金屬礦地下開采課程設(shè)計(jì)

1、湖南某校課程設(shè)計(jì)某金礦礦山采礦方法設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 系部名稱 專業(yè)名稱 班級(jí)名稱 指導(dǎo)教師 2014 年 6 月 10 日XIII目錄1總論II1.1 課程設(shè)計(jì)題目II1.2 設(shè)計(jì)初始條件II2 設(shè)計(jì)依據(jù)和基本要求II2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)II2.2 基本要求II3 設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)述III3.1 礦區(qū)概況III3.2 礦床地質(zhì)III4 采礦方法的選擇和比較IV4.1 采礦方法選擇的原則與影響因素IV4.2 選擇合適的采礦方法VI4.3 標(biāo)準(zhǔn)礦塊尺寸的計(jì)算及采礦方法圖的繪制IX5 采準(zhǔn)切割I(lǐng)X5.1 采準(zhǔn)切割巷道布置IX5.2采準(zhǔn)切割巷道形成的方法X6 回采工藝X6.2 裝藥爆破X6.3 采場(chǎng)通風(fēng)X

2、I6.4 搬運(yùn)XI6.5 采場(chǎng)地壓控制和支護(hù)及回采循環(huán)圖表的編制XI7小結(jié)XII參考文獻(xiàn)XIII1總論1.1 課程設(shè)計(jì)題目 某金礦礦山采礦方法設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)初始條件某金礦年生產(chǎn)能力15萬噸/年，礦體傾角：2530，礦體傾向向北，東西走向，走向長(zhǎng)度800 m ，礦體厚度12 m ，埋藏深度65 m。礦石及上、下盤圍巖中等穩(wěn)固，有少量夾石，礦石質(zhì)量重3.0 t/m3 。地表地形平坦，允許崩落。2 設(shè)計(jì)依據(jù)和基本要求 2.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 1）礦體的賦存條件與空間分布形態(tài)、礦體形態(tài)、礦體傾角、穩(wěn)定性。 2）礦石特點(diǎn)與品位變化、堅(jiān)固性、穩(wěn)固性、含水性及碎脹性等。 3）地質(zhì)構(gòu)造及地表崩落情況。 4）根據(jù)礦

3、石的損失與貧化，選擇礦石損失與貧化率小的采礦方法。 5）相關(guān)采礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料等因素。 2.2 基本要求 1）安全。選擇的采礦方法必須保證工人在采礦過程中能夠安全生產(chǎn)，有良好的作業(yè)條件，能使繁重的作業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；同時(shí)也要保證礦山能夠安全持續(xù)生產(chǎn)，防止采礦引起的地質(zhì)災(zāi)害。2）礦石貧化小。選擇的采礦方法要貧化小，礦石質(zhì)量高，有利于配礦和礦石質(zhì)量控制，滿足加工部門對(duì)礦石質(zhì)量的要求。3）礦石回采率高。礦產(chǎn)資源是有限且不能再生的，因此要選擇高回采率的采礦方法，以充分利用地下資源。4）生產(chǎn)效率高。要盡可能選擇生產(chǎn)能力大和勞動(dòng)生產(chǎn)率高的采礦方法。5）經(jīng)濟(jì)效益高。6）遵守有關(guān)法規(guī)的要求。采礦方法選擇必須遵守礦山

4、安全、環(huán)境保護(hù)和礦產(chǎn)資源保護(hù)等法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。3 設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)述 3.1 礦區(qū)概況 3.1.1 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)介 該礦屬低山丘陵地形，礦區(qū)面積內(nèi)以平原地形為主，地形起伏小，地勢(shì)平坦且由東北向西南低落，地表無出露礦體，礦體埋藏深度65 m。礦區(qū)地表地形較平坦，允許崩落。3.1.2 地層與構(gòu)造 該金礦圍巖蝕變強(qiáng)烈，蝕變作用具分帶性，從外帶到內(nèi)帶可分為綠泥石化帶、碳酸鹽化帶、和黃鐵礦絹云母化帶，各帶之間無明顯界線。巖層裂隙發(fā)育良好，金礦石為礦化糜棱巖，主要金屬礦物為金礦。3.1.3 水文 區(qū)域內(nèi)總體水文地質(zhì)條件良好，地下水無發(fā)育。3.2 礦床地質(zhì) 3.2.1 礦體特征 該金礦賦存條件簡(jiǎn)單，金礦石

