采礦方法課程設計2

1、<p><b>　　課程設計</b></p><p>　　學 院：資源與冶金學院</p><p>　　專 業(yè)：礦物資源工程 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p>　

2、　指導老師： </p><p>　　2013年1月17日</p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　有一礦床，開采深度350m，礦體傾角80°，礦體平均厚度3m，礦體連續(xù)性好，形狀較規(guī)則，地質(zhì)構造簡單。礦體和圍巖的f＝8－10，原礦容重3.0t/m3，礦山設計年生產(chǎn)能力457

3、500t，地表不允許陷落。</p><p><b>　　要求：</b></p><p>　　1、比較方案，選擇最佳采礦方法；</p><p>　　2、選擇礦塊參數(shù)，確定礦塊落礦工藝；</p><p>　　3、計算礦塊采準、切割工程量；</p><p>　　4、選擇或計算礦塊技術經(jīng)濟指標；</

4、p><p>　　5、制定采場落礦作業(yè)安全管理制度與措施；</p><p>　　6、編制采場落礦施工組織計劃；</p><p><b>　　7、設計成果：</b></p><p>　?。?）課程設計說明書一份（含附圖、附表）；</p><p>　?。?）采礦方法標準（２號圖紙）；</p>

5、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 礦床地質(zhì)條件及設計要求3</p><p>　　1.1 礦山地質(zhì)概述3</p><p>　　第二章 采礦方法的選擇4</p><p>　　2.1采礦方法初選4</p><p>　　2.2 采礦方法比較5</p&g

6、t;<p>　　2.3 兩種方案主要經(jīng)濟技術指標比較9</p><p>　　2.4結構和參數(shù)10</p><p>　　第三章 礦塊的切割與回采10</p><p>　　3.1采準巷道的布置及斷面規(guī)格10</p><p>　　3.2采準與切割工作11</p><p>　　3.3采準與切割工程量1

7、1</p><p>　　3.4 采準與切割循環(huán)圖表12</p><p>　　3.5采準切割成本13</p><p>　　第四章 礦塊回采13</p><p>　　4.1 鑿巖爆破13</p><p><b>　　4.2 通風15</b></p><p><b

8、>　　4.3 出礦15</b></p><p><b>　　4.4充填16</b></p><p>　　4.5回采作業(yè)循環(huán)17</p><p>　　第五章 礦柱回采18</p><p>　　5.1 礦柱回采方式18</p><p>　　5.2回采作業(yè)循環(huán)19</

9、p><p>　　第六章 采場落礦作業(yè)安全管理制度與措施19</p><p>　　6.1 采場落礦作業(yè)安全管理制度20</p><p>　　6.2 采場落礦作業(yè)安全管理措施21</p><p>　　第七章 繪制采礦方法圖22</p><p>　　第八章 采礦方法技術經(jīng)濟指標23</p><p&g

10、t;<b>　　參考文獻25</b></p><p><b>　　致謝25</b></p><p>　　第一章 礦床地質(zhì)條件及設計要求</p><p>　　1.1 礦山地質(zhì)概述</p><p>　　有一礦床，開采深度350m，礦體傾角80°，礦體平均厚度3m，礦體連續(xù)性好，形狀較規(guī)則，

11、地質(zhì)構造簡單。礦體和圍巖的f＝8－10，原礦容重3.0t/m3，礦山設計年生產(chǎn)能力457500t，地表不允許陷落。 </p><p><b>　　1.2設計要求：</b></p><p>　　1、比較方案，選擇最佳采礦方法；</p><p>　　2、選擇礦塊參數(shù)，確定礦塊落礦工藝；</p><p>　　3、計算礦塊采準、

12、切割工程量；</p><p>　　4、選擇或計算礦塊技術經(jīng)濟指標；</p><p>　　5、制定采場落礦作業(yè)安全管理制度與措施；</p><p>　　6、編制采場落礦施工組織計劃；</p><p><b>　　7、設計成果：</b></p><p>　?、耪n程設計說明書一份（含附圖、附表）；<

13、;/p><p>　?、撇傻V方法標準（2號圖紙）；</p><p>　　第二章 采礦方法的選擇</p><p><b>　　2.1采礦方法初選</b></p><p>　　采礦方法選擇的合理、正確與否，將直接關系到企業(yè)的經(jīng)濟效果及其成敗。礦床地質(zhì)條件對采礦方法的選擇起控制作用，一般礦山根據(jù)礦體的產(chǎn)狀、礦石和圍巖的物理學力學條件

14、就可以優(yōu)選出2～3種采礦方法。</p><p>　　礦石和圍巖的f=8-10,屬于中等穩(wěn)定，可用采礦方法:充填法、崩落法、空場法。礦體傾角80°，屬于急傾斜礦體，可用采礦方法：分段崩落法、階段崩落法、留礦采礦法、分段礦房法、階段礦房法、上向分層充填法、分采充填采礦法。礦體平均厚度3m，屬于薄礦體，可用采礦方法：留礦采礦法、分段礦房法、上向分層充填法。地表不允許陷落，充填法較適合，其他的崩落采礦方法可以排

15、除。</p><p>　　雖然地質(zhì)資料有限，要盡可能排除可能存在的不利因素，不宜采用易引起地表塌陷的方法；隨著采礦對采礦工藝的研究和更廣泛應用，對礦山安全和環(huán)境的更高要求，應注重對充填采礦方法的推廣，故采礦空區(qū)盡量予以充填。充填法使用范圍廣，但要注意考慮成本的承受能力，綜合考慮礦山效益。經(jīng)過采礦工藝和采礦機械的進步，充填法工藝趨于成熟，成本可控性加強。</p><p>　　表2-1采礦方法

