【正文】 。 K1， K2 系傾角和厚度修正系數(shù)，分別取 和 。 代入公式計(jì)算得 A= 萬(wàn)噸 /年 萬(wàn)噸 /年，滿足要求。 南華大學(xué)核資源與核燃料工程學(xué)院 2021 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 礦山服務(wù)年限 礦山計(jì)算服務(wù)年限 )(38500 )1( ??? ???? ?A QKT Zj a （ 2— 3） 式 中 Tj — 礦山計(jì)算服務(wù)年限 ； Q —礦床工業(yè)儲(chǔ)量 t； Kz — 工業(yè)礦石總回采 率 90 %； p — 廢石混入率 5%； A — 礦山企業(yè)年產(chǎn)量 t/a。 礦床 開(kāi)拓的基本問(wèn)題 井田開(kāi)拓是指在井田范圍內(nèi)，為了采 礦 從地面向地下開(kāi)拓一系列巷道進(jìn)入 礦 層 ， 從而建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng)。這些用于開(kāi)拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱(chēng)為開(kāi)拓方式。 礦床 開(kāi) 拓設(shè)計(jì)是研究確定由礦井地面進(jìn)入 礦體 通達(dá)地下開(kāi)采區(qū)的主要井巷布置和開(kāi)掘工程。它要保證礦井生產(chǎn)時(shí)開(kāi)采、掘進(jìn)、運(yùn)輸、提升、通風(fēng)安全、排水和動(dòng)力供應(yīng)等各系統(tǒng)能正常高效的運(yùn)行。 合理的開(kāi)拓方式，需要對(duì)技術(shù)可行的幾種開(kāi)拓 方案 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，才能確定。 礦床 開(kāi)拓主要研究如何布置開(kāi)拓巷道等問(wèn)題，具體有下列幾個(gè)問(wèn)題需認(rèn)真研究 ： （ 1） 確定井筒的形式、數(shù)目和配置，合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置； （ 2） 合理確定開(kāi)采水平的數(shù)目和位置； （ 3） 布置大巷及井底車(chē)場(chǎng)； （ 4） 確定礦井開(kāi)采 順 序，做好開(kāi)采水平的接替； （ 5） 進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深 、深部開(kāi)拓及技術(shù)改造； （ 5） 合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電系統(tǒng)。 階段高度 確定 階段高度確定直接關(guān)系到礦山開(kāi)拓方式和開(kāi)采工藝效益，階段可采礦量與階段高度成正比，階段高度的增加可以改善礦床回采的總回收指標(biāo)，并可降低開(kāi)拓、采準(zhǔn)和回采礦柱的超額費(fèi)用所攤到每噸礦石上的數(shù)額，并可使階段回采時(shí)間增長(zhǎng)，為新階段的建立贏得了南華大學(xué)核資源與核燃料工程學(xué)院 2021 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 時(shí)間，但階段高度太高也會(huì)使采礦技術(shù)發(fā)生困難，會(huì)使天井掘進(jìn)、提升、排水等費(fèi)用相應(yīng)增大，故確定階段高度最核心的內(nèi)容是礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)我國(guó)礦山統(tǒng)計(jì)實(shí)際資料，開(kāi)采傾斜到極傾斜礦床時(shí)，階段高度常采用 40～ 60m，本設(shè)計(jì)考慮到礦區(qū) 開(kāi)拓系統(tǒng)和采礦技術(shù)條件，階段高度確定為 50m。階段標(biāo)高分別為 242m（一階段）， 192m（二階段）， 142m（三階段）和 92m（四階段）。 工業(yè)場(chǎng)地 的選擇 工業(yè)場(chǎng)地選擇 原則 （ 1） 工業(yè)場(chǎng)地應(yīng) 盡量位于儲(chǔ)量中心，使井下有合理 的布局避免單翼開(kāi)采，節(jié)省運(yùn)輸及通風(fēng)費(fèi)用； （ 2） 占地盡量要少且交通方便； （ 3） 工業(yè)場(chǎng)地的標(biāo)高要高于礦區(qū)歷年最高洪水位； （ 4） 主副井筒布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，確保井筒及井底車(chē)場(chǎng)的圍巖穩(wěn)定； （ 5） 綜合考慮礦井的前期及后期生產(chǎn)，在保證總體工程量小 的前提條件下，盡量減少初期投資。 