5、以粒狀或微觀粒子狀態(tài)含與巖石中，與石英及黃鐵礦伴生，亦有自然結(jié)晶金粒生成。礦石及上、下盤圍巖中等穩(wěn)固；礦體傾角為2530，厚度12 m ，為緩傾斜薄礦體；傾向向北，東西走向，走向長(zhǎng)度800 m ；埋藏深度65 m，礦體向下延伸。3.2.2 礦床開采技術(shù)條件及礦石、圍巖特征該礦為礦化糜棱巖，初期開拓工程采用豎井及盲斜井聯(lián)合開拓法，礦體上、下盤圍巖中等穩(wěn)固，巖石穩(wěn)固性系數(shù)f=9，裂隙發(fā)育良好，有少量夾石。礦體為薄礦體，均厚度2 m，礦石質(zhì)量重3.0 t/m3 。4 采礦方法的選擇和比較 4.1 采礦方法選擇的原則與影響因素4.1.1 采礦方法的選擇的原則 安全性好 這一要求是首要的，是在任何條件下

6、都必須滿足的。它包括：保證工人在日常采礦過程中能夠安全生產(chǎn)，有良好的作業(yè)條件和環(huán)境；保證工人在發(fā)生坑內(nèi)災(zāi)害時(shí)能夠及時(shí)地撤離危險(xiǎn)區(qū)；保證安全范圍內(nèi)的地表構(gòu)筑物不致因采礦方法的影響而損壞；保證坑內(nèi)各種設(shè)備、構(gòu)筑物、基本巷道在使用中不遭到破壞等。 礦石回收率高、礦石貧化率小 根據(jù)礦床的具體條件所選擇的采礦方法，應(yīng)該是礦石回收率高，能充分利用地下資源。一般要求礦石的工作面回收率在8085%以上，對(duì)于稀缺和貴重的非金屬礦物開采，則要求有更高的礦石回收率。礦石的貧化率要小，要滿足加工部門對(duì)礦石質(zhì)量的要求。 礦塊生產(chǎn)能力大工人勞動(dòng)生產(chǎn)率高 要盡量選擇生產(chǎn)能力大和工人勞動(dòng)生產(chǎn)率高的采礦方法。礦塊生產(chǎn)能力大小對(duì)

7、同時(shí)生產(chǎn)的階段數(shù)、礦塊數(shù)影響很大。一般以一個(gè)回采階段布置的礦塊數(shù)滿足礦山生產(chǎn)能力為標(biāo)準(zhǔn)來考慮采礦方法選擇。 材料消耗少、采礦成本低 要盡量選擇材料（特別是木材）消耗少、采礦成本低的采礦方法。盡量選擇那些不用木材或少用木材，以及材料能夠就地回就近解決的采礦方法。以上要求是相對(duì)的，任何一種采礦方法不可能全部具備這些條件。例如充填法的回收率高、貧化率低，但其效率低、成本高。因此，在衡量采礦方法的經(jīng)濟(jì)效果時(shí)，必須從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)具體條件，分清主次，綜合考慮。4.1.2 影響采礦方法選擇的主要因素 4.1.2.1 礦床地質(zhì)條件 礦床產(chǎn)狀 因礦體傾角影響礦石在采場(chǎng)的運(yùn)輸方式。所以，該礦礦體傾角為20

8、76;30°，采用電耙耙礦；因礦體厚度對(duì)采用的采礦方法和采場(chǎng)布置有較大的影響。該礦礦體厚度2m為薄礦體，故采用壁式崩落法。礦體幾何形狀以及礦石與圍巖接觸情況，主要影響礦方法選擇。如礦體幾何形狀規(guī)則，礦石與圍巖接觸明顯，宜采用深孔落礦；而當(dāng)?shù)V體幾何形狀不規(guī)則，礦石與圍巖接觸不明顯時(shí)，若采用深孔落礦方法，則可能引起較大的礦石損失和貧化。礦石和圍巖的穩(wěn)固性因該礦礦石和圍巖都為中等穩(wěn)固，故采用全面采礦法和較大的礦房尺寸。礦石的種類、品位和價(jià)值開采國家稀缺或價(jià)值高的礦床以及品位較高的富礦時(shí)，應(yīng)選擇回收率高、貧化率低、有利于礦物晶體保護(hù)的采礦方法；反之，宜采用成本低、效率高、不考慮保護(hù)晶體的采礦

