某矿地下开采开拓系统设计毕业设计

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1、 毕业设计题 目某矿地下开采开拓系统设计学 院核资源工程学院指导教师 班 级矿物资源工程102班学 号 学生姓名 2014年5月25日毕业设计（论文）任务书学 院： 核资源工程学院 题 目： 某矿地下开采 开拓系统设计 起 止 时 间：2013年12月22日至2014年5月25日学 生 姓 名： 专 业 班 级： 矿物资源工程102班 论文 (设计) 内容及要求：一、毕业设计（论文）原始依据设计矿山地质报告及相关地质资料，矿山开采开发利用方案，矿山开采现状。指导老师提出的采矿方法设计基本要求。二、毕业设计（论文）主要内容根据地质资料确定开采矿体，确定设计开采范围，分析研究开采技术条件，矿岩岩石

2、力学特性，矿山开拓现状描述和未来开采开拓已经具备的条件；圈定沉陷区范围；矿山开采开拓方案的比选（提出2-3种方案进行比选）；主要开拓井巷的位置选择,；阶段高度的确定；主要开拓井巷的工程设计；溜破系统方案设计；指定阶段开拓工程平面图设计；总图设计基建工程量与进度计划，成井成巷速度及建设工期巷道支护与地压管理以及巷道稳定安全措施；井底车场设计、开拓与运输的设备选择设计。说明：指导教师根据上述内容，指定其中部分设计内容。三、毕业设计（论文）基本要求图纸要求，A1（含）以上的图纸至少4张，图纸包括矿山总图，开拓系统纵投影图，开拓平面工程布置图、开拓中段平面图、巷道断面图、井底车场断面图，巷道掘进爆破网

3、络图，开拓工程进度计划表、爆破材料消耗表，等。根据设计规范，撰写毕业设计说明书，设计说明书按学院规范要求。查阅相关文献要求：按相关设计规范和设计手册进行毕业设计。四、毕业设计（论文）进度安排本设计（论文）总时间为20周（包含预答辩、正式答辩2周），分六阶段进行，具体安排如下：第七学期安排4周：第一阶段：毕业实习，现场资料收集和整理，时间为2周；第二阶段：下达任务书，查找文献，文献综述，完成开题报告，安排在第18-19周，时间为2周；第八学期安排16周：第三阶段：工程设计与计算，设计说明书编写，时间为4周，第1-10周；第四阶段：完成设计图纸，初稿完成，时间为4周，第11-14周；第五阶段：组织

4、预答辩，设计修改与整理，时间为1周，第15周；第六阶段：毕业答辩，成绩评定，时间为1周，第16周。五、主要参考文献矿山地质报告，资源储量核实报告等实习现场收集的基础资料；矿山现有的开拓系统平面图、开拓系统纵剖面图。新编矿山采矿设计手册：井巷工程卷，中国矿业大学出版社，2006,4矿山现行有关法规、文件，如：中华人民共和国安全生产法、矿山安全法和中华人民共和国矿山安全法实施条例，(GBl64232006)金属非金属矿山安全规程，(GB67222003)爆破安全规程等；图书馆、期刊网检索相关资料。矿山采矿手册，北京冶金出版社2006年8月；采矿设计手册，中国建筑工业出版社，1987；地下采矿设计手

5、册，煤炭工业出版社，1987；矿山安全性评价与安全事故的预防及处理实务全书，中国商业出版社，2001；金属非金属矿开采安全，中国劳动出版社，1992；矿井通风与安全，冶金工业出版社，王英敏主编，1993 指导老师： （签 名）2013年12月27日南华大学本科生毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目某矿地下开采开拓系统设计设计（论文）题目来源自选课题设计（论文）题目类型工程设计类起止时间一、设计（论文）依据及研究意义： 设计依据：所设计的矿区地形特征、矿区地质、矿床地质、矿床开采技术条件与水文地质条件、生产地质工作及地质资料评价矿山开采开发利用方案，矿山开采现状，指导老师提出的采矿方法设计基

6、本要求。 研究意义：毕业设计是我们大学课程的最关键部分，是对我们所学课程综合运用能力的训练，是培养我们整体运用所学知识和技能的重要环节。矿山开拓系统是为全矿井、全阶段或若干采区服务的矿山井巷，为矿山提升、运输、通风、排水和动力供应提供了条件，它决定井巷工程量和维护量、投资、建设周期和资源回收等重大问题，对矿山建设和生产具有长远的影响。通过对具体矿山开拓系统的设计能巩固、加深和扩大所学的理论知识，是理论更好的结合实际。对于培养我们独立分析问题和解决问题的有重要的意义，是整个大学学习过程的自我继续深化和提高阶段。它的实践性和综合性是其他课程所不能代替的，搞好毕业设计对全面提高我们的素质具有十分重要

