【正文】 （ 1） 斜坡道開拓基建工程量大，與豎井相比，在同深度下斜坡道開拓量比豎井開拓掘進(jìn)量多 3~6 倍； 31 （ 2）由于無軌設(shè)備的坡度一般在 10%~15%左右，采用無軌斜坡道運(yùn)礦的礦山，其開拓深度將受到一定的限制。傾角 0~15 度或 75~90 度時，采用豎井或側(cè)翼膠帶輸送機(jī)斜井開拓。 （ 4） 在工程地質(zhì)相同的情況下，斜井口的選擇比豎井更具靈活性，更適應(yīng)地表總平面布置及外部運(yùn)輸需要?？紤]到本次設(shè)計(jì)中礦區(qū)內(nèi)礦巖賦存狀態(tài)及礦巖的巖性， 主要礦體為一號、二號礦體，被一斷層分割，造成了礦體在空間分布位置的錯動，可考慮 采取明豎井加盲豎井 ， 也能夠滿足礦山的生產(chǎn)能力和安全要求 。類比國 34 圖 豎井 — 斜井聯(lián)合開拓 內(nèi)外礦山 [2] 并綜合技術(shù)發(fā)展對礦山機(jī)械性能的推動，取主斜井角度為 20 度，斷面為6 ；盲 主 井 ? ， 盲 副井 ? 。而在開采埋藏較深的礦床，由于輔助運(yùn)輸、通風(fēng)任務(wù)加重，需結(jié)合豎井輔助運(yùn)輸。豎井施工受自然條件影響小，適應(yīng)性強(qiáng)；斜井位置選擇靈活，延伸容易，施工簡單安全，工程地質(zhì)條件比豎井要求嚴(yán)格，維護(hù)費(fèi)用高。 影響階段高度的因素有： （ 1） 礦床開采技術(shù)條件如礦體厚度，傾角，礦巖穩(wěn)定性，礦體底板平整性，礦石品味，礦石粉碎程度等 （ 2） 基建工程量對階段高度的影響：當(dāng)?shù)V山工程 只延伸一個階段時，高階段工程量較大；當(dāng)?shù)V山工程延伸若干階段時，其階段高度的總基建量將減少。 在各個階段中劃分為長為 50m，寬為 12m，高位階段高度的礦塊，應(yīng)用 VCR 采礦法進(jìn)行回采。 主井 采用 雙箕斗提升礦石。 主井井塔和提升機(jī)房、進(jìn)風(fēng)井、礦廢石倉及轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施、總降壓站、井口維修車間、鍛釬機(jī)房、地標(biāo)材料庫、采礦辦公樓、坑口服務(wù)樓設(shè)施于礦山工業(yè)場地集中布置；出風(fēng)井布置在礦體兩翼；充填料制備站、混凝土攪拌站在滿足生產(chǎn)要求的前提下， 查閱文獻(xiàn) ??2 地表布置見附圖。主要根據(jù)最小運(yùn)輸功影響 ，結(jié)合合理總體布局（考慮其與全礦生產(chǎn)、運(yùn)輸、生活等系統(tǒng)間相互聯(lián)系）；足夠的工業(yè)場地；安全的井口位置；工程地質(zhì)條件；地下開拓工程及總費(fèi)用等確定。 表 46 主要開拓工程坐標(biāo) 井巷名稱 X Y Z 井深（ m） 主井 57500 副井 盲主井 盲 副井 東風(fēng)井 西風(fēng)井 （ 7） 井底車場 設(shè)計(jì)采用集中出礦 ， 在 1180m 階段設(shè)置井底車場 。 （ 8） 保安礦柱 由于該礦山的主井、副井、風(fēng)井、 溜井 以及其他的工業(yè)場都布置在移動帶以外，因此該礦山不需要設(shè)保安礦柱。沿傾斜膨大部位為礦體中 上部（ 1100m 標(biāo)高），向上、向下逐漸變薄。 富礦 長 度為 1300m、平均厚 度為 69m，本設(shè)計(jì)中 2130 行勘探線即為一號礦體的一部分 。礦石平均品位分別為：%、 %， Cu/Ni 比值為 ，貧礦占 %，礦石平均品位分別為 %、%， Cu/Ni 比值為 ，礦體延至 Ⅳ 礦區(qū) 6 行 。