16、初選表</p><p>　　綜上所述，可以考慮的較優(yōu)的采礦方法有：分段礦房法、向上水平分層充填法。</p><p>　　2.2 采礦方法比較</p><p>　　采礦方法正確合理選擇與否，直接關系到礦體能否安全采出及礦山企業(yè)的經(jīng)濟效益。分段礦房法以分段為獨立的回采單元，靈活性大，圍巖暴露較小，回采時間較小短。充填采礦法最突出的優(yōu)點是礦石損失貧化小，而且應用水力充填和

17、膠結充填技術，以及回采工作使用大功率無軌自行設備后，機械化上向分層充填法已進入高效率采礦方法行列，其適用范圍不斷擴大，已由礦石品位高、價值高的貴金屬和稀有金屬礦體擴大到品位較高、價值較大的普通金屬礦體，而且有進一步擴展的趨勢。</p><p>　　2.2.1 分段礦方法</p><p>　　分段礦房法是在礦體的垂直方向，在劃分為若干段，在每個分段水平上布置礦房和礦柱，各分段采下的礦石分別從

18、各段的出礦巷道運出。分段礦房回采結束后，可立即回采本分段的礦柱，并同時處理采空區(qū)。</p><p><b>　　（1）主要采準工程</b></p><p>　　如圖2-1所示，從階段運輸巷道掘進斜坡道連接各個下盤分段運輸平巷1，以便行駛無軌設備、無軌車輛（運送人員、設備和材料）；沿礦體走向每個100米，掘進一條放礦溜井，通往各分段運輸平巷。</p>&l

19、t;p>　　在每個分段水平上，掘進下盤分段運輸平巷1，在此巷道沿走向每隔10~12m，掘進運輸橫巷2，通到靠近下盤的塹溝平巷3，靠上盤接觸面掘進鑿巖平巷4。</p><p>　　圖2-1 分段礦房法</p><p><b>　?。?）主要切割工程</b></p><p>　　在礦房一側掘進切割橫巷6，聯(lián)絡鑿巖平巷4和礦柱回采平巷5，從塹溝

20、平巷3到分段礦房的最高處，掘進切割天井9。在切割巷道鉆環(huán)形深孔，以切割天井為自由面，爆破后便形成切割槽（圖2-1中Ⅰ-Ⅰ）。</p><p><b>　?。?）回采工作</b></p><p>　　從切割槽向礦房另一側，進行回采。在鑿巖平巷中鉆環(huán)形深孔，崩下的礦石從裝運巷道用鏟運機運到分段運輸平巷最近的溜井，溜到階段運輸平巷裝車運出（圖2-1中Ⅱ-Ⅱ）。</p&

21、gt;<p>　　當一個礦房回采完過后，立即回采間柱和斜頂住?；夭砷g柱的深孔鑿巖硐室，布置在切割巷道靠近下盤的側部（圖2-1中7）；回采斜頂住深孔鑿巖硐室，開在礦柱回采平巷的一側（圖2-1中8），對應于礦房的中央部位。間柱和斜頂住深孔布置如圖2-1中的Ⅲ-Ⅲ剖面所示?；夭傻V柱的順序是：先爆間柱并將崩下礦石放出，然后再爆頂柱，因受爆力拋擲作用，頂柱崩下的礦石溜到塹溝放出。</p><p>　　礦石總回

22、采率80%以上，貧化率不大。</p><p>　　沿走向每隔200m劃為一個回采區(qū)段，每個區(qū)段有一個礦房正在進行回采，一個回采礦柱，一個切割。使用鏟運機出礦時，礦房日產(chǎn)量均為800t，礦房月產(chǎn)量達到2.5×10t。</p><p>　　2.2.2 上向分層充填采礦法</p><p>　　上向分層充填采礦法一般將礦塊劃分為礦房和礦柱，第一步回采礦房，第二步回

23、采礦柱?；夭傻V房時，自下向上水平分層，隨工作面向上推進，逐步充填采空區(qū)，并留出繼續(xù)上采的工作空間。充填體維護兩幫圍巖，并作為上采工作平臺。崩落的礦石落在充填體的表面上，用機械方法將礦石運至溜井。礦房回采到最上面分層時，進行接頂充填。礦柱則在采完若干礦房或全階段采完后，在進行回采。</p><p>　　圖2-2 上向分層間隔回采充填法</p><p><b>　　（1）主要采準工程

24、</b></p><p>　　如圖2-2所示，1斜坡道是鑿巖臺車和鏟運機在不同分層間實現(xiàn)自由快速移動的重要通道，因需要布設必要的管線電纜，且要考慮行人需要，因此，斜坡道應有一定規(guī)格要求，坡度應滿足無軌設備最大爬坡能力要求。</p><p>　　5分段平巷的布置是影響采準工程量和采準比的重要因素，也是采準優(yōu)化設計最值得研究探討的關鍵問題之一。分段平巷到采場的距離，應保證采場聯(lián)絡道

25、坡度要求；采場聯(lián)絡道與分段平巷之間保證6m以上的轉彎半徑，并使鏟運機有一定的直線鏟裝距離，在此前提下，盡量縮短采場聯(lián)絡道的長度。</p><p>　　6采場聯(lián)絡道，每個分層均布置一條采場聯(lián)絡道，溝通采場和分段平巷。其中，下向采場聯(lián)絡道從分段平巷用普通掘進方法形成，水平采場聯(lián)絡道則在向下的采場聯(lián)絡道頂板上挑頂形成，而上向聯(lián)絡道則由水平聯(lián)絡道上挑形成。挑頂崩落的廢石，可用來充填該采場聯(lián)絡道。采場聯(lián)絡道布置在采場中央，

