第8次課(礦山設計實例)

1、第第8次課次課礦山設計實例四、萊新鐵礦施工圖設計四、萊新鐵礦施工圖設計一、礦山設計階段一、礦山設計階段三、萊新鐵礦初步設計簡介三、萊新鐵礦初步設計簡介二、地下礦設計基本流程二、地下礦設計基本流程一、礦山設計的幾個階段一、礦山設計的幾個階段n一個礦山建設項目一般經過以下幾個階段：一個礦山建設項目一般經過以下幾個階段： 資源地質勘探資源地質勘探項目建議書項目建議書可行性研究可行性研究報告報告初步設計初步設計施工圖施工圖組織施工和購組織施工和購置設備置設備試車和驗收，交付生產。試車和驗收，交付生產。n礦山設計包括可行性研究、初步設計和施礦山設計包括可行性研究、初步設計和施工圖三個階段。工圖三個階段。

2、二、地下開采礦山設計的基本流程二、地下開采礦山設計的基本流程 針對采礦專業(yè)主要包括以下基本流程：針對采礦專業(yè)主要包括以下基本流程：1. 1. 確定采礦方法確定采礦方法 按地壓管理的回采空區(qū)處理方法不同分為空場法、按地壓管理的回采空區(qū)處理方法不同分為空場法、崩落法和充填法。根據(jù)每次回采高度又分為分層、崩落法和充填法。根據(jù)每次回采高度又分為分層、分段和階段三類。分段和階段三類。2. 2. 產量驗證產量驗證 對于無底柱分段崩落法采用有效進路進行產量驗對于無底柱分段崩落法采用有效進路進行產量驗證；對于其它采礦方法一般采用礦塊法進行產量驗證；對于其它采礦方法一般采用礦塊法進行產量驗證；此外，還應按年下降

3、速度和新水平準備時間同證；此外，還應按年下降速度和新水平準備時間同時進行驗證。時進行驗證。3. 3. 開拓系統(tǒng)布置開拓系統(tǒng)布置 井位必須布置在開采錯動界線以外，根據(jù)礦石的井位必須布置在開采錯動界線以外，根據(jù)礦石的井下和地表運距選定井位。井下和地表運距選定井位。 確定階段高度，確定階段高度，1 1個運輸水平服務年限一般為個運輸水平服務年限一般為6 67 7年，年，階段高度一般為階段高度一般為6060、9090、120120、180180。 開拓系統(tǒng)要包括礦石、巖石、人員材料、工輔（包開拓系統(tǒng)要包括礦石、巖石、人員材料、工輔（包括通風、排水、供電、壓氣、供水等）等系統(tǒng)，除括通風、排水、供電、壓氣、

4、供水等）等系統(tǒng)，除通風外，工輔系統(tǒng)要委托其它專業(yè)考慮。通風外，工輔系統(tǒng)要委托其它專業(yè)考慮。 4. 4. 設備和材料消耗計算設備和材料消耗計算 包括基建投資和生產消耗兩部分，委托工經和技包括基建投資和生產消耗兩部分，委托工經和技經專業(yè)計算。經專業(yè)計算。 5. 5. 編寫說明書和出圖編寫說明書和出圖1 概況概況2 地質地質3 礦山開采現(xiàn)狀礦山開采現(xiàn)狀4 本次初步設計采礦專業(yè)設計情況本次初步設計采礦專業(yè)設計情況三、萊新鐵礦初步設計簡介三、萊新鐵礦初步設計簡介1 概況概況 萊蕪萊新鐵礦有限責任公司原為山東新汶礦業(yè)萊蕪萊新鐵礦有限責任公司原為山東新汶礦業(yè)集團有限責任公司投資建設的鐵礦山，集團有限責任公司

5、投資建設的鐵礦山，2005年投年投產，設計規(guī)模為年產產，設計規(guī)模為年產50萬萬t鐵礦石。鐵礦石。2006年魯中年魯中冶金礦業(yè)集團公司收購此礦，成為魯中冶金礦業(yè)冶金礦業(yè)集團公司收購此礦，成為魯中冶金礦業(yè)集團公司控股的采選礦山。集團公司控股的采選礦山。 目前萊新鐵礦一期工程只開采西礦區(qū)目前萊新鐵礦一期工程只開采西礦區(qū)-305m水水平以上的鐵礦石，由于地下水較大，巖石較破碎平以上的鐵礦石，由于地下水較大，巖石較破碎，采礦方法存在一些問題，投產以來，生產能力，采礦方法存在一些問題，投產以來，生產能力偏低，偏低，2007年采出鐵礦石只有年采出鐵礦石只有30萬萬t左右。左右。 魯中冶金礦業(yè)集團公司為了加快