9、方法。 礦石和圍巖的結(jié)塊性和氧化性 當(dāng)?shù)V石具有結(jié)塊性時(shí)，不宜采用留礦法和階段崩落采礦法；當(dāng)?shù)V石具有氧化性時(shí)，則應(yīng)考慮礦石因氧化降低強(qiáng)度對(duì)礦石穩(wěn)固性的影響。 4.1.2.2 礦床開采技術(shù)條件 地表允許陷落的可能性它主要影響地壓管理方法。如果礦體開采后，在地表移動(dòng)范圍內(nèi)有河流、森林、鐵路或其他重要建筑物而不允許地表陷落時(shí)，則不能采用崩落法或采后用崩落圍巖處理空區(qū)的空?qǐng)龇ā?生產(chǎn)工藝的技術(shù)復(fù)雜程度選擇采礦方法時(shí)，其生產(chǎn)工藝應(yīng)力求簡(jiǎn)單可靠、容易掌握、管理方便，對(duì)于中小型礦山，這點(diǎn)尤為重要。 設(shè)備、材料的供應(yīng)條件選擇采礦方法時(shí)，必須考慮所需要設(shè)備和材料的供應(yīng)情況。如選用無底柱分段崩落法，就應(yīng)事先了解裝運(yùn)

10、機(jī)和鑿巖臺(tái)車能否供應(yīng)；選用充填法時(shí)，要考慮充填料的種類和來源；選用分層崩落法時(shí)，要考慮木材的供應(yīng)條件等。 4.2 選擇合適的采礦方法4.2.1 方案初選1）因地表無礦石出露，故為地下開采。2）根據(jù)礦巖穩(wěn)固性、礦體厚度和傾角，可能采用的采礦方法，并根據(jù)生產(chǎn)能力、品位、價(jià)值、采礦發(fā)展趨勢(shì)等條件逐一排除。（1）按礦石及圍巖等穩(wěn)固性、礦體厚度12m、傾角20° 30°為緩傾斜薄礦體。（2）從年生產(chǎn)能力、品位和價(jià)值分析：該礦年生產(chǎn)能力15萬噸/年，為中型礦山，產(chǎn)出礦石為貴金屬金礦，礦石品位高，極具開采價(jià)值。（3）從采礦發(fā)展趨勢(shì)分析：現(xiàn)行采礦發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)由淺層開采逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯畈块_采，將

11、會(huì)遇到高井溫、高井深及高地應(yīng)力等問題。故對(duì)照上表，該礦現(xiàn)行開采方式可采用全面法和房柱法。圖示如下：房柱采礦法1運(yùn)輸巷道；2放礦溜井；3切割平巷；4電耙硐室；5上山；6聯(lián)絡(luò)平巷；7礦柱；8電耙絞車；9炮孔全面采礦法1切割上山；2回風(fēng)平巷；3階段平巷；4，6階段礦柱；5采區(qū)礦柱；7，8人行道；9礦柱或巖柱；10礦石溜井；11切割平巷4.2.2 初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（表）根據(jù)礦山具體條件，該礦開采方式可采用全面采礦法和房柱采礦法，其中全面法是最適合主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的開采方案。對(duì)比依據(jù)：1） 兩者采礦方法之特點(diǎn)：房柱采礦法：采切工作量小，回采工作組織簡(jiǎn)單，坑木消耗量小，采場(chǎng)通風(fēng)好，能使用高效大型機(jī)械設(shè)備，

