采矿方法课程设计bhif.docx
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1、采矿方法法课程设设计学院:专业:姓名:学号:指导老师师:总论一、目的的和要求求本课程设设计是采采矿与岩岩土工程程专业教教学工作作中的重重要环节节之一,目目的是使使学生将将本专业业有关课课程融会会贯通,全全面掌握握采矿方方法单体体设计的的内容、步步骤和方方法;学学会查阅阅设计手手册、定定额手册册、设计计规范、安安全规程程和其他他文献资资料;培培养学生生运用所所学的知知识分析析和解决决问题的的能力,并并提高设设计、计计算和绘绘图的能能力。本本教学环环节是将将来毕业业设计和和论文工工作的预预演。学生应根根据“课程设设计命题题书”所规定定的条件件和“采矿方方法课程程设计大大纲”所规定定的内容容和要求求
2、进行设设计。课课程设计计由说明明书、大大图、小小图和表表格等部部分组成成。课程设计计说明书书包括采采矿地质质条件、采采矿方法法选择、矿矿块采准准工作、回回采计算算、矿柱柱回采和和采空区区处理、采采矿方法法技术经经济指标标等章内内容。设计说明明书应用用统一规规定的说说明书纸纸用钢笔笔腾写,腾腾写后装装订成册册。封面面采用学学校统一一的设计计(论文文)封面面,设计计任务书书装在第第一页,其其次为目目录、正正文、参参考文献献和致谢谢。文字字应精简简、扼要要、通顺顺,抄写写整洁。说说明书应应附有必必要的插插图(33-4张张)。采采矿方法法大图应应用一号号图纸按按比例绘绘制,并并应符合合工程制制图各项项
3、要求,图图纸清晰晰、正确确和美观观。学生应在在规定的的时间内内完成设设计的全全部内容容,并参参加答辩辩,指导导教师根根据设计计者所作作设计内内容、质质量、态态度和答答辩情况况,按优优、良、中中、及格格和不及及格五级级分制评评定成绩绩。二、设计计任务书书由指导教教师签字字的设计计任务书书是学生生进行课课程设计计的依据据,每人人一份,且且不能雷雷同,设设计任务务书包括括以下内内容:1、矿石石和矿床床名称,矿矿床成因因和类型型;2、设计计生产能能力;3、矿体体产状、厚厚度、倾倾角及其其变化状状况与规规律,走走向长度度和埋藏藏深度;4、矿石石和围岩岩的物理理力学性性质:主主要有稳稳固性、硬硬度、体体重
4、、松松散系数数、粘结结性、自自燃性、游游离SiiO2的的含量等等;5、品位位,主要要有用成成份,伴伴生有用用成份,矿矿石和围围岩中的的品位含含量;6、水文文地质条条件;6、地质质构造和和破坏、断断层、节节理和裂裂缝情况况等;7、地表表的价值值和是否否允许破破坏等;8、其他他与设计计有关的的资料;9、参考考书目。三、课程程设计题题目根据下列列地质条条件进行行采矿方方法课程程设计矿井年产产量: 30 万吨;矿石名称称:铜矿矿;矿床成因因和类型型:中低低温热液液充填矿矿床;矿体平均均厚度: 155m ;矿体平均均倾角: 800;矿体走向向长度: 5000 ;矿体埋藏藏深度: 16606600mm ;
5、矿石围岩岩的物理理力学性性质: 1品品位: 1.882.2%;2容重重:矿石石 3.14tt/m33;围岩岩 2.7t/m3;3围岩岩名称:上盘:灰岩;下盘:白云岩岩;4稳固固性:矿矿石:稳稳固;上上盘围岩岩:稳固固;下盘盘围岩:稳固;5坚固固性系数数:矿石石 100122;上盘盘围岩:1214;下盘围围岩:112114;6松散散系数:矿石 1.553;上上盘围岩岩:1.6;下下盘围岩岩:1.6;7自燃燃性:无无;8粘结结性:无无;9地质质破坏及及水文条条件:简简单;10其其它附加加条件:无。参考文献献: 1凿凿眼爆破破;2矿井井通风;3井巷巷工程;4金属属矿山地地下开采采;5采矿矿设计手手册
