采礦方法課程設(shè)計(jì)大學(xué)論文

采礦方法課程設(shè)計(jì)核資源工程學(xué)院第2章采礦地質(zhì)條件根據(jù)本次采礦方法課程設(shè)計(jì)任務(wù)書所提供的原始地質(zhì)條件包括1）沉積變質(zhì)型鐵礦床。2）礦體沿走向長1200m，礦體平均厚度約28m，平均傾角約85°。3）礦石體重為2.98t/m3，上下盤圍巖整體穩(wěn)定性較好。4）銅的平均品位約2.8%鎳的品位為0.9%。5）地表不允許崩落。采礦方法課程設(shè)計(jì)核資源工程學(xué)院第3章采礦方法選擇3.1選擇采礦方法的原則1）首要條件是工作條件滿足安全生產(chǎn)的要求；2）滿足礦山產(chǎn)量的要求，要求生產(chǎn)能力大，勞動效率高；3）滿足選礦工藝要求，并要求貧化損失??；4）合理利用礦產(chǎn)資源，堅(jiān)持“貧富兼采、厚薄兼采、大小兼采”原則；5）良好的經(jīng)濟(jì)效果，盡量采用高效率、低成本的采礦方法；6）良好的社會效益，滿足環(huán)保、安全等要求；7）遵守有關(guān)法規(guī)要求。3.2采礦方法初選采礦方法在礦山生產(chǎn)中十分重要，它直接關(guān)系到生產(chǎn)安全、生產(chǎn)能力、勞動效率、礦石損失率和貧化率、礦石成本、礦山經(jīng)濟(jì)效益及其他多項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的好壞。因此，在礦山設(shè)計(jì)中，應(yīng)認(rèn)真研究分析影響采礦方法的各種因素，以便選擇出適合礦山具體條件的采礦方法。為了便于采礦方法的選擇，通常按賦存要素對礦體進(jìn)行分類。1）按礦床厚度，分為（1）極薄礦脈，厚度在0.8m以下，回采時(shí)需要采掘圍巖；（2）薄礦脈，厚度為0.8~5m；（3）中厚礦脈，厚度為5~15m；（4）厚礦脈，厚度為15~50m；（5）極厚礦脈，厚度為50m以上。本設(shè)計(jì)中，礦體厚度平均在28m左右，屬于厚礦脈。2）按礦體傾角，分為（1）水平礦床，礦體傾角0°~3°；（2）緩傾斜礦體，礦體傾角3°~30°；（3）傾斜礦體，礦體傾角30°~50°；（4）急傾斜礦體，礦體傾角50°以上。根據(jù)礦山地質(zhì)條件和采礦技術(shù)條件要求，對采礦方法進(jìn)行初選。采礦方法初選表見表3-1。表3-1采礦方法初選主要地質(zhì)及開采技術(shù)條件較適合的采礦方法可排除的采礦方法主要考慮因素該礦床特征地表允許崩落的可能性不允許崩落充填法、空場法崩落法礦石和圍巖的穩(wěn)固性礦石不穩(wěn)固、圍巖穩(wěn)固分段礦房法、分段空場嗣后充填法、階段礦房法其他空場法和其他充填法礦體的厚度平均厚度約28m，極厚礦體。分段礦房法、分段空場嗣后充填法、階段礦房法全面法、房柱法、分采充填法、單層充填法、礦體的傾角平均傾角約85?，屬極傾斜礦體分段礦房法、分段空場嗣后充填法、階段礦房法、其他空場法根據(jù)本次課程設(shè)計(jì)提供的采礦地質(zhì)條件，結(jié)合采礦方法選擇的原及各種采礦方法的適用范圍，初步選擇：分段礦房法、分段空場嗣后充填法、階段礦房法（水平深孔）。3.2.1分段礦房法分段礦房法屬于空場采礦法。它的特點(diǎn)是在一個階段內(nèi)沿礦塊的傾斜方向再劃分若干分段，在每個分段水平布置礦房和礦柱。每個分段均為獨(dú)立的回采單元，從各分段的鑿巖巷道中鑿巖，崩落下來的礦石是在分段空場條件下分別從各分段的出礦巷道運(yùn)出。分段礦房回采結(jié)束后，可立即回采本分段的礦柱，并同時(shí)處理采空區(qū)。方案示意圖如圖3-1。圖3-1分段礦房法方案示意圖1）結(jié)構(gòu)參數(shù)階段高度一般為40~60m，分段高度主要取決于鑿巖設(shè)備，中深孔鑿巖時(shí)8~10m，深孔鑿巖時(shí)為15~25m，甚至達(dá)30~40m。礦房沿走向長度為40~60m，分段間柱寬度為6~8m。