第8次课(矿山设计实例)

1、第第8次课次课矿山设计实例四、莱新铁矿施工图设计四、莱新铁矿施工图设计一、矿山设计阶段一、矿山设计阶段三、莱新铁矿初步设计简介三、莱新铁矿初步设计简介二、地下矿设计基本流程二、地下矿设计基本流程一、矿山设计的几个阶段一、矿山设计的几个阶段n一个矿山建设项目一般经过以下几个阶段：一个矿山建设项目一般经过以下几个阶段： 资源地质勘探资源地质勘探项目建议书项目建议书可行性研究可行性研究报告报告初步设计初步设计施工图施工图组织施工和购组织施工和购置设备置设备试车和验收，交付生产。试车和验收，交付生产。n矿山设计包括可行性研究、初步设计和施矿山设计包括可行性研究、初步设计和施工图三个阶段。工图三个阶段。

2、二、地下开采矿山设计的基本流程二、地下开采矿山设计的基本流程 针对采矿专业主要包括以下基本流程：针对采矿专业主要包括以下基本流程：1. 1. 确定采矿方法确定采矿方法 按地压管理的回采空区处理方法不同分为空场法、按地压管理的回采空区处理方法不同分为空场法、崩落法和充填法。根据每次回采高度又分为分层、崩落法和充填法。根据每次回采高度又分为分层、分段和阶段三类。分段和阶段三类。2. 2. 产量验证产量验证 对于无底柱分段崩落法采用有效进路进行产量验对于无底柱分段崩落法采用有效进路进行产量验证；对于其它采矿方法一般采用矿块法进行产量验证；对于其它采矿方法一般采用矿块法进行产量验证；此外，还应按年下降

3、速度和新水平准备时间同证；此外，还应按年下降速度和新水平准备时间同时进行验证。时进行验证。3. 3. 开拓系统布置开拓系统布置 井位必须布置在开采错动界线以外，根据矿石的井位必须布置在开采错动界线以外，根据矿石的井下和地表运距选定井位。井下和地表运距选定井位。 确定阶段高度，确定阶段高度，1 1个运输水平服务年限一般为个运输水平服务年限一般为6 67 7年，年，阶段高度一般为阶段高度一般为6060、9090、120120、180180。 开拓系统要包括矿石、岩石、人员材料、工辅（包开拓系统要包括矿石、岩石、人员材料、工辅（包括通风、排水、供电、压气、供水等）等系统，除括通风、排水、供电、压气、

4、供水等）等系统，除通风外，工辅系统要委托其它专业考虑。通风外，工辅系统要委托其它专业考虑。 4. 4. 设备和材料消耗计算设备和材料消耗计算 包括基建投资和生产消耗两部分，委托工经和技包括基建投资和生产消耗两部分，委托工经和技经专业计算。经专业计算。 5. 5. 编写说明书和出图编写说明书和出图1 概况概况2 地质地质3 矿山开采现状矿山开采现状4 本次初步设计采矿专业设计情况本次初步设计采矿专业设计情况三、莱新铁矿初步设计简介三、莱新铁矿初步设计简介1 概况概况 莱芜莱新铁矿有限责任公司原为山东新汶矿业莱芜莱新铁矿有限责任公司原为山东新汶矿业集团有限责任公司投资建设的铁矿山，集团有限责任公司

5、投资建设的铁矿山，2005年投年投产，设计规模为年产产，设计规模为年产50万万t铁矿石。铁矿石。2006年鲁中年鲁中冶金矿业集团公司收购此矿，成为鲁中冶金矿业冶金矿业集团公司收购此矿，成为鲁中冶金矿业集团公司控股的采选矿山。集团公司控股的采选矿山。 目前莱新铁矿一期工程只开采西矿区目前莱新铁矿一期工程只开采西矿区-305m水水平以上的铁矿石，由于地下水较大，岩石较破碎平以上的铁矿石，由于地下水较大，岩石较破碎，采矿方法存在一些问题，投产以来，生产能力，采矿方法存在一些问题，投产以来，生产能力偏低，偏低，2007年采出铁矿石只有年采出铁矿石只有30万万t左右。左右。 鲁中冶金矿业集团公司为了加快

