山东矿山初步设计-地下

山东源源矿业矿山初步设计——开拓专题摘要：本次毕业设计是依据山东理工大学资源与环境工程学院矿物资源专业毕业设计任务书，对山东源源矿业的采矿方法进行设计。设计主要是对Ⅲ号矿体进行的，通过实地参观实习，对该矿的地质资料、经济技术条件有了一定的了解。该矿矿体长度1790米，矿体走向308°～328°，矿体平均垂直厚度，平均倾角58～66°，属于急倾斜矿体。矿石品位较低，TFe平均品位32.67%，mFe平均品位22.34%。该矿山保有资源量为1197.6万t，设计储量860万t，设计年生产能力为50万，日生产能力280吨。设计采用竖井与斜井联合开拓系统，分段凿岩阶段矿房法和留矿法，铲运机出矿，机械抽出式通风，进风井和出风井采用中央边界式布置，并采用折返式井底车场。本次设计的内容主要包括总论、技术经济、矿山地质、开拓系统、采矿方法设计、矿山机械、环境保护及矿山平安和投资概算九个局部，本次设计的重点是开拓专题。关键词：采矿方法，分段凿岩阶段矿房法，留矿法，铲运机，开拓系统，井底车场，矿井通风AbstractThisgraduationprojectisrestsontheproject-descriptionoftheShandongUniversityofTechnologyandresourcesandtheenvironmentengineeringcollegemineralresourcesspecializedgraduationproject,totheopencastmethodShandongYuanyuanminingThedesignmainlyiscarriedontheNo.3mineralbody.Throughvisitsonthespotinspectsthepractice,tothisoregeologicaldata,theeconomicalengineeringfactorhadthecertainunderstanding.Thelengthoforeis1790m,therunningis308°～328°，thethicknessofaverageverticalofindustryorebodyism,anaverageinclinationoforebody:58-66°,itisasteepdipmineralbody.Thegeologicalreserveoftheoredepositis11976000tons,thedesignedreserveis8600000tons.Itisalow-grademetallicoredeposit,Tfe:32.67%，mFe:22.34%.Thedesigningproductionabilityis500,000tonsperyear，designedtheoutputabilityis280t/d.Miningareaopen-upsystemadoptstheshafttojointlyopenup,grademiningandshrinkagestope，Mineusedtoscraper,Acontentsfordesignmainlyincludesthegeneralintroduction,thetechniqueeconomy,mineralcountryqualityandmineforminerals,thedesignforminingmethodmineralmachine,environmentalprotection,themineralmountainsafetyandinvestsninepartsofbudgetestimation.InthisoveralldesignkeycarriesonthedevelopmentSystemKeyword:miningmethod,grademining,shrinkagestope,developmentsystem,shaftbottom,mineventilation,Scraper第一章总论赵高峪铁矿隶属沂水县夏蔚镇管辖，向东南至沂水县城45km，向北至沂源县城45km，向西至莱钢60自然地理、经济状况本区为低山区，海拔标高297～599.00m，地形切割较为剧烈。区内石灰岩裸露，水资源较缺乏。区内为大陆季风气候，四季清楚，具有春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季寒冷少雪的气候特征，气温及降雨量变化较大，7-8月份气温最高，平均31°左右,最高可达38°，最低为12月至次年2月,一般在零下7°C至0°C之间，最低零下15°，年平均气温13°C。6-8月份为雨季，月降水量平均50～120mm，最高点达130mm，其他月份降水较少，年平均降水量500～600mm。冰冻期为12月至次年2月，一般冻土厚度小于。由于降水量及温度的影响，8月份相对湿度较大，可达70～80%,冬季湿度较小，一般在40%左右，年平均湿度60～70%。区内地表水系不发育,无大的水体和河流。该区无大地震记载，设防震烈度为7级。本区人口较少，居民点较开拓方案拟定1.开拓运输方案拟定为到达建井周期短、投资省、提升功最小、年运营费低的目的，获得最正确的经济效果，开拓分两期完成，即两期开拓。开拓形式采用联合开拓，首先回采+180m以上矿石，因为一方面是考虑+180m以上矿石较好，占大局部矿量，0m至地表垂高足有200m，适合一次回采；作为一期工程。+180m以下作为二期开拓工程。开拓方式采用竖井和斜井开拓，主竖井为箕斗井，设在30线岩石崩落带以外，井径∮，采用2.1m3双箕斗提升，钢丝绳罐道，选用2JK-2.5/20A卷扬机，主井负担全矿的矿石提升任务。井口标高+380m,井底标高-60m，井深420m。箕斗井矿仓、装载硐室设两个，分别设在+160m、-20m回采+180m以上矿体，矿石卸在+160m矿仓，粉矿回收装置设在+120水平；回采+180m以下矿石时，矿石卸在-20m矿仓，粉矿回收装置设在-60m水平；矿石由各自的装载硐室装矿提至地表。要求箕斗井一次掘至-60m水平，并一次施工好两个装载硐室和矿仓。主井井筒中心坐标：X=4078Y=617Z=+380m主井自地面一次掘至-60米水平，石门方位角235°。副井为斜井，分两次开拓，第一段斜井掘至+180m水平，做为首采段。第二段斜井自+180m掘至-60m水平。斜井断面为×,倾角25°。副井负担全矿的废石提升、人员设备材料的提升运输等任务，另外副井作为进风井，距离主井130m。两斜井提升机选用JK-2/30A卷扬机。副井井筒中心坐标：X=4078Y=617Z=+380m风井设在矿床的南北两翼，井径∮3m，风井内不设提升设施，作为矿山的专用回风井，井筒内设梯子间兼作矿山的平安出口。北风井井口标高+390m,井底标高+300m，井深90m。北风井井筒中心坐标：X=4079Y=616Z=+390m南风井井口标高+372m,井底标高+300m，井深72m。南风井井筒中心坐标：X=4077715Y=61Z=+372m2.通风系统及设备全矿采用中央两翼对角式通风系统，多级站机械抽出式通风方式。28#线和34#线附近分别布置南、北通风井，井径均为3m，并兼作矿井平安出口，装备梯子间。新风自付井进入井下生产中段，经斜井石门、中段运输大巷、矿房人行上山进入矿房采场，污风经上中段回风充填大巷、总回风巷、风井抽出地表。 在各中段水平设置辅扇辅助通风，井下掘进及采场爆破后采用局扇进行局部通风。经计算，矿井总风量为65m3/s，+180m水平以上北分区负压为850Pa，南分区负压为1140Pa。