某铅锌矿采矿方法课程设计

某铅锌矿采矿方法课程设计采矿方法课程设计说明书题目题目题题目目：院（系）院（系）院院（（系系））：专业专业专专业业：学生姓名学生姓名学学生生姓姓名名：班级班级班班级级：学号学号学学号号：指导教师指导教师指指导导教教师师：2012年12月2目录第一章某铅锌矿设计要求.......................................................................................................3第二章采矿地质条件.................................................................................................................3第三章采矿方法的选择.............................................................................................................33.1采矿方法的选择........................................................................................................................4采矿方法选择的基本要求.....................................................................................................4采矿方法选择的主要影响因素...........................................................................................4采矿方法初选.........................................................................................................................43.2分段矿房嗣后充填法...............................................................................................................6基本特征................................................................................................................................63.2..2矿块结构参数........................................................................................................................7采准与切割工程布置.............................................................................................................7回采工作…………………………..8评价…………….....................................................................................................................83.3垂直分段凿岩阶段矿房嗣后充填法.........................................................................................9置和结构参数............................................................................................................10作…………………………10作…………………………10作…............................................................................................................................10………………................................................................................................................113.4采矿技术经济比较...................................................................................................................11第四章垂直分段凿岩阶段矿房嗣后充填法的应用.................................................................124.