26、以利于臺車和鏟運機作業(yè)，且采場開口階段作業(yè)效率高，采場兩側邊界易于控制。采場充填時，用木板封閉采場聯(lián)絡道。</p><p>　　7充填井，為減少采準工程量，每兩個采場共用一條通風充填上山。充填井布置在兩采場交界處、第二步回采的礦房內(nèi)。在保證上盤巖體穩(wěn)定、頂板安全的條件下，通風充填上山盡量靠近上盤布置，以改善采場通風效果。</p><p>　　9溜礦井，采用電耙出礦時，一般每個采場都要布置1

27、~2個溜礦井，其溜礦井一般布置在脈內(nèi)，隨回采、充填工作進行，順路架設。采用鏟運機出礦時，溜礦井一般布置在脈外，且?guī)讉€采場共用一套溜礦井系統(tǒng)。溜井底部由裝礦平巷與主運輸平巷相連。</p><p>　　8人行脫水井，為降低充填成本，提高分層充填效率，越來越多的礦山使用PVC塑料脫水管濾水。在塑料管上鉆鑿泄水孔，周圍包裹兩層砂布。脫水管采用快速活動接頭，每分層充填前首先接長脫水管。脫濾水通過布置在采場底部水平管導入底盤

28、沿脈平巷水溝。</p><p><b>　?。?）主要切割工程</b></p><p>　　在采場底部掘進切割巷道，向兩側擴幫形成拉底空間；為提高爆破效果，除拉底外，還應形成垂直方向上的切割槽。當整個拉底空間形成后，再砌筑鋼筋混凝土底板，底板厚度為0.8～1.2米（如圖2-3）。到此切割工作室完成，可進行正式，回采工作了。</p><p>　　

29、圖2-3鋼筋混凝土底板結構</p><p><b>　?。?）回采工作</b></p><p>　　在鑿巖爆破方面，上向分層充填法在大型機械化作業(yè)時得到很好的應用，所以鑿巖爆破一般采用臺車爆破。</p><p>　　在通風通風方面，新鮮風流經(jīng)斜坡道、分段平巷及采場聯(lián)絡道進入采場，經(jīng)充填回風井，排入上階段回風巷。每次爆破，必須經(jīng)充分通風（通風時間

30、不少于40min）后，人員方能進入采場。</p><p>　　在采場頂板地壓管理方面，采場爆破并經(jīng)過有效通風排除炮煙后，安全人員操作采場服務臺車，清理頂幫松石，如頂板礦巖異常破碎，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，如懸掛金屬網(wǎng)，布置錨桿等。第二步礦房回采，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，頂板安全管理任務更加繁重。</

31、p><p>　　在出礦方面，一般采用鏟運機，將崩落的礦石卸入溜礦井，裝車運出，提高出礦效率。</p><p>　　在充填方面，每分層出礦結束后，及時進行充填。充填前應做好如下準備工作：</p><p>　　一是延長脫水管道，充填之前，首先利用活動接頭，延長脫水塑料管；</p><p>　　二是構筑與采場聯(lián)絡道間的密閉墻；</p>&

32、lt;p>　　三是接通采場充填管路，在延長脫水管道與構筑密閉墻的同時，從上中段充填回風平巷，通過通風充填上山，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>　　四是檢查地表充填制備站與充填采場之間的通訊系統(tǒng)；</p><p>　　五是檢查充填線路，確保線路安全暢通，保證充填正常進行。</p><p>　　2

33、.3 兩種方案主要經(jīng)濟技術指標比較</p><p>　　根據(jù)類似礦山的經(jīng)驗和有關研究，可以作出如下的經(jīng)濟方案比較：</p><p>　　表2-2采礦方案技術經(jīng)濟指標比較</p><p>　　由以上的分析可知，上向分層水平充填法和分段礦房法的采礦總成本相差無幾，回采的進程都是小分層向上推進，安全性很好。但是分段礦房法的間柱回采困難，礦石的貧化、損失大，底部的漏斗采切工

34、作復雜，礦塊的生產(chǎn)能力相對較小，且平場工作量大，積壓的礦量太大，影響資金的周轉。上向分層水平充填法的礦石貧化、損失小，故選用上向分層水平充填法作為本礦山的采礦方法。</p><p><b>　　2.4結構和參數(shù)</b></p><p>　　沿礦體的走向在同一階段，將礦體劃分50m長一塊的礦塊，再將其分為20m和30m寬度的礦房、礦柱相間布置。采用兩步驟回采的方式，即先

35、采20m寬的礦房，用尾砂進行膠結充填，作為礦柱回采的保護體；在膠結充填體的保護下再回采礦柱，用尾砂和廢石進行非膠結充填。相鄰的礦塊間，亦先采礦房后采礦柱。同時，相鄰的礦塊間不留間柱，只在回采過程中用砼澆灌隔墻，以隔離礦體和充填料。同時，為了充分地回收礦量，不留底柱，只在階段運輸平巷上澆1m~2m厚的鋼筋砼人工底柱。主要結構參數(shù)如表2-3所示：</p><p>　　表2-3 主要結構參數(shù)</p>&l

36、t;p>　　在充填的時候，應預先在膠結充填體內(nèi)構筑溜井、人行泄水井；非膠充填時，在礦柱的兩端順路架設雙格順路天井，兼作放礦、人行及通風使用。</p><p>　　第三章 礦塊的切割與回采</p><p>　　3.1采準巷道的布置及斷面規(guī)格</p><p>　　由于礦體的上下盤都穩(wěn)固，且礦體厚度較薄為3.5m，故將階段運輸平巷沿礦體走向布置在礦體下盤。一方面，增

