金属矿深部开采

1目录1.地质特征...................................................................................21.1矿体地质特征..............................................................21.2矿石质量特征..............................................................21.3水文地质......................................................................21.4工程地质......................................................................22.矿床的开拓...............................................................................32.1阶段高度..........................................................................32.2开拓方案选择.................................................................32.3工业场地选择原则........................................................43.采矿方法...................................................................................53.1采矿方法选择的原则....................................................53.2影响采矿方法选择的因素............................................53.3初选采矿方法................................................................64.巷道掘进断面设计..................................................................84.1巷道断面形状选择.........................................................84.2断面尺寸..........................................................................84.3爆破方案........................................................................104.4作业循环图表...............................................................145矿井通风................................................................................145.1矿井通风系统的基本要求..........................................145.2矿井通风系统宏观构建方案的拟定..........................155.3通风方式与通风系统的确定......................................155.4需风量计算...................................................................16致谢..........................................................................................19主要参考文献............................................................................202有色金属矿-60~-90开采范围采矿设计1.地质特征1.1矿体地质特征本设计为阶段开采设计，根据现有资料，矿体走向近乎东西向，倾角随岩体接触面起伏0°~70°不等，0-1#矿体长700m，宽250m，平均厚度1.49m；矿体的围岩除接触矽卡岩底板为花岗闪长岩外，多数是中上泥盆系的碳酸盐类岩石。1.2矿石质量特征矿石的自然类型以原生面状矽卡岩矿为主，其次为脉状矽卡岩矿及石英脉型矿。根据矿石的结构、构造和矿物共生组合关系，确定矿石的工业类型为铜铅锌矽卡岩型和石英硫化物类型。1.3水文地质矿区属于中等偏简单的水文地质类型。相邻MM矿区水文地质条件复杂，矿山经多年生产实践，采取了注浆帷幕、设置堵水墙和混凝土固化地表小溪及井下钻孔超前探水等防治措施。1.4工程地质矿区内矿体直接围岩皆为硬质岩类，矽卡岩型矿体为本区主矿体，其底板为坚固的花岗闪长岩，顶板为矽卡岩、大理岩或大理岩化灰岩；其它矿体的顶底板多为大理岩或大理岩化灰岩，岩石一般较坚固，裂隙不发育，但在断裂带附近岩石裂隙较发育，断裂带中岩石较破碎，在矿体中和没有断层构造影响的围岩中节理裂隙不发育，经取样试验围岩强度介于64.2～259.3MPa间，其稳固性较好。32.矿床的开拓2.1阶段高度根据我国矿山实际，开采倾斜和急倾斜矿床时，阶段高度采用40、50、60m.考虑到安全因素、回踩落矿的方便、以及地压管理等因素，本次设计阶段高度为30m，标高+60～-90m，本设计取-60—-90的开采范围进行采矿设计。