【文章內(nèi)容簡介】 式。主井重車線取平坡，礦車摘鉤用推車機(jī)進(jìn)罐籠時，推車機(jī)至翻籠區(qū)段取3‰的坡度，在翻車機(jī)口約一個礦車的長度取2‰的上坡，其余部分取4‰坡度?；房哲嚲€坡度，礦車摘鉤翻轉(zhuǎn)時，空車出翻籠后10m一段取15‰的坡度?？哲嚲€其它部分取6‰的坡度，保證礦車自溜。兩翼來車時，重車、空車線均取平坡。罐籠重車線采用電機(jī)車調(diào)車，取4‰的坡度。會車線坡度的空車爬上坡坡度為15‰，拉重車爬上坡坡度為5‰。（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。（9）開拓系統(tǒng)評價本次設(shè)計的開拓系統(tǒng)中副井為明盲豎井，需要在地下設(shè)一套提升設(shè)備及提升硐室，花費(fèi)設(shè)備的代價和維護(hù)費(fèi)用較高，且1180m階段以下的礦石、廢石需要通過盲豎井提升后再由明豎井轉(zhuǎn)運(yùn)，從而增加了運(yùn)輸成本，增加了運(yùn)輸程序。但是采用明盲豎井可以減少石門長度，節(jié)約開拓費(fèi)用。第5章 采礦方法 礦床開采技術(shù)條件 礦體賦存情況（1）礦體沿走向、傾向的賦存范圍設(shè)計開采任務(wù)包含Ⅰ、Ⅱ號礦體。Ⅰ號礦體賦存在巖體的中下部及底部，分布在4～30行之間，上部尖滅于1400m～1320m標(biāo)高，下部延深至550m標(biāo)高尚未尖滅，全長1100余米，平均厚度為98m。其中富礦長度1000m、平均厚度在69m。在12～16行最厚，兩端變薄。其中18行延伸最深，傾斜長度達(dá)到845m。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。Ⅱ號礦體賦存于巖體深部和底部，分布在30～56行直至Ⅳ礦區(qū)6行之間，長度為1600m，平均厚度為18m。其富礦長900m，厚42m。上部尖滅標(biāo)高為1500m，礦體下端點(diǎn)尖滅于1100m～950m標(biāo)高。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。斷層上盤的礦體下降，使斷層以東礦體向西傾。礦體在此處較小，產(chǎn)狀多變，且此處小斷層密集，對采礦方法有一定影響。（2）礦體厚度、品位及其變化情況Ⅰ號礦體全長1600m，平均厚度為98m。富礦長度為1300m、平均厚度為69m，本設(shè)計中2130行勘探線即為一號礦體的一部分。Ⅱ號礦體賦存在巖體深部和底部。長度為1600m，平均厚度為18m。其中富礦長度為900m，厚度為42m，本設(shè)計中3038行勘探線即為該礦體的一部分。Ⅰ%%；富礦占87%、礦石平均品位分別為：%、%，Cu/，貧礦占13%。%、%，Cu/，礦體西延至Ⅰ礦區(qū)4行。Ⅱ%。%。礦石平均品位分別為：%、%，Cu/，%，%、%，Cu/，礦體延至Ⅳ礦區(qū)6行。（3）礦體傾角及其變化情況Ⅰ號礦體的形態(tài)呈板狀，礦體產(chǎn)狀與巖體底盤產(chǎn)狀基本一致，傾向南西，傾角25176?！?5176。，其西部緩，東部陡，由南東向北西側(cè)伏。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。Ⅱ號礦體形態(tài)呈“歪漏斗”狀，形態(tài)比Ⅰ號礦體復(fù)雜，沿傾向、走向方向膨縮變化較大，分枝尖滅較常見。產(chǎn)狀隨巖體底板起伏而變化，傾角比Ⅰ號礦體緩，為25176?！?5176。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。 礦石與圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)（1）礦、巖的穩(wěn)固性礦石節(jié)理裂隙發(fā)育，礦巖都比較破碎。圍巖穩(wěn)固性頂板較好，底板較差。下盤圍巖普氏系數(shù)f=4～6，上盤圍巖普氏系數(shù)f=6～8。