【正文】 層：第四系松 散巖類孔隙含水組，嘉陵江、大冶灰?guī)r溶洞裂隙含水組，長(zhǎng)興、茅口灰?guī)r洞裂隙含水組，棲霞、黃龍灰?guī)r溶洞裂隙含水組，五通、紗帽組石英砂巖弱裂隙含水組，相對(duì)隔水層有大冶頁巖和茅口炭質(zhì)灰?guī)r。 礦區(qū)巖層歷經(jīng)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，巖漿侵入，巖石風(fēng)化。北礦帶礦體頂板有斷裂破碎帶、溶蝕破碎帶、風(fēng)化巖漿巖等，礦體和頂板圍巖穩(wěn)固性較差。礦山水文、工程地質(zhì)條件復(fù)雜。 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 10 第三章 礦山年產(chǎn)量及服務(wù)年限 礦山年產(chǎn)量 按合理開采順序同時(shí)回采礦塊數(shù)驗(yàn)證礦山年產(chǎn)量 : kKtgA ?????? …………………………………………………………… (31) 式中： A—— 礦山年產(chǎn)量（噸 /日 ） ； g—— 礦房日產(chǎn)量（噸 /日），要求出加權(quán)平均值； N—— 單階段中可布置的有效礦塊數(shù)（個(gè)）； 30 個(gè)左右 t—— 年工作日； Kk—— 由礦房產(chǎn)出的礦石日產(chǎn)量占礦塊采出礦石日產(chǎn)量的比重（ %）； ? —— 同時(shí)回采礦塊的有效利用系數(shù)； 礦塊生產(chǎn)能力為 ，單階段可布置有效礦塊 4 個(gè)，年工作日 t 取330 天， Kk取 80%， 110 00 ???? ，把以上數(shù)據(jù)代入 (31)可得出?? 2805530（ t/a） 1000? 300=300000（ t/a） ，由此可見能滿足礦山的年產(chǎn)量。 礦床工業(yè)儲(chǔ)量 Q= 104t， 工業(yè)礦石總回收率為 90%，廢石混入率10%，礦山年產(chǎn)量為 510? t/a，把以上數(shù)據(jù)代入 (32)可得： ? ? %101300000 % 4 ??? ???? j （年） 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 11 礦山實(shí)際服務(wù)年限 nzncz ??????? ……………………………………………………… (33) 式中： Tz—— 礦山從投產(chǎn)到達(dá)產(chǎn)的時(shí)間，取 Tz=8 年； Tm—— 礦山末期產(chǎn)量逐漸下降時(shí)間，取 10 年； Tj—— 礦山按設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力正常生產(chǎn)的時(shí)間，zj ??? 32 把相關(guān)數(shù)據(jù)代入 (33)，可得 ?????z 。 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 12 第四章 礦床開采技術(shù)條件 礦體及其頂、底板巖石的穩(wěn)固性 斷裂構(gòu)造主要有北東東、北西 —— 北北西、北東向三組。北西 —— 北北西向斷層發(fā)育于礦區(qū)北部，為平移斷層，斷距一般 2～ 16m，主要有 F1～ F11。礦石的礦物組成較為復(fù)雜，計(jì)有金屬礦物 55 種，脈石礦物 22 種。其中主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦，其次為白鐵礦、斑銅 礦、輝銅礦、蘭輝銅礦、黝銅礦 —— 砷黝銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、赤鐵礦、針鐵礦。其次有玉髓 、綠泥石、蛇紋石、硅灰石、長(zhǎng)石、云母等。 黃鐵礦堅(jiān)固性系數(shù) f 為 6～ 。 北礦帶礦體頂板有斷裂破碎帶、溶蝕破碎帶、風(fēng)化巖漿巖等，礦體和頂板圍巖穩(wěn)固性較差。礦山工程地質(zhì)條件復(fù)雜。 摩擦角： 32176。礦床開采對(duì)人體有害的物質(zhì)成分，除了大量的砷質(zhì)物外，還有鉛、鋅、黃鐵礦等硫化礦物以及碳等有害元素。 