工業(yè)場(chǎng)地 確定 根據(jù)以上原則，結(jié)合本礦實(shí)際情況，工業(yè)廣場(chǎng)布置在 地形 地質(zhì)圖的 北側(cè) （祥 見(jiàn) 地質(zhì)地形 圖上所圈定的位置 ） 。此處的地勢(shì)比較平坦，有利于布置工業(yè)場(chǎng)地；能縮短礦井投產(chǎn)工期，并且地質(zhì)資料詳細(xì)，離 儲(chǔ)量中心 比較近，整個(gè)礦井的運(yùn)輸費(fèi)用較少，無(wú)村莊干擾 ；另外此處地面標(biāo)高高于歷 年的最高洪水位；主要的開(kāi)拓巷道均位于移動(dòng)帶以外 ，圍巖穩(wěn)定。因此此處是最佳位置。 工業(yè)場(chǎng)地布置 工業(yè)場(chǎng)地需布置檢查站、礦倉(cāng)、廢石場(chǎng)、破碎站、堆浸場(chǎng)、控制室、水池等。礦石通過(guò)軌道運(yùn)輸?shù)綑z查站， 然后 對(duì) 礦石進(jìn)行大致的平均品位測(cè)定，如不滿足最低工業(yè)品位（ %），礦石將直接運(yùn)至廢石 場(chǎng)地， 如礦石滿足最低工業(yè)品位，則運(yùn)至礦 倉(cāng)，然后到 破碎站進(jìn)行破碎，最后運(yùn)至堆浸場(chǎng)進(jìn)行 浸出。工業(yè)場(chǎng)地的具體布置詳見(jiàn) 地質(zhì)地形圖北側(cè)。 南華大學(xué)核資源與核燃料工程學(xué)院 2021 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 開(kāi)拓方案 選 擇 選擇開(kāi)拓方案的基本要求 （ 1）確保工作安全，創(chuàng)造良好的地面與地下勞動(dòng)衛(wèi)生條件，具有良好的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等功能； （ 2）技術(shù)上可靠，并有足夠的生產(chǎn)能力，以保證礦山企業(yè)均衡地生產(chǎn)； （ 3）基建工程量最少，盡量減少基本建設(shè)投資和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用； （ 4）確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)投 產(chǎn)，在生產(chǎn)期間能及時(shí)準(zhǔn)備出新水平； （ 5）不留和少留保安礦柱，以減少礦石損失； （ 6）與開(kāi)拓方案密切關(guān)聯(lián)的地面總布置，應(yīng)不占或少占農(nóng)田。 影響礦床開(kāi)拓方案選擇的因素 （ 1）地形地質(zhì)條件、礦體賦存條件，如礦體的厚度、偏角、走向長(zhǎng)度和埋藏深度等； （ 2）地質(zhì)構(gòu)造破壞，如斷層、破裂帶等； （ 3）礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)，如堅(jiān)固性、穩(wěn)固性等； （ 4）礦區(qū)水文地質(zhì)條件，如地表水（河流、湖泊等），地下水、溶洞的分布情況； （ 5）地表地形條件，如地面運(yùn)輸條件、地面工業(yè)場(chǎng)地布置、地面巖體崩落和移動(dòng)范圍，外部交通條 件、農(nóng)田分布情況等； （ 6）礦石工業(yè)儲(chǔ)量、礦石工業(yè)價(jià)值、礦床勘探程度及遠(yuǎn)景儲(chǔ)量等； （ 7）選用的采礦方法； （ 8）水、電供應(yīng)條件； （ 9）原有井巷工程存在狀態(tài)； （ 10）選場(chǎng)和尾礦庫(kù)可能建設(shè)的地點(diǎn)。 開(kāi)拓方案 初選 本礦床比較可行的開(kāi)拓方案見(jiàn)表 ，各方案的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表 。 南華大學(xué)核資源與核燃料工程學(xué)院 2021 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 表 比較可行的 開(kāi)拓方案 開(kāi)拓方案 大類(lèi) 開(kāi)拓方案 細(xì)分 豎井開(kāi)拓法 明 豎井開(kāi)拓 斜井 開(kāi)拓法 下盤(pán) 明斜井開(kāi)拓 聯(lián)合開(kāi)拓法 平硐 +盲豎 井開(kāi) 拓 平硐 +盲斜井開(kāi) 拓 明豎井 +明副斜井開(kāi)拓 表 各 方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較 項(xiàng)目 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 方案 一 ； ，提升速度快，提升費(fèi)用低； ，維護(hù)條件好； ，通風(fēng)較容易； ，直接到達(dá)地表 。 ，初期基建工程量大； ，投產(chǎn)慢 ； 。 方案 二 ； ，運(yùn)輸距離短，基建時(shí)間短； 、投產(chǎn)快、掘進(jìn)延伸斜井比較容易 ； 。 、提升能力??； 豎井； 、設(shè)備較復(fù)雜，鋼繩磨耗較豎井大； ，事故較豎井多； ，其排水阻力較豎井大。 方案 三 ； 提升能力大，提升速度快，提升費(fèi)用低； ，維護(hù)條件好； 運(yùn)輸能力大； 。 ； ，增加出礦時(shí)的倒運(yùn)環(huán)節(jié)； ，投產(chǎn)慢； ； 。 南華大學(xué)核資源與核燃料工程學(xué)院 2021 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 方案 四 ； ， 運(yùn)輸距離短，基建時(shí)間短； 。 、提升能力小； ； 、設(shè)備較復(fù)雜，鋼繩磨耗較豎井大； ，事故較豎井多； ； ，其排水阻力較豎井大。 ，增加出礦時(shí)的倒運(yùn)環(huán)節(jié)； 方案 五 ； 提升能力大，提升速度快，提升費(fèi)用低； 井筒平直，維護(hù)條件好； ，直接到達(dá)地表 。 、投產(chǎn)快、掘進(jìn)延伸斜井比較容易 ； 、設(shè)備較復(fù)雜，鋼繩磨耗較豎井大； ，投產(chǎn)慢 ； 。 由于工業(yè)場(chǎng)地的位置已經(jīng)確定，如果采用 方案二（ 平硐 +盲豎井的聯(lián)合開(kāi)拓方案 ） ，平硐的長(zhǎng)度 100m， 所減少的 各階段運(yùn)輸 巷道掘進(jìn) 工程量并不大，而 盲豎井卻比明豎 井 的費(fèi)用明顯增多 ，因此，采用此方案在經(jīng)濟(jì)上并不是很合理。 同樣，如果采用方案四（平硐+盲斜井聯(lián)合開(kāi)拓方案），也會(huì)使 平硐的長(zhǎng)度 100m， 所減少的各階段運(yùn)輸巷道掘進(jìn)工程量并不大，而盲斜井卻比明斜井的費(fèi)用明顯增多， 因此，采用此方案在經(jīng) 濟(jì)上同樣不是很合理。 如果采用 方案三（明斜井開(kāi)拓方案） ，由于礦體屬于急傾斜礦體，采用明斜井提升礦石時(shí)將會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸?shù)V石時(shí)出現(xiàn)反向運(yùn)輸， 因此方案三 并不是很合理。 根據(jù)表 及 礦體的賦存形式 ： 傾角（ 75176。 ～ 86176。 ） 45176。 ，礦體埋藏 深 度 200m，礦體 位于 當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下 ， 礦體分散屬于透 鏡狀 。 可選的開(kāi)拓方案為 下盤(pán) 明 豎井開(kāi)拓方案 及 明豎井 +明副 斜井 聯(lián)合 開(kāi)拓方案。 南華大學(xué)核資源與核燃料工程學(xué)院 2021 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 開(kāi)拓方案 初步分析比較 方案一 ： 下盤(pán)明 豎井開(kāi)拓方案。 根據(jù)礦山的地質(zhì)資料， 礦體賦存位置的地表坡度角非常大（ 45176。 左右），如果 在下盤(pán)礦體走向中央布置豎 井， 則將礦石運(yùn)至工業(yè)場(chǎng)地非常不便。而工業(yè)場(chǎng)地附近的地表比較平坦，且減少了地表的運(yùn)距，則豎井 應(yīng) 布置在工業(yè)場(chǎng)附近（同時(shí)應(yīng)該保證豎井井筒位置位于 礦體下盤(pán)巖石移動(dòng)帶以外一定安全距離）。但由此會(huì)增加石門(mén)的長(zhǎng)度，從 而增加基建費(fèi)用。 方案五 ： 明豎井 +明副 斜井 聯(lián)合 開(kāi)拓方案。 采用 明斜井為 副井 后，其 施工設(shè)備簡(jiǎn)單、投產(chǎn)快、掘進(jìn)延伸斜井比較容易 ，相比用豎井作為副井的掘進(jìn)費(fèi)用可能變低。同時(shí)采用明斜 井為副井所產(chǎn)生的石門(mén)長(zhǎng)度相對(duì)采用豎井為副井的石門(mén)長(zhǎng)度將變短， 最終的基建費(fèi)用較低，基建時(shí)間較短 。 兩方案的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表 。 