7、的意义。二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）根据地质资料确定开采矿体，确定设计开采范围，分析研究开采技术条件，矿岩岩石力学特性；矿山开拓现状描述和未来开采开拓已经具备的条件；圈定沉陷区范围；矿山开采开拓方案的比选（提出2-3种方案进行比选）；主要开拓井巷的位置选择,；阶段高度的确定；主要开拓井巷的工程设计；指定阶段开拓工程平面图设计；总图设计；基建工程量；环境保护。三、设计（论文）的研究重点及难点：重点：该矿山开采开拓方案的比选及最终的确定；主要开拓井巷的位置选择；阶段高度的确定；主要开拓井巷的工程设计；采矿方法中的部分内容。难点：主要开拓井巷位置选择及工程设计；指定阶

8、段开拓工程平面图设计；总图设计。四、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）： 研究方法：收 集 资 料，进 行 总 体 框 架 设 计，然 后 软、硬 件 部 分 分 功 能 设 计，修改完善。 进度安排：第1-2周：设计任务依据及原则；提交开题报告；矿区概述及井田特征；井田境界及储量。第3-7周：主要完成本次设计的重点和难点，矿山开拓部分。开拓方案选择的原则及影响因素；阶段高度的确定及划分；矿体开拓方法的确定，设计与制图；.主意开拓井巷的断面设计。第8周：采矿方法的选择；回采工艺及地压管理；作业方法和安全技术。第9周：矿井通风系统；运输与提升系统；矿井排水系统。第11-14周：完成设计图纸，

9、初稿完成。第15周：组织预答辩，设计修改与整理。第16周：毕业答辩。五、进行设计（论文）所需条件：设计矿山地质报告、储量核实报告及相关地质资料；矿山现有的开拓系统平面图、开拓系统纵剖面图；新编矿山采矿设计手册：井巷工程卷，中国矿业大学出版社，2006,4；矿山现行有关法规、文件，如：中华人民共和国安全生产法、矿山安全法和中华人民共和国矿山安全法实施条例，(GBl64232006)金属非金属矿山安全规程，(GB67222003)爆破安全规程等；矿山采矿手册，北京冶金出版社2006年8月；采矿设计手册，中国建筑工业出版社，1987；地下采矿设计手册，煤炭工业出版社，1987；矿山安全性评价与安全事

10、故的预防及处理实务全书，中国商业出版社，2001；金属非金属矿开采安全，中国劳动出版社，1992；矿井通风与安全，冶金工业出版社，王英敏主编，1993；Auto Cad等先进的应用软件；相关的文献资料：图书馆、院资料室及教研室借阅与之相关的资料；优秀设计案例：熟悉设计任务、设计资料，查看相关设计案例；指导老师提出的采矿方法设计基本要求。六、指导教师意见：签名： 2014年1月10日致谢 大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首大学生活，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。

11、感谢老师对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。最后，我要特别感谢我的导师王富林老师、和曾晟老师。是他们在我毕业的最后关头给了我巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他们无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高，这对于我以后

12、的工作和学习都有一种巨大的帮助，解决了不少的难点，感谢他们耐心的辅导。使得毕业设计能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。摘要毕业设计是大学教学的最后一个组成部分，具有举足轻重的作用，它是对大学所学知识全面系统的复习、总结与创新使用，重点在于加强理论联系实际的能力。本次设计主要为地下开采开拓设计，设计任务是某矿地下开采开拓系统设计。根据矿山的实际情况，设计采用平硐、盲斜井联合开拓系统，即在1700以上部分采用平硐开拓，以下采用盲斜井开拓。由于该矿体为薄矿体且为倾斜矿体，故选用的采矿方法为浅孔留矿法采矿。由于矿山规模较小和矿山生产能力的影响，运输方式采用电机车运输。为了适应矿山生产的要求，通风方式

13、选择机械抽出式。本矿共有三个水平并且其一在地表最低标高以上，故排水采用多级水泵扬水加自然排水的方案。设计共完成图纸7张，设计说明书57页。关键词：地下开采；开拓系统；平硐；盲斜井 AbstractThis design is the component of university course and it has obviously vital effect. This design reviewed, summarized and reused all the knowledge that had been learned in the university. At last, it ho

14、pe to enhance this ability of theory integrate with practice.This design mainly for underground mining to open up the design, the design task is to develop a mine underground mining system design.In this design, Adit and Inclined Shaft combined development systems can be used base in the reality of

15、the mine.In another words, adit shaft is adopted above 1700 and inclined shaft is adopted below.Because of the thin and the most Inclined of desposite,shrinking stroping mining method was adopted. Of course, the same reason lead me to use electric engine transportation and machine ventilation and lo

16、cal ventilation.The mine include three plane and the one of them higher than another,so we use the water pumps drain and natural drain.This paper of design has 7 drawings and 57 papers. Key Words: underground working; Exploitation; Adit；Blind Shaft目录摘要IAbstractII第一章 矿区概述及井田特征11矿区概述11.1矿区位置、自然地理及经济概况

