【導讀】中南大學本科畢業(yè)設計（02級）作者：朱華平

　　

【正文】 系統(tǒng)，整個坑內運輸根據實際情況，采用了有軌和無軌相結合系統(tǒng)，保證了較高的機械化程度，又節(jié)省設備投資，經濟效益顯著。 供風、通風系統(tǒng) 采掘機械采用集中壓風機供風方式； 在副井口附近約 50 米處，設空氣壓縮機站，站內有五臺 L12100/8 型固定活塞空氣壓縮機，并配有 5t 手動單梁起重機，供安裝檢修設備。壓力風通過壓風管從空壓機站到豎井、石門和沿脈達到各工作面。 中南大學本科畢業(yè)設計（ 02 級） 作者：朱華平 23 整個礦井為多井進風的單翼、對角抽出式通風通風系統(tǒng)，新鮮風流有副井和斜坡道流入至各中段的井底車場、石門運輸平巷、出礦穿脈，排走工作面的煙塵，通過出礦水平的回風平巷和回風天井，至 280 米總回風道，回風石門和西風井。污風由安裝在地表（西風井口）的 軸流風機排出，主井原設計在主井石門采取設置風門的辦法控制 其出污風 16/s， 5800 米設置風門，主井為主要進風之一。掘進工作面部分采用單一抽出式局扇通風，部分采用高壓氣體清洗工作面，在 460m、 510 和 580m 中段還各有一臺 K40輔扇輔助通風，下表 4— 1是部分主、輔、局扇風機及其功率測定表。 表 41 部分主、輔、局扇風機功率測定表 安裝地點 型號 額定功率 實測 備注 西風井地表 800 主扇 460m 回風道 55 16 輔扇 510m 回風道 15 8 輔 扇 580m 回風道 15 8 輔扇 400m2 號西探礦 8 局扇 460m2 號礦開拓 GKJ67Z450A型 局扇 510m2 號 R GKJ67Z450B型 局扇 510m2 號礦開拓 GKJ67Z450C型 局扇 排水系統(tǒng) 由于礦床位于長江附近，礦區(qū)內水系較發(fā)育，大小溝渠縱橫交錯，雨季洪水時水量較大，礦區(qū)內水源補給主要為大氣降水。在副井設有水倉、水泵房，中南大學本科畢業(yè)設計（ 02 級） 作者：朱華平 24 擔負整個礦區(qū)的排水任務， 各采區(qū)的水通過各中段井巷以及排水孔自流到副井水倉，再由副井泵房接力排至地表。目前主要在 208 米、 400 米和 500 米設有水倉泵房，基本上可以承擔排水任務。 供電系統(tǒng) 礦區(qū)各個采區(qū)用獨立、單回路供電系統(tǒng)。在礦區(qū)負荷中心的采礦工業(yè)場地的西側設有 110 千伏總降壓變電所，裝有載調壓電力變電器 2 臺，同時，自安慶市十里鋪 220千伏變電所架線設兩回 17公里 110千伏輸電線路到礦山總降壓變點所，確保整個礦區(qū)的電源供應，為了提高供電，選礦廠的碎礦，磨浮、精礦管道輸送和充填系統(tǒng)，均采用集中控制系統(tǒng)。 礦 山產量的校核 礦山設計年產量 由設計任務書知：設計礦山日產量為 4200t，年產量為 萬噸 按合理開采順序同時回采礦塊數校核礦山生產能力 按開采順序和同時采礦塊數確定生產能力，可用下式計算： A= EKZ qNqNn ??1 )( 2211 φ .t （ 4— 1） 上式中： A—— 礦山生產能力，這里是 萬噸； n—— 同時回采階段數，這里為 1 個階段； q1—— 回采礦房的生產能力，這里為 450/d； q2—— 回采礦柱的生產能力，這里為 450/d； N1—— 階段可布礦房數，這里為 11 個； N2—— 階段可布礦柱數，這里為 10 個； E—— 地質影響系數，一般為 — ，這里為 ； φ —— 備用系數，一般為 — ，這里為 ； K—— 礦塊利用系數，這里為 ； 中南大學本科畢業(yè)設計（ 02 級） 作者：朱華平 25 Z—— 副 產礦石率，這里為 10%； t—— 年工作天數，這里為 330 天； 代入數據得： A= %101 )4501045011(1 ????? ???? =179。 