6、。设计学生生:班级级:;姓姓名:;学号:指导教师师:第一章 矿床床地质条条件某矿设计计年产量量为 330 万万吨,属属于小型型地下矿矿山。矿矿体为含含铜矿,矿矿床类型型和成因因为中低低温热液液充填矿矿床。矿矿体属于于厚急倾倾斜矿体体,平均均厚度 20 m,倾倾角800。矿体体沿走向向较长,长长度 5500 m,埋埋藏深度度 1660-6600 。矿矿区水文文地质条条件简单单,地表表陷落与与否无要要求。矿石和围围岩的物物理力学学性质:矿石品品位高,价价值大,其其中 CCu 品品位为 1.88-2.2%,矿矿石容重重为 33.144 t/m,围岩岩容重为为 2.7 tt/m。矿体体上盘围围岩为灰灰
7、岩,稳稳固,坚坚固性系系数f=1214,松松散系数数1.66;下盘盘围岩为为白云岩岩,稳固固,坚固固性系数数f=112114,松松散系数数1.66;矿石石稳固,坚坚固性系系数f=1012,松松散系数数1.553。矿矿石无自自然性和和无粘结结性。第二章 采矿矿方法选选择2.1采采矿方法法初选采矿方法法选择的的合理、正正确与否否,将直直接关系系到企业业的经济济效果及及其成败败。矿床床地质条条件对采采矿方法法的选择择起控制制作用,一一般矿山山根据矿矿体的产产状、矿矿石和围围岩的物物理学力力学条件件就可以以优选出出233种采矿矿方法。矿石和围围岩的ff=100-155,属于于稳定,可用采矿矿方法:充填
8、法法、崩落落法、空空场法。矿体倾角80,属于急倾斜矿体,可用采矿方法:分段崩落法、阶段崩落法、留矿采矿法、分段矿房法、阶段矿房法、上向分层充填法、分采充填采矿法。矿体平均厚度15m,属于厚大矿体,可用采矿方法:留矿采矿法、分段矿房法、上向分层充填法。一般环保部门不允许地表被毁坏以及提高矿石的回收率,充填法较适合,其他的崩落采矿方法可以排除。虽然地质质资料有有限,要要尽可能能排除可可能存在在的不利利因素,不不宜采用用易引起起地表塌塌陷的方方法;随随着采矿矿对采矿矿工艺的的研究和和更广泛泛应用,对对矿山安安全和环环境的更更高要求求,应注注重对充充填采矿矿方法的的推广,故故采矿空空区尽量量予以充充填
9、。充充填法使使用范围围广,但但要注意意考虑成成本的承承受能力力,综合合考虑矿矿山效益益。经过过采矿工工艺和采采矿机械械的进步步,充填填法工艺艺趋于成成熟,成成本可控控性加强强。表2-11采矿方方法初选选表项目编号主要的采采矿技术术条件按各种条条件可以以采用的的采矿方方法技术条件件名称技术条件件特征1矿石稳固固性稳固(ff=100122)充填法、空空场法、崩崩落法2围岩稳固固性稳固(ff=122144)充填法、空空场法、崩崩落法3矿体倾角角80充填法、分分段矿房房法、留留矿采矿矿法4矿体厚度度厚大矿体体充填法、全全面法、房房柱法5矿石比重重3.144t/mm3充填法、空空场法、崩崩落法综上所述述
10、,可以以考虑的的较优的的采矿方方法有:分段矿矿房法、向向上水平平分层充充填法。2.2 采矿方方法比较较采矿方法法正确合合理选择择与否,直直接关系系到矿体体能否安安全采出出及矿山山企业的的经济效效益。分分段矿房房法以分分段为独独立的回回采单元元,灵活活性大,围围岩暴露露较小,回回采时间间较小短短。充填填采矿法法最突出出的优点点是矿石石损失贫贫化小,而而且应用用水力充充填和胶胶结充填填技术,以以及回采采工作使使用大功功率无轨轨自行设设备后,机机械化上上向分层层充填法法已进入入高效率率采矿方方法行列列,其适适用范围围不断扩扩大,已已由矿石石品位高高、价值值高的贵贵金属和和稀有金金属矿体体扩大到到品位
11、较较高、价价值较大大的普通通金属矿矿体,而而且有进进一步扩扩展的趋趋势。2.2.1 分分段矿方方法分段矿房房法是在在矿体的的垂直方方向,在在划分为为若干段段,在每每个分段段水平上上布置矿矿房和矿矿柱,各各分段采采下的矿矿石分别别从各段段的出矿矿巷道运运出。分分段矿房房回采结结束后,可可立即回回采本分分段的矿矿柱,并并同时处处理采空空区。(1)主主要采准准工程如图2-1所示,从从阶段运运输巷道道掘进斜斜坡道连连接各个个下盘分分段运输输平巷11,以便便行驶无无轨设备备、无轨轨车辆(运运送人员员、设备备和材料料);沿沿矿体走走向每隔隔1000米,掘掘进一条条放矿溜溜井,通通往各分分段运输输平巷。在每
