【正文】 E—— 地質(zhì)影響系數(shù)， ～ ，取 E＝ 。 故 5 3 1 3 . 2 3 . 2 6 2 0 8 3 . 3 % 1 . 0 1 . 0 0 . 8 2 6 . 11 1 1 . 7 %A ? ? ? ? ? ? ??年 ＝ 萬 t/a 大于 15 萬 t，符合 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 。 2．按同時(shí)回采的礦塊數(shù)驗(yàn)證礦山年產(chǎn)量 1N q K tA Z? ? ?? ?年 （ 32） 式中 N—— 一個(gè)中段可布礦塊數(shù)目； q—— 礦塊采場或進(jìn)路出礦能力， 根據(jù)采礦方法取 200t/d； t —— 年工作日， 330d； 河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 10 Z—— 副產(chǎn)礦石率，取 15%； K—— 礦塊利用系數(shù)，取 。 故 / ( 400) / 5 0 7N n L l??＝ ＝ ＝ 7 2 0 0 0 .3 3 3 0 1 6 .31 0 .1 5A ? ? ????年 萬 t/a 大于 15 萬 t，符合 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 。 3． 按經(jīng)濟(jì)合理服務(wù)年限驗(yàn)證礦山年產(chǎn)量 (1 )QKA T ??? ?年 （ 33） 式中 : Q—— 為 +99~+209m 的礦體工業(yè)儲量， Q＝ 萬 t； T—— 經(jīng)濟(jì)合理服務(wù)年限， T＝ 15a； K—— 礦石回收率，取 K＝ %； ρ—— 廢石混入率，取 ρ＝ %。 故 ? ?3 2 9 .4 3 8 3 .3 % 2 0 .71 5 1 1 1 .7 %A ?????年 萬 t/a 大于 15 萬 t，符合 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 。 礦山服務(wù)年限 按 +99m～ +209m 的礦量計(jì)算 ： (1 )QKT A ??? ?計(jì) （ 34） 式中 A—— 15 萬 t； K—— 工業(yè)礦石總回收率； K＝ %； ρ—— 礦石貧化率 ， 取 ρ＝ %； Q—— 工業(yè)礦床儲量， Q＝ 萬 t。 故 3 2 9 .4 3 8 3 .3 % 2 0 .71 5 (1 1 1 .7 % )T ????計(jì) a cm12T T T T? ? ?正 計(jì) （ ） （ 35） 式中 T 正 —— 礦山正常生產(chǎn)年限； 第 3 章 礦床開拓 11 Tc—— 礦山產(chǎn)量上升年限，取 2a； Tm—— 礦山產(chǎn)量下降年限，取 3a。 故 ? ?12 0 .7 2 3 1 8 .22T ? ? ?正 ＝ a 礦山實(shí)際總的存在年限 18 .2 2 3 23 .2T T T T? ? ? ? ? ? ?正 下上實(shí) a 因此，該礦山的實(shí)際存在年限為 。 開拓方法 階段高度 根據(jù)礦山的實(shí)際， 礦床屬于 急傾斜礦床， 采用階段礦房法開采， 階段高度采用 40～ 60m。參照類似礦山生產(chǎn) 實(shí)際 并考慮本礦礦床賦存狀態(tài)以及安全因素、回采落礦的方便以及地壓管理等因素 ，本次設(shè)計(jì)確定階段高度為 55m。 開拓方案選擇 1． 主要開拓方法比較 （ 1）平硐開拓法：當(dāng)?shù)V體（或其大部分）賦存在地平面以上時(shí)，廣泛的采用平硐開拓法。它包括垂直礦體走向下盤平硐開拓法、垂直礦體走向上盤平硐開拓法、沿礦體走向平硐開拓法。 （ 2）斜井開拓法：傾斜或緩傾斜礦體，既礦體的傾角為 15176?！?20176。