分段間留斜頂柱，其真厚度一般為4~7m。2）采準(zhǔn)和切割運(yùn)輸巷道一般沿礦脈靠下盤布置掘進(jìn)。礦塊人行通風(fēng)天井通常設(shè)置在間柱內(nèi)，從階段運(yùn)輸巷道開始，沿礦脈下盤接觸面掘進(jìn)到回風(fēng)平巷。聯(lián)絡(luò)道用來聯(lián)絡(luò)礦房和天井，一般從天井內(nèi)每隔5～6m垂直高度掘進(jìn)一條，礦塊兩側(cè)的人行聯(lián)絡(luò)道應(yīng)彼此交錯布置。拉底平巷位于底柱之上，兩個間柱內(nèi)的最下一個聯(lián)絡(luò)道相向掘進(jìn)形成。漏斗頸自階段運(yùn)輸平巷向上開掘，每隔5～7m布置一條。切割包括拉底和辟漏。在留礦體的礦塊中，拉底空間的高度為2.5m，面積與礦房一致，但最小寬度不應(yīng)小于1.2m，擴(kuò)漏一般是從拉底空間向下擴(kuò)大斗頸上部形成喇叭口。3）回采工作在礦塊或礦房內(nèi)回采以分段為單元，沿階段高度自上而下相互錯開一定距離進(jìn)行分段鑿巖、爆破和出礦，沿礦塊長度向溜井方向推進(jìn)。分段內(nèi)從切割槽向分段的另一側(cè)推進(jìn)。在鑿巖平巷中鉆扇形平行深孔，側(cè)向崩落礦石，從裝運(yùn)巷道用鏟運(yùn)機(jī)將礦石運(yùn)到分段運(yùn)輸平巷最近的溜井，溜到階段運(yùn)輸巷道裝車運(yùn)出。當(dāng)一個礦房回采結(jié)束后，立即回采一側(cè)的間柱和斜頂柱。分別從回采間柱的深孔鑿巖硐室鉆扇形深孔和從回采斜頂柱的深孔鑿巖硐室鉆束狀孔，回采礦柱的順序是：先爆間柱并將崩下的礦石放出，然后再爆頂柱分段礦房法利用分段房間礦柱和分段斜頂柱對圍巖及礦房頂板進(jìn)行支撐。3.2.2分段空場嗣后充填法分段空場嗣后充填法的特點(diǎn)是在分段巷道中鉆鑿中深孔爆破崩礦，礦石集中在采場最下部分段巷道中裝運(yùn)。每次爆破后僅裝運(yùn)出一部分礦石，大部分礦石暫留采場中以暫時(shí)維護(hù)頂?shù)妆P，待采場的礦石全部采下并放出后，集中一次進(jìn)行空場充填，如圖3-2。圖3-2階段空場嗣后充填法方案示意圖1）結(jié)構(gòu)參數(shù)采場構(gòu)成要素的選擇，應(yīng)根據(jù)礦體類型、厚度、產(chǎn)狀、礦巖穩(wěn)固性及出礦方式等因素來選取采場尺寸，由表，則標(biāo)準(zhǔn)礦塊階段高度50~70m，分段高度8~20m，頂柱、間柱，底柱尺寸按實(shí)際地質(zhì)情況設(shè)計(jì)，當(dāng)沿礦體走向布置時(shí)，長度為常設(shè)計(jì)為幾十米，寬度為礦體厚度。2）采準(zhǔn)和切割在下盤階段運(yùn)輸平巷內(nèi)，每隔10~20m向礦體掘進(jìn)裝礦斜巷，轉(zhuǎn)角半徑6～8m；再由裝礦斜巷向礦房兩端掘進(jìn)塹溝拉底平巷。在礦體下盤間柱位置每隔20~60m掘進(jìn)人行設(shè)備天井，連通上下中段，亦進(jìn)行進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)用；由人行設(shè)備天井每隔12m掘進(jìn)分段鑿巖巷道。采用垂直中深孔拉槽法形成切割槽，即在每分段礦房中央在分段鑿巖巷道上掘進(jìn)切割天井，并在分段鑿巖巷道與切割天井交匯處向礦體上下盤掘進(jìn)切割橫巷至礦體邊界，再進(jìn)行中深孔爆破形成切割槽。3）回采工作回采工作從中央切割槽開始，向礦房兩側(cè)進(jìn)行，排距1.25~1.5m，孔底距1.6~2.0m，炮孔一次鑿?fù)?，分區(qū)起爆，每區(qū)2排炮孔，礦房兩翼對稱區(qū)同時(shí)起爆，從礦房中央同時(shí)向兩翼同時(shí)回采。上下分段之間保持垂直工作面或上分段超前下分段1排炮孔，保證上分段爆破作業(yè)的安全，礦石借重力落到底部集礦巷道，通過鏟運(yùn)機(jī)出礦。