104（ t/a） 實際設計年產量為 噸，根據以上校核可知，礦山的年產量符合生產要求，可以采用。 按礦床開采年下降深度校核礦山年產量 根據《采礦設計手冊 178。 礦床開采卷（下）》及《地下礦山設計原理》，按礦床開采年下降深度確定礦山年產量，可以用下式計算 : A= EKKVS ???? (4— 2) 上式中： A—— 礦山生產能力， t/a； S—— 礦體水平總面積，這里為 18660m3； V—— 回采垂直下降速度， m/a，取 V=15(m/a)； E—— 地質影響系數，這里為 ； K1， K2—— 傾角、厚度修正系數， K1=， K2=； α ， β —— 礦石回收率、貧化率， α =85%,β= 10%； γ —— 礦石體重，這里為 代入數據得： A= %101 % ???? ??? =179。 104（ t/a） 按設計的年產量 萬噸 /年計算，按礦床開采下降深度驗證礦山年產量，較設計的大，故滿足生產要求。 中南大學本科畢業(yè)設計（ 02 級） 作者：朱華平 26 按及時準備新階段校核礦山年產量 根據《采礦設計手冊 178。 礦床開采卷（下）》及《地下礦山設計原理》，按及時準備新階段確定礦山年產量，可用以下公式計算： A=)1(1 ??ZTK QKE （ 4— 3） 上式中： A—— 礦山生產能力， t/a； Q—— 回采階段設計采出的工業(yè)礦量，為 36360000t； E—— 地質影響系數，這里為 ； Tz—— 新階段的準備時間，這里為 4 年； K1—— 準備工作超前系數，這里為 2 年； K—— 礦石回收率，這里為 85%； ρ 廢石混入率，這里 為 10%； 代入數據，可以得到： A=%)101(42 %85363 600 00 ??? ??=3863250t/a 以上分析表明礦山設計年產量 萬噸比較合適。 礦山服務年限 礦山服務年限計算 根據《采礦設計手冊 178。 礦床開采卷》和《地下礦山設計原理》可知，礦山服務年限與其生產能力存在下列關系： T=)1( ??AQK （ 4— 4） 上式中： T—— 礦山經濟合理服務年限； Q—— 礦山工業(yè)儲量， Q=3636 萬噸； K—— 儲量利用系數，這里取 K=； 中南大學本科畢業(yè)設計（ 02 級） 作者：朱華平 27 A—— 礦山設計年產量，為 萬噸 /年； 代入數據得： T=）（ %1011386000 36 00 00 ?? ? = ≈ 29年 根據以上計算安慶銅礦設計計算服務年限為 29 年。 礦山實際服務年限 上面設計所確定的礦山生產規(guī)模計算礦山服務年限所得到的是礦山計算服務年限?？紤]礦山生產初期從投產到達產的年限，生產 末期減產的年限，按設計規(guī)模的正常生產年限不少于整個服務年限的 2/3，加之遠景儲量的升級或新工業(yè)儲量的增加，礦山實際服務年限大于其計算服務年限。礦山實際服務年限可以按下式計算 T? =t1 +t2 +t3 上式中： T—— 礦山實際服務年限，年； t1—— 礦山投產至達產的年限，這里為 3年； t2— 按設計規(guī)模正常生產的年限，這里為 29 年； t3—— 礦山末期前產的年限，這里為 2 年； 代入數據得： T? =3+29+2 =34 年 據上計算結果可得礦山的實際服務年限 為 34年。 