1采矿具体工艺...........................................................................................................................12置及其构成要素........................................................................................................12采准切割主要巷道布置...................................................................................................12阶段运输平巷.................................................................................................................12井..............................................................................................................................14道..............................................................................................................................14井..............................................................................................................................15井..............................................................................................................................15准切割巷道参数......................................................................................................154.2矿石回采.............................................................................................................................15凿岩布置参照常用气动凿岩设备钻孔深度表6，..........................................................15回采次序.............................................................................................................................16落矿方式.............................................................................................................................16采场通风.............................................................................................................................16矿柱回收.........................................................................................................................164.3矿块回采进度计划.............................................................................................................174.4采切工程………………………….174.5空区处理-嗣后充填...........................................................................................................174.6地表河流...........................................................................................................................17第五章课程设计总结...................................................................................................................17采矿方法设计参考资料目录.........................................................................................................183某铅锌矿采矿方法课程设计第一章某铅锌矿设计要求42矿井年产量：万吨；矿石名称：铅锌矿；矿床成因和类型：高温至中温热液矿床；矿体平均厚度：10m；70矿体平均倾角：°；矿体走向长度：100m；矿体埋藏深度：400m；矿石围岩的物理力学性质：1．品位：Pb+Zn15%；2．容重：矿石3.98t/m3；围岩2.78t/m3；3．围岩名称：上盘灰岩；下盘灰岩；4．稳固性：矿石稳固；上盘围岩稳固；下盘围岩稳固；5．坚固性系数：矿石6~8；上盘围岩6~10；下盘围岩6~10；61.61.61.6．松散系数：矿石；上盘围岩；下盘围岩；7．自燃性：无；8．粘结性：无；9．地质破坏及水文条件：复杂；10．其它附加条件：地表有河流；第二章采矿地质条件矿石和围岩的物理力学性质：矿石品位高，价值大，Pb+Zn15%；；矿石容重为3.98t/m3，围岩容重为2.78t/m3。矿体上下盘围岩为灰岩，稳固，坚固性系数f6-10，松散系数1.6，矿石稳固，坚固性系数f6～8，松散系数1.6。矿石无自燃性和粘结性。第三章采矿方法的选择3.1采矿方法的选择采矿方法选择的基本要求1）安全。选择的采矿方法必须保证工人在采矿过程中能够安全生产，有良好的作业条件，能使繁重的作业实现机械化；同时也要保证矿山能够安全持续生产，防止采矿引起的地质灾害。2）矿石贫化小。选择的采矿方法要贫化小，矿石质量高，有利于配矿和矿石质量控制，满足加工部门对矿石质量的要求。43）矿石回采率高。矿产资源是有限且不能再生的，因此要选择高回采率的采矿方法，以充分利用地下资源。4）生产效率高。要尽可能选择生产能力大和劳动生产率高的采矿方法。5）经济效益高。6）遵守有关法规的要求。采矿方法选择必须遵守矿山安全、环境保护和矿产资源保护等法规的有关规定。采矿方法选择的主要影响因素.1矿体地质条件主要包括矿石和围岩的物理力学性质、矿体产状、矿石的品味和价值、矿物在矿体和围岩中的分布情况、矿体赋存深度、矿石和围岩的自燃性与结块性等。.2开采技术经济条件主要有下列影响因素有下列各项：地表是否允许陷落；加工部门对产品的技术要求；技术装备与材料供应；采矿方法所需求的技术管理水平等。采矿方法初选.1地质法初选根据矿体地质条件选择合适的采矿方法，见采矿方法初选表采矿方法分类表1矿矿矿体稳固性体体矿石稳固矿石稳固矿石不稳固矿石不稳固倾厚围岩稳固围岩不稳固围岩稳固围岩不稳固角度薄、全面法、房柱法单层崩落法，垂直分条垂直分条充填法，全垂直分条充填法，单层极充填法面法，单层崩落法崩落法缓薄分段矿房法、房柱法、分段阶段矿房法，分层分段矿房法，上向进有底柱分段崩落法，分中全面法崩落法，有底柱分段崩路充填法，垂直分条层崩落法，垂直分条充落法，分层充填法，锚充填法填法倾厚杆房柱法厚阶段矿房法，分段、阶分段、阶段崩落法，上上向进路充填法，分分段、阶段崩落法，分和段崩落法，上向分层充向分层充填法段崩落法，阶段崩落层崩落法，下向充填法，极填法法上向进路充填法斜厚薄、全面法，房柱法垂直分条充填法，上向上向进路充填法，分分层崩落法，上向进路极分层充填法，单层崩落段矿房法，分段崩落充填法，下向分层充填倾薄法法，全面法法，分段崩落法5中分段矿房法有底柱分段崩落法，上上向进路充填法，分有底柱分段崩落法，下斜厚向分层充填法段矿房法，有底柱分向分层充填法，上向进段崩落法路充填法，分层崩落法厚阶段矿房法，分段矿房分段、阶段崩落法，上上向进路充填法，分分层崩落法，上向进路和法向分层充填法段矿房法，分段、阶充填法，下向分层充填极段崩落法，下向分层法，分段、阶段崩落法厚充填法极削壁充填法，留矿法削壁充填法上向进路充填法，下下向分层充填法，上向薄向分层充填法进路充填法急薄留矿法，分段、阶段矿上向分层充填法，分层上向进路充填法，分上向进路充填法，下向房法崩落法，分段崩落法层崩落法，分段崩落分层充填法，分层崩落倾法，分段矿房法法，分段崩落法中分段矿房法，阶段矿房分段矿房法，上向分层上向进路充填法，下下向分层充填法，上向斜厚法，分段崩落法充填法，分段崩落法向分层充填法，分层进路充填法，分层崩落崩落法，分段崩落法，法，分段、阶段崩落法分段矿房法厚阶段矿房法，分段、阶分段矿房法，分段、阶上向进路充填法，下分段，阶段崩落法，下和段崩落法段崩落法，上向分层充向分层充填法，分层向分层充填法，上向进极填法崩落法，分段，阶段路充填法，分层崩落法厚崩落法参照矿体矿石和围岩稳固，急倾斜中厚矿体知采矿方法初选为分段矿房法，阶段矿房法，分段崩落法。3..采矿方法技术经济比较采矿方法技术经济比较表2分段崩落法的贫化率、损失率大，而该矿的Pb+Zn15％5%（铅锌矿的最低工业品位）,属于高品位矿石，又地表有河流不允许地表沉降，故排除分段崩落法，初选为：分段矿房法、阶段矿方法。因地质水文条件复杂，地表有河流，所以需要嗣后充填，故初选最终结果为分段矿房嗣后充填法、阶段矿房嗣后充填法63.2分段矿房嗣后充填法基本特征1）将阶段划分为若干分段；2）每个分段内划分矿房和矿柱，每个矿房都有独立的崩矿和出矿巷道，可视为单独的回采单元；3）矿房回采完毕后，可立即回采与已采矿房相邻的间柱和本矿房的斜顶柱，同时处理采空区；4）适于开采倾斜和急倾斜中等稳固以上的中厚矿体。