防护要求来确定，冶金矿山安全规程规定设备每侧加宽不得小于1.0m，设备的最大高度距斜坡道拱顶的距离不得小于0.6m。采用类比法与铲运机实际尺寸确定断面尺寸，选用的1.5m3小型铲运机外形尺寸是（长宽高）6.951.502

26、.10m（数据源于鲁中冶金矿业集团公司机械厂LDCY-1.5电动铲运机），所需断面尺寸为3.52.8。（3）联络道：联络道的断面尺寸由类似矿山经验提供，一般取1.51.5。（4）溜井：溜井断面尺寸为2.52.5，根据矿石安息角可以确定溜井坡度取7090，根据矿体底部到沿脉运输平巷的距离可能确定溜井的长度为77.5m。（5）拉底平巷：拉底平巷断面尺寸要考虑铲运机的通行条件，从拉底平巷进入切割上山的岔道要根据铲运机的内外的转弯半径来设定。1.5立方电动铲运机的内侧最小转弯半径为3m，外侧最大转弯半径为5m。拉底平巷的宽度取3m，高度取矿体厚度，约4m。图 5切割上山与拉底平巷剖面图（6）切割上山：

27、切割上山取3m宽，方便铲运机出矿，高度取3m，留1m厚回采矿房时一起回采。上山与拉底平巷的接口要削成转弯半径满足出矿要求。3.3采准与切割工作3.3.1采准与切割工艺采准工程先由阶段沿脉运输平巷沿走向掘进，并支护混凝土、架设电机车架线和管路。每隔300m左右向矿体内部掘进斜坡道，使铲运机能到达矿体内部；同时在沿脉运输平巷内每隔3040m向上掘进溜井，使溜井联通阶段沿脉运输平巷与矿体底部，在矿体底部沿着走向掘进拉底平巷。在矿体底部优先掘进联络道，联络道主要用于下阶段的通风、人行联络。拉底平巷根据矿块沿走向推进，采用浅孔打眼，崩下的矿石通过溜井下放到沿脉运输平巷；通风措施主要由矿块底部的通风联络道

28、通过横向通风天井进入到拉底平巷掘进平面。拉底平巷超前一定矿块数量后，在矿房中间垂直拉底平巷逆倾斜方向掘进切割上山，形成回采工作自由面，切割上山的形成工艺与拉底平巷相同。切割上山与上阶段矿块底部的联络道相通，实现回采工作面的通风。3.3.2采准与切割工程量采准与切割工程量以盘区为单位，以5个矿块为一个盘区计算。沿脉运输平巷的长度与矿体走向相当；斜坡道每隔300m掘进一条，长约为60m；其它的如联络道、拉底平巷、切割上山及溜井可根据盘区结构尺寸确定。两步骤回采，矿柱矿量也算入采准矿量内。盘区矿量按照标准盘区尺寸来计算，矿体宽度是矿房宽度与矿柱宽度之和，约为22m，盘区总长约为110同m；盘区沿走向

29、布置，其倾斜长与矿体倾斜长度相等，为50m，矿体厚度为4m，矿石容重3.5t/m，则盘区矿量为1105043.577000t=77kt。用如下列表的方式计算采准与切割工作量指标，计算千吨采切比，其表示方式分别为：自然m/kt 和m3/kt。表 4盘区采准切割工程量工作项目断面规格（mm）数量mm31、运输平巷2.42.7110712.82、斜 坡 道3.52.8201963、联 络 道1.51.5225247.54、拉底平巷3422513205、切割上山3350522506、溜 井2.52.51212.57、漏斗天井226248合计3264786.8矿块矿量（kt）77千吨采切比自然m/kt4

30、.3m3/kt62.23.3.3采准与切割循环图表计算采准与切割工作循环以盘区为单位，掘进速度以矿山平均指标为参考。沿脉运输平巷首先掘进，其次是溜井、通风联络道，然后是拉底平巷，最后是切割上山，各个工序如图表所示。表 5盘区采准切割工作进行图表工作项目工程量（m）掘进速度（m/mon）完成时间（日）进行顺序（月）1231、沿脉运输平巷110100322、斜 坡 道208083、通风联络道110250134、拉底平巷110200165、切割上山505200386、溜 井1337、漏斗天井6310068、其 他从图表中可以看出，一个盘区的采准切割循环时间一个半月。3.3.4采准切割成本用下表的形式