12、个分分段水平平上,掘掘进下盘盘分段运运输平巷巷1,在此此巷道沿沿走向每每隔100122m,掘掘进运输输横巷22,通到到靠近下下盘的堑堑沟平巷巷3,靠上上盘接触触面掘进进凿岩平平巷4。图2-11 分段段矿房法法(2)主主要切割割工程在矿房一一侧掘进进切割横横巷6,联络络凿岩平平巷4和矿柱柱回采平平巷5,从堑堑沟平巷巷3到分段段矿房的的最高处处,掘进进切割天天井9。在切切割巷道道钻环形形深孔,以以切割天天井为自自由面,爆爆破后便便形成切切割槽(图图2-11中-)。(3)回回采工作作从切割槽槽向矿房房另一侧侧,进行行回采。在在凿岩平平巷中钻钻环形深深孔,崩崩下的矿矿石从装装运巷道道用铲运运机运到到分
13、段运运输平巷巷最近的的溜井,溜溜到阶段段运输平平巷装车车运出(图图2-11中-)。当一个矿矿房回采采完过后后,立即即回采间间柱和斜斜顶住。回回采间柱柱的深孔孔凿岩硐硐室,布布置在切切割巷道道靠近下下盘的侧侧部(图图2-11中7);回回采斜顶顶住深孔孔凿岩硐硐室,开开在矿柱柱回采平平巷的一一侧(图图2-11中8),对对应于矿矿房的中中央部位位。间柱柱和斜顶顶住深孔孔布置如如图2-1中的-剖面所所示。回回采矿柱柱的顺序序是:先先爆间柱柱并将崩崩下矿石石放出,然然后再爆爆顶柱,因因受爆力力抛掷作作用,顶顶柱崩下下的矿石石溜到堑堑沟放出出。矿石总回回采率880%以以上,贫贫化率不不大。沿走向每每隔20
14、00m划划为一个个回采区区段,每每个区段段有一个个矿房正正在进行行回采,一一个回采采矿柱,一一个切割割。使用用铲运机机出矿时时,矿房房日产量量均为8800tt,矿房房月产量量达到22.510t。2.2.2 上上向分层层充填采采矿法上向分层层充填采采矿法一一般将矿矿块划分分为矿房房和矿柱柱,第一一步回采采矿房,第第二步回回采矿柱柱。回采采矿房时时,自下下向上水水平分层层,随工工作面向向上推进进,逐步步充填采采空区,并并留出继继续上采采的工作作空间。充充填体维维护两帮帮围岩,并并作为上上采工作作平台。崩崩落的矿矿石落在在充填体体的表面面上,用用机械方方法将矿矿石运至至溜井。矿矿房回采采到最上上面分
15、层层时,进进行接顶顶充填。矿矿柱则在在采完若若干矿房房或全阶阶段采完完后,在在进行回回采。图2-22 上向向分层间间隔回采采充填法法(1)主主要采准准工程如图2-2所示示,1斜坡道道是凿岩岩台车和和铲运机机在不同同分层间间实现自自由快速速移动的的重要通通道,因因需要布布设必要要的管线线电缆,且且要考虑虑行人需需要,因因此,斜斜坡道应应有一定定规格要要求,坡坡度应满满足无轨轨设备最最大爬坡坡能力要要求。5分段平平巷的布布置是影影响采准准工程量量和采准准比的重重要因素素,也是是采准优优化设计计最值得得研究探探讨的关关键问题题之一。分分段平巷巷到采场场的距离离,应保保证采场场联络道道坡度要要求;采采
16、场联络络道与分分段平巷巷之间保保证6mm以上的的转弯半半径,并并使铲运运机有一一定的直直线铲装装距离,在在此前提提下,尽尽量缩短短采场联联络道的的长度。6采场联联络道,每每个分层层均布置置一条采采场联络络道,沟沟通采场场和分段段平巷。其其中,下下向采场场联络道道从分段段平巷用用普通掘掘进方法法形成,水水平采场场联络道道则在向向下的采采场联络络道顶板板上挑顶顶形成,而而上向联联络道则则由水平平联络道道上挑形形成。挑挑顶崩落落的废石石,可用用来充填填该采场场联络道道。采场场联络道道布置在在采场中中央,以以利于台台车和铲铲运机作作业,且且采场开开口阶段段作业效效率高,采采场两侧侧边界易易于控制制。采
17、场场充填时时,用木木板封闭闭采场联联络道。7充填井井,为减减少采准准工程量量,每两两个采场场共用一一条通风风充填上上山。充充填井布布置在两两采场交交界处、第第二步回回采的矿矿房内。在在保证上上盘岩体体稳定、顶顶板安全全的条件件下,通通风充填填上山尽尽量靠近近上盘布布置,以以改善采采场通风风效果。9溜矿井井,采用用电耙出出矿时,一一般每个个采场都都要布置置122个溜矿矿井,其其溜矿井井一般布布置在脉脉内,随随回采、充充填工作作进行,顺顺路架设设。采用用铲运机机出矿时时,溜矿矿井一般般布置在在脉外,且且几个采采场共用用一套溜溜矿井系系统。溜溜井底部部由装矿矿平巷与与主运输输平巷相相连。8人行脱脱水
