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1、三山岛金矿开采设计 设计专题：采矿方法设计,欢 迎 大 家 ！,设计内容,第一章：总论第二章：矿床赋存区的自然状况第三章：矿区地质第四章：矿床开拓第五章：采矿方法（专题部分）第六章：充填系统第七章：通风系统,第一章：总论,毕业设计的性质和目的 设计原则和依据 矿山概况 资源条件 设计规模,第二章：矿体赋存区的自然状况,矿区地理位置及交通情况 矿区工、农业发展情况 供电、供水来源 劳动力及建筑材料供应情况 气候条件 工作制度、工资制度及劳动组织形式 矿区内外部交通情况 矿区开采状况 矿区产品种类、销售情况、价格及市场发展前景,第三章：矿区地质,区域地质概况 矿区地质 蚀变带特征 矿体地质 矿区水
2、文地质条件 工程地质 环境地质条件 地质勘查与矿山地质工作,第四章：矿床开拓,现有开拓系统介绍三山岛金矿开拓工程分三期进行，一期工程（-70-240m）中采用了主竖井辅助斜坡道联合开拓系统；二期工程（-240-420m）为深部工程，采用主斜坡道与两翼风井联合开拓；三期工程（-420-600m）采用主斜坡道与两翼风井联合方式。开采深度由6m至-600m标高。三山岛矿区实际采矿生产能力在13001400t/d，低于设计生产能力。目前主要生产中段在-555m以上，大小采场接近30个。采出原矿品位为2.5g/t，采矿损失率15.8%，贫化率10.8%。三山岛矿区混合井设计提升能力为1500 t/d，实
3、际提升能力为22002500t/d。,矿山年产量校核设计年产量为115万t/a。（1）按合理开采顺序同时回采矿块数验证矿山年产量；（2）按矿床开采年下降深度确定验证矿山年产量；（3）按及时准备新阶段的时间验证矿山年产量。年产量校核结果符合相关要求。矿山服务年限（1）计算服务年限：12.1年；（2）实际服务年限：（3+12.1+2）17.1年；（3）远景服务年限：2年。阶段高度确定根据相关公式计算，结合矿山实际条件，取阶段高度为45m。,开拓方案选择,新建主竖井（方案一）在矿区新建主竖井，井位靠近原有主竖井，井筒净径5m，井深750m，采用方钢罐道，内设DJD2/2-9II(19)最大载重为19
4、t的底卸式箕斗配平衡。提升机选用JKM-44(III)E型多绳摩擦提升机，电机功率3500kw。该井下设坑内破碎系统并在-500m和-700m设两个装矿水平。设计新竖井提升能力为5000t/d。本方案中，新建主竖井可完成全矿的矿、废石提升任务，现有的主竖井作为进风井并担负矿区人员、材料的提升任务。方案一基建工程量为45422m3（含溜破系统、粉矿回收系统及混合井改风井的辅助工程）。本方案计算新建主井全部工期为28个月（含主井掘砌安装、井塔建设、溜破系统、粉矿回收系统）。,改造现有主竖井（方案二）拆除现有竖井井塔、井筒装配、提升设施、管缆设施进行重新装配，井筒直径不变。提升设备改为型号DJD2/
5、2-11II(23.5)最大载重为23.5t的底卸式箕斗和一个1600mm3600mm双层单罐, 互为配重。采用塔式提升（新建井塔），钢丝绳罐道，提升机选用JKM-44(III)E型多绳摩擦提升机，电机功率3500kw。新增设溜破系统和装矿系统。改造后计算其提升能力可达到6500t/d。方案二基建工程量为34964m3（含管缆风井、溜破系统及粉矿回收系统）。本方案计算改造副井全部工期为13个月（含管缆风井掘砌安装、竖井拆除装配、井塔建设、溜破系统、新改竖井装配等）。,开拓方案优缺点比较表可比部分投资比较表从上表可以看出，方案二费用现值比方案一少，经济上是合理的。根据以上分析可以看出，方案二明显
6、优于方案一：方案二比方案一基建工程量小；方案二比方案一基建投资费用低，且一经投入使用，基本无需维护，工程维护费用和人员的工资支出少，技术和经济优势明显；方案二比方案一基建时间短。此外，方案二的基建时间比方案一短而且达产时间比方案一提前1年，可获利润6000万元以上，故本设计选用方案二即主竖井改造方案。,主竖井、辅助斜坡道和斜坡道主竖井位于矿体下盘中央位置，即40#勘探线附近，处于矿区的富水带。净直径5m，井深350m，采用浇注素混凝土支护，井颈采用钢筋混凝土支护。辅助斜坡道布置在矿体下盘围岩中，位于2 条溜井之间, 断面为4.8m3.5m，从地表至- 250m 水平，全长2057m。辅助斜坡道
