采礦方法課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：上向分層充填法說(shuō)明書(shū)院系：班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師：采礦方法課程設(shè)計(jì)命題書(shū)根據(jù)以下地質(zhì)條件進(jìn)行采礦方法課程設(shè)計(jì)礦井年產(chǎn)量：20萬(wàn)噸；礦石名稱：鉛鋅金銀礦；礦床成因和類型：中溫?zé)嵋?；礦體平均厚度：15m；礦體平均傾角：55°；礦體走向長(zhǎng)度：500m；礦體埋藏深度：159~-590m；礦石圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)：1．品位：Pb6.53%、Zn6.13%、Au4.7g/t、Ag171.67g/t、S25.77%；2．容重：礦石3.14t/m3；圍巖2.72t/m3；3．圍巖名稱：上盤灰?guī)r；下盤灰?guī)r；4．穩(wěn)固性：礦石穩(wěn)固；上盤圍巖穩(wěn)固；下盤圍巖穩(wěn)固；5．鞏固性系數(shù)：礦石12；上盤圍巖18~24；下盤圍巖18~24；6．松散系數(shù)：礦石1.6；上盤圍巖1.5；下盤圍巖1.5；7．自燃性：有；8．粘結(jié)性：無(wú)；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(wú)水力聯(lián)系；10．其它附加條件：地表有溪流。參考文獻(xiàn)：1．鑿眼爆破2．礦井通風(fēng)3．井巷工程4．金屬礦山地下開(kāi)采5．采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)。目錄第一章采礦地質(zhì)條件...................................5第二章采礦方法的選擇.................................52.1采礦方法的選擇....................................52.2上向分層充填法....................................82.3分段鑿巖階段出礦嗣后充填法........................112.4采礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬..................................132.5采礦方法的終定....................................142.6結(jié)構(gòu)和參數(shù)........................................14第三章礦塊的采準(zhǔn)和切割工作...........................153.1采準(zhǔn)巷道的布置....................................153.2切割巷道的布置....................................183.3主要運(yùn)輸設(shè)備......................................183.4階段運(yùn)輸平巷的斷面尺寸和規(guī)格......................193.5采準(zhǔn)與切割工藝....................................21第四章回采計(jì)算.......................................244.1鑿巖爆破..........................................244.2通風(fēng)..............................................264.3頂板的地壓管理....................................264.4出礦..............................................274.5充填..............................................28第五章礦房回采和采空區(qū)處理...........................305.1礦房回采.........................................305.2采空區(qū)處理.......................................30第六章采礦方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)...........................31參考文獻(xiàn).............................................32第一章采礦地質(zhì)條件礦山設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為30萬(wàn)噸，屬于中小型地下礦山，礦體開(kāi)采技術(shù)條件如下：礦體平均厚度為15m，走向長(zhǎng)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(gè)含水層、兩個(gè)含水層之間無(wú)水力聯(lián)系，同時(shí)在礦體的地表有河流，不允許有塌落。礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)如下：礦石品位高，價(jià)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，鞏固性系數(shù)f=18-24，松散系數(shù)1.5，礦石穩(wěn)固，鞏固性系數(shù)f=12，松散系數(shù)1.6，礦石有自燃性但無(wú)粘結(jié)性。