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 14 第五章 礦床開拓 井田劃分 本次設(shè)計(jì)針對(duì)的是北礦帶，其有銅礦體 4 個(gè)，銅硫礦體 8 個(gè)， 鉛鋅礦體 1 個(gè)。礦體上部地表沒有溝谷、河流、鐵路、城鎮(zhèn)、文物古跡及風(fēng)景區(qū)等需要保護(hù)。因此，本次設(shè)計(jì)采用一個(gè)井田來開拓礦床。斷裂構(gòu)造主要有北東東、北西 —— 北北西、北東向三組。北西 —— 北北西向斷層發(fā)育于礦區(qū)北部，為平移斷層 ，斷距一般 2～ 16m，主要有 F1～ F11，但這些構(gòu)造和斷層對(duì)礦體的形成和破壞作用不大。根據(jù)巖石力學(xué)的測(cè)定，該礦礦體的上下盤巖石移動(dòng)角選定如下： 、下盤移動(dòng)角均為 60176。 階段高度的確定 根據(jù)礦巖的穩(wěn)固性程度階段高度宜在 30～ 60m。 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 15 各中段礦石量分布如下表 51 所示： 表 51 各中段礦石量 中段 礦石量（萬噸） 備注 50m 由于地質(zhì)資料不詳，只能粗略計(jì)算 100m 150m 200m 250m 300 m 總計(jì) 礦床開拓方法選擇 本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)北礦帶，設(shè)計(jì)任務(wù)的生 產(chǎn)能力 1000t/d 。 初選在技術(shù)上可行的三種開拓方法： 下盤豎井開拓、平硐與明豎井聯(lián)合開拓、斜井與盲豎井聯(lián)合開拓 。 平硐與明豎井聯(lián)合開拓： 在標(biāo)高 46m處開拓平硐，然后在平硐的適當(dāng)位置掘明豎井，采用這種開拓方 法，在技術(shù)上也沒有明顯的缺陷，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(diǎn)列成表格，以供比較和參考。然后再對(duì)這兩種開拓方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終定出最優(yōu)的開拓方案。 方案Ⅰ：下盤豎井開拓 充分利用有利地形條件，由于豎井的保護(hù)等級(jí)為Ⅰ級(jí)，豎井布置在下盤地表移動(dòng)帶之外 20m，然后分別在 0m、 50 m、 100m、 150 m、 200 m、 250 m、 300 m標(biāo)高開掘階段石門通達(dá)礦體。 井筒采用圓形斷面，斷面尺寸為 ? =5500mm，采用混凝土支護(hù)。鋼絲繩直徑 ? =36mm，提升機(jī)型號(hào) 2JK3/，電動(dòng)機(jī)型號(hào) ZQ21，電動(dòng)機(jī)功率 。 本礦床沿走向較長(zhǎng)，為 1600m，平均厚度 ，而豎井為罐籠井，布置在礦體下盤中央，可兼作入風(fēng)井，因此，可在礦體兩翼各布置一回風(fēng)井，形成中央對(duì)角式通風(fēng)方式?；仫L(fēng)井是作礦區(qū)開采永久通風(fēng)之用，在服務(wù)年限內(nèi)是不允許損壞的，回風(fēng)井的保護(hù)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，因此它們都應(yīng)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(fēng)井井口定在如下位置： 西風(fēng)井位置為 X=， Y=92600，井口標(biāo)高為 Z=+； 東風(fēng)井位置為 X=， Y=93100，井口標(biāo)高為 Z=+。從地質(zhì)地形圖上，可得知，這兩個(gè)位置的地質(zhì)地形條件都有利于設(shè)置風(fēng)井。經(jīng)過計(jì)算確定，風(fēng)井?dāng)嗝嬉?guī)格為 2021mm 2021mm。 