至 45176。之間， 礦體賦存在地平面以下時(shí)，礦體埋藏又不深的中小型礦山，地表無過厚的表土層，可采用斜井開拓。 （ 3）豎井開拓法：當(dāng)?shù)V體賦存在地平面以下時(shí)，礦體傾角 ≥ 45176。，或 ＜ 15176。，而埋藏較深的礦體。 豎井的生產(chǎn)能力比斜井大，且易于維護(hù)，故豎井是金屬礦山最廣泛采用的開拓方法。包括下盤豎井開拓、上盤豎井開拓、側(cè)翼豎井開拓。 （ 4）斜坡道開拓法：當(dāng)不設(shè)其他提升井筒時(shí)，連通地表的主要用于運(yùn)輸?shù)V巖并兼作無軌設(shè)備出入、通風(fēng)、材料運(yùn)輸之用。包括螺旋式斜坡道和折返式斜坡道。 （ 5）聯(lián)合開拓法：就是將平硐、豎井或斜井中幾種主要的開拓方法組合起來開拓礦體。 2． 可選開拓方案比較 河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 12 從礦山的整體情況來看，該礦山有兩種開拓方案可選，一個(gè)為豎井開拓方案，另一個(gè)為斜井開拓方案。 基建工程量：斜井的長度比豎井長，但是斜井開拓比豎井開拓 的石門長度短，當(dāng)?shù)V體傾角較緩時(shí)，斜井的長度比豎井更長，但是斜井開拓比豎井開拓的石門長度更短，斜井的井底車場一般比豎井的井底車場簡單； 井筒裝備：豎井井筒裝備比斜井復(fù)雜，斜井內(nèi)的管道、電纜、提升鋼絲繩比豎井要長； 提升：豎井的提升速度快，提升能力大，提升費(fèi)用較低。斜井提升設(shè)備的修理費(fèi)和鋼絲繩磨損較大； 排水：斜井的排水管路較長，設(shè)備費(fèi)、安裝費(fèi)、修理費(fèi)較大，同時(shí)因摩擦損失消耗的動能較大，故斜井的排水費(fèi)用比豎井要高； 施工：豎井比斜井容易實(shí)現(xiàn)自動化，采用的施工設(shè)備和裝備較多，要求技術(shù)管理水平較高 ， 斜井施工較簡單， 需要的設(shè)備和裝備少。當(dāng)斜井的傾角較緩時(shí)，成井速度比豎井快； 安全：豎井井筒不易變形，提升過程中停工事故較少。斜井承受地壓大，容易變形，提升容器容易發(fā)生脫軌、脫鉤等事故。 通過各方面的綜合比較，確定該礦山采用下盤豎井開拓方案。該開拓方案的最大優(yōu)點(diǎn)是井筒的保護(hù)條件好，不需留井筒保安礦柱。其缺點(diǎn)是石門的長度隨開采深度的增加而加長。由于該礦山礦體為急傾斜礦體，因此使用下盤豎井開拓更加有利。 3． 開拓方案描述 根據(jù)礦山的實(shí)際情況，確定 本 礦采用下盤豎井開拓方案。 主井為罐籠井，內(nèi)設(shè)梯子間，布置在礦體下盤，在巖石移動界線 20m 以外。井筒中心坐標(biāo)： X＝ ， Y＝ ， Z＝ 119。井筒全長 224m（含井底水窩 5m），直徑 。主井承擔(dān)礦石、廢石、人員、材料的提升和下放任務(wù)。 風(fēng)井直通地表，內(nèi)設(shè)梯子間，布置在礦體下盤，在巖石移動界線 10m 以外。井筒中心坐標(biāo)： X＝ ， Y＝ ， Z＝ 112。井筒全長 62m，直徑 。作為回風(fēng)井，兼作第二安全出口。 鑒于礦體的平均厚度 ，屬于中厚礦體， 礦體穩(wěn)固性好， 故開拓巷道掘進(jìn) 在脈內(nèi)，基建期還可副產(chǎn)一定量的礦石，可提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益。 開拓巷道主要有運(yùn)輸巷道和主回風(fēng)巷道。運(yùn)輸巷道選用凈斷面為 ，支護(hù)形式采用噴射混凝土，噴射厚度為 80mm；主回風(fēng)巷道選用凈斷面為 ，主回風(fēng)巷道不支護(hù)。 