17、12223331.4.1区域地下水的补给、迳流与排泄445578881010第二章 矿床开拓121212121313132.2.2 Fe1矿体开拓方法的确定142.2.3 Fe2，Fe3矿体的开拓方法1417181818222223第三章 矿井提升和运输24242424252525252626第四章 采矿方法272727272728282828292930第五章 矿井通风3232323232333333343434第六章 排水373737373738第七章 矿井环境保护393939394040参 考 文 献41第一章 矿区概述及井田特征1矿区概述1.1矿区位置、自然地理及经济概况矿区位置某矿具

18、体名称是：XX北矿区铁矿，位于XX县东南25公里，行政区划隶属XX县XX乡管辖。矿区地理坐标拐点为：1102215，4058301102215，4058451102400，4058451102400，4058301102320，4058301102320，4058351102300，4058351102300，405830 矿区1/5万图幅编号K49E019010，面积1.06平方公里。矿区南距新建乡6公里，XX-XX的柏油公路途经XX乡，矿区范围内有可以通行汽车的简易公路，所以交通条件比较方便。矿区自然地理及经济概况矿区位于蒙古高原的南缘，海拔在1850至1700米，高差一共有150米，是低

19、中山区，山谷内覆盖沙石比较厚。本矿区平均每年最高气温35度，平均每年最低气温零下27度，并且年平均温度为3.9度。本矿区7，8月是雨季，夏季高温，冬季寒冷，从10月开始到来年4月为冰冻期，每年的降水量平均是376毫米，平均每年的蒸发量2100毫米，冻土的最大深度是1.8米。春季多西北风，风速最大为26米每秒，平均风速为15米每秒。矿区为蒙汉杂居区，以牧业为主，农业为辅。畜牧业主要养山羊、绵羊和少数大牲畜，因为收到气候原因和降水等因素的限制，放牧为主要生活依靠，所以经济比较落后，抗灾能力较小。因为区域中只有较少的水源，居民只能用井水供人、畜饮用，水位随雨季升降，河流多为季节性河流。矿区内工业很少

20、，仅有小规模的铁矿采选业。由于国家对民族区域自治地区的关心，矿区内已有高压输电线路。矿区内出露的地层为上太古界色尔腾山群第四岩段混合岩化斜长角闪片岩夹磁铁石英岩，局部见第三岩段角闪石英片岩；山坡脚处多为第四系残坡积层所覆盖，第四系冲洪积层主要见于河流沟谷之中。矿区内无岩浆岩出露，地质构造简单，受区域构造运动的影响，褶皱构造相对发育，矿体的产出形态具扭曲、膨大缩小等现象是影响的集中表现，断裂构造不发育。岩浆岩在矿区内未见侵入岩体出露。矿区内脉岩不发育。构造褶皱构造矿区内地质构造简单，地层走向近东-西，倾向南偏西，倾角变化50-70度，由于经受多次构造运动的影响，岩层走向有些扭曲，局部地层倾向北西

21、。断裂构造矿体内未见有大的断层，并且其中矿层不发育。只有在局部有小范围的层间滑动，没有对矿体产生破坏的作用。矿区构造发育情况：矿区内断裂构造不发育，在矿区内无明显的断裂存在，只有小褶皱比较发育。因此，本矿区的断裂构造产生的影响很小。但由于裸露岩体遭受了长期的风化作用，矿区岩体的风化裂隙较为发育。风化带深度一般为10米左右，在风化带内，分化裂隙较为发育，因此，风化裂隙使岩体的完整性遭受破坏，使岩体的力学强度降低，风化带内整体岩石的稳固性变小，可能使得采坑顶部围岩发生不稳固的塌落，这是矿床开采的主要不利因素。 通过了解本矿区的地质地形状况与主要岩石特性的影响，可将本矿区确分成块状结构的工程地质构造

22、区和松散岩类的工程地质构造区两大类。块状结构区： 是主要在矿区范围中的基岩，其岩石特性大多是黑云斜长片岩。片岩体的风化裂隙发育，由于岩石长期裸露地表，遭受了强裂风化作用，风化裂隙带深度一般为10米左右，风化裂隙使岩石的整体性受到破坏，从而降低了岩石整体力学强度，也对岩石的连续性造成影响，这是对于矿床开采的主要不利影响因素。松散岩类区：大都均布在矿区的东南部，岩性为第四系冲洪积的砂砾石层；主要是耕植土小于1米的亚砂土层，还有人工堆积物，其中孔隙较大，具有良好的渗透性，堆积的不实，所以对矿床开采没有影响。矿体及围岩均由较坚硬层状岩层所组成，力学强度高，整体岩石的稳定性强，构造破碎带不发育。据此，按

23、照矿区水文地质勘探规范划分为第2类第1型，为工程地质条件比较简单的，主要是硬质岩层的矿区。根据岩体质量系数Z确定岩体质量的优劣：I岩体完整系数F结构面系数S岩块坚硬系数 项目系数15米以上15米以下岩体完整系数I结构面系数F岩块坚硬系数S岩体完整系数I结构面系数F岩块坚硬系数S75%590%2质量系数Z质量评价坏好矿区属华北地层区阴山地层分区大青山地层小区，其内发生了很久的复杂多次的地质构造运动，使得大青山区域的断裂十分发育，褶皱也十分发育，构造的方向是相近东西。区域内第四系有厚度不稳定的含水层，并且有太古界群片麻岩，其中有弱裂隙水。1.4.1区域地下水的补给、迳流与排泄区域地下水的补给： 大

