【導讀】本設計為馬坑鐵礦+450~+200鉬礦床的地下開采方案。根據(jù)礦體賦存條件及礦山開采技術條件，設計中段高度為50礦山日產(chǎn)原礦2000t，年產(chǎn)量50萬t，，采礦方法為淺孔留礦法；采用中央對角式統(tǒng)一通風系統(tǒng)；井下運輸為電機車有軌運輸。論文對礦井防排水系統(tǒng)和各工種人員和設備配置作了闡述，初步形成了完整的地下開采方案。礦區(qū)位于龍巖“山字型”構(gòu)造前弧東翼內(nèi)側(cè)?？辈熘袑⒌V區(qū)劃分為東、中、西三個礦段。上述地質(zhì)報告，其中《福建省龍巖縣馬坑鐵礦中段詳細勘探地質(zhì)報告》是由地質(zhì)、設計、生產(chǎn)部門組成的“三結(jié)合”會議形式，于1976年9月26日審議通過的。鉬礦體勘察控制程度低。礦區(qū)的輝鉬礦主要產(chǎn)于矽卡巖蝕變帶和磁鐵礦主礦體中。根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料，西礦段輝鉬礦體賦存于以下四個部位或礦帶：Ⅰ礦帶位于59~61線棲霞組與文筆山組地層接觸界面的矽卡巖蝕變帶中；Ⅱ礦帶位于59~62線

　　

【正文】 號罐道梁的距離。查表得m=100mm。 S—2號罐道梁的寬度。 M=2（700+60）=1520 mm式中：700—梯子孔前后寬度，mm 60—梯子梁寬度，mm（一般取[14b） 通常梯子間中梁或邊梁的布置要與罐道中心線位置錯開一個T的位置，以免影響井筒裝備，一般取T=200mm～400 mm，這里取T=220 mm，因此，S=MT=1520200=1300 mm。 綜上M=1520 mm， T=220 mm， S=1300 mm梯子間的布置應符合下列規(guī)定： ①傾角不應大于80176。；② 相鄰梯子間的平臺不應大于8m③ 平臺梯子口尺寸不應大于（）m2④ 梯子的上端應伸出平臺1m⑤ ，，提升容器與井壁的安全間隙取300mm。(4) 確定井筒斷面尺寸：按前述方法繪制1︰20比例的井筒布置圖。由圖量得井筒近似直徑及 =5000mm， d0=600mm ，d0取整數(shù)，最后確定：=5000mm， d0=600mm 。作圖中取安全間隙f1=200 mm。由表28查得X=180 mm，則，r=X /=127 mm（5）畫圖后確定的一些尺寸：所有數(shù)據(jù)尺寸見主井斷面圖。(6) 驗算f1，H3值分別按公式驗算，得：f1=R－+ =2750+ =338＞200 mm H3= = =＞1300 mm式中：R—用作圖法初定的井筒半徑，mm； —罐籠倒角收縮值，=0時為直角（無倒角），mm； A、B—分別為罐籠長度和寬度，可從罐籠規(guī)格表查得，mm； C—為罐道之間的凈距離，可從罐籠規(guī)格表中查得，mm； d0—調(diào)整后的井筒中心線到1號罐梁中心線的距離，mm； E2—罐道罐梁連接尺寸，即罐道面至罐梁中心線距離，mm。經(jīng)驗算，合乎要求。（入風井）風量驗算允許通過風速較核根據(jù)斷面尺寸用下式驗算風速 式中： Q—— 根據(jù)設計要求通過該斷面的風量，； —— 斷面的凈斷面積，； V—— 通過該斷面的風速，； —— 允許通過的最大風速。 本次設計的井筒主要用于升降人員及物料，所以該井筒的允許風速=8 （查《井巷工程》表1—14得）， 又 故滿足要求。參照《井巷工程》表1－17取井筒混凝土襯砌厚度為300 mm，故井筒掘進直徑D掘=5000mm+600mm=5600mm。按管纜布置原則所述，結(jié)合該井具體情況，將兩條排水管、和一條供水管布置在梯子間上側(cè)，一條壓風管和全部纜線布置在梯子間下側(cè)，詳見斷面圖。按《井巷工程》中表211的公式計算，得：井筒凈斷面積：S===井筒掘進斷面積： S=== 每m井壁混泥土量： V=（S－S）=－=5m3罐道梁長度（以表示。