采礦方法課程設(shè)計

1、第一章 采礦地質(zhì)條件某金礦為接觸交代型礦床，礦體平均厚度14m，礦體平均傾角43°，礦體走向850m，埋藏深度為-50m-180m。礦石主要含有金屬及品位為：Cu1.2%、S32.9%、Fe45%。礦石容重3.75t/ m³，圍巖容重2.63t/ m³。上盤圍巖為灰?guī)r，下盤為砂頁巖，上盤圍巖堅固性系數(shù)1416，下盤圍巖堅固性系數(shù)11-12，礦石堅固性系數(shù)6-7，均很堅固，礦石與上下盤圍巖均為穩(wěn)固。礦石松散系數(shù)為1.45，上下盤圍巖松散系數(shù)為1.5。由于含有硫，礦石有自燃性，但無粘結(jié)性。礦區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層較多，局部有破碎帶，地表有溪流。礦井設(shè)計年產(chǎn)量15萬噸

2、。第二章 采礦方法選擇2.1 采礦方法選擇2.1.1 選擇依據(jù)（1）安全和良好的工作條件；（2）具有合理的、高的采礦強度，滿足礦山生產(chǎn)能力要求；（3）采準(zhǔn)工程布置靈活性大，對礦體的適應(yīng)性強，采切工程量小，回采機械化程度高，勞動生產(chǎn)率高，能耗少，礦石損失貧化小，成本低；（4）采礦所需巷道布置在脈外，盡量避免留頂?shù)字蕴岣叩V石的回收利用率；（5）礦床水文地質(zhì)條件復(fù)雜，地表不允許陷落，礦石價值高且含硫品位較高，有自燃的可能性，不宜選擇大量崩礦或者留有大量礦柱和頂?shù)字牟傻V方法，適宜選擇通風(fēng)條件好、防火條件好的采礦方法。2.1.2 采礦方法初選根據(jù)礦體地質(zhì)條件和采礦技術(shù)條件選擇合適的采礦方法，見表2

3、-1。表2-1 采礦方法選擇表序號主要的地質(zhì)及開采技術(shù)條件較適合的采礦方法排除的采礦方法名稱特征1地表允許崩落的可能性不允許崩落空場法、充填法崩落法2礦石的穩(wěn)固性穩(wěn)固空場法、充填法3圍巖的穩(wěn)固性穩(wěn)固空場法、充填法4傾角及厚度平均傾角35°、平均厚度23m 上向水平分層充填法、分段（階段）空場法、分段（階段）空場嗣后充填法房柱法、留礦法5礦石的品位Cu等貴重金屬品位較高上向水平分層充填法、分段（階段）空場嗣后充填法分段（階段）空場法、6礦石自燃性與粘結(jié)性有自燃性無粘結(jié)性上向水平分層充填法、分段鑿巖分段出礦嗣后充填法根據(jù)以上初步分析，可以初選出兩種采礦方法：1）上向水平分層充填法；2）分

4、段鑿巖分段出礦嗣后充填法。1） 上向水平分層充填法（1）方案特征該方法適用于開采礦體上下盤巖石中等穩(wěn)固以上或穩(wěn)固性稍差，礦石中等穩(wěn)固或中等穩(wěn)固以上的傾斜至急傾斜的中厚至極厚礦的高品位或貴重金屬的礦體；特點是將礦塊劃分為礦房和礦柱進行回采，先采礦房，后采礦柱，礦房或礦柱自下而上分層回采，依次按比例進行充填以維護上下盤圍巖，并創(chuàng)造不斷上采的作業(yè)條件，礦房回采到最后一個分層時，進行接頂充填。（2）礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)礦房垂直礦體走向布置，長度為礦體水平厚度，寬度為12m；礦房、礦柱交替布置，間柱寬度8m；階段高度60m；階段分為7個分段，分段高度9m，每個分段服務(wù)3個分層，每個分層高度3m；先采礦柱，

5、后采礦房，礦塊底部構(gòu)筑5m厚的人工混凝土假底，以保證下階段的回采安全；礦柱采用較高灰沙比進行充填，礦房采用較低灰沙比進行充填，各分層待充填體滲水平場完畢厚后，鋪設(shè)0.3m厚的砼地板，以利上分層回采時無軌設(shè)備的行走。（3）采準(zhǔn)切割（圖2-1）采用下盤脈外階段斜坡道采準(zhǔn)方式，斜坡道為折返式，斷面3.53m，斜坡道的坡度為1:51:7，斜坡道與分段平巷連接，分段運輸平巷與采場分層進路連接。一個分段負(fù)責(zé)3個分層。（4）回采分層回采高度3m，采用YSP-45型氣腿式鑿巖機挑采2.0m，不出礦，炮孔傾角75°，炮孔直徑40mm，工人站在礦堆上打水平孔壓頂回采到設(shè)計高度。每次爆破后通風(fēng)時間不少于4

