武山銅礦北礦帶深部開采設計 采礦工程畢業(yè)設計

1、目錄第一章 總論51.1礦區(qū)概況51.2設計任務51.3設計依據51.3.1設計的文件依據51.3.2設計的法規(guī)、規(guī)程、標準依據、設計參考書籍51.4設計指導思想與原則61.5礦山建設主要方案61.6存在的問題與建議71.6.1存在的問題71.6.2對今后的建議工作7第二章 礦山地質92.1礦區(qū)地理與氣候條件92.2礦區(qū)地質構造92.2.1地層102.2.2褶皺構造102.2.3斷裂112.2.4巖漿巖112.3礦脈分布、產狀及規(guī)模112.4礦區(qū)水文地質與工程地質122.5礦石物理化學性質13第三章 礦山年產量及服務年限153.1礦山年產量153.1.1礦山年產量15驗證礦山年產量153.2

2、礦山服務年限的計算153.3 礦山工作制度16第四章 礦床開拓174.1井田劃分174.2巖體移動范圍174.3階段高度的確定174.4礦床開拓方法選擇184.5階段及礦塊開采順序204.6三級儲量214.6.1開拓儲量214.6.2采準儲量214.6.3備采儲量21第五章 礦山井巷工程235.1礦山基本井巷工程235.2井筒及階段運輸巷道斷面設計235.2.1階段運輸巷道斷面設計235.2.2主井井筒斷面設計275.2.3副井選擇295.3井底車場形式與馬頭門尺寸的確定325.4井筒及階段運輸平巷位置確定運輸功345.4.1最小運輸功345.4.2主、副井位置確定355.4.3風井位置確定3

3、55.4.4主溜井位置確定355.4.5階段運輸平巷位置確定35第六章 采礦方法366.1礦床地質及開采地質條件366.1.1礦巖的穩(wěn)固性分析366.1.2礦體特征分析366.1.3礦石特征分析376.1.4礦石的含水性、氧化性、自燃性、結塊性376.1.5礦床工業(yè)指標376.2采礦方法選擇386.2.1采礦方法初選386.2.2采礦方法技術經濟分析396.2.3采礦方法備選方案的工藝設計416.2.4采礦方法最終選擇446.3采礦方法設計456.3.1采場構成要素456.3.2采準布置456.3.3切割工作456.3.4回采工作476.4同時工作礦塊數(shù)及經濟指標506.4.1同時回采礦塊數(shù)5

4、06.4.2礦塊直接生產費用51第七章 礦山運輸與提升527.1礦山運輸527.1.1運輸任務、方式及線路527.1.2礦車和機車的選擇527.2礦井提升557.2.1主井設計557.2.2副井提升方式的確定61第八章 礦井通風（專題部分）648.1礦井通風條件概述648.2通風系統(tǒng)選擇648.2.1主要通風機的工作方法648.2.2礦井通風條件658.3風量計算668.3.1按萬噸礦量比估算668.3.2按作業(yè)點數(shù)計算總風量668.4風量分配688.5礦井通風阻力計算708.6自然風壓728.7風機選型748.7.1風機風量、風壓及風阻748.7.2扇風機的選擇748.8通風制度768.9通

5、風設施76第九章 礦井供風供水供電779.1礦井供風779.2礦山供水條件789.2.1工業(yè)用水789.2.2生活用水789.3礦井供配電78第十章 礦井排水7910.1礦井涌水量及其確定依據7910.2排水系統(tǒng)及工程設施7910.2.1排水系統(tǒng)7910.2.2水泵選擇7910.2.3水泵房尺寸8010.2.4水倉尺寸8010.3防水措施80第十一章 總圖8111.1礦區(qū)位置及布置圖8111.2礦區(qū)運輸81致 謝82附 錄83參考文獻84第一章總論1.1礦區(qū)概況武山銅礦位于江西省瑞昌市白楊鎮(zhèn)內，礦區(qū)中心地理坐標東經，北緯，瑞碼公路橫貫礦區(qū)西側，南行8km到瑞昌市，轉而東行35km到九江市，北行

6、12km至長江邊瑞昌市碼頭鎮(zhèn)。大（冶）沙（河）鐵路經由礦區(qū)和瑞昌，通達武漢、南昌，且武九鐵路穿過礦區(qū)西南邊緣，武山銅礦1.5km專用線與之連接。 礦區(qū)面積6.38平方公里，屬于低山丘陵地形。武山山脈呈天然屏障坐落礦區(qū)，制高點武山峰的絕對標高為375.63m，地勢漸向北、東、南低落，最低處標高為24.24m。礦區(qū)東部為與長江貫通的赤湖環(huán)繞，湖水面積大。1.2設計任務本次設計主要是開采武山銅礦北礦帶深部-400m以下礦體，內容包括礦床開拓、采礦方法、提升與運輸、礦井通風、礦井供電排水等系統(tǒng)的設計，設計日產量為2000t，其中礦井通風作為專題部分，需對井下通風方式和通風系統(tǒng)進行詳細的設計，確保井下工

7、人作業(yè)安全。1.3設計依據1.3.1設計的文件依據 （1）畢業(yè)設計任務書。 （2）武山銅礦地質報告及附圖。1.3.2設計的法規(guī)、規(guī)程、標準依據、設計參考書籍 (1)中華人民共和國安全生產法，2002年6月29日第九屆全國人民表大會常務委員會第二十八次會議通過 ； (2)中華人民共和國礦山安全法，1992年11月7日第七屆全國人民代表大會常務委員會第二十八次會議通過 ；(3)中華人民共和國礦山安全法實施條例，1996年10月ll日國務院批準，1996年10月30日勞動部發(fā)布 ； (4)中華人民共和國職業(yè)病防治法，2001年lO月27日第九屆全國人民代表大會常務委員會第二十四次會議通過 ； (5)