两侧回风井底部+300m水平布置抽出式风机。北部选择主扇型号为K40-4.N012风机，风机功率为37KW；南部选择主扇型号为K40-4.N013风机，风机功率为55KW。3.井下运输和提升设备矿石由各中段矿块底部结构中矿石溜井下部振动放矿机放矿装入0.7m3矿车，7t采矿方法设计1.开采技术条件和水文地质条件对采矿方法选择的影响根据开采技术条件与水文地质条件，对矿区开采有威胁的是没有探明的上层灰岩水的水量问题，要在以后生产中加以研究和解决，矿体上下盘都是坚硬、较坚硬的块状层状变质岩系，作为主要含矿岩系，岩性为含角闪黑云变粒岩，条带状磁铁角闪石英岩和各种片岩等，岩石稳固性好，对开采有利，适合采用高效率的空场采矿法的条件。2.采矿方法确实定赵高峪矿区埋藏较浅，最小埋深60m，最大埋深480m。上赋第四系较薄，井下水量不充分，矿体最大真厚度m，最小真厚度m，平均真厚度m，厚度变化系数为%，矿岩稳固性好，根据矿体开采技术条件，类比类似矿山实践在矿体厚大处适合分段凿岩阶段出矿的分段空场嗣后充填法，矿体薄处采用浅孔留矿法回采。3.采矿方法构成要素根据矿体赋存条件，采用分段凿岩阶段矿房法采矿，设计矿块长轴沿走向布置，阶段高度取60m，矿块长度60m，分段高度17m，宽度为矿体厚度。间柱宽度10m，矿房顶底柱厚度10m4.回采作业〔1〕采准、切割工程布置阶段矿房法的采切工程主要有；通风行人天井、分段凿岩巷及联络巷、底部铲运机装矿巷、拉底巷、切割巷、切割天井、切割槽等〔详见采矿方法图〕。设计要求每个阶段作为独立的回采阶段，在阶段水平顶、底柱合一，厚度取10m，在向上设置分段水平，水平高度17m左右，底部结构设在底柱以上的水平，出矿在阶段水平，目的是为了提高效率。大巷水平只作为中段掘进、出矿的运输水平和充填水平等。沿矿体底盘布置沿脉平巷，通过穿脉巷道与中段脉外运输巷道联通。在间柱中间布置通风行人天井，在阶段底部布置出矿巷道，放矿溜井与沿脉巷道贯穿，底柱上部布置拉底巷道，矿房中间布置切割天井，在间柱按分段高度布置分段平巷。〔2〕回采工艺矿房回采由矿块中央切割槽向两翼推进，在分段凿岩巷道内采用YGZ-90型凿岩机〔配台架〕凿垂直扇形中深孔，装药方式以装药器为主，辅以人工装填，采用导爆线及非电导爆雷管起爆，崩落的矿石经底部漏斗放到装运巷道，由金-075铲运机装车运出。在顶底柱中央位置，从顶柱回采巷道到顶柱最高处掘进切割天井。顶柱回采巷道钻环形深孔，以切割天井为爆破自由面，爆破后形成切割槽。在顶柱回采巷道打上向扇形中深孔，从中央向两翼回采根据拟定的矿山建设规模及矿区设计开采范围内资源量及其勘探控制程度估算，矿山效劳年限17a，基建期2a，年工作日300天，3班/日，8矿石总回采率85%，贫化率12%。采矿中混入的废石品位为12%，矿石地质品位为TFe32.67%，mFe22.34%,采出矿石品位26.14%，mFe17.87%。矿区总储量1197.6万吨，考虑资源可信度利用系数，可开采储量860万吨,效劳年限17.2。1.矿体勘查储量级别低，赵高峪铁矿床获得资源量〔332+333〕1197.60万t，TFe平均品位32.67%，mFe22.34%，其中：控制的内蕴经济资源量〔332〕368.2万t；推断的内蕴经济资源量〔333〕829.4万t，矿体控制程度较低，在生产中建议加强坑内探矿，控制矿体。2.矿床水文控制较低，没有做抽水试验，今后基建和生产中演加强探水工作，一是解决井下防治水工作，二是解决采矿和选矿工业用水。3.地表地形较复杂，变化较大，地形测量图提供1:2000图幅，不利于工业场地布置，还需要施工图作进一步的地质测量工作第二章技术经济表2-1综合技术经济指标表序号指标名称单位数量备注1总投资及资金筹措总投资万元建设投资万元建设期利息万元流动资金万元1403工程报批总投资万元其中：铺底流动资金万元资金筹措权益资本万元资本占总投资比例％固定资产贷款万元流动资金贷款万元10012本钱费用单位采矿生产本钱元/t单位选矿生产本钱元/t2.3年平均总本钱费用万元2.4年平均经营本钱万元3销售收入、税金及利润正常年年均销售收入万元年均增值税万元年均销售税金及附加万元年平均利润总额万元年平均净利润万元4盈利能力指标投资利润率%投资利税率%资本金净利润率％工程财务内部收益率%税前工程投资回收期a税前工程财务净现值(r=10%)万元税前工程财务内部收益率%税后工程财务净现值(r=10%)万元税后工程投资回收期a税后权益投资财务内部收益率%权益投资财务净现值万元5清偿能力分析银行贷款归还期a9含建设期根据拟定的矿山建设规模及矿区设计开采范围内资源量及其勘探控制程度估算，矿山效劳年限a，基建期2a，年工作日300d，3班/d，8h投资估算范围本工程为赵高峪铁矿50t/a采选工程工程，本投资估算范围包括：采准系统、竖井、斜井开拓、+240m中段及+180m中段、井巷通风、井下排水、井下运输提升和井下配电等主要生产工程；选矿机电、厂房等主要生产工程；机修厂房和空压机房等辅助生产设施；办公房和职工倒班宿舍等效劳性设施；地表工业场地、总图设备及厂区变配电等公用工程设施。建设投资中未包含土地使用费及采矿权费用。编制依据1.设备价格：国产设备按设备制造厂家询价估列，局部设备参考中国建设工程造价管理协会设备价格信息委员会《2006年中国机电产品价格信息数据库查询系统》价格。2.材料价格：采用临沂地区近期市场价格，并参照当地情况适当调整。3.定额及指标：参照《冶金矿山井巷工程预算定额〔2007〕》及配套的费用定额。4.人工工资：按当地现行工资标准执行。建设投资估算1.投资估算%%。2.建设期利息工程资本金比例30%，固定资产贷款本金6547.38万元，建设期贷款利息为942.8万元〔3-5年贷款利息为年7.2%，两年建设期〕。3.流动资金整个工程所需流动资金为1403万元〔扩大指标法估算，流动资金率为固定资产投资的15%~20%，按15%计〕，其中30%为铺底流动资金420.9万元。4.总投资工程建设总投资9353.4万元，其中固定资产投资7916万元；建设期利息942.8万元；流动资金为1403万元，其中铺底流动资金420.9万元；矿权转让费2600万元；土地使用费400万元；含全部流动资金，工程总投资14699.2万元。资金筹措及用款方案报批工程总投资14699.2万元，其中企业资本金7150.82万元〔含30%%%%。按工程实施进度方案，建设期为2年，建设资金两年用完。参照附近类似铁矿采选指标地下采矿费用结算为30元/t，充填本钱15元/t，选矿费用定为72元/t。铁精矿本钱=〔采矿费+选矿费+充填费〕×选矿比=〔30+72+15〕×3.12=365.04元/t。表2-2矿石采选生产本钱估算表序号采矿本钱工程单位单价单耗年耗量单位本钱元/t一、原料及辅助材料1炸药kg63000002雷管发1500003导火线m1000004导爆线m1000005钎子钢kg13250006合金片g10007坑木m312502508其它0小计0二、燃料及动力01水t100002电kWh13250000小计三、职工工资及福利四、制造费用五、充填费1、修理费2、其它小计六、生产本钱序

号选矿本钱工程单位单价单耗年耗量单位本钱