6、0min，工作面炮煙排凈后，安全工進入采場檢查頂板，清除浮石。采用鏟運機將崩落的礦石卸入溜井，由電機車經(jīng)階段運輸平巷運往主溜井。崩落礦石出完后，按照配比要求，進行膠結(jié)充填。充填滲水通過預(yù)先布設(shè)的脫濾水管導(dǎo)出采場。（5）方案評價該方案僅設(shè)溜井，運礦汽車在裝礦平巷內(nèi)裝車，既簡化采準(zhǔn)工程，又提高運礦效率；采用先挑采、后壓采的方式，有效地提高鑿巖效率，也便于采場頂板的安全管理；使用無軌設(shè)備出礦，回采作業(yè)機械化程度高；采場布置靈活，便于不同礦種分采；采場形成貫穿風(fēng)流，通風(fēng)效果好。但是，壓頂回采，鑿巖效率相對較低，作業(yè)循環(huán)較多；無軌設(shè)備運行頻繁，滿足無軌設(shè)備通行要求的采準(zhǔn)切割工程斷面大。參考類似礦山實例，

7、采場生產(chǎn)能力： 142.5t·d-1；礦石回采率97.97%，礦石損失率3.03%，礦石貧化率5.17%。圖2-1 上向水平分層充填法2） 分段鑿巖分段出礦嗣后充填法（1）方案特征該采礦法適用于開采礦石與圍巖穩(wěn)固傾斜和緩傾斜的高品位或貴重金屬的礦體；特點是將階段內(nèi)礦體沿走向劃分成礦塊，礦塊劃分為分段，每個分段內(nèi)劃分為礦房和礦柱，每個礦房都有獨立的崩礦和出礦巷道，可視為單獨的回采單元。沿走向掘進分段運輸平巷和鑿巖平巷，沿分段運輸每隔距離掘進裝礦進路?；夭蛇^程中，采用扇形中深孔在鑿巖平巷進行鑿巖爆破，崩落的礦石自裝礦進路在分段底部的V型塹溝進行出礦，為了防止充填體坍塌引起較大的貧化，分段

8、內(nèi)留3m斜頂柱。礦塊分段回采結(jié)束后按充填比例進行充填，密閉充填進路，回采上一分段。（2）礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)礦塊沿礦體走向布置，礦塊長度40m，間柱寬度6m，礦房長度34m，階段高60m，礦塊寬度為礦體水平厚度，分段高度15m，斜頂柱3m，底部形成V型受礦塹溝，塹溝在礦體內(nèi)的斜面傾角為45°，裝礦進路間距11m。分段回采完畢后，從上分段進行一次充填，充填盡量接頂。（3）采準(zhǔn)切割（圖2-2）采用下盤脈外階段斜坡道采準(zhǔn)方式。階段和各分段間由采準(zhǔn)斜坡道聯(lián)通，斜坡道的坡度為21%。自采準(zhǔn)斜坡道掘進分段運輸平巷、充填回風(fēng)平巷，自充填回風(fēng)平巷每隔1112m掘進裝礦進路到礦體下盤，在礦體下盤與圍巖邊

9、界處由裝礦進路掘進 “V”型塹溝拉底平巷聯(lián)通所有裝礦進路，靠近礦快間柱位置，向上掘進切割天井，再由分段運輸平巷，靠近間柱位置，掘進切割橫巷達(dá)礦體上盤邊界處，自切割橫巷靠近礦體上盤掘進脈內(nèi)鑿巖平巷；在拉底平巷和切割橫巷內(nèi)分別打上向扇形和平行中深孔，以切割天井為自由面爆破切槽，進行多排同次爆破，爆破后形成立槽。參考類似礦山，標(biāo)準(zhǔn)米千噸采切比為12.52m/kt。（4）回采全部采準(zhǔn)切割工作完成后，礦房回采以切割槽為自由面，由礦房一直向另一側(cè)回采崩礦。在分段鑿巖巷道中鉆鑿扇形中深孔，崩礦孔與開溝孔同時起爆，一次崩落35排炮孔，每次爆破后通風(fēng)時間不少于40min，工作面炮煙排凈后，安全工進入采場檢查頂板

