地下开拓方案设计

1急倾斜厚矿体开拓方法选择课程设计说明书组别：第五组班级：采矿1201学号：201213012012130620121312姓名：刘刚强旭鹏王鑫2015年5月1日2目录第1章设计基础资料..............................11.1基本条件..........................................11.2设计基础图纸......................................11.3开采技术条件......................................1第2章生产能力计算..............................22.1矿山服务年限......................................22.2矿山生产能力......................................22.2.1生产能力计算...........................................22.2.2生产能力验证...........................................2第3章开拓方案选择..............................63.1阶段高度确定......................................63.2移动角选择........................................73.3地表移动带圈定....................................7第4章开拓方案选择.............................104.1开拓方案初选.....................................104.2开拓方案A........................................104.2.1主要开拓工程的位置确定................................104.2.2阶段运输巷道设计......................................104.2.3开拓方案三视图........................................114.3开拓方案B.......................................124.3.1主要开拓工程的位置确定................................124.3.2阶段运输巷道设计......................................124.3.3开拓方案三视图........................................124.4开拓方案技术比较.................................134.5开拓工程布置.....................................131第1章设计基础资料1.1基本条件某铁矿矿体埋深300m,矿体总体走向70º，倾向160°，平均倾角65º，水平真厚度平均25m，属于急倾斜厚矿体储量，地表到地下-200m岩层属于第四纪表土，-200~-300m岩层属于含水中等稳固片，-300~-400m岩层属于稳固片岩。矿石储量约230万吨，矿石及上、下盘围岩破碎不稳固。根据各个水平剖面图，结合储量，估计矿体垂直深度约90米。1.2设计基础图纸基于平面图-生成勘探线剖面图和纵剖面图以及一张中间位置的平面图A3图框中，打印出来。1.3开采技术条件一般来说，必须有工业价值的矿床，然后才能考虑开采问题。因为我国富铁矿石不多，品位越高，质量越好，我国的工业品位定在大于20%，含磷越低，铁矿石的冶炼和分选的成本越低，是冶炼厂青睐的，价格越较高。本矿假设平均品位30%。开采设备分两种：1.露天开采：成本低，利润高，主要是利用挖崛机，装载机，汽车，风钻机，炸药等。2.地下开采：成本较高，还需要坑道支架和通风设备，铺设矿山轨道，利用专门设备小火车运到地表。如果是向冶炼厂提供矿石，联系到火车车皮就可以，如果是提供半成品，还需要一套设备，最小型的也要100多万元，把矿石磨细，进行初步分选（需要大量的水，要求含铁量在90%以上），然后提供给冶炼厂。至于对于资源的合理利用的问题，矿山的开采单位一般很难做到，开采时会2给环境造成污染和破坏，而矿渣基本上没有什么用处，如果是冶炼厂，会把矿石中的其他元素分离出来，用做其他用途。第2章生产能力计算2.1矿山服务年限预计11年采完，年产量20万吨，基建期2年，闭坑1年，服务年限14年。2.2矿山生产能力根据矿床开拓设计手册，当前冶金工业部规定的矿山规模和经济合理服务年限如表所示：合理服务年限表矿山规模矿山企业生产能力（万吨/a）矿山企业经济合理服务年限（a）黑色金属矿山有色金属矿山大型及特大型200以上100以上≥25中型60~20020~100≥18小型60以下20以下≥10（表详见《采矿手册》第七卷第38页）根据上表可以得出，此矿山为小型规模矿山。开采的服务年限应该大于10年，取此矿山服务年限为11年，2.2.1生产能力计算生产能力A=230万t/11年=21万t/a2.2.2生产能力验证按技术可能性验证矿山企业年生产能力按技术可能性确定矿山生产能力的方法有三种，即按可能布置的矿块数，按年下降速度及按新水平准备时间。本设计仅采用按年下降速度来验证矿山年生产能力。按矿床开采年下降速度方法确定矿山年生产能力的实质是根据采矿技术条件类似矿山的开采强度经验指标，概括地求出年产量A。3EKKKvSHA21`1...,(t/a)式中：H—回采工作年下降深度，m/a；S—矿体水平面积，㎡；v—矿石容重，t/m³；K—矿石回收率,%；ρ’—废石混入率,%；E—地质影响系数，一般取E=0.7-0.9；K1—矿体厚度的修正系数;K2—矿体倾角的修正系数.