之 間，由西向東逐漸變緩 ， 2138 行勘探線礦體平均勘探角可取 55 度。 （ 4） 礦石的自燃 、 結(jié)塊與含水性 礦區(qū)的四類成因礦石中，硫化礦石有弱的氧化性，其他三類礦石幾乎無氧化性，所以礦石沒有自燃性；礦石相對較破碎，礦石沒有結(jié)塊性；該礦區(qū)地處我國西北干旱地區(qū)， 降水量小且 礦區(qū)無河流經(jīng)過，礦石的含水性差。 本設(shè)計(jì)中 2130 行勘探線為該礦體西部。 表 51 礦體技術(shù)特征及分類表 礦體技術(shù)特征 Ⅰ號礦體 Ⅱ號礦體 礦體厚度（ m） 平均 98m 平均 18m 2 礦體傾角（ o） 60~75 25176。傳統(tǒng)的采礦方法選擇三部曲方法效率極低，且受人為因素的影響，致使選擇結(jié)果的可靠性降低。因此圍巖穩(wěn)固或不穩(wěn)固時，均可應(yīng)用本類方法；（ 3） 崩落采礦法 ：本類采礦法為一個步驟回采，并且隨著回采工作面的推進(jìn)，同時崩落圍巖充滿采空區(qū)，從而達(dá)到管理和控制地壓的目的。 49 針對于 礦體 的實(shí)際情況 ， 根據(jù)以上分析初選結(jié)果 ， 類比同類條件礦床 可以初選出的采礦方法有： （ 1） 下向分層充填采礦方法 ； （ 2） 分層崩落法 ； （ 3） VCR 事后充填采礦方法 。 分層崩落法的主要適用條件為： a、 礦石價值高，此時降低礦石的損傷貧化的經(jīng)濟(jì)意義重大；金川鎳礦價值大，以往采用的充填采礦方法利用高成本換取了幾乎零損失，百分之百的采出率，在充分考慮提高回采率的情況下更加注重經(jīng)濟(jì)效益對礦山的持續(xù)發(fā)展在全球資源、經(jīng)濟(jì)一體化中有更重要的意義。 雖然 VCR 事后充填 采礦法優(yōu)缺點(diǎn)共存 ，但可以明顯地看出 VCR 事后充填 采礦法利大于弊，尤其是伴隨著礦山高機(jī)械化、高自動化以及高階段大直徑深孔技術(shù)的不斷發(fā)展， VCR 事后充填 采礦法的優(yōu)勢會越來越明顯的體現(xiàn)出來，而大參數(shù)、高機(jī)械化、高自動化以及連續(xù)出礦，也必將成為 VCR 事后充填 采礦法必然的發(fā)展趨勢 ??12 。 表 54 采礦方法綜合分析比較表 序號 指標(biāo)名稱 單位 方案Ⅰ 方案Ⅱ 差額 1 工業(yè)礦石儲量 kt 85793 85793 0 2 工業(yè)礦石品位 % 0 3 礦塊生產(chǎn)能力 t/d 6667 6667 0 4 采準(zhǔn)切割工程 量 m3/kt 20 5 礦石損失率 % 3 6 礦石貧化率 % 3． 15 4— 10 7 采出礦石品位 % 55 續(xù)表 8 計(jì)算的服務(wù)年限年 a 33 33 0 9 選礦回收率 % % % 10 全部生產(chǎn)年限最終產(chǎn)品 kt 11 總產(chǎn)量 kt 通過方案綜合比較及加快采礦技術(shù)進(jìn)步及新采礦方法的探索和運(yùn)用，本設(shè)計(jì)擬采用 VCR 采礦方法。通過變換在該組條件下的某一變量值，并使 方案之間的所有其他不同點(diǎn)保持不變，就可為該變量找到一個使得 各個方案經(jīng)濟(jì)上相 同的值，這個值就稱之為盈虧平衡點(diǎn)。 采礦方法概述 VCR 采礦法是國際鎳公司 (Inco)和加拿大工業(yè)有限公司 (cIL)共同開發(fā)的，它以利文斯頓的漏斗爆破 理論為基礎(chǔ)并隨著潛孔鉆機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用而發(fā)展起來的一種采礦方法。類比金川二礦區(qū)試驗(yàn)過該采礦方法及凡口鉛鋅礦多年來該法的運(yùn) 57 用。 