采礦方法課程設(shè)計--上向分層充填法說明書

1、<p>　　采礦方法課程設(shè)計說明書</p><p>　　題目： 上向分層充填法說明書 </p><p>　　院系： </p><p>　　班級： </p><p>　　學號：

2、 </p><p>　　姓名： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　采礦方法課程設(shè)計命題書</p><p>　　根據(jù)下列地質(zhì)條件進行采礦方法課程設(shè)計</p><p>　　礦井年產(chǎn)量： 20 萬噸；&l

3、t;/p><p>　　礦石名稱：鉛鋅金銀礦；</p><p>　　礦床成因和類型：中溫熱液 ；</p><p>　　礦體平均厚度： 15m ；</p><p>　　礦體平均傾角： 55°；</p><p>　　礦體走向長度： 500m ；</p><p>　　礦體埋藏深度： 159~-59

4、0m ；</p><p>　　礦石圍巖的物理力學性質(zhì)：</p><p>　　1．品位：Pb6.53%、Zn6.13%、Au4.7g/t、Ag171.67g/t、S25.77%；</p><p>　　2．容重：礦石 3.14t/m3；圍巖 2.72t/m3；</p><p>　　3．圍巖名稱：上盤 灰?guī)r；下盤 灰?guī)r；</p>&l

5、t;p>　　4．穩(wěn)固性：礦石 穩(wěn)固；上盤圍巖 穩(wěn)固；下盤圍巖 穩(wěn)固；</p><p>　　5．堅固性系數(shù)：礦石 12；上盤圍巖 18~24；下盤圍巖18~24；</p><p>　　6．松散系數(shù)：礦石 1.6；上盤圍巖 1.5；下盤圍巖 1.5；</p><p><b>　　7．自燃性： 有；</b></p><p&g

6、t;<b>　　8．粘結(jié)性： 無；</b></p><p>　　9．地質(zhì)破壞及水文條件：礦體上部有兩含水層、兩含水層之間無水力聯(lián)系；</p><p>　　10．其它附加條件： 地表有溪流。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p><b>　　1．鑿眼爆破</b

7、></p><p><b>　　2．礦井通風</b></p><p><b>　　3．井巷工程</b></p><p>　　4．金屬礦山地下開采</p><p><b>　　5．采礦設(shè)計手冊。</b></p><p><b>　　目錄&l

8、t;/b></p><p>　　第一章采礦地質(zhì)條件...................................5</p><p>　　第二章采礦方法的選擇.................................5</p><p>　　2.1采礦方法的選擇....................................5</p&

9、gt;<p>　　2.2上向分層充填法....................................8</p><p>　　2.3分段鑿巖階段出礦嗣后充填法........................11</p><p>　　2.4采礦技術(shù)經(jīng)濟比較..................................13</p><p>　

10、　2.5采礦方法的終定....................................14</p><p>　　2.6結(jié)構(gòu)和參數(shù)........................................14</p><p>　　第三章礦塊的采準和切割工作...........................15</p><p>　　3.1采準巷道的布置

11、....................................15</p><p>　　3.2切割巷道的布置....................................18</p><p>　　3.3主要運輸設(shè)備......................................18</p><p>　　3.4階段運輸平巷的斷面尺寸和規(guī)

12、格......................19</p><p>　　3.5采準與切割工藝....................................21</p><p>　　第四章回采計算.......................................24</p><p>　　4.1鑿巖爆破.......................

13、...................24</p><p>　　4.2通風..............................................26</p><p>　　4.3頂板的地壓管理....................................26</p><p>　　4.4出礦........................

14、......................27</p><p>　　4.5充填..............................................28</p><p>　　第五章礦房回采和采空區(qū)處理...........................30</p><p>　　5.1礦房回采.........................

15、................30</p><p>　　5.2采空區(qū)處理.......................................30</p><p>　　第六章采礦方法技術(shù)經(jīng)濟指標...........................31</p><p>　　參考文獻......................................

16、.......32</p><p>　　第一章 采礦地質(zhì)條件</p><p>　　礦山設(shè)計年產(chǎn)量為30萬噸，屬于中小型地下礦山，礦體開采技術(shù)條件如下：礦體平均厚度為15m，走向長度為500m，埋藏深度為-590—159m，為有初露的礦體，礦體傾角在55°，是急傾斜的礦體賦存，礦體上不有兩個含水層、兩個含水層之間無水力聯(lián)系，同時在礦體的地表有河流，不允許有塌落。</p>

17、;<p>　　礦石和圍巖的物理力學性質(zhì)如下：礦石品位高，價值大，其中Pb為6.53%;Zn為6.13%；Au為4.7g/t;Ag為171.67g/t;S為25.77%。礦石容重為3.14t/m3，圍巖容重為2.72t/m3。礦體上下盤圍巖為灰?guī)r，穩(wěn)固，堅固性系數(shù)f=18-24，松散系數(shù)1.5，礦石穩(wěn)固，堅固性系數(shù)f=12，松散系數(shù)1.6，礦石有自燃性但無粘結(jié)性。</p><p>　　第二章 采礦方

18、法的選擇</p><p>　　2.1采礦方法的選擇</p><p>　　2.1.1采礦方法選擇的基本要求</p><p>　　1）安全。選擇的采礦方法必須保證工人在采礦過程中能夠安全生產(chǎn)，有良好的作業(yè)條件，能使繁重的作業(yè)實現(xiàn)機械化；同時也要保證礦山能夠安全持續(xù)生產(chǎn)，防止采礦引起的地質(zhì)災(zāi)害。</p><p>　　2）礦石貧化小。選擇的采礦方法要