10、，清除浮石。崩落礦石用鏟運機將崩落的礦石卸入分段溜井，由電機車經(jīng)階段運輸平巷運往主溜井。崩落礦石出完后，按照配比要求，進行膠結(jié)充填。充填滲水通過預(yù)先布設(shè)的脫濾水管導(dǎo)出采場。（5）方案評價工人在小斷面巷道中工作，回采工作比較安全；回采強度比較大，在一個采場內(nèi)，工作面比較多，因此，用這種采礦方法開采時，采場可以相對少一些；工作循環(huán)，比較簡單，通風(fēng)條件好；使用無軌設(shè)備出礦，生產(chǎn)能力大；但是采準(zhǔn)工作量大，在分段巷道內(nèi)，不易實現(xiàn)巷道掘進的機械化；礦柱所占礦量比較大，且回采礦柱損失，貧化又比較大；采用中深孔落礦，大塊率高，二次破壞作量大。參考類似礦山實例，礦石回采率77.26%，礦石損失率22.74%，礦

11、石貧化率7.55%。采場生產(chǎn)能力443.8t/d。圖2-2 分段鑿巖分段出礦嗣后充填法2.1.3 采礦方法技術(shù)比較根據(jù)以上初步設(shè)計計算并結(jié)合類似礦山，對所選采礦方法的技術(shù)經(jīng)濟比較見表2-2。表2-2 采礦方法方案技術(shù)比較表序號項目名稱方案 上向水平分層充填法方案 分段鑿巖分段出礦嗣后充填法備注1采場生產(chǎn)能力（t/d）142.5443.82礦石損失率(%)3.0322.743礦石貧化率(%)5.177.554方案靈活適應(yīng)性好較差5通風(fēng)條件好好6實施難易程度容易容易2.2 采礦方法終選考慮到厚大礦體，采用空場嗣后充填法，會增大礦石貧化損失率，而高階段（或者高分段）空場嗣后充填法國內(nèi)使用技術(shù)并不成熟

12、，并根據(jù)2.1節(jié)采礦方法選擇分析，本次設(shè)計采用上向水平分層充填法。2.2.1 參數(shù)確定依據(jù)（1）安全和良好的工作條件；（2）礦體為傾斜（平均傾角35°）厚大（平均厚度23）礦體，礦體走向長度（300m）較長，埋藏深度（-50-180m）；（3）礦石穩(wěn)固（f=6-7），上盤圍巖穩(wěn)固（f=14-16），下盤圍巖穩(wěn)固（f=11-12）；（4）采切工程量小，回采機械化程度高，勞動生產(chǎn)率高，能耗少，礦石損失貧化小，成本低；2.2.2 礦塊布置與結(jié)構(gòu)參數(shù)礦塊垂直于礦體走向布置，長度為礦體水平厚度，階段高度60m；礦房、礦柱交替布置，礦房寬度為12m，礦柱寬度8m；將階段劃分為分段，分段高度9m，

13、每個分段負(fù)責(zé)3個分層，分層高度3m；先采礦柱，后采礦房，礦塊底部構(gòu)筑5m厚的人工混凝土假底，以保證下階段的回采安全；回采過程中，最小控頂高度2m，最大控頂高度5m，礦柱采用較高灰沙比進行充填，礦房采用較低灰沙比進行充填（降低充填成本），各分層待充填體滲水平場完畢厚后，鋪設(shè)0.3m厚的砼地板，以利上分層回采時無軌設(shè)備的行走。第三章 礦塊采準(zhǔn)與切割工作3.1 采切巷道的布置由于礦石品位高、有自燃性，為了減少礦柱損失且滿足機械化上向水平分層充填法的工藝要求，采用下盤脈外階段斜坡道采準(zhǔn)方式。3.1.1 采準(zhǔn)巷道的布置主要采準(zhǔn)工程有斜坡道、分段運輸平巷、分層出礦進路、充填回風(fēng)井、溜井及穿脈等礦石回采工作

14、必不可少的巷道。（1）斜坡道斜坡道采用折返式布置，它是鏟運機及人員、材料設(shè)備在不同分段，不同階段之間實現(xiàn)自由快速移動的重要通道，因需要布設(shè)必要的管線電纜，且要考慮行人需要。因此，其規(guī)格3.5m×3.0m，轉(zhuǎn)彎半徑取10m15m，坡度取20%。（2）分段運輸平巷分段平巷沿礦體走向布置，負(fù)責(zé)分段礦房的出礦。每個分段平巷負(fù)責(zé)三個分層的回采，垂直距離為9.0m。為保證分層出礦進路坡度滿足無軌設(shè)備爬坡能力要求，分段平巷距礦體下盤19.5m左右，且與分層出礦進路之間的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)彎半徑保證3.4m以上，斷面尺寸與斜坡道（3.5m×3.0m）相同。（3）分層出礦進路每個分層均布置一條分層出礦進