31、计算一个盘区所需的采准切割的费用，并算出每吨矿石的采准切割费用。盘区的采准切割费用表工程项目工程量（m）单价（元/m）金额（元）1、沿脉运输平巷11030002、斜 坡 道203000600003、通风联络道110200220004、拉底平巷11010005、切割上山5058006、溜 井131003007、漏斗天井631000180008、其 他合 计采切成本（元/t）9.6第四章 回采计算4.1凿岩爆破4.1.1凿岩设备和工具的选择由于矿山生产能力较小，矿体厚度较小，不需要打深孔或中深孔，普通的浅眼凿岩设备可满足要求。因此凿岩设备可选用YT24或7655气腿式凿岩机和YSP45向上式凿岩机

32、，YT24或7655气腿式凿岩机可以钻凿水平、倾斜向下和微倾斜向上的炮孔，适合钻凿f=818的中等坚硬和坚硬的矿岩；YSP45可以钻凿6090的向上炮孔。表 6凿岩设备的主要技术参数凿岩机型号机重（kg）全长（mm）冲击频率（次/min）使用风压（Mpa）使用水压（Mpa）钻孔直径（mm）最大孔深（m）推进方式YT242467818000.50.20.334425FT140气腿子76552462021000.20.30.20.334425FY200YSP454468027000.50.20.335426自带轴向推进器4.1.2炮眼布置和崩矿参数的选择设计回采矿房的工作面沿顺倾斜方向掘进，呈V形

33、下向崩矿，落矿集中，便于铲运机出矿且缩小运输距离。工作面与切割上山的交角约为30。回采过程中矿房内不留支柱，在矿房底部与拉底平巷接触处留1m厚的矿柱不采，作为充填时的隔墙。上阶段超前下阶段一个盘区。该矿平均厚度为4m，当矿体厚度3m时，分层开采。当凿岩条件满足时也可全部全厚一次开采。由于该矿的矿石比围岩要稳固，所以采用倒台阶分层开采更加安全。浅眼落矿要求爆破作业安全，每米炮眼落矿量大，回采强度高，大块少，二次破碎量要小，矿石损失、贫化低，材料消耗少。图 6矿房回采顺序示意图炮眼布置方式下层先打2m厚水平眼向切割上山方向进行侧向崩矿，出矿后再打上向垂直眼逐排崩矿，下层超前上层58m；回采切割上山

34、顶板的矿石时应架设平台打上向垂直眼。下层超前上层23个进尺。炮孔直径炮孔直径由凿岩设备决定，由凿岩设备参数及矿石的坚硬性可取炮眼直径为3842mm，所采用的药卷直径为32mm。最小抵抗线孔口距最小抵抗线W和孔口距a一般用下列经验公式确定：W（2530）d, ma =（11.5）W，m式中 d炮眼直径，m。由于矿石比较坚硬，W取小值，即W=250.0380.95ma 也取小值，即a =1W=0.95m炮眼倾角下层炮眼呈水平，垂直工作面，与切割上山成60交角。上层炮眼垂直向上。炮眼深度炮眼深度与矿体、围岩的性质、矿体厚度及其规则性等因素有关，采用浅孔爆破方法，由于矿石比较坚硬，凿岩设备随深度增加效

35、率明显下降，另外由矿体厚度的限制，所以水平炮孔平均深度取2.5m，垂直上向炮孔平均深度取2m。由于垂直打眼，所以炮眼深度与炮孔长度相等。图 7炮眼参数设计示意图工作面尺寸工作面长度Ll/sin(30)23.5/sin(30)2=14m，分两层崩矿，工作面的高度为矿体厚度的一半，工作面的面积为S=L228。崩矿量崩矿量M=式中 b为一次崩矿步距；h为崩矿厚度；l为炮眼深度；为矿石容重。下层：崩矿步距为一次崩4排孔，一个工作面分4次崩矿，即切割上山两侧各分再次崩矿。崩矿量M=40.9522.53.566.5 t每个循环的炮眼数量为428个炮眼总长度l总 =422.5=20 m 每米炮眼崩矿量m=M

36、/l总 =66.5/20=3.33t/m上层：崩矿步距为一次崩4排孔，一个工作面两次崩完，即切割上山两侧各一次崩完。崩矿量M=40.95723.5186.2 t每个循环的炮眼数量为4（7/0.95）30个炮眼总长度l总=4(7/0.95)2=59m每米炮眼崩矿量m=M/l总186.2/59=3.15t/m4.1.3采场的凿岩时间和所需要的凿岩机台数每天按崩矿230t计算，根据前面计算得到的每米炮眼崩矿量平均值约为3.2 t/m，可以求得采场每天打眼长度约为70m。根据采矿设计手册中资料可得到：YT24型凿岩机凿岩工效4050m/台班；YSP45型凿岩机凿岩工效为6070 m/台班。采场配置凿岩