（2）礦、巖重度及松散系數(shù)儲量計算所用礦石體重為：、。（3）礦石的鑿巖爆破性因?yàn)榈V巖節(jié)理發(fā)育，礦巖破碎，所以礦巖的鑿巖爆破比較容易。由于破碎的巖石容易卡鉆，在鑿巖爆破設(shè)計爆破參數(shù)時因更加注意。（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。（5）礦石的有用組成及含量、價值及分布特征1）礦石有用組分：Cu、Ni、S、Au、Ag、Co、Pt、Pd、Se、Te、Rh、Ir、Os和Ru。2）礦石的價值：鎳礦是工業(yè)生產(chǎn)的珍貴原料。主要用來制造不銹鋼和其他抗腐蝕合金；也作加氫催化劑和用于陶瓷制品、特種化學(xué)器皿、電子線路、玻璃著綠色以及鎳化合物制備等。3）有用組分分布特征：礦體中間為富礦，周邊為貧礦；②%。%。礦石平均品位分別為：%、%，Cu/，%，%、%，Cu/。本設(shè)計中3038行勘探線為該礦體的一部分；①%%；其中富礦占87%、礦石平均品位分別為：%、%，Cu/；貧礦占13%，%、%， Cu/。本設(shè)計中2130行勘探線為該礦體西部。（6）礦體連續(xù)性及其輪廓設(shè)計段該礦體2130行為Ⅰ號礦體，該礦體整體上是一個上大向下略有收縮的厚板狀巖墻，二礦30—38行為Ⅱ號礦體，巖體向下急極收縮變成“楔狀”，礦體變薄，平均厚度18米，且周邊分布較多小礦體。 礦石與圍巖的接觸情況Ⅰ號礦體主要賦存在二輝橄欖巖、含二輝橄欖巖中，部分礦體直接與巖體的頂?shù)装鍑鷰r大理巖、斜長角閃巖、鈣質(zhì)黑云母片巖、黑云斜長片麻巖等接觸；Ⅱ號礦體主要賦存在二輝橄欖巖、斜長二輝橄欖巖中。礦體部分直接與巖體的頂?shù)装鍑鷰r大理巖（約占10%），混合巖、斜長角閃巖等接觸。 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。由于礦區(qū)地處戈壁荒漠，礦區(qū)距生活區(qū)較遠(yuǎn)，不影響居民正常生活。周邊無居民建筑和其他重要保護(hù)文物建筑，因此地表允許陷落。 加工部門對礦石質(zhì)量的技術(shù)要求礦體技術(shù)特征及分類見表51。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18m2礦體傾角（o）60~7525176。～65176。礦體沿走向長度（m）1300（本設(shè)計占450）300（本設(shè)計占400）礦體沿走向或傾向的厚度變化兩頭較小，中間礦體厚度較大沿走向、傾向方向膨縮變化很大，分枝尖滅常見，遍布小礦體，礦體呈“歪漏斗”狀礦石品位及其分布鎳、%、%鎳、%、%礦石穩(wěn)固性不穩(wěn)固不穩(wěn)固圍巖穩(wěn)固性不穩(wěn)固不穩(wěn)固上盤二輝橄欖巖斜長角閃巖、混合巖、大理巖下盤二輝橄欖巖硫化物二輝橄欖巖、含二輝橄欖巖礦石與圍巖的接觸情況上盤相對比較穩(wěn)固，下盤破碎上盤相對比較穩(wěn)固，下盤破碎礦石的結(jié)塊性和自燃性礦體不易結(jié)塊、無自然性礦體不易結(jié)塊、無自然性地表是否允許陷落允許允許頂板巖石崩落塊度特性好好該類礦體所占礦量比重62%38% 采礦方法選擇正確合理的采礦方法需滿足安全、礦石貧化損失小、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好等方面的要求，綜合考慮礦床地質(zhì)條件和開采經(jīng)濟(jì)條件兩方面因素。傳統(tǒng)的采礦方法選擇方法為：（1）方案初選；（2）方案初比；（3）綜合分析比較，確定方案。為了完整全面完成本設(shè)計，筆者首先用傳統(tǒng)的采礦方法選擇步驟做比較。另一方面為了選出最優(yōu)的方案，使礦山生產(chǎn)取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合廣大采礦科技工作者不斷探索出的新的方法來做比較，借畢業(yè)設(shè)計的機(jī)會對新的方法做一次系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和演練。