15、路，溝通采場和分段平巷。其中，下向分層出礦進路為運礦重車上坡，坡度取2°；上向分層出礦進路為重車下坡，坡度取18°。下向分層出礦進路采用普通掘進方法形成，水平分層出礦進路則在向下的分層出礦進路頂板挑頂形成，而上向出礦進路則由水平出礦進路上挑形成。挑頂崩落的廢石，可用來充填該分層出礦進路。分層出礦進路斷面規(guī)格同樣要求滿足無軌設(shè)備運行安全、方便，與斜坡道相同（3.5m×3.0m）。分層出礦進路布置在采場中央，以利于鏟運機作業(yè)，且采場開口階段作業(yè)效率高，采場兩側(cè)邊界易于控制。采場充填時，用木板封閉分層出礦進路。（4）充填回風(fēng)天井充填回風(fēng)井是采場通風(fēng)和下放充填料的重要通道

16、，位于靠近下盤的礦體中，一方面，可以用來下放充填料漿及回風(fēng)使用，另一方面，可以實現(xiàn)探采結(jié)合，充分摸清階段上部的礦體分布情況；斷面尺寸為2.0m×2.0m，沿礦體傾向布置，傾角為礦體傾角。（5）放礦溜井考慮到鏟運機有效運輸距離150m，放礦溜井間距140160m，同時服務(wù)于78個礦塊，斷面尺寸為2.0m，為了減少卸礦橫巷的長度，采用傾斜溜井，傾角為75°；為了防止上下分段卸礦相互干擾，卸礦橫巷與放礦溜井間用分支溜井連通。（6）卸礦巷道卸礦橫巷連通分段平巷和放礦溜井，供多個礦房使用，斷面尺寸與分段運輸平巷同（3.5m×3.0m）。（7）穿脈穿脈位于礦房或礦柱中央，起到

17、探礦、連通相鄰礦脈、通風(fēng)及鏟運機運行的作用，斷面要求與斜坡道斷面相同（3.5m×3.0m）。3.1.2 切割巷道的布置切割工作主要是拉底，不另外打巷道，以采準(zhǔn)工程中的穿脈（采準(zhǔn)切割合二為一）為自由面和補償空間擴大到礦房底部全面積形成拉底空間，以穿脈為自由面用YSP-45上向式鑿巖機向兩邊擴幫至采場兩邊邊界，局部出礦后，向上一分層挑頂形成5.0m的控頂高度。然后，砌筑3.0m高的高標(biāo)號膠結(jié)體假底，剩2.0m作為繼續(xù)上采的作業(yè)空間。砌筑假底時，要預(yù)先鋪設(shè)好脫濾水管，并根據(jù)實際情況考慮加一些鋼筋。3.2 主要運輸設(shè)備（1）鏟運機由SANDVIK TAMROCK公司生產(chǎn)的TORO系列鏟運機有

18、著安全、可靠、舒適和高效的優(yōu)點，為了滿足礦山生產(chǎn)能力要求，本設(shè)計中選用TORO400E型鏟運機，3臺正常生產(chǎn)，2臺備用，該型號電動鏟運機的主要技術(shù)參數(shù)見表3-1。表3-1 TORO400E型鏟運機主要參數(shù)斗容（m3）額定載重（t）鏟取力（KN）最小轉(zhuǎn)彎半徑（mm）外形尺寸（mm）最大卸載高度（mm）最小卸載距離（mm） 理論生產(chǎn)能力（萬t/臺·年）內(nèi)側(cè)外側(cè)長寬高3.89.620433506660973624002320160015451821（2）電機車與礦車根據(jù)該礦山20萬噸/年的設(shè)計生產(chǎn)能力，選用ZK10-6/250型電機車（主要參數(shù)見表3-2）配YCC2（6）型測卸式礦車（主要