6、莱新铁矿的发鲁中冶金矿业集团公司为了加快莱新铁矿的发展，也是为了鲁中冶金矿业集团公司自身的发展展，也是为了鲁中冶金矿业集团公司自身的发展，决定开采莱新铁矿西矿区，决定开采莱新铁矿西矿区-305m-505m和东和东矿区矿区-305m水平以上的矿石。水平以上的矿石。 2 地质地质 本次初步设计依据的地质报告是山东省地质本次初步设计依据的地质报告是山东省地质局第一地质队于局第一地质队于1980年年6月提交的月提交的山东省莱芜山东省莱芜铁矿西尚庄矿区详细勘探地质报告铁矿西尚庄矿区详细勘探地质报告，报告提交，报告提交铁矿石表内储量铁矿石表内储量B+C+D级级4408.99万万t，其中，其中B+C级级39

7、63.84万万t，D级级445.15万万t。 矿床成因类型为接触交代型磁铁矿床。矿床成因类型为接触交代型磁铁矿床。 矿体总体走向矿体总体走向NE67，全长，全长2414m，分六，分六个矿带，十六个矿体，各矿带矿体产状平缓。其个矿带，十六个矿体，各矿带矿体产状平缓。其中中O、矿带位于西矿段，矿带位于西矿段，、矿带矿带位于东矿段。其中位于东矿段。其中矿带的矿带的-2矿体为西矿段的矿体为西矿段的主矿体，主矿体，矿带的矿带的-1矿体为东矿段的主矿体。矿体为东矿段的主矿体。 -2矿体分布于35勘探线间，埋深218-709m，上部标高在-38m-538m之间。矿体呈层状、囊状，长1336m，最大延深482

8、m。厚度一般1020m，最大厚度达115m，在囊状矿体部分。矿体总体走向NE，倾向NW，倾角2027。 -1矿体分布于-7-16勘探线间，埋深253442m，上部标高在-60-262m之间。矿体呈不规则的扁豆状体，局部呈透镜状。长1146m，最大延深356m。厚度一般40m，最大厚度达91m。矿体总体走向NE，最大延深NW，倾角20左右。 矿体围岩主要为大理岩，蚀变闪长岩、矽卡岩化闪长岩以及矽卡岩等。 矿石中矿物主要为磁铁矿，其次为赤铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿及辉铜矿。 脉石矿物主要为蛇纹石、方解石、金云母、绿泥石、透辉石、斜长石、绿帘石、石英等。 西矿段矿石主要为原生磁铁矿，稳

9、定性较好，但局部具有粉矿，稳固性较差。东矿段矿石为原生磁铁矿和氧化矿，且粉矿含量较多，矿体稳固性较差。 截止2007年末设计计算的保有地质储量为B+C+D级4017.55万t，其中B+C级3635.81万t，D级381.74万t。 西尚庄矿区是一相对独立的水文地质单元，其范围和水文地质边界条件以F5断裂为界北与谷家台单元相接，以F3断裂为界东与叶家庄单元为邻，西部以F4断裂为界，南部边界为东西向的塔子石门官庄断裂。汶河由矿区北部流过，距离矿区2km。 矿区内地层自上而下有第四系、第三系、中奥陶系及燕山期闪长岩。按岩石的导水性和富水程度划分，含水层为第四系冲洪积砂砾层和中奥陶系马家沟组灰岩岩溶裂

10、隙承压含水层，隔水层是第三系砂岩和燕山期闪长岩。 开采标高（m）地下水涌水量（m3/d）备 注最 大正 常-30510000030100东区-3057000022000西区-5058200029000西区 本矿区水文地质条件比较复杂，地下涌水比较大。 西矿段和东矿段地下涌水量见表2-1。 按地质图纸具体讲解。3 矿山开采现状矿山开采现状 莱新铁矿开采的是西尚庄铁矿床，矿床分为莱新铁矿开采的是西尚庄铁矿床，矿床分为西矿段和东矿段。矿山一期工程主要开采西矿段西矿段和东矿段。矿山一期工程主要开采西矿段-305m以上矿体，主要开采水平为以上矿体，主要开采水平为-255m和和-305m水平。水平。 1）

