【導(dǎo)讀】寬城順興礦業(yè)有限公司北山鐵礦Fe2號(hào)礦體。地下開(kāi)采建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告。承德市正通環(huán)境工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

　　

【正文】 投產(chǎn)及 投產(chǎn)期三量 21 根據(jù)工期計(jì)劃安排，該礦在今年 10 月份開(kāi)始 施工 延伸 豎井 ， 明 年6 月就可以投產(chǎn)。 基建終了礦山保有的三級(jí)礦石量分別為： 開(kāi)拓礦量： 萬(wàn) t， 保有期 3a 采準(zhǔn)礦量： 萬(wàn) t， 保有期 2a 備采礦量： 萬(wàn) t， 保有期 2a 6 礦井生產(chǎn)系統(tǒng) 運(yùn)輸系統(tǒng) 礦井采用人工推礦車運(yùn)輸方式 巷道鋪設(shè) 11kg 輕軌，軌距 600 mm，運(yùn)輸巷道轉(zhuǎn)彎半徑一般為 15 m 以上，最小轉(zhuǎn)彎半徑 8 m，選用 4 號(hào)道岔 。 巷道坡度 3‰ ～ 5‰ ，一般情況為重車下行，空車上行運(yùn)輸。 礦井 每 年運(yùn)輸?shù)V石和廢石量為 萬(wàn) t，其中 2020t 廢石量。最遠(yuǎn)運(yùn)距為 180m。每班運(yùn)量為 。 礦石運(yùn)輸車輛的選擇 （ 6）型礦車 。 經(jīng) 計(jì)算 井下選用 （ 6）型礦車 5 臺(tái)。 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)方法采用機(jī)械通風(fēng)，通風(fēng)方式為 并列 抽出式。 風(fēng)機(jī)安裝在 風(fēng)井 的引風(fēng)硐。 礦 體 開(kāi)采時(shí)，新風(fēng)從 提升 豎井 SJ2 進(jìn)入，經(jīng) 中段 穿脈 運(yùn)輸 石門(mén) 、中段運(yùn)輸巷 以及進(jìn)風(fēng)天井至采場(chǎng)，污風(fēng)從另一側(cè)天井經(jīng) 中段 回風(fēng)巷 、回風(fēng) 上山 、 通過(guò) 回風(fēng) 平硐 PD5 井口引風(fēng)硐 排出地表。 礦井風(fēng)量、負(fù)壓計(jì)算 礦井風(fēng)量 （ 1） 按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算 Q=qN=415=60 m3/min＝ 式中： Q——礦井需風(fēng)量 m3/s； q——每人用風(fēng)量 4m3/min； 22 N——最大入井人數(shù) 15 人； （ 2）按礦井各地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算 1）采場(chǎng)風(fēng)量確定 按一次爆破量計(jì)算： Ｑ 1＝ SAL?0 ＝ 式中： Ｑ 1——工作面所需風(fēng)量， m3/s； A——次爆破炸藥量， 60kg； L0——采場(chǎng)長(zhǎng)度的一半， L0＝ 。 S——采場(chǎng)橫斷面面積， S＝ ； T——通風(fēng)時(shí)間， 1800s。 2） 按排塵 風(fēng)速計(jì)算風(fēng)量： Ｑ 1=VS== m3/s 式中： V——《規(guī)程》規(guī)定風(fēng)速，取 m/s S——采場(chǎng)過(guò)風(fēng)斷面積， 最終確定采場(chǎng)風(fēng)量為 m3/s。 3）掘進(jìn)工作面需風(fēng)量 按排塵風(fēng)速計(jì)算 Qh=VS＝ m3/s 式中： V —— 掘進(jìn)巷道排塵風(fēng)速，取 ； S—— 掘進(jìn)巷道斷面積， m2（掘進(jìn)斷面按最大 m2 計(jì)算）； 按掘進(jìn)工作面最大人數(shù)計(jì)算 Q=qN=4 5=20m3/min=式中： Q— 礦井需風(fēng)量 m3/min； q— 每人用風(fēng)量 4m3/min； N— 工作面最大人數(shù) 5 人； 按掘進(jìn)工作面一次最大用藥量計(jì)算 Q=25t=25 6=150m3/min=t— 一次最大用藥量（ 6Kg） 23 最終，確定掘進(jìn)工作面需風(fēng)量為 。 