第二章采礦方法的選擇2.1采礦方法的選擇2.1.1采礦方法選擇的根本要求1〕平安。選擇的采礦方法必須保證工人在采礦過(guò)程中能夠平安生產(chǎn)，有良好的作業(yè)條件，能使繁重的作業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；同時(shí)也要保證礦山能夠平安持續(xù)生產(chǎn)，防止采礦引起的地質(zhì)災(zāi)害。2〕礦石貧化小。選擇的采礦方法要貧化小，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(duì)礦石質(zhì)量的要求。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。4〕生產(chǎn)效率高。要盡可能選擇生產(chǎn)能力大和勞動(dòng)生產(chǎn)率高的采礦方法。5〕經(jīng)濟(jì)效益高。6〕遵守有關(guān)法規(guī)的要求。采礦方法選擇必須遵守礦山平安、環(huán)境保護(hù)和礦產(chǎn)資源保護(hù)等法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。2.1.2采礦方法選擇的主要影響因素2.1.2.1礦體地質(zhì)條件主要包括礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)、礦體產(chǎn)狀、礦石的品味和價(jià)值、礦物在礦體和圍巖中的分布情況、礦體賦存深度、礦石和圍巖的自燃性與結(jié)塊性等。2開(kāi)采技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件主要有以下影響因素有以下各項(xiàng)：地表是否允許陷落；加工部門對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)要求；技術(shù)裝備與材料供給；采礦方法所需求的技術(shù)管理水平等。2.1.3采礦方法初選2地質(zhì)法初選根據(jù)礦體地質(zhì)條件選擇適宜的采礦方法，見(jiàn)采礦方法初選表采礦方法初選表一礦體傾角礦體厚度礦體穩(wěn)固性礦體穩(wěn)固圍巖穩(wěn)固礦體穩(wěn)固圍巖不穩(wěn)固礦體不穩(wěn)固圍巖穩(wěn)固礦體不穩(wěn)固圍巖不穩(wěn)固緩傾斜薄全面法、房柱法單層崩落法，垂直分條充填法垂直分條充填法，全面法，單層崩落法垂直分條充填法，單層崩落法中厚分段礦房法、房柱法、全面法分段階段礦房法分層崩落法有底柱分段崩落法分層充填法錨桿房柱法分段礦房法上向進(jìn)路充填法垂直分條充填法有底柱分段崩落法分層崩落法，垂直分條充填法厚與極厚階段礦房法分段、階段崩落法上向分層充填法分段、階段崩落法上向分層充填法上向進(jìn)路充填法，分段崩落法，階段崩落法分段、階段崩落法，分層崩落法，下向充填法，上向進(jìn)路充填法傾斜薄全面法，房柱法垂直分條充填法，上向分層充填法，單層崩落法上向進(jìn)路充填法，分段礦房法，分段崩落法，全面法分層崩落法，上向進(jìn)路充填法，下向分層充填法，分段崩落法中厚分段礦房法有底柱分段崩落法，上向分層充填法上向進(jìn)路充填法，分段礦房法，有底柱分段崩落法有底柱分段崩落法，下向分層充填法，上向進(jìn)路充填法，分層崩落法厚與極厚階段礦房法分段礦房法分段、階段崩落法，上向分層充填法上向進(jìn)路充填法，分段礦房法，分段、階段崩落法，下向分層充填法分層崩落法，上向進(jìn)路充填法，下向分層充填法，分段、階段崩落法急傾斜薄留礦法，分段、階段礦房法上向分層充填法，分層崩落法，分段崩落法上向進(jìn)路充填法，分層崩落法，分段崩落法，分段礦房法上向進(jìn)路充填法，下向分層充填法，分層崩落法，分段崩落法中厚分段礦房法，階段礦房法，分段崩落法分段礦房法，上向分層充填法，分段崩落法上向進(jìn)路充填法，下向分層充填法，分層崩落法，分段崩落法下向分層充填法，上向進(jìn)路充填法，分層崩落法，分段、階段崩落法厚與極厚階段礦房法，分段、階段崩落法分段礦房法，分段、階段崩落法，上向分層充填法上向進(jìn)路充填法，下向分層充填法，分層崩落法，分段，階段崩落法分段，階段崩落法，下向分層充填法，上向進(jìn)路充填法，分層崩落法采礦方法初選表二主要的地質(zhì)及開(kāi)采技術(shù)條件較適合的采礦方法排除的采礦方法名稱條件地表是否允許塌落不允許空?qǐng)龇?；充填法崩落法礦石的穩(wěn)固性穩(wěn)固空?qǐng)龇ǎ怀涮罘▏鷰r的穩(wěn)固性穩(wěn)固空?qǐng)龇?；充填法平均傾角及厚度55°；15米上向水平分層充填法；分段空?qǐng)龇?；分段鑿巖階段出礦嗣后充填法房柱法；留礦法；階段空?qǐng)龇ǖV石的品位高品位上向水平分層充填法分段鑿巖階段出礦嗣后充填法分段空?qǐng)龇ㄗ匀恍耘c粘結(jié)性有自然性無(wú)粘結(jié)性上向水平分層充填法分段鑿巖階段出礦嗣后充填法根據(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〕分段鑿巖階段出礦嗣后充填法。2.2上向水平分層充填法2.2.1方案特點(diǎn)該方法適用于開(kāi)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(diǎn)是將礦塊劃分為礦房和礦柱進(jìn)行回采，先采礦柱，后采礦房，礦房或礦柱自下而上分層回采，依次按比例進(jìn)行充填以維護(hù)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(gè)分層時(shí)，進(jìn)行接頂充填。