【正文】 工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 8該礦床為太古代沉積變質(zhì)鐵礦，礦石自然類(lèi)型為單一的透閃磁鐵石英巖；工業(yè)類(lèi)型為需選磁性鐵礦石或磁鐵礦石。 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造磁鐵礦主要為半自形~它形細(xì)~ 中粗粒變晶結(jié)構(gòu)，粒度較均勻。 礦石加工技術(shù)性能礦石工業(yè)類(lèi)型為需選磁性鐵礦石或磁鐵礦石，平均品位為 %，為易選礦石類(lèi)型，與相鄰?fù)?lèi)礦床——安各莊鐵礦、半壁店鐵礦選礦試驗(yàn)進(jìn)行類(lèi)比分析，應(yīng)選擇兩段磨礦、多段選別工藝流程，并在原礦入磨前進(jìn)行初選。河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 9 礦石儲(chǔ)量、質(zhì)量 礦石礦物類(lèi)型該礦床為太古代沉積變質(zhì)鐵礦，礦石自然類(lèi)型為單一的透閃磁鐵石英巖；工業(yè)類(lèi)型為需選磁性鐵礦石或磁鐵礦石。地表巖性多為粉土、粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂等。第四系地層厚度 ，第四系含水層厚度 018m，富水性不均，但與基巖之間有較穩(wěn)定的隔水層。礦床水文地質(zhì)條件屬中河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 10等偏復(fù)雜型。開(kāi)采范圍內(nèi)可采礦石礦量約為 142 萬(wàn) t。 驗(yàn)證礦山年產(chǎn)量 按技術(shù)可能性驗(yàn)證礦山年產(chǎn)量（1）按礦山開(kāi)采年下降速度驗(yàn)證年產(chǎn)量 EKVrSA???21?＝年式中：S—— 礦體水平可采面積，取 S＝3858m 2；γ——礦石容重，γ＝；河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 11V——礦床開(kāi)采年下降速度，取 V＝18m/a；K——礦石回收率，取 K＝77 %；ρ——廢石混入率，取 ρ＝10%；K1——礦體厚度修正系數(shù)，取 K1＝1；K2——礦體傾角修正系數(shù)，取 K2＝；E——地質(zhì)影響系數(shù),，取 E=。由上表可以看出每個(gè)生產(chǎn)水平均可達(dá)到 10 萬(wàn) t/a 的生產(chǎn)能力。河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 13??%097142????計(jì)（2）礦山企業(yè)按設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力正常生產(chǎn)年限礦山企業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力正常生產(chǎn)年限 T 正）（ 下上計(jì)正 TT???1式中：T 正 ——礦山正常生產(chǎn)年限； T 上 ——礦山產(chǎn)量上升年限，取 1 年； T 下 ——礦山產(chǎn)量下降年限，取 3 年； 所以，年）（）（ 下上計(jì)正 ???????T（3）礦山實(shí)際總存在年限 式中：T 正 ——礦山正常生產(chǎn)年限；T 上 ——礦山產(chǎn)量上升年限，取 1a；T 下 ——礦山產(chǎn)量下降年限，取 3a。本次設(shè)計(jì)開(kāi)采礦體傾角為 32o37o，平均厚度為 7m，礦巖穩(wěn)定，考慮到安全因素、回采落礦的方便以及地壓管理等因素確定階段高度為 35m。若采用斜井開(kāi)拓維護(hù)費(fèi)用較高，承受的地壓較大，井筒易變形，提升盛器容易發(fā)生脫軌、脫鉤等事故，豎井井筒不易變形，提升過(guò)程中停工事故較少；豎井的提升速度快，提升能力大，提升費(fèi)用較低，且容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；豎井井筒裝備比斜井復(fù)雜，但斜井內(nèi)的管道、電纜、提升鋼絲繩比豎井還要長(zhǎng)；斜井承受地壓大，當(dāng)采用木材支護(hù)時(shí)，支架容易變形，維護(hù)費(fèi)用高，斜井的排水管路較長(zhǎng)，設(shè)備費(fèi)、安裝費(fèi)和修理費(fèi)較大，同時(shí)因摩擦損失消耗的動(dòng)能較大，故斜井的排水費(fèi)比豎井要高。下盤(pán)豎井開(kāi)拓法是在礦體下盤(pán)移動(dòng)帶外開(kāi)掘豎井，再掘進(jìn)階段石門(mén)通達(dá)礦脈；上盤(pán)豎井開(kāi)拓法是在礦體下盤(pán)移動(dòng)帶外開(kāi)掘豎井，再掘進(jìn)階段石門(mén)通達(dá)礦體；側(cè)翼豎井開(kāi)拓是井筒布置在礦體側(cè)翼的開(kāi)拓方式。