24、气降水和地下水的迳流补给是本区地下水补给的重要来源，其中降水的补给强度很大，年平均降水量为376毫米，日最大降水量为71.7毫米，由于气候原因，影响工作区，造成补给时间短。区域地下水的迳流： 第四系冲洪层潜水含水量水层主要分布在白菜沟、朱拉沟及部分沟谷之中，砂砾石渗透性能良好，故地下水迳流畅通，迳流方向与河谷走向大体一致，总体流向为由北向南。区域地下水排泄： 本区属干旱区，蒸发强度较大，年最大蒸发量为2634.4毫米。因此，蒸发排泄是本区地下水的主要排泄方式。另外，地下水以迳流的方式排泄于区外。人畜的饮用及工农业用水是本区地下水的排泄方式之一。第四系冲洪积潜水含水层： 主要分布在海流沟及矿区的

25、部分沟谷之中，不均匀厚度的含水层，一般为1520米，水位埋深6米左右。据MJ1、MJ2民井简易抽水资料，砂砾石含水层涌水量为20吨/日，水化学类型为HCO3Ca型，矿化度小于1克/升。片麻岩风化裂隙潜水含水层： 主要分布在矿区，基岩长期裸露地表，风化裂隙较为发育，裂隙深度不稳定，一般在20米左右，透水性良好，但由于区域内沟谷较为发育，植被不发育，水量渗入很少，为弱含水层，地下水埋深不定，在平硐内顶板有滴水和潮湿现象，对矿床开采无影响。充水因素分析地下水： 矿体内的基岩风化裂隙水很少，并且矿体位于当地侵蚀基准面之上，由于地形有利于自然排水，沟谷发育且切割较深。因此，基岩风化裂隙水对本矿床的影响可

26、忽略不计。大气降水： 因为10月至来年4月为冰冻期，7月，8月是雨季，涌水量增加，全年干旱相对多，所以对开采无影响。矿体分布特征： 某矿是由三组，一共六条矿体组成，主要情况如下：Fe1号矿体位于矿区中东部，地形为西低东高，矿体西为梅令沟，第四系覆盖较深，向东延伸出勘查区之外，矿区内出露长度约58米；矿体地表大全部地段被民采破坏，采坑深8-15米。 第二组Fe2-1、Fe2-2、Fe2-3号矿体，位于矿区中偏西部，地形为西高东低，矿体基本平行排列，向西尖灭，向东延伸至梅令沟，被第四系残积、冲洪积物所覆盖，覆盖层深度大于5米；本组矿体中段已被民采破坏，采坑深15-30米。第三组Fe3-1、Fe3-

27、2号矿体位于矿区西部，地形为西高东低，两矿体平行排列，向东、西尖灭；矿体地表基本已被民采剥离，地表出现深度不等首尾相连的多个采坑，采坑深8-25米。矿体地质特征： 详查工作对各组矿体进行了地表槽探工程揭露和深部钻探工程控制，各矿体地质特征如下：Fe1号矿体位于矿区中东部，总体走向110度，倾向南，倾角45度。施工两个探槽，编号为TC6、TC10（位于勘查区之外20米）,其间距56米，高差5米；在第P2勘探线上施工钻孔1个，编号为ZK2，（位于勘查区之外10米），控制矿体深度44米，厚度11.14米；施工竖井2个，编号为SJ1、SJ2，控制矿体深度均为分别为48米厚度分别为5.71、1.56米；

28、该矿体平均厚度约为7.80米，范围是从1.56米到11.4米，其中变化系数是百分之65.09，矿体走向沿向西逐渐变薄，由地表向深部矿体厚度变化较大；根据地质工程采样分析结果，属中低品位需选磁铁矿，其中TFe品位变化系数为6.92%，磁性铁平均品位22.19%，全铁平均品位33.07%。Fe2-1号矿体，Fe2-2号矿体，Fe2-3号矿体为第二组矿体，位于矿区中偏西部，三条矿体基本平行排列，间距在1.6-14.0米之间，总体走向110度，倾向南偏西，倾角65-70度；本组矿体沿走向向西厚度变薄尖灭，向东延伸至梅令沟。Fe2-1号矿体长278米，呈似层状产出，地表标高1710-1776米，以44-

29、58米的间距施工了6条探槽，在矿体东端第P3勘探线上施工钻孔1个（编号为ZK3），控制矿体深度45米，厚度10.79米；该矿体平均厚度约为7.94米，范围是从3.62米到10.79米，其中变化系数是百分之37.14，矿体走向由地表向深部矿体厚度逐渐变厚；根据地质工程采样分析结果，全铁平均品位26.64%，磁性铁平均品位20.73%，TFe品位变化系数为6.77%，属低品位需选磁铁矿。 Fe2-2号矿体长176米，呈层状平行 Fe2-1号矿体产出，地表标高1710-1752米，矿体西端在探槽TC3与TC3-1之间尖灭；ZK3控制矿体深度65米，厚度2.05米；该矿体平均厚度约为3.90米，范围是