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)那么、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(hù)頂完成一個(gè)循環(huán)后，進(jìn)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)固的傾斜和急傾斜礦體中可以減少或者不用護(hù)頂?shù)墓ぷ鳌?.2.2礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)礦塊垂直于礦體走向布置，長(zhǎng)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(gè)分段負(fù)責(zé)3個(gè)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平安；回采過(guò)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(jìn)行充填，礦房采用較低灰沙比進(jìn)行充填，各分層待充填體滲水平場(chǎng)完畢厚后，鋪設(shè)0.3m厚的砼地板，以利上分層回采時(shí)無(wú)軌設(shè)備的行走。2.2.3采準(zhǔn)切割采準(zhǔn)系統(tǒng)分為脈外采準(zhǔn)系統(tǒng)和脈內(nèi)采準(zhǔn)系統(tǒng)。脈內(nèi)采準(zhǔn)系統(tǒng)通常從脈外運(yùn)輸巷道掘進(jìn)穿脈巷道，在脈內(nèi)靠近礦體上邊界處布置充填回風(fēng)天井，聯(lián)通上下階段運(yùn)輸平巷，作為充填和通風(fēng)的通道。脈外采準(zhǔn)系統(tǒng)主要采用階段斜坡道采準(zhǔn)方式。階段和各分段間由采準(zhǔn)斜坡道連通，自采準(zhǔn)斜坡道掘進(jìn)分段平巷，由分段平巷在采場(chǎng)中央位置掘進(jìn)下向采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道，隨回采工作進(jìn)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(dòng)出礦機(jī)，用裝礦橫巷與階段運(yùn)輸平巷聯(lián)通。在相鄰礦房與礦柱中間掘進(jìn)穿脈到達(dá)礦體下盤邊界，從穿脈開(kāi)始進(jìn)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(yùn)輸平巷與采場(chǎng)分層進(jìn)路連接。一個(gè)分段負(fù)責(zé)3個(gè)分層?；夭煞謱踊夭筛叨?m，采用YSP-45型氣腿式鑿巖機(jī)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回采到設(shè)計(jì)高度。每次爆破后通風(fēng)時(shí)間不少于40min，工作面炮煙排凈后，平安工進(jìn)入采場(chǎng)檢查頂板，去除浮石。采用鏟運(yùn)機(jī)將崩落的礦石卸入溜井，由電機(jī)車經(jīng)階段運(yùn)輸平巷運(yùn)往主溜井。崩落礦石出完后，按照配比要求，進(jìn)行膠結(jié)充填。充填滲水通過(guò)預(yù)先布設(shè)的脫濾水管導(dǎo)出采場(chǎng)。2.2.5方案評(píng)價(jià)該方案僅設(shè)溜井，運(yùn)礦汽車在裝礦平巷內(nèi)裝車，既簡(jiǎn)化采準(zhǔn)工程，又提高運(yùn)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(chǎng)頂板的平安管理；使用無(wú)軌設(shè)備出礦，回采作業(yè)機(jī)械化程度高；采場(chǎng)布置靈活，便于不同礦種分采；采場(chǎng)形成貫穿風(fēng)流，通風(fēng)效果好。但是，壓頂回采，鑿巖效率相對(duì)較低，作業(yè)循環(huán)較多；無(wú)軌設(shè)備運(yùn)行頻繁，滿足無(wú)軌設(shè)備通行要求的采準(zhǔn)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(dá)98%以上而且貧化和損失也都低于8%。如以下圖上向水平分層充填法圖樣上向水平分層充填法2.3分段鑿巖階段出礦嗣后充填法2.3.1方案特點(diǎn)該采礦法適用于開(kāi)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屬的礦體；特點(diǎn)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(gè)分段內(nèi)劃分為礦房和礦柱，每個(gè)礦房都有獨(dú)立的崩礦和出礦巷道，可視為單獨(dú)的回采單元。沿走向掘進(jìn)分段運(yùn)輸平巷和鑿巖平巷，沿分段運(yùn)輸每隔距離掘進(jìn)裝礦進(jìn)路?；夭蛇^(guò)程中，采用扇形中深孔在鑿巖平巷進(jìn)行鑿巖爆破，崩落的礦石自裝礦進(jìn)路在分段底部的V型塹溝進(jìn)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)束后按充填比例進(jìn)行充填，密閉充填進(jìn)路，回采上一分段。礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)礦塊沿礦體走向布置，礦塊長(zhǎng)度40m，間柱寬度6m，礦房長(zhǎng)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(jìn)路間距11m。分段回采完畢后，從上分段進(jìn)行一次充填，充填盡量接頂。