3.2.3階段礦房法階段礦房法把礦塊規(guī)則地劃分礦房和礦柱，先采礦房，后采礦柱；用深孔回采礦房。根據(jù)落礦方式不同，階段礦房法分為水平深孔階段礦房法和垂直深孔階段礦房法。在本設(shè)計(jì)中采用水平深孔階段礦房法。它的特點(diǎn)是礦房拉底之后，在鑿巖硐室中，鉆水平扇形深孔，向礦房拉底空間崩礦，自下而上地進(jìn)行回采。如圖3-3所示。圖3-3階段礦房法方案示意圖1）結(jié)構(gòu)參數(shù)階段高度60~80m，沿走向布置的礦房長度為20~50m，垂直礦體走向布置的礦房寬度為10~30m，間柱寬度為10~15m，頂柱厚度一般為6~8m，底柱高度：漏斗底部結(jié)構(gòu)為8~13m，平底結(jié)構(gòu)為5~8m。2）采準(zhǔn)工作在礦體的上下盤圍巖中，分別掘進(jìn)階段運(yùn)輸平巷，并于間柱中央掘進(jìn)穿脈貫通上下盤階段運(yùn)輸平巷，構(gòu)成環(huán)形運(yùn)輸系統(tǒng)。在穿脈巷道一側(cè)（間柱中心位置）掘鑿巖天井，沿天井的長度方向按水平深孔排拒的一倍或兩倍掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)平巷通達(dá)礦房，然后將其前端擴(kuò)大為鑿巖硐室。電耙巷道的布置根據(jù)底部結(jié)構(gòu)形式的不同而不同。圖2-2垂直走向布置的水平深孔落礦階段礦房法為平底受礦的底部結(jié)構(gòu)形式。在階段運(yùn)輸水平的上部，于礦房與礦柱的交界處，掘進(jìn)垂直于運(yùn)輸平巷的電耙巷道。在電耙巷道的上方留有階梯保護(hù)檐，在放礦口之間留有礦柱以增加保護(hù)檐的穩(wěn)固性。應(yīng)用深孔落礦，二次破碎工作量較大，一般電耙巷道應(yīng)設(shè)有專用回風(fēng)系統(tǒng)。3）切割工作平底底部結(jié)構(gòu)的水平深孔落礦階段礦房法的切割工作，首先在一條電耙巷道的側(cè)方開掘與其平行的鑿巖橫巷，兩者之間留支護(hù)礦柱，然后在礦房長軸的中部掘進(jìn)拉底平巷，以備拉底。拉底的第一步驟：自鑿巖橫巷在拉底層礦石內(nèi)鉆鑿水平平行炮孔，逐步爆破形成一個2.5m高的拉底空間。然后，在支護(hù)礦柱內(nèi)每隔5m開鑿一個3m寬的放礦口。拉底的第二步驟：在拉底空間的最高處掘進(jìn)鑿巖橫巷，并掘進(jìn)短天井與第一步驟形成的拉底空間相貫通，然后以短天井為自由面用深孔將其擴(kuò)大成垂直于鑿巖橫巷的切割槽。在鑿巖橫巷開鑿下向扇形深孔，以切割槽為自由面，分次爆破后形成最終拉底空間。4）回采工作礦房的回采工作，是以水平分層自下而上地進(jìn)行，回采分層高度取決于落礦方法。落礦方法可用水平扇形深孔，也可用水平平行深孔。為保護(hù)底柱的穩(wěn)固性，適應(yīng)拉底空間的容積，在深孔爆破之初，爆破炮孔排數(shù)不宜過多，一般為1~2排，以后可逐漸增加同時(shí)爆破的排數(shù)。每次崩下礦石，可全部放出，也可暫留一部分在礦房中，但不能作為維護(hù)圍巖的手段，只起調(diào)節(jié)出礦的作用。3.3采礦方法的比較與確定主要通過對采礦成本和主要材料的消耗、礦塊生產(chǎn)能力、礦石損失率和貧化率等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行比較，具體參數(shù)見表3-2。表3-2主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較項(xiàng)目名稱分段礦房法分段空場嗣后充填法階段礦房法采場生產(chǎn)能力（t/d）300~400350~500300~400掌子面工效（t）14~161516~22礦石損失率（%）6.511.320~25礦石貧化率（%）13.51018~20炸藥消耗量（kg/t）0.450.32~0.510.26~0.49木材消耗量[m3/(104t)]2.01.60.4~3.5采切比（m/kt)8.44.354.8方案靈活適應(yīng)性好較好好通風(fēng)條件一般一般較好實(shí)施難易程度一般較容易一般地壓控制效果一般好較差優(yōu)點(diǎn)1.