19、參數(shù)見表3-3）。表3-2 ZK10-6/250型電機車主要參數(shù)表粘著質(zhì)量（t）軌距（mm）直流電壓（v）牽引力（KN）牽引速度（km/h）主要外形尺寸（mm）受電器工作高度（m）總長寬度牽引高度軌面到頂棚高1060025013.05114530135443015501.82.2表3-3 YCC2（6）型測卸式礦車主要參數(shù)表車箱容積（m3）軌距（mm）外形尺寸（mm）線路中心距（mm）長寬高26001650980116015003.3 階段運輸平巷的斷面形狀和規(guī)格3.3.1 斷面形狀和支護形式階段運輸巷道服務(wù)于整個階段和上一階段，服務(wù)年限較長，單軌運輸，巷道較寬，故采用拱高f0=B0/3的三心

20、拱，下盤圍巖穩(wěn)固（f=1824），可以不進行支護，破碎地段可噴射混凝土進行支護。3.3.2 巷道斷面尺寸（1）巷道凈寬度B0由表3-1和表3-2可以確定設(shè)備的寬b=1354mm，高h(yuǎn)=1550mm。查采礦手冊知運輸電機車與支護之間的安全間隙b1=300mm，人行道寬度b2=900mm，所以巷道凈寬B0：B0b1+b+b2=300+1354+900=2554mm，按50mm取上，故B0取2600mm。（2）道床參數(shù)根據(jù)該巷道的運輸量及采用的運輸設(shè)備，查采礦手冊可以選用22kg/m的鋼軌，鋼筋混凝土軌枕，巷道底板水平與軌面水平的間距h6=400mm，底板至道渣面的高度h5=250mm，故h4= h

21、6-h5=150mm。（3）巷道凈高H0 拱高f0及其它參數(shù)f0B0/3 =867mm大圓弧半徑R0.692 B01799mm小圓弧半徑r=0.261B0=679mm 巷道墻高h(yuǎn)3A 按電機車架線要求確定設(shè)電機架線導(dǎo)電弓子之半k=400mm，軌面到頂棚的高度取H12080mm。非人行道一側(cè)，軌道中心線至墻的距離a=b/2+b1=677+300977mm，cos0.554由于，故架線弓子是在大圓弧斷面內(nèi)，應(yīng)按下式計算h3B 按人行要求計算巷道墻高h(yuǎn)3,即按以上兩種要求計算后h3取其中的最大值2045mm，按10mm取上，則h3=2050mm。故巷道凈高度H0=f0+h3-h5=867+2050-

22、250=2667mm，巷道斷面圖如3-1所示。圖3-1 階段運輸平巷斷面圖3.4 采準(zhǔn)切割工作3.4.1 采準(zhǔn)切割工藝采用下盤脈外階段斜坡道（3.5m×3.0m，坡度20%）采準(zhǔn)方式，自階段運輸平巷在相鄰礦房與礦柱中間掘進穿脈（3.5m×3.0m）到達(dá)礦體下盤邊界，自穿脈沿礦體下盤邊界處在礦體內(nèi)掘進充填回風(fēng)天井（2.0m×2.0m）至上階段穿脈, 在穿脈的合適位置，掘進溜井（2.0m，傾角為75°）。從采準(zhǔn)斜坡道按分段高度掘進分段運輸平巷（3.5m×3.0m），由分段運輸平巷在采場中央位置掘進分層聯(lián)絡(luò)道（3.5m×3.0m，坡度2&#

23、176;18°，上分層聯(lián)絡(luò)道由下分層聯(lián)絡(luò)道挑頂完成）。自分段運輸平巷掘進卸礦橫巷（3.5m×3.0m）聯(lián)通階段溜井，為了防止上下分段卸礦相互干擾，卸礦橫巷與放礦溜井間用分支溜井連通。以上巷道一般不支護，破碎地段可采取噴錨支護，由此完成礦塊的采準(zhǔn)工作。切割工作主要是拉底，即以穿脈為自由面和補償空間擴大到礦房底部全面積形成拉底空間，以穿脈為自由面用YSP-45向兩邊擴幫至采場兩邊邊界，局部出礦后，向上一分層挑頂形成5.0m的控頂高度。然后，砌筑3.0m高的高標(biāo)號膠結(jié)體假底，剩2.0m作為繼續(xù)上采的作業(yè)空間。砌筑假底時，要預(yù)先鋪設(shè)好脫濾水管，并根據(jù)實際情況考慮加一些鋼筋。3.4.

