【導讀】本畢業(yè)設計是以武山銅礦現(xiàn)有地質(zhì)勘探資料為依據(jù)，根據(jù)畢業(yè)設計說明書的要求，完成武山銅礦北礦帶深部-400m以下礦體日產(chǎn)2021t地下開采設計。的選型，主要工程斷面的設計，通風排水系統(tǒng)，總圖運輸。量，確定礦石的提升量和采運設備的運輸量，然后選用合適的提升設備和轉(zhuǎn)運設備。設計中，采用單箕斗井提升，通過鏟運機將采場的礦石放入采場溜井溜放到礦車。碎硐室破碎，最后由主井提升至地面。設計中的主要運輸巷道斷面包括單軌階段運輸斷。砂膠結(jié)充填采礦方法和中央對角式開拓方案。通風系統(tǒng)采用中央對角式。

　　

【正文】 江西理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計 21 400m 至 450m 7371396 450m 至 500m 7216445 500m至 550m 6965989 550m至 600m 6054746 600m至 650m 5089443 650 m至 700 m 700m至 750 m 總計 34244012 礦床開拓方法選擇 本次設計主要針對北礦帶，設計任務的生產(chǎn)能力 2021t/d。而且由于井下礦床礦體比較集中，開采礦體位于 400m 以下的急傾斜厚礦體，開拓方案受礦體賦存條件、地表地形條件、地表設施（選礦廠等）分布、礦山企業(yè)生產(chǎn)能力等因素的影響，根據(jù)礦床賦存條件及礦體傾角，初選在技術(shù)上可行的三種開拓方法：下盤豎井開拓、斜坡道開拓、明斜井與盲豎井聯(lián)合開拓。 下盤豎井開拓：根據(jù)地質(zhì)地形條件，北礦帶礦體大部分賦存于當?shù)氐仄矫?400以下，礦體為急傾斜礦體，下盤地勢較平坦易于布置地表工業(yè)場地，這些 條件均為下盤豎井開拓的有利條件。 下盤折返式斜坡道開拓：在標高 15m 處開拓斜坡道，一直掘進到 750m 中段，該斜坡道為折返式斜坡道，同時兼做入風井，采用這種開拓方法，在技術(shù)經(jīng)濟上上也沒有明顯的缺陷，也是可行的。 明斜井與盲豎井聯(lián)合開拓：為了能盡快探清礦體，從地面沿礦體走向掘一斜井通至 450m 中段，再從 450m 中段往下掘一盲豎井通達 750m 最低中段，而形成明斜井盲豎井開拓，從技術(shù)上看，該方案也是可行的。 由于初選的三種開拓方案在技術(shù)上均可行，因此我們不可武斷哪種方案是最優(yōu) 的，現(xiàn)將這三種方案的優(yōu)缺點列成表 42，以供比較和參考。 表 42 開拓方案比較 方案 一 二 三 下盤豎井開拓 下盤折返式斜坡道開拓 明斜井與盲豎井聯(lián)合開拓 江西理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計 22 優(yōu) 點 下盤開拓法提升運輸系統(tǒng)簡單，容易管理，不會出現(xiàn)由于管理不當而造成配合失調(diào)的現(xiàn)象；勞動定員少，可提高經(jīng)濟效益； 上盤圍巖不穩(wěn)固，豎井的承壓能力高；且豎井井筒短，因而井筒維護費用較低； 豎井提升能力較大，提升費用低，生產(chǎn)安全 ，提升可償性較高，豎井井筒較短，所需管道短，排水費用較低； 掘進施工技術(shù)難度小，道路維護方便，礦體開拓投產(chǎn)時間短； 無軌設備操作者能見距離長，且有緩坡和平坡段，行車安全性好，行車速度加快，設備排除廢氣有害成分降低； 線路與礦體可保持固定距離； 采用高度機械化的無軌設備產(chǎn)量大效率高，同時取消了軌道節(jié)省大量鋼材，生產(chǎn)基建成本低 礦體急傾斜、埋藏較深，且上盤穩(wěn)固，斜井能較好的通達礦體上部，使盲豎井石門比下盤豎井開拓要短 盲豎井提升能力較大，提升費用低，生產(chǎn)安全，提升可償性較高，豎井井筒較短， 所需管道短，排水費用較低； 地表無須平場 缺 點 石門的長度隨開采深度是增加而加長； 當?shù)V體傾角變小時，下部石門特別長 開拓工程大； 掘進施工時，通風和出渣條件差，布置管纜線長； 運輸設備損耗大，維護費用高，排放的尾氣對巷內(nèi)空氣污染大 斜井承壓能力比豎井差，斜井比相應的豎井長，從而井筒維護費用高而且斜井所需各種管道長，排水費用較高； 需要在井底開挖盲豎井卷揚機硐室，且礦石轉(zhuǎn)運管理復雜、成本較高 通過對三種初選方案的優(yōu)缺點進行簡單對比分析，由于斜 井延伸距離較長，且還需通過盲豎井轉(zhuǎn)運礦石，技術(shù)復雜成本較高，故可以確定下盤豎井開拓和斜坡道開拓兩種方案具有優(yōu)勢。