對礦巖的穩(wěn)固性以及礦體傾角適應(yīng)性較強(qiáng)。2.回采強(qiáng)度大，礦塊生產(chǎn)能力大。3.工人小斷面巷道內(nèi)進(jìn)行回采作業(yè)，安全條件好。4.臨時(shí)礦柱可及時(shí)回收，采空區(qū)可及時(shí)處理；5.勞動生產(chǎn)率高，成本較低，機(jī)械化程度高。1.勞動生產(chǎn)率高；生產(chǎn)能力大；采礦成本低。1.回采強(qiáng)度大勞動生產(chǎn)率高；2.采礦成本低，坑木消耗少；回采作業(yè)安全。缺點(diǎn)采準(zhǔn)工作量大開采費(fèi)用較高1.工作在獨(dú)頭巷道內(nèi)進(jìn)行，通風(fēng)效果差；工作環(huán)境不想。1.礦柱礦量比重大，回采礦柱時(shí)損失貧化大。2.深孔難控制礦體邊界；3.不能分采和剔除石；由上述詳細(xì)比較可以看出，三種采礦方法都可以滿足本設(shè)計(jì)任務(wù)的生產(chǎn)能力要求，但是階段礦房法礦石損失率和貧化率遠(yuǎn)高于其他兩種方法，不適合于品位較高的有色金屬開采。分段礦房法的多個經(jīng)濟(jì)指標(biāo)參數(shù)與分段空場嗣后充填法相似，但是其采切工作量較大，回采須等待的時(shí)間較長，因此綜合比較選擇分段空場嗣后充填法。3.4采礦方法結(jié)構(gòu)參數(shù)1）礦塊布置方式：垂直走向布置。2）礦塊高度：60m。3）分段高度：20m。4）礦房的長度和寬度：25m，28m。5）礦柱尺寸：長20m，寬28m。6）底部結(jié)構(gòu)的形式和底部結(jié)構(gòu)中各要素的規(guī)格：使用平底結(jié)構(gòu)，環(huán)形式布置，出礦進(jìn)路、裝巖進(jìn)路的斷面尺寸為3.7m×3.7m。3.5采礦方法圖見附圖。3.6礦柱回采與采空區(qū)處理分段空場嗣后充填法先采礦柱后采礦房，礦柱回采完畢后進(jìn)行膠結(jié)充填，回采時(shí)在分段鑿巖巷內(nèi)鉆鑿垂直上向扇形深孔，分段落礦，出礦結(jié)構(gòu)為無底柱出礦，中段集中出礦方式。礦石倒入脈外溜井，通過階段運(yùn)輸巷進(jìn)入主提升系統(tǒng)提至地表。待礦房礦石全部出完后，集中一次充填。采場內(nèi)安設(shè)好泄水管，打好隔墻。利用充填體的強(qiáng)度管理采場地壓。第4章礦塊的采準(zhǔn)、切割及礦量計(jì)算4.1采準(zhǔn)巷道的布置根據(jù)采礦地質(zhì)條件、礦房和礦柱回采方法、年產(chǎn)量和巷道服務(wù)年限等多種條件，從安全、經(jīng)濟(jì)、方便等上的出發(fā)，選擇了下列各采準(zhǔn)巷道位置。1）階段無軌運(yùn)輸平巷：采用脈外布置，在礦體下盤穩(wěn)定處，每隔20m水平布置一個，上下隔開布置。2）通風(fēng)管纜井：布置在礦體緊靠外部邊緣處。3）出礦進(jìn)路、裝巖進(jìn)路：每隔12m布置一個。4）切割天井：布置在礦體內(nèi)部緊靠上盤邊緣處，布置在礦房中央。5）分段鑿巖巷道：從每個分段聯(lián)絡(luò)平巷打分段鑿巖巷道至礦體上盤邊緣處，布置在每個分段的底部中央。6）溜井：布置在脈外運(yùn)輸巷道外側(cè)，每隔100m布置一個。7）分段聯(lián)絡(luò)巷道：聯(lián)通分段鑿巖巷道和斜坡道。4.2采準(zhǔn)巷道的斷面形狀和規(guī)格采切工程包括階段無軌運(yùn)輸巷道、分段鑿巖巷、切割巷、切割天井、集礦塹溝和出礦進(jìn)路等。4.2.1階段無軌運(yùn)輸巷道、分段聯(lián)絡(luò)道和分段鑿巖巷道階段無軌運(yùn)輸巷道走向布置于礦體下盤廢石內(nèi)，由于采場使用SimbaH1254鑿巖臺車，最大寬度為3.1m，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，匹配鑿巖設(shè)備規(guī)格尺寸設(shè)計(jì)階段無軌運(yùn)輸巷道尺寸為3.7m×3.7m。