37、強了運輸平巷的穩(wěn)定性；另一方面，加強探礦工作。充填井布置在礦體的中部，兼顧采場兩端的充填工作。</p><p>　　在膠結充填的礦房中央掘進雙格先行人行充填天井，并靠近下盤巖石邊界，有利于探采結合；一格作為人行，另一格下放充填料。在充填的時候，在充填體內(nèi)向上架設雙格人行泄水井及放礦溜井。在非膠充填的礦柱的兩端布置兩條雙格順路天井，供人行、出礦及通風使用。以上的天井布置方式滿足一個采場至少有兩個人行和通風的安全出口

38、的要求。</p><p>　　采準巷道的斷面形狀及規(guī)格尺寸，根據(jù)采礦方法、礦山的生產(chǎn)能力以及通風的要求進行選取。階段運輸平巷布置在下盤，而圍巖穩(wěn)固，故采用三心拱斷面以增大巷道斷面的利用率；由于圍巖及礦石都穩(wěn)固所以一般不支護以節(jié)省成本，只在破碎帶、斷層地帶等不穩(wěn)固地帶加以支護，將充填井、順路天井布置為矩形，溜井布置為圓形。由于放礦時，礦石對充填體的沖擊很大，故采用厚度為300mm~500mm的鋼筋砼預制件進行支護。

39、具體規(guī)格見表3-1。</p><p>　　表3-1采準巷道的斷面形狀及規(guī)格</p><p>　　3.2采準與切割工作</p><p>　　采準工作有掘進階段運輸平巷、人行充填井、雙格順路天井、人行泄水井及溜井。切割工作主要有掘進拉底巷道。</p><p>　　礦體厚度是3米，屬于薄礦體，則沿礦體的走向掘進階段運輸平巷。掘進方法為普通的鑿巖爆破

40、方法，掘進的過程中，破碎地帶即使應用噴射機進行噴射砼支護，且在有必要的地方進行用錨桿支護。</p><p>　　然后，掘進充填、行人雙格天井。其是采用吊罐法掘進的，即由上階段運輸平巷，在礦塊中間靠近下盤，用潛孔鉆機打下向深孔達本階段拉底空間；再在上水平安設絞車，絞車上的鋼繩沿中心孔下放，鋼繩下端吊掛一個吊罐；工人在吊罐上用普通的氣腿式鑿巖機打上向孔掘進天井。</p><p>　　切割拉底工

41、作比較復雜，關系著整個礦塊回采的安全性。由于礦體很薄，故直接在階段運輸平巷內(nèi)打上向淺孔，以運輸平巷為自由面擴大到礦塊底的全斷面，并在其上形成3m高的拉底空間。拉底空間形成后，在階段運輸平巷頂鋪設2m厚的鋼筋砼作為人工假底。假底中的鋼筋網(wǎng)度為300mm×300mm，主筋φ12mm，副筋φ8mm，設為雙層，層距為1m。同時，為了增加假底的承載力，還在上下盤圍巖中打2m長的錨桿，將假底鋼筋扎在錨桿上。</p><

42、p>　　其它巷道均是在回采、充填時順路架設。</p><p>　　3.3采準與切割工程量</p><p>　　由于本采準巷道都是布置在脈內(nèi)的，故副產(chǎn)礦量比較大，為3491.6t。具體的采準切害工程量如下表：</p><p>　　表3-2礦塊采準切割工程量</p><p>　　其中，采切比按長度的計算公式為：</p><

43、;p>　　式中——采切巷道長度，m；</p><p>　　——礦塊采出量，kt;</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得自然采切比：</p><p>　　取系數(shù)為1.15后得，采切比為9.9m/kt。</p><p>　　采切比按體積的計算公式為</p><p>　　式中——采切巷道體積，m；</p>&l

44、t;p>　　——礦塊采出量,kt；</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得，</b></p><p>　　取系數(shù)為1.15后，得體積采切比為73.2m3/kt。</p><p>　　3.4 采準與切割循環(huán)圖表</p><p>　　根據(jù)采礦方法的構成要素和各種采準切割巷道布置，選擇各種巷道掘進的平均先進水平速度編制了

45、礦塊的采準切割進行表如下：</p><p>　　表3-3礦塊采準切割工作進行圖表</p><p>　　由此表，可以看出礦塊的采切工程量較小，采切時間短。采準與切割共耗時0.70個月。</p><p><b>　　3.5采準切割成本</b></p><p>　　用下表的形式計算一個礦塊所需的采準切割的費用，并算出每噸礦石的

46、采準切割費用。其中掘進的單價是從有關手冊和類似礦山選取的。</p><p>　　表3-4礦塊的采準切割費用表</p><p><b>　　第四章 礦塊回采</b></p><p><b>　　4.1 鑿巖爆破</b></p><p>　　礦體和圍巖的f=8-10，屬于堅固巖石，鑿巖爆破的正確合理與否

47、，將直接關系礦體能否成功采出，關系到礦山企業(yè)的經(jīng)濟效益問題。</p><p>　　4.1.1鑿巖設備及能力</p><p>　　根據(jù)礦體和圍巖的堅固性系數(shù)、礦體厚度以及經(jīng)濟效益，選擇選用YSP-45型鑿巖機打上向淺孔，具體參數(shù)如下表4-1。</p><p><b>　　鑿巖機臺數(shù)：</b></p><p>　　式中