4)備用采場(chǎng)風(fēng)量確定 : 備用采場(chǎng)風(fēng)量按采場(chǎng)風(fēng)量的一半計(jì)算，即每個(gè)備用采場(chǎng)的風(fēng)量為： Q4=Q1/2=5）礦井各地點(diǎn)用風(fēng)量總合為 : Q 總 =∑Ｑ 1+∑Ｑ 2+∑Q3 =（ +＋ ） =式中分別按 1 個(gè)回采工作面 、 1 個(gè)掘進(jìn)工作面和 1 個(gè) 備用 回采工作 面計(jì)算。 （ 3）最終礦井風(fēng)量的確定 通過(guò)以上兩種方法計(jì)算，礦井用風(fēng)量取 。 則礦井最終需用風(fēng)量為 Q=KQ 總 ==式中： Ｋ ——風(fēng)量備用系數(shù)，取 負(fù)壓計(jì)算 最大負(fù)壓 (末期）按通風(fēng)系統(tǒng)井巷斷面、支護(hù)、長(zhǎng)度計(jì)算巷道摩擦阻力，用公式： h′＝ αPLQ2/S3 。設(shè)計(jì)計(jì)算最大負(fù)壓按開(kāi)采 480m 水平西 部 邊界礦塊時(shí)計(jì)算 。 礦山 通風(fēng)阻力 計(jì)算表 巷道名稱 支護(hù) 阻力系數(shù) 巷道周長(zhǎng) 巷道斷面 巷道長(zhǎng)度 風(fēng)量 巷道負(fù)壓 風(fēng)速 (α) (P) (S) (L) (Q) (Pa) (m/s) 提升豎井 SJ2 澆注 72 480m穿脈運(yùn)輸巷 裸巷 22 480m中段運(yùn)輸巷 裸巷 133 回風(fēng) 天井 裸巷 31 回風(fēng) 上山 裸巷 7 天井 裸巷 31 采場(chǎng) 60 回風(fēng) 平硐 PD5 裸巷 60 24 小計(jì) 局阻 20% 合計(jì) 礦井通風(fēng)總阻力 H 礦 ＝ h 摩 ＋ h 局 ＝ 經(jīng)上述計(jì)算，礦井所需風(fēng)量 ，礦井通風(fēng)負(fù)壓 約為 。 局部通風(fēng)與防塵 為確保獨(dú)頭 掘進(jìn)工作面和阻力大的采礦作業(yè)面有足夠的新鮮風(fēng)流，可采用 JK58— 型 局扇輔助通風(fēng) ， 通風(fēng)機(jī)電機(jī)功率 ，風(fēng)量 ～ m3/s。 為抑止粉塵，采用濕式鑿巖；裝卸礦及其他產(chǎn)塵點(diǎn)采用噴霧灑水；巷道壁定期清洗 。 排水與供水系統(tǒng) 排水 礦井水文情況 中等 ，礦井涌水量 不大 ，礦井排水任務(wù)主要是防排洪水季節(jié)大氣降水。根據(jù) 礦山情況 ， 礦井 正常涌水量為不大于 40m3/d。設(shè)計(jì)在豎井 SJ3 下部標(biāo)高水平車場(chǎng)設(shè)置水倉(cāng)，水倉(cāng)的有效容積按井下68 小時(shí)正常涌水量設(shè)計(jì)，水倉(cāng)容積按 60 m3設(shè)置。 排水管路 安裝在豎井 SJ2 井筒 的管 道 間 內(nèi)，揚(yáng)程高度 82m，選擇內(nèi)徑為 75mm 的鋼管排水管路兩趟（其中一趟備用）。 水泵房設(shè)置三臺(tái) 同類型的 水泵，要保證 工作水泵應(yīng)能在 20h 內(nèi)排出一晝夜的正常涌水量；除檢修泵外，其他水泵應(yīng)能在 20h 內(nèi)排出一晝夜的最大涌水量 ，以確保礦山排水安全。 供水 井下主要用水地點(diǎn)為鑿巖機(jī)工作用水和消塵、消防用水，日需水量約為 40m3/d。 生產(chǎn)用水由地表蓄水池通過(guò)供水管路直接供給，蓄水池是容積250m3。 蓄水池水源是井下水排到地表蓄水池凈化后使用，在地下水不足時(shí)，由地面水源井向蓄水池補(bǔ)充。 蓄水池中的水通過(guò)專用管道供到井 25 下各用水地點(diǎn)。 礦井安全出口及人行通道 安全出口 礦山開(kāi)拓方式采用 平硐 豎井 開(kāi)拓 ，豎井 SJ2 采用罐籠 提升， 回風(fēng)平硐 作為礦體開(kāi)采時(shí)的又一個(gè)安全出口。 礦山具有 兩 個(gè)直接通往地面的安全出口。 人行通道 礦井正常生產(chǎn) 開(kāi)采時(shí)， 人員 提升 豎井 SJ2 進(jìn) 入各水平中 段 作業(yè)工作面，升井時(shí)人員按原路返回至地面。 礦井發(fā)生災(zāi)害時(shí)，按設(shè)計(jì)規(guī)定的行人路線，緊急避險(xiǎn)。 