然后再對這兩種開拓方案進行詳細的技術(shù)經(jīng)濟比較，最終定出最優(yōu)的開拓方案。 下面是兩種開拓方案的一些重要經(jīng)濟技術(shù)指標。 方案Ⅰ：下盤豎井開拓 充分利用有利地形條件，豎井布置在下盤地表移動帶之外 20m，然后分別在 450m、500m、 550m、 600m、 650m、 700m、 750m 標高開掘階段石門通達礦體。 主井井筒采用圓形斷面，采用混凝土支護，主要提升礦石， 采用單箕斗提升。副井井筒斷面為圓形，采用混凝土支護，主要提升人員、材料、設備、廢石，采用單罐籠提升。 礦體沿走向較長，約為 1600m，而副井為罐籠井，布置在礦體下盤中央主井側(cè)，可兼作入風井?？稍诘V體兩翼各布置一回風井，形成中央對角式通風方式。因北礦帶上盤礦巖較穩(wěn)固而下盤穩(wěn)固性較差，且礦體埋藏較深，為了確保風井的承壓能力，因此回風 江西理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計 23 井采用豎井圓形斷面形式布置在礦體下盤兩翼?；仫L井是作礦區(qū)開采永久通風之用，在服務年限內(nèi)是不允許損壞的，回風井的保護等級為Ⅱ級，因此它們都應選在圈定的陷落帶 10m 以外，根據(jù)礦區(qū)總平面圖 布置，可將回風井井口布置在礦體下盤側(cè)翼。 方案Ⅱ：折返式斜坡道開拓 由于礦山所在的具體情況及其礦體越到底部礦體越厚，從地表處到 800m 均有礦體分布，且礦山產(chǎn)量較大現(xiàn)從長遠考慮總體出發(fā)，采用折返式斜坡道開拓。折返式斜坡道布置在下盤移動帶之外 20m，斜坡道斷面為拱形，混凝土支護，單向行車，并設置規(guī)避硐室。斜坡道與各中段相連，清風由豎井經(jīng)各階段運輸巷道進入斜坡道排出地表。斜坡道使用礦用卡車運輸。 副井井筒為圓形井，采用混凝土支護，主要提升人員和材料，同時作為全礦主要進風井，采用單層單罐籠提升。 礦體沿走向較長，為 1600m，斜坡道布置在礦體下盤中央，可兼作入風井，因此，可在礦體兩翼各布置一條回風井，形成中央對角式通風方式。因礦體和圍巖穩(wěn)固性一般，為了確保風井的承壓能力，回風井采用豎井圓形斷面形式?；仫L井是作礦區(qū)開采永久通風之用，在服務年限內(nèi)是不允許損壞的，回風井的保護等級為Ⅱ級，因此它們都應選在圈定的陷落帶 10m以外。 兩種開拓方案在技術(shù)上都比較合理，故對兩方案作經(jīng)濟上比較，見下表。 表 43 開拓方案技術(shù)經(jīng)濟比較表 序號 項目 單位 方案 下盤豎井開拓 折返式斜坡道開拓 1 掘砌工程量 3m 2 可比投資 萬元 +設備 +設備 井巷工程 萬元 3 年經(jīng)營費用 萬元 4 優(yōu)缺點 井筒保護條件好，不留保安礦柱，石門長度隨開采深度增加增加，開拓工程量大。 有利于機械化作業(yè)，產(chǎn)量大，投產(chǎn)時間短，視野較開闊；開拓工程量 大，通風效果差。 通過上述技術(shù)經(jīng)濟比較，可以明顯地看出，下盤豎井開拓方案無論是工程量還是生產(chǎn)、設備等費用均優(yōu)于折返式斜坡道開拓方案，下盤豎井開拓方案投資少，年經(jīng)營費用少，經(jīng)濟上要明顯優(yōu)于后者，因此，我們選用下盤豎井開拓方案作為北礦帶的開拓方案。 階段及礦塊開采順序 井田中段的開采順序采用下行式，因為這種開采順序能減少基建工程量，節(jié)約初期投資，縮短基建時間，確保礦山均衡持續(xù)生產(chǎn)，并在逐步向下開采過程中能進一步探清 江西理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計 24 深部礦體，避免國家礦產(chǎn)資源的浪費。而且這種開采順序生產(chǎn)安全條件 好。從長遠看，下行式開采順序適用的采礦方法范圍廣泛，如改變現(xiàn)有的采礦方法，而采用更先進合理的采礦方法時也不致有很大的影響。因此，選用下行式開采順序?qū)ΦV山的發(fā)展遠景有利。 階段中礦塊開采順序，則采用前進式開采。這種采礦方式會使礦井基建時間縮短。