2.2开拓方案选择由资料已知矿山总储存量大约50.1万t，从经济效益来判断预计开采20年，那么矿床中深部开采设计生产能力为2.505万t/a。按照一年工作日300天来计算，每天出矿量83.5t/d。据矿床赋存条件，地表地形条件，地表构筑物的布置，矿山企业生产能力以及国民经济的需要，确定该矿床的可行性开拓方案：方案一：平硐与盲斜井联合开拓方案二：平硐与盲竖井联合开拓开拓方案技术经济比较开拓方案方案一方案二优点1在基建工程方面，斜井石门较短2在井筒设备安装方面，斜井井筒装备较竖井简单3在施工方面，斜井施工简便，需要设备和装备少，当斜井倾缓时成巷速度比竖井快4基建投资较竖井少1在基建工程量方面，竖井长度较斜井短2在地压和支护方面，竖井所承受的地压小，3竖井排水管路较斜井短4竖井井筒不易变形，提升过程中停工事故少，安全性较好4缺点承受地压较大各阶段石门长，工程量大，产品矿石成本高，井筒装备比较复杂根据初步分析和技术经济比较以及矿山地质情况，围岩条件比较稳定，最终选择平硐与盲斜井联合开拓。2.3工业场地选择原则（1）工业场地应尽量位于储量中心，使井下有合理的布局避免单翼开采，节省运输及通风费用；（2）主副井筒布置在地质条件较好的区域，确保井筒及井底车场的围岩稳定。（3）应保证井巷出口位置及有关构筑物不受山地滚石、山崩和雪崩等的危害。（4）占地尽量要少且交通方便；（5）应考虑地表和地下运输联系方便，应使运输功最小，工程最小。（6）井巷出口位置应有足够的工业场地，以便布置各种建筑物，调车场、废石场等，同时应尽可能少占或不占农田[1]；（7）工业场地的标高要高于矿区历年最高洪水位；（8）巷道出口的标高应在历年最高洪水位3m以上。（9）综合考虑矿井的前期及后期生产，在保证总体工程量小的前提条件下，尽量减少初期投资。53.采矿方法3.1采矿方法选择的原则（1）保证工作安全和良好的工作条件；（2）矿石贫化小，满足加工部门对矿石质量的要求；（3）采矿工艺简单、技术成熟可靠；（4）生产成本低，经济效率高；（5）遵守有关法规要求。3.2影响采矿方法选择的因素（1）地质条件的影响因素①矿石和围岩的稳固性：如果矿石稳固而围岩不稳固，采用崩落法、充填法较为有利。如果矿石稳固性较差而围岩稳固，其他条件允许，可以考虑采用阶段矿房法。当矿岩都不稳固时，可以考虑崩落法或下向分层充填法。②矿体产状：矿体产状主要指矿体倾角、厚度及形状等。矿体的倾角主要影响矿石在采场内的运搬方式。矿体厚度采矿法和落矿方式的选择及矿块的布置方式都有很大影响。③矿石品位及价值④矿体内有用成分的分布及围岩矿物成分：如矿体内有用成分分布不均匀时，应考虑使用分采的采矿方法，可将品位低的矿石或废石作为矿柱。如果围岩有矿化现象，则废石混入率的限制可适当放宽，当围岩矿物成分对选冶不利时，应用废石混入率小的采矿方法。⑤矿体赋存深度⑥矿石和围岩的自然性、放射性、结块性和氧化性⑦地表是否允许陷落63.3初选采矿方法3.3.1方案初选图3-1采矿方法选择组别应用条件空场采矿法全面采矿法薄和中厚的矿石和围岩均稳固的缓倾斜矿体房柱采矿法水平和缓倾斜的矿体、薄矿体和厚极厚矿体留矿采矿法矿岩稳固，厚度薄和极薄，不易结块和自然的急倾斜矿床阶段矿房法矿岩稳固的厚和极厚急倾斜矿体充填采矿法单层充填采矿法水平或缓倾斜薄矿体、顶板围岩不允许崩落分层充填采矿法围岩很不稳固、围岩和矿石很不稳固、地表岩层需保护分采充填采矿法矿脉厚度很小，急倾斜和极薄矿脉崩落采矿法单层崩落法顶板岩石不稳固、厚度一般小于3m的缓倾斜矿层分层崩落法矿石价值高、松散破，围岩不稳，倾角厚度能使假顶下移（产量低）分段崩落法稳固在中等以上、急倾斜的厚矿体、可选性好需要剔除杂夹石的阶段崩落法矿体厚度大、价值不高、不易结块、氧化、自燃、中稳根据矿山地质情况，矿石的围岩比较坚硬，稳定性较好，不需要太多支护，而且矿脉厚度是极薄和薄矿体，且属于急倾斜矿体，故应该选择空场采矿开采方法。3.3.2初步技术经济比较全面法是一种工艺简单、采准和切割工程量小、生产效率高，成本较低的采矿方法。但是由于留下矿柱不回采，矿石损失率大，顶板暴露面积大，并要求严格的顶板管理和通风管理。7房柱采矿法采切工作量小；回采工序与工作组织简单；适于采用大型无轨设备，可实现机械化开采；工作面通风良好，作业安全；木材消耗少，采矿直接成本较低，矿房生产能力和劳动生产率都比较高；但是矿柱所占的矿量比重较大，而这些矿柱一般不予回收。阶段矿房法回采强度大，劳动生产率高，采矿成本低，木材消耗少，回采作业安全。但矿柱矿量的比重较大，达到35%～60%，损失贫化也较大。留矿法具有结构和生产工艺简单，管理方便，可利用矿石自重放矿，采准工程量小等优点。根据空场采矿法的应用条件选用留矿采矿法。留矿采矿法如图3-2：30~60m30m52431163-2普通留矿法84.巷道掘进断面设计4.1巷道断面形状选择选择平巷断面形状，主要考虑的因素是：围岩性质、巷道地压大小及来压方向；巷道用途、服务年限；支架的材料与结构以及巷道断面利用率、施工难度及费用等。常见的巷道断面形式有梯形、半圆形、三心拱、圆弧拱，圆形、椭圆形和马蹄形等。断面特征见图4-1。图4-1各种断面巷道特征表断面形式特征适用范围梯形断面利用率高，施工简单，对不均匀地压适应性良好，但维修量大围岩稳固，地压较小，跨度小于3~4m，服务年限较短的矿山半圆拱受力性能好，拱顶承受地压能力大，但断面利用率低，费用较高围岩不够稳固，顶侧压较大，服务年限较长的矿山三心拱断面利用率较高，掘砌费用较半圆拱低，当顶压大时，易在拱顶及拱基处开裂围岩中等稳固，顶压较小，服务年限较长的矿山圆弧拱介于半圆供与三心拱之间围岩中等稳固，顶压小，无侧压或侧压小于顶压，服务年限较长的矿山圆形、椭圆形、马蹄形结构稳定，可承受多方来的地压，但断面利用率低，施工复杂，掘砌费用高围岩不稳固，侧压和低压大的矿山根据以上各个因素再结合本矿山的实际情况，最终平巷断面形状选择三心拱。