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1、目录目录1第一章前言21.1课程设计的目的和任务21.2课程设计要求21.3课程设计内容2第二章采矿方法选择及设计42.1矿山地质资料及开采条件42.2采矿方法初选4第三章回采工艺63.1矿块布置63.2切割工作63.3回采工作73.3.1落矿工作73.3.2出矿工作93.3.3通风工作103.4回采顺序113.5覆盖岩层的形成113.6采矿方法主要技术经济指标12第四章设计总结14参考文献：14第一章前言1.1课程设计的目的和任务地下采矿方法课程设计是采矿工程必修课程采矿学I的实践性设计教学环节。通过本环节教学，使学生通过重温采矿学I，并完成规定的设计任务，达到巩固所学知识；学会使用采矿工程
2、设计手册和其它参考资料，掌握地下矿山采场设计的基本技能。1.2课程设计要求1、深入理解选择采矿方法的依据，热练掌握选择采矿方法的技术经济评价内容与方法；2、熟练掌握采场设计的程序与步骤；3、掌握矿房开采，矿柱回采和空区处理工艺方法；4、能熟练地进行矿块技术经济指标的计算；5、熟练并高质量地绘制矿块采矿方法图件；6、设计参照采矿设计手册（4卷 冶金工业出版社）和课程设计大纲；7、用手工（图纸用铅笔或上墨）或计算机绘图均可；1.3课程设计内容1、设计应着重于方案的选择分析和论证；2、设计任务应包括设计说明书撰写和图纸绘制两部分：A、设计说明书：设计应分章、节并用钢笔缮写或打印，必要时在说明书中应画
3、出细部结构图。文字力求通顺、简练；书写应整洁，计算应正确，篇幅一般为20页左右。B、图纸：(1)采矿方法三面投影图一张（图幅0.5594x420mm,1.0图幅841x594mm,比例尺1：200或1：300）此图应将采矿方法各组成部分，构成要素，通风系统表示出来；图上应有主要结构尺寸。(2)采矿方法细部结构图：主要指炮孔布置图，底部结构，拉槽、拉底方法，爆破网路等。可根据不同的采矿方法而定。3、设计题目：某铁矿床开采初步设计4、原始资料（地质资料及开采技术条件）：第二章采矿方法选择及设计2.1矿山地质资料及开采条件某铁矿床，走向长1050m，倾角为6580，平均厚度d=1.6x=46.4m(
4、x为学号)。矿体连续性好，形状比较规整，地质构造简单。矿体体重4.3t/m3，松散系数1.5,矿石为含铜磁铁矿，致密坚硬，f=812,属中等稳固。上盘为大理石，不够稳固，f=710，岩溶发育；下盘为矽卡岩化斜长岩及花岗闪长斑岩，因受风化。稳固性差。矿石品位较高，平均含铜1.73%，含铁33%。矿山设计年产量50万吨。矿体赋存标海拔550850米,埋深110米,地表允许陷落；矿山工作制度为每天三班，每班8小时，采矿设备选用常规设备。2.2采矿方法初选鉴于上述开采技术条件，矿体倾角急倾斜，矿石稳固性较好，围岩稳固性较差，设计经上向分层充填法和无底柱分段崩落法比较。结果见表2-1。表2-1 采矿方法
5、比较表序号指标名称上向分层充填法无底柱分段崩落法1矿块生产能力(吨日)60752矿块劳动生产率(吨班)20253采准切割工作量（采准比）(米千吨)3.06.54矿石损失率（）5.715.75矿石贫比率（）6.215.616主要材料消耗：炸药（千克吨）0.3250.355雷管（个吨）0.3150.3087采矿成本(元吨)1510.5无底柱分段崩落法：优点： （1）采矿方法简单，灵活性较大，不需留矿柱；（2）与有底柱分段崩落法比采切比小；（3）回采工艺简单，便于使用高效的自行凿岩、装运设备，实现采掘综合机械化；（4）在巷道中作业安全；（5）劳动生产率较高，矿块生产能力大；（6）在允许贫化率较大的情