主要是上部階段要開(kāi)掘很長(zhǎng)的石門(mén)，基建時(shí)間長(zhǎng)，基建初期投資極大，只有在特殊條件河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 15下才考慮使用。而該礦體由 11 個(gè)礦體組成，宜采用將礦井布置在礦體下盤(pán)。主井承擔(dān)礦石、廢石、人員、材料及設(shè)備的提升和下放任務(wù)。 排水系統(tǒng)簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)采用一段排水方案，在200m 水平設(shè)水泵房和水倉(cāng)，各階段涌水都匯聚到200m 水平，再經(jīng)過(guò)水泵房里的水泵將水通過(guò)架設(shè)在主井內(nèi)的排水管排出地表。根據(jù)《冶金礦山安全規(guī)程》的規(guī)定（水倉(cāng)應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立的巷道系統(tǒng)組成。設(shè) 2 個(gè)水倉(cāng)，分別為主倉(cāng)和副河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 16倉(cāng)。（4）水泵臺(tái)數(shù)共 3 臺(tái)；1 臺(tái)工作，1 臺(tái)備用，1 臺(tái)檢修。泵房高度：H=h 1+h2+h3+h4+h5河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 17式中：h 1—起重機(jī)軌面至吊鉤中心線的極限距離，m ；h 2—起重機(jī)的垂直長(zhǎng)度，m；h 3—最大一臺(tái)水泵或者電動(dòng)機(jī)的高度，m；h 4—最大一臺(tái)水泵或者電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)面的高度，一般不小于 ；h 5—最大一臺(tái)水泵或者電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)面至泵房地坪的高度,m。 供水設(shè)備井下主要用水為鑿巖用水 ，由參考同型礦山的供水管為 50mm，壓強(qiáng)為,井下壓氣管為 100mm，壓強(qiáng)為 。 確定礦體的回采順序礦體垂直方向采用下行式開(kāi)采；水平方向采用后退式開(kāi)采。（2）在兼顧工程量小的前提下轉(zhuǎn)彎處應(yīng)采用較大曲率半徑和較小的轉(zhuǎn)角。此方式運(yùn)輸方便、簡(jiǎn)單，運(yùn)輸效率高。（1）軌道的選擇采用電機(jī)車(chē)單軌運(yùn)輸， 《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》礦山機(jī)械卷表 113 選軌距河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 19600mm，鋼軌選用 15kg/m 的輕軌。最好的道床材料是碎石。~25176。（5）最小曲線半徑R=CSz=10816=8160mm，取 R＝12m（V）式中：S z——運(yùn)輸設(shè)備軸距，電機(jī)車(chē)為 816mm，礦車(chē)為 600mm（6）軌距加寬列車(chē)運(yùn)行到拐彎處，由于離心力作用，軌距需加寬，以保證行車(chē)安全。為了消除離心力的影響，要把外軌抬高，使離心力與礦車(chē)重力的合力與抬高后的軌面垂直。外軌抬高段長(zhǎng)度為 X＝(100～300)△ h式中：X——外軌抬高段長(zhǎng)度，mm；△h——外軌抬高值，為施工方便，取 15mm。巷道外側(cè)加寬為：△ 1＝(L 2Sz2)/8R＝(275028162)/812022＝72 mm巷道內(nèi)側(cè)加寬為：△ 2＝Sz2/8R＝8162/(812022)＝7mm式中：L——車(chē)箱長(zhǎng)，2750mm； Sz——機(jī)車(chē)軸距 ，816mm；其他符號(hào)同前。（3）初選擇罐道、罐道梁、梯子間型號(hào)和尺寸采用 2單層罐籠（ 型） 。故 L＝1190+2134+（114+114）＝1572mm。詳見(jiàn)主井井筒斷面圖。河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 23圖 61 主井井筒斷面圖 選用支護(hù)方式和支護(hù)參數(shù)采用噴射混凝土支護(hù)，中等穩(wěn)定巖層，井筒凈直徑 5m，查表取支護(hù)厚度為350mm，井筒掘進(jìn)直徑為 ，罐道梁埋入井壁的深度取壁厚的 2/3。井筒凈直徑 ，采用噴射混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度設(shè)計(jì)為 200mm。