30、从2.05米到5.64米，其中变化系数是百分之45.51，由地表向深部矿体厚度逐渐变薄；根据地质工程采样分析结果，全铁平均品位25.81%，磁性铁平均品位20.73%，TFe品位变化系数为3.72%，属低品位需选磁铁矿。 Fe2-3号矿体长180米，呈层状平行 Fe2-1号矿体产出，地表标高1710-1747米，矿体在探槽TC3与TC3-1之间尖灭，从探槽TC1-1以西矿体向北扬起，产状发生变化，走向加大为130度； ZK3控制矿体深度91米，厚度2.79米；该矿体平均厚度约为3.88米，范围是从2.79米到7.09米，其中变化系数是百分之40，由地表向深部矿体厚度逐渐变薄；根据地质工程采样分

31、析结果，全铁平均品位25.93%，磁性铁平均品位20.33%，TFe品位变化系数为7.78%，属低品位需选磁铁矿。Fe3-1、Fe3-2号矿体为第三组矿体，位于矿区西部，两条矿体基本平行，间距在2.0-7.4米之间。总体走向110度，倾向南偏西，倾角70-80度。Fe3-1号矿体长255米，呈似层状产出，局部具膨大现象，地表标高1740-1790米，以35-56米的间距施工了9条探槽，矿体西端在探槽TC17与TC17-1之间尖灭，矿体东端在探槽TC7附近尖灭；在第P4、 P5勘探线上各施工钻孔1个（编号为ZK4、ZK5），分别控制矿体深度39米、60米，厚度5.46米、10.28米；该矿体平均

32、厚度约为7.03米，范围是从1.01米到11.28米，其中变化系数是百分之76.04，矿体中段厚度变大，由地表向深部矿体厚度逐渐变厚；根据采样分析结果，全铁平均品位26.87%，磁性铁平均品位20.50%，TFe品位变化系数为8.35%，属低品位需选磁铁矿。 Fe3-2号矿体长225米，呈层状平行 Fe3-1号矿体产出，地表标高1710-1752米，矿体西端在探槽TC15与TC17之间尖灭，矿体东端在探槽TC7附近尖灭；ZK4、ZK5分别控制矿体深度65米、83米，厚度2.41米、3.02米；该矿体平均厚度约为3.60米，范围是从0.92米到6.40米，其中变化系数是百分之49.51，由地表向

33、深部矿体厚度变化不大；根据地质工程采样分析结果，属中低品位需选磁铁矿，其中TFe品位变化系数为5.14%，磁性铁平均品位20.47%，全铁平均品位26.29%。矿体围岩及夹石： 矿体与围岩产状一致，界线清晰。根据对探槽及钻探工程的统计，仅在ZK2钻孔中Fe1矿体内见有厚0.80米(化学样编号为ZK2H15)夹石,矿体内部结构构造比较简单，基本没有夹石存在。矿石的结构构造： 矿石呈灰-灰黑色，粒状、柱状变晶结构，条带状-似条带状构造。矿石的矿物成分： 根据物相分析及镜下鉴定，矿物成份比较简单。矿石矿物为含量较少的赤铁矿，绝大多数是磁铁矿。矿石中的化学组成：矿石主要化学成分： 矿石中主要化学成分是

34、硅和铁的氧化物，硅和铁的氧化物一共占大约百分之85，其次是铝的氧化物。与物相分析和镜下鉴定结果相同。矿渣组分（CaO+MgO/SiO2+Al2O3）比值小于0.5，所以为酸性矿石。矿石中主要有用元素： 矿石中主要有益元素铁分布的比较均匀，梅令沟矿区矿体铁的平均品位27.44%，其中品位最高是33.07%，品位最低是20.33%；铁的矿物相主要是磁铁矿，磁性铁的平均品位20.83%。矿石的体重： 本次经过勘探对详查区一共采样32件，通过测定得到第一组号矿体的体重平均为，第二组矿体的体重平均为，第三组矿体的体重平均为。伴生有益组分： 本次详查共采集化学全分析样品二件，根据结果分析得到，矿石中没有铜

35、、铅、锌元素。矿石种类：矿石的自然种类： 矿石的自然种类按照铁的矿物相可以划分为磁铁矿，按照构造可分为条纹-条带状磁铁矿石。矿石的工业类型： 矿石工业类型为需选磁铁矿石，从选矿工艺要求出发，根据的比值，地表为89.28%，深部为91.64%，地表与地下平均为90.46%，大于85%，属磁性铁矿石。矿体围岩和夹石：矿体顶底板围岩均为色尔腾山群第四岩段灰褐色斜长角闪片岩，其中矿体与顶底板围岩接触界线明显。矿体中的夹石很少,主要为石英片岩，产状与矿体一致，普遍都含少量磁性铁,含铁量在5%-17之间。夹层有的与矿体产状一致，有的与矿体斜交。夹层在矿体中多呈小透镜状产出。所以在地采过程中应注意矿石贫化问