地下金屬礦山采礦方法的選擇是一種十分復(fù)雜的工作，影響采礦方法選擇的因素與采礦方法之間的關(guān)系是一種很難用完全等效的數(shù)學(xué)方程來描述的非線性方程，人們無法去認(rèn)識它和感知它。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。經(jīng)過廣大科技工作者探索，涌現(xiàn)了一系列采礦方法選擇的新方法，如：基于層次分析和模糊數(shù)學(xué)的采礦方法選擇；工程經(jīng)濟(jì)原理在采礦方法選擇中的應(yīng)用；基于突變優(yōu)選理論的采礦方法選擇；信息擴(kuò)散原理及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在采礦方法選擇中的應(yīng)用。 方案初選根據(jù)礦床開采技術(shù)條件，主要從礦體賦存要素如：傾角厚度等；礦石與圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)，如硬度、穩(wěn)固性等；地表是否允許陷落等方面進(jìn)行方案初選。，平均傾角為55度至60度。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。三大類采礦方法基本適用條件為：（1）空場采礦法：此法將礦塊劃分為礦房和礦柱，分兩步驟回采，可利用礦柱和礦巖本身強(qiáng)度進(jìn)行維護(hù)。因此，礦石和圍巖均穩(wěn)固是使用本法的基本條件；（2）充填采礦法。本類大部分采礦方法也是分兩步驟進(jìn)行回采，用充填采空區(qū)的方法管理地壓，個別情況下，可利用支架和充填料配合維護(hù)采空區(qū)，進(jìn)行地壓管理。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。因此崩落圍巖充滿采空區(qū)，是應(yīng)用本類方法的必要前提。采礦方法初步選擇表見表52。表52 采礦方法選擇表序號主要的地質(zhì)及開采技術(shù)條件較適合的采礦方法排除的采礦方法名稱特征1地表允許崩落的可能性允許崩落空場法、崩落法、充填法—2礦石的穩(wěn)固性不穩(wěn)固充填法、崩落法空場采礦法3圍巖的穩(wěn)固性不穩(wěn)固崩落法、充填法空場采礦法4傾角及厚度 傾角25~75度，平均傾角55度；下向分層充填法、無底柱分段崩落法、上向進(jìn)路充填法、階段強(qiáng)制崩落法，分層崩落法單層崩落法、單層充填采礦法、分采充填法5礦石的品位含銅鎳品位高、價值大下向分層充填法/分層崩落法階段強(qiáng)制崩落法、有底柱分段崩落法鑒于上向水平分層充填采礦法和下向分層充填采礦方法，金川礦區(qū)地壓大，礦巖均不穩(wěn)固加上一礦區(qū)一直以來應(yīng)用下向分層充填采礦方法，技術(shù)成熟，因此不將上向水平分層充填采礦方法納入之后的比較。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。該法具有礦石破碎質(zhì)量好、效率高、成本低、工藝簡單、作業(yè)條件安全、切割工程量小等一系列優(yōu)點(diǎn)。該法主要在圍巖穩(wěn)固、礦石中穩(wěn)至穩(wěn)固等條件下采用，雖然金川二礦區(qū)礦體和圍巖均為不穩(wěn)固，但通過查閱文獻(xiàn)，分析北京料技大學(xué)礦研所吳玉忠《金川 VC R法回采過程中的力學(xué)分析》，分析位于東部12501300m 中段34 行勘探線試驗(yàn)VCR事后充填法采場及其試驗(yàn)得出的結(jié)論；桑玉發(fā)《VCR事后充填采礦法的地壓研究》；類比吳璟《凡口鉛鋅礦 VCR事后充填法采礦工藝的應(yīng)用發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新》等文獻(xiàn)得出：制定合理的礦塊回采順序，采后及時充填，迅速回采間柱，盡量不造成在多礦房充填體條件下回采礦柱；設(shè)計合理的礦塊尺寸；逐步實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn)，盡量減少作業(yè)中段；加大充填體剛度等措施后VCR事后充填采礦法也是可以應(yīng)用于金川二礦區(qū)。