式中的C值是指每根罐道梁至井筒中心線的距離）： =2=2=5718 .2mm =2=2= mm =2=2= mm在保證罐道梁埋長合乎要求的前提下，且要求罐道梁埋入井壁內(nèi)的深度應不小于井壁厚度的，且不得小于罐道梁的高度，因此，取整后?。? =5720 mm，=5500 mm，=3430 mm。 梯子梁長度：=1769 mm，= mm，= mm， 在保證梯子梁埋長合乎要求的前提下，要求罐道梁埋入井壁內(nèi)，因此，取整后?。? =1770 mm，=1730 mm，=1460 mm。 為滿足礦山的風量需求，本次設計采用分區(qū)獨立通風，分為東西風井獨立回風，詳見第八章。為滿足風井的回風需求，需進行風量驗算，如下：允許通過風速較核根據(jù)斷面尺寸用下式驗算風速 式中： Q—— 根據(jù)設計要求通過該斷面的風量，； —— 風井的斷面的凈斷面積，； V—— 通過該斷面的風速，； —— 允許通過的最大風速。 本次設計的井筒主要用于升降人員及物料，所以該井筒的允許風速=8 （查《井巷工程》表1—14得）， 又 由上式可以反推出r≧ ,故在此采用φ=4m東西兩回風井，可以滿足要求。由于該礦年產(chǎn)量為60104t∕a，主井采用的是采用的是罐籠井，考慮到運輸?shù)哪芰偷V山系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性因此都選用環(huán)形式井底車場才能滿足生產(chǎn)要求。（1）原始條件①提升方式：主井采用3300mm1450mm單層單罐籠提升；②井底車場型式：環(huán)形式井底車場；③廢石產(chǎn)量： ④運輸設備：ZK7/250型電機車牽引8輛YFC2(6)礦車， ，則列車總長度L=+8=，礦車軸距。⑤運行車輛最大寬度：(2) 基本參數(shù)① 軌型：18kg/m工字鋼② 道岔：使用道岔有6181/、6181/(左)、6181/36右(左) 單開道岔、6181/412右(左)、6181/36右(左) 渡線道岔。（查《礦山運輸與提升》表18道岔尺寸）③ 根據(jù)采礦手冊第五卷(P133)知：由于電機車的長時制的速度為16km∕∕s m∕s，則最小曲率半徑不得小于軸距的15倍，則取此處彎道半徑，緩和直線段長。彎道雙線路中心距加寬值：=11002/(816500)=(3) 儲車線長度計算① 重車儲車線長度 m② 空車儲車線長度 m③調(diào)車線長度，一般取一列車長度加上停車長度，?、?材料線長度，一般取個礦車長度，取(1) 馬頭門長度設計馬頭門長度通常是井筒兩側(cè)對稱道岔，基本軌起點之間的距離L0，其大小可根據(jù)下式確定：L0=a+b+b1+c+d+e+2f式中： a —— 罐籠長度； b、b1—— 搖臺的搖臂長度，取b= b1= m； c —— 從搖臺臂軸中心到至單式阻車器輪擋面之間的距離，一般取c=2m～3m，； d —— 單式阻車器輪擋面與對稱道岔連接的切線交點之間的距離，通常取1～2個礦車的長度，； e —— 出車方向搖臺搖臂軸中心至對稱道岔連接的切線交點之間的距離，通常取2m～4m，這里取3m； f —— 基本軌起點至對稱道岔連接的切線交點之間的距離，其大小取決于對稱道岔的型號。因此：L0=a+b+b1+c+d+e+2f=+++++3+= m(2) 馬頭門高度設計馬頭門高度：在圓形井筒中罐籠往往不是在井筒直徑方向上，而是設在井筒斷面內(nèi)的某一弦上，因此，對于圓形井筒來說，馬頭門的精確高度應為：H=（L－D）=(11－5)= m，取H= m。式中：H—馬頭門高度，m L—下放材料的最大長度，取L =11 D—圓形井筒的直徑，則，—材料在井筒的長度， —材料在馬頭門的長度，(3) 馬頭門寬度設計馬頭門寬度B可由下式確定： B=A+F+C式中： A —— 梯子間側(cè)軌道中心線至巷道壁距離，取A≥礦車寬之半+900mm； F —— 軌道中心線間距，即等于井筒中罐籠中心線間距； C —— 非梯子間側(cè)軌道中心線至巷道壁距離，取C≥礦車寬之半+700mm； 因此，取B≥(1250∕2+900)+1730+(1250∕2+700) ≧3530，取B=3600mm。