元/t原矿一、原料及辅助材料1辅助材料二、燃料及动力01水t1.2100002电kWh13350000小计三、职工工资及福利四、制造费用1、维简费2、修理费3、其它小计五、生产本钱销售利润=销售收入－销售本钱－销售税金年净利润=销售利润－经营本钱－产品税5307.90－〔5500×式中根本折旧费按选矿投资的90%形成固定资产，计算按14年考虑。第三章矿山地质3.1矿区地质矿床大地构造位置处于鲁西台背斜鲁中隆断区泰沂隆起中北段金星头凸起区。构造形态主要表现为双层构造，下部为由早前寒武系变质地层，变质侵入体组成的结晶基底，上部为由晚元古界至古生界，中生界的沉积地层组成的盖层构造。区内矿产以铁为主。地层地层属华北地层大区，鲁西地层分区，出露地层有新太古界泰山岩群〔Art〕，晚元古界寒武系〔∈〕长青群：朱砂洞组、馒头组；九龙群：张夏组、崮山组、炒米店组及第四系〔Q〕。第四系沂河组〔QY〕：沂河组分布于区内现代河流之河床或低河漫滩上，岩性为含砾混粒砂，砾石滩最厚可达15m。构造区域基底总体构造线走向为北西～北北西向,褶皱构造不明显,主要以断裂构造为主，以断层形式呈现，共分为北西向、近南北向及近东西向三组，其中北西向断层规模较大。岩浆岩岩浆岩侵入期主要分为两期：即早元古界吕梁期侵入的、傲徕山超单元的松山单元〔〕、调军顶单元〔〕和燕山晚期艾山阶段侵入的沂南超单元的东明生单元〔〕及铜汉庄单元〔〕现分述如下：早元古代吕梁期侵入岩傲徕山超单元〔1〕松山单元〔〕该单元岩性为二长花岗岩，主要分布在测区东部，侵入体规模不一，大者呈岩基状产出，小者呈岩株、岩板产出，平面多为不规那么状和条带状。岩石呈肉红色，中粒花岗结构，块状构造，主要矿物成分为长石〔33.81%〕、钾长石〔26.26%〕、石英〔33.19%〕和黑云母〔3.31%〕等。〔2〕调军顶单元〔〕该单元岩性为细粒二长花岗岩，出露范围较小，分布于工作区北部边缘。呈岩株状、岩脉状产出，平面上为不规那么状。岩石呈浅肉红色，细粒结构，块状构造，主要矿物成分为斜长石〔43.27%〕钾长石〔26.20%〕石英〔24.96%〕和黑云母〔3.12%〕等。燕山晚期艾山阶段沂南超单元〔1〕东明生单元〔〕主要岩性为细粒辉石闪长岩，分布于矿区西北部，岩石新鲜面呈暗绿色，细粒结构，块状构造。主要成份为斜长石〔55%〕辉石〔35%〕和角闪石、钾长石、黑云母等矿物成分。〔2〕铜汉庄单元〔〕主要岩性为闪长玢岩，分布于矿区西北，呈岩株、岩墙状产出，岩石新鲜面呈灰色～暗灰绿色，斑状结构，块状结构，岩石中斑晶占〔40%〕、斜长石〔30%〕、和普通角闪石〔10%〕，基质占〔20%〕由斜长石和角闪石组成。区域矿产区域内矿产以铁矿为主，另有金、多金属、石灰石矿等。3.2矿床地质矿体特征赵高峪铁矿床共有8个矿体组成，按空间分布自上而下编号为Ⅰ、Ⅱ0、Ⅱ、Ⅲ0、Ⅲ、Ⅳ0、Ⅴ0、Ⅵ0，其中Ⅲ矿体为主矿体，其次为Ⅱ、Ⅰ矿体，其它矿体规模较小，各矿体似层状或透镜状产于新太古界泰山岩群山草峪组含铁建造岩系中。矿层沿走向中部略厚，两侧相对厚度变薄，沿倾向呈楔形。矿层之间垂向分布相距较小，沿走向呈带状分布，含矿带宽40～60m，各矿体平行排列，产状与围岩根本一致，矿体较连续，总体属有限延伸的似层状矿体〔见附图〕。矿层总厚度〔真厚度〕，TFe平均品位32.67%，mFe22.34%。Ⅲ主矿体，呈似层状分布于18～34线之间，赋存标高-20～330m，以400×180m工程间距，由9个见矿工程控制。矿体最小埋深56m，最大埋深412m。矿体走向325°，倾向南西，倾角58°～66°，走向延长1690m，倾斜最大延深350m。矿体单样TFe最高品位%，m5%，最低品位TFe20.43%、mFe15.16%，平均品位TFe%，mFe%。mFe/TFe为69%，品位变化系数为TFe%、mFe92%。矿体最大真厚度m，最小真厚度m，平均真厚度m，厚度变化系数为%属于有用组分分布较赵高峪铁矿床30勘探线地质剖面示意图赵高峪铁矿床30勘探线地质剖面示意图Ⅰ矿体：呈似层状分布于18线，34线，赋存标高91～300m，由4个见矿工程控制。矿体最小埋深102m，最大埋深292m。矿体长度890m，最大斜深190m，矿体走向325°，倾向南西，倾角60°～80°，矿体由浅到深呈尖灭趋势。矿体单样最高品位达TFe%、mFe%，平均品位TFe%、mFe%。品位变化系数TFe11.00%，mFe23.58%。矿体最大真厚度m，最小真厚度，平均mⅡ矿体：呈似层状分布于18线～34线，赋存标高92～322m，由5个见矿工程控制。矿体最小埋深56m，最大埋深205m。矿体长度1690m，沿倾向斜深148m，矿体走向325°，倾向南西，倾角58°～66°，矿体沿走向及倾向呈尖灭趋势。矿体单样TFe最高品位%、mFe%，最低品位TFe%、mFe18.70%，平均品位TFe%，mFe%，品位变化系数为TFe21.37%，mFe25.26%。矿体最大真厚度m，最小真厚度mⅡ0、Ⅲ0、Ⅳ0、Ⅴ0、Ⅵ0矿体特征详见表：Ⅱ0、Ⅲ0、Ⅳ0、Ⅴ0、Ⅵ0矿体特征统计表矿体号见矿钻孔〔个〕矿体长度〔m〕矿体斜深〔m〕赋存标高〔m〕矿体产状矿体平均真厚度〔m〕平均品位%走向倾向倾角TFemFeⅡ0289080-98～210325°SW60°Ⅲ01200100154～254325°SW60°～70°Ⅳ0120011097～207325°SW60°～70°Ⅴ0120075124～199325°SW58°Ⅵ02200235-54～181325°SW60°.矿石质量矿石的物质成分及结构构造矿石矿物成分：矿石矿物主要为磁铁矿，为自形～～0.3mm；次为赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿及微量钛铁矿；脉石矿物主要为石英、普通角闪石，黑云母、石榴子石、透辉石、斜长石、绿泥石等。铁矿石主要由磁铁矿、石英、普通角闪石组成，彼此相间排列，形成明显的条纹，条带状构造，条带宽度一般1mm～4mm，根据磁铁矿的条纹形状及分布特征又可分为平行条纹构造、不平行条纹状构造及褶皱条纹状构造。矿石常具自形半自形粒状变晶结构，组成矿物颗粒细小，磁铁矿在0.05mm～各矿体矿石TFe品位在%～%之间，mFe%～%之间，从品位变化规律看，随矿体规模增大时品位逐渐增高。沿走向矿体厚大处品位相对较高，反之较低。总体矿化比拟均匀。矿石主要化学成分见附表。矿石中主要有害元素为SiO2、S、P，其中SiO2含量较高，在29.03%～47.68%，平均41.66%；S含量0.12%～5.30%，平均含量为1.20%；P含量甚低且变化小，一般在0.037%～0.059%，平均含量为0.05%。矿石中微量元素含量较低〔见表4-3〕，元素Co呈混融状态赋存于黄铁矿中，Co一般含量为0.001%～0.004%;Cu、Pb、Zn、Sn、As等有害物质含量均低于一般工业指标。表矿石化学成分一览表样品编号矿体编号分析结果10-2SFeFeOSCuCoPMnOK2ONa2OCaOMgOSiO2Al2OH030-032ⅢH001-002ⅡH004-008ⅢH011-012ⅥH014-018Ⅲ9H041-042ⅠH033-038Ⅲ.0053表4-3矿石微量元素含量表工程号矿体号样品编号分析结果10-6V2O5TiO2NiPbZnSnMoAuCaGeBZK34-1ⅣHQ1ZK30-1ⅢHQ2ZK30-3ⅢHQ3ZK24-1ⅢHQ4矿石类型矿石自然类型按组成矿石的主要铁矿物，为磁铁矿，为自形～～0.3mm。按矿石中主要脉石矿物的种类，矿石均为磁铁角闪石英型。按结构构造划分;以条带～条纹状矿石为主，矿体发育地段以致密块状矿石为主，少量碎裂状矿石。矿石工业类型矿体TFe平均品位%，mFe%，矿体mFe/TFe的比值为68%。另外矿石物相分析结果显示矿物成分组合较复杂，矿石中硅酸铁〔SiFe〕平均5.8%、硫化铁〔SFe〕平均1.09%和碳酸铁〔CFe〕平均0.39%的质量分数值之和大于3%，ωmFe/ω(TFe-SiFe-Sfe-CFe)比值为88%，大于85%，总体属于磁性需选铁矿石〔见附表7〕。按造渣组分CaO+MgO/SiO2+Al2O3之比值，矿床矿石比值为0.11%～0.35%，平均为0.18%，可见矿石均为酸性矿石。