第 3 章 礦床開拓 13 排水系統(tǒng) 本次設(shè)計(jì)采用集中排水，泵房布置形式為吸入式。 在 +99m 水平設(shè)置水泵房，井下涌水匯集到 內(nèi)、外 水倉，再經(jīng)過水泵房里的水泵將水通過架設(shè)在主井內(nèi)的排水管排出地表。 礦井設(shè)計(jì)按正常涌水量為 ，最大涌水量為 ?？紤]礦井深部開采其涌水量增大的因素，礦井設(shè)計(jì)按正常涌水量為 10m3/h，最大涌水量為20m3/h 設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)。 1．排水設(shè)備的選擇 （ 1）排水高度估算排水設(shè)備的揚(yáng)程 pH KH?? （ 36） 式中 H39。—— 排水設(shè)備所需要的揚(yáng)程， m； K—— 揚(yáng)程損失系數(shù)。取 ； Hp—— 排水高度， 229m。 故 1 .0 8 2 2 9 2 4 8 mpH KH? ? ? ? ? （ 2）初選水泵 選用 150D30 9 型水泵，其技術(shù)參數(shù)為： 轉(zhuǎn)速 1480r/min，功率 180kW，流量為 155m3/h，揚(yáng)程 261m。 （ 3）水泵臺數(shù) 共 3 臺， 1 臺 工作， 1 臺備用， 1 臺檢修。 2．排水管選擇 （ 1）計(jì)算內(nèi)徑 1 243600n jnQd V???? ???? （ 37） 式中 n—— 向排水管中輸送的水泵臺數(shù)； Q—— 水泵流量， Q=20m3/h； Vj—— 排水管中的經(jīng)濟(jì)流速，取 Vj=2m/s。 故 1 12 24 4 1 20 m3600 3600 2njnQd V??? ????? ? ??? ???????? （ 2）計(jì)算壁厚 河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 14 0 . 40 . 5 11 . 3xdnfPdaP?? ???? ???????＝ （ 38） 式中 ?—— 鋼管壁厚， mm； x? —— 許用應(yīng)力，取 100MPa； Pd—— 管道最低點(diǎn)壓力，取 1MPa； af—— 考慮管道腐蝕及管道制造誤差的附加厚度，取 2mm。 故 1 0 0 0 . 4 10 . 5 5 9 . 5 1 2 2 . 2 6 m m1 0 0 1 . 3 1? ?? ?? ? ? ??? ???＋ － ＋－ （ 3）選標(biāo)準(zhǔn)管 選 YB23164 無縫鋼管，其技術(shù)參數(shù)為： 外徑： d=95mm 壁厚： ? =4mm＞ 內(nèi)徑： dn=87mm＞ 鋼管每米質(zhì)量： 試驗(yàn)壓力： 9 .6 / 9 .6 4 1 00 / 87 44 .14 MP anPd??? ? ? ?＝ ＝ ＝ （ 4）排水管中實(shí)際流速 243600p nQV d?? （ 39） 式中 pV —— 水管中實(shí)際流速， m/s。 故 224 4 2 0 0 . 9 4 m / s3 6 0 0 3 6 0 0 ( 0 . 0 8 7 )p nQV d?? ?? ? ? 3．吸水管選擇 （ 1）直徑選擇 dx39。=dn+(25～ 50)=87+(25～ 50)=112～ 137mm 選 YB23164 無縫鋼 管，其技術(shù)參數(shù)為： 外徑： dx=127mm 壁厚： x? =5mm 內(nèi)徑： dnx=117mm 每米質(zhì)量： 第 3 章 礦床開拓 15 （ 2）條數(shù) 敷設(shè)排水管路兩條，一條工作，一條備用。 （ 3）吸水管中的水流速度 243600x nxQv d?? （ 310） 式中 xv —— 吸水管中流速， m/s。 