36、题。的划分 某矿资源储量估算范围拐点直角坐标为： X=4538.380，Y=37447.044； X=4538.380，Y=37448.640； X=4538.057，Y=37448.640； X=4538.057，Y=37448.564； X=4538.211，Y=37448.565； X=4538.215，Y=37448.097； X=4538.060，Y=37448.096； X=4538.068,Y=37447.044；8个拐点1、2、3、4、5、6、7、8范围内即为圈定的井田境界。 资源储量估算范围面积0.45平方公里，标高1785-1604米。 资源储量计算的工业指标 查资料、规范

37、和行业标准，得到选磁铁矿的一般工业指标为：矿体的边界品位：矿体的工业品位：最低可采厚度: 夹石剔除厚度: 矿石储量的确定根据矿区地质地形特征，地质条件，矿体赋存状态和矿体规模等条件，采用垂直纵投影地质块段法进行资源储量估算。 （1-1） Q：块段矿石储量(吨)V：块段体积（）D：块段矿体平均体重（）资源储量计算结果 某矿范围为0.45平方公里，矿床的工业储量由地质资料所给的资源储量结果汇总表可知。矿体地表及深部都有工程控制的块段，其工程间距不超过100100米的勘探网度，资源储量类型为控制的基础储量(122b)；基础储量外推部分以及只有地表探槽工程控制的块段估算推断的内蕴经济资源量（333）。

38、进行设计利用资源量计算时，基础储量(122b)取其100%进行计算，内蕴经济资源量（333）取其80%进行计算。表1.2 某矿资源储量估算结果汇总表 矿体编号开采标高(米)资源储量类型（编码）资源储量(万吨)矿体平均品位（%）TFe矿体平均品位（%）mFe矿体矿石量（万吨)备注Fe11735-1678(122b)(122b)-控制的经济的基础储量；(333)-推断的内蕴经济的资源量，本次估算的资源储量全部为新增资源储量。(333)Fe2-11765-1643(122b)(333)Fe2-21742-1624(122b)(333)Fe2-31740-1604(122b)(333)Fe3-1178

39、5-1671(122b)(333)Fe3-21785-1651(122b)(333)总计1785-1604(122b)3(333)80%=1191260吨矿井的年生产能力： 该矿井储量约为119万吨，根据武汉理工大学出版社出版的固体矿物资源开发工程提供的矿井生产能力及其匹配的服务年限，确定本矿山的生产能力为10万吨，服务年限为12年。矿井的回采贫化率： 根据矿体的确产状和采矿方法，确定回采率为：K=90%，废石混入率，20%矿井服务年限的计算： T=QK/A（1-r） （1-2）式中：T矿井服务年限，a； K矿石总回采率，%； r废石总混入率，20%； Q矿床工业储量，119万t。所以：T=1

40、2年，A10t/a 在井田范围已定的情况下，矿床的工业储量是一定的，而矿山服务年限随着矿山的生产能力（即矿山年产量）的变化而变化。我国金属矿山经济上合理的矿山生产能力和服务年限综合资料见下表。矿山规模黑色金属矿山有色金属矿山铀矿山服务年限大型1001001530中型301002010051520小型30201015 对照表1.3可知，以上计算所得的矿山生产能力10万吨/年和矿山服务年限12年，符合我国金属矿山经济上的合理性。开拓矿量Qk Qk= 26.67万吨 (1-3) 式中：A矿井年产量，t/a Tk开拓矿量的保有期限，3a r废石混入率，20% Hk矿石回采率，90%采准矿量Qz Qz=

41、13.33万吨 (1-4) 式中：tz采准矿量的保有期。取1.5。备采矿量Qc Qc=4.44万吨 (1-5) 式中：tc采准矿量的保有期。取6个月。第二章 矿床开拓矿体倾角、厚度、矿岩的稳固性、矿石品味、矿体底板平整性等矿床开采条件；矿床规模、勘探类型；采用的开拓方法和采矿方法；采场采准、切割工程量及阶段保有矿量；阶段矿柱的回采条件；矿山设备类型；基建工程量和投产、达产年限。矿体编号矿体规模（米）矿体形态平均品位(%)产状倾向/倾角变化系数（%）工程控制程度长度平均厚度推深斜深)TFemFe品位(TFe)厚度Fe15874透镜状19045探槽2个钻孔1个；竖井2个Fe2-127859似层状1

42、9069探槽6个钻孔1个Fe2-217690似层状19069Fe2-3180110似层状190-21069Fe3-125585似层状19075探槽9个钻孔2个Fe3-2225107似层状19075 据我国矿山统计实际资料，开采倾斜到急倾斜矿床时，阶段高度常采用40-60m；而开采缓倾斜矿床时，阶段高度一般就在2025m。 本矿区地层走向近东-西，倾向180-200，倾角60-75，矿区出露厚度约500米，为本区铁矿体的主要赋存层位。并且已给的地质资料中显示矿体地倾角在45-75，所以可知：矿体产状属于倾斜和急倾斜。 最终确定本设计矿床的阶段高度为50m。 本矿体的阶段划分依据矿体的实际情况，依