37、机台数：式中 n凿岩机台数；A采场每一工作循环内落矿量，t；q每米炮眼崩矿量，t/m；P凿岩机台班效率，m。考虑该矿岩的坚硬性系数f=1216、矿石类型、所选凿岩机的凿岩台效及备用系数，初步选定为凿岩机YT-24与YSP-45凿岩机各两台。爆破消耗与网路设计炸药选用2#岩石硝铵炸药，药卷直径为32mm，长度为200mm，重量200g。炮眼崩矿爆破的单位炸药消耗量同矿石性质、炸药性能、炮眼直径、炮眼深度以及采副宽度等因素有关。矿石的坚固性系数为1216，但解理裂隙比较发育，可爆性较好，并且炮眼间距及最小抵抗线都取较小值，用岩石硝铵炸药时查下表知：炮眼崩矿的单位炸药消耗量取小值，综合各种因素取为单

38、耗为1.0kg/m3，表 7井下炮眼崩矿单位炸药消耗量参考值矿石坚固性系数f88101015单位炸药消耗量（kg/m3）0.261.01.01.61.62.6一次爆破崩矿的炸药消耗量为Q，按下式估算：Q=qbhl式中：Q一次爆破崩矿装药量；q单位炸药消耗量；h矿体厚度；b一次落矿总长度；l平均炮眼深度。下层：装药量Q下= qbhl=1.0242.520kg每个炮眼装药量Q孔=Q下/n20/82.5kg上层：装药量Q上= qbhl=1.047256kg每个炮眼装药量Q孔=Q上/n56/30=1.8kg装药采用人工装药，装药方法是将起爆药包靠近眼底进行反向起爆，起爆器材有雷管、导爆管、连接元件、激

39、发器材等，起爆方法采用导爆管起爆导爆延期雷管逐排崩矿，堵塞长度为最小抵抗线W的一半左右。爆破网路采用塑料导爆管和豪秒雷管微差起爆网路联接，联线方式为串并连，逐排起爆。4.2通风4.2.1通风系统、线路、方式和制度房柱法采矿通风比较容易，凿岩、爆破、出矿都是在采场内进行，通风系统为硐室型采场通风。通风线路：阶段运输平巷未放矿的溜井、斜坡道拉底平巷切割上山采场通风联络道上阶段回风天井。通风方式采用主扇的总风压形成贯穿风流通风。4.2.2防尘措施采场内除尘是为了保持良好的通风效果，创造良好的劳动条件，保证井下人员的身体健康，提高劳动生产率。通风除尘，在采掘工作面、溜井等地和产尘设备（如破碎机、输送机

40、、装运机、掘进机等）采取密闭抽尘净化措施；采用湿式凿岩设备进行湿式作业；控制通风风速，减少扬尘；加强个体防护，现场作业人员带口罩作业；爆破前除尘减少因振动引起的大量灰尘扬起。4.2.3采区风量计算和通风时间回采工作面的需风量，按照地下矿通风规范规定，按下列要求分别计算，取其中最大值：按同时工作的最多人数计算，供风量应不少于每人4m3/min。即：Q=4n，m3/min式中：n工作面同时工作的最多人数。按装药时10人计算得Q=40 m3/min。按排尘风速计算：Q=S，m3/s式中：S工作面过风面积，；要求的排尘风速，m/s；硐室型采场最低风速应不小于0.15 m/s，巷道型采场、凿岩巷道和掘进

41、巷道应不小于0.25 m/s；电耙道、干净破碎巷道和溜井缷矿口应不小于0.5 m/s；由于工作面是呈V型顺倾斜方向的，由切割上山向两侧扩大，工作面过风面积S=34224约为25。按照硐室型采场不小于0.15 m/s的要求计算，得到Q=250.153.75 m3/s225 m3/min通过以上的计算，采区的通风量约为230 m3/min。由于采区的空区随着工作面的推进而不断增大。爆破通风时间也不断增加，一般通风时间应大于45分钟。4.2.4防水措施为有效根治旷区水患，确保开来查全，矿山在取得革丈地质综合研究成果基础上，实施了地面帷幕注架防治水工程。( I )注浆孔数目。果用单排孔等距离布置，孔距