分段矿房嗣后充填法是近十余年来，由于无轨设备的推广使用，才出现的空场采矿新方法。它是以分段为独立的回采单元，因而灵活性大，适用于倾斜和急倾斜的中厚到厚矿体。同时由于围岩暴露较小，回采时间短，相应地可适当降低对围岩稳固性的要求。3.2..2矿块结构参数阶段高度定为60m，分段高度15m。每个分段划分矿房和间柱，矿房沿50m8m走向布置长度为，间柱宽度为，分段间要留斜顶柱，其真厚度6m设为。切割工程布置分段矿房嗣后充填法图17参照设计方和案图，从阶段运输巷道掘进斜坡道联通各个下盘分段运输平巷1，以便行驶无轨设备车辆。沿矿体走每隔50m掘进一条放矿溜井，并通往各分段运输平巷。在每个分段水平上，掘下盘分段运输平巷1，在此巷道沿走向每隔12m掘装运巷道2，通到靠近矿体下盘的堑沟平巷3，在靠近上盘接触面掘进凿岩平巷4。在矿房的一侧掘进切割横巷6，联通凿岩平巷4与矿柱回采平巷5，从堑沟平巷3到分段矿房的最高处掘切割天井9，接着在切割横巷6中钻环形深孔，以切割天井为自由面爆破并形成V型切割槽回采工作从切割槽向矿房另一侧进行回采工作。凿岩平巷4中钻环形深孔，爆破，落矿。崩下的矿石由铲运机由装运巷道运到分段运输平巷最近的溜井，并溜到阶段运输巷道装车运出当一个矿房回采结束时，立即回采一侧的间柱和斜顶柱。回采间柱的深孔凿岩洞室布置在切割巷道靠近下盘的侧部。回采斜顶柱的深孔凿岩洞室在矿柱回采平巷的一侧，对应于矿房的中央部位。间柱和斜顶柱的深孔布置如图Ⅲ-Ⅲ所示，回采矿柱的顺序是：先爆破间柱并将崩下的矿石放出，然后再爆破顶柱，顶柱崩落的大部分矿石溜到V型堑沟内放出。评价该矿体属围岩稳固性好，中厚急倾斜矿体，矿山品位高，使用分段矿房法开采可大量高效的使用无轨设备，回采强度也加大，大幅度提高了生产率。同时此方法允许在矿房采完后立即回采矿柱和处理采空区，这样既提高了矿柱的矿石回采率又处理了采空区，为下分段回采创立了良好条件。适合于年产量要求较高的矿山。分段法的缺点在于采准工作量大，即每个分段都需掘进分段运输平巷、切割巷道、凿岩平巷等巷道，所以在做设计的时候尽量要减少这些巷道的掘进量。83.3垂直分段凿岩阶段矿房嗣后充填法阶段矿房法是利用用深孔回采矿房，分为水平深孔阶段矿房法、垂直阶段矿房法和垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法。鉴于水平深孔阶段矿房法大块率较高，达20%-30%，必须经过二次破碎，又垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法对矿体要求和操作技术比较高，本设计采用垂直分段凿岩阶段矿房嗣后充填法。垂直分段凿岩阶段矿房嗣后充填法，其工艺要点是：采用平底结构，漏斗受矿，电耙出矿，分段上向垂直扇形中深孔落矿。1）将矿房划分为若干分段，在分段凿岩巷道内凿岩崩矿；2）回采工作面是垂直的，回采前，除拉底、辟漏外；3）必须开凿垂直切割槽，并以此为自由面进行落矿，崩落的矿石借自重落到矿房底部放出；4）矿房回采结束后，再用其他方法回采矿柱垂直分段凿岩阶段矿房嗣后充填法图29置和结构参数矿体厚度10m，沿走向布置。矿房长度50m,阶段高度50m,分段高度10m，间柱8m，顶柱厚度6m,底柱高度8m。作采准工作包括掘进阶段运输巷道、通风行人天井，电耙巷道，放矿溜井漏斗颈、拉底巷道、分段凿岩巷道及切割天井等。运输平巷沿矿体下盘接触线布置，人行天井布置在间柱中，从天井掘进电耙道和分段凿岩巷道，凿岩巷道对于倾斜矿体布置靠近下盘，对于急倾斜矿体布置在中央。作1）切割工作包括：拉底、辟漏及开切割立槽；2）拉底是从拉底巷道向两侧用浅孔扩帮，按拉底层高度逐段将整个矿房底部开，可以结合辟漏一拉起进行；本方法回采工作是以立面作业逐渐向两翼展开，故一般拉底和辟漏工作的速度，只要求能超前于回采立面1-2排漏斗的距离，无需过早全部拉开。作凿岩：在分段凿岩巷道内打上向扇形中深孔φ55mm；崩矿：一次完成全部打孔，多次多排同段微差起步距为4-8排炮孔，上分段超前1-2排孔；出矿：50KW的电耙，斗容0.5m3。1回采强度大，矿房内同时作业工作面多，且凿岩和矿石运搬平行作业；102劳动生产率高：分段落矿自由面多，同次爆破炮孔排数多；3坑木及炸药消耗量少，采矿成本低；4工人在巷道内工作，不进入空间，作业安全；5采准工作量大，准备时间长；6矿柱矿量占35-60%，回采矿柱条件又差，损失与贫化指标偏高；7掘分段巷道时机械化程度不高，作业较为困难。3.4采矿技术经济比较采矿技术经济比较表3通过对分段矿房嗣后充填法和垂直分段凿岩阶段矿房嗣后充填法简单论述得到上表，可知阶段法的损失率、贫化率稍高，但其生产能力、安全条件、采切比、材料消耗等方面均优于分段法，故选取垂直分段凿岩阶段矿房嗣后充填法作为该矿的采矿方法。第四章垂直分段凿岩阶段矿房嗣后充填法的应用4.1采矿具体工艺置及其构成要素矿块沿矿体走向布置，矿块长50m，阶段高60m，分段高度10m，间柱8m，顶柱厚度6m,底柱高度8m。，漏斗间距5m，每个矿块包含底部结构、两条天井一条人行材料井、一条切割井、三条凿岩平巷及切割横巷。底部结构采用电耙耙架出矿系统，电耙道布置在矿块底部矿脉中央，两侧漏斗交错布置，间距5m，落矿前进行扩漏，电耙道端部布置组车运输巷、11电耙硐室和电耙装矿台架。采准切割主要巷道布置矿块分成四个分段，凿岩平巷沿矿体走向布置在矿脉中央在矿块的一端布置切割天井及切割横巷，另一端底板布置人行材料天井，人行材料井与分段凿岩平巷之间布置长约5m的联络道联通。