《毕业设计-第四章-矿床开拓》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计-第四章-矿床开拓（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中南大学 资源与安全工程学院 07级毕业设计第四章 矿床开拓为开发地下矿床，从地表向地下掘进一系列井巷通达矿体，便于人员出入及把采矿机械设备、材料等运往各采区工作面；同时把采出的矿石由井下运往地表，使地表与矿体之间形成一条完整的运输、提升、通风、排水、动力供应等生产服务井巷；这些井巷工程的建立就称为矿床开拓。为开拓矿床而掘进的井巷称为开拓井巷，其在平面及空间上的分布就构成了该矿床的开拓系统。矿床开拓系统设计的优劣，对矿山的生存和发展有着直接的关系。矿山开拓系统是矿山基本建设工程，其投资及施工期均占有相当大的比重，它是一项对矿山生产有着长远影响的总体布置。因此，要综合考虑矿山的水文地质，施工技术
2、，资金设备等各方面的因素，合理设计，以实现生产安全，开拓工程量少，投资省，经营费用低，投产快，管理集中方便的目的。4.1 矿山现有开拓情况评述4.1.1 开拓工程布置三山岛矿区一期工程设计生产规模1500t/d。设计开采范围为-240m-60m，采用下盘中央竖井、辅助斜坡道联合开拓方案，有轨运输系统。竖井为混合井，净直径5m，井深348.5m(+15-333.5m)。 10.5t底侧卸式箕斗与36001600mm双层罐笼互为配重提升，混合井旁有主溜井系统，矿石卸载硐室位于-250m水平，破碎硐室设于-280m水平；废石卸载硐室位于-280m水平。斜坡道断面为4.83.5m2 (宽高)，从地表到
3、-250m水平，主要用于人员和材料的辅助运输及进风。水泵房位于-250m水平。坑内通风系统为斜坡道、混合井进风，南北两翼风井出风。二期工程为深部开拓工程，开采范围为-240m-420m，采用主斜坡道与两翼风井联合开拓，35t电动卡车运输方式。主斜坡道断面5.14.1m2，平均坡度10%,矿石由35t电动卡车运至-243m水平一期竖井主溜矿井内。废石用12吨柴油坑内卡车运输到-280m水平废石溜矿井内。与主斜坡道配套的辅助工程有服务斜井和南、北风井、服务斜井。服务井标高为-250-435m，服务井内布置供水管、排水管、排泥管、充填管、供风管、泄水管等。水泵房位于-435m水平，井下涌水由-435
4、m水平水泵直接排到地表。坑内通风采用两翼对角式通风系统，南北两翼风井均为斜井，南风井底标高-375m；北风井为倒段斜井，井底标高-420m。三期工程开采范围为-420m-600m。采用主斜坡道南北两翼风井联合开拓方式，主斜坡道自-435m水平延深至-615m水平，全长3653m。主斜坡道断面5.14.1m2，电动卡车服务到-600m水平。三期矿石由电动卡车运输到-243m水平一期主溜矿井内，经粗碎后由主竖井提升到地表。三期开拓，采准废石原则上不出坑，就近回填到生产采场中，高峰期用柴油卡车经斜坡道运到-280m废石卸载站，由主竖井提升到地表。与主斜坡道配套的辅助工程有服务斜井和南、北风井、服务斜
5、井。南风井位于1420线上，北风井位于1980线上，服务井位于1720线附近。服务斜井标高从-435m600m，井下所有的管道和动力电缆敷设在服务井中。水泵房位于-600m水平，井下涌水由-600m水平水泵排到-435m水平的水仓，接力排水至地表。目前三山岛矿区井下正常涌水量为50007000m3/d（-555m以上）。三山岛矿区废石提升运输系统保持矿区现有状况不变。4.1.2 存在的问题三山岛金矿是一座大型的滨海矿山，地理位置独特，矿区水文地质条件属中等复杂，工程地质条件为复杂或较复杂，可采过程中应注意落实安全投资，采取有效措施，防止意外事故的发生。从目前矿山提供的地质资料看，设计的地质依据
6、不足，应加强地质基础工作及储量评审认定工作。随着开采深度的加大，采矿成本逐步升高。应进一步改进矿山生产技术，提高回采率和选冶回收率，提高经济效益。建议加强深部及外围地质找矿工作，增加新的资源量，以便缓解资源危机。就目前的开拓方案，年生产能力偏低，不能达到设计所要求的100万t/a，所以需要改进以满足设计要求。4.1.3 矿山生产现状三山岛矿区实际采矿生产能力在13001400t/d，低于设计生产能力1600t/d。采出原矿品位为2.5g/t，三山岛矿区混合井设计提升能力为1500t/d，实际提升能力为22002500t/d。4.2 按矿山设计年产量确定同时开采的阶段数1、矿块生产能力按矿体的采
7、矿条件、矿山的现状和设计的采矿方法（点柱式机械化上向水平分层充填法）查采矿设计手册2（矿床开采卷下）设计矿块生产能力取100t/d。2、矿床开采阶段高度确定为45m。3、利用点柱式分层充填采矿法采矿盘区长度约为100m，平均走向长度1000m，计算可得每个阶段有10个盘区（或者盘区尺寸为300m45m，盘区长300m，高度为45m，一个盘区可分3个区段）。每个区段沿走向布置，长100m，每一区段布置5个采场。矿块高45m，分段高度15m。每条分段巷道承担5个分层的回采工作，第一分层高3m，其余各分层高2.6m，作业高度4m，在采场中布置点柱作永久支护，点柱尺寸4m4m，点柱网度为16m12m，
