采矿工程毕业设计说明书模板Word格式文档下载.docx
《采矿工程毕业设计说明书模板Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《采矿工程毕业设计说明书模板Word格式文档下载.docx（80页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
本次设计为程潮铁矿西区-500m以上全面设计，根据提供的地质和勘探资料，按照70m一个分段，做出分段矿体边界图，计算出每分段矿量，最后得到开采总矿量6040万t
1.3.2交通运输
矿区距武汉50km,距黄石20km,距鄂州7.5km。
矿区公路与316国道、沪蓉高速公路相连,另外还有准轨铁路与武大线铁路相通。
交通极其便利。
1.3.3外部协作关系
当地矿业发达，具备良好的外部协作条件。
1.4工程概况及主要技术经济指标
1.4.1设计规模及企业组成
（1）设计规模按矿床赋存特征和矿量条件，设计范围内（地表～-500m区段）的可采矿石集中，以及考虑生产衔接，特别是选矿生产能力和上部提升能力，本次设计深部开采规模为10606t/d，年产原矿350万t;
（2）企业组成程潮铁矿为武钢矿业有限公司的下属二级矿山，组织管理由公司统一协调，生产组织系统为一独立的采选生产单位。
程潮铁矿下设采矿车间、选矿车间、球团车间以及技术科、安全科等生产组织、管理机构，并配备相应管理、技术人员;
（3）产品方案由于程潮铁矿为武钢矿业有限公司的下属二级矿山，设计矿山生产原矿经选矿后内销到武钢冶炼。
1.4.2地质（仅供参考，根据自己选定矿体实际情况自己用语言描述）
程潮矿区位于下扬子凹陷的西端，介于淮阳地盾与江南古陆之间，淮阳“山”字型构造前弧西翼，南临以幕阜山为主体的东西向构造带，西依新华夏构造的梁子湖凹陷，北靠南淮阳大断裂。
矿区内出露地层较单一，仅有中生界三叠系和侏罗系下统，均分布于矿区南部。
矿区内构造复杂，岩浆活动强烈，变质作用和围岩蚀变显著。
1.4.3水文地质及矿床疏干（仅供参考，根据自己选定矿体实际情况自己用语言描述）
程潮铁矿主要为大理岩裂隙、岩溶含水构造，呈条带状分布，平面上分东西两个独立的含水区，垂向上各怒岩溶、裂隙充填及发育程度分为三个分带：
0m标高以上厚约40m，分类系溶洞充填隔水带（Ⅰ带）；
0m～-180m（最深可到-250m）标高间岩溶、裂隙发育，含水丰富，为构造裂隙、岩溶强含水带（Ⅱ带）；
强含水带以下为构造裂隙弱含水带（Ⅲ带）。
西区矿体全部赋存于地下水强含水带以下，2001年～2003年，分别从-150m、-290m水平实施了预先疏干工程，疏干了西区矿体上部强含水带中的地下水静储量，使地下水位有了明显的降低。
1.4.4采矿
本次设计忽略已有的矿山设计和建设，在所提供的矿山设计资料的基础上做出程潮铁矿西区-500m以上全面设计。
因矿体走向较长，且矿体上盘为大理岩，下盘为花岗岩，下盘岩石较上盘稳固，开拓系统选用下盘竖井开拓方案。
设计一条主井，一条副井，两条风井。
采矿方法为无地柱分段崩落采矿法，设计阶段高度为70m。
共设7个阶段：
-500m阶段、-430m阶段、-360m阶段、-290m阶段、-220m阶段、-150m阶段和-80阶段。
1.4.5井下给排水、通风
1.5矿山生产规模及主要设计方案
1.5.1工作制度
1.5.2矿山生产能力
1.5.3主要设计方案
1.5.3.1开拓系统
1.5.3.2采矿方法
1.5.3.3矿井通风
1.5.3.4溜破系统
1.5.3.5坑内排水
1.5.3.6电力
（1）电力负荷
（2）供电方案
1.5.3.7土建工程（仅供参考，根据自己选定矿体实际情况自己用语言描述）
土建工程主要有主井井塔；
副井井塔；
地表矿石转运输皮带廊；
地表废石转运输皮带廊。
总建筑面积m2，建筑体积为m³
。
主井井塔长18m，宽16m，高82.70m。
建筑面积2695m²
，建筑体积24506m³
地表矿石转运皮带廊长51m，宽3.6m，高2.2m，倾角+15度，建筑面积183.6m²
，建筑体积404m³
地表废石转运皮带廊长132m，宽3.6m，高2.2m，倾角+8.75度，建筑面积475m²
，建筑体积1045m³
1.6环保、节能、安全卫生与消防
1.6.1环境保护（仅供参考，根据自己选定矿体实际情况自己用语言描述）
为保护本地区环境，对主要污染物采取了有效防治措施。
（1）粉尘治理与排放
采矿凿岩、爆破、铲运、装矿等过程均产生粉尘，为有效减少粉尘飞扬，坑内掘进与回采作业均采取湿式凿岩；