11、一期工程开拓系统）一期工程开拓系统 矿山采用竖井开拓，在西矿段东端部布置两矿山采用竖井开拓，在西矿段东端部布置两条罐笼井：条罐笼井： （1）主井：为单罐双层单车罐笼井，井筒净）主井：为单罐双层单车罐笼井，井筒净直径为直径为5.5m，自地表，自地表+178.8m-305m，安装，安装JKMD-2.84落地式多绳摩擦轮提升机，电机功落地式多绳摩擦轮提升机，电机功率为率为800kW。主井主要承担矿石和人员上下井的。主井主要承担矿石和人员上下井的提升任务，兼做矿山的进风井。提升任务，兼做矿山的进风井。 （2）副井：罐笼井，井筒净直径为4.5m，自地表+175m-305m，安装JKMD-2.04落地式多

12、绳摩擦轮提升机，电机功率为280kW。副井主要承担材料、废石及设备提升，内设梯子间，兼做矿山的回风井。 阶段高度50m，主要运输水平为-255m、-305m，回风水平为-205m水平，采用10t电机车牵引1.2m3矿车运输矿岩，轨距为600mm。 目前，-305m和-255m均有生产工作面，两个阶段同时生产。 2）采矿方法和装备水平 矿山现采用的采矿方法主要有分段空场嗣后胶结充填法和上向进路充填法。 掘进和回采凿岩采用7655型凿岩机和YGZ-90型凿岩机，出渣和出矿采用1.5m3电动铲运机和电耙。 3）矿石运输流程）矿石运输流程 回采矿石回采矿石1.5m3铲运机（电耙）铲运机（电耙）采区溜井

13、采区溜井阶段阶段运输水平（运输水平（7t电机车牵引电机车牵引1.2m3曲轨侧卸式矿车）曲轨侧卸式矿车）主井主井地表地表胶带机胶带机选矿厂。选矿厂。 4）通风系统）通风系统 采用中央并列式，主扇通风系统，新鲜风流由主井进采用中央并列式，主扇通风系统，新鲜风流由主井进入井下，清洗工作面后通过回风水平回至副井，最后排到入井下，清洗工作面后通过回风水平回至副井，最后排到地表。现有两台风机，地表。现有两台风机，-205m水平主扇型号为水平主扇型号为DK40-6-20，电机功率：，电机功率：2160kW；地表主扇型号为；地表主扇型号为K61-12NO20.5，电机功率为，电机功率为430kW。 5）排水及

14、压气系统）排水及压气系统 水泵房、水仓设在水泵房、水仓设在-305m水平主井车场附近，排水管水平主井车场附近，排水管为为DN400mm，数量，数量2条，敷设在主井井筒内。条，敷设在主井井筒内。 矿山建有地面压气站，安装五台矿山建有地面压气站，安装五台WW型型40m3/min的的压气机。压气机。 4 采矿专业设计情况采矿专业设计情况4.1 矿山开采范围矿山开采范围 矿山一期工程主要开采西矿段矿山一期工程主要开采西矿段-305m以以上的矿体。上的矿体。 西矿段西矿段-505m以下和东矿段以下和东矿段-305m以以下，矿体回缩，矿量少，处于尖灭态势。下，矿体回缩，矿量少，处于尖灭态势。据此设计确定莱

15、新铁矿二期工程的开拓深据此设计确定莱新铁矿二期工程的开拓深度西矿段为度西矿段为-505m水平，东矿段为水平，东矿段为-305m水水平，即二期工程主要开采西矿段平，即二期工程主要开采西矿段-305m-505m之间和东矿段之间和东矿段-305m以上的矿体。以上的矿体。 根据矿山实际生产现状及矿体赋存条根据矿山实际生产现状及矿体赋存条件，设计采用充填采矿法开采。件，设计采用充填采矿法开采。 4.2 矿山年产量、服务年限和工作制度矿山年产量、服务年限和工作制度 一、矿山年产量 莱新一期工程开采西矿段-305m水平以上矿体，经验证可达到30万t/a生产规模，还可以服务18年左右。 莱新二期开采东矿段-3

16、05m以上和西矿段 -305m-505m，规模为70万t/a，一期、二期合计规模为100万t/a。二、服务年限 按照100万t/a的生产规模，矿山服务34年，稳产29年。 三、矿山工作制度 矿山采用连续工作制，年工作330天，每天3班，每班8小时。 4.3 矿床开拓矿床开拓 设计确定4个方案进行技术经济比较，最终确定第三个方案。具体为： 将现有副井延深到-505m水平，改为箕斗井，安装箕斗，设地下破碎，作为东、西矿段矿体开采的矿石提升井。 现有主井不动，用于矿山开采的辅助提升，为1号副井。 新掘一条2号副井用于矿石和人员上下的提升，并负责提升粉矿。 在矿床东、西端部各开凿一条回风井。 共设置5