12、可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開采，采場(chǎng)生產(chǎn)能力及勞動(dòng)生產(chǎn)率都比較高，采礦成本低。但須保留永久礦柱，回采率低，礦石損失率高。全面法：采場(chǎng)范圍大，沿走向長(zhǎng)度可達(dá)50 100 m。礦柱（或巖柱）可以是不規(guī)則的，其數(shù)量、形狀、間距、尺寸及位置比較靈活，可將貧礦、夾石、無礦帶留下，或按頂板管理的要求留下不規(guī)則的孤立礦柱來支撐采空區(qū)。開采高價(jià)礦、富礦時(shí)也可用木樁、木垛、石垛、混凝土垛、錨桿等人工材料來代替礦柱，提高礦石回采率。2） 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比，參照類似礦山的實(shí)際指標(biāo)。指標(biāo)如下：表1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比開采方法礦塊生產(chǎn)能力(t/d)損失率(%)貧化率(%)采礦工人勞動(dòng)生產(chǎn)率(噸/工班)鑿巖效率設(shè)備臺(tái)效(噸/臺(tái)班)全面采

13、礦法5080593567.5YT-2858.76房租采礦法50602025102567至1215YT-27或7655 53.6 因該礦為貴重金屬礦，回收率和貧化率是該礦采礦方法的主導(dǎo)因素。經(jīng)分析對(duì)比，在以上兩種采礦方法中，全面法在應(yīng)對(duì)該礦開采技術(shù)及地質(zhì)條件下能較好的保證礦石的回收率和降低礦石的損失率及貧化率。故本設(shè)計(jì)開采方案選用全面采礦法。4.3 標(biāo)準(zhǔn)礦塊尺寸的計(jì)算及采礦方法圖的繪制 4.3.1 礦塊工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算表表2 礦塊工業(yè)儲(chǔ)量計(jì)算表礦塊位置尺寸（m）體積m3工業(yè)儲(chǔ)量（t）貧化率（%）損失率(%)回收率（%）長(zhǎng)寬高5024545001350059359597容重=3.0t/m34.3.3

14、采礦方法圖的繪制 全面采礦法1切割上山；2回風(fēng)平巷；3階段平巷；4，6階段礦柱；5采區(qū)礦柱；7，8人行道；9礦柱或巖柱；10礦石溜井；11切割平巷5 采準(zhǔn)切割 5.1 采準(zhǔn)切割巷道布置如上圖所示，布置有：上、下兩條階段運(yùn)輸平巷，間距45m；兩條上山，間距50m。先掘進(jìn)的階段平巷3，布置于脈內(nèi)。礦石溜井10的間距為7m。切割平巷11連通各礦石溜井的上口，作為回采工作自由面。掘進(jìn)的切割上山1貫通回風(fēng)平巷2，并作為回采工作面的起始線。在采區(qū)礦壁內(nèi)每隔10m掘進(jìn)人行道8?；夭蛇^程中，在上部階段礦柱每隔15m掘進(jìn)人行道7連通回風(fēng)平巷2。電耙硐室與溜井相對(duì)應(yīng)，也可用移動(dòng)電耙接力耙運(yùn)礦石。5.2采準(zhǔn)切割巷道

15、形成的方法 施工過程：在礦體下盤掘進(jìn)沿脈運(yùn)輸巷道，然后掘進(jìn)分段運(yùn)輸平巷，之后掘進(jìn)礦石溜井，接著掘進(jìn)回采巷道，最后掘進(jìn)切割巷道和切割天井。 其巷道掘進(jìn)工序?yàn)椋恒@眼裝藥聯(lián)線放炮通風(fēng)裝巖運(yùn)輸支護(hù) 工具設(shè)備為：鑿巖機(jī)炸藥局部扇風(fēng)機(jī)裝巖機(jī)錨、噴、網(wǎng)、架。6 回采工藝 回采工作由切割上山的一側(cè)沿礦體走向全面推進(jìn)，為使鑿巖與采場(chǎng)運(yùn)搬平行作業(yè)，工作面布置成階梯狀，依次超前一定距離，階梯數(shù)為2。6.1 鑿巖 使用YT28氣腿式鑿巖機(jī)鑿巖，臺(tái)班效率71.2噸/臺(tái)班，孔徑42mm，孔深2.0m，鉆孔方向由切割上山的一側(cè)沿礦體走向全面推進(jìn)。按照礦石堅(jiān)固程度、礦體厚度及工作要求來確定鑿巖爆破參數(shù)，炮孔不可穿過頂?shù)装逡员?/p>