18、井,为为降低充充填成本本,提高高分层充充填效率率,越来来越多的的矿山使使用PVVC塑料料脱水管管滤水。在在塑料管管上钻凿凿泄水孔孔,周围围包裹两两层砂布布。脱水水管采用用快速活活动接头头,每分分层充填填前首先先接长脱脱水管。脱脱滤水通通过布置置在采场场底部水水平管导导入底盘盘沿脉平平巷水沟沟。(2)主主要切割割工程在采场底底部掘进进切割巷巷道,向向两侧扩扩帮形成成拉底空空间;为为提高爆爆破效果果,除拉拉底外,还还应形成成垂直方方向上的的切割槽槽。当整整个拉底底空间形形成后,再再砌筑钢钢筋混凝凝土底板板,底板板厚度为为0.881.22米(如如图2-3)。到到此切割割工作室室完成,可可进行正正式,
19、回回采工作作了。图2-33钢筋混混凝土底底板结构构(3)回回采工作作在凿岩爆爆破方面面,上向向分层充充填法在在大型机机械化作作业时得得到很好好的应用用,所以以凿岩爆爆破一般般采用台台车爆破破。在通风通通风方面面,新鲜鲜风流经经斜坡道道、分段段平巷及及采场联联络道进进入采场场,经充充填回风风井,排排入上阶阶段回风风巷。每每次爆破破,必须须经充分分通风(通通风时间间不少于于40mmin)后后,人员员方能进进入采场场。在采场顶顶板地压压管理方方面,采采场爆破破并经过过有效通通风排除除炮烟后后,安全全人员操操作采场场服务台台车,清清理顶帮帮松石,如如顶板矿矿岩异常常破碎,经经撬毛处处理后,仍仍无法保保
20、证正常常作业,可可考虑其其它顶板板支护方方式,如如悬挂金金属网,布布置锚杆杆等。第第二步矿矿房回采采,由于于受相邻邻充填采采场充填填接顶不不充分、充充填质量量难以保保证、充充填渗水水等影响响,矿岩岩稳固性性比第一一步矿柱柱采场要要差,顶顶板安全全管理任任务更加加繁重。在出矿方方面,一一般采用用铲运机机,将崩崩落的矿矿石卸入入溜矿井井,装车车运出,提提高出矿矿效率。在充填方方面,每每分层出出矿结束束后,及及时进行行充填。充充填前应应做好如如下准备备工作:一是延长长脱水管管道,充充填之前前,首先先利用活活动接头头,延长长脱水塑塑料管;二是构筑筑与采场场联络道道间的密密闭墙;三是接通通采场充充填管路
21、路,在延延长脱水水管道与与构筑密密闭墙的的同时,从从上中段段充填回回风平巷巷,通过过通风充充填上山山,往采采场接通通充填塑塑料管,并并将充填填塑料管管用木质质三脚架架固定在在适当地地方,以以便采场场均匀充充填;四是检查查地表充充填制备备站与充充填采场场之间的的通讯系系统;五是检查查充填线线路,确确保线路路安全畅畅通,保保证充填填正常进进行。2.3 两种方方案主要要经济技技术指标标比较根据类似似矿山的的经验和和有关研研究,可可以作出出如下的的经济方方案比较较:表2-22采矿方方案技术术经济指指标比较较项目名称称第一方案案上向水平平充填法法第二方案案分段矿方方法1矿块生产产能力(t/d)80990
22、1202矿石损失失率(%)355.53矿石贫化化率(%)4-710.774安全条件件暴露在顶顶板下作作业暴露面积积不大,安全性较较好暴露面积积较大,回回采矿柱柱困难5采切比(%)17.225226采矿设备备与难易易程度需要大型型机械简单7采准工作作量小小8采矿成本本略高低9材料消耗耗水泥量大大人工矿柱柱10资料来源源某铜矿某铜矿11回采安全全性安全较安全12对地表影影响基本上无无影响可能塌陷陷由以上的的分析可可知,上上向分层层水平充充填法和和分段矿矿房法的的采矿总总成本相相差无几几,回采采的进程程都是小小分层向向上推进进,安全全性很好好。但是是分段矿矿房法的的间柱回回采困难难,矿石石的贫化化、
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