通訊、消防系統(tǒng) 通訊系統(tǒng) 礦山調(diào)度室安裝一部外部固定電話，用于外部救援支持聯(lián)系，同時(shí)礦區(qū)調(diào)度室設(shè) 10 門(mén)調(diào)度電話總機(jī)一臺(tái)，以下各地點(diǎn)處設(shè)調(diào)度電話。電話線均引自上述調(diào)度電話總機(jī)。 井上建筑 辦公室、井口變電所、壓機(jī)房、風(fēng)井通風(fēng)機(jī)控制室及各車間等 。 井下部分 井底車場(chǎng)、水泵房等主要大巷工作面等重要場(chǎng)所都配備通訊設(shè)備。所有通訊設(shè)備都能夠與礦調(diào)度室直接聯(lián)系。 礦井井筒通訊電纜線路分設(shè)兩條， 一路 從 豎井 SJ2 進(jìn)入井下配線設(shè)備， 另一路從回風(fēng) 平硐 進(jìn)入。 其中任何一條通訊電纜發(fā)生故障，另一條通訊電纜的容量應(yīng)能擔(dān)負(fù)井下各通訊終端的通訊能力。 通訊設(shè)備供電應(yīng)配備備用電源，保證網(wǎng)電停電后，通訊設(shè)備 能夠正常使用。實(shí)現(xiàn)通訊設(shè)備雙回路供電。 礦山調(diào)度室及地面所有通訊，除建立有線通訊外還要配備手機(jī)等無(wú)線通訊，形成礦山雙路通訊網(wǎng)絡(luò)。能確保通訊聯(lián)絡(luò)暢通、安全及時(shí)可靠。 消防系統(tǒng) 礦山要建設(shè)消防水池，消防和生產(chǎn)共用一個(gè)水池，消防水池容積 26 250m3。要安裝消防管路。 井下生產(chǎn)供水管兼做消防水管，每隔 50100m應(yīng)設(shè)支管和供水接 頭。 7 采礦方法 采礦法選擇 礦 體 開(kāi)采條件 Fe2號(hào)礦體： 位于礦區(qū)中西部，礦體長(zhǎng) 176m，礦體在礦界內(nèi)長(zhǎng) 166m，界外 10m，厚 ～ ，平均厚 ；礦體呈似層狀分布，傾向200176。 ，傾角 75176。 。品位： ～ %，平均品位 TFe %。該 礦 體 累 計(jì) 查 明 資 源 儲(chǔ) 量 (122b+333)120kt ， 其中(122b)88kt,(333)32kt。 采礦方法選擇 根據(jù)礦體的賦存條件和礦體厚度 ，選用“淺孔留礦法”開(kāi)采。 此方法的優(yōu)點(diǎn)是具有結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，管理方便，可利用礦石自重放礦，采準(zhǔn)工程量小、適應(yīng)性強(qiáng)，采礦成本低，回收率高，以及回采作業(yè)安全等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是留礦時(shí)間比較長(zhǎng)，占用資金多。 采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù) 礦塊沿礦體 走向布置 ， 礦山基建和生產(chǎn)時(shí)，礦塊要素應(yīng)根據(jù)具體礦體的產(chǎn)狀和形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造等條件予以調(diào)整 （ 采礦方法的礦塊構(gòu)成要素見(jiàn)表 ）。 礦塊構(gòu)成要素 序號(hào) 項(xiàng) 目 名 稱 參 數(shù) 1 礦房長(zhǎng)度 5060m 2 礦房高度 30m 3 礦房寬度 同礦體厚度 4 間柱寬度 8m 5 頂柱厚度 3m 采準(zhǔn)切割工程 淺孔留礦采礦法采準(zhǔn)工程 包括：運(yùn)輸巷道，通風(fēng)行人天井，回風(fēng)巷道，放礦溜井，切割天井等（見(jiàn)留礦法采礦圖）。 27 礦體運(yùn)輸巷道沿礦體 底 板布置，天井聯(lián)絡(luò)巷道用來(lái)聯(lián)通礦房，在天井向兩側(cè)布置，即從天井內(nèi)每隔 6m 垂 高掘一條行人聯(lián)絡(luò)巷。 切割包括：拉底和擴(kuò)漏。拉底空間的高度為 2m， 寬度為 2m， 礦體厚度不足 2m 破底板施工；擴(kuò)漏即為把斗頸上部擴(kuò)成喇叭口。 回采工藝 回采工藝主要包括鑿巖、爆破、通風(fēng)、灑水降塵、大塊破碎、放礦、撬頂、平場(chǎng)及臨時(shí)支護(hù)等工序 。 （ 1）鑿巖爆破 使用 YT27 型鑿巖機(jī)打上向傾斜炮孔，孔徑 38mm～ 42mm，孔深。按每米炮孔崩礦量 選取爆破參數(shù)。 爆破采用乳化炸藥，導(dǎo)爆管雷管起爆，延期串聯(lián)爆破。 （ 2）采面通風(fēng) 爆破后，經(jīng)通風(fēng)吹散炮煙、檢查確認(rèn)井下空氣合格后，才準(zhǔn) 進(jìn)入下段工序作 業(yè) 。 （ 3）灑水降塵及大塊破碎 人員進(jìn)入工作面后應(yīng)灑水降塵和敲幫問(wèn)頂，及時(shí)檢查圍巖的穩(wěn)定情況，如有浮石應(yīng)及時(shí)處理，對(duì)于頂板不穩(wěn)定地段，可采用錨桿支護(hù)。 頂板處理穩(wěn)定后可進(jìn)行大塊破碎工作，確保大塊粒度不超過(guò) 300mm。 （ 4）礦石裝運(yùn) 在進(jìn)行降塵及破碎大塊后，要進(jìn)行局部放礦，每次只能放出崩礦量的三分之一左右，局部放礦后必須進(jìn)行撬頂平場(chǎng)，然后進(jìn)行下一循環(huán)的作業(yè)。當(dāng)?shù)V房被崩落完畢后，開(kāi)始進(jìn)行大量放礦。 （ 5）頂板支護(hù) 采礦過(guò)程中，根據(jù)回采進(jìn)度，當(dāng)采場(chǎng)頂板暴露面積較大或頂板局部不穩(wěn)定時(shí)要及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，采場(chǎng)支護(hù)采 用可以使用錨桿及錨索支護(hù) 。 采場(chǎng) 主要采掘設(shè)備及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 設(shè)計(jì)本著經(jīng)濟(jì)、適用、配套的原則，設(shè)計(jì)選用 YT27 型鑿巖機(jī) 進(jìn)行掘進(jìn)鑿巖、采礦。掘進(jìn)出碴、回采出礦采用人工裝車。主要采掘設(shè)備 、 主要材料消耗見(jiàn)表 。 28 主要采掘設(shè)備表 序號(hào) 型號(hào)及名稱 單位 數(shù) 量 工作 備用 合計(jì) 1 YT27 型鑿巖機(jī) 臺(tái) 2 1 3 2 JK58 型局扇 臺(tái) 2 1 3 采場(chǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 項(xiàng) 目 單 位 參數(shù)指標(biāo) 采場(chǎng)生產(chǎn)能力 t/d 200 礦石回采率 % 90 廢石混入率 % 10 主要材料消耗 炸藥 ㎏ /t ～ 雷管 發(fā) /t ～ 鋼材 ㎏ /t ～ 坑木 m3/萬(wàn) t 10～ 15 礦柱回采 （ 1）礦房回采結(jié)束后回采礦柱，礦柱回采應(yīng)保證 生產(chǎn)中段通風(fēng)系統(tǒng)不被破壞。 （ 2）礦柱采用崩落法進(jìn)行回采，為了保證礦柱回采工作安全，在礦房大量放礦前，就鑿?fù)甑V房間柱和頂柱的炮孔。 （ 3）礦柱回收前一段時(shí)間要對(duì)回收礦柱進(jìn)行觀察 ,對(duì)于壓力較大有危險(xiǎn)的礦柱，不進(jìn)行回收，做為永久礦柱保留。 （ 4）礦柱回收要根據(jù)具體情況制定專門(mén)措施，并經(jīng)礦 山 總工批準(zhǔn)。 采空區(qū)處理 在回收礦柱的同時(shí)處理采空區(qū)， 礦房回采結(jié)束后采取封閉處理采空區(qū)。 當(dāng)?shù)V房回采完后，將通入采空區(qū)的巷道全部封閉，通入采空區(qū)的天井口安裝鋼制柵式隔窗，禁止人員進(jìn)入。 封閉采用磚混結(jié)構(gòu)，管孔要安裝閥門(mén)，嚴(yán)禁漏風(fēng)。 29 8 礦山機(jī)械 提升設(shè) 備 提升 豎井 SJ2 采用 罐籠 提升 提升 計(jì)算依據(jù) （ 1） 罐籠自重為 。 （ 2）豎井提升深度 72m。 （ 3）井架高度 12m。 （ 4）鋼繩最大提升長(zhǎng)度 84m。 （ 5）礦車容積 ， 自重 Qk=590kg （ 6） 有效載重 Q=1080kg (7)防墜器： YS150 型防墜器 豎井提升鋼絲繩的選擇計(jì)算 （ 1）豎井提升鋼絲繩的選擇 P′=（ Q+Qr） /[(11бB /m） H0 ] 式中： P′——鋼絲繩 kg/m Q——最大載重量 1080kg Qr——容器自重