24、2 采準(zhǔn)切割工程量計算采準(zhǔn)切割工程量時以礦塊為單位，需考慮了以下兩點因素：（1）階段運輸平巷計入開拓工程量中，采準(zhǔn)切割工程量計算中不予考慮；（2）階段斜坡道、卸礦橫巷及分段溜井服務(wù)于整個中段的多個礦塊，計算時均不考慮。根據(jù)上述原則減免后的標(biāo)準(zhǔn)采場主要采切工程量如表3-4所示。采準(zhǔn)切割表3-4 礦塊采準(zhǔn)切割工程量工作項目斷面規(guī)格/（m×m）條數(shù)單長/m長度/m工程量/m3脈內(nèi)脈外合計脈內(nèi)脈外合計1、分段運輸平巷3.5×37200140140014701470.02、分層聯(lián)絡(luò)道3.5×32023.50470470049354935.0 3、充填回風(fēng)井2.0×

25、2.0273.2146.40146.4585.60585.64、穿脈3.5×3282.636.6128.6165.2384.31350.31734.6小計183738.6921.6969.97755.38725.2礦塊礦量（kt）71.26 千噸采切比 921.6×1.1/71.26=14.22m/kt（自然米）； 8752.2×1.1/71.26=135.10/kt（標(biāo)準(zhǔn)米）； 注：不均勻系數(shù)取1.1巷道合計總長度921.6m（脈內(nèi)183m，脈外738.6m），合計總體積8725.2 m3（脈內(nèi)969.9m3，脈外7755.3m3）。采場采出礦量為 式中：礦塊長

26、度，18.3m；可采高度，60；采場寬度，20m（礦房12m，礦柱8m）；礦石體重，平均3.14t·m-3；采礦回收率，98%；a 礦石貧化率，5.17%；故礦塊的千噸采切比14.22m/kt 或135.10/kt。3.4.3 采準(zhǔn)切割成本采準(zhǔn)切割的成本計算以礦塊為單位，階段運輸平巷算入開拓工程，階段斜坡道、卸礦橫巷以及溜井為多個礦塊公用，參考類似礦山指標(biāo)，采準(zhǔn)切割成本計算如表3-5所示。3-5 礦塊的采準(zhǔn)切割費用表工程項目工程量（m）單價（元/m）金額（元）1、穿脈165.218002973602、斜 坡 道9.8180017640 3、分段運輸平巷140.0 1800252000

27、4、溜井8.3 1600132805、充填回風(fēng)井146.416002342406、分層聯(lián)絡(luò)道47018008460007、卸礦橫巷21.51800 38700合 計961.21699220采切成本（元/t）23.8采切成本W(wǎng)=Y/Q，元/t；式中Y- 礦塊采切總費用，元，取值1699920元；Q-礦塊采出總礦量，t，取值71260t；故采切成本W(wǎng)= Y/Q=1699920/71260=23.8元/t3.4.4 采準(zhǔn)切割循環(huán)圖表計算采準(zhǔn)與切割工作時間以礦塊為單位，階段運輸平巷算入開拓工程，不予計算，掘進速度參考類似礦山指標(biāo)，中段采準(zhǔn)切割工作進行見表3-6。表3-6 礦塊采準(zhǔn)切割工作進圖表第四章

28、回采計算4.1 鑿巖爆破4.1.1 鑿巖設(shè)備上向水平分層充填采礦法一次回采礦體厚度較小，不需要打深孔或中深孔，普通的淺眼鑿巖設(shè)備可滿足要求。因此鑿巖設(shè)備可選用7655氣腿式鑿巖機和YSP-45上向式鑿巖機， 7655氣腿式鑿巖機可以鉆鑿水平、傾斜向下和微傾斜向上的炮孔，適合鉆鑿中等堅硬和堅硬的礦巖；YSP45可以鉆鑿60°90°的向上炮孔。選用鑿巖機的主要技術(shù)參數(shù)如表4-1所示：表4-1 鑿巖設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)鑿巖機型號機重（kg）全長（mm）沖擊頻率（次/min）使用風(fēng)壓（Mpa）使用水壓（Mpa）鉆孔直徑（mm）最大孔深（m）推進方式765524620>21000.