48、 n——鑿巖機臺數(shù)；</p><p>　　A——一工作循環(huán)內(nèi)的崩礦量，t；</p><p>　　q——每米炮孔崩落礦量，t/m；</p><p>　　P——鑿巖機臺班效率，m；</p><p>　　所以一個采場選用三臺鑿巖機，每臺鑿巖機配鑿巖工人2名。鑿巖機釬頭直徑選擇40mm，釬頭形式選擇一字柱齒，鑿巖機年作業(yè)率為70%，臺班效率為50m。

49、</p><p>　　表4-1 鑿巖機械設備工作參數(shù)</p><p>　　4.1.2炸藥及崩礦參數(shù)</p><p>　　用普通的二號巖石炸藥進行崩礦，采用半秒電雷管起爆的方式。爆破時注意：炸藥應妥善保管，最好能保證在10℃～30℃的溫度范圍內(nèi)，注意防火和滅火的問題；存放期不超過8個月；確保爆破安全，電雷管起爆應特別注意防止早暴事件，防止靜電、雜散電流、雷電激輻射電流

50、等影響。</p><p>　　采用上向平行淺孔進行崩礦，為提高一次崩礦量，采用一次崩落整個礦房長度的礦量。同時，因上下盤圍巖不穩(wěn)固，故用一采一充的方式，即一次崩的礦石全部出完，立即進行充填。崩落的大塊礦石在采場的礦堆上及時進行破碎，增加放礦速度。</p><p>　　炮孔方式選擇上向平行淺孔交錯布置。</p><p>　　表4-2 井下炮孔爆破單位炸藥消耗量參考值&

51、lt;/p><p>　　由于此礦石的堅固性系數(shù)f=8～10，則由表4-1取單位炸藥的消耗量q=0.8 kg/m3，，代入數(shù)據(jù)后得Qh=6.912kg/m；</p><p>　　一次爆破的裝藥量：331.78kg；一次崩礦量：2.8×3×18×3.5=529.2t。預計裝藥爆破時間達4小時，即0.5個班。</p><p><b>　

52、　4.2 通風</b></p><p>　　全礦通風確保全天24小時不停，派專人看管，通風工作人員“三·八”制工作，礦井局部通風機根據(jù)具體情況調(diào)用。</p><p>　　由于采用上向水平分層充填法進行采礦屬于無耙道型或硐室型采場，鑿巖、充填、出礦等作業(yè)都在采場內(nèi)進行，通常采用貫穿風流通風即可滿足安全生產(chǎn)的需要。同時，本采礦方法滿足一個采場有兩個通風及安全出口，且采空區(qū)

53、及時充填，通風效果比較好。新鮮風流從本階段運輸平巷，經(jīng)順路架設的放礦人行雙格天井（干充的礦房內(nèi)）及泄水井（膠充的礦柱內(nèi)）到達采場清洗工作面，污風從充填人行井到達上階段的運輸平巷，最后排到地表。</p><p>　　設一個回采進路的需風量為qhrm3/s，則按排除炮煙計算工作面風量，根據(jù)“中南工業(yè)大學公式”：</p><p><b>　　式中：</b></p>

54、;<p>　　L ——采場長度，m；</p><p>　　S ——采場過風斷面積，m2；；</p><p>　　t ——爆破后排煙通風時間，s，對采場一般取1200s-2400s；</p><p>　　N ——采場中炮煙達到允許濃度時，風流交換倍數(shù)，試驗得N=10-12，建議取大值。</p><p>　　根據(jù)上式，取N=10；t

55、=1800s；又整個采場都為過風斷面，則S=60平方米，L=30m ,代入得：一個采場的風量為10m3/s。</p><p><b>　　4.3 出礦</b></p><p>　　回采崩落的礦石，要從工作面搬運到運輸水平，礦石運搬生產(chǎn)率決定著回采的大小以及回采作業(yè)的集中程度，所以盡可能提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)費用。根據(jù)礦體傾角80°，屬于急傾斜礦體，

56、可采用重力運搬和機械運搬，其中機械運搬分為電耙運搬、振動給礦機和輸送機運搬與自行設備運搬。</p><p><b>　　4.3.1出礦設備</b></p><p>　　選用2DPJ-55型電耙出礦，該設備的耙斗容積為0.5～0.6m3，耙運礦巖的塊度應小于650mm，耙運距離小于40m，臺班生產(chǎn)能力達80～100t。</p><p>　　4.3

57、.2出礦方式及能力</p><p>　　采用上述電耙在采場內(nèi)多點不固定耙運礦石，設備隨回采工作面得上升，不斷變更，靈活輕便。耙落的礦石經(jīng)布設在膠結充填體中的溜井或架設在礦房兩端的順路井溜進本階段運輸平巷。在溜井的放礦口處，設置振動放礦機，以保證礦石均勻、連續(xù)放出。但是，本采礦方法是采用淺孔落礦，大塊的產(chǎn)出率較低，一個出礦點的礦量也較小，故采用一個外形尺寸都較小的輕型振動機，相應的底部結構也較簡單。</p&g

58、t;<p>　　由于，采場的長度為30m或20m，遠小于40m，又根據(jù)類似礦山的經(jīng)驗，選取其臺班生產(chǎn)能力為100t。在采場內(nèi)布設一個電耙進行出礦，則一次崩落的礦石要3.024個班才能耙完。</p><p><b>　　4.4充填</b></p><p>　　4.4.1充填材料制備</p><p>　　由于先采的部分是礦房，進行的是