19、貧化小，礦石質(zhì)量高，有利于配礦和礦石質(zhì)量控制，滿足加工部門對礦石質(zhì)量的要求。</p><p>　　3）礦石回采率高。礦產(chǎn)資源是有限且不能再生的，因此要選擇高回采率的采礦方法，以充分利用地下資源。</p><p>　　4）生產(chǎn)效率高。要盡可能選擇生產(chǎn)能力大和勞動生產(chǎn)率高的采礦方法。</p><p><b>　　5）經(jīng)濟效益高。</b></p

20、><p>　　6）遵守有關(guān)法規(guī)的要求。采礦方法選擇必須遵守礦山安全、環(huán)境保護和礦產(chǎn)資源保護等法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。</p><p>　　2.1.2采礦方法選擇的主要影響因素</p><p>　　2.1.2.1礦體地質(zhì)條件</p><p>　　主要包括礦石和圍巖的物理力學性質(zhì)、礦體產(chǎn)狀、礦石的品味和價值、礦物在礦體和圍巖中的分布情況、礦體賦存深度、礦石和

21、圍巖的自燃性與結(jié)塊性等。</p><p>　　2.1.2.2開采技術(shù)經(jīng)濟條件</p><p>　　主要有下列影響因素有下列各項： 地表是否允許陷落； 加工部門對產(chǎn)品的技術(shù)要求；技術(shù)裝備與材料供應(yīng)；采礦方法所需求的技術(shù)管理水平等。</p><p>　　2.1.3采礦方法初選</p><p>　　2.1.3.1地質(zhì)法初選</p>&

22、lt;p>　　根據(jù)礦體地質(zhì)條件選擇合適的采礦方法，見采礦方法初選表</p><p><b>　　采礦方法初選表一</b></p><p><b>　　采礦方法初選表二</b></p><p>　　根據(jù)采礦方法初選表一及采礦方法初選表二的初步分析，可以初選出二種采礦方法：（1）上向水平分層充填法；（2）分段鑿巖階段出礦

23、嗣后充填法。</p><p>　　2.2上向水平分層充填法</p><p><b>　　2.2.1方案特點</b></p><p>　　該方法適用于開采礦體上下盤巖石中等穩(wěn)固以上或穩(wěn)固性稍差，礦石中等穩(wěn)固或中等穩(wěn)固以上的傾斜至急傾斜的中厚至極厚礦的高品位或貴重金屬的礦體，方法特點是將礦塊劃分為礦房和礦柱進行回采，先采礦柱，后采礦房，礦房或礦柱自

24、下而上分層回采，依次按比例進行充填以維護上下盤圍巖，并創(chuàng)造不斷上采的作業(yè)條件，礦房回采到最后一個分層時，進行接頂充填。</p><p>　　該方法一般適用于礦石穩(wěn)固、圍巖不穩(wěn)固的傾斜和急傾斜礦體，能適應(yīng)形態(tài)不規(guī)則、分枝復(fù)合變化大的礦體。此方法工作面循環(huán)作業(yè)，鑿巖爆破、出礦、充填和護頂完成一個循環(huán)后，進行下一分層的循環(huán)；回采空間和范圍可以控制，人員、設(shè)備在暴露的頂板下工作，需要有效的控制頂板。在礦石穩(wěn)固、圍巖也穩(wěn)固

25、的傾斜和急傾斜礦體中可以減少或者不用護頂?shù)墓ぷ鳌?lt;/p><p>　　2.2.2礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)</p><p>　　礦塊垂直于礦體走向布置，長度為礦體水平厚度，階段高度60m；礦房、礦柱交替布置，礦房寬度為12m，礦柱寬度 8m；將階段劃分為分段，分段高度9m，每個分段負責3個分層，分層高度3m；先采礦柱，后采礦房，礦塊底部構(gòu)筑5m厚的人工混凝土假底，以保證下階段的回采安全；回采過程中

26、，最小控頂高度2m，最大控頂高度5m，礦柱采用較高灰沙比進行充填，礦房采用較低灰沙比進行充填，各分層待充填體滲水平場完畢厚后，鋪設(shè)0.3m厚的砼地板，以利上分層回采時無軌設(shè)備的行走。</p><p><b>　　2.2.3采準切割</b></p><p>　　采準系統(tǒng)分為脈外采準系統(tǒng)和脈內(nèi)采準系統(tǒng)。脈內(nèi)采準系統(tǒng)通常從脈外運輸巷道掘進穿脈巷道，在脈內(nèi)靠近礦體上邊界處布置

27、充填回風天井，聯(lián)通上下階段運輸平巷，作為充填和通風的通道。</p><p>　　脈外采準系統(tǒng)主要采用階段斜坡道采準方式。階段和各分段間由采準斜坡道連通，自采準斜坡道掘進分段平巷，由分段平巷在采場中央位置掘進下向采場聯(lián)絡(luò)道，隨回采工作進行，中間分層聯(lián)絡(luò)道和上向聯(lián)絡(luò)道分別由下向聯(lián)絡(luò)道和中間分層聯(lián)絡(luò)道上挑完成。階段內(nèi)設(shè)置下盤分段溜井，底端布設(shè)振動出礦機，用裝礦橫巷與階段運輸平巷聯(lián)通。在相鄰礦房與礦柱中間掘進穿脈到達礦體

28、下盤邊界，從穿脈開始進行拉底工作。斷面3.53m，斜坡道的坡度為1:5～1:7，斜坡道與分段平巷連接，分段運輸平巷與采場分層進路連接。一個分段負責3個分層。</p><p><b>　　2.2.4回采</b></p><p>　　分層回采高度3m，采用YSP-45型氣腿式鑿巖機挑采2.0m，不出礦，炮孔傾角75°，炮孔直徑40mm，工人站在礦堆上打水平孔壓頂

