武山铜矿北矿带深部开采设计胡龙飞江西理工大学 赣州 341000摘 要:本设计为武山铜矿北矿带深部-400吨以下地下开采设计根据矿体赋存条件及矿山开采技术条件,采用下盘竖井开拓,采矿方法为下向水平分层胶结充填采矿法;采用中央对角式通风系统;井下使用电机车运输关键词:武山铜矿;深部开采;下盘竖井开拓;下向分层充填采矿法;中央对角式通风Northern belt of Wushan Copper Mine Design Deep MiningHu long-feiJiangxi University of Science and Technology Ganzhou 341000Abstract:This design for Wushan copper ore belt 400m deep - north of the underground mining under design. According to the burring conditions and mining technological conditions, using footwall expand, mining methods for vertical to the horizontal stratified under cemented filling mining law; Use a central diagonal type ventilation system; Underground use electric locomotive transportationKeywords: Wushan copper; Deep mining; Footwall shaft pioneering; Back-filling method to stratification under; The central diagonal type ventilation 武山铜矿位于江西省北部瑞昌市境内,水陆交通方便,低山丘陵地形,亚热带气候,雨量充分,植被繁茂,江河、湖、溪在矿区及其周围均有分布,气候、水文特征具有季节性变化的特点。
武山铜矿是一座大型井下铜矿山,并且伴生有丰富的金、银、硫、铅、锌等,矿石蕴藏量丰富,含铜、硫品位较高北矿带属层控矿床,产于泥盆系上统五通组、石炭系中统黄龙阶、二叠系下统栖霞阶等层位中空间分布受层间假整合面及断裂构造控制,呈北东东向带状展布,全长2700米,南北宽200米,工业矿体走向长I600米,倾斜延深至-800米以下,倾角51°至67°,属急倾斜中厚似层状矿体2.矿体储量及效劳年限 本设计针对武山铜矿北矿带深部-400米以下矿体的开采设计北矿带有铜矿体4个,铜硫矿体8个,铅锌矿体1个,主要开采矿体为1Cu1、lCu2、5Cu、7Cu这4个矿体根据北矿带勘探线和矿山的地质资料,估算出北矿带-400米以下矿石储量大约为4020万吨矿山日产量为2000吨,年工作日为330天,其年产量为66万吨矿山从投产到达产约为8年,按正常生产能力生产约62年,末期产量下降为10年,因此实际效劳年限为80年3.矿床开拓 北矿带矿体走向长为1600米,矿体埋藏标高自-800米至-400米,厚度为5~30米,平均为16.8米,整个工业矿体分布比拟集中,连续性好,成矿后断裂对其影响不大矿体上部地表没有沟谷、河流、铁路、城镇、文物古迹及风景区等需要保护。
为了便于集中管理,降低生产本钱,采用一个井田进行开采北矿带矿体地质条件复杂,矿体上盘围岩稳固性较差,所以阶段高度不宜取得过高,并结合类似矿山的实际生产经验以及地质资料分析,应选取阶段高度为50米 本次设计主要针对北矿带,设计任务的生产能力日产2000吨而且由于井下矿床矿体比拟集中,开采矿体位于-400米以下的急倾斜厚矿体,开拓方案受矿体赋存条件、地表地形条件、地表设施(选矿厂等)分布、矿山企业生产能力等因素的影响,根据矿床赋存条件及矿体倾角,初选在技术上可行的三种开拓方法:下盘竖井开拓、斜坡道开拓、明斜井与盲竖井联合开拓经过初步技术比拟发现明斜井与盲竖井联合开拓方案中,由于斜井延伸距离较长,且还需通过盲竖井转运矿石,技术复杂本钱较高,故排除出该方案,进而对下盘竖井开拓和斜坡道开拓两种方案进行详细的技术经济比拟,最终定出最优的开拓方案通过技术经济比拟可以明显地看出,下盘竖井开拓方案无论是工程量还是生产、设备等费用均优于折返式斜坡道开拓方案,下盘竖井开拓方案投资少,年经营费用少,经济上要明显优于后者,因此选用下盘竖井开拓方案作为北矿带的开拓方案 根据矿体移动带界限,竖井应位于移动带之外,而竖井的保护等级为Ⅰ级,其至少应在移动带20米以外。