2.3.3采準(zhǔn)切割采用下盤脈外階段斜坡道采準(zhǔn)方式。階段和各分段間由采準(zhǔn)斜坡道聯(lián)通，斜坡道的坡度為21%。自采準(zhǔn)斜坡道掘進(jìn)分段運(yùn)輸平巷、充填回風(fēng)平巷，自充填回風(fēng)平巷每隔11-12m掘進(jìn)裝礦進(jìn)路到礦體下盤，在礦體下盤與圍巖邊界處由裝礦進(jìn)路掘進(jìn)“V”型塹溝拉底平巷聯(lián)通所有裝礦進(jìn)路，靠近礦快間柱位置，向上掘進(jìn)切割天井，再由分段運(yùn)輸平巷，靠近間柱位置，掘進(jìn)切割橫巷達(dá)礦體上盤邊界處，自切割橫巷靠近礦體上盤掘進(jìn)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(jìn)行多排同次爆破，爆破后形成立槽2.3.4回采全部采準(zhǔn)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鑿扇形中深孔，崩礦孔與開(kāi)溝孔同時(shí)起爆，一次崩落3-5排炮孔，每次爆破后通風(fēng)時(shí)間不少于40min，工作面炮煙排凈后，平安工進(jìn)入采場(chǎng)檢查頂板，去除浮石。崩落礦石用鏟運(yùn)機(jī)將崩落的礦石卸入分段溜井，由電機(jī)車經(jīng)階段運(yùn)輸平巷運(yùn)往主溜井。崩落礦石出完后，按照配比要求，進(jìn)行膠結(jié)充填。充填滲水通過(guò)預(yù)先布設(shè)的脫濾水管導(dǎo)出采場(chǎng)。2.3.5方案評(píng)價(jià)工人在小斷面巷道中工作，回采工作比擬平安；回采強(qiáng)度比擬大，在一個(gè)采場(chǎng)內(nèi)，工作面比擬多，因此，用這種采礦方法開(kāi)采時(shí)，采場(chǎng)可以相對(duì)少一些；工作循環(huán)，比擬簡(jiǎn)單，通風(fēng)條件好；使用無(wú)軌設(shè)備出礦，生產(chǎn)能力大；但是采準(zhǔn)工作量大，在分段巷道內(nèi)，不易實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)的機(jī)械化；礦柱所占礦量比擬大，且回采礦柱損失，貧化又比擬大；采用中深孔落礦，大塊率高，二次破壞作量大。類似的礦山的生產(chǎn)能力接近170t/d；回采率高達(dá)87.5%以上而且貧化率約8.55%，損失率介于8%-9%之間。如以下圖分段鑿巖階段出礦嗣后充填法圖樣分段鑿巖階段出礦嗣后充填法2.4采礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬根據(jù)以上初步設(shè)計(jì)計(jì)算并結(jié)合類似國(guó)內(nèi)外礦山，對(duì)所選采礦方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬，詳見(jiàn)下表采礦方法方案技術(shù)比擬表序號(hào)工程名稱方案一上向水平分層充填法方案二分段鑿巖階段出礦嗣后充填法備注1采場(chǎng)生產(chǎn)能力1601702礦石損失率7.258.55%3礦石貧化率7.168%-9%4采礦技術(shù)和設(shè)備難易程度設(shè)備機(jī)動(dòng)靈活充填工藝復(fù)雜設(shè)備維護(hù)難充填工藝復(fù)雜5通風(fēng)條件好好6平安條件平安性好巷道內(nèi)平安性好7采切比〔m/kt〕20-2213.528主要耗材水泥〔kg/t〕13-15較少木材〔m3/t〕0.8-1較少9采礦綜合本錢〔元/t〕135-140120-1252.5采礦方法終定通過(guò)對(duì)以上兩種方案的詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬，可以看出兩種方案的采礦本錢相差不是很大，都能夠比擬平安的作業(yè)。第二種方案采準(zhǔn)切割工程量相對(duì)第一種方案較小，但是礦石的損失貧化遠(yuǎn)高于前者且回采率也是遠(yuǎn)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;Ag品位為171.67g/t;S品位為25.77%，為高品位礦山，價(jià)值高，從經(jīng)濟(jì)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(jī)動(dòng)靈活性、井下設(shè)備維修難易以及機(jī)械化智能化考慮，本次設(shè)計(jì)選擇上向水平分層充填采礦方法為最正確方法。2.6結(jié)構(gòu)和參數(shù)2.6.1礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)礦塊垂直于礦體走向布置，長(zhǎng)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(gè)分段負(fù)責(zé)3個(gè)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平安；回采過(guò)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(jìn)行充填，礦房采用較低灰沙比進(jìn)行充填〔降低充填本錢〕，各分層待充填體滲水平場(chǎng)完畢厚后，鋪設(shè)0.3m厚的砼地板，以利于上分層回采時(shí)無(wú)軌設(shè)備的行走。布置的依據(jù)礦塊的布置使用上向水平分層充填法時(shí)當(dāng)?shù)V體厚度小于15m時(shí)，采用沿走向布置；當(dāng)?shù)V體厚度大于等于15m時(shí)，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。