【導(dǎo)讀】鐵礦是我國重要的礦產(chǎn)資源，在國民經(jīng)濟(jì)中具有重要的戰(zhàn)略地位。鐵礦資源的合理開發(fā)和利用日益。重要起來，基于此，本論文針對施墩鐵礦進(jìn)行畢業(yè)論文概述。本設(shè)計(jì)開采儲(chǔ)量萬噸，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為20萬噸/年。分層充填采礦法，抽出式通風(fēng)方式。

　　

【正文】 量較少 ，礦體頂板多數(shù)為三疊系徐家山組大理巖，巖石裂隙發(fā)育，巖石破碎，單孔涌水量普遍較大。結(jié)合現(xiàn)有開采技術(shù)條件，為保證井下采礦安全，本礦設(shè)計(jì)將 135m 作為開采上限， 135m 水平以上的作為護(hù)頂隔水層。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)圈定的中段資源量計(jì)算， 135m 水平以上保有礦量約 萬 t（理論計(jì)算值），這部分礦石留做護(hù)頂?shù)V柱不予開采。 中段高度及中段平巷布置 依據(jù)礦山現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)確定中段高度為 50m。共開拓有兩個(gè)中段，分別為 135m 中段和185m 中段，其中 135m 為回風(fēng)水平。 中段平巷布置采用環(huán)行運(yùn)輸形式 +下盤脈外布置。 開采順序及首采地段 1）開采順序 根據(jù)礦體賦存狀況及選用的采礦方法，確定礦山開采順序?yàn)椋涸诘V體走向上，由東向西后退式回采；礦塊內(nèi)自下而上開采。首采中段為 185m 中段。 22 2）首采地段 根據(jù)確定的開采順序，設(shè)計(jì) 153m 中段的首采地段為礦體 1 采區(qū)的礦塊。 采礦方法 礦床開采技術(shù)條件 影響采礦方法選擇的有以下三方面因素： 1）礦床地質(zhì)條件 本礦床由 9 個(gè)鐵礦體組成，編號為 I~IX。礦體埋深一般在 50m~188m。礦體主要呈似層狀、透鏡狀，其形態(tài)、規(guī)模受圍巖地層及接觸帶控制。礦體產(chǎn)狀一般較平緩，略向南東傾斜，傾角一般在 5176。左右；Ⅳ號礦體傾角稍大，一般在 5176。 ~20176。 礦體規(guī)模一般較小，其走向、傾向延伸均在 100m 左右，厚度 ~ 不等；礦體產(chǎn)出標(biāo)高 45m~144m；Ⅳ號礦體規(guī)模較大，礦體走向延伸約 500m，傾向延伸約 300m，工程見礦厚度 ~，礦體厚度變化中等，其變化系數(shù)為 60%。礦體產(chǎn)出標(biāo)高67m~180m。 礦體的頂板、底板圍巖主要為大理巖類、方解石巖類、閃 長巖類，部分為角巖類、少量角礫巖及安山玢巖。閃長巖類除少數(shù)為礦體頂板（Ⅰ號礦體）外，多數(shù)為礦體底板。 2）水文地質(zhì)條件 區(qū)內(nèi)第四系埋藏厚度大，富水性強(qiáng)；礦床埋藏較深，礦體及其頂板巖層富水性中～強(qiáng)，巷道直接進(jìn)水，水壓大；裂隙巖溶含水層與第四系含水層之間雖有厚度 0～ 26m 弱透水巖層起到相對隔水作用，但在構(gòu)造裂隙、巖體接觸帶裂隙發(fā)育處或該層變薄尖滅處，往往是第四系強(qiáng)含水層與裂隙巖溶含水層溝通的有利通道，故未來巷道突水現(xiàn)象嚴(yán)重。 本礦床屬于頂板直接進(jìn)水，有穩(wěn)定的地下水補(bǔ)給來源，故其水文地質(zhì)條件屬于復(fù)雜類型。 3）地 表其它影響因素 礦區(qū)地表多為農(nóng)田、村莊，有地方公路從地下開采引起的地表移動(dòng)區(qū)通過，地下采礦不能引起地表塌陷，影響農(nóng)田耕作和公路的安全。 采礦方法選擇 1） 采礦方法選擇原則 ⑴ 生產(chǎn)安全，有良好的作業(yè)條件和環(huán)境； ⑵ 適應(yīng)性和靈活性強(qiáng)，能適應(yīng)礦體形態(tài)的變化； 23 ⑶ 生產(chǎn)能力大，效率高； ⑷ 貧化損失率小； ⑸ 技術(shù)先進(jìn)，工藝簡單可靠； ⑹ 有利于地壓管理，能保證采區(qū)不貫通第四系含水層； ⑺ 能耗少，成本低，投資省，經(jīng)濟(jì)效益好。 ⑻ 采切工程量小，建設(shè)時(shí)間短，投產(chǎn)快。 2） 采礦方法選擇 根據(jù)施墩鐵礦床的礦體賦存特征、開采技術(shù)條件及水文地質(zhì)條件。特別是該礦區(qū)地處平原，地表多為良田，地表不允許陷落的實(shí)際情況。礦山選擇充填法進(jìn)行開采的必要性有以下幾點(diǎn)： ⑴ 保證礦山井下生產(chǎn)安全。由于施墩鐵礦為水文地質(zhì)條件復(fù)雜礦山。地表覆第四系覆蓋層厚度較大，且其中有含水層，不允 許塌落，要實(shí)現(xiàn)礦山的安全開采，必須切實(shí)對第四系覆蓋層實(shí)行保護(hù)，防止其產(chǎn)生冒落。在可供選擇的采礦方法中，充填采礦法是最為切實(shí)可行的采礦方法。 ⑵ 保護(hù)礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境。礦區(qū)地勢平坦，地表植被良好，且地表有村莊和道路。 ⑶ 可提高礦石資源回收利用率。膠結(jié)充填采礦法可實(shí)現(xiàn)兩步回采，從而大幅度提高礦石回收率，延長礦山服務(wù)年限，使礦山獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 綜合各方面的因素，設(shè)計(jì)確定采礦方法采用上向水平分層尾砂膠結(jié)充填法。 采礦方法構(gòu)成要素 礦塊沿礦體走向布置。依據(jù)礦巖穩(wěn)固情況及礦體賦存條件，礦塊寬度一般取 6~8m，礦塊長度取 50m，單個(gè)采場頂板暴露面積控制在 400m2 以下。礦塊垂高為中段高度 50m，間柱 6m，底柱高為 5m，不留頂柱。 采礦方法主要技術(shù)指標(biāo) 采礦方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 表 42 序號 指標(biāo)名稱 單位 指標(biāo) 備注 1 礦石回采率 % 標(biāo)準(zhǔn)礦塊計(jì)算值 （綜合回采率 84%） 24 序號 指標(biāo)名稱 單位 指標(biāo) 備注 2 貧化率 % 標(biāo)準(zhǔn)礦塊計(jì)算值 （綜合貧化率 %） 3 千噸采切比 m/kt 4 副產(chǎn)礦石率 % 5 出礦能力 t/d 110 6 出礦品位： TFe % 7 礦石體重 t/m3 8 同時(shí)工作礦塊數(shù) 個(gè) 6 回采工作 礦石開采量的分配 依據(jù)礦山副產(chǎn)礦石率為 %，達(dá)到 20 萬 t/a 生產(chǎn)能力時(shí)產(chǎn)量分配表見表 43。 產(chǎn)量分配表 表 43 序 號 名 稱 回 采 采 切 合 計(jì) 1 班產(chǎn)量（ t） 2 日產(chǎn)量（ t） 3 年產(chǎn)量（ t） 174000 26000 202000 回采工作與計(jì)算 1）回采工作 ⑴ 鑿巖爆破 分層回采高度一般為 ，工作面呈梯段式推進(jìn)。設(shè)計(jì)采用淺孔鑿巖， YT28 型鑿巖機(jī)施工水平孔，孔徑為 42mm，孔深為 ，孔距 ，排距為 。 每米炮孔崩礦量為 、鑿巖機(jī)臺(tái)班效率取 40m、鑿巖機(jī)年作業(yè)率取 60%。經(jīng)計(jì)算，每個(gè)礦塊需配置 1 臺(tái) YT28 鑿巖機(jī)，共需 6 臺(tái)。 采用乳化炸藥，人 工裝藥，分段微差爆破，非電導(dǎo)爆管起爆，二次破碎在采場內(nèi)進(jìn)行。 25 ⑵ 采場通風(fēng) 爆破后采用局扇加強(qiáng)通風(fēng)。新鮮風(fēng)流由脈外運(yùn)輸巷經(jīng)裝礦穿脈、人行泄水井（或采場天井）進(jìn)入采場工作面，污風(fēng)經(jīng)上部的充填回風(fēng)井排出。 ⑶ 采場運(yùn)搬與放礦 崩下礦石采用電耙出礦，通過溜井裝入礦車后，編組后由電機(jī)車牽引運(yùn)至中段井底車場。 