第七章 采礦方法（專題部分） 礦床地質(zhì)及開采技術條件西礦段鉬礦體主要集中分布在背斜軸部及北西翼，單個礦體規(guī)模較大且礦體較集中，鉬礦體的走向、傾向基本上與矽卡巖蝕變帶一致，總體走向NE，傾向NW，傾角陡緩均有。礦體呈透鏡狀、扁豆狀、樹杈狀、似層狀。礦體長度一般50~150m，最大245m。投影寬度一般40~160m，最大246m。延伸一般50~150m。礦物成分簡單，主要為輝鉬礦，次為黃鐵礦、閃鋅礦、赤鐵礦、磁鐵礦、菱鐵礦、白鎢礦、磷釔礦、錫石等。氧化程度輕微，95%以上礦石為原生礦。脈石礦物隨圍巖巖性不同而異，主要有透輝石、石榴石、普通輝石、閃石類、長石類、符山石、阻起石、石英、方解石、綠泥石、白云母、磷輝石等。礦石結(jié)構(gòu)主要有浸染狀和團塊狀，少數(shù)為網(wǎng)脈狀構(gòu)造。礦區(qū)的輝鉬礦主要產(chǎn)于矽卡巖蝕變帶和磁鐵礦體中（包括起夾石、夾層）。輝鉬礦床的形成與“輝綠巖類”關系密切，是受巖漿巖（閭州—大洋含黑云母花崗巖）、褶皺及斷裂構(gòu)造、有利的圍巖等三種地質(zhì)條件復合控制。即矽卡巖化強烈、成礦裂隙發(fā)育的地段鉬礦化強，反之鉬礦化則弱。礦體及其頂、底板巖石，根據(jù)礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，礦石類型、礦物組合、礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等組合特征，及頂、底板巖石性質(zhì)，總體穩(wěn)固性是好的，但由于后期褶皺和構(gòu)造作用的關系，也影響部份礦體及其項、底板的穩(wěn)固性。礦石無自燃性和結(jié)塊性。礦區(qū)區(qū)主礦體呈層狀或似層狀產(chǎn)出。深埋于本區(qū)侵蝕基準面標高以下，以厚度大、溶化強烈、富水性強的可溶巖層為頂板，屬巖溶化巖層為主的工程地質(zhì)類型。切礦斷層較發(fā)育。但巖溶發(fā)育深度多未及主礦層直接頂板。底板急固性好，頂板部分斷層帶巖層較為破。故本區(qū)工程地質(zhì)條件屬中等一復雜類型；同時礦區(qū)屬于靜水貯存量豐富，而動水補給量相對不足，水文地質(zhì)條件中等——復雜的巖溶充水礦床。 采礦方法選擇在礦山企業(yè)中，采礦方法決定回采工藝效率、材料設備需要量、掘進工程量、勞動生產(chǎn)率、礦石回采率以及采出礦石的質(zhì)量等等。因此，在設計中必須予以足夠的重視。同時，由于礦體賦存條件是多種多樣的，各個礦山的技術經(jīng)濟條件又不盡相同，所以在采礦方法選擇中必須按具體條件來選擇合適的采礦方法。根據(jù)提供的地質(zhì)資料，經(jīng)過綜合分析可以得知西礦區(qū)鉬礦床由分散的礦體組成，形態(tài)各異，傾角各異，屬中厚礦體群；但全礦區(qū)礦巖石質(zhì)地堅硬，穩(wěn)固性好（后期褶皺和構(gòu)造作用的關系，也影響部份礦體及其項、底板的穩(wěn)固性），對采礦工作施工比較有利。又因為工業(yè)場地位于地表，地表不允許陷落，地下水比較豐富。根據(jù)礦床地質(zhì)條件和開采技術條件以及國家技術經(jīng)濟政策的要求，又出于安全生產(chǎn)和企業(yè)達產(chǎn)需要，在技術經(jīng)濟上可行而又無明顯缺陷的采礦方案擬取以下三種：上向分層充填法、留礦法、垂直深孔階段礦房法。由于上向分層充填法雖然礦塊生產(chǎn)能力有優(yōu)勢，但采切比、貧化損失及采礦直接成本相對來說較高，而且需建立整套充填系統(tǒng)，投資較大，影響生產(chǎn)效率，綜合權(quán)衡，初步排除該采礦方法；而留礦法和垂直深孔階段礦房法在技術經(jīng)濟指標上可謂各有優(yōu)劣，故需對留礦法和垂直深孔階段礦房法進行綜合分析比較。 （1）留礦法（方案I） 1）結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)礦床的勘探程度、圍巖穩(wěn)固情況、礦體傾角等因素，結(jié)合留礦法的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定階段高度為50m，礦塊長度為50m,頂柱厚3m，底柱高9m，間柱寬度5m。2）采準工作采準工作主要是首先掘進階段運輸巷道，在此基礎上掘進先進天井及順風天井（供行人、通風用），規(guī)格2m2m，繼而完成拉底巷道、漏斗頸的掘進和布置，最后完成環(huán)形運輸巷道的布置，即踩場兩側(cè)掘進穿脈巷道（規(guī)格為3m3m），為不影響采礦作業(yè)，該巷道掘進長度5m，此時再由兩側(cè)沿礦體走向同時掘進貫穿，至此采準工作完成。掘進布置漏斗頸時，漏斗間距為6m,底部放礦結(jié)構(gòu)為2m2m，漏斗面傾角為45176。為減少平場工作量，漏斗應盡量靠近下盤。3）切割工作切割工作比較簡單，以拉底巷道為自由面，形成拉底空間和辟漏，為回采工作開辟自由面，并為爆破創(chuàng)造有利條件。拉底高度為2m，拉底寬度為礦體厚度。拉底和辟漏的施工，采用有底柱掘拉底巷道的切割方法，即從運輸巷道的一側(cè)向上掘漏斗頸，從斗頸上部向兩側(cè)掘進高和寬均為2m的拉底巷道，直至礦房邊界，同時從拉底水平向下或從斗頸中向上打傾斜炮孔，將上部斗頸擴大成喇叭狀的放礦漏斗。4）回采工作回采工作自下而上分層進行，分層高度為3m，沿礦體全厚度進行。采用上向炮孔，分梯段作業(yè)，梯段長度為10m，炮孔布置形式為平行排列。炮孔間距為1m。因爆破鑿巖作業(yè)產(chǎn)生的粉塵中游離二氧化硅粒子含量很高，對健康危害較大，因此在采掘工作面空氣中的含氧量不得少于20%。礦房的通風系統(tǒng)是從上風流方向的天井進入新鮮空氣，通過礦房工作面后由下風流方向的天井排到上部回風巷道。（2）垂直深孔階段礦房法（方案II） 1）結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)礦體厚度，礦房沿走向布置，階段高度50m，分段高度10m，礦房長度50m，礦房寬度為礦體的水平厚度，間柱寬10m，頂柱厚8m，底柱高度10m。2）采準工作沿礦體下盤布置階段運輸巷道()，兩側(cè)間柱中布置通風行人天井（規(guī)格2m2m），從天井掘進分段鑿巖巷道（規(guī)格2m2m）和電耙巷道（規(guī)格3m3m）。3）切割工作切割槽布置在礦房中央，切割天井規(guī)格為2m2m，礦房拉底和辟漏隨工作面的推進而進行，但要超前工作面1~2排漏斗的距離，拉底巷道規(guī)格為2m2m，辟漏從拉底空間向下開掘。4）回采工作在分段巷道中打上向扇形孔，每次爆破3~5排孔，上下分段保持垂直工作面以保證爆破作業(yè)的安全。礦石經(jīng)斗穿溜到電耙道，電耙絞車能力為30kW。表71 各方案技術經(jīng)濟指標比較表指標方案工作面工效t／工班千t采切比m3／kt礦塊生產(chǎn)能力t／d礦石損失率%礦石貧化率%采礦成本元／t炸藥消耗量kg／t木材消耗量m3／104tI2214549II23155139經(jīng)過上面的技術經(jīng)濟分析比較，其技術經(jīng)濟指標相差較大，例如在采礦成本、采切比方面方案Ⅰ明顯優(yōu)于方案Ⅱ，同時方案Ⅰ損失貧化也較小，而方案Ⅱ在其它技術經(jīng)濟指標上，也并沒有表現(xiàn)出優(yōu)勢，如：方案Ⅰ、方案Ⅱ在工作面工效和生產(chǎn)能力方面也只是平分秋色，無多大優(yōu)勢可言。雖然垂直深孔階段礦房法具有回采強