表 各方 案的優(yōu)缺點(diǎn)比較 項(xiàng)目 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 方案 一 ； ，提升速度快，提升費(fèi)用低； ，維護(hù)條件好； ，通風(fēng)較容易 ； 時(shí)不需要轉(zhuǎn)運(yùn)，直接到達(dá)地表 。 石門(mén)長(zhǎng)，初期基建工程量大； ，投產(chǎn)慢 ； 。 方案 五 ； 提升能力大，提升速度快，提升費(fèi)用低； 井筒平直，維護(hù)條件好； ，直接到達(dá)地表 。 、投產(chǎn)快、掘進(jìn)延伸斜井比較 容易 ； 、設(shè)備較復(fù)雜，鋼繩磨耗較豎井大； ，投產(chǎn)慢 ； 。 南華大學(xué)核資源與核燃料工程學(xué)院 2021 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 開(kāi)拓方案 具體描述 方案一 ： 下盤(pán) 明 豎井開(kāi)拓。 主井 井筒中心坐標(biāo)： x=； y=，井口標(biāo)高 z=+，井筒凈直徑 Φ ，井底標(biāo)高為 +72m，井筒深 214m (+286m～ +72m)。副井井筒中心坐標(biāo)： x=； y=，井口標(biāo)高 z=+， 井筒凈直徑Φ ，井底標(biāo)高為 +72m，井筒深 214m(+286m～ +72m)?；仫L(fēng)井筒中心坐標(biāo)：x=； y=，井口標(biāo)高 z=+，井筒凈直徑 Φ 。 主井主要用于提升礦石，不做為進(jìn)、回風(fēng)井。副井主要用來(lái)上下人員、設(shè)備、材料，提升廢石及兼做進(jìn)風(fēng)井。風(fēng)井采用兩翼 對(duì)角 式布置 。 具體方案見(jiàn)下圖 。 5004004503504300440045004600 4202170092142192242292500400450350921421922422924800 4100 主井 副井階段運(yùn)輸巷道穿脈巷道回風(fēng)井 124 125 127 129 139 140 190 142 143 144 145 1466300 圖 豎井開(kāi)拓方案 方案五 ： 明豎井 +明副 斜井聯(lián)合開(kāi)拓方案 。 主井 井筒中心坐標(biāo)： x=；y=，井 口標(biāo)高 z=+，井筒凈直徑 Φ ，井底標(biāo)高為 +72m，井筒深 214m (+286m～ +72m)。 副井井筒中心坐標(biāo)： 1 號(hào)斜井井筒中心坐標(biāo) x=； y=，井口標(biāo)高 z=+，井底標(biāo)高為 +192m，井筒 垂 深 94 m (+286m～ +192m)， 斜長(zhǎng)，傾角為 22176。 。 2 號(hào)斜井井筒中心坐標(biāo) x=； y=，井口標(biāo)高z=+，井底標(biāo)高為 +142m，井筒垂深 50 m (+192m～ +142m)，斜長(zhǎng) ，傾角南華大學(xué)核資源與核燃料工程學(xué)院 2021 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 為 22176。 。 3 號(hào)斜井井筒中心坐標(biāo) x=； y=，井口標(biāo)高 z=+，井底標(biāo)高為 +92m，井筒垂深 50 m (+142m～ +92m)，斜長(zhǎng) ，傾角為 21176。 。 回風(fēng)井筒中心坐標(biāo)： x=； y=，井口標(biāo)高 z=+，井筒凈直徑 Φ 。 主井主要用于提升礦石，同時(shí)兼做回風(fēng)井。副井 主要用來(lái)上下人員、設(shè)備、材料，提升廢石及兼做進(jìn)風(fēng)井。風(fēng)井采用中央 對(duì)角式布置。 具體方案見(jiàn)下圖 。 5004004503504300440045004600 4202170092142192242292500400450350921421922422924800 4100 主井 副井 階段運(yùn)輸巷道穿脈巷道回風(fēng)井124 125 127 129 139 140 190 142 143 144 145 146 圖 明豎井 +明副斜井聯(lián)合開(kāi)拓方案 開(kāi)拓方案 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較詳見(jiàn)表 、 及 。 南華大學(xué)核資源與核燃料工程學(xué)院 2021 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 表 開(kāi)拓工程量表 項(xiàng)目