雙軌運(yùn)輸巷道主要井底車(chē)場(chǎng)，單軌運(yùn)輸巷道主要用于各水平沿脈運(yùn)輸巷中。 單軌巷道斷面計(jì)算 確定巷道凈寬度本設(shè)計(jì)選用的架線式電機(jī)車(chē)為 ZK36/250（粘著質(zhì)量 3t，軌距 600mm，固定軸距 816mm，額定電壓 250V） ，外形尺寸為 27509501550，礦車(chē)尺寸為1500 850 1050mm。?R 道床的參數(shù)選用 15kg/m 的鋼軌。故 ????mjR 222b3 ????????按以上三個(gè)數(shù)據(jù)中最大值 ，按 10mm 的整數(shù)倍，取h3＝2022mm。 水溝參數(shù)參閱《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》井巷工程卷，涌水量為 ，決定選用Ⅲ型水溝，其斷面參數(shù)：上寬為 350mm，下寬為 310mm，深 300mm。 每掘進(jìn)工程量及材料消耗量每米巷道掘進(jìn)工程量：V＝S 21＝ 3m每米巷道墻腳計(jì)算掘進(jìn)體積：V 1=(T+)1= 3每米巷道拱與墻噴射材料消耗：V 2=[（B 1T）T+2 T]1=]（）+22]1= 3m每米巷道噴射材料消耗：V 總 = V1+ V2= 3m單軌巷道設(shè)計(jì)如圖：河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 28圖 63 單軌巷道斷面圖 雙軌巷道斷面 確定凈寬度根據(jù)礦山的年產(chǎn)量 10 萬(wàn) t，選用 ZK36/250 型 600mm 軌距架線電機(jī)車(chē)，電機(jī)車(chē)尺寸為 27509501550； 礦車(chē)，礦車(chē)的尺寸為 15008501050。故巷道凈寬度 B=a1+b+c1=775＋1300+1275=3400mm。 巷道墻高 h3按下列三種情況計(jì)算（1）按架線電機(jī)車(chē)導(dǎo)電弓子要求確定 h321243 )()(bKnRhc????式中：h 4—軌道起電機(jī)車(chē)架線高，取 h4=2022mm； hc—道床總高度，查《井巷工程》表 35 選用 15kg/m 鋼軌，再查表37 取 hc=320mm，道渣高度 hb=180mm； n—導(dǎo)電弓子距拱壁安全距離；取 n=300mm； K—導(dǎo)電弓子寬度之半；取 K=360mm；b1——軌道中線與巷道中線的間距，b 1＝ －a 1＝925mm； )9536()017(202??????（2）按管道架設(shè)要求確定 h3 22753 )/(hbDmKRb式中：h 5——渣面至管子底高度，取 h5＝2022mm； h7——管子懸吊件總高度，取 h7＝900mm； m——導(dǎo)電弓子距管子間距，取 m＝300mm； D——壓氣管法蘭盤(pán)直徑，取 D＝335mm；b2——軌道中線與巷道中線的間距，b 2＝ －c 1＝375mm； 0B其他符號(hào)同前。所以 S=3400(3400+1720)=凈周長(zhǎng) P=+2h2=3400+21720= 風(fēng)速驗(yàn)證風(fēng)量取 Q＝m 3/s，由《井巷工程》表 34 查得 V 允 ＝6m/sV＝ ＝ ＝＜V 允 ，滿足通風(fēng)要求。 巷道掘進(jìn)斷面尺寸巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度 B1=B+2T=3400+2100=3600mm河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 31巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度 B2= B1+2σ=3600+275=3750巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度 H1=H+T+hb=3420+100+180=3600mm巷道計(jì)算掘進(jìn)高度 H2= H1+σ=3600+75=3675mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面積 S1= B1〔（B 1+T）+h 3〕=3600〔（3600+100）+1900〕= 2巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面積 S2= B2〔（B 2+T+σ）+h 3〕=3750〔(3750+100+75)+1900〕= 2 管纜布置壓氣和供水管布置在人行道一側(cè)，采用管纜托架架設(shè)，托架上部設(shè)壓風(fēng)管，下部懸掛供水管。（2）道岔的選取單開(kāi)道岔 ZDK615－1/4－12，對(duì)稱(chēng)道岔 ZDK615－ 1/3－12。