6、况下，可获得较好的回收率。缺点： （1）在覆岩下放矿，损失率贫化率较高，要求放矿管理严格；（2）在独头巷道内作业，通风条件较差需设计专门管道通风；（3）大中型设备维护工作量大，一般矿山自行解决备品备件有一定困难。上向分层充填法：优点： （1）矿石贫化小缺点： （1）效率低，劳动强度大（2）充填成本高，充填系统复杂，阶段间矿柱回采困难。由表2-1可见，上向分层充填法虽然具有矿石损失、贫化小的优点，但生产能力和采矿成本比无底柱分段崩落法高。二者比较而言无底柱分段崩落法工艺简单，工人易掌握，安全性也较高，总的看无底柱分段崩落法优越性大，矿设计选用无底柱分段崩落法回采，见附图（1#）。第三章回采工艺3
7、.1矿块布置根据矿山地质资料及开采条件确定矿块要素：（1） 阶段高度。无底柱分段崩落法用于开采矿石在中等稳定以上的急倾斜厚矿体，此时阶段高度可达6070m。本设计中取60m。（2） 分段之间的联络。为了运送设备、人员和材料，一般采用设备井和斜坡道两种运送方案。但是随着铲运机的应用，分段与阶段运输水平常用斜坡道连通。本设计采用铲运机装矿，因而选用斜坡道作为分段之间的联络道。（3） 矿块尺寸。无底柱分段崩落法划分矿块的标志不明显，为了管理上方便，一般以一个溜井所服务的范围作为一个矿块。因此，矿块长度等于相邻溜井间的距离。本设计中回采巷道垂直走向布置，因而溜井间距取50m。（4） 溜井位置。溜井一般
8、布置在脉外，这样生产上灵活、方便。溜井受矿口的位置应与最近的装矿点保留一定的距离，以保证装运设备有效地运行。本设计溜井布置在脉外，溜井口与最近的装矿点之间距离取为6m。溜井断面为方形2m2m。（5） 分段高度。分段高度大，可以减少采准工作量，但分段高度的增加受凿岩技术、矿体赋存条件以及矿石损失贫化等因素的限制。分段高度大，炮孔深度变随着增大，当炮孔超过一定深度时，凿岩速度显著下降。同时炮孔的偏斜度也随炮孔深度的增加而增大；夹钎和断钎事故也增多。这有仅降低了凿岩速度，而且使炮孔的质量变坏，影响爆破效果。因而分段高度一般控制在1012m为宜。本设计选取分段高度为10m。（6） 回采巷道。回采巷道的
9、间距取8m，回采巷道的断面取最小宽度取2.8m，最小高度取3m。上下分段回采巷道严格交错布置，使回采分间成菱形。（7） 分段运输联络道的布置。分段联络道是用来联络回采巷道、溜井、通风天井和设备井的，以形成该分段的运输、行人和通风系统。其断面形状和规格与回采巷道大体相同。本设计分段运输联络道断面形状和规格取与回采巷道相同，采用脉外布置。3.2切割工作在回采前必须在回采巷道的末端开成切割槽，作为最初的崩矿自由面及补偿空间。切割槽开掘方法主要有3种：切割平巷与切割天井联合拉槽法；切割天井拉槽法；炮孔爆破掏槽法。实际中广泛应用的方法是切割平巷与切割天井联合拉槽法。沿矿体边界掘进一条切割平巷贯通和回采巷
10、道端部，然后根据爆破需要，在适当的位置掘进切割天井；在切割天井两侧，自切割平巷钻凿若干排平行或扇形炮孔，每排46个炮孔；以切割天井为自由面，一侧或两侧逐排爆破炮孔形成切割槽。3.3回采工作回采工作由落矿、出矿和通风等项工作组成。3.3.1落矿工作落矿工作包括落矿参数的确定、凿岩工作和爆破工作等。（1） 落矿参数。落矿参数包括炮孔扇面倾角、扇形炮孔边孔角、崩矿步距、孔径、最小抵抗线和孔底距等。炮孔扇面倾角（端壁倾角）。炮孔扇面倾角指的是扇形炮孔排面与水平面的夹角，它可分为前倾与垂直两种。前倾布置时，常用7080的倾角，这种布置方式可以延迟上部废石细块提前渗入，装药较方便，此外，矿石不稳固时，有利