阶段运输平巷根据该矿山42万吨/年的设计生产能力，采用沿脉单巷道布置，容积为2m3的矿车可以满足要求。侧卸式矿车具有结构简单，卸载方式灵活的优点，适合于中小型矿山的特点，综合各种因素考虑选用YCC2（6）型测卸式矿车。矿车由架线式电机车带动，根据运输量与矿车容积、轨距、轨型的相对关系，选用ZK10-6/250型电机车与之相配。矿车和电机车的参数如表4:.1巷道断面尺寸1）巷道净宽度B0由表可知，YCC2（6）型测卸式矿车宽度为980mm，高度为1160mm；ZK10-6/250型电机车宽度为1354mm，高度为1550mm。两者比较，取最大值，故运输设备的宽b1354mm，高h1550mm。查采矿手册知运输电机车与支护之间的安全间隙b1300mm，人行道宽度b2900mm故巷道净宽度B0＝b1+b+b2300+1354+9002554mm，按50mm取上，故B0取2600mm。122）道床参数根据该巷道的运输量及采用的运输设备，查采矿手册可以选用22kg/m的钢轨，钢筋混凝土轨枕，巷道底板水平与轨面水平的间距h6400mm底板至道渣面的高度h5250mm故h4h6-h5150mm。3）巷道净高H01拱高f0及其它参数f0＝B0/3867mm大圆弧半径R＝0.692B0＝1799mm小圆弧半径r0.261B0679mm②巷道墙高h3A.按电机车架线要求确定设电机架线导电弓子之半k400mm，轨面到顶棚的高度取H1＝2080mm。非人行道一侧，轨道中心线至墙的距离ab/2+b1677+300＝977mm，cosαcos56°18′36′′0.554由于（r-a+k）/r-250679-977+400/679-2500.238cosα,故架线弓子是在大圆弧内，按下式计算h3H1+h6-+R-f02045mmB、按行人要求计算h31800+h5-1595mm按以上两种要求计算后h3取其中的最大值2045mm，按10mm取上，则h32050mm,故巷道净高度H0f0+h3-h5867+2050-2502667mm，巷道断面尺寸图如图3所示。13巷道断面尺寸图3井采取脉内布置，天井可用于通风、嗣后充填。其间可布置梯子间和人员材料下放间。梯子倾角不大于80o，上下梯子平台间距不大于6m，且须错开布置。对于崩切割天井式作为用中深孔开辟切割槽时的自由面，其宽度较大，常用断面规格为：（1.8~2.0）mx（2.5×3.0）m。道分段凿岩巷道钻凿中深孔，查凿岩巷道及凿岩硐室规格知YGZ-90型断面规格为（2.5~3.0）mx3.0m：井电耙将漏斗下放的矿石耙至溜井，再通过溜井的重力放矿作用至阶段运输60巷道。采场溜井的倾角应大于度，只有短流经才允许稍小一些，但也应大于55°。溜井的直径或方溜井的短边长度为：D5-8d，式中：D-圆溜井直径或方溜井的短边长度。14通风天井一般是根据风量、风速和掘进工艺确定。低于15m/s的风井，其断面一般22为1.5×2.0m；大于15m/s的风井，断面一般为1.5×2.5m。准切割巷道参数结合该矿实际及阶段运输平巷规格，参照采矿设计手册得，主要采准切割巷道参数表54.2矿石回采参照常用气动凿岩设备钻孔深度表，凿岩布置6常用气动凿岩设备钻孔深度表6序号凿岩机型号最大凿岩深度（m）有效凿岩深度（m）备注1YT-265327655533YSP-4453向上孔4YSP-4543向上孔5YG-401512钻孔0°-90°6YGZ-9030207YG-8020180°~90°8BBC-120F3020钻孔0°-90°9YQ-100A4030钻凿角0°-360°向上孔，向下孔10KQG-165型5030横向45°在各分段高度10m,凿岩平巷及切割横巷内采用YGZ一90型凿岩机钻凿垂直上向扇形中深孔比较合适，钻头采用直径55mm的合金梅花钻头，各排炮孔排面垂直凿岩巷道，且相邻排的炮孔交错呈“之”字形排列，孔底距1．6～1．8m，排距1．0―1．2m，边空仰角5o。采用BQ一100装药器装2号岩石粉状炸药，装药系数0．5～0．8，装药密度0．95g／m3，每孔内用2枚毫秒导爆管与导爆索非电复式起爆，同排同段，排间毫秒微差爆破。15回采次序以切割天井为自由面，首先爆破切槽内炮孔，形成切割立槽，然后再依次爆破各分段排炮。每次爆破4～8排，上分段超前下分段1～2排距离，形成阶梯式工作面。每次爆破后将矿石出完再进行下一次爆破。落矿方式每次爆破后，矿石将崩落至矿块底部，直接由出矿漏斗受矿，用30kW电耙将矿石由电耙道耙至台架直接装入矿车经运输巷运出。采场通风矿块通风纳入整个矿山通风系统，双侧回采通风，新鲜风由阶段运输巷道进入人行材料井，再通过拉底巷道和凿岩巷道进入各分段工作面，污风经过切割槽进入上中段回风巷排出。采准切割巷道独头掘进时用5．5kW局扇通风。矿柱回收由于矿石品位较高，矿柱需要回收，具体工艺如下：底柱用束状中深孔，顶柱用水平深孔，，间柱用垂直上向扇形中深孔落矿。同次分段爆破，先爆间柱，再爆顶底柱。爆破后在转放的崩落岩石下面放矿，矿石的损失率高达40%-60%。这是由于爆破质量差、大块多，部分崩落矿石留在底板上面放不出来，崩落矿石分布不均（间柱附近矿石层较高），放矿管理困难等。降低矿柱损失率的措施：（1）同次爆破相邻的几个矿柱，可先爆中间的间柱，再爆与废石接触的间柱和阶段间矿柱，以减少废石混入；（2）及时回采矿柱，以防矿柱变形或破坏，且不能全部装药；（3）增加矿房矿量，减少矿柱矿量。4.3矿块回采进度计划凿岩准备工作T10.8h,凿岩时间T25.2h，合计凿岩时间6h，装药时间T31h，通风时间T42h,放矿时间T52h,一个台班时间