8、建設項目(工程)勞動安全衛(wèi)生監(jiān)察規(guī)定，1996年10月4日勞動部部長辦公會議通過，1996年10月17日中華人民共和國勞動部第三號令頒布 ； (6)中華人民共和國環(huán)境保護法，1989年12月26日全國七屆人大十一次會議通過，同日公布施行 ； (7)金屬非金屬礦山安全規(guī)程 GBl64232006 ； (8)爆破安全規(guī)程 GB67222003 ； (9)礦山電力設計規(guī)范 GB5007094 ； (10)金屬礦床地下開采 冶金工業(yè)出版社 ； (11)采礦手冊冶金工業(yè)出版社 ； (12)采礦設計手冊（上、下冊） 中國建筑工業(yè)出版社 ； 1.4設計指導思想與原則本次設計的指導思想是：在充分合理利用礦山現(xiàn)

9、有生產生活設施及自然條件的基礎上，以較少投入建成一個安全、環(huán)保，充分利用資源的礦山。在本次設計過程，始終遵循以下原則： 1、充分而合理地利用礦山地質儲量，采用適宜礦床的開采方式，盡可能多地回收地質資源。 2、充分研究和利用礦山現(xiàn)有設施及設備，盡量少地新增加投資，以提高礦山經濟效益。 3、選擇和利用我國已經比較成熟的工藝，礦山己采用且掌握了的適合本礦床開采加工條件的機械化程度較高的節(jié)能的開采加工設備。4、在滿足礦山正常生產的前提下，輔助設施從簡或委托社會力量承擔，以減少投資。5、礦山地表場地選址過程中盡可能不占或少占農田，同時遠離居住區(qū)。1.5礦山建設主要方案 開拓系統(tǒng)采用下盤豎井開拓方案，主井

10、為豎井，用單箕斗提升礦石，副井為單層單罐籠井，用以提升廢石、人員、材料、設備等。在礦體下盤共設有-450m、-500 m、-550m、-600 m、-650 m、-700 m、-750 m七條階段運輸巷道(在礦體移動帶之外的下盤沿脈布置，因為作為上階段回風巷道)，采用單中段開采。礦體厚度一般為530m，平均16.8m，傾角大概為為60，屬于急傾斜中厚礦體，北礦帶礦體主要以含銅黃鐵礦、含銅矽卡巖為主，普氏系數(shù)f為68,屬于較堅固礦體，但其中多含斷裂構造、破碎帶，故礦體穩(wěn)定性一般，上盤圍巖不穩(wěn)定，下盤圍巖較穩(wěn)定，礦體含硫，且具有一定的結塊性和氧化性，且埋藏較深，故采用充填采礦法。根據設計任務，年產

11、量為，屬中型礦山，結合地質資料，采取下向水平分層進路式尾砂膠結充填采礦法，階段高度為50m，礦塊長100m，寬即為礦體寬，礦塊沿走向布置，在脈外掘進斜坡道連接各個分段，在分段掘進分層聯(lián)絡道通達各個分層。礦石崩落后，由電動鏟運機裝運，經聯(lián)絡道至分段巷道倒入溜井并卸入礦車，再由電機車牽引礦車至主溜井將礦石自溜到井底礦倉，采用振動放礦機出礦裝入箕斗，由主井提升至地表。 通風方式為中央對角抽出式通風，在兩個回風井井口各安置一主扇，且在各回采礦塊中采取局扇加強通風。 采用的接力式排水，在-450m與-750m各設置一水泵房，-450m及其以下各中段涌水自流涌入-750m中段的井底水倉，再泵送到至-450

12、m水倉集中排出地表。 供風供電供水，采用集中供氣。離長江比較近，工業(yè)用水和生活用水，直接利用水泵泵入礦區(qū)，再通過礦區(qū)水泵站輸入到高位水池澄清和凈化后供生產和生活用。井下供電由主供電和保安供電兩路組成。 礦山采礦主體工程集中布置在礦區(qū)內，采礦地面工業(yè)場地主要布置在井口平坦場地上，為礦山開采服務。西風井布置在59線以外，東風井布置在50線以外，且都在端部移動帶之外10m，處于安全地帶，合乎地表建筑物保護距離要求。選礦廠布置在9線與19線之間，地勢較為平坦，且距豎井井口不遠，運輸效率高、費用低。機修廠、機電車間、汽車運輸部、三廢處理處理車間、均設置在選礦廠附近。 地面變壓器和空壓機房安放在0線附近，

13、與礦體距離約為150m，離移動帶距離為120m，處于安全地帶，合乎地表建筑物保護距離要求。 井下采用架線式型號為ZK10/250型電機車牽引YCC2（6）型礦車運輸，從各中段采場的溜井口裝車，運至主溜井卸入井底礦倉破碎，再由振動放礦機裝入箕斗提升至地表。地表運輸是將豎井口礦倉的礦石通過公路汽車運輸?shù)竭x礦廠礦倉，廢石通過公路汽車運送到地面廢石堆場。精礦和原材料均采用公路汽車運輸。1.6存在的問題與建議1.6.1存在的問題武山銅礦包括南北兩礦帶，而本次設計只是北礦帶，從武山銅礦獲得的地質資料有限，使采礦設計中一些數(shù)據與武山銅實際情況有偏差。1.6.2對今后的建議工作 一、加強礦山地質工作 本礦區(qū)勘