矿体夹石与围岩矿体顶、底板围岩矿体围岩岩性较为简单，主要为条带状含磁铁石榴角闪片岩，及含角闪黑云变粒岩和黑云片岩等。围岩在走向上，倾向上矿物成分及化学成份上都有变化，角闪石等矿物在黑云变粒岩中因出现角闪石而形成角闪黑云变粒岩等不同岩性。矿体夹石矿体内的夹石主要为条带状含磁铁石榴角闪片岩，黑云片岩、角闪黑云变粒岩等。根据对主要矿体夹石的统计，矿石形态简单。～23.12%，～1.96%，厚度一般～，分布于Ⅲ矿体中，一般呈小透镜体形态，延伸较小，往往成为矿体的包体，对矿体完整性影响甚微。矿床成因及找矿标志矿床成因根据山草峪组含铁岩系的矿物共生组合，岩石组构特征以及岩石化学成分等特征，矿区含矿岩系为含铁碎屑岩～变粒岩建造，属于低级铁铝榴石角闪岩相，矿石类型主要为磁铁角闪石英型。铁质组分与海底基性、中酸性火山喷溢活动关系密切，幔源物质中的铁质经火山喷发喷溢形成带入水体中，经分解形成硅铁胶体而沉积，再经以后的区域变质作用而形成变质铁矿。故矿床应属于沉积变质成因铁矿床。成矿控制因素矿区矿床分布于鲁西隆起区，泰沂隆起沂山凸起的中部。该成矿带呈北西308°～328°展布，带内不同的规模高磁异常众多，中、小型铁矿分布范围广。矿床赋存于泰山岩群山草峪组上部含铁岩系中，赋存层位具有专属性。从区域上分析，矿体往往赋存在紧密褶皱的核部，这与区域上鲁西地块泰山隆起中泰山岩群的变形特征吻合。矿体赋集规律矿床内矿化富集特征及构造与后期岩浆热液以及变质程度有关。矿床位于区域上褶皱构造的核部，矿体往往富集增厚，品位变高。但远离褶皱轴规模较小，品位下降，如24～34线地段是主要矿体分布区，而两侧矿体规模逐渐变小品位变低；矿区内岩浆岩不发育，但岩石中见少许花岗细晶岩脉并远离矿体，对矿体无破坏作用。矿区岩石属沉积变质型，随着变质程度的加深，矿体厚度，矿石品位以及矿物结晶颗粒大小均呈增大趋势。3..6矿区储量及勘探方法矿区储量资源量估算的工业指标采用《铁、锰、铬矿地质勘探标准》〔DZ/T0200—2002〕结合矿床特征，本区矿体TFe平均品位32.67%，mFe平均品位22.34%，矿体mFe占有率为88%，因SiFe含量大于3%，故本次详查采用mFe一般工业指标作为圈矿指标：边界品位：mFe≥15%；最低工业品位：mFe≥20%；最低可采厚度：1m；夹石剔除厚度：1m。1.资源/储量山东正元地质资源勘查有限责任公司于2007年7月提交《山东省沂水县赵高峪矿区铁矿详查报告》共求得铁矿石储量/资源量1197.6万t，山东省国土资源资料档案馆储量评审办公室于2007年7月30日下发《<山东省沂水县赵高峪矿区铁矿详查报告>评审意见书》(鲁矿勘审金字[2007]24号)，山东省国土资源厅于2007年8月9日下发《<山东省沂水县赵高峪矿区铁矿详查报告>矿产资源储量评审备案证明》(鲁资金备字[2007]36号)，批复批准登记铁矿石储量/资源量是1197.6万t，其赋存位置在赵高峪矿区18~34#勘探线间，本次开发利用方案设计范围18~34#勘探线间-60m标高以上矿体，其保有资源量为1197.6万t，其中：控制的内蕴经济资源量〔332〕368.2万t；推断的内蕴经济资源量〔333〕829.4万t。2.确定开采储量根据矿体赋存特征及本次设计确定的井下开采工艺，矿山开采储量为矿权范围内的全部地质资源量1197.60万吨。+300m回风水平以上矿体直接在该水平设置凿岩分段在+240米平回采。矿体储量级别较低，矿体可利用储量为860万吨。考虑矿体赋存形式、状态以及开采方式，矿体回采率为85%，可开采储量为831万吨。勘探方法赵高峪铁矿详查于2005年9月开始实施，至2007年5月结束野外施工。其间对地质及物探资料及时整理收集和综合分析研究工作，在此根底上于2006年3月起开展了以地质钻探为主要手段的地质详查工作，共施工钻孔11个，钻探工程量m〔其中：机械岩心钻探孔9个，工程量；水文、地质钻探孔2个，工程量〕，取得了良好的找效果。本次详查工作完成的主要实物工作量见表3-2。通过本次详查工作，发现并根本查明中型铁矿一处，矿床成因类型属区域变质火山沉积型磁铁矿床。本矿床圈定8个矿体，新增铁矿资源量万t，TFe平均品位%，mFe%〔其中mFe≥20%的资源量1025.6万t，mFe<20%的172.0万t〕。控制的内蕴经济资源量〔332〕万t，TFe平均%，mFe%，占矿床总资源量的31%。推断的内蕴经济资源量〔333〕万t，TFe平均品位31.87%，mFe平均品位%，占矿床总资源量的69%〔其中mFe≥20%的资源量657.4万t，mFe<20%的172.0万t〕。本次详查工作自2006年3月采用钻探手段重点对矿区内的A2、A3、A4号异常进行钻探验证。工程布置采用平行勘探法进行勘查，勘探基线大致与磁异常走向平行，垂直基线布置勘探线，勘探线方位NE55°，并按一定间距在勘探线上布置钻探工程，对各物探异常进行系统控制，配合各类样品测试等手段对矿床进行详查，并取得了较好的效果。表3-2完成主要实物工作量统计表工作工程单位工作量1：2000地形测量km21：2000地质测量km21：1000剖面测量m2780精测钻孔坐标孔11机械岩心钻探孔m/孔水文、地质钻探m/孔根本分析样138组合分析样7化学全分析样4物相分析样3根本分析内验个20根本分析外验个10小块体重件42抗压强度试验件20选矿试验样件1根据矿床地质特征，结合磁异常的分布情况，重点对矿区主矿体进行控制，并兼顾小矿体。Ⅲ矿体(主矿体)、Ⅱ号矿体按第Ⅰ～Ⅱ勘查类型相应的勘查工程间距布置探矿工程，原那么上沿矿体走向400m，矿体斜深100～200m布设探矿工程，以到达400×180m〔走向×斜深〕，工程间距控制的求332类资源量，未到达该控制网度均求333类资源量。Ⅰ、Ⅱ0、Ⅲ0、Ⅳ0、Ⅴ0、Ⅵ0矿体，规模较小，矿体控制程度较低均求取了333类资源量。第四章采矿方法设计矿山开采现状该矿山为新建矿山，矿体埋深于地下，地表无出露点，且因矿石较贫，地表无开采行为，在矿区的北侧地表有一采石场，开采石灰岩加工石子。设计开采范围1.设计范围本次设计范围为沂水县赵高峪铁矿区18线以南～34线以北-60m矿区拐点及坐标:4078886616582.开采崩落范围确实定根据矿体产状、矿岩物理机械性质以及选择的开采方式和采矿工艺，类比同类矿山的实际经验，并充分考虑矿区的地质条件，确定上下盘围岩的岩石移动角65°第四系移动角为45°，端部为700，据此圈定地表岩石移动界线。〔围岩的地表错动范围见+180m水平断面图〕设计的井筒位置及地表工业场地均布置在岩石移动界线之外4.1.3赵高峪矿区的Ⅲ主矿体，呈似层状分布于18～34线之间，赋存标高-20～335m，矿体最小埋深60m，最大埋深480m。矿体走向308°～328°，倾向南西，倾角58°～66°，走向延长1790m，倾斜延深350m。矿体最大真厚度m，最小真厚度m，平均真厚度m，厚度变化系数为%，属于有用组分分布较均匀和形态复杂程度简单矿体。由上述主矿体的赋存条件可知，矿体埋藏较深，属于急倾斜贫薄矿体，适合地下开采。4.1.4根据矿体的赋存条件，设计沿矿体走向布置阶段矿房，矿块长度60m，宽度为矿体厚度，矿柱宽度10m，矿房顶底柱厚度10m。每个阶段的开采顺序为自中间向南北两端依次回采。上下阶段的回采顺序为自上而下回采。4.1.5根据矿体赋存条件以及选择的采矿方法，参考国内同类铁矿山的开采经验，设计确定中段高度为60m，自上而下划分为7个中段，分别是+300m、+240m、+180m、+120m、+60m、0m水平，0m以下矿体作为一个阶段回采，在矿床底部设置-60m阶段水平。其中+300m是回风充填水平，其余分别为回采水平。4.1.61.