6、萊新鐵礦的發(fā)魯中冶金礦業(yè)集團公司為了加快萊新鐵礦的發(fā)展，也是為了魯中冶金礦業(yè)集團公司自身的發(fā)展展，也是為了魯中冶金礦業(yè)集團公司自身的發(fā)展，決定開采萊新鐵礦西礦區(qū)，決定開采萊新鐵礦西礦區(qū)-305m-505m和東和東礦區(qū)礦區(qū)-305m水平以上的礦石。水平以上的礦石。 2 地質地質 本次初步設計依據(jù)的地質報告是山東省地質本次初步設計依據(jù)的地質報告是山東省地質局第一地質隊于局第一地質隊于1980年年6月提交的月提交的山東省萊蕪山東省萊蕪鐵礦西尚莊礦區(qū)詳細勘探地質報告鐵礦西尚莊礦區(qū)詳細勘探地質報告，報告提交，報告提交鐵礦石表內儲量鐵礦石表內儲量B+C+D級級4408.99萬萬t，其中，其中B+C級級39

7、63.84萬萬t，D級級445.15萬萬t。 礦床成因類型為接觸交代型磁鐵礦床。礦床成因類型為接觸交代型磁鐵礦床。 礦體總體走向礦體總體走向NE67，全長，全長2414m，分六，分六個礦帶，十六個礦體，各礦帶礦體產狀平緩。其個礦帶，十六個礦體，各礦帶礦體產狀平緩。其中中O、礦帶位于西礦段，礦帶位于西礦段，、礦帶礦帶位于東礦段。其中位于東礦段。其中礦帶的礦帶的-2礦體為西礦段的礦體為西礦段的主礦體，主礦體，礦帶的礦帶的-1礦體為東礦段的主礦體。礦體為東礦段的主礦體。 -2礦體分布于35勘探線間，埋深218-709m，上部標高在-38m-538m之間。礦體呈層狀、囊狀，長1336m，最大延深482

8、m。厚度一般1020m，最大厚度達115m，在囊狀礦體部分。礦體總體走向NE，傾向NW，傾角2027。 -1礦體分布于-7-16勘探線間，埋深253442m，上部標高在-60-262m之間。礦體呈不規(guī)則的扁豆狀體，局部呈透鏡狀。長1146m，最大延深356m。厚度一般40m，最大厚度達91m。礦體總體走向NE，最大延深NW，傾角20左右。 礦體圍巖主要為大理巖，蝕變閃長巖、矽卡巖化閃長巖以及矽卡巖等。 礦石中礦物主要為磁鐵礦，其次為赤鐵礦、假象赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦及輝銅礦。 脈石礦物主要為蛇紋石、方解石、金云母、綠泥石、透輝石、斜長石、綠簾石、石英等。 西礦段礦石主要為原生磁鐵礦，穩(wěn)

9、定性較好，但局部具有粉礦，穩(wěn)固性較差。東礦段礦石為原生磁鐵礦和氧化礦，且粉礦含量較多，礦體穩(wěn)固性較差。 截止2007年末設計計算的保有地質儲量為B+C+D級4017.55萬t，其中B+C級3635.81萬t，D級381.74萬t。 西尚莊礦區(qū)是一相對獨立的水文地質單元，其范圍和水文地質邊界條件以F5斷裂為界北與谷家臺單元相接，以F3斷裂為界東與葉家莊單元為鄰，西部以F4斷裂為界，南部邊界為東西向的塔子石門官莊斷裂。汶河由礦區(qū)北部流過，距離礦區(qū)2km。 礦區(qū)內地層自上而下有第四系、第三系、中奧陶系及燕山期閃長巖。按巖石的導水性和富水程度劃分，含水層為第四系沖洪積砂礫層和中奧陶系馬家溝組灰?guī)r巖溶裂

10、隙承壓含水層，隔水層是第三系砂巖和燕山期閃長巖。 開采標高（m）地下水涌水量（m3/d）備 注最 大正 常-30510000030100東區(qū)-3057000022000西區(qū)-5058200029000西區(qū) 本礦區(qū)水文地質條件比較復雜，地下涌水比較大。 西礦段和東礦段地下涌水量見表2-1。 按地質圖紙具體講解。3 礦山開采現(xiàn)狀礦山開采現(xiàn)狀 萊新鐵礦開采的是西尚莊鐵礦床，礦床分為萊新鐵礦開采的是西尚莊鐵礦床，礦床分為西礦段和東礦段。礦山一期工程主要開采西礦段西礦段和東礦段。礦山一期工程主要開采西礦段-305m以上礦體，主要開采水平為以上礦體，主要開采水平為-255m和和-305m水平。水平。 1）

