地下金屬礦開拓設(shè)計(jì)課件

金屬礦床地下開采

——礦床開拓方法設(shè)計(jì)采礦1203 蔣潤清20121365

李強(qiáng)20121366

劉德鵬20121367 2014年5月主要內(nèi)容礦山開拓設(shè)計(jì)開拓方案基礎(chǔ)設(shè)計(jì)礦山基本情況

某金礦礦體埋藏深度500m，走向20°，傾向110°，礦體的傾角約為25°，礦體的平均厚度20m，屬于緩傾斜厚礦體。地表到地下-200m巖層屬于第四紀(jì)表土，-200~-400m巖層屬于中等穩(wěn)固片巖，-400~-600m巖層屬于穩(wěn)固片巖。由于礦區(qū)內(nèi)巖性較簡單，巖石較完整，不易破碎，因此礦區(qū)礦石和圍巖穩(wěn)固性均很好。礦山基本情況

本次設(shè)計(jì)礦體控制的走向長度約為230米，走向長度較長，連續(xù)性好；礦體平均厚度為20米，平均傾角25°，為緩傾斜厚礦體，礦石儲量為275.65萬噸，屬于中小型貴重有色金屬礦山。設(shè)計(jì)要求為年生產(chǎn)能力20萬噸，礦山合理服務(wù)年限符合不低于10年的要求，因此把礦體劃分為一個(gè)井田開采是可行的。用一個(gè)井田開采還有許多優(yōu)越性：人員、材料、設(shè)備、礦石的運(yùn)輸方便，管理方便且集中，可減少非井下生產(chǎn)人員，管理費(fèi)用低，在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)越。

綜上所述：設(shè)計(jì)將礦體劃分為一個(gè)井田開拓。

井田劃分基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)該礦山工作制度采用連續(xù)工作制度，礦山年工作日為330天，采用“三八制”，即每天三班，每班工作8小時(shí)的工作制度。勞動強(qiáng)度適中，便于施工組織管理。

礦山工作制度1）按技術(shù)可能性驗(yàn)證礦山企業(yè)年生產(chǎn)能力礦山年生產(chǎn)能力的校核基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2）按經(jīng)濟(jì)合理性驗(yàn)證年生產(chǎn)能力礦山年生產(chǎn)能力的校核基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

為了使地面建筑物以及主要開拓巷道不受地下開采而引起地表移動的影響，須圈定地表移動帶。

地表移動帶圈定基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地表移動帶圈定開拓方案初選（1）地表地形是確定井巷開拓的重要條件。（2）礦床傾角。（3）礦體傾角、厚度、埋藏深度等決定礦山開采深度和巖石移動范圍，進(jìn)而影響地表建筑物的布置范圍及主要開拓巷道的位置；礦區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場方向大小，直接影響主要開拓井巷的布置和階段劃分。（4）綜合考慮礦床規(guī)模、礦床開采深度、礦床生產(chǎn)能力、巖體的物理力學(xué)性質(zhì)和礦山地表工作場地總平面布置等因素，統(tǒng)籌考慮力求合理布局。

方案初選影響開拓方案井巷類型選擇的主要因素如下：開拓方案

礦區(qū)地表較為平坦，無高山、河流的限制，故工業(yè)場地以及井口的位置無特殊要求，可以布置在地表移動帶20m以外礦體的下盤。

考慮礦體賦存條件，以及該礦山為緩傾斜厚礦體的中小型金礦山，且埋深較深，可以選擇：方案A-豎井盲豎井聯(lián)合開拓法（中央對角式通風(fēng)）方案B-豎井盲斜井聯(lián)合開拓法（側(cè)翼對角式通風(fēng)）

開拓方案的提出豎井盲豎井聯(lián)合開拓法

如左圖所示，一般適用于礦體或礦體群傾角較陡，礦體一直向深部延伸，地質(zhì)儲量較豐富的礦山。另外，因豎井或盲豎井的生產(chǎn)能力較大，所以中型或偏大型礦山多用這種方法。

豎井-盲豎井開拓方案的優(yōu)點(diǎn)是：井下的各階段石門都較短，尤其基建初期石門較短，因此可節(jié)省初期基建投資，縮短基建期；在深部地質(zhì)資料不清的情況下，建設(shè)上部豎井，當(dāng)深部地質(zhì)資料搞清后，且礦體傾角不變時(shí)，可開掘盲豎井；兩端提升能力適當(dāng)，能使礦山保持較長時(shí)間段的穩(wěn)定生產(chǎn)。

開拓方法簡介

上部豎井盲斜井聯(lián)合開拓法

如左圖所示，當(dāng)上部地質(zhì)資料清楚且礦體產(chǎn)狀為急傾斜，上部采用豎井開拓是合理的。一旦得到深部較完善的地質(zhì)資料，且深部礦體傾角變緩，則深部可采用盲斜井開拓方案。這樣可使一期工程（上部豎井部分）和深部開拓工程（下部盲斜井部分）的工程量得到最大限度壓縮，縮短建設(shè)時(shí)間，使開拓方案在經(jīng)濟(jì)上更為合理。