各分段聯(lián)絡(luò)道與輔助斜坡道聯(lián)通，作為人行、設(shè)備通道，設(shè)計(jì)尺寸為3.7m×3.7m。匹配鑿巖設(shè)備規(guī)格尺寸同時(shí)類比其它礦山，設(shè)計(jì)分段鑿巖巷道斷面為3.7m×3.7m。4.2.2出礦進(jìn)路和集礦塹溝沿脈外運(yùn)輸巷垂直于礦體走向每隔12m布置一條出礦進(jìn)路和集礦塹溝聯(lián)通脈外運(yùn)輸巷與采場鑿巖巷，長度要滿足礦山使用最大鏟運(yùn)設(shè)備對崩落礦堆有效做功的長度。4.2.3切割天井以及溜井切割天井設(shè)計(jì)斷面2m×2m。溜井選用圓形，直徑為2.2m，傾角85°。4.3標(biāo)準(zhǔn)礦塊礦量分配表標(biāo)準(zhǔn)礦塊礦量分配表見表4-1。表4-1分段空場嗣后充填法標(biāo)準(zhǔn)礦塊礦量分配表項(xiàng)目工業(yè)儲量（t）回采率（%）貧化率（%）礦石混入巖石占礦塊采出量的比重/%礦塊317740.580.3%11.7%255280.431276.4100%頂柱21182.70%———0%礦柱103535.295%12%98358.412424.238.5%礦房139407.996%13%133831.618123.052.4%桃形礦柱29309.00%———0%附產(chǎn)24305.795%3%23090.4729.29.1%4.4采準(zhǔn)切割工程量礦塊采準(zhǔn)切割工程量表如表4-2所示。表4-2分段空場嗣后充填法標(biāo)準(zhǔn)礦塊采切工程量項(xiàng)目名稱規(guī)格(m×m)條數(shù)單長(m)長度（m）工程量（m3）采出礦量（t）脈內(nèi)脈外合計(jì)脈內(nèi)脈外合計(jì)分段空場嗣后充填法標(biāo)準(zhǔn)礦塊采切工程量采準(zhǔn)鏟運(yùn)機(jī)出礦平巷3.7×3.7263.378.648.0126.61358.2829.42187.65229.0集礦塹溝2.7×2.7252.156.248.0104.2971.1829.41800.52893.9裝礦進(jìn)路3.7×3.71616.8100.80100.81741.801741.86705.9分段聯(lián)絡(luò)道3.7×3.72350707001209.61209.60分段鑿巖巷道3.7×3.7451.3157.248.0205.22716.4829.43545.810458.1溜井φ2.2162.1062.162.10943.8943.80切割切割天井2×2262.1124.20124.2496.80496.81912.7采切合計(jì)19325.6460.8263.1723.96313.24417.010730.224305.7千噸采切比11.03m/kt4.5礦塊中采準(zhǔn)切割工程施工順序和時(shí)間根據(jù)所設(shè)計(jì)的采礦方法方案的采準(zhǔn)切割坑道的布置，繪制礦塊采準(zhǔn)切割工程施工順序圖表，如表4-3，計(jì)算出各項(xiàng)工程完成時(shí)間和完成礦塊采準(zhǔn)切割所需要的時(shí)間。表4-3礦塊采準(zhǔn)切割工程進(jìn)行圖表工程項(xiàng)目工程量進(jìn)速度完成進(jìn)行順序（月）m（或m2）（m掘/月）時(shí)間1231.出礦平巷126.61201.062.回風(fēng)巷道35.01200.293.裝礦進(jìn)路100.81200.844.溜井62.1700.895.切割天井124.2851.466.分段聯(lián)絡(luò)道70.01200.587.分段鑿巖巷道205.21201.71第5章回采計(jì)算5.1鑿巖爆破5.1.1鑿巖設(shè)備和工具選擇采用SimbaH1254型中深孔鑿巖臺車，鉆孔直徑51~89mm，鉆孔深度最大為32m。