出于平安和設(shè)備考慮，故本設(shè)計(jì)選用垂直走向布置較適宜。階段高度、分段高度和分層高度上向水平分層充填方法在國(guó)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(zhǔn)切割量，提高生產(chǎn)效率，采用60m。分段高度主要考慮到鏟運(yùn)機(jī)的爬坡能力、分層的高度以及參照新橋硫鐵礦的方案，三個(gè)分層高度作為一個(gè)分段高度。分層高度主要是因?yàn)殍弾r設(shè)備YSP-45鉆孔的深度的影響和平安作業(yè)的要求，分層高度布置為3m。礦房礦柱的尺寸礦房和礦柱的尺寸主要取決于礦石和圍巖的穩(wěn)固性。國(guó)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擬穩(wěn)固，礦房可選12m。用充填法回采礦柱時(shí)礦柱寬度一般為6～8m。工作面結(jié)構(gòu)形式崩下的礦石通過(guò)鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)至分段的溜井，為方便無(wú)軌設(shè)備鏟運(yùn)機(jī)在工作面出礦，工作面底板要鋪設(shè)0.3m厚的混凝土。第三章礦塊的采準(zhǔn)與切割工作3.1采準(zhǔn)巷道的布置由于礦石品位高、有自燃性，為了減少礦柱損失且滿足機(jī)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(zhǔn)方式。主要采準(zhǔn)工程有斜坡道、分段運(yùn)輸平巷、階段運(yùn)輸平巷、分層聯(lián)絡(luò)道、分層出礦進(jìn)路、充填回風(fēng)井、溜井及穿脈等礦石回采工作必不可少的巷道。3.1.1斜坡道從每個(gè)階段運(yùn)輸平巷掘進(jìn)一條斜坡道至下一階段的運(yùn)輸平巷，它是鏟運(yùn)機(jī)及人員、材料設(shè)備在不同分段，不同階段之間實(shí)現(xiàn)自由快速移動(dòng)的重要通道。因需要布設(shè)必要的管線電纜，且要考慮行人需要。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。3.1.2分段運(yùn)輸平巷分段平巷沿礦體走向布置，負(fù)責(zé)分段礦房的出礦。每個(gè)分段平巷負(fù)責(zé)三個(gè)分層的回采，垂直距離為9.0m。為保證分層出礦進(jìn)路坡度滿足無(wú)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(jìn)路之間的內(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3.1.3階段運(yùn)輸平巷階段運(yùn)輸巷道效勞于整個(gè)階段和上一階段，每個(gè)階段應(yīng)布置一條。由于效勞年限較長(zhǎng)，單軌運(yùn)輸，巷道較寬，故斷面采用的三心拱形。3.1.4分層聯(lián)絡(luò)道每個(gè)分層均布置一條分層聯(lián)絡(luò)巷，溝通采場(chǎng)和分段平巷。其中，下向分層聯(lián)絡(luò)巷為運(yùn)礦重車上坡，坡度取12%；上向分層聯(lián)絡(luò)線為運(yùn)礦重車下坡，坡度取15%。分層聯(lián)絡(luò)巷應(yīng)布置在采場(chǎng)的中央，以利于鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)，且采場(chǎng)開(kāi)口階段作業(yè)效率高，采場(chǎng)兩側(cè)邊界易于控制。3.1.5分層出礦巷道下向分層出礦進(jìn)路采用普通掘進(jìn)方法形成，水平分層出礦進(jìn)路那么在向下的分層出礦進(jìn)路頂板挑頂形成，而上向出礦進(jìn)路那么由水平出礦進(jìn)路上挑形成。挑頂崩落的廢石，可用來(lái)充填該分層出礦進(jìn)路。分層出礦進(jìn)路斷面規(guī)格同樣要求滿足無(wú)軌設(shè)備運(yùn)行平安、方便，與斜坡道相同〔3.5m×3.0m〕。分層出礦進(jìn)路布置在采場(chǎng)中央，以利于鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)，且采場(chǎng)開(kāi)口階段作業(yè)效率高，采場(chǎng)兩側(cè)邊界易于控制。采場(chǎng)充填時(shí)，用木板封閉分層出礦進(jìn)路。充填回風(fēng)井充填回風(fēng)井是采場(chǎng)通風(fēng)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(lái)下放充填料漿及回風(fēng)使用，另一方面，可以實(shí)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。3.1.7溜井考慮到鏟運(yùn)機(jī)有效運(yùn)輸距離150m，放礦溜井間距140-160m，同時(shí)效勞于7-8個(gè)礦塊，斷面尺寸為Ф2.0m，為了減少卸礦橫巷的長(zhǎng)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。3.1.8穿脈穿脈位于礦房或礦柱中央，起到探礦、連通相鄰礦脈、通風(fēng)及鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)行的作用，斷面要求與斜坡道斷面相同〔3.5m×3.0m〕。