43、据阶段高低的选取，划分为3个阶段。 为了开采地下矿床，从地面掘进一系列的井巷到达矿体，使之形成完整的提升、运输、通讯、排水和动力供应系统，称之为矿床开拓。 矿床地下开拓的方式可以分为两大类，即单一开拓法和联合开拓法。凡用一种主要开拓井巷开拓矿床，称为单一开拓法。可以分为平硐开拓法、斜井开拓法、竖井开拓法、斜坡道开拓法等几种方法。如果矿床上部用一种主要开拓井巷，而下部用另一种主要开拓井巷开拓，或用两种主要开拓井巷组合起来开拓一个或几个矿体，就称为联合开拓法。 根据主要开拓井巷与矿体位置关系可分为：下盘开拓、上盘开拓以及侧翼开拓。 矿区境界内最高标高为1840米，最低标高为1696米，高差为144

44、米。矿区铁矿由三组6条矿体构成，矿体最高标高大与1750米，最底标高1605米，高差145米。矿体位于1700米以上50米，以下95米。 矿体Fe1距离Fe2矿体最近为250米；且Fe2，Fe3矿体分布较为集中。故Fe2，Fe3适宜集中开采，Fe1单独开采。综合以上因素，开拓方法可以分为两部分，即Fe1矿体开拓及Fe2，Fe3矿体开拓。2.2.2 Fe1矿体开拓方法的确定Fe1矿体赋存在当地侵蚀基准面以下，可采用的开拓方法为竖井开拓法和斜井开拓法。由于地表存在大约10米左右的松软的岩性为第四系冲洪积的砂砾石层，第四系残坡积的亚砂土、亚粘土，残坡积物Qh(esl)和人工堆积物，这对井筒的保护不利

45、。在同等条件下，竖井穿层厚度为10米，而斜井需要20米左右。因斜井穿越弱层带是竖井的2倍，并且一般竖井的提升能力比斜井大，且易于维护，鉴于此种情况，采用竖井开拓方法。如图2.1所示：2.2.3 Fe2，Fe3矿体的开拓方法以Fe2，Fe3矿体为主要地段列出以下开拓方式平硐竖井联合开拓法 优点：1700标高以上使用平硐开拓，能充分利用矿石自重放矿，便于通风、排水、多阶段出矿，施工简单易行，建设速度快，投资省、成本低、管理方便等。1700以下的开采用竖井开拓，井口位于平硐口附近。竖井开拓对井口保护条件较好，井筒不易变形，提升过程事故小。 缺点：竖井要穿过地表表土层等构造弱面，维护费用较高。井地车场

46、布置较为复杂。具体布置如图2.2示：平硐盲竖井联合开拓法 优点：平硐优点如上。1700以下，利用平硐大巷，开掘竖井，减小排水路线。 缺点：地表工业场地布置困难，需要修建提升硐室。竖井费用要求比较高，初期资金要求高。具体布置如图2.3所示：平硐盲斜井联合开拓法 优点：平硐如上。盲斜井：1700以下的开采用斜井开拓，井口位于平硐附近。斜井开拓工程费用少，基建时间相对短，技术要求低。工业场地，井底车场布置简单。斜井石门比竖井要短，装备比竖井简单，施工速度简便，成井速度快。安全通道简单，顺畅。缺点：与竖井相比，斜井的排水费较高，且斜井的提升盛器容易发生脱轨、脱钩事故。具体布置如图2.4所示：图2.4三

47、种开拓方案的经济比较 方案项目经费平硐盲竖井开拓 单位（元）平硐竖井开拓 单位（元）平硐盲斜井开拓 单位（元）平 硐5687000=39760005687000=39760005687000=3976000盲 竖 井 20000=2046000盲 斜 井10000=2111000竖 井20000=2046000石 门7000=6827807000=7749007000=413070总 计670478067969006500070表中造价：竖井：20000元/米，斜井：10000元/米，石门：7000元/米，平硐：7000元/米。 根据表2.2的计算结果，可以把平硐盲斜井联合开拓法定为Fe2，F

48、e3的开拓方案。 本次开采共有三条矿带，6组矿体。从技术、经济、安全等多方面考虑，确定主要井筒位置如下： 方向：西偏北 长度：568m斜井井底位置：4538.175，37447.700 井筒的用途以及规格 平硐的用途：只要用于运输矿石、废石、材料、行人和进风。 平硐规格的确定：平硐规格的确定，应首先根据巷道中运输设备的类型和数量，矿山安全规定的人行道宽度和各种安全间隙，并考虑管路、电缆的布置设计其净断面尺寸，最后根据巷道支护结构及尺寸，道床及水沟等参数绘制出巷道断面尺寸。 本矿年产量10万吨，具体采用的电机车，矿车规格如下。具体参数如下表：表2.3运输设备参数（单位：mm）运输设备类型设备外形

