地下矿山开采设计word版

1.4 技术经济指标表1-1 技术经济指标表似层状、层状倾向南西230，倾角60~75部稍缓。

55~60第2章矿山地质略第三章 矿山生产能力3.1 矿山工作制度矿山年有效的工作天数按330天算，采用三八工作制，即每日三班，每班工作八小时。

3.2 矿山生产能力验证矿山生产能力即年产量，一般是根据国家对矿山规定的最终产品产量要求计算年采出矿石量、矿山设计的任务即从技术可能性和经济合理性验证矿山生产能力，毕业设计则是根据指导教师下达的设计任务书验证该矿山生产能力。

3.2.1矿山开采年下降速度验证生产能力年下降速度是计算矿山生产能力的一项综合性指标，它与实际开采矿山的地质条件，回采工艺，机械化程度，技术管理水平以及操作人员的技术水平和素质有十分密切的联系，是矿山综合水平的反映。

因此年下降速度的选用与矿山的可比性十分重要。

根据矿山开采年下降速度验证生产能力计算如下。

EK K VS A a m a ργη-=1 （3-1）=9.01.18.096.097.005.372305.815⨯⨯⨯⨯⨯⨯=2747189.98 式中 A a —矿山年产量，t/a ；V —矿床开采年下降深度，15m/a ； S —矿床开采面积，72305.8m 2；γ—矿石体重，3.05t/m ；η—矿石回收率，回收率 为97%[2]； ρ—矿石贫化率，取4.0%[2]； Ε—地质影响系数，取0.8[2]；K m —矿体厚度修正系数，取1.1[2]； K α—矿体倾角修正系数，取0.9[2]。

可知，满足280万t/a 的生产能力。

3.2.2经济上合理的服务年限验证生产能力根据经济上合理的服务年限验证生产能力计算如下。

)1(ρη-=j a T Q A （3-2）=96.03397.085793313⨯⨯=2708968.54 t 式中 Q —矿床可采工业储量85793313t ； η—矿石总回收率，为97%； ρ—矿石贫化率，4.0%；Tj —经济合理的服务年限（一般是下限），计算如下。

Tj=Tzh+0.5（Tc+ T M ） （3-3）=30+0.5（3+3）=33 a 式中 T c —矿山从投产到产到达产年限，3a ；T zh —矿山按设计能力正常生产时间，取30a （要求T zh ≮23T j ）； T M —矿山结尾时间，3a 。

通过验证，可满足280万t/a 的生产能力。

第4章矿床开拓4.1 开采范围确定本次毕业设计根据设计任务，矿体比较连续，采用一个井田开采比较适宜。

设计开采赋存标高为940m以上的矿体。

采用下行式开采顺序，即由上往下的顺序开采。

4.2 错动界限与保安矿柱圈定4.2.1 错动界限的圈定矿石采出以后，原岩应力平衡遭到破坏，使围岩发生变形、位移开裂、冒落，甚至产生大面积移动。

随着采空区不断扩大，岩移范围也相应增大。

当岩移范围扩大到地表时，地表将产生变形和移动，形成下沉盆地和塌陷坑。

为了使地面建（构）筑物及主要开拓巷道不受地下开采所引起的地表移动的影响，必须圈定地表移动带，其界限应标在总平面图、开拓系统平面图、剖面图及各中段平面图上。

为了圈出错动界限（移动带），需要知道金川二矿区矿体上、下盘岩石的移动角。

类比金川龙首矿区，其上盘为含辉石橄榄岩，二辉橄榄岩，上盘较下盘稳定，移动角为55°，下盘为二辉橄榄绿泥石，片岩，白云质大理岩黑云母片麻岩，节理发育有破碎带穿插，不稳定，下盘移动角为50°，走向端部60°。