开采技术条件赵高峪铁矿床矿体均呈层状、似层状、透镜状，呈单斜形式斜列产出，形态简单，产状稳定，矿化连续较均匀，倾角58°～80°4～11.64m，在平面上分布范围相对集中，埋深一般在60～350m，矿体底板标高一般在-80m以上。矿床中未发现断裂构造，见有少量层状花岗细晶岩脉，且远离矿体，对矿体无破坏作用；矿层顶底板及夹石主要为含角闪黑云变粒岩，围岩及夹石产状与矿体一致；稳定性较好，并且随深度加大而稳固性增强。Ⅲ矿体：为主要矿体，呈似层状分布于18～34线，赋存标高-80～336m，矿体长度1790m，沿倾向斜深350m，矿体走向308°～328°，倾向南西，倾角58°～66°，矿体矿化连续均匀，平均真厚度，厚度变化系数为35.02%。其它Ⅰ、Ⅱ0、Ⅱ、Ⅲ0、Ⅳ0、Ⅴ0、Ⅵ0号均为小矿体，与Ⅲ号主矿体构成一含矿带，含矿带宽度40～60m左右，矿体多为似层状、透镜状分布，赋存标高为-50m以上，倾向、倾角与Ⅲ矿体一致。2.矿岩物理学性质磁铁矿层多数为条带状，条纹条带状及块状较坚硬～坚硬，整体性较好，力学性质较强。矿体上下盘都是坚硬、较坚硬的块状层状变质岩系，作为主要含矿岩系，岩性为含角闪黑云变粒岩，条带状磁铁角闪石英岩和各种片岩等，岩石稳固性好，对开采有利，适合采用高效率的空场采矿法的条件。3.水文地质条件该区属北温带大陆季风气候，四季清楚，降水较为充分。据1978年至2003年资料，最大降水量为872mm〔1944年〕最小降水量为〔2002年〕年降水量集中在6～8月份,占年降水量的2/3,多年平均降水量;年最大蒸发量为〔2002年〕，年最小蒸发量〔1993年〕多年平均蒸发量。普查区内水文地质条件、工程地质条件均为简单类型，对坑采十分有利。矿区内未发现断层构造，区内地形较平缓，岩层倾向、倾角与坡向根本一致，故不利于接受大气降水的渗透与补给，分布于灰岩层中厚度不一的泥质灰岩及砂页岩为地下水的主要隔水层。地下水的形成主要为灰岩层间水，加之裂隙发育程度较弱，上下层之间根本无有水力联系。因此区内灰岩地层岩溶裂隙水富集程度差，地下水较为贫乏，其径流及排泄条件欠佳。开采技术条件和水文地质条件对采矿方法选择的影响根据开采技术条件与水文地质条件，对矿区开采有威胁的是没有探明的上层灰岩水的水量问题，要在以后生产中加以研究和解决，4.开采的技术要求至于矿山是否适合地表塌陷问题，本着环保和防止地表水涌入井下、方便井下充填等原因，本次设计要求地表不允许塌陷。应为主要采用分段凿岩阶段出矿的分段空场嗣后充填法，回采完矿石以后要对采空区进行充填。但仍要作好地表移动带的平安保卫工作，设置陷落带标志。4.1.7存在的主要问题及建议1.矿体勘查储量级别低，赵高峪铁矿床获得资源量〔332+333〕1197.60万t，TFe平均品位32.67%，mFe22.34%，其中：控制的内蕴经济资源量〔332〕368.2万t；推断的内蕴经济资源量〔333〕829.4万t，矿体控制程度较低，在生产中建议加强坑内探矿，控制矿体；2.矿床水文控制较低，没有做抽水试验，今后基建和生产中应加强探水工作，一是解决井下防止水工作，二是解决采矿和选矿工业用水；3.矿石属难选矿石，需要加强选矿工艺研究，提高铁回收率；4.应努力寻找生产过程中降低采选本钱的途径，提高企业经济效益。5.加强矿山废物的综合利用研究，如：矿山废石、尾矿铁回收及其综合利用的研究，提高综合利用能力；6.加强环保节能措施的研究，创立节能型、环保型绿色企业。采矿方法初选赵高峪矿区矿体呈似层状分布于18～34线之间，赋存标高-20～335m，矿体最小埋深60m，最大埋深480m。矿体走向308°～328°，倾向南西，倾角58°～66°，走向延长1790m，倾斜延深350m。矿体最大真厚度m，最小真厚度m，平均真厚度m，厚度变化系数为%，矿岩稳固性好，属于有用组分分布较均匀和形态复杂程度简单矿体。由上述主矿体的赋存条件可知，矿体埋藏较深，属于急倾斜贫薄矿体，适合地下开采。该矿区属中型规模矿体，低品位TFe、mFe矿石，矿石品位TFe32.67%，mFe22.34%，其工业类型为需选铁矿石，矿石品位低。表4-1采矿方法初选序号开采技术条件名称矿山开采技术条件特征可选用的采矿方法初选方案1矿石稳固性稳固崩落法充填法分段凿岩阶段矿房法留矿采矿法上向水平分层胶结充填法2围岩稳固性稳固空场法3矿体倾角58-66崩落法充填法留矿法4矿体厚度平均真厚度留矿法充填法分段法5矿石品位稍低崩落法空场法6矿体形态似层状或透镜状充填法留矿法7矿石特殊性质无8地表是否允许陷落否空场法充填法9围岩是否含有品位无充填法空场法10技术水平低崩落法空场法11材料供给困难崩落法空场法12尾砂能否利用能充填法空场法根据源源矿山的矿石及围岩的稳固性、矿体产状、矿石的品位等地质条件和地表不允许陷落、技术装备、材料供给、及加工部门对矿石质量的技术要求、矿山管理水平等矿床开的技术经济条件。初步选定了三种采矿方法：分段凿岩阶段矿房法，留矿法，上向水平分层充填法。这几种采矿方法在技术上都是可行的，通过综合技术比拟，本着平安生产，提高矿石产量，改善矿石质量，降低矿石损失，提高劳动生产率和降低本钱的原那么，选定最正确采矿方法。方案简述1.方案一简述①方案特点回采工作面是垂直的，回采工作开始以前，除在矿放底部拉底、辟漏外，必须开凿垂直切割槽，并以此为自由面进行落矿，崩落的矿石戒子中落到底部放出。随着工作面的推进，采区不断扩大。矿房会才结束后，再有其他方法回采矿柱。②采场构成要素根据矿体厚度(薄矿体)，矿房长轴沿走向布置。矿体和围岩均稳固，阶段高度取60m，矿块长度根据矿岩稳固性和顶板允许的暴露面积确定，取60m。间柱取10m，底柱高度取10m。③采准布置沿脉阶段运输巷道、铲运机联络道均布置在矿体下盘10m外围岩中，矿块两侧掘进通风行人天井，每个矿块中布置一个矿石溜井，在出矿平巷与中段运输巷道之间掘进。另外采准巷道还有分段巷道，分段凿岩巷道，出矿巷道。〔具体布置见图一〕④切割工作切割上山，切割平巷，包括拉底及开切割槽，切割槽布置于矿房中央，采用垂直深孔拉槽法。拉槽时先掘切割平巷，在切割平巷中打上向平行中深孔，以切割天井为自由面，爆破后行成立槽。切割槽炮孔可以逐排爆破、多排同次爆破或全部炮孔一次爆破。⑤矿房回采工艺在凿岩巷道打上向扇形中深孔，全部炮孔打完后每次爆破3排炮孔，用毫秒或微差雷管或导爆管分段爆破，上下分段保持垂直工作面或上分段超前一排炮孔，以保证上分段爆破作业的平安。崩落的矿石借助自重落到矿房地步，，出矿采用金-0.75型铲运机，通过出矿巷道，铲运机将矿石铲入铲斗内，倒入矿石溜井，然后装入矿车经阶段运输大巷将矿石运走。采场内通风路线是：风流经阶段运输大巷，通风充填巷道，采场一侧的通风行人天井进入采场，经另一侧的通风行人天井，通风充填巷道排出。2.方案二简述①方案特点工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上进行作业，自上而下进行分层回采，每次采下的矿石靠自重放出三分之一左右，其余暂留在矿房中做为继续上采的工作台。矿房全部回采完毕后。暂留在矿房中的矿石再行大量放出，叫做最终放矿或大量放矿。②采场构成要素根据矿体厚度(薄矿体)，矿房长轴沿走向布置。阶段高度应根据矿床勘探程度，矿体和围岩均稳固情况，矿体倾角确定，取60m，底柱高度取10m，顶柱取4m，矿块长度取60m，间柱取7m。③采准布置采准工作主要是掘进阶段运输巷道，先进天井〔作为行人和通风之用〕，联络道，出矿巷道，拉底巷道等。先进天井布置在间柱中，在垂直方向上每隔掘进联络道与两侧矿房贯穿。〔具体布置见图二〕④切割工作在矿房底部掘进沿脉拉底巷道，以拉底巷道为自由面形成拉底空间，为回采工作开辟自由面，并为爆破创造有利条件，拉底高度取。