每個(gè)采場需布置 1 臺(tái)電耙，共需 6 臺(tái)。 ⑷ 礦柱回收 設(shè)計(jì)留設(shè)有 5m 高的底柱（巖石）和 6m 寬的間柱。待本中段所有礦房出礦工作結(jié)束后 ，采取上向水平分層尾砂膠結(jié)充填法進(jìn)行間柱的回收。 ⑸ 頂板管理與采空區(qū)處理 ① 頂板管理 礦房通風(fēng)完畢，即可進(jìn)入礦房進(jìn)行頂板的安全檢查處理。此項(xiàng)工作應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的安全工負(fù)責(zé)，仔細(xì)觀察頂板，將浮石撬下，以保證作業(yè)場地的安全。 對于頂板不穩(wěn)固的局部地段設(shè)計(jì)采用錨桿或錨網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)。采場支護(hù)采用縫管式金屬錨桿，桿體長 ，網(wǎng)度采用 ~ 。必要時(shí)應(yīng)采取錨桿及金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。 ② 空區(qū)管理 空區(qū)處理采用尾 砂膠結(jié)充填法。 充填準(zhǔn)備：采場出礦完畢，清理好底板粉礦，然后進(jìn)行架接充填管路，架接泄水井，進(jìn)行充填工作；采場充填使用Φ 76~100mm 塑料軟管作充填管，充填管路由回風(fēng)充填井敷設(shè)。 正常充填：采用尾砂膠結(jié)充填，灰砂比為 1： 6~1： 8；充填管路由中央天井敷設(shè)，泄水由架設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)泄水井泄入中段巷道；泄水井采用δ＝ 8mm 厚鋼板制成Φ 1500mm 的圓筒形，筒壁鉆Φ 25mm 的圓孔，外圍包上麻包布。 接頂充填：礦房分層回采、充填至上中段底柱，最后一分層的充填，應(yīng)盡可能充滿，使其接近頂板；可在第一次充填基本接頂后，停 24h 再回充第二次或采取壓力灌漿。 2）回采計(jì)算 上向水平分層尾砂膠結(jié)充填法回采計(jì)算見表 44。 上向水平分層尾砂膠結(jié)充填法回采計(jì)算表 表 44 序號 工作階段 地質(zhì)礦量 礦石回采率 廢石混入率 采出礦量 所占比例 26 （ t） % （ t） % 1 采切 3328.35 100 8 3503.53 13 2 礦房 20960.09 90 12 21436.46 77 3 間柱 2778.57 70 30 2778.57 10 4 底柱 0 0 0 0 0 合計(jì) 27067.01 27718.56 100 考慮到 采場內(nèi)出礦死角和不規(guī)則的邊角礦體無法回采的損失以及礦體尖滅處留作隔水礦柱損失。根據(jù)礦山開采技術(shù)條件，并參考國內(nèi)同類礦山的平均先進(jìn)指標(biāo)，選取采礦損失率%，即綜合回采率為 84%。另外，由于實(shí)際生產(chǎn)中，礦柱視情況進(jìn)行回采，礦山的貧化率也會(huì)隨之降低，本次設(shè)計(jì)取 %。 采準(zhǔn)掘進(jìn)工作 采準(zhǔn)掘進(jìn) 采準(zhǔn)工程主要有脈外運(yùn)輸巷、裝礦穿脈、人行通風(fēng)天井、聯(lián)絡(luò)道、礦石溜井、充填回風(fēng)井等；切割工程有切割巷道。 首先施工脈外運(yùn)輸巷道（ ），并垂直礦體方向掘進(jìn)裝礦穿脈（ ）。自裝礦穿脈上掘溜礦井（Φ ）至底柱上側(cè)，上部各分層采用順路架設(shè)的鋼溜井。平底結(jié)構(gòu)，在底柱上側(cè)向兩翼施工切割巷（ ）至設(shè)計(jì)位置止并切采至礦體上盤邊界。在切割平巷、靠近間柱上掘脈內(nèi)人行通風(fēng)天井（ ），并掘進(jìn)天井聯(lián)絡(luò)道（ ）至礦房。 每個(gè)礦塊布置一個(gè)充填回風(fēng)井、一個(gè)順路架設(shè)的礦石溜井和行人泄水井及一個(gè)人行通風(fēng)天井。 