59、尾砂膠結充填。充填料的直接來源即為選廠排出的尾砂，但考慮到全尾砂不易輸送且排水困難，故采用脫泥分級后的分級尾砂。膠結材料用水泥及粉煤灰。</p><p>　　尾砂膠脫泥膠結充填料的制備工藝如下：將來自選礦廠濃度約為18%～20%的混合料漿，通過分配池和給礦槽供給兩臺φ3550mm×3550mm攪拌槽，然后用6/4D-AH渣漿泵從攪拌槽輸送到φ250mm×8mm的旋流器組，得到+37υm的分級尾

60、砂。經(jīng)過分級后的尾砂用砂泵送入500m3的立式砂倉，倉面裝有料位探測儀。高壓水噴嘴造漿的尾砂漿由倉底卸料管上裝的電動閥控制放出，由電磁流量計控制流量。用γ濃度計調(diào)節(jié)濃度系統(tǒng)的加入量。根據(jù)生產(chǎn)需要確定給量值控制砂漿流入攪拌桶。水泥及粉煤灰由彈性葉輪給料機供料，經(jīng)螺旋電子稱計量加入攪拌桶。最終，制備出灰砂比為1:4～1:6水泥尾砂膠結材料，強度為3～4Mpa。攪拌桶內(nèi)設有液位檢測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使膠結充填料漿保持在一定的高度上，混合物后充填料漿通

61、過充填管自重輸送到采場。</p><p>　　4.4.2充填方法及工藝</p><p>　　為了提高采場的生產(chǎn)能力，為充填體的養(yǎng)護掙取時間，可以采用以充填天井為界分區(qū)充填的方式，即先耙運有泄水井的一側礦石，待此分區(qū)礦量出完后，就立即進行充填，與另一側的出礦同時進行。</p><p>　　充填工藝比較復雜，大致經(jīng)過充填準備、充填泄料、充填接頂及充填體的養(yǎng)護等，具體為：

62、</p><p><b>　　1.充填準備</b></p><p>　　1)出礦完畢后，清理采場地板和邊角處的殘礦，將設備移出采場或移至采場一端或懸吊在工作頂板上。</p><p>　　2)順路架設溜礦井及泄水井，其中溜井采用四塊弧形的鋼筋砼預制件，而泄水井外應該包裹金屬網(wǎng)、粗麻布以有利于濾水，內(nèi)部架設梯了用于行人；</p>&l

63、t;p>　　3)在礦房和間柱之間構筑隔墻，構筑方法為：充填前在隔墻邊界上立模板或其他模板，然后充以強度10～15Mpa混凝土；</p><p>　　4)架設充填管路，采場一般使用Φ76～100mm軟管作充填管，軟管從充填井放下，采用后退式充填；</p><p>　　5）在分區(qū)充填的地方構筑充填擋墻，防止跑砂。</p><p><b>　　2.采場泄料

64、充填</b></p><p>　　1)膠結充填時，先放水沖洗疏通充填管路10～15分鐘，再由遠而近向泄水井方向泄放膠結充填料，以利于充填水從泄水井滲泄排出。充填料堆放面應低于人行泄水井和溜井口50～100mm，避免充填料從井口溢流和跑砂。待充填水泄出采場后，先平整充填場地，然后鋪以0.15～0.3m厚的砼地板，防止粉礦滲入充填料中而造成損失與貧化，亦提高電耙的耙礦效率。</p><

65、p>　　2)接頂充填：礦房全部回采結束后，進行接頂充填。接頂充填的質(zhì)量影響對圍巖的支護作用，也影響頂?shù)字夭傻陌踩c可靠程度。接頂一般采用分區(qū)、分次加壓輸送充填料，即在接頂層分區(qū)段構筑隔墻，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，以利于提高接頂充填的密實性。同時，為了及時觀察到充填的接頂情況，還可在頂部的一側鉆進一些觀測孔，若有充填水或充填料漿溢出，則證明充填接頂工作完好。但近來，有關研究表明，充填

66、接頂率達到50%時，即可提供安全的承載力，從而大大地簡化了充填接頂工藝。</p><p>　　3．膠結充填體要養(yǎng)護1～3天，才可進行下一分層的回采。根據(jù)類似礦山的經(jīng)驗，本礦山取出2天的養(yǎng)護時間。</p><p>　　4.4.3 充填能力</p><p>　　根據(jù)類似的礦山及有關研究，細砂管道自流膠結充填的能力達60～80m3/h。本礦山取用小值60m3/h，又一次充

67、填量為一分層的高度，即120 m3，則充填泄料時間應為2小時。故一個分層的充填時間應為充填準備、充填泄料及砼地板鋪面需耗時一個班的時間。</p><p><b>　　4.5回采作業(yè)循環(huán)</b></p><p>　　采用鑿巖機為三臺鑿巖機，每一臺配2個工人，一次打完全部炮孔。用一臺電耙分區(qū)出礦，即以充填天井為界，一側充填，另一側出礦。</p><p&

68、gt;　　一個作業(yè)循環(huán)包括鑿巖、裝藥爆破、出礦、平場、充填準備、充填、鋪設路面及養(yǎng)護，一個工作循環(huán)的時間為10.279個班（見表4-3）。</p><p>　　表4-3 礦塊回采作業(yè)循環(huán)表</p><p>　　由上述計算可知，一個回采循環(huán)的崩礦量為529.2t,則采場日產(chǎn)礦量能力為51.4t。又整個礦房的礦量為7840t,則一個礦房的回采時間為14.8個循環(huán)，耗時為152.2個班，即51天