⑤回采工艺回采工作包括：凿岩，爆破，通风，局部放矿，撬顶平场，大量放矿。凿岩采用上向炮孔，炮孔直径38-42mm-1m3.方案三简述①方案特点这种方法一般将矿块划分为矿房和矿柱，第一步回采矿房，第二步回采矿柱。回采矿房时自上而下水平分层进行，随工作面向上推进，逐步充填采空区，并留出继续上采的工作空间。充填体维护两帮围岩，并作为继续上采的工作平台。崩落的矿石落在充填体上，用机械方法将矿石运至溜井中。矿房回采到最上层时，进行接顶充填。矿柱那么在采完假设干矿房或全阶段采完后，在进行回采。②采场构成要素根据矿体厚度(薄矿体)，矿房长轴沿走向布置。阶段高度取60m，底柱高度取10m，顶柱取4m，矿房长度取20m，间柱取20m。③采准布置在下盘掘进沿脉运输巷道，穿脉巷道，脉外联络道，拉底巷道。在每个矿块中布置一个溜矿井，一个充填井，一个通风行人天井。〔具体布置见图三〕④切割工作在底柱上面掘进拉底巷道，并以此为自由面扩大至矿体边界，形成拉底空间，再向上挑顶并将崩下的矿石经溜井放出。⑤回采工艺用浅孔落矿，回采分层高度2～3m，崩落的矿石通过溜井出矿。先采矿房，采用潜孔放矿，采完矿房后进行充填，充填体的强度不小于2.5兆帕，然后回采两侧矿柱。综合经济技术比拟表4-2综合经济技术指标名称单位方案一方案二方案三矿区生产规模t/d167016701670矿块生产能力t/d280150100同时回采矿块个61117凿岩台班效率m/台班1870-80〔两人〕70-80〔两人〕采矿工班效率t/工班905035矿石回采率%858094矿石贫化率%1510万吨采切比m3/万t300375336m/万t466056采矿直接本钱元/t456080矿区地质储量万t采出矿量万t731688808原矿地质品位g/t出矿品位g/tMFe19M采出金属量T401选矿回收率%75.64%75.64%75.64%产出金属总量T产品价格元/t150015001500产品产值万元455250428550503299采矿本钱元/t7082105选矿本钱元/t726258采选总本钱元/t142144163管理费用元/t其它费用元/t252525技术经济分析：根据矿块的生产能力、采准工程量、矿石的损失率、贫化率、劳动生产率等指标进行分析。三个方案的主要技术经济指标见表4-2。从上表得知，尽管第三种方案矿石损失率和贫化率较低，但生产能力小，采矿本钱高，机械化程度低，采矿工艺复杂，这个方案不太适宜，首先排除。与第二方案相比第一案的矿块生产能工力大、劳动生产率高、回采工艺简单平安、机械化成度高，但矿石损失率高，贫化率高。故需进行详细计算，最后综合比拟分析才能选定最终方案。经过对初步技术经济分析比拟确定的第一与第二两个方案进行详细的技术经济计算。根据设计条件计算出每个方案的生主能力、采准切割工程量、矿石回采率、矿石贫化率、精矿产量、劳动生产率、基建工程投资、矿石的采选本钱等项，逐项分析比照，最后综合权衡结果确定选择第一种方案和第二种方案。矿体厚大处采用分段凿岩阶段出矿的分段空场嗣后充填法，矿体薄处〔真厚度小于4m〕采用浅孔留矿法回采。采准工作1.采准工作的概论及其分类；采准工作即为获得采准矿量，在开拓矿量的根底上，按不同采矿方法工艺的要求，所掘进的的各类井巷工程。分类：按主要采准巷道与矿体位置关系划分〔1〕矿脉内采准〔2〕矿脉外采准〔3〕矿脉内、外联合采准2.采准方案确实定：因为该矿体属于薄矿体，而且矿体倾角较大，属于急倾斜矿体，下盘岩石比拟稳固，所以采用矿脉外采准。3.采区构成要素根据矿体赋存条件，设计将沿矿体走向划分矿房，矿房长度60m，分段高度17m，宽度为矿体厚度，间柱宽度10m，矿房顶底柱厚度10m4.采准切割的布置①采准切割巷道断面形状尺寸及采准切割工程量确实定②采准切割方法：包括天井掘进、漏斗掘进、矿房拉底，脉内平巷等的施工方法，对劳动组织工作循环、材料消耗、劳动生产率和掘进进度等内容进行设计。表4-3分段凿岩阶段矿房法标准矿块采准、切割工程量表序号工程名称断面〔m2〕长度〔m〕数量〔条〕总长〔m〕工程量〔m3〕一采准工程1通风行人天井5601603002分段联络道72231613回风充填巷道122241504溜井联络道601605105凿岩巷道560424012006矿石溜井12112468出矿巷道7781567小计500二切割工程1分层平巷5103301502切割天井60150表4-4留矿采矿法标准矿块采准、切割工程量表序号工程名称断面〔m2〕长度〔m〕数量〔条〕总长〔m〕工程量〔m3〕一采准工程1出矿巷道772通风联络道131133通风行人天井5601603004联络道55630150二切割工程1分层平巷5428402拉底巷道560160300③掘进主要技术经济指标表4-5掘进主要技术经济指标序号指标名称单位数量备注1气腿式凿岩机台效m/台班70-802凿岩工工效m3/工班3出碴工工效m3/工班4爆破工工效m3/工班5掌子面工效m3/工班6主要材料消耗〔1〕炸药kg/m3(2)雷管个/m3(3)导火线m/m3(4)钎子钢kg/m3(5)合金片g/m3(6)木材m3/m3(7)锚杆消耗根/m回采工作：矿床地下开采按开拓、采准、切割与回采四个步骤进行，各步骤之间保持一定的时空超前关系，每一步为下一步创造条件，准备出适当的矿量。按照先采间柱，充填后采矿房，最后采顶柱的顺序回采。选用的采矿方法为分段凿岩阶段出矿的分段空场嗣后充填法，分段高度取17m，矿体水平厚度按10m计算。在分段凿岩巷道内采用YGZ-90型凿岩机〔配台架〕凿垂直扇形中深孔。矿石的坚硬系数为f=8～10，查表得单位炸药消耗量q=/m3.矿房尺寸为60m×60m×10m,阶段高度是17m，采用YGZ-90型凿岩机〔配台架〕上向扇形中深孔。炮孔的布置附于图四钻孔直径60mm,钻孔眼距w=(25-30)d=排距b=(1-1.5)w=炮孔孔底距为装药方式以BQ-100型装药器为主，辅以人工装填范围内，相邻深孔采用交错不同的填塞长度，以防止孔口附近炸药过分集中的状态。每排炮孔的装药量：Qp=qwS=170××1.26=单位炸药消耗量q=/m3每个炮孔的装药量附于表4-6每次爆破的装药量:Q总=3×Qp=3×342.72=爆破器材：采矿爆破材料主要有炸药，非电导爆雷管，火雷管，导爆索，导火线等。井下爆破使用2#岩石炸药或乳化炸药，年消耗量325t，日消耗量1000kg，井下在+180m表4-6炮孔号倾角孔深〔m〕装药量〔kg〕1581726637321479585569571088123总数3．二次破碎采场内少量的大块，运输提升到地表以后再进行破碎，在采场内不进行二次破碎，井下也不再设二次破碎洞室。4.出矿采场内矿石爆落以后靠自重落到矿房底部拉底堑沟，矿房底部有出矿巷道，每个矿房内布设一个矿石溜井。矿石经出矿巷道放出，采用金-0.75型型铲运机出矿，通过出矿巷道，铲运机将矿石铲入铲斗内，倒入矿石溜井，最后装入矿车经阶段运输大巷将矿石运走。采场顶板管理矿体顶底板岩性为含角闪黑云变粒岩，裂隙不发育，岩石呈块状，结构稳定，其饱和单轴抗压强度平均值为119.55MPa，总体看矿体及顶底板稳定性较好。每次爆破完成以后，都要观察顶板的破坏情况。在回采过程中是靠矿体、顶底柱、矿石来支撑顶板，回采完矿石以后，对采空区进行充填，靠充填体来支撑顶板。回采工作计算1.分段凿岩阶段矿房法m3,阶段高度是17m，矿体水平厚度按10m，排距b=(1-1.5)w=，炮孔孔底距是，炮孔深度见上表4-6，每排炮孔总深度为110m，凿岩效率为18m/台﹡班，每次爆破三排，凿岩约需要19个班。总装药量为1028Kg，选用装药器的装药效率100kg/小时，装药爆破约需要2个班，通风需要2小时。