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1、1采矿方法课程设计说明书题目： 上向分层充填法说明书 院系： 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 2中南大学资源与安全工程学院采矿方法课程设计命题书根据下列地质条件进行采矿方法课程设计矿井年产量： 20 万吨；矿石名称：铅锌金银矿；矿床成因和类型：中温热液 ；矿体平均厚度： 15m ；矿体平均倾角： 55；矿体走向长度： 500m ；矿体埋藏深度： 159-590m ；矿石围岩的物理力学性质：1品位：Pb6.53%、Zn6.13%、Au4.7g/t、Ag171.67g/t、S25.77% ；2容重：矿石 3.14t/m3；围岩 2.72t/m3；3围岩名称：上盘 灰岩；下盘 灰岩；4稳固性：矿
2、石 稳固；上盘围岩 稳固；下盘围岩 稳固；5坚固性系数：矿石 12；上盘围岩 1824；下盘围岩 1824；6松散系数：矿石 1.6；上盘围岩 1.5；下盘围岩 1.5；7自燃性： 有；8粘结性： 无；9地质破坏及水文条件：矿体上部有两含水层、两含水层之间无水力联系；10其它附加条件： 地表有溪流。参考文献：1凿眼爆破2矿井通风3井巷工程4金属矿山地下开采5采矿设计手册。3目录第一章采矿地质条件.5第二章采矿方法的选择.52.1 采矿方法的选择.52.2 上向分层充填法.82.3 分段凿岩阶段出矿嗣后充填法.112.4 采矿技术经济比较.132.5 采矿方法的终定.142.6 结构和参数.14
3、第三章矿块的采准和切割工作.153.1 采准巷道的布置.153.2 切割巷道的布置.183.3 主要运输设备.183.4 阶段运输平巷的断面尺寸和规格.193.5 采准与切割工艺.21第四章回采计算.244.1 凿岩爆破.244.2 通风 .264.3 顶板的地压管理.264.4 出矿 .2744.5 充填 .28第五章矿房回采和采空区处理.305.1 矿房回采.305.2 采空区处理.30第六章采矿方法技术经济指标.31参考文献.325第一章 采矿地质条件矿山设计年产量为 30 万吨，属于中小型地下矿山，矿体开采技术条件如下：矿体平均厚度为 15m，走向长度为 500m，埋藏深度为-5901
4、59m，为有初露的矿体，矿体倾角在 55，是急倾斜的矿体赋存，矿体上不有两个含水层、两个含水层之间无水力联系，同时在矿体的地表有河流，不允许有塌落。矿石和围岩的物理力学性质如下：矿石品位高，价值大，其中Pb 为 6.53%;Zn 为 6.13%；Au 为 4.7g/t;Ag 为 171.67g/t;S 为25.77%。矿石容重为 3.14t/m3，围岩容重为 2.72t/m3。矿体上下盘围岩为灰岩，稳固，坚固性系数 f=18-24，松散系数 1.5，矿石稳固，坚固性系数 f=12，松散系数 1.6，矿石有自燃性但无粘结性。第二章 采矿方法的选择2.1 采矿方法的选择2.1.1 采矿方法选择的基
5、本要求1）安全。选择的采矿方法必须保证工人在采矿过程中能够安全生产，有良好的作业条件，能使繁重的作业实现机械化；同时也要保证矿山能够安全持续生产，防止采矿引起的地质灾害。2）矿石贫化小。选择的采矿方法要贫化小，矿石质量高，有利于配矿和矿石质量控制，满足加工部门对矿石质量的要求。3）矿石回采率高。矿产资源是有限且不能再生的，因此要选择6高回采率的采矿方法，以充分利用地下资源。4）生产效率高。要尽可能选择生产能力大和劳动生产率高的采矿方法。5）经济效益高。6）遵守有关法规的要求。采矿方法选择必须遵守矿山安全、环境保护和矿产资源保护等法规的有关规定。2.1.2 采矿方法选择的主要影响因素2.1.2.