29、回采到設(shè)計高度。</p><p>　　每次爆破后通風時間不少于40min，工作面炮煙排凈后，安全工進入采場檢查頂板，清除浮石。采用鏟運機將崩落的礦石卸入溜井，由電機車經(jīng)階段運輸平巷運往主溜井。崩落礦石出完后，按照配比要求，進行膠結(jié)充填。充填滲水通過預(yù)先布設(shè)的脫濾水管導(dǎo)出采場。</p><p><b>　　2.2.5方案評價</b></p><p&g

30、t;　　該方案僅設(shè)溜井，運礦汽車在裝礦平巷內(nèi)裝車，既簡化采準工程，又提高運礦效率；采用先挑采、后壓采的方式，有效地提高鑿巖效率，也便于采場頂板的安全管理；使用無軌設(shè)備出礦，回采作業(yè)機械化程度高；采場布置靈活，便于不同礦種分采；采場形成貫穿風流，通風效果好。但是，壓頂回采，鑿巖效率相對較低，作業(yè)循環(huán)較多；無軌設(shè)備運行頻繁，滿足無軌設(shè)備通行要求的采準切割工程斷面大。類似的礦山的生產(chǎn)能力接近160t/d；回采率高達98%以上而且貧化和損失也都

31、低于8%。如下圖上向水平分層充填法圖樣</p><p><b>　　上向水平分層充填法</b></p><p>　　2.3分段鑿巖階段出礦嗣后充填法</p><p><b>　　2.3.1方案特點</b></p><p>　　該采礦法適用于開采礦石與圍巖穩(wěn)固急傾斜（較緩）傾斜和緩傾斜的高品位或貴重金

32、屬的礦體；特點是將階段內(nèi)礦體沿走向劃分成礦塊，礦塊劃分為分段，每個分段內(nèi)劃分為礦房和礦柱，每個礦房都有獨立的崩礦和出礦巷道，可視為單獨的回采單元。</p><p>　　沿走向掘進分段運輸平巷和鑿巖平巷，沿分段運輸每隔距離掘進裝礦進路。回采過程中，采用扇形中深孔在鑿巖平巷進行鑿巖爆破，崩落的礦石自裝礦進路在分段底部的V型塹溝進行出礦，為了防止充填體坍塌引起較大的貧化，分段內(nèi)留3m斜頂柱。礦塊分段回采結(jié)束后按充填比例

33、進行充填，密閉充填進路，回采上一分段。</p><p>　　2.3.2礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)</p><p>　　礦塊沿礦體走向布置，礦塊長度40m，間柱寬度6m，礦房長度34m，階段高60m，礦塊寬度為礦體水平厚度，分段高度15m，斜頂柱3m，底部形成V型受礦塹溝，塹溝在礦體內(nèi)的斜面傾角為45°，裝礦進路間距11m。分段回采完畢后，從上分段進行一次充填，充填盡量接頂。</p&

34、gt;<p><b>　　2.3.3采準切割</b></p><p>　　采用下盤脈外階段斜坡道采準方式。階段和各分段間由采準斜坡道聯(lián)通，斜坡道的坡度為21%。自采準斜坡道掘進分段運輸平巷、充填回風平巷，自充填回風平巷每隔11-12m掘進裝礦進路到礦體下盤，在礦體下盤與圍巖邊界處由裝礦進路掘進“V”型塹溝拉底平巷聯(lián)通所有裝礦進路，靠近礦快間柱位置，向上掘進切割天井，再由分段運輸

35、平巷，靠近間柱位置，掘進切割橫巷達礦體上盤邊界處，自切割橫巷靠近礦體上盤掘進脈內(nèi)鑿巖平巷；在拉底平巷和切割橫巷內(nèi)分別打上向扇形和平行中深孔，以切割天井為自由面爆破切槽，進行多排同次爆破，爆破后形成立槽</p><p><b>　　2.3.4回采</b></p><p>　　全部采準切割工作完成后，礦房回采以切割槽為自由面，由礦房一直向另一側(cè)回采崩礦。在分段鑿巖巷道中鉆

36、鑿扇形中深孔，崩礦孔與開溝孔同時起爆，一次崩落3-5排炮孔，每次爆破后通風時間不少于40min，工作面炮煙排凈后，安全工進入采場檢查頂板，清除浮石。崩落礦石用鏟運機將崩落的礦石卸入分段溜井，由電機車經(jīng)階段運輸平巷運往主溜井。崩落礦石出完后，按照配比要求，進行膠結(jié)充填。充填滲水通過預(yù)先布設(shè)的脫濾水管導(dǎo)出采場。</p><p><b>　　2.3.5方案評價</b></p><

37、;p>　　工人在小斷面巷道中工作，回采工作比較安全；回采強度比較大，在一個采場內(nèi)，工作面比較多，因此，用這種采礦方法開采時，采場可以相對少一些；工作循環(huán)，比較簡單，通風條件好；使用無軌設(shè)備出礦，生產(chǎn)能力大；但是采準工作量大，在分段巷道內(nèi)，不易實現(xiàn)巷道掘進的機械化；礦柱所占礦量比較大，且回采礦柱損失，貧化又比較大；采用中深孔落礦，大塊率高，二次破壞作量大。</p><p>　　類似的礦山的生產(chǎn)能力接近170t