在凿岩的过程中，铲运机可以进行上一个循环的出矿。一个循环的出矿量:Q=17×10××3×3.5=2856t采场日生产能力为280t、一个采矿场的回采时间约250天、从中间向两翼回采，同时回采两个工作面。表4-7分段凿岩阶段矿方法法回采作业循环图表序号作业名称作业时间〔班〕5天10天15天12345678910123451凿岩192装药、爆破23通风14撬毛、支护5出矿272.浅孔留矿采矿法〔主要用于矿体真厚度2-3m的地方〕m3,矿体水平厚度按4m，炮孔直径38-42mm,孔距，排距，炮孔深度，同时爆破三排炮孔，炮孔布置，第一排打5个炮孔，第二排打4个炮孔，第三排打5个炮孔，炮孔总深度为。选用7655风动凿岩机凿岩每次爆破的装药量：××1.26=27Kg一个循环的出矿量:×4××3×3.5=74t采用金3型型铲运机出矿每天可进行两个循环日生产能力为150t表4-8浅孔留矿法回采作业循环图表序号作业名称作业时间〔h〕Ⅰ班Ⅱ班Ⅲ班2468246824681凿岩42装药、爆破23通风14撬毛、支护1.55出矿采场通风1.分段凿岩阶段矿房法工作面需风量采场内通风路线是：风流经阶段运输大巷，通风充填巷道，采场一侧的通风行、人天井进入采场，经另一侧的通风行、人行天井，由通风充填巷道排出。①按排除炮烟计算回采工作面需风量；m3/s式中：Q—所需通风风量，m3/s；t--通风时间，2小时；A--一次爆破炸药消耗量，kg；i—v--充满炮烟的巷道容积，m3②按排尘风速计算回采工作面所需风量；Q=Sv=5×0.3=1.5m式中：v—排尘风速，一般取0.15～0.25m/sS—巷道断面面积，m2实际所需风量为Q=1.5m选用压入式通风可以选用JK55—2.留矿采矿法工作面需风量矿房的通风系统路线是：新鲜风流经过阶段运输巷道，从上风流方向的天井经过联络道进入采场，通过矿房工作面后，由下风流方向的天井排到上部回风巷道。①按排除炮烟计算回采工作面需风量；m3/s式中：Q—所需通风风量，m3/s；t--通风时间，半小时；A--一次爆破炸药消耗量，kg；v--全巷道空间体积,m3V--采场空间通风体积,m3②按排尘风速计算回采工作面所需风量；Q=Sv=10×0.18=1.8m式中：v—排尘风速，一般取0.15～0.25m/sS—巷道断面面积，m2实际所需风量为Q=1.8m选用压入式通风可以选用JK55—2NO.3.5型局扇通风，功率为3KW采场充填首先回采间柱，回采完间柱后的充填采用胶结充填，间柱空区胶结充填物料配置：充填骨料取本矿分级尾砂及废石。胶结材料取普通硅酸盐水泥。日平均胶结充填量为100m3。一个矿块间柱空间体积矿房空区体积为25000m3，矿房空区采用尾砂充填与废石充填相结合的充填方法，即在矿房底部先充填一局部废石，浇灌尾沙与水泥〔或胶骨粉〕混合的砂浆，使其具有一定强度，待其凝固后在充填废石，充填完以后，在顶部再浇灌一些水泥砂浆，使其凝固，以利于顶柱的回采。采场内出完矿以后，废石经阶段运输大巷，通风充填巷道倒入采场进行充填，胶结充填物料通过管道进行输送。由于本矿年产尾砂和废石总量均能满足矿块采空区充填物料的需要，约薄矿体处采用浅孔留矿法，充填主要采用废石充填，因为矿石品位较低，平均每三到四吨矿石出一顿铁精粉，选矿厂选出的废石用于充填。另外掘进以及采场产生的废石也用于充填。矿柱回采1.回采顺序先回采矿柱，然后进行充填〔充填体的强度不小于三兆帕〕。待充填体凝固后回采矿房，充填矿房后回采矿柱。2.间柱回采间柱自上而下回采。在联络道打上向中深孔，以通风行人天井为爆破自由面向上下盘切割，爆破后形成切割槽。以切割槽为爆破自由面，在联络道打上向扇形中深孔，两侧每侧爆破三排炮孔〔共4m，每排炮孔间距为，炮孔孔底距2m〕。爆落的矿石经过通风行人天井溜到矿房底部，通过矿房最底部联络道出矿，用铲运机将矿石装入矿车。间柱回采完以后进行充填，要求充填体的强度不小于三兆帕。充填前要先浇灌通风行人天井及凿岩联络道。3.顶、底柱回采在顶底柱中央位置，从顶柱回采巷道到顶柱最高处掘进切割天井。顶柱回采巷道钻环形深孔，以切割天井为爆破自由面，爆破后形成切割槽。在顶柱回采巷道打上向扇形中深孔，从中央向两翼回采。〔具体的回采工艺如图五所示〕4.浅孔留矿法矿柱回采因为矿石品位较低，薄矿体处采用浅孔留矿法，每个矿房间布置永久性矿柱，采场采完矿石以后不再进行回采矿柱，矿柱作为永久性损失。采矿方法技术经济指标的计算矿房回采储量8.7万t、矿房回采日产量280吨、矿房回采时间250天。类比类似矿山，矿房的回收率88%、矿房贫化率10%;间柱回采率80%，贫化率25%;顶柱回采率75%，贫化率25%。矿房所占比重间柱所占比重顶柱所占比重矿块总回采率Hk=88%×64.9%+75%×13.9%+80%×16.7%=85%矿块总贫化率P=12%×64.9%+10%×13.9%+20%×16.7%=12.5%吨矿石的直接本钱见表4-2，吨矿主要耗材用量见表4-9，掘进主要技术经济指标见表4-5。4.4采区的主要技术经济指标汇总表4-9采矿主要技术经济指标序号指标名称单位指标备注1矿块生产能力t/d2802采矿凿岩台效t/台·班2853铲运机台效t/台·班1074凿岩工工效t/工·班1435出矿工工效t/工·班536支护工工效t/工·班7爆破工工效t/工·班9508采场充填工工效t/工·班9采矿掌子面工效t/工·班10采矿损失率%1511采矿贫化率%2012采切比m3/kt13主要材料消耗〔1〕炸药kg/t(2)雷管个/t(3)导爆线m/t(4)钎子钢kg/t(5)木材m3/t(6)水泥kg/t(7)轮胎个/t(8)钢材kg/t(9)液压油kg/t表4-10回采作业本钱计算表序号本钱工程单位单消单价单位本钱总用量总本钱一辅助材料1炸药kg/t618000010800002雷管个/t1200003120003导爆线m/t120000021600004导火线m/t0.712000008400005钎子钢kg/t13300003900006合金片g/t1200054007坑木m312502503125008水费t10000120009润滑油kg10其它小计二动力消耗电度电费三工人工资元21000四职工福利基金元27作业本钱元/t40年作业量万t50表4-11掘进作业本钱计算表序号本钱工程单位单消单价单位本钱总用量总本钱一辅助材料1炸药Kg/m36650003900002雷管个/m3600001560003导爆管m/m34导火线m/m31700003060005钎子钢kg/m3137000910006锚杆根/m37坑木消耗m3/m312501251562508合金片g/m3200009000二动力消耗电度电费3三工人工资元25000四职工福利基金元27作业本钱元/m340年作业量m3表4-12采掘设备表名称型号数量备用凿岩钻机YGZ-90164装药机BQ-100型164气腿式凿岩机7655型32凿岩台车电动铲运机73凿岩台车1喷浆机PHZW-51锚杆台车局扇JK55—62局扇JK55—11装岩机214.5矿山生产能力矿山工作制度及效劳年限效劳年限及工作制度根据拟定的矿山建设规模及矿区设计开采范围内资源量及其勘探控制程度估算，矿山效劳年限17a，基建期2a，年工作日300天，3班/日，8矿石总回采率78%，贫化率20%。采矿中混入的废石品位为12%，矿石地质品位为TFe32.67%，mFe22.34%,采出矿石品位26.14%，mFe17.87%，岩石混入率为31.59%。矿区总储量1197.6万吨，考虑资源可信度利用系数，可利用的储量841万吨,可采储量为588.7万吨。年采矿量50万吨，动用回采储量34.2万吨，效劳年限17.2年，采出矿石860万吨矿山生产能力论证矿山生产能力及其验证根据矿区矿体赋存条件、开采技术条件、资源量分布、采矿方法，初拟矿山生产能力为50万t/a。