11、一期工程開拓系統(tǒng)）一期工程開拓系統(tǒng) 礦山采用豎井開拓，在西礦段東端部布置兩礦山采用豎井開拓，在西礦段東端部布置兩條罐籠井：條罐籠井： （1）主井：為單罐雙層單車罐籠井，井筒凈）主井：為單罐雙層單車罐籠井，井筒凈直徑為直徑為5.5m，自地表，自地表+178.8m-305m，安裝，安裝JKMD-2.84落地式多繩摩擦輪提升機，電機功落地式多繩摩擦輪提升機，電機功率為率為800kW。主井主要承擔礦石和人員上下井的。主井主要承擔礦石和人員上下井的提升任務，兼做礦山的進風井。提升任務，兼做礦山的進風井。 （2）副井：罐籠井，井筒凈直徑為4.5m，自地表+175m-305m，安裝JKMD-2.04落地式多

12、繩摩擦輪提升機，電機功率為280kW。副井主要承擔材料、廢石及設備提升，內設梯子間，兼做礦山的回風井。 階段高度50m，主要運輸水平為-255m、-305m，回風水平為-205m水平，采用10t電機車牽引1.2m3礦車運輸?shù)V巖，軌距為600mm。 目前，-305m和-255m均有生產工作面，兩個階段同時生產。 2）采礦方法和裝備水平 礦山現(xiàn)采用的采礦方法主要有分段空場嗣后膠結充填法和上向進路充填法。 掘進和回采鑿巖采用7655型鑿巖機和YGZ-90型鑿巖機，出渣和出礦采用1.5m3電動鏟運機和電耙。 3）礦石運輸流程）礦石運輸流程 回采礦石回采礦石1.5m3鏟運機（電耙）鏟運機（電耙）采區(qū)溜井

13、采區(qū)溜井階段階段運輸水平（運輸水平（7t電機車牽引電機車牽引1.2m3曲軌側卸式礦車）曲軌側卸式礦車）主井主井地表地表膠帶機膠帶機選礦廠。選礦廠。 4）通風系統(tǒng)）通風系統(tǒng) 采用中央并列式，主扇通風系統(tǒng)，新鮮風流由主井進采用中央并列式，主扇通風系統(tǒng)，新鮮風流由主井進入井下，清洗工作面后通過回風水平回至副井，最后排到入井下，清洗工作面后通過回風水平回至副井，最后排到地表?，F(xiàn)有兩臺風機，地表。現(xiàn)有兩臺風機，-205m水平主扇型號為水平主扇型號為DK40-6-20，電機功率：，電機功率：2160kW；地表主扇型號為；地表主扇型號為K61-12NO20.5，電機功率為，電機功率為430kW。 5）排水及

14、壓氣系統(tǒng)）排水及壓氣系統(tǒng) 水泵房、水倉設在水泵房、水倉設在-305m水平主井車場附近，排水管水平主井車場附近，排水管為為DN400mm，數(shù)量，數(shù)量2條，敷設在主井井筒內。條，敷設在主井井筒內。 礦山建有地面壓氣站，安裝五臺礦山建有地面壓氣站，安裝五臺WW型型40m3/min的的壓氣機。壓氣機。 4 采礦專業(yè)設計情況采礦專業(yè)設計情況4.1 礦山開采范圍礦山開采范圍 礦山一期工程主要開采西礦段礦山一期工程主要開采西礦段-305m以以上的礦體。上的礦體。 西礦段西礦段-505m以下和東礦段以下和東礦段-305m以以下，礦體回縮，礦量少，處于尖滅態(tài)勢。下，礦體回縮，礦量少，處于尖滅態(tài)勢。據(jù)此設計確定萊

15、新鐵礦二期工程的開拓深據(jù)此設計確定萊新鐵礦二期工程的開拓深度西礦段為度西礦段為-505m水平，東礦段為水平，東礦段為-305m水水平，即二期工程主要開采西礦段平，即二期工程主要開采西礦段-305m-505m之間和東礦段之間和東礦段-305m以上的礦體。以上的礦體。 根據(jù)礦山實際生產現(xiàn)狀及礦體賦存條根據(jù)礦山實際生產現(xiàn)狀及礦體賦存條件，設計采用充填采礦法開采。件，設計采用充填采礦法開采。 4.2 礦山年產量、服務年限和工作制度礦山年產量、服務年限和工作制度 一、礦山年產量 萊新一期工程開采西礦段-305m水平以上礦體，經驗證可達到30萬t/a生產規(guī)模，還可以服務18年左右。 萊新二期開采東礦段-3

16、05m以上和西礦段 -305m-505m，規(guī)模為70萬t/a，一期、二期合計規(guī)模為100萬t/a。二、服務年限 按照100萬t/a的生產規(guī)模，礦山服務34年，穩(wěn)產29年。 三、礦山工作制度 礦山采用連續(xù)工作制，年工作330天，每天3班，每班8小時。 4.3 礦床開拓礦床開拓 設計確定4個方案進行技術經濟比較，最終確定第三個方案。具體為： 將現(xiàn)有副井延深到-505m水平，改為箕斗井，安裝箕斗，設地下破碎，作為東、西礦段礦體開采的礦石提升井。 現(xiàn)有主井不動，用于礦山開采的輔助提升，為1號副井。 新掘一條2號副井用于礦石和人員上下的提升，并負責提升粉礦。 在礦床東、西端部各開鑿一條回風井。 共設置5