38、/d；回采率高達87.5%以上而且貧化率約8.55%，損失率介于8%-9%之間。如下圖分段鑿巖階段出礦嗣后充填法圖樣</p><p>　　分段鑿巖階段出礦嗣后充填法</p><p>　　2.4采礦技術(shù)經(jīng)濟比較</p><p>　　根據(jù)以上初步設(shè)計計算并結(jié)合類似國內(nèi)外礦山，對所選采礦方法的技術(shù)經(jīng)濟比較，詳見下表</p><p>　　采礦方法方案

39、技術(shù)比較表</p><p><b>　　2.5采礦方法終定</b></p><p>　　通過對以上兩種方案的詳細技術(shù)經(jīng)濟比較，可以看出兩種方案的采礦成本相差不是很大，都能夠比較安全的作業(yè)。第二種方案采準切割工程量相對第一種方案較小，但是礦石的損失貧化遠高于前者且回采率也是遠低于前者。由于本鉛鋅金銀礦山，Pb品位為6.53%;Zn品位為6.13%；Au品位為4.7g/t

40、;Ag品位為171.67g/t;S品位為25.77%，為高品位礦山，價值高，從經(jīng)濟和充分利用資源的角度考慮，相等條件下應(yīng)優(yōu)先選用損失貧化小的方案，而且在機動靈活性、井下設(shè)備維修難易以及機械化智能化考慮，本次設(shè)計選擇上向水平分層充填采礦方法為最佳方法。</p><p><b>　　2.6結(jié)構(gòu)和參數(shù)</b></p><p>　　2.6.1 礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)</p&

41、gt;<p>　　礦塊垂直于礦體走向布置，長度為礦體水平厚度，階段高度60m；礦房、礦柱交替布置，礦房寬度為12m，礦柱寬度8m；將階段劃分為分段，分段高度9m，每個分段負責3個分層，分層高度3m；先采礦柱，后采礦房，礦塊底部構(gòu)筑5m厚的人工混凝土假底，以保證下階段的回采安全；回采過程中，最小控頂高度2m，最大控頂高度5m，礦柱采用較高灰沙比進行充填，礦房采用較低灰沙比進行充填（降低充填成本），各分層待充填體滲水平場完畢厚

42、后，鋪設(shè)0.3m厚的砼地板，以利于上分層回采時無軌設(shè)備的行走。</p><p>　　2.6.2布置的依據(jù)</p><p>　　2.6.2.1礦塊的布置</p><p>　　使用上向水平分層充填法時當?shù)V體厚度小于15m時，采用沿走向布置；當?shù)V體厚度大于等于15m時，采用垂直走向布置。由于礦體厚度15m，屬于中厚礦體與厚大礦體的分界線。出于安全和設(shè)備考慮，故本設(shè)計選用垂

43、直走向布置較適宜。</p><p>　　2.6.2.2階段高度、分段高度和分層高度</p><p>　　上向水平分層充填方法在國內(nèi)礦山中階段高度一般取30～60m，礦體傾角和厚度變化小，礦體形態(tài)規(guī)整，為減少采準切割量，提高生產(chǎn)效率，采用60m。分段高度主要考慮到鏟運機的爬坡能力、分層的高度以及參照新橋硫鐵礦的方案，三個分層高度作為一個分段高度。分層高度主要是因為鑿巖設(shè)備YSP-45鉆孔的深

44、度的影響和安全作業(yè)的要求，分層高度布置為3m。</p><p>　　2.6.2.3礦房礦柱的尺寸</p><p>　　礦房和礦柱的尺寸主要取決于礦石和圍巖的穩(wěn)固性。國內(nèi)礦山垂直走向布置礦房的寬度一般為8～12m，此礦山礦石和圍巖均比較穩(wěn)固，礦房可選12m。用充填法回采礦柱時礦柱寬度一般為6～8m。</p><p>　　2.6.2.4工作面結(jié)構(gòu)形式</p>

45、<p>　　崩下的礦石通過鏟運機運至分段的溜井，為方便無軌設(shè)備鏟運機在工作面出礦，工作面底板要鋪設(shè)0.3m厚的混凝土。</p><p>　　第三章 礦塊的采準與切割工作</p><p>　　3.1采準巷道的布置</p><p>　　由于礦石品位高、有自燃性，為了減少礦柱損失且滿足機械化上向水平分層充填法的工藝要求，采用下盤脈外階段斜坡道采準方式。主要

46、采準工程有斜坡道、分段運輸平巷、階段運輸平巷、分層聯(lián)絡(luò)道、分層出礦進路、充填回風井、溜井及穿脈等礦石回采工作必不可少的巷道。</p><p><b>　　3.1.1斜坡道</b></p><p>　　從每個階段運輸平巷掘進一條斜坡道至下一階段的運輸平巷，它是鏟運機及人員、材料設(shè)備在不同分段，不同階段之間實現(xiàn)自由快速移動的重要通道。因需要布設(shè)必要的管線電纜，且要考慮行人

47、需要。因此，其規(guī)格3.5m×3.0m，轉(zhuǎn)彎半徑取10m-15m，坡度取20%。斜坡道采用折返式，布置，布置在礦體的下盤。</p><p>　　3.1.2分段運輸平巷</p><p>　　分段平巷沿礦體走向布置，負責分段礦房的出礦。每個分段平巷負責三個分層的回采，垂直距離為9.0m。為保證分層出礦進路坡度滿足無軌設(shè)備爬坡能力要求，分段平巷距礦體下盤20m左右，且與分層出礦進路之間的

48、內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)彎半徑保證3.5m以上，斷面尺寸與斜坡道（3.5m×3.0m）相同</p><p>　　3.1.3階段運輸平巷</p><p>　　階段運輸巷道服務(wù)于整個階段和上一階段，每個階段應(yīng)布置一條。由于服務(wù)年限較長，單軌運輸，巷道較寬，故斷面采用的三心拱形。</p><p>　　3.1.4分層聯(lián)絡(luò)道</p><p>　　每個分層均布置