14、查評價期間，雖然做了大量的地質工作，但由于地質條件較復雜，地表出露基巖甚少，加上水平有限，可能會有許多地質問題沒有解決，對已解決的問題也有一個不斷深化、補充、提高的過程。如近南北向節(jié)理帶對成礦的控制作用及其分布規(guī)律等問題還有待于進一步研究解決。 二、加礦石綜合利用的研究研究內容主要有:1、 對主產元素如何進一步研究提高回收率；2、對伴生有用元素研究如何綜合利用，加以回收，以充分利用國家礦產資源。充分利用和回收礦產資源是礦山急待解決的問題，也有必要采取措施提高選礦水平，這也是提高礦山經濟效益的關鍵所在，應加強這方面的綜合研究工作。繼續(xù)開展礦區(qū)外圍找礦工作，擴大礦山規(guī)模，提高礦山服務年限。 三、加

15、強地質災害和環(huán)境污染的防治 規(guī)劃廢石堆放地，采取相應措施，避免給下游居民和農田造成危害。 四、加強校企合作，獲得更多地質資料，使畢業(yè)設計更趨向合理化、真實化。第二章礦山地質2.1礦區(qū)地理與氣候條件江西銅業(yè)股份有限公司武山銅礦（簡稱武山銅礦）位于江西省瑞昌市白楊鎮(zhèn)境內，礦區(qū)地理坐標東經11537381153956，北緯294404294512。瑞碼公路橫貫礦區(qū)西側，南行8km到瑞昌市，轉而東行35km到九江市，北行12km至長江邊瑞昌市碼頭鎮(zhèn)。武（武昌）九（九江）鐵路穿過礦區(qū)西南邊緣，武山銅礦建成1.5km鐵路專用線與之相連。水陸交通便利。瑞昌氣候溫和，四季分明，屬大陸溫濕性氣候帶，年平均氣溫1

16、7.5，年降雨量1700mm左右，年日照時數(shù)2000h上下，年無霜期240260天。圖2-1 武山銅礦交通位置圖2.2礦區(qū)地質構造武山銅礦區(qū)位于九瑞礦田中部，橫立山黃橋向斜北翼，東西長2.7km，南北寬2km?；◢忛W長斑巖體呈巖株侵入石炭系至三疊系碳酸鹽巖地層中，礦體賦存位置有四個部位（接觸帶、層間斷裂帶、五通組與黃龍組之間的假整合面、巖體內圍巖殘留體），由二種重要礦化類型（含銅矽卡巖、含銅黃鐵礦）構成。 1-三疊系中統(tǒng)嘉陵江組下段；2-三疊系下統(tǒng)下、上段；3-二疊系上統(tǒng)長興組；4-二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M；二疊系下統(tǒng)茅口組下、上段；6-二疊系下統(tǒng)棲霞組下、上段；7-石炭系中統(tǒng)下、上段；8-泥盆系上統(tǒng)

17、五通組；9-志留系上統(tǒng)下、上段；10-花崗閃長斑巖；10-石英閃長玢巖，12-閃長玢巖；13-煌斑巖；14-高嶺土；15-褐鐵礦；16-塊狀硫化物礦體；17-矽卡巖；18-角礫巖；19-破碎帶；20-地質界線；21-正斷層及編號；22-平移斷層及編號；21-勘探線及編號圖2-2 武山銅礦床地質略圖2.2.1地層 由北而南、由老到新依次為：志留系上統(tǒng)紗帽組長石石英砂巖、石英砂巖；泥盆系上統(tǒng)五通組石英砂巖、含礫石英砂巖；石炭系中統(tǒng)黃龍組白云巖、灰?guī)r；二疊系下統(tǒng)棲霞組炭質灰?guī)r、茅口組燧石結核灰?guī)r夾硅質巖，上統(tǒng)龍?zhí)督M煤層和炭質頁巖、長興組燧石灰?guī)r；三疊系下統(tǒng)大冶組頁巖、灰?guī)r，中統(tǒng)嘉陵江組灰?guī)r及第四系粘

18、土、亞粘土。其中石炭系中統(tǒng)黃龍組至三疊系下統(tǒng)大冶組地層為主要的賦礦層位。 地層走向6575，傾向南東，傾角6075。地表除志留系、泥盆系出露較好外，其它時代地層僅零星出露，第四系覆蓋面積占60%。2.2.2褶皺構造 橫立山黃橋向斜軸向北東東，軸部隆起，形成“W”形復式向斜，西端揚起，向東傾伏，三疊系中統(tǒng)嘉陵江組灰?guī)r構成向斜核部，泥盆系上統(tǒng)五通組至三疊系下統(tǒng)大冶組地層分布于向斜的兩翼。2.2.3斷裂 斷裂構造主要有北東東、北西北北西、北東向三組。北東東向斷層發(fā)育于地層假整合面、巖性差異較大的層間，早期以逆沖為主，后期轉化為正斷層性質，主要有F-11、F-12、F-2等。北西北北西向斷層發(fā)育于礦區(qū)

19、北部，為平移斷層，斷距一般216m，主要有F1F11。北東向斷層分布于礦區(qū)南部，為平移斷層，主要有F15等。2.2.4巖漿巖 礦區(qū)巖漿巖比較發(fā)育，主要由花崗閃長斑巖巖株及一些巖脈組成，成巖時代為燕山早期。侵入順序為：閃長巖、次英安斑巖花崗閃長斑巖石英閃長玢巖花崗細晶巖煌斑巖。其中花崗閃長斑巖與成礦有關。 花崗閃長斑巖主巖體呈巖株侵入于二疊系三疊系中統(tǒng)碳酸鹽類地層中，出露面積0.6km2，平面呈橢圓狀，剖面呈喇叭形，三度空間形態(tài)為一向南東陡傾的蘑菇狀巖株。巖體規(guī)模由淺部到深部有變小的趨勢。接觸帶形態(tài)比較復雜，常有不規(guī)則巖枝沿層間裂隙伸入圍巖，主要有內凸弧形、折線形和鋸齒形三種形態(tài)。此外在主巖體外