69、。則一個礦房的采切、回采、充填壽命為71.7天，整個循環(huán)內(nèi)的日平均生產(chǎn)能力為109.3t。設礦山的年生產(chǎn)是為330天，則易得4個礦房同時回采才能達產(chǎn)。</p><p><b>　　第五章 礦柱回采</b></p><p>　　5.1 礦柱回采方式</p><p>　　礦柱是在礦房的膠結充填體的保護下采用上向分層水平廢石或尾砂非膠結充填法，即上向

70、平行淺孔崩礦，電耙出礦，塊石及尾砂非膠結充填。</p><p>　　鑿巖、崩礦及出礦的方法和礦房回采的方法相同。則一次鉆進的炮孔深度為156米，兩臺鑿巖機進行了鑿巖的時間為1.04班。一次崩礦量為823.2t(=28×3.5×3×2.8)，一臺電耙所需時間為4.704班。</p><p>　　非膠結充填料的來源有三個方面：其一，地面采石；其二，掘進廢石；其三，

71、選廠尾砂。石料應在破碎站先進行破碎到一定粒徑，再充入采場。</p><p>　　充填前，在礦柱的兩側順路架設人行放礦井。充填時，用礦車將塊石及尾砂干式充填料運輸?shù)匠涮钐炀遁d，讓充填料自重溜放到采場，然后用電耙耙平。最后，干式充填體上鋪設0.2～0.3米厚、強度為5～8Mp的砼，養(yǎng)護24小時后就可以進行下一分層的作業(yè)。根據(jù)類似礦山的礦石、尾砂非膠結充填的能力，選取礦柱的充填能力為100t/h，則一次回采的充填時間

72、為0.21個班。</p><p><b>　　5.2回采作業(yè)循環(huán)</b></p><p>　　由以上的工藝可算得礦柱的回采作業(yè)循環(huán)圖表如表5-1：</p><p>　　表5-1礦柱的回采作業(yè)循環(huán)</p><p>　　由上表可知，一個回采循環(huán)為7.727個班，則采場的是出礦能力為182.6t又一個礦柱去除采切時的副產(chǎn)礦量后

73、的備采礦量為4877t ，一次崩礦量為470.4t，則一個礦柱的回采要10.37個循環(huán)，即為81個班，27天。</p><p>　　第六章 采場落礦作業(yè)安全管理制度與措施</p><p>　　6.1 采場落礦作業(yè)安全管理制度</p><p>　　一是必須貫徹“安全第一、預防為主”的安全生產(chǎn)方針，逐步實現(xiàn)安全管理科學化、標準化；在計劃、布置、檢查、總結、評比生產(chǎn)建設工

74、作的同時，必須計劃、布置、檢查、總結、評比安全工作；</p><p>　　二是礦長對本礦的安全生產(chǎn)工作負責。各級主要負責人對本單位的安全生產(chǎn)工作負責，其技術負責人對本單位的安全技術工作負責。各職能機構對其職責范圍內(nèi)的安全生產(chǎn)工作負責；</p><p>　　三是采掘隊需設專職安全員，班、組應設專職或兼職安全員。 專職安全人員，應由不低于中等專業(yè)學校畢業(yè)（或具有同等學歷）、具有必要的安全專業(yè)知

75、識和安全工作經(jīng)驗、從事礦山專業(yè)工作五年以上并能經(jīng)常下現(xiàn)場的人員擔任；</p><p>　　四是建立、健全通風防塵、輻射防護專業(yè)機構，配備必要的技術人員和工人，并列入生產(chǎn)人員編制。 通風防塵專職人員名額，應不少于接塵人數(shù)的5%～7%；</p><p>　　五是礦長必須經(jīng)過安全培訓和考核，具備安全專業(yè)知識，具有領導安全生產(chǎn)和處理礦山事故的能力。安全專職機構和通風防塵、輻射防護專業(yè)機構的負責人，

76、必須經(jīng)過主管工業(yè)部門或相當部級的總公司指定的單位進行不少于1個月的專業(yè)培訓，并經(jīng)考核取得合格證書；</p><p>　　六是對職工認真做好安全生產(chǎn)和勞動保護教育，普及安全知識和安全法規(guī)知識，進行技術和業(yè)務培訓。職工經(jīng)考試合格方準上崗。對所有干部和工人，每年至少接受20h的安全教育，每3年至少考核一次。 新工人下井前，應進行不少于72h的礦、坑口（車間）、班組三級安全教育，經(jīng)考試及格后，由老工人帶領工作至少4個月，

77、熟悉本工種操作技術并經(jīng)考核合格，方可獨立工作。調(diào)換工種的人員，必須進行新崗位安全操作教育的培訓。采用新工藝、參觀、實習人員，下井前必須進行安全教育，并有專人帶領。 參加勞動、參觀、實習人員，下井前必須進行安全教育，并有專人帶領。 礦山應建立、健全安全教育室；</p><p>　　七是確定合理的開采順序，并在提升、運輸、通風、排水等開拓系統(tǒng)形成后，方準生產(chǎn)；必須備有下列實測圖表：水文地質(zhì)圖、巖性分布圖、縱橫剖面圖、

78、各中段平面圖、通風系統(tǒng)圖、配電系統(tǒng)和井下電氣設備布置圖、供排水系統(tǒng)圖和采掘進度圖表，圖表中應正確標記；</p><p>　　八是作業(yè)人員下井前嚴禁喝酒；下井時必須攜帶照明燈具；作業(yè)前必須檢查通風情況，認真檢查和處理作業(yè)地點頂、幫的浮石。作業(yè)地點出現(xiàn)嚴重危及人身安全的征兆時，必須迅速撤出危險區(qū)，并及時報告與處理，同時設置警戒和照明標志；</p><p>　　九是建立、健全安全生產(chǎn)崗位責任制及