49、一條分層聯(lián)絡(luò)巷，溝通采場和分段平巷。其中，下向分層聯(lián)絡(luò)巷為運礦重車上坡，坡度取12%；上向分層聯(lián)絡(luò)線為運礦重車下坡，坡度取15%。分層聯(lián)絡(luò)巷應(yīng)布置在采場的中央，以利于鏟運機作業(yè)，且采場開口階段作業(yè)效率高，采場兩側(cè)邊界易于控制。</p><p>　　3.1.5分層出礦巷道</p><p>　　下向分層出礦進路采用普通掘進方法形成，水平分層出礦進路則在向下的分層出礦進路頂板挑頂形成，而上向出礦

50、進路則由水平出礦進路上挑形成。挑頂崩落的廢石，可用來充填該分層出礦進路。分層出礦進路斷面規(guī)格同樣要求滿足無軌設(shè)備運行安全、方便，與斜坡道相同（3.5m×3.0m）。</p><p>　　分層出礦進路布置在采場中央，以利于鏟運機作業(yè)，且采場開口階段作業(yè)效率高，采場兩側(cè)邊界易于控制。采場充填時，用木板封閉分層出礦進路。</p><p>　　3.1.6充填回風井</p>

51、<p>　　充填回風井是采場通風和下放充填料的重要通道，位于靠近下盤的礦體中，一方面，可以用來下放充填料漿及回風使用，另一方面，可以實現(xiàn)探采結(jié)合，充分摸清階段上部的礦體分布情況；斷面尺寸為2.0m×2.0m，沿礦體傾向布置，傾角為礦體傾角。</p><p><b>　　3.1.7溜井</b></p><p>　　考慮到鏟運機有效運輸距離150m，放

52、礦溜井間距140-160m，同時服務(wù)于7-8個礦塊，斷面尺寸為Ф2.0m，為了減少卸礦橫巷的長度，采用傾斜溜井；為了防止上下分段卸礦相互干擾，卸礦橫巷與放礦溜井間用分支溜井連通。</p><p><b>　　3.1.8穿脈</b></p><p>　　穿脈位于礦房或礦柱中央，起到探礦、連通相鄰礦脈、通風及鏟運機運行的作用，斷面要求與斜坡道斷面相同（3.5m×

53、3.0m）。</p><p>　　3.2切割巷道的布置</p><p>　　切割工作主要是拉底，不另外打巷道，以采準工程中的穿脈（采準切割合二為一）為自由面和補償空間擴大到礦房底部全面積形成拉底空間，以穿脈為自由面用YSP-45上向式鑿巖機向兩邊擴幫至采場兩邊邊界，局部出礦后，向上一分層挑頂形成5.0m的控頂高度。然后，砌筑3.0m高的高標號膠結(jié)體假底，剩2.0m作為繼續(xù)上采的作業(yè)空間。砌

54、筑假底時，要預(yù)先鋪設(shè)好脫濾水管，并根據(jù)實際情況考慮加一些鋼筋。</p><p><b>　　3.3主要運輸設(shè)備</b></p><p><b>　　3.3.1鏟運機</b></p><p>　　由SANDVIK TAMROCK公司生產(chǎn)的TORO系列鏟運機有著安全、可靠、舒適和高效的優(yōu)點，為了滿足礦山生產(chǎn)能力要求，本設(shè)計中選

55、用TORO400E型鏟運機，3臺正常生產(chǎn)，2臺備用，該型號電動鏟運機的主要技術(shù)參數(shù)見表3-1</p><p>　　TORO400E型鏟運機主要參數(shù)表（表3-1）</p><p>　　3.3.2電機車與礦車</p><p>　　根據(jù)該礦山20萬噸/年的設(shè)計生產(chǎn)能力，選用ZK10-6/250型電機車（主要參數(shù)見表3-2）配YCC2（6）型測卸式礦車（主要參數(shù)見表3-3）

56、。</p><p>　　ZK10-6/250型電機車主要參數(shù)表(表3-2)</p><p>　　YCC2（6）型測卸式礦車主要參數(shù)表（表3-3）</p><p>　　3.4階段運輸平巷的斷面尺寸和規(guī)格</p><p>　　3.4.1斷面形狀和支護形式</p><p>　　階段運輸巷道服務(wù)于整個階段和上一階段，服務(wù)年限較

57、長，單軌運輸，巷道較寬，故采用拱高f0=B0/3的三心拱，下盤圍巖穩(wěn)固（f=18～24），可以不進行支護，破碎地段可噴射混凝土進行支護。</p><p>　　3.4.2巷道斷面尺寸</p><p>　　3.4.2.1巷道凈寬度B0</p><p>　　由表3-1和表3-2可以確定設(shè)備的寬b=1354mm，高h=1550mm。查采礦手冊知運輸電機車與支護之間的安全間隙

58、b1=300mm，人行道寬度b2=900mm，所以巷道凈寬B0：</p><p>　　B0＝b1+b+b2=300+1354+900=2554mm，按50mm取上，故B0取2600mm。</p><p>　　3.4.2.2道床參數(shù)</p><p>　　根據(jù)該巷道的運輸量及采用的運輸設(shè)備，查采礦手冊可以選用22kg/m的鋼軌，鋼筋混凝土軌枕，巷道底板水平與軌面水平的間

59、距h6=400mm，底板至道渣面的高度h5=250mm，故h4= h6-h5=150mm。</p><p>　　3.4.2.3巷道凈高H0</p><p>　　①拱高f0及其它參數(shù)</p><p>　　f0＝B0/3 =867mm</p><p>　　大圓弧半徑R＝0.692 B0＝1799mm</p><p>　　小