階段高度的確定 階段高度的確定直接關系到礦山開拓方式和開采工藝，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，并可降低開中南大學本科畢業(yè)設計（ 02 級） 作者：朱華平 28 拓采準和回采礦柱的超額費用所攤到每噸礦石上的數額，并可使階段回采時間增長為新階段的建立贏得時間，但階段高度太高也會使采礦技術發(fā)生困難，會使天井掘進、提升和排水等費用相應增大，故確定階段高度最核心的內容是礦山企業(yè)的經濟效益，并結合安慶銅礦現(xiàn)有的采礦技術條件，最終確定合理的階段高度。 階段高度的確定的主要影響因數 礦床開采 技術條件對階段高度的影響 (1)礦體厚度：平均 28 米，屬于厚礦體； (2)礦體傾角：屬于極傾斜礦體； (3)礦石與圍巖的穩(wěn)固性：穩(wěn)固； (4)礦石的品位： Cu %； Fe 28%； (5)礦石的體重： (6)礦山現(xiàn)有采礦方法：大直徑深孔嗣后充填采礦法，分層充填采礦法； (7)擬采用的采礦法：分段空場嗣后充填采礦法； (8)礦山的設計年產量： 萬噸。 基建工程量對階段高度的影響 當礦山工程只延深一個階段時，高階段的基建工程量較大。當礦山延深若干個階段時，其階段高度的總基建量將減 少，階段高度越大，運輸水平初期的提升、排水等費用越高，溜井的服務年限也因為階段的增高而延長，從而增加年度的維修費。 階段高度與采場采準、切割工程量及階段保有的開拓礦量對階段高度的影響。 階段高度增大使采切工程量相對減少，采場保有的回采礦量增加，從而增大了采場能力，同時使階段服務年限增長，但初期投資增大。 階段高度的確定必須與礦山裝備水平相適應。 中南大學本科畢業(yè)設計（ 02 級） 作者：朱華平 29 按階段開拓和采準時間計算出階段高度 在一定礦山年產量的條件下，階段中的礦石儲量能保證下一階段的開拓和采準，并對開采階段的回采時間，有必要 的超前關系。按照下面的公式來確定最小階段高度 Hmin； Hmin=????StA )1( ? （ 4— 5） 上式中： Hmin— 最小階段高度， m； S— 礦床的水平面積，相當于同時開采的采場面積， S=18660m2。 A— 礦山年產量，這里為 179。 104t/a。 ω 開拓和采準的超前系數，這里取ω =1 年； t— 下一階段開拓，采準所需要的時間，這里取 t=2 年； ρ 礦石的貧 化率，這里取ρ =10%； γ — 礦石的體重γ =； η 礦石回收率，取 =85%； 代入數據得： Hmin≥ ? ?% %101211386000 ?? ???? = 根據安慶銅礦的具體情況和實際的技術條件，確定設計的階段高度為 60m 是最為合理的。 開拓方案 為開發(fā)地下礦床，從地表向地下掘進一系列井巷通達礦體后，便于人員出入以及把采礦機械設備、器材等送往各采礦 工 作面；同時把采出的礦石由井下運往地表，使地表與礦床之間形成一條完整的運輸、提升、通風、排水、動力供應等生產服務 井巷，這些 井巷工程的建立稱為礦床開拓，為開拓礦床而掘進的井巷稱開拓井巷， 在平面及空間上的布置系統(tǒng)就構成了該礦的開拓系統(tǒng)。 開拓井巷按其在礦床開采中所起的作用，可分為主要開拓井巷和輔助開拓中南大學本科畢業(yè)設計（ 02 級） 作者：朱華平 30 井巷。凡屬于運輸礦石的井巷，無論其地表有無出口，都為主要開拓井巷；采礦時僅起輔助作用的井巷稱為輔助井巷。 開拓系統(tǒng)工程是礦山 基建工程，其投資及施工 工 期均占有相當大的比重，它是一項對礦山生產具有長遠影響的礦山總體布置。所采用的開拓方案，必須要符合生產安全、開拓工程量少、投資省、經營