【正文】 .............. 41 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 1 第 1 章 總論 礦區(qū)概況 礦區(qū)地理位置 湖北省宜昌市二郎廟礦區(qū)石墨礦屬宜昌市夷陵區(qū)殷家坪鄉(xiāng)所轄，與興山縣毗鄰，地理位置：東經(jīng) 111176。07′40″，北緯 31176。14′58″。 礦區(qū)地形地貌特點 礦區(qū)地處低中山區(qū)，山勢西高中低，標高 1600～ 1000 米，最大相對高差近600 米，一般 200 米。最高洪水位標高 +1010m（ 39 勘探線附近）。宜昌是新興的工業(yè)和旅游城市，水陸交通均較方便，焦枝鐵路、漢宜公路、長江航運以及航空運輸，為國內外交往提供了良好的交通條件。 礦區(qū)氣象條件 本區(qū)屬亞熱帶氣候，有四季分明、夏熱不長、冬季較寒和雨量充沛的特點。最低氣溫 14176。年降雨量一般超過 1000毫米，主要集中在 5～ 9 月，占年降雨量 50%以上。降雪量一般從 11 月中上旬開始，至次年的 3 月低止，一次降雪最長間為 12 天，最大積雪厚度為 200 毫米，融雪期伴有冰凍出現(xiàn)，凍土深度為 ～ 米。采礦業(yè)是比較發(fā)達的一項地方工業(yè)，宜昌磷礦，銀洞口黃鐵礦，三岔埡石墨礦，巴山金礦均進行小規(guī)模開采。 糧食作物以玉米為主，小麥、水稻次之，農田多為小塊坡地，農業(yè)生產(chǎn) 比較落后，糧食僅能自給。山區(qū)居民的主要燃料為木材，燃煤需要從幾十公里以外運入。 由于糧食生產(chǎn)只有一季，地方勞動力過剩，特別是農閑季節(jié)，剩余勞動力以從事開礦和林業(yè)生產(chǎn)來增加收入。 設計依據(jù)及設計條件 設計依據(jù) 《 湖北省宜昌市二郎廟礦區(qū)石墨礦詳細普查地質報告》，湖北省鄂西地質大隊， 1987 年 9 月。 點號 X Y 1 3457597 37511456 2 3457835 37511416 3 3457896 37511791 4 3457660 37511830 開采深度： +950 米以上 礦區(qū)面積： 平方千米 設計礦山規(guī)模 礦山建設規(guī)模為 6 萬 t/a。 礦區(qū)供電系統(tǒng)已建成，并與國 家系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，全國聞名的葛洲壩距離礦區(qū)僅 90公里。 技術力量 本礦自有采礦及機電技術人員，本地區(qū)礦業(yè)發(fā)達，有熟練采礦隊伍，另周圍有大量礦山下崗人員，均可為礦山建設、生產(chǎn)服務。 確定礦石和廢石提升運輸系統(tǒng)，包括礦石井下運輸線路、運輸方式、礦石提升方式、井底車場形式等。 完成開拓方案所有細節(jié)的同時，列出主要開拓井巷規(guī)格表，并繪制一定比例的開拓系統(tǒng)圖、通風系 統(tǒng)立體圖和井巷斷面圖。同時列回采工藝循環(huán)圖表。附上采切工程量計算表、礦塊工業(yè)儲量計算表、采出礦量計算表、綜合回采循環(huán)圖表、回采直接成本計算表和采礦方法圖。 計算礦山基建工程量，編制基建進度計劃，并附上基建進度計劃表。75176。開采垂深 100m 左右，年產(chǎn)量 6 萬 T/a，因此選用斜井開拓是比較合理的。 通風系統(tǒng) 采用中央對角式通風。 斜井生產(chǎn)通風，由主斜井進風，穿脈、脈內運輸巷道、通風人行到回采工作面，污風經(jīng)通風上山上段、上階段脈內巷、穿脈、通風上山（風井）至平硐排出地表。 其它水平采場礦石與掘進廢石，均由人工裝車后，并人工推車至井底車場，然后由斜井絞車提升到地面卸入儲礦倉（場）?；?工材料則由人工背行到井下。～ 75176。根據(jù)礦體特征及圍巖性質，選用淺孔留礦采礦法。 礦區(qū)地處低中山區(qū)，山勢西高中低，標高 1600～ 1000 米，最大相對高差近600 米，一般 200 米?！?175176?！?75176。 礦區(qū)地質 本區(qū)所處的大地構造位置為淮陽山字形構造西翼反射弧抵柱 —— 荒嶺背斜，由巖漿活動生成礦床?！?70176。其中第四亞段為第三含礦層，有兩層石墨富集段，構成Ⅲ、Ⅳ礦層?！?175176?！?75176。礦層沿傾向較穩(wěn)定，局部由于巖脈影響礦體出現(xiàn)舒緩的褶曲；礦層底板以白云大理巖為主，局部為黑云斜長片麻巖，頂板為黑云斜長片麻巖、輝長輝綠巖，偶夾大理巖透鏡體。含礦層局部被輝長輝綠巖脈交切，破壞礦體完整性，但巖脈厚度武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 7 小，對開采影響不大。