根据地质地形图,将竖井布置在30-40勘探线线之间主井为单箕斗井使用绳罐道,布置在矿体下盘X 69881.706, Y93124.273处,井口标高为+59米,用以提升矿石副井为单罐笼井使用钢罐道,布置在主井东侧30米,井口标高为+65米,用以提升废石、人员、物料、设备等主溜井布置在主井东侧15米,即主副井之间,为倾斜式溜井,与各中段相连通达井底矿仓 井田中段采用下行式开采,以减少基建工程量,节约初期投资,缩短基建时间,确保矿山均衡持续生产,同时逐步向下开采过程中能进一步探清深部矿体,防止国家矿产资源的浪费,而且生产平安条件好 阶段中矿块采用前进式开采,从靠近石门附近的矿块开始回采,向矿体两翼依次推进在沿矿体掘进阶段运输巷道通往两翼回风井的时,可同时回采矿块,实现采掘并举,这样可以做到尽早出矿,缩短矿井的基建时间和费用 武山铜矿北矿带矿床属矽卡岩型??层控型高硫铜矿北矿带矿体和顶板围岩稳固性较差,下盘比拟稳固矿体上盘围岩为灰岩、大理岩,局部盘区为强风化褐铁矿和高岭土等不良工程地质体,下盘围岩为砂岩,节理发育 矿山地质条件、开采经济技术条件和加工技术要求是采矿方法选择的主要影响因素。
武山铜矿属于铜矿体(价值比拟大),铜的平均品位为1.27%,并且本次设计的是-400米以下的矿体,用崩落法不太适合(深井崩落费用比拟高)所以要求矿石的损失贫化率比拟低因为矿体含硫较高容易自燃和结块,因此矿体不宜在采场放置过久矿体上盘围岩稳固性较差,因此采场暴露面积不应过大综合各因素考虑选择:下向进路式分层充填法、VCR嗣后充填法对2种方案作进一步的技术经济比照后,最终确定下向进路式分层胶结充填法 矿块沿走向布置,长度为100米,厚矿体采场,宽度等于矿体水平厚度,高度即为中段高度50米,分层高度为分段高度为10米,分层高度为3.3米采用脉外采准,将每个中断划分为5个分段,分别掘进分段平巷,分段平巷布置在矿体下盘从分段平巷掘进分层联络道到每个分层进行回采,在分层联络道两旁分别布置溜矿井和泄水井切割巷道沿矿体走向布置,主要为回采提供自由面回采时沿切割巷道两端布置回采巷道,垂直矿体走向回采采下的矿石用铲运机运至采场溜井卸下装入矿车,由电机车牵引矿车至主溜井卸入井底矿仓 井下采用架线式电机车ZK10?6/250牵引YGC26矿车运输采场使用2立方米的电动铲运机装运矿石矿石运输线路:采场→采场溜井→阶段运输巷道→主溜井→井底矿仓→主竖井→地表→选厂。
废石运输线路:工作面→溜井→阶段运输巷道→副竖井→地表→废石场 主井使用3.2立方米的单箕斗(DJS1/2-3.2型)配平衡锤提升,使用钢丝绳罐道,提升矿石副井使用#a单层单罐笼(YMGG-3.3-1-Z)配平衡锤提升,使用刚性管道,提升废石、人员、物料、设备等 依据矿山地质资料及矿体形态选择中央对角式通风系统采用抽出式通风,副井为进风井,矿体下盘侧翼两风井为回风井,并在井口安装主扇 分层采场中由于使用独头回采巷道开采矿石,因此分层加装一局扇抽出式通风 新鲜风流线路:副井石门阶段运输巷道斜坡道分段巷道分层联络道分层分层回采巷道,污风流出路线:分层回采巷道分层联络道(由风筒抽出)分段巷道(加局扇增强通风效果)采场溜井上一个中段的阶段运输巷道回风井 井下凿岩的动力采用压缩空气由于本矿采用竖井开拓,矿体比拟集中,设计年产量适中,所以采用集中供气 根据本矿区的特点,离长江比拟近,工业用水和生活用水,直接利用水泵泵入矿区,再通过矿区水泵站输入到高位水池澄清和净化后供生产和生活用 井下供电由主供电和保安供电两路组成主供电由当地供电站6千伏线路到矿山主变压器,到井下变压器。
再根据用电设备的额定电压和功率变配到各用电设备,其中空气压缩机供电为380伏,井下照明用电为36伏;保安用电为矿山自备发电机供电,用于主供电停电时的照明,通风等的保安用电 供电线路:主变压器→二级变压器→各采矿用电点 由于北矿带的-450米中段至-750米中段涌水量相对较小,而且考虑到矿井深度超过800米,为了节省排水电费,简化管路铺设,采用接力式排水,在-450 米中段设置大型排水设备和水仓,将所有在-450米中段以下的各中段用水先自流到-750米中段水仓中,并在-750米设置排水设备,把-450米以下各中段的涌水,自流入-750米中段,再通过辅助水泵抽到-450米中段,集中抽到地表排出9.总结 本次设计是在武山铜矿实习之后进行的,由于实习时间较短且得到的矿山地质资料有限,使采矿设计中一些数据与武山铜实际情况有偏差,整体设计与同类矿山相比拟是符合实际的参考文献:[1] 采矿设计手册, 中国建筑工业出版社[2] 采矿工程设计手册(上、下, 北京, 冶金工业出版社, 2021[3] 王运敏,中国采矿设备手册, 北京, 科学出版社, 2021[4] 于润沧, 采矿工程师手册, 北京, 冶金工业出版社, 2021[5] 矿井通风设备, 江苏, 中国矿业大学出版社, 2003[6] 钟春晖, 运输与提升, 赣州, 化学工业出版社, 2021[7] 解世俊, 金属矿床地下开采, 北京, 治金工业出版社, 1979 。