6、1 矿体地质条件主要包括矿石和围岩的物理力学性质、矿体产状、矿石的品味和价值、矿物在矿体和围岩中的分布情况、矿体赋存深度、矿石和围岩的自燃性与结块性等。2.1.2.2 开采技术经济条件主要有下列影响因素有下列各项： 地表是否允许陷落； 加工部门对产品的技术要求；技术装备与材料供应；采矿方法所需求的技术管理水平等。2.1.3 采矿方法初选2.1.3.1 地质法初选根据矿体地质条件选择合适的采矿方法，见采矿方法初选表采矿方法初选表一矿体稳固性矿体倾矿体厚矿体稳固围岩稳固矿体稳固围岩不稳固矿体不稳固围岩稳固矿体不稳固围岩不稳固7角 度薄 全面法、房柱法 单层崩落法，垂直分条充填法垂直分条充填法，全面
7、法，单层崩落法垂直分条充填法，单层崩落法中厚分段矿房法、房柱法、全面法分段阶段矿房法分层崩落法有底柱分段崩落法分层充填法锚杆房柱法分段矿房法上向进路充填法垂直分条充填法有底柱分段崩落法分层崩落法，垂直分条充填法缓倾斜 厚与极厚阶段矿房法分段、阶段崩落法上向分层充填法分段、阶段崩落法上向分层充填法上向进路充填法，分段崩落法，阶段崩落法分段、阶段崩落法，分层崩落法， 下向充填法 ，上向进路充填法薄 全面法，房柱法垂直分条充填法，上向分层充填法，单层崩落法上向进路充填法，分段矿房法，分段崩落法，全面法分层崩落法，上向进路充填法，下向分层充填法，分段崩落法中厚分段矿房法 有底柱分段崩落法，上向分层充填
8、法上向进路充填法，分段矿房法，有底柱分段崩落法有底柱分段崩落法，下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法倾斜厚 阶段矿房法 分段、阶段崩落法， 上向进路充填法， 分层崩落法，上向8与极厚分段矿房法 上向分层充填法 分段矿房法，分段、阶段崩落法，下向分层充填法进路充填法，下向分层充填法，分段、阶段崩落法薄 留矿法，分段、阶段矿房法上向分层充填法，分层崩落法，分段崩落法上向进路充填法，分层崩落法，分段崩落法，分段矿房法上向进路充填法，下向分层充填法，分层崩落法，分段崩落法中厚分段矿房法，阶段矿房法，分段崩落法分段矿房法，上向分层充填法，分段崩落法上向进路充填法，下向分层充填法，分层崩落法， 分段
9、崩落法下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法，分段、阶段崩落法急倾斜厚与极厚阶段矿房法，分段、阶段崩落法分段矿房法，分段、阶段崩落法，上向分层充填法上向进路充填法，下向分层充填法，分层崩落法，分段，阶段崩落法分段，阶段崩落法，下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法采矿方法初选表二主要的地质及开采技术条件名称 条件较适合的采矿方法 排除的采矿方法地表是否允许塌落 不允许 空场法；充填法 崩落法矿石的稳固性 稳固 空场法；充填法围岩的稳固性 稳固 空场法；充填法9平均倾角及厚度55；15 米 上向水平分层充填法；分段空场法；分段凿岩阶段出矿嗣后充填法房柱法；留矿法；阶段空场法矿石的品位 高
10、品位 上向水平分层充填法分段凿岩阶段出矿嗣后充填法分段空场法自然性与粘结性 有自然性无粘结性 上向水平分层充填法分段凿岩阶段出矿嗣后充填法根据采矿方法初选表一及采矿方法初选表二的初步分析，可以初选出二种采矿方法：（1）上向水平分层充填法；（2 ）分段凿岩阶段出矿嗣后充填法。2.2 上向水平分层充填法2.2.1 方案特点该方法适用于开采矿体上下盘岩石中等稳固以上或稳固性稍差，矿石中等稳固或中等稳固以上的倾斜至急倾斜的中厚至极厚矿的高品位或贵重金属的矿体，方法特点是将矿块划分为矿房和矿柱进行回采，先采矿柱，后采矿房，矿房或矿柱自下而上分层回采，依次按比例进行充填以维护上下盘围岩，并创造不断上采的作
11、业条件，矿房回采到最后一个分层时，进行接顶充填。该方法一般适用于矿石稳固、围岩不稳固的倾斜和急倾斜矿体，能适应形态不规则、分枝复合变化大的矿体。此方法工作面循环作业，凿岩爆破、出矿、充填和护顶完成一个循环后，进行下一分层的循环；回采空间和范围可以控制，人员、设备在暴露的顶板下工10作，需要有效的控制顶板。在矿石稳固、围岩也稳固的倾斜和急倾斜矿体中可以减少或者不用护顶的工作。2.2.2 矿块布置和结构参数矿块垂直于矿体走向布置，长度为矿体水平厚度，阶段高度60m；矿房、矿柱交替布置，矿房宽度为 12m，矿柱宽度 8m；将阶段划分为分段，分段高度 9m，每个分段负责 3 个分层，分层高度 3m；先
12、采矿柱，后采矿房，矿块底部构筑 5m 厚的人工混凝土假底，以保证下阶段的回采安全；回采过程中，最小控顶高度 2m，最大控顶高度 5m，矿柱采用较高灰沙比进行充填，矿房采用较低灰沙比进行充填，各分层待充填体渗水平场完毕厚后，铺设 0.3m 厚的砼地板，以利上分层回采时无轨设备的行走。2.2.3 采准切割采准系统分为脉外采准系统和脉内采准系统。脉内采准系统通常从脉外运输巷道掘进穿脉巷道，在脉内靠近矿体上边界处布置充填回风天井，联通上下阶段运输平巷，作为充填和通风的通道。脉外采准系统主要采用阶段斜坡道采准方式。阶段和各分段间由采准斜坡道连通，自采准斜坡道掘进分段平巷，由分段平巷在采场中央位置掘进下向
13、采场联络道，随回采工作进行，中间分层联络道和上向联络道分别由下向联络道和中间分层联络道上挑完成。阶段内设置下盘分段溜井，底端布设振动出矿机，用装矿横巷与阶段运输平巷联通。在相邻矿房与矿柱中间掘进穿脉到达矿体下盘边界，从穿脉开始进行拉底工作。断面 3.5 3m，斜坡道的坡度为111:5 1:7，斜坡道与分段平巷连接，分段运输平巷与采场分层进路连接。一个分段负责 3 个分层。2.2.4 回采分层回采高度 3m，采用 YSP-45 型气腿式凿岩机挑采 2.0m，不出矿，炮孔倾角 75，炮孔直径 40mm，工人站在矿堆上打水平孔压顶回采到设计高度。每次爆破后通风时间不少于 40min，工作面炮烟排净后，安全工进入采场检查顶板，清除