開拓方法簡介

開拓方案

開拓方案A開拓方案

開拓方案B對角式通風(fēng)對角式通風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：負(fù)壓較小而且穩(wěn)定，漏風(fēng)量較小，通風(fēng)簡單可靠而且費(fèi)用低廉；副井可起勘探作用；當(dāng)?shù)叵掳l(fā)生火災(zāi)、塌落事故時(shí)，地下工作人員較安全；如在井田兩翼各布置一個(gè)通風(fēng)副井，一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，可利用另一個(gè)維持通風(fēng)。缺點(diǎn)：井筒的聯(lián)絡(luò)平巷很長，這些聯(lián)絡(luò)平巷要在回采工作開始之前掘好，故回采工作開始較遲；掘兩個(gè)副井時(shí)，掘進(jìn)和維持費(fèi)用較大。中央式與對角式通風(fēng)的選取在金屬礦中，大型礦山可考慮采用中央式布置，即在礦體中央布置主井和副井，以便利用副井作輔助提升。

在中小型金屬礦中，一般常用對角式。因礦體沿走向的長度不大，對角式的缺點(diǎn)不突出，而對角式通風(fēng)對生產(chǎn)有利。

綜上原因，結(jié)合礦體礦體儲賦條件，方案A選擇中央對角式通風(fēng)，方案B選擇側(cè)翼對角式通風(fēng)。井底車場的選擇礦井生產(chǎn)能力大的應(yīng)選通過能力大的車場形式。年產(chǎn)量在30萬噸以上的可采用環(huán)形或折返式車場；10~30萬噸的可采用折返式車場；10萬噸以下可采用盡頭式車場，該礦年產(chǎn)約23萬噸，故該礦山選用折返式井底車場。階段運(yùn)輸巷道形式對方案A來說——考慮到該礦為小型貴重金屬礦，且年產(chǎn)量較小，對階段運(yùn)輸巷道的運(yùn)輸能力要求不是很高，故可采用單一沿脈雙線渡線式巷道布置。通常服務(wù)年限長達(dá)數(shù)十年的主要開拓巷道斷面形狀以選用拱形（f0=B0/3）為好，根據(jù)巷道年運(yùn)輸量為23萬噸，該礦山的服務(wù)年限為數(shù)十年，且為豎井開拓，所以巷道斷面選擇三心拱形。對方案B來說——采用脈外單軌會讓式——由于考慮到地壓管理和工程支護(hù)方面，斜井承受的地壓較大，尤其在礦井較深，服務(wù)年限較長的條件下，因地壓問題突出，故階段運(yùn)輸巷道選擇承壓性能較好，施工比較方便的圓弧拱（f0/B0=1/3）開拓方案的比較和確定開拓方案初比為了確定最合理的開拓方式需全面分析論證此兩種方案的技術(shù)特點(diǎn)，分別從井巷工程量大小，施工條件（水文、工程地質(zhì)條件等）方面，對這兩種開拓方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析。由于各個(gè)方案副井位置，斷面大小，長度幾乎沒有差別，故可視為相同而不參與比較。開拓方案的比較和確定兩種開拓方案技術(shù)特點(diǎn)

明豎井-盲豎井聯(lián)合開拓：該礦體埋深水平在距地表500米，屬深井。應(yīng)優(yōu)先考慮豎井開拓，考慮到該礦體的傾角和豎井的深度，為減小階段平巷的距離和避免豎井過長對提升的影響，應(yīng)考慮采用明豎井-盲豎井聯(lián)合開拓。豎井-斜井聯(lián)合開拓：膠帶輸送機(jī)斜井開拓具有很多優(yōu)點(diǎn)，近年來膠帶輸送機(jī)在國內(nèi)外發(fā)展較快，研究表明：在運(yùn)距5km范圍內(nèi)，運(yùn)量在1000萬t內(nèi)，膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸比鐵路或汽車運(yùn)輸都經(jīng)濟(jì)。高強(qiáng)度膠帶輸送機(jī)的的研制成功使其廣泛應(yīng)用于地下礦山，它具有生產(chǎn)能力大、自動化、生產(chǎn)工藝系統(tǒng)簡單的優(yōu)點(diǎn)，由于該礦體傾角不大，埋藏較深，深部礦體需要盲豎井開拓以克服轉(zhuǎn)載次數(shù)多，巷道過長的困難。開拓方案的比較和確定井巷工程量大小

考慮到開拓后期兩方案工程量基本相同，故現(xiàn)在只考慮主、副、斜井和石門等前期開拓工程量。豎井-盲豎井聯(lián)合開拓：石門及穿脈巷道共有5條巷道總長度為963m，斷面面積為8.29平方米，明豎井長度為433.19m，副井長度為1057.06m,盲豎井長度為100.21m,明豎井?dāng)嗝?/p>

Φ5.8m，副井?dāng)嗝?/p>

Φ5.8m,盲豎井?dāng)嗝?/p>

Φ5.6m豎井-盲斜井聯(lián)合開拓：石門及穿脈等平面開拓系統(tǒng)共有4條巷道總長度為46.79m，斷面面積為9.58m^2;斜井長度為628.89m，斷面為6×4.2m^2；明豎井273m,斷面為Φ5.8m;副井長度為529.15m^2，斷面為Φ5.6m.開拓方案的比較和確定井巷工程造價(jià)對比

開拓方案的初步比較和確定施工條件（水文、工程地質(zhì)條件等）

各開拓方案通風(fēng)、充填等開拓系統(tǒng)和副井施工條件及工程量均相同，主要比較豎井、斜井的施工條件。其中豎井施工受自然條件影響小，適應(yīng)性強(qiáng)；斜井位置選擇靈活，延伸容易，施工簡單安全，工程地質(zhì)條件比豎井要求嚴(yán)格，維護(hù)費(fèi)用高。開拓方案的綜比