20、圍及沿北礦帶尚有少量呈巖脈、巖墻狀花崗閃長斑巖分布。閃長巖呈俘虜體形式分布主巖體中，約900 m2，石英閃長玢巖、花崗細晶巖呈脈狀穿插花崗閃長斑巖主體及圍巖地層中，寬度一般0.10.5m，次英安斑巖僅見于北礦帶，呈脈狀侵入于志留系泥盆系中統(tǒng)碎屑巖地層中，規(guī)模100610m，燕山晚期的煌斑巖脈比較發(fā)育，多分布于主巖體接觸帶附近及層間裂隙帶中。 圍巖蝕變主要有大理巖化、角巖化、矽卡巖化、硅化、白云石化、綠泥石化、沸石化、方解石等，其中硅化、白云石化、綠泥石化與礦化關系密切。2.3礦脈分布、產狀及規(guī)模 武山礦區(qū)屬大型銅硫礦床，伴生有益組份有金、銀、硒、碲、鎵、鉬、鉛、鋅、鉈等。銅儲量137萬噸，硫儲

21、量1226萬噸。 北礦帶位于巖體北側接觸帶外地層圍巖中，泥盆系上統(tǒng)五通組與石炭系中統(tǒng)黃龍階之間，黃龍階及二疊系下統(tǒng)棲霞階等層位為該礦帶的容礦空間。北礦帶受假整合面及層間破碎帶控制，工業(yè)礦體分布西起59線附近，東至50線附近，長1600m范圍內。該礦帶有銅礦體4個，銅硫礦體8個，鉛鋅礦體1個，其中1Cu1、1Cu2、5Cu、7Cu規(guī)模較大，礦石類型主要為含銅黃鐵礦、含銅碳酸鹽巖，次為含銅高嶺土、銅鉛鋅黃鐵礦、黃鐵礦等。該礦帶銅金屬量83.8萬噸，占全區(qū)儲量的61%，硫量1226萬噸，礦石銅平均品位1.27%。 1Cu1礦體產于泥盆系五通組與石炭系黃龍階之間，乃至黃龍階下段層位，工業(yè)礦礦體長160

22、0m。礦體產狀與地層產狀一致，呈似層狀產出，傾向165，傾角5664。礦體厚度一般530m，平均16.8m。礦頭出露標高+51m，向下未控制到礦體尖滅。 1Cu2屬1Cu1的分枝礦體，走向長度700m和200m，呈似層狀主要產于黃龍階上下段之間，平均厚度6.9m及2.4m，39線以西礦體尖滅，其余各線向下有一定延伸。 5Cu礦體走向長度900m，呈似層狀、厚板狀產于黃龍階與棲霞階界面上，受層間破碎帶控制。礦體膨大、縮小現(xiàn)象明顯，厚度變化較大，最大厚度15.5m，小者1.3m，平均4.9m。 7Cu礦體走向長度400m，呈似層狀產于二疊系下部棲霞階燧石灰?guī)r與花崗閃長斑巖接觸帶及燧石灰?guī)r與炭質灰?guī)r

23、之間破碎帶處，傾斜最大延深295m，礦體最大厚度11.7m，最小厚度2m，平均4.9m。表2-1武山銅礦北礦帶主要礦體產狀形態(tài)規(guī)模礦帶礦體號礦石類型 產狀形態(tài)走向控制長度（米）平均厚度（米）傾斜延深（米）銅金屬量（萬噸）傾向傾角 北 帶1Cu1含銅黃鐵礦、含銅大理巖、含銅高嶺土、含銅矽卡巖、黃鐵礦SE5664似層狀160016.880868.71Cu2含銅黃鐵礦、銅鉛鋅黃鐵礦、黃鐵礦、含銅大理巖SE5967似層狀9005.91839.45Cu含銅黃鐵礦、含銅矽卡巖、含銅碳酸巖SE59似層狀9004.93083.77Cu含銅矽卡巖SE51似層狀4004.91471.12.4礦區(qū)水文地質與工程地質

24、 礦區(qū)地處溫暖濕潤多雨地區(qū)，屬山前丘陵湖濱過渡地帶。年平均降雨量1374.6mm，年平均蒸發(fā)量1455.8mm。主要地表水體為赤湖和白楊溪。赤湖位于礦區(qū)北東方向，洪水期可以漫及礦區(qū)邊緣，水域面積約48，洪水期達98，匯水面積374。赤湖的容水量為5.8億。平水期湖水邊緣離礦床約1.5km。白楊溪發(fā)源于嚴家畈一帶丘陵區(qū)，自西向東流至礦區(qū)西部轉而向北注人赤湖，全長約9.5km，寬25m，深12.5m，主要受大氣降水與巖溶地下水補給，匯水面積18.38，最大流量3318.9L/s，最小流量536.57L/s，屬季節(jié)性溪流。 礦體位于當?shù)厍治g面以下，三疊系至石炭系灰?guī)r溶洞裂隙水為礦體直接充水的水源，屬

25、巖溶溶洞裂隙直接充水型礦床。根據巖層的含水特征，地下水的儲存空隙，富水程度，水力性質和水力聯(lián)系，空間分布，地下水補給、排泄和徑流條件等，以二疊系茅口下段炭質灰?guī)r相對隔水層為界，礦區(qū)可分為南北兩大水文地質單元。 礦區(qū)主要含水層：第四系松散巖類孔隙含水組，嘉陵江、大冶灰?guī)r溶洞裂隙含水組，長興、茅口灰?guī)r洞裂隙含水組，棲霞、黃龍灰?guī)r溶洞裂隙含水組，五通、紗帽組石英砂巖弱裂隙含水組，相對隔水層有大冶頁巖和茅口炭質灰?guī)r。 礦區(qū)巖層歷經多次構造運動，巖漿侵入，巖石風化。導致部分礦體和圍巖不穩(wěn)定。北礦帶礦體頂板有斷裂破碎帶、溶蝕破碎帶、風化巖漿巖等，礦體和頂板圍巖穩(wěn)固性較差。北礦帶下盤圍巖一般穩(wěn)固，局部見巖脈