5.1.2炮孔布置與崩礦參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)采用垂直于分段鑿巖巷的上向扇形炮孔。1）炮孔直徑d=76mm；2）對于礦柱炮孔深度h≈15m，對于礦房h≈20m；3）最小抵抗線w=(25~30)d，取2.3m；4）崩礦層厚度H=2m；5）孔底密集系數(shù)m為1.2，孔口密集系數(shù)為0.5。則孔底間距：a1=m1·W=1.2×2.3≈2.8m；孔口間距：a2=m2·W=0.5×2.3≈1.2m。5.1.3鑿巖工作組織和施工要求由礦塊的生產(chǎn)能力為350t/d，可計(jì)算出每個礦塊配備1臺鑿巖臺車。每臺鑿巖臺車配備2人，工作時(shí)間約為8小時(shí)，采用三班制。5.1.4爆破材料的選擇及起爆方法炸藥選擇多孔粒狀銨油炸藥，導(dǎo)爆管雷管孔底起爆方式進(jìn)行分區(qū)起爆，每區(qū)2排，使用BQF-100型裝藥器進(jìn)行裝藥。5.1.5炮孔裝藥量、崩礦一次所需的炸藥量和輔助爆破材料數(shù)量扇形深孔每孔裝藥量因其孔深、孔距均不相同，先求出每排炮孔的裝藥量，然后按每排的總長度和總堵塞長度求出每米孔的裝藥量，最后分別確定每孔裝藥量。1）礦房部分每排炮孔裝藥量為：Q1=qWs1式中：q—單位巖石炸藥消耗量（kg/m3），取0.7；W—最小抵抗線（m），取2.3；S1—每排炮孔負(fù)擔(dān)面積（m2）。計(jì)算得，Q1=644kg。垂直上向扇形中深孔邊孔角為5°，設(shè)計(jì)排距為2m。故一個扇形可布16個炮孔；礦房寬度38m，則可布置19排扇形炮孔。一次起爆藥量為QaQ12=6442=1288kg，一個分段的裝藥量為Q2=Q1N6441912236kg。炮孔布置圖如圖5-1。圖5-1礦房分段炮孔布置圖2）礦柱部分每排炮孔裝藥量為：Q3qws2式中：q—單位巖石炸藥消耗量（kg/m3），取0.7；W—最小抵抗線（m），取2.3；S2—每排炮孔負(fù)擔(dān)面積（m3），s21520300m3。故Q30.72.3300483kg垂直上向扇形中深孔邊孔角為5°，設(shè)計(jì)排距為2m。故一個扇形可布置13個炮孔；礦房寬度38m，則可布置19排扇形炮孔。一次起爆藥量為QbQ324832966kg。一個分段的裝藥=Q4Q3N483199177kg。炮孔布置圖如圖5-2所示圖5-2礦柱分段炮孔布置圖5.1.6每米炮孔崩礦量一個礦房分段崩落的礦石量為Q52020383.8558520t，一個礦房分段崩落的礦石量為Q51520383.8543890t，炮孔總長度L=(261.4+141.84)×19=7661.56m。故每米炮孔崩礦量=(58520+43890)÷7661.56=13.37t/m。5.2礦石的運(yùn)搬和放礦5.2.1出礦和礦石運(yùn)搬設(shè)備的選擇礦石運(yùn)搬采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，出礦設(shè)備選擇Toro301D3m3柴油鏟運(yùn)機(jī)，溜井口安裝4KW振動出礦機(jī)進(jìn)行放礦，如圖5-3。圖5-3鏟運(yùn)機(jī)出礦圖1）放礦制度（1）嚴(yán)格控制礦石中的粉礦量及含水量。（2）保證經(jīng)常放礦，防止溜井中的礦石壓的過緊，年終停產(chǎn)時(shí)溜井不允許有礦石。（3）選擇合理的放礦閘門，減少漏口的溜井的堵塞。（4）嚴(yán)格控制地表水和地下水流入溜井.溜井中有漏水時(shí)及時(shí)疏水或堵水。（5）每次放礦后，閘門口必須留有墊底礦層。2）放礦管理（1）放礦方式：立面放礦，采用溜井放礦。（2）放礦計(jì)劃：根據(jù)采場的產(chǎn)量、溜井容納能力確定合理的放礦時(shí)間。（3）放礦的控制和調(diào)整：防止溜井堵塞。