60、圓弧半徑r=0.261B0=679mm</p><p><b>　?、谙锏缐Ω遠3</b></p><p>　　A按電機車架線要求確定</p><p>　　設(shè)電機架線導(dǎo)電弓子之半k=400mm，軌面到頂棚的高度取H1＝2080mm。非人行道一側(cè)，軌道中心線至墻的距離a=b/2+b1=677+300＝977mm，cosα＝0.554</p&

61、gt;<p>　　由于，故架線弓子是在大圓弧斷面內(nèi)，應(yīng)按下式計算h3</p><p><b>　　B按人行要求計算</b></p><p><b>　　巷道墻高h3,即</b></p><p>　　按以上兩種要求計算后h3取其中的最大值2045mm，按10mm取上，則h3=2050mm。故巷道凈高度H0=f0

62、+h3-h5=867+2050-250=2667mm。巷道斷面圖如3-1所示</p><p>　　圖3-1 階段運輸平巷斷面圖</p><p>　　3.5采準與切割工作</p><p>　　3.5.1采準與切割工藝</p><p>　　該礦山采用下盤脈外階段斜坡道采準方式， 自階段運輸平巷在相鄰礦房與礦柱中間掘進穿脈到達礦體上盤邊界，自穿脈

63、在礦體上盤邊界處沿礦體邊界在礦體內(nèi)掘進充填回風天井至上階段穿脈, 在穿脈的合適位置，掘進溜井。從采準斜坡道按分段高度掘進分段運輸平巷，由分段運輸平巷在采場中央位置掘進分層聯(lián)絡(luò)道，上分層聯(lián)絡(luò)道由下分層聯(lián)絡(luò)道挑頂完成。自分段運輸平巷掘進卸礦橫巷聯(lián)通階段溜井，由此完成礦塊的采準工作。</p><p>　　切割工作主要是拉底，即以穿脈為自由面和補償空間擴大到礦房底部全面積形成拉底空間，以穿脈為自由面用YSP-45向兩邊擴

64、幫至采場兩邊邊界，局部出礦后，向上一分層挑頂形成5.0m的控頂高度。然后，砌筑3.0m高的高標號膠結(jié)體人工假底，剩2.0m作為繼續(xù)上采的作業(yè)空間。砌筑假底時，要預(yù)先鋪設(shè)好濾水管，并根據(jù)實際情況考慮加一些鋼筋。</p><p>　　3.5.2采準與切割工程量</p><p>　　計算采準切割工程量時以礦塊為單位，需考慮了以下兩點因素：</p><p>　?。?）階段運

65、輸平巷計入開拓工程量中，采準切割工程量計算中不予考慮；</p><p>　?。?）階段斜坡道、卸礦橫巷及分段溜井服務(wù)于整個中段的多個礦塊，計算時均不考慮。</p><p>　　表3-4 礦塊采準切割工程量</p><p>　　巷道合計總長度921.6m（脈內(nèi)183m，脈外738.6m），合計總體積8725.2 m3（脈內(nèi)969.9m3，脈外7755.3m3）。&l

66、t;/p><p><b>　　采場采出礦量為∶</b></p><p>　　式中：－礦塊長度，18.3m；</p><p>　?。刹筛叨龋?0；</p><p>　?。蓤鰧挾?，20m（礦房12m，礦柱8m）；</p><p>　　－礦石體重，平均3.14t·m-3；</p>

67、<p>　?。傻V回收率，98%；</p><p>　　a －礦石貧化率，5.17%；</p><p>　　故礦塊的千噸采切比14.22m/kt 或135.10/kt。</p><p>　　3.5.3采準切割成本</p><p>　　采準切割的成本計算以礦塊為單位，階段運輸平巷算入開拓工程，階段斜坡道、卸礦橫巷以及溜井為多個礦塊

68、公用，參考類似礦山指標，采準切割成本計算如表3-5所示。</p><p>　　表3-5 礦塊的采準切割費用表</p><p>　　采切成本W(wǎng)=Y/Q，元/t；</p><p>　　式中Y- 礦塊采切總費用，元，取值1699920元；Q-礦塊采出總礦量，t，取值71260t；故采切成本W(wǎng)= Y/Q=1699920/71260=23.8元/t</p>&

69、lt;p>　　3.5.4采準切割循環(huán)圖表</p><p>　　計算采準與切割工作時間以礦塊為單位，階段運輸平巷算入開拓工程，不予計算，掘進速度參考類似礦山指標，中段采準切割工作進行見表3-6。</p><p>　　表3-6 礦塊采準切割工作進圖表</p><p><b>　　第四章 回采計算</b></p><p&

70、gt;<b>　　4.1鑿巖爆破</b></p><p><b>　　4.1.1鑿巖設(shè)備</b></p><p>　　上向水平分層充填采礦法一次回采礦體厚度較小，不需要打深孔或中深孔，普通的淺眼鑿巖設(shè)備可滿足要求。因此鑿巖設(shè)備選用YSP-45上向式鑿巖機，YSP－45可以鉆鑿60°-90°的向上炮孔。選用鑿巖機的主要技術(shù)參數(shù)如

71、表4-1所示：</p><p>　　表4-1 鑿巖設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　4.1.2炮孔布置和崩礦參數(shù)設(shè)置</p><p><b>　?。?）炮眼布置方式</b></p><p>　　由于分層高度為3m，為提高鑿巖效率，便于分層采場頂板的安全管理，采用先挑采后壓頂?shù)墓に?，即先用YSP-45型鑿巖機一次鑿?fù)?/p>