采準(zhǔn)切割 （ 1） 采準(zhǔn)方式選擇 影響采準(zhǔn)方法選擇的主要因素有： 1） 礦體及上下盤圍巖的穩(wěn)固性 ； 2） 礦體的厚度及傾角； 3）選用的開拓運(yùn)輸方案及 采礦方法； 4）階段運(yùn)輸能力及礦塊生產(chǎn)能力；5）礦床的涌水、發(fā)火、放射性情況； 6）礦床的分枝、多脈等產(chǎn)出情況； 7）礦床的研究程度及生產(chǎn)探礦的手段和網(wǎng)度； 8）井下通風(fēng)的要求等。 58 回采工作 （ 1）鉆孔 現(xiàn)今大多采用大直徑深孔，炮孔多為 165mm。 圖 54 VCR 采礦法炮孔裝藥結(jié)構(gòu)圖 59 目前凡口鐵礦 VCR 法采場爆破，采用微差爆破， 即后起爆的炮孔以先起爆炮孔形成的空間為自由面來形成拋擲。鉆機(jī)工作時由配備的增壓機(jī)供風(fēng)，風(fēng)壓 1~。 參考文獻(xiàn) ??14 KQG— 165 型 潛孔鉆機(jī)技術(shù)特征參數(shù)如 表 55。 61 表 56 凡口、金川二礦區(qū)爆破漏斗試驗(yàn)條件 礦山名稱 鑿巖設(shè)備 孔徑（ mm） 孔數(shù) 炮孔方向 炸藥類型 每個藥包重量（ kg） 凡口鉛鋅礦 YQ— 100 100 6 水平 CLH— 型乳化炸藥 金礦二礦區(qū) 0145 80 11 向上 HD 型乳化炸藥 2 查閱文獻(xiàn) ??2 ，參照凡口鉛鋅礦和金川二礦區(qū)爆破漏斗試驗(yàn)結(jié)果可得出： HD 型乳化炸藥臨界埋深可取 4m，最佳埋深 2m，應(yīng)變能系數(shù)取 ，最佳埋深比為 ，比能 V/Q( kgm/3 ),，炸藥單耗為 。 ANan ??? （ 54） = 109800 ?? = 故取 2 臺鉆機(jī)，取一臺備用，共 3 臺。先投入一個 10kg 藥袋，然后將裝有起爆彈的 4kg 藥袋用導(dǎo)爆線直接投入孔內(nèi)，再投入一個 5kg 用起爆線，上部再投入一個 10kg 的藥袋。 21rN kAl ??? （ 55） = ??? ??? = 其中 — 1A 為礦塊中每分層質(zhì)量， t； k — 炸藥單耗， kg/t； ? — 炸藥密度， g/cm3 。 表 56 炮孔間距 表 礦山名稱 孔徑（ mm） 孔距（ m） 凡口 165 孔底 2~4 金川 165 孔底 2~4 霍姆斯特克（美國） 165 ? 百年礦（加拿大） 165 通過類比以上數(shù)據(jù)，炮孔孔距取 3m。 其中臨界埋深和裝藥量的關(guān)系 如下。該鉆機(jī)為液壓的，鑿巖和工作風(fēng)壓為 ，鉆孔直徑 165mm，鉆孔深度達(dá) 120m。 采用單分層爆破，每分層推進(jìn)高度為 4m，保證爆破后頂板較平整，無浮石和孔間脊部。根據(jù)爆破安全規(guī)程的有關(guān)要求，目前，凡口鐵礦 VCR 法采場爆破均采用人工裝藥方法 ，由于裝藥步驟較為復(fù)雜，本設(shè)計(jì)仍采用人工裝運(yùn)方法 ， 裝藥前，先將炮孔堵孔塞 （堵孔塞為水泥、 砂漿原料灌入模具制成） 用鐵線放至孔底并預(yù)留爆破設(shè)計(jì)的抵抗線 （最佳埋深） 。為充分利用硐室自身的穩(wěn)固性，一般硐室墻高，拱頂處全高為 ，形成拱形斷面。爆破一層后，只運(yùn)出能為下次爆破提供足夠補(bǔ)償空間的礦石。 20 世紀(jì) 70 年代末期，加拿大、美國、澳大利亞，西班牙等國家相繼推廣應(yīng)用。 ? — 采礦損失率（ %） ， 其中下向分層充填采礦方法為 %，分層崩落采礦方法為 %， VCR 事后充填采礦方法為 3%； ? — 礦石貧化率（ %）；其中下向分層充填采礦方法為 %，分層崩落采礦方法為 %， VCR 事后充填采礦方法為 5%； a— 礦石品位（ %），為 %，為該方程自變量； ja — 精礦品位（ %） ，為 %； ? — 選礦回收率（ %） %； p— 精礦價格（元 /t）； 1c — 礦石開采成本（元 /t）； 2c — 礦石地面運(yùn)輸成本（元 /t）； 3c — 礦石選冶成本（元 /t）。 為了體現(xiàn)應(yīng)用較為先進(jìn)的方法，使礦山開采實(shí)現(xiàn)最大的效益，利用畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會探索、學(xué)習(xí)新的方法。 表 53 采礦方法初步分析比較表 指標(biāo)名稱 下向分層充填采礦方法（金川龍首礦） 分層崩落法（類比云錫馬拉礦） VCR 事后充填 采礦方法（類比凡口鉛鋅礦） 礦塊（盤區(qū)）生產(chǎn)能力（噸 /日） 640 90 采準(zhǔn)比（ m/kt） 2030 30— 35 出礦效率 設(shè)備 鏟運(yùn)機(jī) 電鈀 ST2D鏟運(yùn)機(jī)、LH307遙控鏟運(yùn)機(jī) 臺效 250 — 400（ t/臺班） （ t/臺班） 388（ t/臺班）） 54 續(xù)表 礦石損失率（ %） 3 礦石貧化率（ %） 3． 15 7． 7 4— 10 采礦工效（ t/工班） 5 主要材料消耗 炸藥（ kg/t） — 木材（ m3/t） — 合金片 （ g/t） 450 — — 釬子鋼 （ kg/t） — — 通過方案初比可知，即使采用合理礦塊布置使同時回采工作面盡量多也很難滿足年產(chǎn) 280 萬 t/a 的生產(chǎn)任務(wù)，故可排除分層崩落法。初步方案為：改進(jìn)采礦方法，如：寬工作面回采方案、金屬網(wǎng)假頂、柔性掩護(hù)假頂方案等；在各個回采步驟盡量實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；合理布置礦塊，增加同時回采工作面。當(dāng)?shù)V巖不穩(wěn)固時，整體穩(wěn)固的頂板提供了安全的作業(yè)條件 ； 礦石的回收率高、貧化率低 ； 進(jìn)路的方向、位置及數(shù)量可以根據(jù)地質(zhì)、礦床變化情況進(jìn)行調(diào)整，靈活性大 ； 根據(jù)充填情況好壞，可使上部階段和地表不變 形或少變形。 垂直深孔球狀藥包落礦階段礦房法（ VCR 事后充填法），是球狀裝藥爆破技術(shù)在采礦工程中的具體應(yīng)用，是地下采礦方法的新發(fā)展。 下盤圍巖普氏系數(shù) f=4～ 6，上盤圍巖普氏系數(shù) f=6～ 8； 礦石節(jié)理裂隙發(fā)育，礦巖 都比較 破碎 ； 圍巖穩(wěn)固性頂板較好，底板 穩(wěn)固性 較差。 為了完整全面完成本設(shè)計(jì)，筆者首先用傳統(tǒng)的采礦方法選擇步驟做比較。 地表是否允許陷落 礦 區(qū)移動帶內(nèi)無公路、鐵路、風(fēng)景區(qū)，地表無河流湖泊，無常年水體存在。 3）有用組分分布特征：礦體中間為富礦，周邊為貧礦； ②號礦體鎳銅金屬儲量占全礦區(qū)的 %。 （ 2） 礦、巖重度及松散系數(shù) 儲量計(jì)算所用礦石體重為：貫入型特富礦石 、交代型富礦 、交代型貧礦 、超基性巖型 礦石 、超基性巖型貧礦 。沿 走向膨縮變化明顯，沿傾斜方向上東端分枝現(xiàn)象常見，其余部則較 規(guī)則。 Ⅰ 號礦體鎳銅金屬儲量分別占 整個 礦區(qū)的 %和 %；富礦占 87%、礦石平均品位分別為： %、 %， Cu/Ni 比值為 ，貧礦占 13%。在 40 行附近， 由于 受 到 F17 的影響，礦體在水平和垂直方向上發(fā)生 了 百余米 的 位移。 Ⅰ 號礦體賦存 在