5.3采場地壓管理用空場法回采的礦體，留下采空區(qū)，處理方法之一是充填采空區(qū)。用充填料回填采空區(qū)，可以改善巖體的受力條件，減輕大面積地壓活動的危害和地表的下降程度，可以改善礦柱的回收條件。本方案采用一步采場（礦柱）進(jìn)行膠結(jié)充填，二步采場（礦房）非膠結(jié)充填或低標(biāo)號膠結(jié)充填的方式對采場地壓進(jìn)行管理。5.4礦塊通風(fēng)礦房兩邊的上、下盤切割天井，一個作為進(jìn)風(fēng)井、一個作為回風(fēng)井。每次崩礦后，借助礦井通風(fēng)系統(tǒng)的總負(fù)壓進(jìn)行采場通風(fēng)。新風(fēng)由階段運(yùn)輸平巷流經(jīng)作為進(jìn)風(fēng)作用的切割天井、裝礦斜巷、拉底鑿巖橫巷進(jìn)入采場工作面，清洗工作面后的污風(fēng)經(jīng)分段鑿巖橫巷、分段聯(lián)絡(luò)平巷、排至作為回風(fēng)的切割天井中，上一中段階段運(yùn)輸平巷作為回風(fēng)巷道。充分通風(fēng)（每次爆破后通風(fēng)時(shí)間不小于40min）后，人員才能進(jìn)入。通風(fēng)示意圖如圖5-4。圖5-4采場通風(fēng)示意圖5.5充填5.5.1采場充填方案因階段高度達(dá)60m，為保證高大采空區(qū)穩(wěn)定，采場集中出礦完畢后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行充填，避免因空區(qū)暴露時(shí)間過長，而引起周圍采場或充填體垮塌，惡化貧損指標(biāo)。根據(jù)該礦山具體地質(zhì)條件，采用一步采場（礦柱）進(jìn)行膠結(jié)充填，二步采場（礦房）進(jìn)行非膠結(jié)充填或低標(biāo)號膠結(jié)充填的采場充填方案。5.5.2充填系統(tǒng)充填料的輸送方法有：水力輸送、風(fēng)力輸送和機(jī)械輸送，選擇合理的充填料輸送方式能夠減少充填成本，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)充填倍線滿足下列要求時(shí)，可用自流輸送：Nmax＜12（水砂自流輸送）；Nmax＜8（尾砂及細(xì)砂膠結(jié)充填自流輸送）。5.5.3充填材料和設(shè)備由于尚未礦山充填配比試驗(yàn)方面的相關(guān)資料，暫根據(jù)國內(nèi)外金屬礦山全尾礦充填經(jīng)驗(yàn)，選取一步驟礦柱膠結(jié)充填，采用灰砂比1:8、質(zhì)量濃度68%的充填配比參數(shù)；二步驟礦房普通充填采用低標(biāo)號膠結(jié)充填，灰砂比暫取1:20，料漿濃度為68%。充填漿體體重均按1.8t/m3計(jì)算。上述參數(shù)待充填試驗(yàn)完成后再進(jìn)行調(diào)整。充填料尾砂來源于礦山選礦廠尾礦濃縮池底流，膠結(jié)劑為新型膠骨料，試件在標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱（溫度：19℃~21℃，相對濕度：92%±5%），養(yǎng)護(hù)28d，其單軸抗壓強(qiáng)度可達(dá)2.4Mpa，滿足高階段充填體的強(qiáng)度要求。5.5.4充填工藝流程全尾砂自流膠結(jié)充填工藝所用尾砂（濃度約33%的全尾砂）從選廠Φ45m濃密機(jī)底流經(jīng)渣漿泵輸送至充填站立式砂倉，在砂倉內(nèi)沉降貯存，充填前將全尾砂料表面澄清水排除，并壓氣（水）造漿，再將其由放砂管溜放至攪拌桶。水泥經(jīng)水泥罐車運(yùn)至攪拌站，用壓縮空氣輸送至水泥倉內(nèi)，并經(jīng)雙管螺旋輸送機(jī)運(yùn)至攪拌桶，均勻攪拌成60%~70%濃度的漿體通過管道自流輸送至井下采場，如圖5-4。