29、20.30.20.334425FY-200YSP-454468027000.50.20.335426自帶軸向推進器 炮眼布置和崩礦參數(shù)的選擇設(shè)計（1）炮眼布置方式由于分層高度為3m，為提高鑿巖效率，便于分層采場頂板的安全管理，采用先挑采后壓頂?shù)墓に?，即先用YSP-45型鑿巖機一次鑿?fù)晏舨煽祝咨?.0m，直徑），分次爆落礦石，但不出礦，工人站在礦堆上用YSP-45鑿巖機再打水平孔壓頂回采到設(shè)計高度。（2）炮孔參數(shù)根據(jù)選用鑿巖設(shè)備可鉆孔徑及礦石的堅硬性取炮眼直徑為40mm，選用的直徑為32mm藥卷。最小抵抗線W和孔口距a一般用下列經(jīng)驗公式確定：W（2530）d, ma =（11.5）W，m式中

30、d-炮眼直徑，m。所以挑采設(shè)計孔距1.2m、排距1.2m，邊眼眼距適當(dāng)減小，邊眼與采場輪廓線間距0.8m1.0m，各排孔之間錯開呈梅花狀布置，孔深2.0m。壓采孔只有一排，設(shè)孔距1.2m，抵抗線為1.0m，孔深2.0m。根據(jù)炮孔布置及分層采場參數(shù)，礦塊每個分層采場可布置278個(礦房154個，礦柱124個)挑采炮孔，164(礦房91個，礦柱73個)個壓采炮孔，合計孔深928m。（3）崩礦參數(shù)一個采場挑采孔分兩次爆破，壓采孔從礦體下盤往上盤依次爆破，礦塊分層礦量Q=3563t，炮孔總長度l=928m，故每米炮眼崩礦量q：q=Q/l=3563/928=3.9t/m³4.1.3 采場的鑿巖

31、時間和所需要的鑿巖機臺根據(jù)采礦手冊知7655氣腿式鑿巖機臺效為4050m/臺·班；YSP-45型鑿巖機鑿巖臺效為5070 m/臺·班。本設(shè)計中7655氣腿式鑿巖機臺效取45 m/臺·班，YSP-45型鑿巖機鑿巖臺效取60 m/臺·班，一個采場配2臺7655氣腿式鑿巖機和2臺YSP-45型鑿巖機，同時作業(yè)的純鑿巖時間為9個班（3d）。4.1.4 炸藥單耗與起爆方式用普通2號硝銨巖石炸藥炸藥爆破，炸藥單耗可以按照表4-2選取，并結(jié)合類似礦山炸藥單耗取0.27kg/t，故每個炮孔裝藥1.2kg，裝藥系數(shù)為0.6。裝藥采用人工裝藥，將起爆藥包靠近眼底進行反向起爆

32、，堵塞長度為最小抵抗線W的一半左右，爆破網(wǎng)路采用塑料導(dǎo)爆管和豪秒雷管微差起爆網(wǎng)路聯(lián)接，聯(lián)線方式為串并連，為減小爆破震動，從下盤向上盤分次起爆，各排炮孔間微差起爆，一次起爆延續(xù)時間控制在200ms內(nèi)。起爆器材主要有雷管、導(dǎo)爆管、連接元件、激發(fā)器材等。表4-2 井下炮眼崩礦單位炸藥消耗量參考值礦石堅固性系數(shù)f<88101015單位炸藥消耗量（kg/m3）0.261.01.01.61.62.64.2 通風(fēng)由于采區(qū)的空區(qū)隨著工作面的推進而不斷增大，爆破通風(fēng)時間也不斷增加，每次爆破之后要保證通風(fēng)40min以上。新鮮風(fēng)流從斜坡道、分段平巷和分層出礦進路進入采場，沖洗工作面后，污風(fēng)由上盤回風(fēng)充填井排入

33、上中段回風(fēng)平巷，為改善通風(fēng)效果，可在回風(fēng)充填井頂部設(shè)置輔扇加強通風(fēng)。4.3 采場頂板地壓管理采場爆破并經(jīng)過有效通風(fēng)排除炮煙后，安全人員進入采場清理頂幫松石。如果頂板礦巖異常破碎，經(jīng)撬毛處理后，仍無法保證正常作業(yè)，可考慮其它頂板支護方式，如噴射混凝土、懸掛金屬網(wǎng)及布置錨桿等。二步回采的采場，由于受相鄰充填采場充填接頂不充分、充填質(zhì)量難以保證、充填滲水等影響，礦巖穩(wěn)固性比第一步礦柱采場要差，頂板安全管理任務(wù)更加繁重。除了上述安全技術(shù)措施外，在生產(chǎn)過程中，要加強適時安全監(jiān)督，保證每個工作班組都有專職安全人員，在各生產(chǎn)工作面進行不間斷安全檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。4.4 出礦4.4.1 鏟運機出礦時間