北礦帶下盤礦巖較穩(wěn)固，礦體走向長厚度較大，采用此法可在向兩翼掘進階段運輸平巷的同時回采礦塊，從而縮短了階段的回采時間而減少生產(chǎn)費用。 三級儲量 根據(jù)我國現(xiàn)行規(guī)定的三級儲量用生產(chǎn)期限來表示有色金屬礦山定額。開拓儲量保有期限為 3a，采準儲量保有期限為 1a，備采儲量保有期限為 。 開拓儲量 K rAtQ kk )1( ?? % %)( 65 ??? ?????kQ 式中： kt —— 開拓儲量的保有期限， 3a； A—— 礦井年產(chǎn)量， t/a； K—— 礦石回采率 (混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率 )%； r—— 廢石混入率 （采出的純礦石量與工業(yè)儲量之比率） % 采準儲量 K rAtQ zz )1( ?? % %)( 55 ??? ?????kQ 式中： zt — 采準儲量的保有期限， 1a； A—— 礦井年產(chǎn)量， t/a； K—— 礦石回采率 (混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率 )%； r—— 廢石混入率 （采出的純礦石量與工業(yè)儲量之比率） % 備采儲量 K rAtQ BB )1( ?? % %)( 55 ??? ?????kQ 式中： Bt —— 備采儲量的保有期限， ； A—— 礦井年產(chǎn)量， t/a； K—— 礦石回采率 (混入采出礦石中的廢石量與采出礦石量之比率 )%； 江西理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計 25 r—— 廢石混入率 （采出的純礦石量與工業(yè)儲量之比率） % 第五章 礦山井巷工程 礦山基本井 巷工程 江西理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計 26 礦山主要井巷工程有豎井、通風井、溜礦井、階段運輸平巷或沿脈平巷、穿脈等。 表 51 礦山基本巷道斷面及支護一覽表 巷道名稱 豎井 階段運輸巷道 回風井 溜井 斷面形狀 圓形 三心拱 方形 方形 支 護 情 況 巖層穩(wěn)固處不支護，遇構(gòu)造發(fā)育段或斷層帶鋼砼砌筑支護，支護厚度為 250mm。 一般不支護，遇巖層不穩(wěn)段采用木棚支護，遇構(gòu)造發(fā)育段或斷層帶鋼砼砌筑支護，支護厚 度為100～ 250mm。 一般不支護，遇巖層不穩(wěn)段采用木棚支護，遇構(gòu)造發(fā)育段或斷層帶鋼砼砌筑支護，支護厚度為 100～ 150mm。 一般不支護，遇構(gòu)造發(fā)育段或斷層帶用鋼砼砌筑支護，支護厚度為 100～150mm。 井筒及階段運輸巷道斷面設計 階段運輸巷道斷面設計 巷道斷面形狀選擇 階段運輸巷道擔負著人行、通風、材料等運輸，起著重要的作用。鑒于該礦礦巖穩(wěn)定性一般，階段運輸巷道斷面形狀采用 1/3B 類型的三心拱形。 巷道斷面各部尺寸的確定 （ 1）根據(jù)我礦井下生產(chǎn) 實際及 400m 以下開拓工程的需要，現(xiàn)巷道通過的設備類型及有關(guān)規(guī)格尺寸見下表：（單位 mm） 表 52 運輸設備類型及尺寸 運輸設備類型 設備外形尺寸 軌距 S0 架線高度 H1 長 l 寬 b 高 h 電機車 ZK— 10/250 4500 1060 1550 600 1800～ 2200 礦車 YCC2(6) 3000 1250 1300 600 選取以上規(guī)格尺寸之最大值，故通過該 巷道的運輸設備寬度 b= 1250mm，高度 h= 1550mm。 （ 2）根據(jù)《金屬礦山安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，所選礦機車為 10t14t，故取巷道人行道寬 2b = 800mm，非人行道一側(cè)寬 1b = 300mm，軌距 600mm。 （ 3）確定平巷寬 0B mm2 3 5 08001 2 5 0300bbbB 210 ??????? （ 4）巷道混凝土襯砌厚度，參考《井巷工程》表 49 中，取墻厚 mm200?T ，拱厚mm200d0 ? 。 （ 5）參照《井巷工程》表 17中， ZK10/250 型電機車選用 18 公