上向水平分層尾砂膠結(jié)充填法采切工程量 表 表 45 序號 工程名稱 規(guī)格 m m 單長 m 數(shù)量 長度 m 工程量（ m3） 礦 廢 合 27 石中 石中 計(jì) 1 裝礦穿脈 36 1 36 25.86 12 15 2 天井穿 6 1 30 18 90 108 3 人行通風(fēng)天井 87 1 87 31 31 4 聯(lián)絡(luò)道 2.1 18 37.8 13 13 5 充填回風(fēng)井 87 1 87 31 31 6 溜井 Φ 16+48 2 64 11 11 7 切割巷道 44 1 44 15 15 8 底柱 5 9 間柱 6 合計(jì) 38 96 33 12 礦塊的千噸采切比為： （標(biāo)準(zhǔn) m），副產(chǎn)礦石率 %。 主要設(shè)備及材料消耗 正常生產(chǎn)期間，千噸采切比為 、萬噸開拓比為 （標(biāo)準(zhǔn) m）、探礦（標(biāo)準(zhǔn) m， 60%用于開采），從而計(jì)算出萬噸采掘比 萬 t/a（標(biāo)準(zhǔn) m）。按20 萬 t/a 的生產(chǎn)能力計(jì)算，礦山年采掘進(jìn)尺為 （標(biāo)準(zhǔn) m）。 采掘設(shè)備選擇 YT28 淺孔鑿巖機(jī)（平巷）和 YSP45 鑿巖機(jī)（天、溜井）。每班需掘進(jìn)平巷 ，按工作面進(jìn)尺 ，需掘進(jìn)工作面 3 個(gè)，每個(gè)工作面配備 1 臺(tái) YT28 鑿巖機(jī)共 3 臺(tái)、 1 臺(tái)局扇共 3 臺(tái)。天、溜井每班需要掘進(jìn) ，每個(gè)工作面進(jìn)尺按 ，共需要 2 個(gè)工作面，每個(gè)工作面配 1 臺(tái) YSP45 型鑿巖機(jī)，共需要 2 臺(tái)。 主要采準(zhǔn)掘進(jìn)設(shè)備見表 46，采準(zhǔn)掘進(jìn)材料消耗量見表 47。 28 主要采準(zhǔn)掘進(jìn)設(shè)備表 表 46 序號 設(shè)備名稱規(guī)格及型號 單位數(shù)量（臺(tái)） 其中（臺(tái)） 工作 備用 合計(jì) 原有 新增 1 鑿巖機(jī)： YT28 3 3 6 18 0 2 鑿巖機(jī)： YSP45 1 1 2 2 3 砼噴射機(jī)： PZ5(B) 1 1 1 4 局扇： 3 1 4 4 主要采準(zhǔn)掘進(jìn)材料消耗量 表 47 序號 材料名稱 單耗 年耗 單位 數(shù)量 單位 數(shù)量 1 炸藥 kg/m kg 2 雷管（發(fā)） 發(fā) /m3 4 發(fā) 3 導(dǎo)爆管 m/m3 8 發(fā) 4 鉆頭 個(gè) /m 個(gè) 5 鉆桿 根 /m 根 6 錨桿 根 /m 根 7 鋼筋 t/m t 坑內(nèi)運(yùn)輸 施墩鐵礦運(yùn)輸采用有軌運(yùn)輸。 1）運(yùn)輸方式的選擇 中段礦石分別經(jīng)過采場礦石溜井溜放到中 段運(yùn)輸水平，在中段運(yùn)輸水平穿脈或脈內(nèi)裝入礦車中，由蓄電池電機(jī)車牽引礦車組至井底車場附近，推入罐籠、由主井提升至地表。 廢石與礦石運(yùn)輸設(shè)備相同。 2）線路技術(shù)條件 ⑴ 鋼軌型號： 15kg/m； ⑵ 軌距： 600mm； ⑶ 道岔型號： 4 號； ⑷ 線路坡度： 3~5‰； ⑸ 線路轉(zhuǎn)彎半徑： 12～ 20m。 29 3）運(yùn)輸設(shè)備 185m 中段礦、廢石采用 蓄電池式電機(jī)車牽引 礦車組運(yùn)輸。年運(yùn)輸?shù)V石量為 20 萬 t、巖石 萬 t。電機(jī)車選用 ，礦車選擇（ 6）翻轉(zhuǎn)式礦車。 30 第五章 礦井通風(fēng)、防塵 通風(fēng)方案選擇 通風(fēng)系統(tǒng)選擇主要考慮因素： 1）風(fēng)路短，阻力小，通風(fēng)網(wǎng)路盡量簡單，風(fēng)流容易控制，在主要行人運(yùn)輸巷道和工作點(diǎn)污風(fēng)不串聯(lián)； 2）風(fēng)量分配滿足生產(chǎn)要