移动带界限见地形地质平面图。

4.2.2 保安矿柱的圈定由于某些具体条件的限制，井筒和建（构）筑物不能布置在移动带以外，而需要布置在移动带以内时，必须留保安矿柱加以保护，设计中如遇此情况。

应进行保安矿柱的圈定。

金川镍矿品味高，价值大，并对国家的建设和发展有重要战略意义。

为了提高采出率，减少损失，应采用损失少的开拓方式和开拓工程的位置，本设计主要开拓工程布置在移动带以外，故不需圈定保安矿柱。

4.3 矿床开拓为了开采地下矿床，从地表向地下掘进一系列井巷到矿体，便于人员的出入和采矿设备、器材等运送至采区工作面，同时把采出的矿石运往地表，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，这些井巷工程的建设称为矿床开拓。

为开拓矿床而掘进的井巷称为开拓井巷，其在平面和空间的布置系统构成了开拓系统。

开拓系统按其在矿床开采中所起的作用，可分为主要开拓巷道和辅助开拓巷道。

4.3.1 开拓方式选择依据矿床地质赋存特点、地表地形条件、井巷布置的位置和井巷形式的不同，开拓方法可按两种方法分类：（1）按井筒与矿床的相对位置可划分为：下盘开拓，上盘开拓及侧翼开拓。

（2）按井巷形式的不同可划分为：平硐开拓、斜井开拓、竖井开拓、斜坡道开拓及联合开拓。

各种开拓方式及优缺点如下表所示。

表4-1 矿床开拓方式主要优缺点4.3.2 开拓方案选择（1）方案初选影响开拓方案井巷类型选择的主要因素如下：（1）地表地形是确定井巷开拓的重要条件。

矿床赋存在山岳地带，且埋藏在地表以上时，宜用平硐开拓。

金川地区地表起伏不大，矿体均赋存于矿区地表300m以下，因此首先排除平硐开拓以及平硐-井筒联合开拓方案。

（2）一般情况下，矿床倾角为15~75度时可采用斜井或竖井开拓；倾角在20~50度时矿床大多采用斜井开拓；倾角在15度以下时，而倾斜较长时可采用胶带输送机、矿车组斜井或斜坡道开拓。

倾角0~15度或75~90度时，采用竖井或侧翼胶带输送机斜井开拓。

金川二矿区21—38勘探线之间矿体倾角为50~75度。

可以考虑采用竖井、斜井、侧翼胶带输送机斜井。

（3）矿体倾角、厚度、埋藏深度等决定矿山开采深度和岩石移动范围，进而影响地表建筑物的布置范围及主要开拓巷道的位置；矿区构造应力场方向大小，直接影响主要开拓井巷的布置和阶段划分。

（4）综合考虑矿床规模、矿床开采深度、矿床生产能力、岩体的物理力学性质和矿山地表工作场地总平面布置等因素，统筹考虑力求合理布局。

考虑到胶带输送机斜井在以下方面的优点：（1）在同样生产能力下，胶带输送机斜井断面较竖井断面小；斜井掘进及支护较竖井简单，掘进设备少，掘进效率高，石门短，投资省，成本低。

（2）地表无高层井塔等构筑物，基建工程简单。

（3）胶带输送机斜井可以同时提升矿石、废石及人员，具有连续运输的特点，大大促进了企业向自动化连续运输方面发展。

（4）在工程地质相同的情况下，斜井口的选择比竖井更具灵活性，更适应地表总平面布置及外部运输需要。

（5）胶带输送机斜井延深比竖井简单容易，施工安全，速度快、成本低。

若选用侧翼胶带输送机斜井，由于开采深度最大为800米以上，斜井过长，为综合斜井和竖井的优点，应将竖井-斜井联合开拓应当纳入候选方案。

由于矿体赋存深度较大，倾角为50~75°，绝大多数矿体属于急倾斜矿体。

竖井开拓是地下矿山开采使用最广泛的，其使用条件是矿体赋存于地表以下，矿体倾角>45°，或倾角<15°而埋藏较深的矿体，该开拓方法生产能力较大，刚好适应特大型矿山的生产要求，能够满足年产量280万吨/年的要求，因此竖井开拓可以纳入比较方案。

考虑到本次设计中矿区内矿岩赋存状态及矿岩的岩性，主要矿体为一号、二号矿体，被一断层分割，造成了矿体在空间分布位置的错动，可考虑采取明竖井加盲竖井，也能够满足矿山的生产能力和安全要求。