26、穿插和構造破碎帶地段不穩(wěn)固。礦山水文、工程地質條件復雜。 北礦帶礦體頂板有破碎帶、溶蝕洼地與溶洞堆積物，風化巖漿巖脈。2.5礦石物理化學性質（1）礦物組成 礦石中金屬礦物有55種，脈石礦物26種。主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦，次要金屬礦物為白鐵礦、斑銅礦、輝銅礦、蘭輝銅礦、銅蘭、黝銅礦砷黝銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、赤鐵礦、針鐵礦。主要脈石礦物為石榴石、方解石、白云石、石英、高嶺土。 （2）礦石的化學成分 礦石主要有益組分為銅、硫。伴生有益組分有金、銀、硒、蹄、鎵、鉈、鉬、鉛、鋅等。有害組分有砷。 銅主要以礦物的形式存在，其中以黃銅礦為主，銅平均品位1.27%，硫主要以硫化礦物形式存在，其中

27、以黃鐵礦為主，礦體中硫的平均品位12.67%。 金、銀在各礦石類型中都有明顯富集，金品位為0.11.45克/噸，銀品位為7.9670.17克/噸。 砷在北礦帶含量較高，南礦帶含量較低。砷主要來自黝銅礦砷黝銅礦，其次來自黃鐵礦、硫砷銅礦。 其他伴生有益組分硒、碲、鎵、鉈、鉬、鉛、鋅平均品位分別為0.00169%、0.00123%、0.00166%、0.00101%、0.02%、0.46%、0.5%。（3）礦石結構構造 礦石結構主要有晶粒結構、填隙結構、膠狀結構、內部雙晶結構、共邊結構、熔蝕結構、交代殘余結構、鑲邊結構、脈狀網脈狀結構等。礦石構造主要有塊狀、浸染狀、脈狀、團塊狀、角礫狀等構造。 （

28、4）礦石類型 礦石自然類型，根據礦石的氧化程度不同，南、北礦帶的礦石均可劃分為氧化銅礦石，混合銅礦石，原生銅礦石。礦石工業(yè)類型，根據礦石的物質組成和技術加工性能不同，礦區(qū)內的礦石可分為褐鐵礦礦石、含銅褐鐵礦礦石、銅硫礦石、含銅黃鐵礦礦石、含銅矽卡巖礦石、含銅碳酸鹽礦石、含銅高嶺土礦石、含銅鉛鋅黃鐵礦礦石、硫礦石。（5）礦石物理機械性質 礦地質部門于19831992年按礦石的自然類型與工業(yè)類型分別測定體重，并結合地質勘探部門測定資料，于1994年5月獲得綜合結果見表2-3。表2-3礦石體重、濕度、松散系數(shù)一覽礦石工業(yè)類型體重濕度松散系數(shù)礦石工業(yè)類型體重濕度松散系數(shù)含銅黃鐵礦3.282.551.3

29、含銅高嶺土1.727.32含銅矽卡巖3.042.971.64含銅碳酸鹽2.953.23含銅花崗閃長斑巖2.65.83褐鐵礦2.587.06銅鉛鋅黃鐵礦4.110.19黃鐵礦3.591.22其中北礦帶主要礦體為含銅黃鐵礦：松散系數(shù)：1.3 體重 ：3.56 濕度：2.55 安息角：43 摩擦角：32第三章 礦山年產量及服務年限3.1礦山年產量3.1.1礦山年產量式中：A礦山年產量（t/a） ； g礦山日產量（t/d），設計要求已給出，日產量為2000t/d ； t年工作日，金屬礦山取330t ；將以上數(shù)據代入公式得3.1.2驗證礦山年產量 按合理開采順序同時回采礦塊數(shù)驗證礦山年產量:式中：A礦山

30、年產量（t/a） ； g礦房日產量（t/d），根據武山銅礦實際礦房生產能力為190.5t/d，一個礦塊中布置兩個進路故為381t/d ； N單階段中可布置的有效礦塊數(shù)（個），5個左右 ； t年工作日；金屬礦山一般取330t ；由礦房產出的礦石日產量占礦塊采出礦石日產量的比重（%），由于采用下向進路式分層膠結充填法，不留頂?shù)字烷g柱，故取100% ；同時回采礦塊的有效利用系數(shù)， 將以上數(shù)據代入公式可得由此可見能滿足礦山的年產量。3.2 礦山服務年限的計算式中: 礦山計算服務年限（a） ；礦床工業(yè)儲量（t）， ；工業(yè)礦石總回收率（包括采準、切割、礦房回采、礦柱回采的總回收率）（%），根據武山銅礦實

31、際情況取95.43% ；廢石混入率（%），取6.04% ； A礦山年產量（噸/年），通過計算得為t ； 礦山實際服務年限式中：T礦山從投產到達產的時間，取8a ； T礦山末期產量逐漸下降時間，取10a ； T礦山按設計生產能力正常生產的時間， ；將關數(shù)據代入公式得a。即 。3.3 礦山工作制度 武山銅礦采用的工作制度是年工作日為330d，每天實行3班制，每班8h，由于該礦是非放射形礦，也并非別的特殊礦山，按照有色礦山的保安規(guī)程，該工作制度是合理可行的。第四章 礦床開拓4.1井田劃分 本次設計針對的是武山銅礦北礦帶-400m以下，其中銅礦體4個，銅硫礦體8個，鉛鋅礦體1個。由于設計的礦體走向長為