72、挑采孔（孔深2.0m，直徑），分次爆落礦石，但不出礦，工人站在礦堆上用YSP-45鑿巖機再打水平孔壓頂回采到設(shè)計高度。</p><p><b>　?。?）炮孔參數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)選用鑿巖設(shè)備可鉆孔徑及礦石的堅硬性取炮眼直徑為40mm，選用的直徑為32mm藥卷。最小抵抗線W和孔口距a一般用下列經(jīng)驗公式確定：</p><p>　　

73、W＝（25-30）d,m</p><p>　　a=（1-1.5）W,m</p><p>　　式中d-炮眼直徑，m。</p><p>　　所以挑采設(shè)計孔距1.2m、排距1.2m，邊眼眼距適當減小，邊眼與采場輪廓線間距0.8m-1.0m，各排孔之間錯開呈梅花狀布置，孔深2.0m。壓采孔只有一排，設(shè)孔距1.2m，抵抗線為1.0m，孔深2.0m。</p>&l

74、t;p>　　根據(jù)炮孔布置及分層采場參數(shù)，礦塊每個分層采場可布置278個(礦房154個，礦柱124個)挑采炮孔，164(礦房91個，礦柱73個)個壓采炮孔，合計孔深928m。</p><p><b>　　（3）崩礦參數(shù)</b></p><p>　　一個采場挑采孔分兩次爆破，壓采孔從礦體下盤往上盤依次爆破，礦塊分層礦量Q=3563t，炮孔總長度l=928m，故每米炮

75、眼崩礦量q：q=Q/l=3563/928=3.9t/m³</p><p>　　4.1.3鑿巖機數(shù)量和工作時間</p><p>　　YSP-45型鑿巖機鑿巖臺效為50-70m/臺·班。本設(shè)計中YSP-45型鑿巖機鑿巖臺效取60m/臺班，一個采場4臺YSP-45型鑿巖機，同時作業(yè)的純鑿巖時間為9個班（3d）。</p><p>　　4.1.4炸藥單耗及

76、起爆方式</p><p>　　用普通2號硝銨巖石炸藥炸藥爆破，炸藥單耗可以按照表4-2選取，并結(jié)合類似礦山炸藥單耗取0.27kg/t，故每個炮孔裝藥1.2kg，裝藥系數(shù)為0.6。裝藥采用人工裝藥，將起爆藥包靠近眼底進行反向起爆，堵塞長度為最小抵抗線W的一半左右，爆破網(wǎng)路采用塑料導(dǎo)爆管和豪秒雷管微差起爆網(wǎng)路聯(lián)接，聯(lián)線方式為串并連，為減小爆破震動，從下盤向上盤分次起爆，各排炮孔間微差起爆，一次起爆延續(xù)時間控制在200

77、ms內(nèi)。起爆器材主要有雷管、導(dǎo)爆管、連接元件、激發(fā)器材等。</p><p>　　表4-2 井下炮眼崩礦單位炸藥消耗量參考值</p><p><b>　　4.2通風</b></p><p>　　上向分層充填采礦通風系統(tǒng)采用集中通風系統(tǒng)。</p><p>　　通風線路：階段運輸平巷→斜坡道→分段運輸平巷→分層聯(lián)絡(luò)巷→<

78、/p><p>　　采場→回風天井→中斷回風巷。通風方式采用抽出式通風</p><p>　　4.3頂板的地壓管理</p><p>　　采場爆破并經(jīng)過有效通風排除炮煙后，安全人員進入采場清理頂幫松石。如果頂板礦巖異常破碎，經(jīng)撬毛處理后，仍無法保證正常作業(yè)，可考慮其它頂板支護方式，如噴射混凝土、懸掛金屬網(wǎng)及布置錨桿等。</p><p>　　二步回采的采

79、場，由于受相鄰充填采場充填接頂不充分、充填質(zhì)量難以保證、充填滲水等影響，礦巖穩(wěn)固性比第一步礦柱采場要差，頂板安全管理任務(wù)更加繁重。</p><p><b>　　4.4出礦</b></p><p>　　4.4.1鏟運機出礦時間</p><p>　　挑采落礦時不出礦，壓采崩礦并經(jīng)通風排出炮煙、頂板安全檢查后，用TORO400E型鏟運機（主要參數(shù)見表

80、3-1）裝礦石，經(jīng)采場聯(lián)絡(luò)道、分段平巷，運至溜礦井卸礦。</p><p>　　鏟運機的最大理論小時出礦能力按下式計算：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：Qc—鏟運機理論出礦能力，t·h-1；</p><p>　　u—鏟斗容積，m3，取3.8 m3；</p>

81、<p>　　—礦石體重，t·m-3，2.，，取3.14t·m-3；；</p><p>　　k—鏟斗裝滿系數(shù)，k =0.8；</p><p>　　m—礦石松散系數(shù)，m =1.6；</p><p>　　t—鏟運機鏟裝、運、卸一斗的循環(huán)時間，s:</p><p><b>　?。?-2）</b>&

82、lt;/p><p>　　t1—裝載時間，s，取80s；t2— 卸載時間，s；</p><p>　　t3—掉頭時間，s，一般取30-40s，取40s；</p><p>　　t4—其它影響時間，s ，取20s；</p><p>　　t5—空重車運行時間，s，；</p><p>　　2l—裝運卸一次作業(yè)循環(huán)往返運距，m，取254

83、m；</p><p>　　v—鏟運機的運行速度，m·s-1，取1.94 m·s-1；</p><p><b>　　Q=Qc·Tq</b></p><p>　　T—班法定工作時間，h，取8h；</p><p>　　q—工時利用率，%，取50%； </p><p>　　根