石墨片徑 ～ ，其中 55～ 80%，大晶片中含 ～ 長英質或簾石包體。 礦 石主要成分是硅、鋁以及鉀、鈉、碳等，合計約占 80%以上，礦物體重 ～（實測石墨單位礦物比重為 ）。 片巖型礦石平均純度 %。Ⅳ礦層東段取樣分析固定炭為 %，經(jīng)篩分分級符合高炭石墨與中炭石墨。地質構造簡單，為單斜構造，無大的構造破碎帶通過礦區(qū)，有塌方、小滑坡等現(xiàn)象發(fā)生。 水文地質 本區(qū)屬亞熱帶氣候，有四季分明、夏熱不長、冬季較寒和雨量充沛的特點，年降雨量 ，降雨多集中 5～ 9 月，占年降雨量 50%以上。 礦 區(qū)位于中低山峰，植被發(fā)育，為大面積松樹和灌木覆蓋。礦區(qū)山溝常有溪水流入二郎河，溪流量變化很大，反映山區(qū)河流特點。地表第四系坡積，沖積層為含水層，主要分布在山麓低洼、河谷兩側及平坦地帶，厚度 0～ 30m。/s，最小 179。/s。 工程地質及開采技術條件 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 8 區(qū)內片麻巖，片巖廣泛分布，片理構造及風化裂隙亦較發(fā)育，同時地形，尤其是礦區(qū)外圍地形陡峻，為不良工程地質現(xiàn)象的發(fā)生造成了內在的條件。一九八四年七月二十六日特大山洪暴發(fā)時，局部地帶均因洪水沖刷而發(fā)生了塌方和小滑坡。 表 巖石 RQD 值統(tǒng)計結果表 巖層 大理巖 片 麻 巖 片層 石英巖 均 質 混 合巖 輝 長 輝 綠巖 RQD 值（ %） 52～ 100 55～ 100 53～ 100 79～ 100 63～ 100 巖石質量 中等 極好 中等 極好 中等 極好 好 極好 中等 極好 礦石儲量 儲量級別的確定主要取決于勘探網(wǎng)度的選擇。目前圈出礦體的控制程度，涉及范圍內賦存的Ⅳ礦層 實際只達到 20090，因此用這種網(wǎng)度圈定的礦體只能計算 D 級儲量，近地表段因由探槽控制，儲量級別為 C 級，達到設計要求。 計算設計范圍內的探明的地質儲量的分布和數(shù)量如下表所示 表 22 礦產(chǎn)地質儲量表 分布 1015m 以上 1015～ 990ｍ 990～ 950m 950～ 900m 數(shù)量（萬噸） 本次的設計開采深度為 +950m，所以設計儲量為 萬噸。為開拓礦床而掘進的井巷稱為開拓井巷，其在平面及空間上的分布就構成了該礦床的開拓系統(tǒng)。礦山開拓系統(tǒng)是礦山基本建設工程，其投資及施工期均占有相當大的比重，它是一項對礦山生產(chǎn)有著長遠影響的總體布置。 概述 本次設計開采礦體呈似層狀，傾向 150176。傾角 40176。厚度 ～，平均厚 ，固定炭含量 ～ %，平均品位 %；礦體連續(xù)，偶夾大理巖透鏡體。含礦層局部被輝長輝綠巖交切，破壞礦體完整性，但由于脈巖厚度小，對開采影響不大。礦山北坡 緊鄰二郎河，且水位因季節(jié)變化較大，最高洪水位 +1010m，因而工業(yè)場地狹窄，可供利用空間較小。 礦山工作制度 礦山采用間斷工作制，年工作日 300 天，每天三班，每班八小時。），取 γ=179。 根據(jù)礦體產(chǎn)狀可知，礦體平均走向長度取 400m，平均厚度 ，傾角平均55176?？蛇_到年產(chǎn) 6 萬噸 的生產(chǎn)能力，符合要求。根據(jù)《采礦設計手冊礦石開采下卷》表 218，取 q=60t/d。 atA /％10－1 300808 萬?? 大于設計要求，符合要求。 T—— 經(jīng)濟合理服務年限，年； K—— 礦石回收率，為 75%； 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 11 ρ—— 礦石貧化率，為 10%。 tT KQA %)101( %)1( ??????? ? 大于 6 萬噸，符合設計要求。它往往決定整個礦山企業(yè)建設的全貌，并與礦山總平面布置、提升運輸、通風、排水等一系列問題有密切的聯(lián)系。為此，選擇礦床開拓方案滿足下列基本要求： （ 1）確保工作安全，創(chuàng)造良好的地面與地下勞動衛(wèi)生條件，具有良好的提升、運輸、通風、排水等功能； （ 2）技術上可靠，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，盡量減少基本建設投資 和生產(chǎn)經(jīng)營費用； （ 4）確保在規(guī)定時間內投產(chǎn)，在生產(chǎn)期間能及時準備出新水平； （ 5）不留和少留保安礦柱，以減少礦石損失； （ 6）與開拓方案密切關聯(lián)的地面總布置，應不占或少占農田。 