（2）機(jī)車(chē)選型設(shè)計(jì)選用 3t 電機(jī)車(chē)，礦車(chē)容積 ，軌距 600mm。?（4）按電機(jī)車(chē)的啟動(dòng)條件計(jì)算牽引重量按井下運(yùn)輸中最困難的情況，即按重車(chē)沿彎道上坡啟動(dòng)的條件計(jì)算牽引重量，應(yīng)滿足：河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 34PgaIWuPQwpzhnz ????式中：Q zh——礦車(chē)組重車(chē)重量，即牽引重量， kg；Wzh——重列車(chē)啟動(dòng)阻力系數(shù)，查《礦山機(jī)械》取 Wzh＝；Ip —— 線路的平均坡度，取 3‰；Pn —— 電機(jī)車(chē)主動(dòng)輪壓在鋼軌上的壓力，即電機(jī)車(chē)粘著質(zhì)量Pn＝3t；u1 —— 電機(jī)車(chē)啟動(dòng)時(shí)粘著系數(shù)，取 u1＝；a ——加速度，取 a＝；ωw——彎道阻力系數(shù)，根據(jù)公式 RKw1035?ω其中 K——外軌抬高時(shí)，K＝1；不抬高時(shí)，K＝。.501436??Z 按電機(jī)車(chē)的溫升條件校驗(yàn)牽引電機(jī)車(chē)的溫升不超過(guò)允許溫升，即電機(jī)車(chē)的電流等值 Id 不應(yīng)超過(guò)它的長(zhǎng)時(shí)電流 Ich。 電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)計(jì)算①班運(yùn)量 Q 班 ＝ 班噸年 礦 /?????nCA式中：C ——運(yùn)輸不均衡系數(shù)，取 。b4≥Sah+DL/2b4≥L′式中：S ah ——礦車(chē)的最大軸距；河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 38 DL——礦車(chē)的車(chē)輪直徑； L′——阻車(chē)器輪擋至阻車(chē)器基本軌末端的長(zhǎng)度。一般取 b5=2022mm。 礦山基建工程的確定礦山基建工程量按投產(chǎn)時(shí)應(yīng)保有的生產(chǎn)準(zhǔn)備礦量和應(yīng)達(dá)到的礦山生產(chǎn)能力確定，主要包括主井，風(fēng)井，+10m 回風(fēng)巷、回風(fēng)石門(mén)，25m 石門(mén)、運(yùn)輸巷、井底車(chē)場(chǎng)，200m 水泵房、變電硐室、水倉(cāng)等開(kāi)拓工程量及采切工程量。平均厚度為 7m。（3）礦石自然性含水性礦石無(wú)自燃性，有些裂隙多被泥質(zhì)充填，富水性很弱，對(duì)礦山開(kāi)采影響不大。 礦石價(jià)值、品位及分布本礦礦石加權(quán)平均品位：TFe 品位約 %，mFe 為 %。采礦方法的選擇應(yīng)滿足以下條件：生產(chǎn)安全可靠，礦塊開(kāi)采強(qiáng)度大，經(jīng)濟(jì)效益好，材料消耗低，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，貧富兼采，富礦利用率高，采礦方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活性大等條件。根據(jù)本礦具體地質(zhì)地形條件、水文地質(zhì)條件、礦體產(chǎn)狀及采礦技術(shù)要求，可以選用的采礦方法有全面法，房柱法，分段礦房法，分段充填法。但是由于留下的礦柱不回采，礦石損失率在 10～15%以上，頂板暴露面積大，且要求嚴(yán)格的頂板管理和通風(fēng)管理。主要缺點(diǎn)為采準(zhǔn)工作量大，每個(gè)分段都要掘分段運(yùn)輸平巷、切割巷道、鑿巖平巷等。 采礦方法的確定結(jié)合本礦實(shí)際情況進(jìn)行分析，充填法費(fèi)用較高，全面法適用于薄和中厚緩傾斜礦體，對(duì)礦體厚度有要求，分段礦房法適用于礦石和圍巖中等穩(wěn)固以上的傾斜和急傾斜厚礦體，且采準(zhǔn)工作量大，不適用于此類(lèi)小型礦山，房柱法開(kāi)采水平和緩傾斜礦體，不僅能回采薄礦體也可以回采厚和極厚礦體，留連續(xù)或間斷的規(guī)則礦柱有效維護(hù)頂板巖石，故選用沿走向房柱采礦法。本次設(shè)計(jì)房柱采礦法礦塊沿礦體傾向布置，劃分為采區(qū)，采區(qū)內(nèi)劃分為3～5 個(gè)礦塊。礦房?jī)?nèi)采用圓形礦柱，礦柱直徑 4m，底柱高度 5m，頂柱高度 5m。切割上山在每個(gè)礦房中間沿底板脈內(nèi)布置一條，作為切割自由面和回風(fēng)用。河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)礦業(yè)工程學(xué)院 49（3）采準(zhǔn)、切割巷道的斷面尺寸采準(zhǔn)工程有：放礦溜井、電耙硐室、上山、聯(lián)絡(luò)平巷、