7、为折返式，由直线段和曲线段联合组成。直线段坡度为17%；曲线段和分段平巷联接处的坡度为5%，全线长度内的平均坡度约为13% 。主斜坡道布置在矿体下盘的岩体中，大部分位于32# 勘探线以南的弱含水区。采用折返式，从-240m 水平的一期斜坡道开始,，延深至- 615m 水平，全长5493m。净断面尺寸为: 直线段5.1m4.1m,弯道段5.6m4. 1m。主干线坡度为14% ；弯道段、缓坡段及分段平巷联接处坡度为5%；全线长度内的平均坡度约为10%。斜坡道转弯半径为20m，变坡段竖曲线半径为25m。 其他开拓工程其他开拓工程包括主溜井、南北风井、充填井、石门、阶段运输平巷、溜破系统、各类硐室及井
8、底车场等。,第五章：采矿方法（专题部分）,开采技术条件三山岛直属矿区共圈定8个矿体，其中I号蚀变带内的I-1号矿体规模最大，金资源储量总资源储量的92.7%，I-2号矿体次之，其他矿体大都由单工程控制，规模很小。因此设计过程各开采技术指标主要考虑I-1号矿体。I-1号矿体，近地表位于1654线间，中部在2842线间，深部在4048线间，分布于F1主裂面以下的黄铁绢英岩顶部或中上部，赋存标高：-10-1050m。工程控制走向延长：顶部800900m，最长1020m；中部340600m；深部100m左右。倾向延深一般在7001000m，最深1450m。矿体呈不对称“Z”字型展布，不规则脉状产出，常
9、见分枝、复合、膨胀、狭缩及尖灭再现现象。总体走向35左右，倾向南东，倾角3445。矿体厚度最小0.95m，最大12.08m，一般4.316.86m，平均6.65m，降低边界品位到1.0g/t后，矿体厚度明显增大。矿体无论沿走向或是沿倾向均不连续，都有尖灭再现的特点。矿体单工程金品位1.745.65 g/t，平均3.25 g/t。 矿岩体重：2.8t/m3，松散系数：1.6，矿岩硬度系数：f=614(靠近F1断层的矿岩硬度系数：f=46)。该矿区为近海岸地下开采的矿山，矿体倾角缓，断裂构造发育，近矿围岩多不稳定，局部地段易发生工程地质问题，工程地质条件复杂程度为中等复杂。上下盘岩性：矿体直接上盘
10、围岩为绢英化碎裂岩、绢英岩化花岗质碎裂岩；矿体下盘为黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩或黄铁绢英岩化碎裂岩。主裂面、节理、裂隙、断层及岩石情况：本矿床矿体主要赋存在黄铁绢英岩化碎裂岩和黄铁绢英化花岗质碎裂岩中，矿体中裂隙较发育。主断裂F1下盘为矿体，F1断层面上断层泥一般厚510cm，靠近F1断层的岩石破碎，节理、裂理较发育，工程揭露后易坍塌。,矿山原用采矿方法三山岛金矿直属矿区现已开采至-600m水平，之前开采上部矿体所用的主要采矿方法主要为点柱式机械化上向水平分层充填采矿法（点柱法）、机械化上向水平分层充填法（分层充填法）和进路式机械化上向水平充填法（进路法）。矿体形态复杂、矿岩稳固性不均一时，采用
11、几种方法混合开采。每一个回采中段，划分为6个分段，按分段向上回采，分段高度为15m，分段运输巷道位于矿体下盘的岩体中，为下盘沿脉巷道，巷道规格为4.0m3.2m。采场沿矿体走向布置，采场长度为100m，宽度即矿体的宽度。采场与下盘分段运输巷道经采场联络道联通，采场联络道一般布置在采场中间位置。采场联络道规格为4.0m3.2m。采场间留有间柱，间柱宽度为57m。采场通风泄水井布置在间柱内，规格为2.5m2.5m，由通风泄水小巷连接采场和通风泄水井，通风泄水小巷规格为1.5m2.0m。中段采准结束后，进行拉底切割，切割巷道规格为4.0m4.0m 或4.0m3.5m, 切割层高度为4.0m 或3.5
12、m。三山岛金矿采矿方法适用条件及生产能力表,原用采矿方法评述（1）机械化程度偏低部分采区采用7655手持压气式凿岩机，劳动强度大，生产效率低，技术落后。采矿主要生产工序难以实现设备、人员与能力等方面的匹配与配套，未形成优化组合，造成人力、物力与资源等失调与浪费。（2）矿块尺寸划分不合理，回采强度太低采用沿走向划分采场的布置形式，通常是沿走向长度100m划分一个矿房，矿房内进行人员计量包干，矿房内布置一台铲运机，实行承包制生产管理模式，即采场人员与设备固定，与采区的面积与开采厚度无关，结果导致矿房的出矿量严重偏低，资源积压严重，开拓工作量与采准工程繁忙，矿山三级矿量不平衡。（3）脉内采准方式不利