84、據(jù)（4-1）（4-2）（4-3）式可以知道鏟運機臺班生產(chǎn)能力</p><p>　　Q = 400 t/臺班</p><p>　　礦塊各分層采場的出礦量為3563t，則純出礦時間為9班（3d）。</p><p><b>　　4.5充填</b></p><p>　　每分層出礦結(jié)束后，及時進行充填，控制地壓，阻止地表出現(xiàn)大變形

85、。第一步礦柱空區(qū)采用較高灰砂比進行充填，第二步礦房空區(qū)采用較低灰砂比進行膠結(jié)充填?；夭傻牡谝环謱佣加酶呋伊媳饶z結(jié)體構(gòu)筑假底，以提高下階段采場回采的安全性。為減輕鏟運機出礦時對層面的破壞，并降低礦石貧化損失，各分層待充填體滲水平場完畢厚后，鋪設(shè)0.3m厚的砼地板，以利上分層回采時無軌設(shè)備的行走。</p><p>　　4.5.1充填準備工作</p><p>　　（1）出礦完之后，將設(shè)備移出采場

86、；</p><p>　?。?）架設(shè)泄濾水井。泄濾水井布置在采場充填體內(nèi)，用于充填體濾水，隨回采、充填工作進行順路架設(shè)，泄濾水井的斷面尺寸一般為（1.2～1.5m×（1.2～1.5m），負責面積為200m2左右；</p><p>　?。?）構(gòu)筑與分層出礦進路間的密閉墻，在回風充填井中央設(shè)置隔墻；</p><p>　?。?）接通采場充填管路。從上中段回風充填平

87、巷，通過回風充填天井，往采場接通充填塑料管，并將充填塑料管用木質(zhì)三腳架固定在適當?shù)胤?，以便采場均勻充填?lt;/p><p>　?。?）檢查地表充填制備站與充填采場之間的通訊系統(tǒng)；</p><p>　?。?）檢查充填線路。</p><p>　　4.5.2采場的充填</p><p>　　所有充填準備工作完成后，即可進行采場充填。充填順序為從下盤向上

88、盤后退式卸料，必須精心組織，做到：</p><p>　?。?）根據(jù)地表充填料漿制備站充填材料儲備情況，確定能連續(xù)充填的時間，進而確定每次連續(xù)充填的地點與高度；</p><p>　?。?）卸放充填料時，要由遠而近地向泄濾水井處放砂，以有利充填水從泄濾水井排出；</p><p>　?。?）充填料填放面應(yīng)低于泄濾水井道口50~100mm，以防止充填料從泄濾水井口溢流和跑砂

89、；除去保留的人行通風濾水井，充填量為12151m；</p><p>　?。?）卸放充填料結(jié)后，用人工或鏟運機的料漿扒平，再輔以厚度為0.3～0.4m的高灰比的膠結(jié)充填鋪面，以提高無軌設(shè)備的運行效率且防止粉礦滲入充填體造成貧化；</p><p>　?。?）計算采場充填時間12d，采場充填到位后，養(yǎng)護7d，方可進行下一分層的回采作業(yè)。</p><p><b>

90、　　4.5.2充填接頂</b></p><p>　　在接頂層分區(qū)段構(gòu)筑隔墻，先充1～2次，充填料沉縮后，再用砂漿泵泵送充填料強行灌入接頂?shù)目p隙中，便于提高接頂?shù)拿軐嵭浴?lt;/p><p>　　第五章 礦區(qū)回采和空區(qū)處理</p><p><b>　　5.1礦房回采</b></p><p>　　礦柱和礦房回采相同

91、。礦塊第一次回采礦柱，然后進行膠結(jié)充填，待充填體穩(wěn)固并具有一定強度，形成人工礦柱后，開始回采礦房。由于人工礦柱的強度較礦石強度低，在回采礦柱的過程中，充填體形成人工礦柱的崩落會引起礦石貧化，所以回采礦房的貧化率大于礦柱的貧化率，本設(shè)計中估計回采礦柱的貧化率為4%，回采礦房的貧化率為6%，其他指標則估計為跟礦房相同。</p><p><b>　　5.2采空區(qū)處理</b></p>

92、<p>　　每分層回采出礦結(jié)束后，及時進行充填，充填體起到支護圍巖以控制地壓，阻止地表出現(xiàn)大的變形，并為上分層礦石的回采提供作業(yè)平臺。礦房的回采是在礦柱回采結(jié)束后充填采結(jié)束后形成的人工礦柱下進行的。礦房或者礦柱全部回采結(jié)束后，進行接頂充填，分區(qū)、分次加壓輸送充填料，即在接頂層分區(qū)段構(gòu)筑隔墻，先充1～2次，讓充填料沉縮后，再用砂漿泵泵送充填料強行灌入接頂?shù)目p隙中，以利于提高接頂?shù)拿軐嵭约敖禹斅省?lt;/p><p

93、>　　第六章采礦方法技術(shù)經(jīng)濟指標</p><p><b>　　如下表6-1</b></p><p>　　表6-1 主要技術(shù)經(jīng)濟指標</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]《采礦手冊》編輯委員會，《采礦手冊》北京：冶金工業(yè)出版社，1990</p>

94、<p>　　[2]《采礦手冊》編輯委員會，《采礦設(shè)計手冊》北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987</p><p>　　[3]《冶金礦山設(shè)計參考資料》編寫組，《冶金礦山設(shè)計參考資料》北京：冶金工業(yè)出版社，1972.</p><p>　　[4] 周昌達主編，《井巷工程》北京：冶金工業(yè)出版社，1979</p><p>　　[5] 解世俊主編，《金屬礦床地下開采》北