年下降深度H取值参阅《采矿设计手册》第2卷下册第864页表2-1-51。K1及K2在类比矿山条件基本一致时，不需要修正，当厚度或倾角不同时，则应有适当修正；一般情况，若设计矿山矿体的厚度和倾角大于类比矿山时，可取K1=1.1—1.2，K2=0.7—0.9的系数，反之，可取K1=0.8—0.9，K2=1.1—1.2的系数。根据矿床开采年下降深度按矿体厚度和倾角的修正系数表【1】，本矿体平均厚度25米，矿体厚度修正系数取0.8，矿体倾角约为65°，急倾斜矿体，矿体倾角修正系数取0.7。最终年下降开采深度为：H=31m*0.7*0.7=13.02m矿体水平面积：S=5980m2矿石容重：v=4.8t/m3矿石回收率：K=78%废石混入率：ρ’=7%地质影响系数：E=0.7矿体厚度修正系数：K1=1.1矿体倾角修正系数：K2=0.9依据上述年产量计算公式：EKKKvSHA21`1...4计算出年产量A=21.7万吨/年（2）按经济合理性确定年生产能力的方法有两种，一是按最小成本法确定生产能力，另一种按合理的服务年限确定生产能力，本设计仅按第二种方法校核矿山年生产能力。`)1(.`AKQT式中：K—矿石的综合回收率，%；ρ’—废石混入率，%；A—矿山年生产能力，t/a；T’—计算服务年限，a；T’=)07.01(*2178.0*230=9.18年生产能力为230/9.18=25万吨矿山总服务年限：321tttT,a；计算服务年限：)(21`312tttT，a；式中：t1—由投产至达产的时间，a；此矿山取t1=2年；t2—正常生产阶段，此矿山取9.18年；t3—矿山结尾期间（即产量逐渐下降阶段），a。此矿山取t3=1年矿山总服务年限：321tttT=2+9.18+1=12.18年计算服务年限：)(21`312tttT=9.18+1.5=10.68年在校核矿山生产能力时，还应计算出矿山达到设计生产能力的正常生产能力不能小于整个服务年限的三分之二，即t2≮2T/3。计算得符合山达到设计生产能力的正常生产能力不能小于整个服务年限的三分之二。确定经济合理的服务年限，主要是从矿山固定资产折旧以及生产时期的经济效果方面考虑的，也即主要是从如何更加合理地，有效地利用国家的基建资金，5来考虑矿山的服务年限。因此要求矿山服务年限应与其固定资产平均使用年限大体相适应。在小型矿山中地面上常用的简易的建筑物、构筑物、其使用年限在10年左右，一般工业建筑物、构筑物的使用年限在20年左右；大型矿山常用的钢结构、钢筋混凝土结构的工业建筑物、构筑物使用年限在30年以上。大型矿山所用的重型设备的折旧年限，可达20—30年；小型设备仅为10—15年左右。若加强设备的维护管理，机械设备的使用年限，可超过上述数字。基于上述对生产能力的校核，设定年生产能力为21万吨/年是合理的。矿山的服务年限为：正常生产期为11年，，基建期为2年，矿山结尾期为1年，矿山总服务年限为14年。6第3章开拓方案选择3.1阶段高度确定按阶段开拓和采准时间计算出阶段高度在一定矿山年产量的条件下，增加阶段高度可以改善矿床回采的总回收指标，并可降低开拓采准和回采矿柱的超额费用所摊至每吨矿石上的数额；并可使阶段回采时间增长，为新阶段的建立赢得了时间，并对开采阶段的回采时间有必要的超前关系，依此公式来确定最小阶段高度minH。SAWtH)1(min式中：Hmin——计算出最小的阶段高度S——矿床的水平面积，相当于同时开采的采场面积，S=59802m；A——矿山年产量，atA/10144；W——开拓和采准时间对回采的超前系数，一般取W=1.5；t——下一阶段开拓、采准所需时间，取2年；ρ——矿石的贫化率，ρ=7%；——矿石体重，；3/8.4mt——矿石回收率，%78；将数据代入得：%788.4598010%)71(5.12214minHHmin25m综合该矿体的赋存条件属于稳固片岩，岩性单一，岩石较完整不易破碎。而7且类比一些类似矿山开采急倾斜矿体的经验（阶段高度一般为20~40m）【2】，阶段高度不宜过大，另一方面，为了减少采切工程量，故综合考虑决定阶段高度以30m划分一个中段。3.2移动角选择垂直矿体走向：表土取45°，含水中等稳固片岩，45°（上盘），55°（下盘），稳固片岩，55°（上盘），60°（下盘）3.3地表移动带圈定8910第4章开拓方案选择4.1开拓方案初选根据矿体条件，初选2-3种可能的开拓方案。4.2开拓方案A下盘竖井平巷开拓，基建期短，生产能力大，设备费用较少；一般小型矿山选择中央并列式风井，主井与副井集中布置，井筒延伸方便，可先下向掘进排风井，然后反向掘进；平巷溜井出矿，结构简单，不易堵塞，使用方便，开掘容易，适合小型矿山；下向进路充填采矿法，考虑到围岩及矿石不稳固，适用于该方法。4.2.1主要开拓工程的位置确定在移动带外围20米处，矿体下盘开掘主井，井筒标高32，在地下300开始掘进平巷，每30米一个阶段，共计3个阶段。平巷宽2.3m，高2.6.在离矿体20米处平巷位置设溜井。4.2.2阶段运输巷道设计1.阶段运输设计的布置，首先要满足阶段生产能力的要求，即既能保证将矿石运至井底车场，又可以满足以后扩大生产时的需要。该矿阶段生产能力小，在此选择单一沿脉巷道布置2.矿体厚度在15-30m，多选择一条下盘沿脉巷道加穿脉巷道，或者两条下盘沿脉巷道加联络巷道。3.阶段运输巷道的布置，要既满足探矿的需要，又能为今后采矿，运输所利用。4.2.1.1阶段运输巷道形式单一沿脉脉外巷道布置，单线会让式。4.2.1.2运输巷道断面确定根据选择的矿车和电机车判断114.2.3开拓方案三视图从西往东看124.3开拓方案B竖井加盲竖井开拓。4.3.1.1阶段运输巷道形式脉外平巷加穿脉布置。4.3.1.2运输巷道断面确定4.3.3开拓方案三视图134.4开拓方案技术比较