8、沿走向为16m，逆倾向为12m。区段之间留4m间柱，不留顶底柱。设置3m人工底柱。 4、确定矿块利用系数矿块利用系数即实际用于回采的矿块数与可布矿块数的比例，查采矿设计手册2（矿床开采卷下）得矿块利用系数取0.4。5、确定阶段生产能力阶段生产能力即阶段可同时回采的矿块数乘上矿块生产能力，公式如下： （4-1）式中 A阶段生产能力(万t/a)； N阶段可部矿房数，取60个； q矿房生产能力，100t/d； K矿块利用系数，取0.4； E地质影响系数，取0.7； T年工作天数，取330d； Z副产矿石率，取10%；备用系数，取1.1；将以上各值代入式（4-1）得6、确定同时开采的阶段数从上式可以看
9、出，当两个中段同时开采时，矿山的生产能力可以达到67.76万t/a，所以实现设计任务书上的100万t/a的生产能力是完全不成问题的。4.3 年产量的核算4.3.1 按矿床开采合理的下降速度校核矿山年产量用下式计算矿山各中段年下降速度 （4-2)式中 A矿山生产能力，取100万t/a； S阶段矿体水平总面积(m)； V回采垂直下降速度（m/a）； K矿石回收率，取91%； 矿石体重（t/m），2.8t/ m； 废石混入率，取15%； E地质影响系数，取0.7； n可同时回采的阶段数，取2个。根据矿体产状可知，矿体平均走向长度取1000m，平均厚度6.65m，倾角平均35，故阶段矿体水平总面积为1
10、1593.92m。则一个中段年下降速度为此速度偏快，但为了满足矿山生产规模，寻求规模效应来说是合理的，靠近矿体上下中段的下降速度比此值要大。4.3.2 按及时准备新阶段时间校核矿山年产量 （4-3)式中 A矿山年生产能力（t/a）；Q回采阶段设计开采出的工业储量，（t）； K1准备工作超前系数，取1.5； TZ新阶段准备时间，取2年；其他参数同上则按-195m中段验算矿山生产能力为t/a其他计算略按各个中段验算的生产能力见表4-1表4-1 各中段验算生产能力表中段地质储量（t）采出矿量（t）生产能力（万t/a）-195m2219564214389753.99444296-240m3383924
11、326856382.31936444-285m2300971222252855.97477926-330m1832883177039844.58780148-375m1526169147414037.12648889平均2252702217590654.80059556由上表可知，各中段平均的验算生产能力为54.3万t，两个中段同时回采时，可以满足100万t/a的生产能力的要求。 4.3.3 合理的服务年限校核矿山的年产量矿山的合理服务年限一般用下式计算： （4-4)式中 A矿山生产能力 (t/a)，100万t； Q矿山工业储量(t)，3320.74111万t； T矿山经济合理的服务年限（a）
12、； K矿石回收率，取91%； 废石混入率，取15%。将相关数据代入上式算得矿山服务年限为4.3.4 矿山实际服务年限根据矿山企业达产时限和企业生产能力消长规律，取基建时间为两年，投产到达产需两年，生产末期减产的年限为两年，故矿山实际服务年限为： （4-5)式中 T矿山实际服务年限（a）；t1矿山按规模正常生产的年限（a）； t2矿山自投产到达产的年限（a）； t3矿山生产末期减产的年限（a）。4.3.5 根据远景矿量评述矿山服务年限三山岛矿区建矿时间短，前期探矿和生产探矿严重不足，随着生产勘探工作的进一步加强，远景工业储量必然会有一定程度的增加，这样矿山的实际服务年限必将增大。由于上述原因，可
13、以考虑在开拓时适当注意远景开采需要而对开拓井巷生产能力做必要的提高。因，符合有关规范的要求。矿山设计手册推荐的中型有色金属矿山的服务年限为大于20a，所以按100万t/a的生产能力开采，计算得出的服务年限是合理的。4.4 开拓方法的选择4.4.1 概述三山岛金矿位于山东省莱州市三山岛镇，地处莱州湾，三面临海，是我国目前规模最大的坑内开采的黄金矿山。三山岛金矿床产于三山岛断裂带内的一号含金蚀变带中，是典型的焦家式蚀变岩型金矿床。矿体走向延长：上部400m左右，下部100m左右；倾斜延深240270m，最深650m(48线)，且尚未封闭。矿体呈不对称“Z”字型展布，不规则脉状产出，常见分枝、复合、
14、膨胀、狭缩及尖灭再现现象。总体走向35左右，倾向南东，倾角3444。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。矿体呈似层状产出，开采技术条件较好，矿岩稳定性较好，绝大多数巷道不需支护。水文地质条件复杂，井下涌水量很大，约7000t/d，井下水有较强的腐蚀性。4.4.2 一期工程开拓方案 根据矿体的赋存条件 ，一期工程设计开采范围为-240m-60m，采用下盘中央竖井及辅助斜坡道联合开拓，并形成中央进风(即斜坡道进风)、两翼回风井出风的对角式通风系统，开拓系统图见4-1。该竖井为一混合井，起主副井作用。井筒内配置一个23.5t底卸式箕斗和一个1600mm3600mm双层罐笼。箕斗和罐笼互为平衡配重。箕斗担负矿石和废石的提升，罐笼提升人员、材料和设备等。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。并设井下破碎站。计算其提升能力可达到5500t/d，满足设计100万t/a（即3030t/d）的要求。竖井净直径