開拓方案初選 礦床地下開拓方法主要有平硐開拓法，斜井開拓法，豎井開拓法，斜坡道開拓法以及聯(lián)合開拓法。 礦床地下開拓方式主要受地表地形，礦床傾角，礦巖性質，開采規(guī)模，開采深度，礦山機械設備等因素的影響。同時，由于礦山出露在山坡，因而回風水平以上可考慮平硐出礦，解決選產(chǎn)急需礦石的需求問題。 表 31 各方案的優(yōu)缺點比較 項目 優(yōu)點 缺點 方案一 ； ，運輸距離短，基建時間短； ； ，風壓穩(wěn)定。 方案二 ，初期投武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 13 ，工業(yè)場地占用少； ，通風管理方便。 由于礦體為急傾斜礦體，斜井井筒偽傾斜，若采用方案一（平硐 +盲斜井開拓方案），相較于方案二（平硐 +明斜井開拓方案）所減少的工程量并不大，而盲斜井的掘進較明斜井的掘進要困難的多，費用也明顯增多。 通風方面，方案一采用對角式通風，雖通風效果更好，但增加的井筒數(shù)量及風機加大了維護難度，也增加了維護費用。 提升方面，盲斜井在礦石提升運輸?shù)倪^程中需將礦山由斜井轉運至平硐運出，增加了倒運環(huán)節(jié)，而明斜井直接提升至地表。 根據(jù)礦山的地質資料，礦體賦存位置的地表坡度較大，只在接近河灘附近存有一小塊可用工業(yè)場地，因而將平硐進口選定在工業(yè)場地附近，垂直走向布置，明斜井則位于礦體下盤偽傾斜布置。 因此，礦山的開拓方案選定為平硐 +明斜井開拓。本設計中，根據(jù)礦體的賦存條件和設計生產(chǎn)能力采用的是平硐 +明斜井聯(lián)合開拓。 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 14 （ 2）主要開拓巷道位置的選擇要考慮以下因素： （ a）礦區(qū)地形、地質構造和礦體埋藏條件； （ b）礦井生產(chǎn)能力及井巷服務年限； （ c）礦床的勘探程度、儲量及遠景； （ d）礦山巖石性質及水文地質條件； （ e）應考慮地表和地下運輸聯(lián)系方便，使地表地下總運輸功最小、開拓工程量最?。槐ＷC井巷出口位置及有關構筑物不受山坡滾石、雪崩和山崩等危害； （ f）井巷出口的標高應在歷年最高洪水位 13m 以上，以免被洪水淹沒。 （ 3） 主要開拓巷道的位置 主斜井井口坐標： X=3457866， Y=37511706， Z=，傾角為 25176。30′00″。全井第一期掘進斜長 60m，其中地表部分砌碹，砌碹部分長 30m；第一水平采用甩車車道車場，落平點標高 +990m 水平。在下盤距礦層凈距 10m 掘進東、西運輸大巷，運輸大巷方位平行于沿脈巷，每隔 40m 掘進一條穿脈巷聯(lián)通沿脈巷和運輸大巷，解決通風及礦石運輸問題。沿脈巷為木支護梯形斷面巷道，掘進斷面 ，凈斷面為 ，支護間距為每米一架。 平硐口坐標： X=， Y=， Z=1016m，方位 α=229176。平硐見礦后，沿礦層底板掘沿脈運輸巷，掘進斷面 ，木支護，凈斷面 。在礦山投產(chǎn)初期，主回風大巷首先作運輸巷用，直至回風水平開采結束。掘進穿脈 9 條，每條平均長 15m，共計 135m。 為解決平硐生產(chǎn)中的通風，在開采邊界兩端各掘一條通風小井。 主要開拓井巷規(guī)格見表 33。片石砌筑 d=350 60 529 3 990 車 場甩車道 176。木支架支護Φ16cm 506 750 14 1016 通風小井 35176。木支架 Φ16cm 1003 750 16 泵房及變電所 砼 250mm 15 261 17 水倉 不支護 6 6 100 600 18 防水閘門硐室 砼（ 208m3） 208 19 990 水泵房管子道 30176。 7 合 計 階段劃分與階段巷道布置 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 16 平硐生產(chǎn)水平為初期生產(chǎn)階段，由于地勢不同，階段高度差別很大，總 體來說在 10~40m 之間，平硐口底板高程 +1016m， 6‰ 上山至平巷，平巷在 +水平。 主井井底車場采用甩車道車場 (+990m 水平）與平車場（ +950m 水平）。主斜井車場第一條穿脈石門一般較長（因礦層不穩(wěn)定影響穿脈石門長度）。運輸巷每隔 40m 向礦脈掘進運輸穿脈。上階段脈外運輸巷作下階段回風巷用。 其它水平采場礦石與掘進廢石，均由人工裝車后，并人工推車至井底車場，然后由斜井絞車提升到地面卸入儲礦倉（場）?；鸸げ牧蟿t由人工背行到井下。掘進通風則由兩端通風小井排出。 礦井排水系統(tǒng) 采用分段排水。 其余各中段均由斜井車場水倉和泵房排至地面。 表 41 礦體賦存要素表 序號 指標名稱 單位