3.2切割巷道的布置切割工作主要是拉底，不另外打巷道，以采準(zhǔn)工程中的穿脈〔采準(zhǔn)切割合二為一〕為自由面和補(bǔ)償空間擴(kuò)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(jī)向兩邊擴(kuò)幫至采場(chǎng)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(biāo)號(hào)膠結(jié)體假底，剩2.0m作為繼續(xù)上采的作業(yè)空間。砌筑假底時(shí)，要預(yù)先鋪設(shè)好脫濾水管，并根據(jù)實(shí)際情況考慮加一些鋼筋。3.3主要運(yùn)輸設(shè)備鏟運(yùn)機(jī)由SANDVIKTAMROCK公司生產(chǎn)的TORO系列鏟運(yùn)機(jī)有著平安、可靠、舒適和高效的優(yōu)點(diǎn)，為了滿足礦山生產(chǎn)能力要求，本設(shè)計(jì)中選用TORO400E型鏟運(yùn)機(jī)，3臺(tái)正常生產(chǎn)，2臺(tái)備用，該型號(hào)電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3-1TORO400E型鏟運(yùn)機(jī)主要參數(shù)表〔表3-1〕斗容〔m3〕額定載重〔t〕鏟取力

〔KN〕最小轉(zhuǎn)彎半徑〔mm〕外形尺寸〔mm〕最大卸

載高度

〔mm〕最小卸

載距離

〔mm〕理論生產(chǎn)能力

〔萬(wàn)t/臺(tái)·年〕內(nèi)側(cè)外側(cè)長(zhǎng)寬高3.89.6204353066359680248523951600154519-22電機(jī)車與礦車根據(jù)該礦山20萬(wàn)噸/年的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，選用ZK10-6/250型電機(jī)車〔主要參數(shù)見(jiàn)表3-2〕配YCC2〔6〕型測(cè)卸式礦車〔主要參數(shù)見(jiàn)表3-3〕。ZK10-6/250型電機(jī)車主要參數(shù)表(表3-2)粘著質(zhì)量〔t〕軌距〔mm〕直流電壓〔v〕牽引

力〔KN〕牽引

速度〔km/h〕主要外形尺寸〔mm〕受電器工作高度〔m〕總長(zhǎng)寬度牽引高度軌面到頂棚高1060025018.9310.54660135443015501.8-2.2YCC2〔6〕型測(cè)卸式礦車主要參數(shù)表〔表3-3〕車箱容積〔m3〕軌距〔mm〕外形尺寸〔mm〕線路中心距

〔mm〕長(zhǎng)寬高260030001250130015003.4階段運(yùn)輸平巷的斷面尺寸和規(guī)格3.4.1斷面形狀和支護(hù)形式階段運(yùn)輸巷道效勞于整個(gè)階段和上一階段，效勞年限較長(zhǎng)，單軌運(yùn)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(jìn)行支護(hù)，破碎地段可噴射混凝土進(jìn)行支護(hù)。3.4.2巷道斷面尺寸3.4.2.1巷道凈寬度B0由表3-1和表3-2可以確定設(shè)備的寬b=1354mm，高h(yuǎn)=1550mm。查采礦手冊(cè)知運(yùn)輸電機(jī)車與支護(hù)之間的平安間隙b1=300mm，人行道寬度b2=900mm，所以巷道凈寬B0：B0＝b1+b+b2=300+1354+900=2554mm，按50mm取上，故B0取2600mm。道床參數(shù)根據(jù)該巷道的運(yùn)輸量及采用的運(yùn)輸設(shè)備，查采礦手冊(cè)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距h6=400mm，底板至道渣面的高度h5=250mm，故h4=h6-h5=150mm。巷道凈高H0①拱高f0及其它參數(shù)f0＝B0/3=867mm大圓弧半徑R＝0.692B0＝1799mm小圓弧半徑r=0.261B0=679mm②巷道墻高h(yuǎn)3A按電機(jī)車架線要求確定設(shè)電機(jī)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由于，故架線弓子是在大圓弧斷面內(nèi)，應(yīng)按下式計(jì)算h3B按人行要求計(jì)算巷道墻高h(yuǎn)3,即按以上兩種要求計(jì)算后h3取其中的最大值2045mm，按10mm取上，那么h3=2050mm。故巷道凈高度H0=f0+h3-h5=867+2050-250=2667mm。巷道斷面圖如3-1所示圖3-1階段運(yùn)輸平巷斷面圖3.5采準(zhǔn)與切割工作3.5.1采準(zhǔn)與切割工藝該礦山采用下盤脈外階段斜坡道采準(zhǔn)方式，自階段運(yùn)輸平巷在相鄰礦房與礦柱中間掘進(jìn)穿脈到達(dá)礦體上盤邊界，自穿脈在礦體上盤邊界處沿礦體邊界在礦體內(nèi)掘進(jìn)充填回風(fēng)天井至上階段穿脈,在穿脈的適宜位置，掘進(jìn)溜井。從采準(zhǔn)斜坡道按分段高度掘進(jìn)分段運(yùn)輸平巷，由分段運(yùn)輸平巷在采場(chǎng)中央位置掘進(jìn)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(yùn)輸平巷掘進(jìn)卸礦橫巷聯(lián)通階段溜井，由此完成礦塊的采準(zhǔn)工作。切割工作主要是拉底，即以穿脈為自由面和補(bǔ)償空間擴(kuò)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(kuò)幫至采場(chǎng)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(biāo)號(hào)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(shí)，要預(yù)先鋪設(shè)好濾水管，并根據(jù)實(shí)際情況考慮加一些鋼筋。3.5.2采準(zhǔn)與切割工程量計(jì)算采準(zhǔn)切割工程量時(shí)以礦塊為單位，需考慮了以下兩點(diǎn)因素：〔1〕階段運(yùn)輸平巷計(jì)入開(kāi)拓工程量中，采準(zhǔn)切割工程量計(jì)算中不予考慮；〔2〕階段斜坡道、卸礦橫巷及分段溜井效勞于整個(gè)中段的多個(gè)礦塊，計(jì)算時(shí)均不考慮。表3-4礦塊采準(zhǔn)切割工程量工作工程斷面規(guī)格