為積極探索更具有經(jīng)濟(jì)效益的采礦方法，努力采用新技術(shù)，在有條件的礦區(qū)采用新的采礦方法，有助于提高采礦業(yè)整體水平，因此將VCR事后充填采礦方法列入比較方案。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。 方案初比（1）初選采礦方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件1）下向分層充填采礦方法下向水平分層充填采礦法有水力充填和膠結(jié)充填兩種充填方法，由于水力充填方案回采工藝較為復(fù)雜（需砌筑溜礦井和人行濾水井、構(gòu)筑混凝土隔墻、鋪設(shè)混凝土底板等），從采場排出的泥水污染巷道，水溝和水倉清理工作量大，以及回采礦柱安全問題的充填體的壓縮沉降問題等均為很好解決，因而不能從根本上防止巖石移動。鑒于金川礦區(qū)膠結(jié)充填技術(shù)成熟，在國內(nèi)乃至國際上達(dá)到先進(jìn)地位，金川二礦區(qū)地壓顯現(xiàn)明顯，為了達(dá)到更好的充填效果需采用膠結(jié)充填法。下向分層充填法是在整體膠結(jié)充填體頂板下工作，特別適用于礦石價值高、礦巖條件松軟、地面不允許崩落情況下的礦床開采。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。由于下向分層充填法工藝較復(fù)雜，所以比上向分層充填法的充填成本高，礦塊單位面積產(chǎn)量較低。采礦方法示意圖見圖51。圖 51下向分層充填采礦法2）分層崩落采礦方法分層崩落法的優(yōu)點(diǎn)為：a、該法的礦石損失率與貧化率很低，不損失富礦粉，礦石損失率為2%5%，貧化率一般為4%5%，少數(shù)達(dá)8%10%，這一點(diǎn)對于金川二礦區(qū)的貴重鎳金屬礦尤為重要；b、可在回采工作面進(jìn)行選礦，將廢棄的礦石舍棄于已采的回采巷道中；可分采礦石；c、該法對礦體的形狀適應(yīng)性大，由于2138行勘探線間存在2號礦體，礦體形態(tài)變化大，這一優(yōu)勢對該區(qū)段礦體開采有利；分層崩落法的缺點(diǎn)主要為：a、木材消耗量大，~，這個缺點(diǎn)在木材不足的我國更為突出，若采用此方法應(yīng)積極探索采用木材替代材料，如:塑料假頂、金屬網(wǎng)假頂?shù)?；b、礦塊生產(chǎn)能力小，一般為1500~3000t/月，若采用此方案應(yīng)注意發(fā)揮金川集團(tuán)已經(jīng)較為發(fā)達(dá)的裝備制造業(yè)，盡量實(shí)現(xiàn)各個回采步驟的機(jī)械化，合理布置礦塊以形成較多的同時回采的礦塊；c、有火災(zāi)危險，探索采用非木材的假頂后可減輕火災(zāi)危險；4）回采工作面通風(fēng)條件不好。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。b、礦石松散破碎不穩(wěn)固，不允許在礦石暴露面下作業(yè)；c、圍巖不穩(wěn)固，暴露后可能自然崩落而充填采空區(qū)；d、礦體傾角為厚度須能使人工假頂隨回采共走下移；e、地面允許崩落。以上幾點(diǎn)，金川二礦區(qū)均滿足條件。如要應(yīng)用分層崩落采礦方法主要需解決的問題為如何改進(jìn)技術(shù)是其滿足生產(chǎn)能力的要求。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。其示意圖如52所示： 圖52 分層崩落采礦方法示意圖3）VCR事后充填采礦方法