49、尺寸轨距S0架线高度H1线路中心距S长l宽b高h电机车架线式ZK10/5504500106015506001800-22001300矿车固定车厢式YGC2(6)3000120012006001500 运输矿岩的电机车为2台，本矿山主平硐运输布线方式采用双线布置，主平硐的服务年限较长，围岩中等坚硬，选用拱顶承载能力稍差，断面利用率较高的三心拱形断面，巷道采用双轨运输，采用喷锚支护。确定巷道净宽度Bo根据表2.3可知ZK10/550电机车宽1060mm、高1550mm；YGC2(6)矿车宽1200mm、高1200mm。所以设备的宽为1200米，高为1550米。当采用双轨运输，巷道断面净宽度B0的计

50、算公式如下： B0=2b+b1+b2+m （2-1）式中：b矿车的宽度，mm；b1运输设备到支架的间隙，mm；b2人行道宽度，mm；m两运输设备之间的距离。安全间隙b1及设备间距m的确定表2.4运输设备到支架间隙b1（单位：mm）支架材料容积大小砖石、混凝土及钢筋混凝土砌碹/mm不支护、木支护、钢筋混凝土预制架、锚喷混凝土/mm 运输设备3的侧卸式矿车2002503的侧卸式矿车250300300350因采用固定式矿车且锚喷混凝土支护，查表得运输设备到支架间隙b1250mm,此处取b1=250mm；两运输设备之间的距离没有直接规定，一般可通过设备的线路中心线间距S推算得出： m=S-b=1500

51、-1200=300mm （2-2）人行道宽度b2的确定人行道宽度选择如表2.5所示：表2.5人行道宽度b2（单位：mm）人推车电机车人车停车处的巷道两侧14t14t7008008001000所选架线电机车14t，参照上表，选择b2=800mm。故巷道断面净宽度B0为： B0=2b+b1+b2+m （2-3） =21200+250+800+300=3750mm按100mm进位，取B0=3800mm。巷道净高度的确定 H0=f0+h2 （2-4）式中：f0为拱高，h2为自道碴面算起的墙高。拱高f0的确定三心拱拱高可以采用f0 = ，故选f0=3800/3=1267mm。墙高h2的确定由f0=038

52、00=2630mm；B03800=996mm；另外f0=1267mm，按人行要求确定墙高考虑到井下行人安全，一般要求距墙100mm处巷道的有效高度大于等于1.8m，当采用三心拱断面时，巷道墙高h3由下式计算： （2-5） =式中：h5是巷道底板至道碴面厚度，由于所选电机车为710t的电机车，此处取h5=190mm;所以自道碴面算起的墙高h2=h3-h5=1556-190=1366mm。按电机车架线高度确定墙高电机车的导电弓子与巷道壁的最小距离一般要求大于或等于250mm，通常当电源电压超过500V时电机车架线高度选择H12m，该设备电压为550V，取H1=2000mm，非人行道侧轨路中心线至墙

53、的距离a=1/2b+b1=1/21200+250mm=850mm,巷道中心与电机车架线中心距离Z=B0/2a=1050mm，。应当先区分导电弓子是在小圆弧断面内或是在大圆弧断面外： =0.56 （2-6）故可知导电弓子是在大圆弧断面内，则可按照下式得出h2。 h2=H1+h4- （2-7）=2000+160-1887+2630-1267mm=1636mm。式中：h4为道碴面到轨面的高度，此处取160mm; K为导电弓子宽度的一半，一般取2K为800-900mm ,在此处取K=400mm； Z=1050mm，R=2630mm,f0=1267mm。按管道架设确定墙高 管道的高度为管子直径与托管之和

54、： n=D1+100+D2 （2-8） 式中：D1、D2是管道的直径 100是托管架的高度对于双轨时， （2-9） =1800+252-810mm=1250mm.巷道墙高应同时满足以上三个要求，所以墙高只能取三种墙高的最大值，最大值h2为1636mm，故巷道净高度为：=f0+h2=1267+1636=2903mm。考虑到净高度以10mm进位，最终取H0=2910mm。平硐支护厚度的确定表2.6平巷喷锚支护类型及参数选择表（mm）围岩分类服务年限工程跨度（m）类别名称5年稳定性较差5年此设计阶段巷道围岩中等稳固且工程跨度为3.8m,小于4m,对照上表选用100mm喷射混凝土与长1.6m、间距0.9m的锚杆联合支护，喷射混凝土初喷50mm，复喷50mm，拱顶混凝土厚度取=150mm。巷道特征表根据上面的计算结果及支护参数，断面特征表如表2.7所示，围岩类别断面面积/m2设计掘进尺/mm喷射厚度/mm锚杆/mm净周长/m净断面掘进断面宽高型式间距锚杆长直径1040003300100钢筋900160018 管子安装在人行道一侧，通信电缆挂在管子上方。压风管与供风管布置在人行道一侧的上方，采用管子拖架架设。拖架上部敷设风管，拖架下部悬挂供水管。电力电缆也挂在人行道一侧，于人行道一侧电缆采用挂钩悬挂在支护侧墙上。巷道施工图如下：