13、于提高矿山生产能力所有矿体内矿块尺寸划分不合理，回采强度太低。（4）生产能力偏低采场综合生产能力约为150t/d，若按每年工作330天算，要达到115万吨/年的生产能力，则需23个采场同时回采。若矿块利用系数为0.5，则需布置46个采场，而矿体沿走向平均长度小于900m，每中段可布矿块数不到9个，则需5个中段同时工作。这给工作组织带来了很大的困难，一定程度上会出现生产混乱。 采矿方法改进思想（1）提高机械化程度，充分利用人力、物力资源；（2）缩小回采单元面积，提高单位面积的回采强度；（3）采用脉外无轨采准系统，采用高效采矿设备，从而提高矿房的生产能力；（4）选用合理高效的采矿方法，提高生产能力
14、。,国内外技术发展现状、水平和发展趋势倾斜中厚矿体(倾角3055，矿体平均厚度410m，是国内外公认的难采矿体，在金属和非金属矿山占有很大的比重。其特殊的矿体产状，使此类矿体在开采过程中出现一系列技术问题,如采矿方法难以选择、采切工程量大、崩矿和矿石运搬困难、机械化程度和作业效率低、生产周期长等。倾斜中厚矿体开采特点（1）分段采矿是该类矿体的主体采矿方法，部分品位高、矿岩稳定性差的矿体选择充填采矿法；（2）凿岩以中深孔钻机为主，大部分矿山采用电耙出矿，机械化程度较低，作业面劳动强度大，生产能力较低；（3）采用矿房、矿柱两步骤回采，回收部分矿柱，或采用无间柱连续开采，提高资源回收率；（4）由于设
15、备落后，采场结构参数偏小，采切比较大；（5）空场法采矿，空区处理以留永久矿柱为主，矿石损失严重。 倾斜中厚矿体开采发展趋势（1）充分 发挥无轨设备机动、灵活的特点，实现,无轨采矿，创新和完善现有的采矿工艺，加快新矿山的建设和完成老矿山的技术改造；（2）发展大盘区无间柱连续强化开采技术，简化采矿工艺；（3）引进国外先进设备，提高我国采矿机械技术水平，以设备的进步带动工艺的完善，降低开拓和采准切割工程量；（4）采用诱导崩落或自然崩落处理空区和废弃物回填的无废开采技术。,采矿方法初选,根据三山岛金矿的地质条件、矿岩的机械物理性质、开采技术条件和国家技术经济政策的要求，拟定出技术上可行的采矿方案，如下
16、表所示： 采矿方法初选表从上表可以看出，充填采矿法是最佳方案。同时考虑到较大的生产能力的要求，采用的充填采矿法必须考虑机械化大型设备进行作业。初步选择四个方案，分别为点柱式分层充填采矿法(方案一)、分矿房矿柱高分层充填采矿法(方案二)、高进路充填采矿法(方案三)和机械化上向水平分层充填采矿法(方案四）。下面将对这几种方案一一介绍。,点柱式分层充填采矿法（方案一）盘区布置及回采顺序 盘区尺寸为300m45m，每个盘区分三个区段，沿走向布置，长100m，每一区段布置3个采场，中央采场最先开采，采场间留2m矿皮，阶梯式开采，使采矿始终在自然平衡拱内。 采切工程每个盘区下盘布置一条盘区斜坡道，折返式布
17、置，坡度15%。各分层水平布置出矿平巷，与斜坡道连通；每个矿块布置一条溜井，溜井倾角为60，自出矿平巷掘进出矿横巷通至溜井；自分段第一分层采场联络道掘进脉内切割巷道，形成拉底空间；每个采场布置一条中央充填回风天井，倾角与矿体倾角相近；泄水井在浇注人工底柱时预留，以后上采时顺路架设，用钢板焊接成园形结构。假定矿体走向倾向分布均匀，沿走向长900m，倾角为40，矿体厚度为30m，阶段高度45m。上表中出矿横巷长度为个分段平均值。盘区采切工程量：每个盘区布置3条脉外出矿平巷，9条出矿横巷，3条溜矿井，18条充填回风井，54条采场联络道。采切工程量为9210.5标准米或36842.1立方米。取损失率为17.5%，贫化率为6%，根据盘区矿量（1134000t）即可算出采出矿量为995.3kt，从而计算出采切比 为7.02m/kt或 39.25m/kt 凿岩爆破以MERCURY14单臂式凿岩台车为主7655为辅进行凿岩，当矿体边界波动较大，上盘的基角处不便用台车凿岩时，用7655凿岩机进行辅助修边。炮孔水平布置，水平落矿，孔深33.5m，7655施工时为2.22.5m，孔径43mm45mm。孔网0.81.0m，水平落矿。采用2#岩石炸药，人工装药（剪式升降台车辅助）。采用卷状炸药，非电导爆管分段微差爆破。,