79、崗位技術操作規(guī)程，嚴格執(zhí)行值班制和交接班制。值班區(qū)長要準確掌握出勤人數(shù)和工作地點；交班后，如發(fā)現(xiàn)有人尚未出井，應立即報告調(diào)度室與有關部門，并及時查明原因。井下偏僻與危險作業(yè)地點，嚴禁單人作業(yè)。主管部門每年對其所屬礦山至少檢查1次；礦每季至少檢查1次；坑口（車間）每月至少檢查1次檢查時，應有分管安全工作的領導參加。對檢查出的事故隱患和塵毒危害問題，應責成有關限期解決；</p><p>　　十是對傷亡事故必須按規(guī)定如

80、實上報勞動行政主管部門和管理礦山企業(yè)的主管部門。事故發(fā)生后，必須及時調(diào)查分析，查明事故原因，并提出防止同類事故發(fā)生的措施。必須按規(guī)定向職工發(fā)放勞動保護用品。職工必須按規(guī)定穿戴和使用勞動保護用品與用具。</p><p>　　6.2 采場落礦作業(yè)安全管理措施</p><p>　　一是天井盡快與其上部平巷貫通，貫通前一般不開或少開其他工程。需要增開其他工程時，應加強局部通風措施；天井掘進到距上部

81、巷道約7m時，測量人員必須給出貫通位置，并在上部巷道設置警戒標志和圍欄； </p><p>　　二是采場內(nèi)的礦不能放空, 應不少于一茬炮爆下的礦巖量，天井中心孔偏斜率應不大于0．5%；天井與上部巷道貫通時，上部巷道必須加強通風和警戒；行人的水平運輸巷道應設人行道，其有效凈高不得小于1．9m；</p><p>　　三是需要支護的井巷，支護與工作面間的距離，應在施工設計中規(guī)定；中途停止掘進時，

82、支護必須及時跟至工作面；平巷修理或擴大斷面，應首先加固工作地點附近的支架，然后拆除工作地點的支架，并做好臨時支護工作的準備。</p><p>　　1）礦山安全主要技術措施：</p><p>　　一是每個礦井至少有兩個直通地表的安全出口；各階段、采區(qū)和采場都應有兩個通往安全出口的通路；</p><p>　　二是礦山的各種安全出口，應滿足工人在一定時間內(nèi)從任何工作地點有

83、撤出的可能性.未能撤出的部分人員，應能安置在避難硐室內(nèi)。室內(nèi)應有足夠新鮮空氣、水，有可能時應有管道輸送所需物品、空氣等，洞室有隔離門等；主扇應有使礦井風流在10分鐘內(nèi)反向的措施，因此設計中應設置反風裝置；</p><p>　　三是井口和各階段井底車場，辦公室、醫(yī)務室、以及主要工作地點都必須設置聯(lián)系信號；井下各安全路線應設置照明，各分道扣應安有明顯路標；</p><p>　　四是井口、井下各

84、階段井底車場，各硐室，各主要工作地點設置相應的消防器材等；</p><p>　　2）防滅火措施：一是設計中的電氣設備應有保護裝置；二是易燃、易爆物品應有專門的運送、保管、頒發(fā)和使用的設施；三是設有反風裝置，在有關地點設置防火門；四是井架等盡量采用不燃性材料。</p><p><b>　　3）地面防水設施：</b></p><p>　　一是井口及

85、工業(yè)廣場應高于歷年最高洪水位，否則需建筑堤壩，溝渠來疏通水源或采取其他有效保護措施。對大面積的塌陷區(qū)內(nèi)，地表又無足夠的隔水層時，根據(jù)匯水和徑流情況、修筑疏水溝渠和圍堤；必要時配備水泵，以便攔水和排水；</p><p>　　二是將有關流經(jīng)礦山塌陷區(qū)內(nèi)的河流、溝渠進行河床加固、河流改道或采取更有效的辦法</p><p>　　三是對廢鉆孔、舊井等采用泥砂、水泥等進行妥善充填、封閉。</p&

86、gt;<p>　　第七章 繪制采礦方法圖</p><p>　　開采該礦體采用上向分層充填分</p><p>　　第八章 采礦方法技術經(jīng)濟指標</p><p>　　表6-1主要技術經(jīng)濟指標</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】解世?。饘俚V床地下開采

87、[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1979年．</p><p>　　【2】采礦設計手冊編輯委員會．采礦設計手冊[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社,1988年．</p><p>　　【3】采礦設計手冊編輯委員會．采礦設計手冊[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1990年．</p><p>　　【4】吳仲雄．礦床開采理論與實踐[M]．南寧：廣西大學資源與冶金學院，2006．<

88、/p><p>　　【5】吳仲雄．礦山企業(yè)設計基礎[M]．南寧：廣西大學資源與冶金學院，2006．</p><p>　　【6】王英敏．礦井通風與安全[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1979年．</p><p>　　【7】陶頌霖．鑿巖爆破[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1979年．</p><p>　　【8】于潤滄．采礦工程師手冊（下）[M]．北京：冶金

89、工業(yè)出版社，2009．</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次采礦課程設計是在**教授指導下進行的。在課程設計前，*老師耐心詳細給我們講解采礦設計的注意事項，尤其是在選擇采礦方法上，大方向的采礦方法不能選錯。譚老師不辭辛苦的講解使我對采礦設計有了初步的認識，提高對采礦方法研究的興趣。在此向譚老師表示衷心感謝！*老師淵博的知識、和藹可親的態(tài)度