17、条井筒，划分为3个采区（西矿段-305m以上、西矿段-305m-505m、东矿段-305m以上）。 1）竖井 （1）主井 将原副井改为箕斗井，向下延深服务到-505m水平，安装9m3单箕斗，利用已有的KMT-2.86型多绳提升机，电动机功率为1250kW，设地下破碎，作为东、西矿段矿体开采的矿石提升井。 （2）1#副井 即现有主井不延深，用于矿山开采的辅助提升，称作1号副井。 （3）2#副井 新掘一条副井到粉矿清理水平，称作2号副井，安装双层双车单罐的多绳摩擦轮提升系统，开拓到-505m，井筒净直径为7.0m，提升机为JKM-2.86多绳摩擦轮提升机，电机功率为1250kW，提升1.2m3矿车

18、，用于矿石和人员上下的提升，并负责提升粉矿。 （4）东、西回风井 在矿床东、西端部各开凿一条回风井，井筒净直径为3.7m、4m。东回风井开拓到-205m，西回风井开拓到-455m。 2）运输系统 （1）矿石运输 井下生产的矿石，由10t电机车牵引2m3曲轨侧卸矿车，运输至主井车场卸入主溜井，在井下破碎后，通过箕斗提升至地表，翻卸至贮矿仓内，再经胶带运输机运至现有的中碎车间。 （2）岩石运输 井下生产的岩石，由7t电机车牵引1.2m3曲轨侧卸矿车，运输至副井车场，通过副井罐笼提升至地表副井井口车场，经地表窄轨铁路，运至副井东侧的岩石倒装场地翻卸。翻卸后的岩石经倒装后用汽车运至现有的废石场排弃，岩

19、石年运量约为14万。 3）通风系统 井下通风采用中央对角式通风系统、主扇通风方式。新风由1#副井和2#副井进入井下，通过运输巷道、采区进风井到达采场，污风由回风天井和回风巷道回到主回风井，由主回风井排至地表。 4）排水系统 设计采用分区排水，现有-305m水平排水泵站，设在西区-305m水平1号副井附近，承担东区排水任务，剩余的井下涌水下泄至-505m水平2号副井附近新建排水泵站。新建-505m排水泵站，承担东区部分和西区全部涌水的排水任务。 4.4 矿山基建工程矿山基建工程 一、一、基建工程量的内容 莱新铁矿二期工程基建工程量包括： 1）竖井部分：新开凿的副井，现有副井延深，矿石溜井，破碎系

20、统回风天井、泄水井、采区天、溜井，电梯井，东、西主回风井。 2）平巷部分：-255m水平车场，运输平巷，-305m车场、-455m水平车场，运输平巷，-205m回风巷和-405m部分车场和回风巷，注浆分段巷道、联络巷，水仓。 3）东、西矿段的采区斜坡道。 4）硐室部分：破碎硐室，水泵房，中央变电所，电机车修理硐室，铲运机修理硐室，等候室，采区变电所，火药库硐室，振动放矿硐室、等候硐室。 二、基建工程量 莱新铁矿二期工程的基建工程量30.86万m3。基建工程量见表1。 三、基建进度计划 1）井巷掘进指标 竖井：60m/月，天溜井：80m/月，平巷：100120m/月，硐室：600m3/月，井塔建设、设备安装、调试9个月，临时提升设备安装3个月。 2）基建进度计划编制结果 编制基建进度计划的结果，2#副井提升系统1年11个月建成，除承担箕斗井系统反掘提升外，还可承担东矿段-255m水平掘进、采准，加快 了总体基建速度。箕斗井建成并形成能力为3年3个月，至此莱新铁矿二期工程基建结束，矿山正式投产。矿山二期工程基建期为3年3个月，矿山第四年投产，第五年达产。4.5 采矿方法采矿方法 根据莱新铁矿矿体条件，莱新铁矿采矿方法的选择分为两个部分考虑： 东矿段矿体氧化矿和粉矿所占比例较大，而且矿体上部直接接触含水灰岩，采场