11、于防止放矿口处被爆破破坏。炮孔扇形面垂直布置时，炮孔方向易于掌握，但垂直孔装药条件较差。当矿石稳固，围岩块度较大时，大多采用垂直布置方式。本设计矿石稳固，围岩块度较大，故选用垂直布置方式。扇形炮孔的边孔角。边孔角决定着分间的具体形状，边孔角愈小分间愈接近方形，因而可以减小炮孔长度。但边孔角过小会使很多靠边界的矿石处于放矿移动带之外，在爆破时这里容易产生过挤压而使边孔拒爆，此外，45以下的边孔孔口容易被矿堆埋住，爆破前清理矿堆的工作量大且不安全。相反，增大边孔角使炮孔长度增加，对凿岩工作有利，但可以避免产生上述问题。根据放矿时矿岩移动规律，边孔角最大值以放出漏斗边壁角为限。我国根据目前凿岩设备多
12、用4555，有的还大些。本设计选取扇形炮孔的边孔角为45。崩矿步距。崩矿步距是指一次爆破崩落矿石层厚度，一般每次爆12排炮孔。分段高度（H）、回采巷道间距（B）与崩矿步距（L）是无底柱分段崩落法三个重要的结构参数，它们对放矿时的矿石损失贫化有很大影响。放矿时矿石层是由上分段残留体和本分段崩落的矿石两部分构成的。矿石层形状与数量主要取决于H、B与L值。改变H、B、和L值，可使崩落矿石层形状与放出体形状相适应，以期求得最好矿石回收指标。根据无底柱分段崩落法放矿时矿石移动规律得知，最佳结构参数实质上是指H、B与L三者最佳的配合。也就是说三个参数是相互联系和制约的，其中任一个参数不能离开另外两个参数而
13、单独存在最佳值。无底柱分段崩落法放矿的矿石损失贫化值除去与结构参数有关以外，还与矿块边界条件有关，有时后者还可能是矿石损失贫分的主要影响因素。因此在分析矿石损失贫化时必须注意到边界条件问题。本设计崩矿步距选取2排炮孔的距离。孔径、最小抵抗线和孔底距。无底柱分段崩落法采用接杆深孔凿岩，常用的钎头直径为5165mm。根据矿石性质不同，最小抵抗线也1.52.0m；一般可按W/d=30左右计算最小抵抗线，其中W为最小抵抗线，d为孔径。最小抵抗线太小，前排炮孔爆破时，容易破坏后排炮孔；扺抗线太大，同排炮孔数过多，孔间距减小，爆破时，首先容易从炮孔之间击穿，产生大块和爆破立槽，影响爆破效果。确定最小抵抗线
14、时应与最优崩矿步距相配合。在布置扇形炮孔时，一般使孔底距等于最小抵抗线。但这种布置的缺点是孔口处炮孔过于密集。为了使矿石破碎均匀，有的矿山采用减小抗抗线，加大孔底距（a），使aW之积不变（即增多炮孔排数），获得了良好效果。本设计选取最小抵抗线1.5m，孔径50mm。（2） 凿岩工作。国内使用无底柱分段崩落法的矿山，主要使用CZZ型胶轮自行单机凿岩台车，台车配有YG-80或YGZ-90重型凿岩机。平均效率为4060m/（台班）。近年开始采用国产CTC/400-2型双臂采矿台车，台车上配有两台YGZ-90型凿岩机，凿岩效率可达90100m/台班，同时凿岩有效深度可达20m。为了保证爆破效果，要特别
15、注意炮孔质量。炮孔的深度和角度都应严格按设计施工，特别是孔深较大的几个孔更应注意。如一个深度为15m的炮孔，偏斜1，孔底距将发生250mm的偏差。因此对炮孔质量应有严格而及时的验收制度，发现不全格的炮孔及时补孔。（3） 爆破工作。无底柱分段崩落法的爆破只有很小的补偿空间，属于挤压爆破。爆破后的矿石块度关系装运设备的效率和二次破碎工作量。为了避免扇形炮孔孔口装药过于集中，装药时，除边孔及中心孔装药较满外，其余和孔的装药长短，如图所示3-1。图3-1 扇形炮孔装药示意图提高炮孔的装药密度，是提高爆破效果的重要措施。它有仅可以增大炸药的爆破威力，充分利用炮孔，而且可以改善爆破质量。3.3.2出矿工作出矿就是用出矿设备把回采巷道端部的矿石，运到溜井。（1）装运机出矿。ZYQ-14型装运机是目前国内矿山的主要出矿设备。它用铲斗将矿石装入自身带有的自卸车箱中，运至溜井卸矿，完成装、运、卸三种作业。它的最小工作断面为2.83