大型采矿设备的使用为地下采矿开辟了新道路，近几十年来，以铲运机为代表的地下无轨采矿设备广泛使用。

铲运机集铲装、运输、卸载三功能于一体，不需要中转环节，因而工作简单、效率高、产量大。

因此斜坡道开拓对于行走无轨设备有很大帮助，而该矿体又为特大型矿体，斜坡道-竖井联合开拓可发挥两种考托方式的优点，应纳入方案比较。

综上，入选方案初比的三种方案为：（1）斜坡道-竖井联合开拓；（2）竖井-斜井联合开拓；（3）明竖井-盲竖井联合开拓。

三种纳入方案初比的开拓方式的草图、位置和断面尺寸如下：（1）竖井-斜坡道联合开拓竖井—斜坡道联合开拓方式，竖井和斜坡道均布置在下盘移动带20米以外，其中竖井为副井，为使得地表工业场地和井底车场布置相对集中，将竖井口与斜坡道井口平行于矿体走向布置，布置在矿体中部，29-30行勘探线之间。

类比国内外斜坡道开拓的矿山，结合装备业发展对矿山设备性能的提升。

取斜坡道坡度为18度，对比金川二矿区、丰山铜矿等矿山[2]，取斜坡道断面4.5×4，副井 5.6.图4.1竖井—斜坡道联合开拓2）竖井-斜井联合开拓竖井-斜井联合开拓方式，斜井和下部盲竖井均布置在下盘移动线20m以外，副井为竖井，盲斜井布置在940阶段至1240阶段，担负提升该部分矿体的矿石提升任务；斜井布置在1240至地表，担负该部分矿石运输及下部矿石的运输任务。

类比国图4.2竖井—斜井联合开拓内外矿山[2]并综合技术发展对矿山机械性能的推动，取主斜井角度为20度，断面为6×4.2；盲主井Φ5.0，盲副井Φ5.6 。

3）明竖井-盲竖井联合开拓明竖井-盲竖井联合开拓，明竖井和盲竖井均布置在移动线20m之外，明竖井布置在1180至地表，担负整个矿山提升任务；盲竖井布置在940至1180阶段，担负该部分的矿石提升。

类比国内外同等生产能力和相似赋存条件矿山[2]，明竖井断面Φ5.8，盲竖井断面Φ5.8；副井断面5.6 。

图 4.3 明竖井—盲竖井联合开拓2）方案初比为了确定最合理的开拓方式需全面分析论证此三种方案的技术特点，分别从井巷工程量大小，施工条件（水文、工程地质条件等），所需主要设备型号、规格、数量、设备、材料的供应情况，主要工程竣工时间及其对矿山投产的影响，对矿井劳动生产率的影响，分期建设时各期开拓的关系和影响，对这三种开拓方案的优缺点分析。

由于各个方案副井位置，断面大小，长度几乎没有差别，故可视为相同而不参与比较。

1）各方案技术特点斜坡道-竖井联合开拓：金川矿区是一个老矿区在国民经济发展占有一定的地位。

发展几十年来形成了成套的工业体系，其装备制造业在甘肃省也比较先进，加之引进了成套的进口采矿自行设备，机械化水平较高，装备业能满足矿山对自动机械的需求。

这就为斜坡道开拓创造了条件，如上阐述，斜坡道开拓有许多优点，如灵活方便，适应性强，减少运输环节，井口布置简化等。

而在开采埋藏较深的矿床，由于辅助运输、通风任务加重，需结合竖井辅助运输。

竖井-斜井联合开拓：胶带输送机斜井开拓具有很多优点，近年来胶带输送机在国内外发展较快，研究表明：在运距5km范围内，运量在1000万t内，胶带输送机运输比铁路或汽车运输都经济。

高强度胶带输送机的的研制成功使其广泛应用于地下矿山，它具有生产能力大、自动化、生产工艺系统简单的优点，由于该矿体倾角较大，埋藏较深，深部矿体需要盲竖井开拓以克服转载次数多，巷道过长的困难。