eq\o\ac(○,1)按照经济合理效劳年限验证，效劳年限取15a，其矿山生产能力可达57万t/a；eq\o\ac(○,2)按照类比同类矿山年下降速度验证，年下降速度取15m/at/a；eq\o\ac(○,3)按新中段开拓与采准条件验证，首采中段+240m中段效劳年限可达3a，+240m中段30#线北的首采块段将有2a，+180④ 根据矿体的赋存特征、开采技术条件、开拓系统布置以及选择的采矿方法，设计采用中段可布矿房利用系数法对矿山生产能力进行验证。在此用Ⅲ矿体验证生产能力〔见下表〕：表5矿山能力验证表生产水平阶段矿量(万T)矿体水平厚度(米)矿体沿走向长度(米)可布矿块数(个)同时生产矿块数(个)同时出矿矿块数(个)各种采矿方法所占数矿块利用系数阶段生产能力阶段矿房法留矿法+240约178179022107610.3250+180约178179022107610.3250+120约178179022107610.3250+60约178179022107610.32500约178179022107610.3250由上表可以知：矿山采用较小的矿块利用系数，Ⅲ矿体的各个生产水平可以到达50万吨/年的生产能力，假设将采切工程副产矿石考虑进去，矿山可以到达55万吨/年的生产能力是比拟可靠的。阶段矿房法的综合生产能力取值为8万吨/年。该方法的生产能力决定于出矿设备的生产能力，矿山选用0.75M3留矿法的综合生产能力取值为2万吨/年。该方法的生产能力决定于风机落矿的效率，按照取值得30吨/台班的效率是能保证的。根据矿山生产能力验证，拟定矿山建设规模50万t/a是可行的矿山年生产能力论证过程根据赵高峪矿区的矿床资源储量较大，且品位稍低的具体情况，本着“尽快将资源优势转化为经济优势，促进地方经济开展，满足钢铁工业对铁矿石不断增长的需要〞的原那么，在开采技术条件允许的条件下，尽量使矿山到达较大的生产规模。1、按同时回采矿块数法确定矿山年生产能力；t/a;式中:2、按年下降速度法确定矿山年生产能力；,t/a式中：3.按合理效劳年限法确定矿山年生产能力；,t/a式中：4.按及时准备新水平法确定矿山年生产能力；，t/a式中：矿山生产能力取几种方法算出的最小值〔0.32〕，初拟矿山生产能力为50万t/a。矿山采用较小的矿块利用系数，Ⅲ矿体的各个生产水平可以到达50万吨/年的生产能力，假设将采切工程副产矿石考虑进去，矿山可以到达55万吨/年的生产能力。阶段矿房法的综合生产能力取值为8万吨/年。该方法的生产能力决定于出矿设备的生产能力，矿山选用金-0.75M3留矿法的综合生产能力取值为2万吨/年。该方法的生产能力决定于风机落矿的效率，按照取值得30吨/台班的效率是能保证的。根据矿山生产能力验证，拟定矿山建设规模50万t/a是可行的4.6开拓方案选择概述为开采地下矿床，从地表向下掘进一系列井巷通达矿体。便于人员出入以及把采矿机械设备、器材等送往个采掘工作面，同时把采出的矿石由井下运往地表。使地表与矿床形成一条完整的运输、提升、通风、排水、动力供给等效劳井巷，这些井巷工作的建立称矿床开拓。为开拓矿床而掘进的井巷称开拓井巷，其在空间及平面上的布置系统就构成了该矿床的开拓系统。依据矿床赋存特点，地表、地形条件，井巷布置的位置和井巷形式的不同等，开拓方法可按两种情况分类：⑴按井筒与矿床的相对位置可划分为：下盘开拓、上盘开拓及侧翼开拓。⑵按井巷形式的不同可划分为：平峒开拓、斜井开拓、竖井开拓、斜坡道开拓及联合开拓。矿床开拓方法大致可分为单一开拓和联合开拓两大类。常见的有平硐开拓、竖井开拓、斜井开拓。平硐开拓法是以平硐为主要开拓巷道，是一种最方便、最平安、最经济的开拓方法，但只有在地形有利的情况下才能发挥其优点，即矿床赋存于山岭地区，埋藏在周围平地的地面以上才能使用。竖井开拓法以竖井为主要开拓巷道，它主要用来开采急倾斜矿体〔一般矿体倾角大于45°〕和埋藏较深的水平和缓倾斜矿体〔倾角小于20°〕.这种方法便于管理，生产能力较高，在金属矿山使用较普遍。斜井开拓法以斜井为主要开拓巷道，适用于开采缓倾斜矿体，特别使用于开采矿床埋藏不太深而且矿体倾角为20°～40°的矿床，这种方法的特点是施工简便、中段石门短、基建工程量少、基建期短、见效快，但是斜井生产能力低，因此适用于中小型金属矿山，尤其是小型矿山。.1中段高度影响阶段高度因素有：矿床开采技术条件，基建工程对阶段高度的影响。阶段高度确实定必须考虑装备并使之适应采场采准、切割工程量及阶段保有的开拓矿量与阶段高度密切相关。根据矿体赋存条件以及选择的采矿方法，参考国内同类铁矿山的开采经验，设计确定中段高度为60m，自上而下划分为7个中段，分别是+300m、+240m、+180m、+120m、+60m、0m水平，0m以下矿体作为一个阶段回采，在矿床底部设置-60m阶段水平。其中+300m是回风充填水平，其余分别为回采水平。4.6.2.赵高峪矿区的Ⅲ主矿体，呈似层状分布于18～34线之间，赋存标高-20～335m，矿体最小埋深60m，最大埋深480m。矿体走向308°～328°，倾向南西，倾角58°～66°，走向延长1790m，倾斜延深350m。矿体最大真厚度m，最小真厚度m，平均真厚度m，厚度变化系数为%，属于有用组分分布较均匀和形态复杂程度简单矿体。由上述主矿体的赋存条件可知，矿体埋藏较深，属于急倾斜贫薄矿体，适合地下开采。矿区所处地理位置为鲁西隆起区泰沂隆起，沂山凸起的中部，为低山地区，地形为南部高，北部低，地面向北倾斜，区内冲沟发育，大气降水顺岩层层面及冲沟而下，根本无积水。至于矿山是否适合地表塌陷问题，本着环保和防止地表水涌入井下、方便井下充填等原因，本次设计要求地表不允许塌陷。但要作好地表移动带的平安保卫工作，设置陷落带标志。根据上述因素不难发现采用竖井开拓比拟适合，并初步拟定了以下两种矿床可能使用的开拓方法：方案一，中央明竖井和副竖井开拓；方案二，中央明竖井和两段副斜井开拓。.方案简述由于两种方案的主井选择一致，此处只对两种方案的副井进行简述。主井井筒中心坐标：X=4078Y=617Z=+380m主井自地面一次掘至-60米水平，井深440m，石门方位角2350，配置双箕斗单绳提升。方案一：副竖井〔罐笼井〕开拓副井布置在下盘30#岩石崩落以外的东南山地平坡上，采用罐笼负担废石、人员、材料设备的提升任务；兼作进风井。副井井筒中心坐标：X=407Y=617Z=+380m副井采用圆形断面，直径，从地表一次掘至-60m水平。采用中央两翼对角式通风系统多级站机械抽出式通风方式，18#和34#线附近分别布置南、北通风井，井径均为3m并兼作平安出口，装备梯子间。北风井井筒中心坐标：X=4079Y=61Z=+390m北风井井口标高+390m,井底标高+300m，井深90m。南风井井筒中心坐标：X=4077715Y=616Z=+372m南风井井口标高+372m,井底标高+300m，井深72m。新风自付井进入井下生产中段，经石门、中段运输大巷、矿房人行上山进入矿房采场，污风经上中段回风充填大巷、总回风巷、风井抽出地表。 方案二：两段副斜井开拓副井井筒中心坐标：X=407Y=617237.1Z=+380m副井分两次开拓，第一段斜井掘至+180m水平，做为首采段。第二段斜井自+180m掘至-60m×2,倾角25°副井负担全矿的废石提升、人员设备材料的提升运输等任务，另外副井作为进风井，距离主井130m。两斜井提升机选用JK-2/30A卷扬机。风井设在矿床的南北两翼井筒内设梯子间兼作矿山的平安出口北风井井口标高+390m,井底标高+300m，井深90m。北风井井筒中心坐标：X=4079Y=617991.8Z=+3