方案Ⅱ：平硐與明豎井聯(lián)合開拓 由于礦山所在的具體情況及其礦體越到底部礦體越向 西 傾斜，而且考慮到以后各中段的采礦作業(yè)的方便，現(xiàn)從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮總體出發(fā)，采用平硐與明豎井聯(lián)合開拓。 井筒為圓形井，斷面尺寸為 ? =5500mm，采用混凝 土支護(hù)。鋼絲繩直徑 ? =36mm，提升機(jī)型號(hào)2JK3/，電動(dòng)機(jī)型號(hào) ZQ21，電動(dòng)機(jī)功率 ， 電機(jī)車型號(hào)為 ZK— 7/250型。因本礦床礦體和圍巖均不是很穩(wěn)固，為了提高風(fēng)井的承壓能力，減少支護(hù)費(fèi)用，回風(fēng)井采用 豎井形式要較斜井形式好，而且采用方形斷面形式。 兩回風(fēng)井井口均距礦區(qū)有一定的距離，在其邊部，兩回風(fēng)井都處于山腰，而不在山頂，這樣，回風(fēng)井排出的粉塵便不會(huì)飛揚(yáng)很遠(yuǎn)，可減少空氣 污染，有利于環(huán)境的保護(hù)。因此，風(fēng)井的位置選擇合理。采用混泥土支護(hù)，厚度為 200～ 300mm。 井筒和石門短，減少一定工程量，施工方便，需要增加地下調(diào)車場(chǎng)，需要增加地下卷揚(yáng)機(jī)硐室，越到下部，石門越長(zhǎng)。 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 19 階段及礦塊開 采順序 井田中段的開采順序采用下行式，因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(shí)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(jìn)一步探清深部礦體，避免國(guó)家礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)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(jìn)合理的采礦方法時(shí)也不致有很大的影響，因此，下行式開采順序?qū)ΦV山的發(fā)展遠(yuǎn)景也有利。這種采礦方式盡管會(huì)使礦井基建時(shí)間有所延長(zhǎng)，但因該礦礦巖不穩(wěn)固，采用此法可減少沿脈巷道的 維護(hù)費(fèi)用，因它可形成較長(zhǎng)的回采工作線，獲得較多的采礦量，從而縮短了階段的回采時(shí)間而減少巷道的維護(hù)費(fèi)用，而且采用此法，采掘干擾少，管理方便。 三級(jí)儲(chǔ)量 根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行規(guī)定的三級(jí)儲(chǔ)量用生產(chǎn)期限來表示，有色金屬礦山定額： 開拓儲(chǔ)量 K rAtQ kk )1( ?? tQ k 55 109%90 %)101(3103 ??????? 式中： kt —— 開拓儲(chǔ)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(chǔ)量之比率） % 采準(zhǔn)儲(chǔ)量 K rAtQ zz )1( ?? tQ z 55 103%90 %)101(1103 ??????? 式中： zt — 采準(zhǔn)儲(chǔ)量的保有期限， 1a； 其它同前。 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 21 第六章 礦山井巷工程 礦山基本井巷工程 礦山主要井巷工程有豎井、通風(fēng)井、溜礦井、階段運(yùn)輸平巷或沿脈平巷、穿脈等。 一般不支護(hù)，遇巖層不穩(wěn)段采用木棚支護(hù)，遇構(gòu)造發(fā)育段或斷層帶鋼砼砌筑支護(hù) ， 支 護(hù) 厚 度 為100～ 250mm。 一般不支護(hù)，遇構(gòu)造發(fā)育段或斷層帶用鋼砼砌筑支護(hù)，支護(hù)厚度為100～ 150mm。鑒于該礦礦巖穩(wěn)定性不是太好，階段運(yùn)輸巷道斷面形狀采用 1/3B 類型的三心拱形。 (2) 根據(jù)《金屬礦山安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，取巷道人行道寬 b2=800mm，非人行道一側(cè)（運(yùn)輸設(shè)備到支架間隙）寬 b1=300mm，軌距 600mm。 (4) 巷道混凝土襯砌厚度，參考《井巷工程》表 49 中，取墻厚 T=250mm；拱厚 do=250mm (5) 參照《井巷工程》表 17 中， ZK7/250 型電機(jī) 車選用 18 公斤 /m鋼軌，采用鋼筋混凝土軌枕，由表 18 查得，巷道鋪軌結(jié)構(gòu)尺寸： 6h =350mm， 5h =200mm， 4h =150mm。 41′ 小圓弧半徑： r== 2200=576mm， 圓弧角 β =56176。 ① 按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓子頂端兩切線的交點(diǎn)與巷道拱壁間最小安全距離按（ 250 mm）計(jì)算 取架線導(dǎo)電弓子寬度之半徑 K=400mm，巷道軌面至導(dǎo)電弓子的高度H1=2021mm（有人行道），則軌道中心線至巷道中心線的間距 Z 為： Z = 20B （ b2 + b1） = 22200 ( 21060 + 300)=270mm 軌道中心線至非人行側(cè)巷道壁的距離： a =b2 +b1= 21060 +300=830(mm) ∵ cosβ = 1brKar ??? = 300576 400830576 ? ?? =﹤ 式中： r —— 三心拱的小半徑； 江西理工大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 23 1b—— 運(yùn)輸設(shè)備與支護(hù)之間的安全間隙，查采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)井巷工程卷表131。 19′ = ），則： h3 = ? ? ? ? 2261 2 5 0[ KZRhH ????? (R f0)] 式中： R—— 三心拱的大半徑。 ③ 按架設(shè)管道要求確定巷道斷面墻高： 用架線式電機(jī)車運(yùn)輸時(shí)，要求電機(jī)車導(dǎo)電弓子與管道距離不小于 300mm，計(jì)算公式為： h3= 1900 + h5 +n 2102 3002 ?????? ?????? ?????? DKZBrr 式中： n—— 管道所占高度等于管子直徑與托管梁的高度之和，即： n=D1+D2+100=100+50+100=250mm D1—— 風(fēng)管直徑 取 100mm D2—— 水管直徑 取 50mm 從而可得： 223 )]1003004002701 1 0 0(576[5762502021 9 0 0 ??????????h = 1774 mm 綜上計(jì)算，取以上情況的最大值能滿足架線、管道敷設(shè)和行人要求，最后確定設(shè)計(jì)墻高 h3為 2060mm。 對(duì)于主要階段運(yùn)輸巷道 ?????? 允凈 VsmSQV sm 故滿足要求。水溝斷面根據(jù)涌水量 ，參照表 18選取上寬 350mm，下寬 310mm，深度 300mm，每 m水溝支護(hù)材料消耗 立方 m，水溝蓋板 。托架上設(shè)壓風(fēng)管，下設(shè)懸掛灑水管。 繪制巷道斷面圖 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，按 1： 50 比例繪制出巷道斷面圖。 井筒斷面尺寸確定 (1) 井筒裝備的選擇 考慮該井筒提升高度大，繩端荷載重，而且是多中段提升，井內(nèi)管線較多，還需要布置梯子間，因此選用剛性罐道，以鋼軌做罐道，工字鋼做罐道梁。 罐道和罐道梁固定尺寸，由表 25 查得 ： E1 =188mm E2 =193mm (3) 確定提升間的尺寸和梯子間的尺寸 提升間尺寸分別按下列公式計(jì)算： C1 = E1+ B1+E2=188+1462+193=1843mm C2 = E3+ B2+E4=193+1462+193=1848mm 式中： C1 —— 3號(hào)罐道梁中心線距離， mm C 2—— 2號(hào)罐道梁中心線距離， mm E1 、 E2—— 2號(hào)罐道梁連接部分尺寸。；