/〔m×m〕條數(shù)單長(zhǎng)/m長(zhǎng)度/m工程量/m3脈內(nèi)脈外合計(jì)脈內(nèi)脈外合計(jì)1、分段運(yùn)輸平巷3.5×37200140140014701470.02、分層聯(lián)絡(luò)道3.5×32023.50470470049354935.03、充填回風(fēng)井2.0×2.0273.2146.40146.4585.60585.64、穿脈3.5×3282.636.6128.6165.2384.31350.31734.6小計(jì)183738.6921.6969.97755.38725.2礦塊礦量〔kt〕71.26千噸采切比921.6×1.1/71.26=14.22m/kt〔自然米〕；

8752.2×1.1/71.26=135.10/kt〔標(biāo)準(zhǔn)米〕；

注：不均勻系數(shù)取1.1巷道合計(jì)總長(zhǎng)度921.6m〔脈內(nèi)183m，脈外738.6m〕，合計(jì)總體積8725.2m3〔脈內(nèi)969.9m3，脈外7755.3m3〕。采場(chǎng)采出礦量為∶式中：－礦塊長(zhǎng)度，18.3m；－可采高度，60；－采場(chǎng)寬度，20m〔礦房12m，礦柱8m〕；－礦石體重，平均3.14t·m-3；－采礦回收率，98%；a－礦石貧化率，5.17%；故礦塊的千噸采切比14.22m/kt或135.10/kt。3.5.3采準(zhǔn)切割本錢采準(zhǔn)切割的本錢計(jì)算以礦塊為單位，階段運(yùn)輸平巷算入開(kāi)拓工程，階段斜坡道、卸礦橫巷以及溜井為多個(gè)礦塊公用，參考類似礦山指標(biāo)，采準(zhǔn)切割本錢計(jì)算如表3-5所示。表3-5礦塊的采準(zhǔn)切割費(fèi)用表工程工程工程量〔m〕單價(jià)〔元/m〕金額〔元〕1、穿脈165.218002973602、斜坡道9.81800176403、分段運(yùn)輸平巷140.018002520004、溜井8.31600132805、充填回風(fēng)井146.416002342406、分層聯(lián)絡(luò)道47018008460007、卸礦橫巷21.5180038700合計(jì)961.21699220采切本錢〔元/t〕23.8采切本錢W=Y/Q，元/t；式中Y-礦塊采切總費(fèi)用，元，取值1699920元；Q-礦塊采出總礦量，t，取值71260t；故采切本錢W=Y/Q=1699920/71260=23.8元/t3.5.4采準(zhǔn)切割循環(huán)圖表計(jì)算采準(zhǔn)與切割工作時(shí)間以礦塊為單位，階段運(yùn)輸平巷算入開(kāi)拓工程，不予計(jì)算，掘進(jìn)速度參考類似礦山指標(biāo)，中段采準(zhǔn)切割工作進(jìn)行見(jiàn)表3-6。表3-6礦塊采準(zhǔn)切割工作進(jìn)圖表第四章回采計(jì)算4.1鑿巖爆破4.1.1鑿巖設(shè)備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(jī)，YSP－45可以鉆鑿60°-90°的向上炮孔。選用鑿巖機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表4-1所示：表4-1鑿巖設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)鑿巖機(jī)型號(hào)機(jī)重〔kg〕全長(zhǎng)〔mm〕沖擊頻率〔次/min〕使用風(fēng)壓〔Mpa〕使用水壓〔Mpa〕鉆孔直徑

〔mm〕最大孔深

〔m〕推進(jìn)方式Y(jié)SP-454468027000.50.2~0.335~426自帶軸向推進(jìn)器4.1.2炮孔布置和崩礦參數(shù)設(shè)置〔1〕炮眼布置方式由于分層高度為3m，為提高鑿巖效率，便于分層采場(chǎng)頂板的平安管理，采用先挑采后壓頂?shù)墓に?，即先用YSP-45型鑿巖機(jī)一次鑿?fù)晏舨煽住部咨?.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(jī)再打水平孔壓頂回采到設(shè)計(jì)高度?！?〕炮孔參數(shù)根據(jù)選用鑿巖設(shè)備可鉆孔徑及礦石的堅(jiān)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一般用以下經(jīng)驗(yàn)公式確定：W＝〔25-30〕d,ma=〔1-1.5〕W,m式中d-炮眼直徑，m。所以挑采設(shè)計(jì)孔距1.2m、排距1.2m，邊眼眼距適當(dāng)減小，邊眼與采場(chǎng)輪廓線間距0.8m-1.0m，各排孔之間錯(cuò)開(kāi)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。根據(jù)炮孔布置及分層采場(chǎng)參數(shù)，礦塊每個(gè)分層采場(chǎng)可布置278個(gè)(礦房154個(gè)，礦柱124個(gè))挑采炮孔，164(礦房91個(gè)，礦柱73個(gè))個(gè)壓采炮孔，合計(jì)孔深928m。