34、計算挑采落礦時不出礦，壓采崩礦并經(jīng)通風(fēng)排出炮煙、頂板安全檢查后，用TORO400E型鏟運機（主要參數(shù)見表3-1）裝礦石，經(jīng)采場聯(lián)絡(luò)道、分段平巷，運至溜礦井卸礦。鏟運機的最大理論小時出礦能力按下式計算： （4-1） 式中：Qc鏟運機理論出礦能力，t·h-1；u鏟斗容積，m3，取3.8 m3；礦石體重，t·m-3，2.，取3.14t·m-3；k鏟斗裝滿系數(shù)，k =0.8；m礦石松散系數(shù)，m =1.6；t鏟運機鏟裝、運、卸一斗的循環(huán)時間，s: （4-2）t1裝載時間，s，取80s；t2 卸載時間，s；t3掉頭時間，s，一般取3040s，取40s；t4其它影響時間，s ，

35、取20s；t5空重車運行時間，s，；2l裝運卸一次作業(yè)循環(huán)往返運距，m，取254m；v鏟運機的運行速度，m·s-1，取1.94 m·s-1；鏟運機的臺班生產(chǎn)能力Q = Qc Tq （4-3）T班法定工作時間，h，取8h；q工時利用率，%，取50%； 根據(jù)（4-1）（4-2）（4-3）式可以知道鏟運機臺班生產(chǎn)能力Q = 400 t/臺班礦塊各分層采場的出礦量為3563t，則純出礦時間為9班（3d）。4.4.2 二次破碎大塊直接在采場內(nèi)用覆土爆破法破碎。這種方法不需打眼，直接將藥包擱置在大塊礦巖的凹陷部位，用粘性泥土覆蓋嚴(yán)實后爆破。4.5 充填每分層出礦結(jié)束后，及時進行充填，控

36、制地壓，阻止地表出現(xiàn)大變形。第一步礦柱空區(qū)采用較高灰砂比進行充填，第二步礦房空區(qū)采用較低灰砂比進行膠結(jié)充填?；夭傻牡谝环謱佣加酶呋伊媳饶z結(jié)體構(gòu)筑假底，以提高下階段采場回采的安全性。為減輕鏟運機出礦時對層面的破壞，并降低礦石貧化損失，各分層待充填體滲水平場完畢厚后，鋪設(shè)0.3m厚的砼地板，以利上分層回采時無軌設(shè)備的行走。4.5.1 充填準(zhǔn)備工作（1）出礦完之后，將設(shè)備移出采場；（2）架設(shè)泄濾水井。泄濾水井布置在采場充填體內(nèi)，用于充填體濾水，隨回采、充填工作進行順路架設(shè)，泄濾水井的斷面尺寸一般為（1.21.5m×（1.21.5m），負(fù)責(zé)面積為200m2左右；（3）構(gòu)筑與分層出礦進路間的密

37、閉墻，在回風(fēng)充填井中央設(shè)置隔墻；（4）接通采場充填管路。從上中段回風(fēng)充填平巷，通過回風(fēng)充填天井，往采場接通充填塑料管，并將充填塑料管用木質(zhì)三腳架固定在適當(dāng)?shù)胤?，以便采場均勻充填；?）檢查地表充填制備站與充填采場之間的通訊系統(tǒng)；（6）檢查充填線路。4.5.2 采場充填所有充填準(zhǔn)備工作完成后，即可進行采場充填。充填順序為從下盤向上盤后退式卸料，必須精心組織，做到：（1）根據(jù)地表充填料漿制備站充填材料儲備情況，確定能連續(xù)充填的時間，進而確定每次連續(xù)充填的地點與高度；（2）卸放充填料時，要由遠(yuǎn)而近地向泄濾水井處放砂，以有利充填水從泄濾水井排出；（3）充填料填放面應(yīng)低于泄濾水井道口50100mm，以防止充填料從泄濾水井口溢流和跑砂；除去保留的人行通風(fēng)濾水井，充填量為12151m；（4）卸放充填料結(jié)后，用人工或鏟運機的料漿扒平，再輔以厚度為0.30.4m的高灰比的膠結(jié)充填鋪面，以提高無軌設(shè)備的運行效率且防止粉礦滲入充填體造成貧化；（5）計算采場充填時間12d，采場充填到位后，養(yǎng)護7d，方可進行下一分層的回采作業(yè)。 充填接頂采用充填接頂方法是分區(qū)、分次加壓輸送充填料，即在接頂層分區(qū)段構(gòu)筑隔墻，先充12次，讓充填料沉縮后，再用砂漿泵泵送充填料強行灌入接頂?shù)目p隙中，以利于提高接頂?shù)拿軐嵭浴?.6 生產(chǎn)能力計算