24 2 0 0 . 5 2 m / s3 6 0 0 0 . 1 1 7xv ? ???? 4．計(jì)算結(jié)果 （ 1）排水管中水流速度為 ；吸收管中水流速度 ；管道中的揚(yáng)程損失，取 12m。 （ 2）水泵所需總揚(yáng)程 22 9 1 .7 12 24 9. 4 m 26 1 mz p x pH H K h h? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 式中 Hz—— 水泵所需總揚(yáng)程， m； Hp—— 排水系統(tǒng)最低吸水位至排出口中心高度， m； K—— 考慮排水管內(nèi)壁淤積而增加的系數(shù)。較混濁的礦水，取 。 故 22 9 1 .7 12 24 9. 4 m 26 1 mz p x pH H K h h? ? ? ? ? ? ? ?（ ） （ 3）排水管路 沿井筒敷設(shè)兩條排水管，并用閘閥將它們互相連接，使任一臺泵可通過任一條排水管排水。 （ 4）確定排水泵電機(jī) 選用 355M22，其技術(shù)參數(shù)： 功率： 190kW；電壓： 380V；轉(zhuǎn)速： 2960r/min。 5．排水泵房 根據(jù)《采礦設(shè)計(jì)手冊》（礦山機(jī)械卷）表 11129，?。? （ 1）泵房長度 ： 20m （ 2）泵房寬度 ： 3m （ 3）泵房高度 ： 3m 第 4 章 中段運(yùn)輸水平 17 第 4 章 中段運(yùn)輸水平 礦床開采順序 延伸方向回采順序 礦體延伸方向的回采順序采用下行式開采， 可 節(jié)省初期投資，縮短基建時(shí)間，在開采的過程中可進(jìn)一步進(jìn)行探礦工作。 中段回采順序 水平方向采用后退式開采，即由礦體端部礦塊開始回采 [1]。 階段 本次設(shè)計(jì)共有 2 個(gè)階段，每個(gè)階段都能單獨(dú)達(dá)到設(shè)計(jì)能力。 線路設(shè)計(jì) 布置要求 （ 1）按采礦方法、采場結(jié)構(gòu)及采準(zhǔn)布置，采場出礦能力，進(jìn)行階段布置。 （ 2）按運(yùn)輸設(shè)備的類型、技術(shù)風(fēng)格、外形尺寸等考慮巷道斷面。 （ 3）階段運(yùn)輸量大時(shí)，可采用環(huán)形巷道布置；階段礦量小時(shí)，可采用沿脈錯(cuò)車道布置形式。布置運(yùn)輸巷時(shí)，必須在掌握礦體的界限和上下盤巖體工程地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，盡量避開破碎帶。 （ 4）采用穿脈裝車時(shí)，靠階段平巷最近的一個(gè)采場溜井距平巷應(yīng)大于一列車的長度，以免堵塞主運(yùn)輸巷及其它車輛的通行。運(yùn)輸線路一般 按 3‰ ～ 5‰ 重車下坡設(shè)計(jì)。采用單軌運(yùn)輸，主運(yùn)輸巷脈內(nèi)布置，單線會讓式，重車通過，空車待避，或相反，通過能力小，多用于薄或中厚礦體 [2]。 設(shè)備選型 根據(jù)中段運(yùn)輸能力、運(yùn)距、礦車類型計(jì)算，選用 ZK36/250 電機(jī)車 2 臺，需用 礦車 9 輛，中段運(yùn)輸巷選用 15kg/m 鋼軌。 1． 軌道 河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 18 采用電機(jī)車單軌運(yùn)輸，軌距 600mm，鋼軌類型為 15kg/m。 2．軌枕 選用木制軌枕，彈性好，價(jià)格便宜，易于加工，安裝方便。 表 41 軌道構(gòu)成要素 軌型 軌枕厚度 軌枕長度 軌枕間距 鋼軌長度 15kg/m 120mm 1200mm 675mm 7000mm 3．道渣 道渣的塊度為 2