17、條井筒，劃分為3個采區(qū)（西礦段-305m以上、西礦段-305m-505m、東礦段-305m以上）。 1）豎井 （1）主井 將原副井改為箕斗井，向下延深服務到-505m水平，安裝9m3單箕斗，利用已有的KMT-2.86型多繩提升機，電動機功率為1250kW，設地下破碎，作為東、西礦段礦體開采的礦石提升井。 （2）1#副井 即現(xiàn)有主井不延深，用于礦山開采的輔助提升，稱作1號副井。 （3）2#副井 新掘一條副井到粉礦清理水平，稱作2號副井，安裝雙層雙車單罐的多繩摩擦輪提升系統(tǒng)，開拓到-505m，井筒凈直徑為7.0m，提升機為JKM-2.86多繩摩擦輪提升機，電機功率為1250kW，提升1.2m3礦車

18、，用于礦石和人員上下的提升，并負責提升粉礦。 （4）東、西回風井 在礦床東、西端部各開鑿一條回風井，井筒凈直徑為3.7m、4m。東回風井開拓到-205m，西回風井開拓到-455m。 2）運輸系統(tǒng) （1）礦石運輸 井下生產的礦石，由10t電機車牽引2m3曲軌側卸礦車，運輸至主井車場卸入主溜井，在井下破碎后，通過箕斗提升至地表，翻卸至貯礦倉內，再經膠帶運輸機運至現(xiàn)有的中碎車間。 （2）巖石運輸 井下生產的巖石，由7t電機車牽引1.2m3曲軌側卸礦車，運輸至副井車場，通過副井罐籠提升至地表副井井口車場，經地表窄軌鐵路，運至副井東側的巖石倒裝場地翻卸。翻卸后的巖石經倒裝后用汽車運至現(xiàn)有的廢石場排棄，巖

19、石年運量約為14萬。 3）通風系統(tǒng) 井下通風采用中央對角式通風系統(tǒng)、主扇通風方式。新風由1#副井和2#副井進入井下，通過運輸巷道、采區(qū)進風井到達采場，污風由回風天井和回風巷道回到主回風井，由主回風井排至地表。 4）排水系統(tǒng) 設計采用分區(qū)排水，現(xiàn)有-305m水平排水泵站，設在西區(qū)-305m水平1號副井附近，承擔東區(qū)排水任務，剩余的井下涌水下泄至-505m水平2號副井附近新建排水泵站。新建-505m排水泵站，承擔東區(qū)部分和西區(qū)全部涌水的排水任務。 4.4 礦山基建工程礦山基建工程 一、一、基建工程量的內容 萊新鐵礦二期工程基建工程量包括： 1）豎井部分：新開鑿的副井，現(xiàn)有副井延深，礦石溜井，破碎系

20、統(tǒng)回風天井、泄水井、采區(qū)天、溜井，電梯井，東、西主回風井。 2）平巷部分：-255m水平車場，運輸平巷，-305m車場、-455m水平車場，運輸平巷，-205m回風巷和-405m部分車場和回風巷，注漿分段巷道、聯(lián)絡巷，水倉。 3）東、西礦段的采區(qū)斜坡道。 4）硐室部分：破碎硐室，水泵房，中央變電所，電機車修理硐室，鏟運機修理硐室，等候室，采區(qū)變電所，火藥庫硐室，振動放礦硐室、等候硐室。 二、基建工程量 萊新鐵礦二期工程的基建工程量30.86萬m3?；üこ塘恳姳?。 三、基建進度計劃 1）井巷掘進指標 豎井：60m/月，天溜井：80m/月，平巷：100120m/月，硐室：600m3/月，井塔建設、設備安裝、調試9個月，臨時提升設備安裝3個月。 2）基建進度計劃編制結果 編制基建進度計劃的結果，2#副井提升系統(tǒng)1年11個月建成，除承擔箕斗井系統(tǒng)反掘提升外，還可承擔東礦段-255m水平掘進、采準，加快 了總體基建速度。箕斗井建成并形成能力為3年3個月，至此萊新鐵礦二期工程基建結束，礦山正式投產。礦山二期工程基建期為3年3個月，礦山第四年投產，第五年達產。4.5 采礦方法采礦方法 根據(jù)萊新鐵礦礦體條件，萊新鐵礦采礦方法的選擇分為兩個部分考慮： 東礦段礦體氧化礦和粉礦所占比例較大，而且礦體上部直接接觸含水灰?guī)r，采場