42、10 m，共54 个，其中14个勘察孔兼注浆孔，为一序列孔，其余40个注浆为革二、三序列孔。较浅孔设在帷幕两端，伸入白云岩大理岩岩体中。最浅孔孔深260.12m ，最深孔466.43 m ，深孔均在完整大理岩层中结钻。(2 )钻孔结构。开孔孔径130 mm ，终孔孔径：勘察孔91 mm ，注浆孔91 75 mm。(3 )帷幕厚度与浆液扩散半径。浆液扩散半径可根据实际注来量井果用经验公式反算得出，依据以下经验公式(I ) ,q = R2-R22+b( R2-b2)122HR， (I)式中， R 为注浆理想扩散半径， m (7.07m) ; 为帷幕厚度对应的圆周角，();b 为钻孔间距，m; H

43、为注蝶段高度，m; n 为岩石岩溶(裂隙)率，%。幕厚10 m ，结合注辈试验中实际注辈量反算出浆液平均扩散半径为7.07 m。4.3出矿与运搬4.3.1出矿设备和运搬设备的选择地下开采矿山生产能力的提高和劳动生产率的增长在很大程度上取决于回采出矿作业的出矿结构和机械化程度。该铜矿山生产能力为每年20万t，选用3台1.5立方的电动铲运机可满足生产要求。根据类似矿山的参考资料，LDCY-1.5电动铲运机台年可达810万t。表 8高配置LDCY-1.5电动铲运机主要技术参数额定载重（Kg）外形尺寸（mm）电铲容积（m3）堆装最大举升高度（mm）最大缷载高度（mm）整机操作质量（kg）爬坡能力行车速

44、度（km/h）最小内侧转弯半径(mm)最小外侧转弯半径（mm）长宽高30006950150021001.5374014001150012(3km/h)34（1.2km/h）09300050004.3.2出矿管理和制度采场崩矿后，45分钟以上的通风结束后，只有清理上顶板的松石，电动铲运机才能从拉底平巷沿着切割上山进入到采场内进行装矿，装矿后在采场内转向退出采场，将矿石倒入拉底平巷一侧的矿石溜井，平均运距为60m，溜井下面由振动放矿机放矿，矿石由电机车通过阶段运输平巷运至矿仓进行破碎、提升。多个采场同时作业互不干扰。铲运机工作时采场不能够进行凿岩作业。4.3.3二次爆破方法由于装药密度较大，炮眼较

45、浅，且矿石坚硬性大，所以崩下矿石块度较均匀。大块直接在采场内用覆土爆破法破碎。这种方法不需打眼，直接将药包搁置在大块矿岩的凹陷部位，用粘性泥土覆盖严实后爆破。4.3.4铲运机台效和采场出矿时间的确定（1）小时生产能力的确定（一）装运卸一次作业循环时间t=t1+t2+t3+t4+t5t5=2L/v式中：t装运卸一次作业循环时间，s；t1 装载时间，s，一般定点装矿取20-30s，不定点装矿取60-80s；t2卸载时间，s，卸入矿仓或溜井一般取10-20s；t3掉头时间，s，因铲运机为前装前卸式，装运卸一次作业循环有两次掉头时间，一般共取30-40s；t4其它影响时间，s，一般取20s；t5空重车

46、运行时间，s；2L装运卸一次作业循环往返运距，m；v 铲运机运行速度，m/s，与巷道状况有关，特别是路面性质不同，运行速度可有成倍之差，参考表表 9铲运机运行速度参考数据路面性质差（无路面或很差的碎石路面）较好（较好的碎石路面）好（混凝土路面）很好（沥青混凝土路面）运行速度（km/h）12由于铲运机运矿的巷道是切割巷道，路面是下盘围岩，是一般的碎石路面，所以运行速度取v=7km/h=1.9 m/s，即可算得 则装运卸一次作业循环时间t为t5=2L/v=100/1.9=50 t=t1+t2+t3+t4+t5 =30+20+40+30+50 =170 s（二）小时装运卸循环次数 n=3600/t

47、=3600/170 =21.1取整21（三）小时生产能力 Q=KnG 式中：Q铲运机小时生产能力，t/h； K铲斗装满系数，一般取0.8； G铲运机一次装载量为一个铲头容积，m3/次； 装运物料的松散体重，t/m3 ; 综上可得 Q=0.8211.53.5/1.4 =63t/h （2）铲运机台班生产能力的确定 Qb=QT 式中：T一班有效工作时间。一个台班法定工作时间是8小时，公式利用率根据经验数据取40%，即T=3.2h.所以Qb=633.2=201t/台班,取整得200 t/台班下层崩矿出矿时间约为一个半小时，上层崩矿出矿时间约为一个台班。4.4矿房采矿后嗣后充填4.4.1充填方法和主要工艺过程矿房采矿后在拉底平巷一侧留下1m厚的矿石不采，作为充填时的隔墙，支撑充填体的基础，充填方法用废石尾砂胶结充填，废石是采场内废石，尾砂