32、1600m，礦體埋藏標高自-800m至-400m，厚度為530m，平均為16.8m，其中1Cu，5Cu，7Cu規(guī)模較大，盡管5Cu礦體膨大，縮小明顯，厚度變化大，但總體來說整個工業(yè)礦體分布比較集中，連續(xù)性好，成礦后斷裂對其影響不大。礦體上部地表沒有溝谷、河流、鐵路、城鎮(zhèn)、文物古跡及風景區(qū)等需要保護。根據井田劃分的原則，北礦帶礦體范圍不大，礦床集中，為了便于管理，采用一個井田進行開采是合理的，且用一個井田開采還有諸多優(yōu)越性，如用一個井田開采，人員、材料、設備、礦石、廢石及充填料的運輸方便；一個井田開采，管理方便且集中，可減少非井下生產人員，管理費用低，在經濟上優(yōu)越。因此，本次設計采用一個井田來開

33、拓礦床。4.2巖體移動范圍橫立山黃橋向斜軸向北東東，軸部隆起，形成“W”形復式向斜，西端揚起，向東傾伏，三疊系中統(tǒng)嘉陵江組灰?guī)r構成向斜核部，泥盆系上統(tǒng)五通組至三疊系下統(tǒng)大冶組地層分布于向斜的兩翼。斷裂構造主要有北東東、北西北北西、北東向三組。北東東向斷層發(fā)育于地層假整合面、巖性差異較大的層間，早期以逆沖為主，后期轉化為正斷層性質，主要有F-11、F-12、F-2等。北西北北西向斷層發(fā)育于礦區(qū)北部，為平移斷層，斷距一般216m，主要有F1F11，但這些構造和斷層對礦體的形成和破壞作用不大。因此本次設計考慮的地表移動范圍主要是由于礦石被采出后留下的采空區(qū)引起地表的變形和沉降。根據礦山地質資料中巖石

34、力學的測定，該礦礦體的上下盤巖石移動角選定如下：1.該礦體上、下盤移動角均為60；2. 端部移動角70。根據每條勘探線礦體分布作出最小移動線并交于地表一點，將所有勘探線上最小移動線與地表的交點用平滑曲線連接一起，形成封閉的移動圈確定巖體移動范圍。地表移動帶圈定見下盤豎井開拓附圖一。4.3階段高度的確定根據礦巖的穩(wěn)固性程度階段高度宜在3060m。采用較大的階段高度可以減少礦床開拓的階段總數(shù)，從而降低開拓工程總量及其費用，有利于生產和集中管理，但由于北礦帶礦體地質條件復雜，礦體上盤圍巖穩(wěn)固性較差，所以階段高度不宜取得過高，并結合類似礦山的實際生產經驗以及地質資料分析，認為選取階段高度為50m是合理

35、的。各中段礦石量分布如下表4-1所示：表4-1 各中段礦石量 中段 可采礦量（噸） 采出礦量（噸） 服務時間（年） -400m 至-450m 7724401.6737139611.34 -450m 至-500m7562030.2 7216445 11.10 -500m至-550m 7299579.6 6965989 10.72 -550m至-600m 6344699.2 6054746 9.32 -600m至-650m 5333168.6 5089443 7.83 -650 m至-700 m 950288.8 906860.6 1.40 -700m至-750 m 669738.26 63913

36、1.2 0.98 總計 35883906.3 34244012 52.694.4礦床開拓方法選擇 本次設計主要針對北礦帶，設計任務的生產能力2000t/d。而且由于井下礦床礦體比較集中，開采礦體位于-400m以下的急傾斜厚礦體，開拓方案受礦體賦存條件、地表地形條件、地表設施（選礦廠等）分布、礦山企業(yè)生產能力等因素的影響，根據礦床賦存條件及礦體傾角，初選在技術上可行的三種開拓方法：下盤豎井開拓、斜坡道開拓、明斜井與盲豎井聯(lián)合開拓。 1、下盤豎井開拓：根據地質地形條件，北礦帶礦體大部分賦存于當?shù)氐仄矫?400以下，礦體為急傾斜礦體，下盤地勢較平坦易于布置地表工業(yè)場地，這些條件均為下盤豎井開拓的有利

37、條件。 2、下盤折返式斜坡道開拓：在標高15m處開拓斜坡道，一直掘進到-750m中段，該斜坡道為折返式斜坡道，同時兼做入風井，采用這種開拓方法，在技術經濟上上也沒有明顯的缺陷，也是可行的。 3、明斜井與盲豎井聯(lián)合開拓：為了能盡快探清礦體，從地面沿礦體走向掘一斜井通至-450m中段，再從-450m中段往下掘一盲豎井通達-750m最低中段，而形成明斜井盲豎井開拓，從技術上看，該方案也是可行的。 由于初選的三種開拓方案在技術上均可行，因此我們不可武斷哪種方案是最優(yōu)的，現(xiàn)將這三種方案的優(yōu)缺點列成表4-2，以供比較和參考。表4-2 開拓方案比較方案 一 二 三 下盤豎井開拓 下盤折返式斜坡道開拓 明斜井