〔3〕崩礦參數(shù)一個(gè)采場(chǎng)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(zhǎng)度l=928m，故每米炮眼崩礦量q：q=Q/l=3563/928=3.9t/m34.1.3鑿巖機(jī)數(shù)量和工作時(shí)間YSP-45型鑿巖機(jī)鑿巖臺(tái)效為50-70m/臺(tái)·班。本設(shè)計(jì)中YSP-45型鑿巖機(jī)鑿巖臺(tái)效取60m/臺(tái)班，一個(gè)采場(chǎng)4臺(tái)YSP-45型鑿巖機(jī)，同時(shí)作業(yè)的純鑿巖時(shí)間為9個(gè)班〔3d〕。4.1.4炸藥單耗及起爆方式用普通2號(hào)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(gè)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(jìn)行反向起爆，堵塞長(zhǎng)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(dòng)，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(shí)間控制在200ms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。表4-2井下炮眼崩礦單位炸藥消耗量參考值礦石鞏固性系數(shù)f<88~1010~15單位炸藥消耗量〔kg/m3〕0.26~1.01.0~1.61.6~2.64.2通風(fēng)上向分層充填采礦通風(fēng)系統(tǒng)采用集中通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)線路：階段運(yùn)輸平巷→斜坡道→分段運(yùn)輸平巷→分層聯(lián)絡(luò)巷→采場(chǎng)→回風(fēng)天井→中斷回風(fēng)巷。通風(fēng)方式采用抽出式通風(fēng)4.3頂板的地壓管理采場(chǎng)爆破并經(jīng)過(guò)有效通風(fēng)排除炮煙后，平安人員進(jìn)入采場(chǎng)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(wú)法保證正常作業(yè)，可考慮其它頂板支護(hù)方式，如噴射混凝土、懸掛金屬網(wǎng)及布置錨桿等。二步回采的采場(chǎng)，由于受相鄰充填采場(chǎng)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(chǎng)要差，頂板平安管理任務(wù)更加繁重。4.4出礦4.4.1鏟運(yùn)機(jī)出礦時(shí)間挑采落礦時(shí)不出礦，壓采崩礦并經(jīng)通風(fēng)排出炮煙、頂板平安檢查后，用TORO400E型鏟運(yùn)機(jī)〔主要參數(shù)見(jiàn)表3-1〕裝礦石，經(jīng)采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道、分段平巷，運(yùn)至溜礦井卸礦。鏟運(yùn)機(jī)的最大理論小時(shí)出礦能力按下式計(jì)算：〔4-1〕式中：Qc—鏟運(yùn)機(jī)理論出礦能力，t·h-1；u—鏟斗容積，m3，取3.8m3；—礦石體重，t·m-3，2.，，取3.14t·m-3；；k—鏟斗裝滿系數(shù)，k=0.8；m—礦石松散系數(shù)，m=1.6；t—鏟運(yùn)機(jī)鏟裝、運(yùn)、卸一斗的循環(huán)時(shí)間，s:〔4-2〕t1—裝載時(shí)間，s，取80s；t2—卸載時(shí)間，s；t3—掉頭時(shí)間，s，一般取30-40s，取40s；t4—其它影響時(shí)間，s，取20s；t5—空重車運(yùn)行時(shí)間，s，；2l—裝運(yùn)卸一次作業(yè)循環(huán)往返運(yùn)距，m，取254m；v—鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行速度，m·s-1，取1.94m·s-1；Q=Qc·TqT—班法定工作時(shí)間，h，取8h；q—工時(shí)利用率，%，取50%；根據(jù)〔4-1〕〔4-2〕〔4-3〕式可以知道鏟運(yùn)機(jī)臺(tái)班生產(chǎn)能力Q=400t/臺(tái)班礦塊各分層采場(chǎng)的出礦量為3563t，那么純出礦時(shí)間為9班〔3d〕。4.5充填每分層出礦結(jié)束后，及時(shí)進(jìn)行充填，控制地壓，阻止地表出現(xiàn)大變形。第一步礦柱空區(qū)采用較高灰砂比進(jìn)行充填，第二步礦房空區(qū)采用較低灰砂比進(jìn)行膠結(jié)充填。回采的第一分層都用高灰料比膠結(jié)體構(gòu)筑假底，以提高低階段采場(chǎng)回采的平安性。為減輕鏟運(yùn)機(jī)出礦時(shí)對(duì)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(chǎng)完畢厚后，鋪設(shè)0.3m厚的砼地板，以利上分層回采時(shí)無(wú)軌設(shè)備的行走。4.5.1充填準(zhǔn)備工作〔1〕出礦完之后，將設(shè)備移出采場(chǎng)；〔2〕架設(shè)泄濾水井。泄濾水井布置在采場(chǎng)充填體內(nèi)，用于充填體濾水，隨回采、充填工作進(jìn)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(fù)責(zé)面積為200m2左右；〔3〕構(gòu)筑與分層出礦進(jìn)路間的密閉墻，在回風(fēng)充填井中央設(shè)置隔墻；〔4〕接通采場(chǎng)充填管路。從上中段回風(fēng)充填平巷，通過(guò)回風(fēng)充填天井，往采場(chǎng)接通充填塑料管，并將充填