16、證安全及降低礦石貧化損失。近頂板的炮孔使用光面爆破技術(shù)，以保持頂板穩(wěn)固性?；夭蛇^程中，視頂板的穩(wěn)固程度及礦床有用分組的分布狀況，將貧礦、夾石、無礦帶留作不規(guī)則礦柱，或用水泥砌筑人工礦柱。礦柱直徑3m，圓形。也可用木樁、從柱、錨桿及垛積材料進(jìn)行支撐。 6.2 裝藥爆破 1）炸藥類型：由于該礦體圍巖與礦體穩(wěn)固，又無滲水現(xiàn)象，因此選用硝酸銨炸藥（NH4NO3）；2）孔徑、孔深：孔徑42mm，孔深2.0m；3）爆破排數(shù)：3排；排拒0.65m，眼距0.81.2m。4）最小抵抗線：最小抵抗線0.61.2m；5）起爆方式：由于是金屬礦，故選用電力起爆法的起爆方式。6）采用光面爆破，多打眼，少裝藥，以保持頂板

17、穩(wěn)固，提高礦石回收率。6.3 采場(chǎng)通風(fēng) 通風(fēng)采用中央并列式，從主進(jìn)風(fēng)井進(jìn)風(fēng)，通過階段運(yùn)輸平巷3進(jìn)入切割天井，在進(jìn)入礦房，流經(jīng)工作面，洗刷采場(chǎng)，最后由切割天井回到上階段平巷2，再回到主回風(fēng)巷道。6.4 搬運(yùn) 在階段運(yùn)輸平巷的一側(cè)開電耙硐室，在預(yù)定位置開裝礦口，并開喇叭口，用木料架設(shè)閘門，用以放礦。采場(chǎng)運(yùn)搬采用30Kw電耙，安裝導(dǎo)向滑輪后耙礦。耙礦從上階段運(yùn)輸巷道向下耙運(yùn)礦石，后經(jīng)溜井放礦。裝運(yùn)路線必須以提高裝運(yùn)效率為前提，所以以最短路線為宜。6.5 采場(chǎng)地壓控制和支護(hù)及回采循環(huán)圖表的編制視頂板的穩(wěn)固程度及礦床有用分組的分布狀況，將貧礦、夾石、無礦帶留作不規(guī)則礦柱，為提高礦石回收率，或用水泥砌筑人

18、工礦柱。礦柱直徑3m，圓形。也可用木樁、從柱、錨桿及垛積材料進(jìn)行支撐。采場(chǎng)回收完畢，視安全情況，可部分的回收礦柱。錨桿支護(hù)工作量小，成本低，效果好，且利于礦石運(yùn)搬。故本設(shè)計(jì)采用錨桿支護(hù)，錨桿長(zhǎng)度2.5m，安裝密度為。 回采循環(huán)圖表的編制如下（下頁）：表3 全面法回采工藝循環(huán)圖表7小結(jié)當(dāng)再一次的來作課程設(shè)計(jì)時(shí)，我的內(nèi)心并沒有太大的變化。因?yàn)閷?duì)于做設(shè)計(jì)我已經(jīng)不陌生了，自認(rèn)為去年的設(shè)計(jì)做的還算可以，畢竟是自己第一次獨(dú)立完成的。至今還不知道那個(gè)方案在現(xiàn)實(shí)中是否可行，但畢竟只是一次學(xué)識(shí)考察，沒有必要做到分毫不差，能順利施工就是最大的安慰。對(duì)于此次設(shè)計(jì)，我很有信心，我覺得自己會(huì)完成的很好，以最快的速度完成所有設(shè)計(jì)要求。但是我錯(cuò)了，在做本次設(shè)計(jì)時(shí)，遇到了很多不確定問題。以至于在一段時(shí)間內(nèi)都對(duì)設(shè)計(jì)有種無從下手的感覺。不過還好，在刪刪減減了大多數(shù)力所不及的設(shè)計(jì)內(nèi)容之后，本次設(shè)計(jì)終于