38、與盲豎井聯(lián)合開拓優(yōu)點1、下盤開拓法提升運輸系統(tǒng)簡單，容易管理，不會出現(xiàn)由于管理不當而造成配合失調的現(xiàn)象；勞動定員少，可提高經濟效益；2、上盤圍巖不穩(wěn)固，豎井的承壓能力高；且豎井井筒短，因而井筒維護費用較低；3、豎井提升能力較大，提升費用低，生產安全，提升可償性較高，豎井井筒較短，所需管道短，排水費用較低；1、掘進施工技術難度小，道路維護方便，礦體開拓投產時間短；2、無軌設備操作者能見距離長，且有緩坡和平坡段，行車安全性好，行車速度加快，設備排除廢氣有害成分降低；3、線路與礦體可保持固定距離；4、采用高度機械化的無軌設備產量大效率高，同時取消了軌道節(jié)省大量鋼材，生產基建成本低1、 礦體急傾斜、埋

39、藏較深，且上盤穩(wěn)固，斜井能較好的通達礦體上部，使盲豎井石門比下盤豎井開拓要短2、盲豎井提升能力較大，提升費用低，生產安全，提升可償性較高，豎井井筒較短，所需管道短，排水費用較低；3、地表無須平場缺點1、石門的長度隨開采深度是增加而加長；2、當?shù)V體傾角變小時，下部石門特別長1、開拓工程大；2、掘進施工時，通風和出渣條件差，布置管纜線長；3、運輸設備損耗大，維護費用高，排放的尾氣對巷內空氣污染大1、斜井承壓能力比豎井差，斜井比相應的豎井長，從而井筒維護費用高而且斜井所需各種管道長，排水費用較高；2、需要在井底開挖盲豎井卷揚機硐室，且礦石轉運管理復雜、成本較高 通過對三種初選方案的優(yōu)缺點進行簡單對比

40、分析，由于斜井延伸距離較長，且還需通過盲豎井轉運礦石，技術復雜成本較高，故可以確定下盤豎井開拓和斜坡道開拓兩種方案具有優(yōu)勢。然后再對這兩種開拓方案進行詳細的技術經濟比較，最終定出最優(yōu)的開拓方案。 下面是兩種開拓方案的一些重要經濟技術指標。 方案：下盤豎井開拓 充分利用有利地形條件，豎井布置在下盤地表移動帶之外20m，然后分別在-450m、-500m、-550m、-600m、-650m、-700m、-750m標高開掘階段石門通達礦體。 主井井筒采用圓形斷面，采用混凝土支護，主要提升礦石，采用單箕斗提升。副井井筒斷面為圓形，采用混凝土支護，主要提升人員、材料、設備、廢石，采用單罐籠提升。礦體沿走向

41、較長，約為1600m，而副井為罐籠井，布置在礦體下盤中央主井側，可兼作入風井。可在礦體兩翼各布置一回風井，形成中央對角式通風方式。因北礦帶上盤礦巖較穩(wěn)固而下盤穩(wěn)固性較差，且礦體埋藏較深，為了確保風井的承壓能力，因此回風井采用豎井圓形斷面形式布置在礦體下盤兩翼?；仫L井是作礦區(qū)開采永久通風之用，在服務年限內是不允許損壞的，回風井的保護等級為級，因此它們都應選在圈定的陷落帶10m以外，根據礦區(qū)總平面圖布置，可將回風井井口布置在礦體下盤側翼。方案：折返式斜坡道開拓 由于礦山所在的具體情況及其礦體越到底部礦體越厚，從地表處到-800m均有礦體分布，且礦山產量較大現(xiàn)從長遠考慮總體出發(fā)，采用折返式斜坡道開拓

42、。折返式斜坡道布置在下盤移動帶之外20m，斜坡道斷面為拱形，混凝土支護，單向行車，并設置規(guī)避硐室。斜坡道與各中段相連，清風由豎井經各階段運輸巷道進入斜坡道排出地表。斜坡道使用礦用卡車運輸。 副井井筒為圓形井，采用混凝土支護，主要提升人員和材料，同時作為全礦主要進風井，采用單層單罐籠提升。 礦體沿走向較長，為1600m，斜坡道布置在礦體下盤中央，可兼作入風井，因此，可在礦體兩翼各布置一條回風井，形成中央對角式通風方式。因礦體和圍巖穩(wěn)固性一般，為了確保風井的承壓能力，回風井采用豎井圓形斷面形式?；仫L井是作礦區(qū)開采永久通風之用，在服務年限內是不允許損壞的，回風井的保護等級為級，因此它們都應選在圈定的

43、陷落帶10m以外。 兩種開拓方案在技術上都比較合理，故對兩方案作經濟上比較，見下表。表4-3 開拓方案技術經濟比較表序號項目單位 方案下盤豎井開拓折返式斜坡道開拓 1 掘砌工程量108366.41179479.63 2 可比投資萬元2264.42+設備2818.2+設備 井巷工程萬元851.021281.02 3 年經營費用萬元1238.421526.79 4 優(yōu)缺點井筒保護條件好，不留保安礦柱，石門長度隨開采深度增加增加，開拓工程量大。有利于機械化作業(yè)，產量大，投產時間短，視野較開闊；開拓工程量大，通風效果差。 通過上述技術經濟比較，可以明顯地看出，下盤豎井開拓方案無論是工程量還是生產、設備

44、等費用均優(yōu)于折返式斜坡道開拓方案，下盤豎井開拓方案投資少，年經營費用少，經濟上要明顯優(yōu)于后者，因此，我們選用下盤豎井開拓方案作為北礦帶的開拓方案。4.5階段及礦塊開采順序 井田中段的開采順序采用下行式，因為這種開采順序能減少基建工程量，節(jié)約初期投資，縮短基建時間，確保礦山均衡持續(xù)生產，并在逐步向下開采過程中能進一步探清深部礦體，避免國家礦產資源的浪費。而且這種開采順序生產安全條件好。從長遠看，下行式開采順序適用的采礦方法范圍廣泛，如改變現(xiàn)有的采礦方法，而采用更先進合理的采礦方法時也不致有很大的影響。因此，選用下行式開采順序對礦山的發(fā)展遠景有利。 階段中礦塊開采順序，則采用前進式開采。這種采礦方