圖5-4充填工藝流程圖5.6回采工作組織5.6.1鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算生產(chǎn)能力是指地下鏟運(yùn)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)裝載和運(yùn)輸?shù)V石的重量。采用計(jì)算或類比法確定生產(chǎn)能力。根據(jù)采礦工藝要求的出礦方式和回采確定的出礦結(jié)構(gòu)，計(jì)算鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)能力。式中：Qh——鏟運(yùn)機(jī)小時(shí)生產(chǎn)能力，t·h-1;K——鏟斗裝滿系數(shù)，一般取0.8；G——鏟運(yùn)機(jī)一次裝載量為一個鏟斗（尖斗）容積，3m3/次；γ——為裝運(yùn)物料的松散體重，3.85t·m-3。經(jīng)計(jì)算得Qh=106.3t·h-1。（2）臺班生產(chǎn)能力確定a.班有效工作時(shí)間班內(nèi)設(shè)備完好率按下式計(jì)算：qT1T21 T1式中：q1——班內(nèi)鏟運(yùn)機(jī)設(shè)備完好率，％；英國采礦雜志編輯部1974年對世界各地的函調(diào)資料統(tǒng)計(jì)，50多個礦山鏟運(yùn)機(jī)設(shè)備完好率為14.4％～95％，平均73％。在這里取73％。T1——鏟運(yùn)機(jī)班內(nèi)可能工作時(shí)間，h；T2——鏟運(yùn)機(jī)班內(nèi)故障停工時(shí)間，h。q2T3T式中：q2——工時(shí)利用率，％；T3——鏟運(yùn)機(jī)班實(shí)際開動時(shí)間，h；T——班法定工作時(shí)間，h。鏟運(yùn)機(jī)實(shí)際開動時(shí)間，還受作業(yè)條件（如溜井、通風(fēng)條件、大塊、懸頂、供氣、供水、供電等）和生產(chǎn)管理、設(shè)備利用率等因素的影響。故工時(shí)利用率即包括了設(shè)備利用率、生產(chǎn)管理和作業(yè)條件。國外生產(chǎn)礦山的公時(shí)利用率為40～70％，國內(nèi)生產(chǎn)礦山一般為30％～50％，這里取45％。班有效工作時(shí)間按下式計(jì)算：T3Tq2代入數(shù)據(jù)得T3=3.6h。b.臺班生產(chǎn)能力在求得班有效工作時(shí)間后，按下式計(jì)算：QbQhT3式中：Qb——鏟運(yùn)機(jī)臺班生產(chǎn)能力，t。代入數(shù)據(jù)得：Qb=382.5t。則得鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)能力為382.5t/臺班5.6.2回采作業(yè)循環(huán)時(shí)間計(jì)算分3次裝藥，第一次裝藥19排炮孔，總藥量為6403.1t，裝藥時(shí)間為1.5h，考慮井下裝藥機(jī)移動時(shí)間、工人工作環(huán)境應(yīng)取修正系數(shù)85％，則裝藥時(shí)間為2h。爆破0.3h，通風(fēng)0.7h可在這個班內(nèi)同時(shí)進(jìn)行。累計(jì)算一個班次。第三次爆破崩礦量為34697.3t，出礦時(shí)間為90.7臺班。則總時(shí)間為91臺班。第二次裝藥19排炮孔，總藥量為12236t，裝藥時(shí)間為3h，考慮井下裝藥機(jī)移動時(shí)間、工人工作環(huán)境應(yīng)取修正系數(shù)85％，則裝藥時(shí)間為3.5h。爆破0.5h，通風(fēng)0.7h可在這個班內(nèi)同時(shí)進(jìn)行。累計(jì)算一個班次。第二次爆破崩礦量為60522t，出礦時(shí)間為158.2臺班。則總時(shí)間為159臺班。第三次裝藥19排炮孔，總藥量為9788.8t，裝藥時(shí)間為2.5h，考慮井下裝藥機(jī)移動時(shí)間、工人工作環(huán)境應(yīng)取修正系數(shù)85％，則裝藥時(shí)間為3h。爆破