45、式會使礦井基建時間縮短。北礦帶下盤礦巖較穩(wěn)固，礦體走向長厚度較大，采用此法可在向兩翼掘進階段運輸平巷的同時回采礦塊，從而縮短了階段的回采時間而減少生產費用。4.6三級儲量 根據我國現(xiàn)行規(guī)定的三級儲量用生產期限來表示有色金屬礦山定額。開拓儲量保有期限為3a，采準儲量保有期限為1a，備采儲量保有期限為0.5a。4.6.1開拓儲量式中：開拓儲量的保有期限，3a； A礦井年產量，t/a； K礦石回采率(混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率)%； r 廢石混入率 （采出的純礦石量與工業(yè)儲量之比率）%4.6.2采準儲量式中：采準儲量的保有期限，1a； A礦井年產量，t/a； K礦石回采率(混入采出礦石

46、中的廢石量與采出礦石量之比率)%； r 廢石混入率 （采出的純礦石量與工業(yè)儲量之比率）%4.6.3備采儲量式中：備采儲量的保有期限，0.5a； A礦井年產量，t/a； K礦石回采率(混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率)%； r 廢石混入率 （采出的純礦石量與工業(yè)儲量之比率）%第五章 礦山井巷工程5.1礦山基本井巷工程礦山主要井巷工程有豎井、通風井、溜礦井、階段運輸平巷或沿脈平巷、穿脈等。表5-1 礦山基本巷道斷面及支護一覽表 巷道名稱 豎井 階段運輸巷道 回風井 溜井 斷面形狀 圓形 三心拱 方形 方形 支 護 情 況巖層穩(wěn)固處不支護，遇構造發(fā)育段或斷層帶鋼砼砌筑支護，支護厚度為250m

47、m。一般不支護，遇巖層不穩(wěn)段采用木棚支護，遇構造發(fā)育段或斷層帶鋼砼砌筑支護，支護厚度為100250mm。一般不支護，遇巖層不穩(wěn)段采用木棚支護，遇構造發(fā)育段或斷層帶鋼砼砌筑支護，支護厚度為100150mm。一般不支護，遇構造發(fā)育段或斷層帶用鋼砼砌筑支護，支護厚度為100150mm。5.2井筒及階段運輸巷道斷面設計5.2.1階段運輸巷道斷面設計 1、巷道斷面形狀選擇 階段運輸巷道擔負著人行、通風、材料等運輸，起著重要的作用。鑒于該礦礦巖穩(wěn)定性一般，階段運輸巷道斷面形狀采用1/3B類型的三心拱形。 2、巷道斷面各部尺寸的確定 （1）根據我礦井下生產實際及-400m以下開拓工程的需要，現(xiàn)巷道通過的設備

48、類型及有關規(guī)格尺寸見下表：（單位mm）表5-2 運輸設備類型及尺寸 運輸設備類型 設備外形尺寸軌距S0架線高度H1 長 寬b高h 電機車ZK10/25045001060155060018002200 礦車 YCC2(6) 3000 1250 1300 600選取以上規(guī)格尺寸之最大值，故通過該巷道的運輸設備寬度b= 1250mm，高度h= 1550mm。 （2）根據金屬礦山安全規(guī)程的有關規(guī)定，所選礦機車為10t14t，故取巷道人行道寬= 800mm，非人行道一側寬= 300mm，軌距600mm。 （3）確定平巷寬 （4）巷道混凝土襯砌厚度，參考井巷工程表4-9中，取墻厚，拱厚。 （5）參照井巷工

49、程表1-7中，ZK-10/250型電機車選用18公斤/m鋼軌，采用鋼筋混凝土軌枕，由表1-8查得，巷道鋪軌結構尺寸：， ，。 （6）確定平巷拱高 大圓弧半徑：，圓弧角 小圓弧半徑：，圓弧角 （7）三心拱巷道墻高（）的確定： 通常墻高是根據電機車架線要求計算，再按行人及管道架設等要求驗算比較，最后選其中最大值。 按架線電機車導電弓子頂端兩切線的交點與巷道拱壁間最小安全距離按（250 mm）計算。取架線導電弓子寬度之半徑K= 400mm，巷道軌面至導電弓子的高度（有人行道），則軌道中心線至巷道中心線的間距Z為： 軌道中心線至非人行側巷道壁的距離： 因為式中：r 三心拱的小半徑，r= 616mm；

50、運輸設備與支護之間的安全間隙，。 故導電弓子在大圓弧斷面內（式中0.554是拱高 = 的三心拱小圓的圓心角的余弦值，即cos5619= 0.554），則：式中：R 三心拱的大半徑,R=1627mm;巷道軌面至導電弓子的高度，= 2000mm（行人巷道） 則 按人行要求確定巷道斷面墻高：式中：250mm為考慮到風水管敷設后所占用的巷道寬度。 按架設管道要求確定巷道斷面墻高：用架線式電機車運輸時，要求電機車導電弓子與管道距離不小于300mm，計算公式為：式中：n管道所占高度等于管子直徑與托管梁的高度之和，即：風管直徑, 取100mm水管直徑, 取50mm 從而可得： 綜上計算，取以上情況的最大值能滿足架線、管道敷設和行人要求，最后確定設計墻高為1979mm，按100mm進位取整= 2000mm。 （8）由此可確定巷道凈高度 巷道掘進高度為： 從道渣面算起之墻高為： 巷道凈斷面面積：= +式中： ； ； ； ； 。故 ； 。 （9）允許通過風速較核 根據斷面尺寸用下式驗算風速式中： Q 根據設計要求通過該斷面的風