爆破后向爆堆喷雾洒水；
并定期清洗巷壁；
矿石、废石溜井口采取喷雾降尘措施等，除上述降尘措施外，矿井通风系统进入的大量新鲜空气的稀释作用能使井下空气含尘浓度降至2mg/m3以下。
（2）废水治理与排放
坑内涌水（旱季正常11000m3/d，雨季正常15000m3/d，一般暴雨时100000m3/d）和生产回水汇集到m中段水仓，经水泵排到地表，进入现有沉淀池，沉淀后一部分供选厂和井下使用，多余部分达到《污水综合排放标准》中一级标准后排至湖里。
（3）固体废物
本工程的采矿废石量26.4万t/a，为一般固体废物，从井下提升到地表后，用汽车运到地表塌陷区进行回填。
（4）噪声
本工程产生高噪声的主要设备有空气压缩机、井下通风机等，声级均在85dB（A）以上。
对于这些高噪声设备，设计除采取减振、安装消音器等降噪措施外，还把空压机、通风机分别设置在单独的机房内，利用建筑隔声减轻设备噪声对外部环境的影响。
本工程环境工程及设施的投资共万元，约占工程直接投资万元的1%。
1.6.2节能
程潮铁矿地下开采工程达产后，采矿综合能耗指标为19.5kwh/t。
设计节能效果好。
主要节能措施有：
（1）采用高效合理的生产工艺流程
通过研究，推荐地下开采扩建工程采用分段留矿崩落法和自然崩落法。
自然崩落法减少了凿岩爆破环节，并减少了掘进量，使能耗大幅度降低。
（2）合理确定通风系统
矿井通风采用多级机站通风，有效分配风量，节约能耗。
（3）选用节能设备
选用高效节能产品。
对一些现有高能耗设备，进行适当的更新换代，以提高装备水平，节约能源。
例如：
出矿采用EST-3.5电动铲运机取代风动设备C-30。
提升机采用先进的交－交变频传动控制系统。
这些措施都有效地降低能耗、节约能源。
（4）降低供电线路损耗
采用高压深入负荷中心供电以降低电能线路损耗，通过功率补偿使功率因数达到节能规定的要求。
（5）加强节能管理
生产组织要求专人负责能源管理，配备必要的计量检测手段，重视能耗的原始记录，研究节能的综合措施，实行以节能为中心的技术经济责任制，以利改善接续工程的经营效果。
1.6.3安全卫生与消防
本工程安全卫生设计按照国家有关规定进行，尤其注重了预防地下涌水、消防安全、防雷、防震、电器及机械安全防护、井下通风、防尘、防噪声等方面的设计。
本工程项目的安全卫生投资概算为万元，占工程直接投资的1.05%。
第二章地质资源
2.1矿区概况（仅供参考，根据自己选定矿体实际情况自己用语言描述）
2.1.1地理位置及交通
程潮铁矿是中南地区矿藏资源最丰富、生产规模最大、技术装备最新的地下开采矿山，生产规模在全国同类矿山中名列前三位，是全国大型黑色冶金地下矿山之一，是武钢重要的矿石生产基地。
矿区位于湖北省鄂州市东南7.5km，地理坐标，东经114°
54ˊ09"
北纬30°
19ˊ36"
西距武汉50km，东距黄石20km。
2.1.2地形地貌
程潮铁矿矿区为低山丘陵地带，地势东北高，西南低。
矿区北部为花岗岩石组成的剥蚀低山丘陵，南部为三迭系砂页岩组成的剥蚀低山，中部则由大岩闪长岩组成纵贯全区的山间洼地，洼地中分布着谷地残丘。
在矿区东部，矿体埋藏在山间洼地北侧，东区为低山分水岭包围，似一长形盆地，汇水面积4.43km3。
西区为低山丘陵所包围，似一扇形盆地，汇水面积6.3km3，西区矿体埋藏在扇形盆地东侧边缘。
2.1.3矿区气象
程潮铁矿矿区属大陆性气候，季温气候显著。
夏季炎热多暴雨，冬季寒冷而潮湿。
降雨多集中在4-8月。
1989-2003年间，据鄂州气象台统计，年平均出生地量为1451mm最大降雨量为1998年，达1913.7mm，月最大降雨量为744mm，日最大降雨量为286.2mm。
矿区年平均气温16.9℃，极端最高气温为40.7℃，最低气温-12.4℃。
2.2矿区地质
矿区内出露地层较单一，构造复杂，岩浆活动强烈，变质作用和围岩蚀变显著。
2.2.1地层
矿区内出露地层仅有中生界三叠系和侏罗系下统，均分布于矿区南部，此外尚有零星分布的第四系堆积物。
（1）三叠系
三叠系地层在矿区内较为发育，自下而上分别为下统大冶群（T1dy）、中上统蒲圻群（T2-3pq）、上统鸡公山组（T3j）,其中中上统蒲圻群最为发育，分布广泛。
矿区主要铁矿体多赋存于大冶群六段（T
dy）岩层之中。
大冶群（T1dy）
大冶群在矿区内仅见五至七段，分布在矿区中部的花岗岩与闪长岩和花岗岩与蒲圻群地层之间，地表出露较少。
五至七段地层受岩浆热液作用，已全部变质为大理岩、白云质大理岩和白云石大理岩，而后又受接触交代作用，使之部分岩石又转变各种矽卡岩。
蒲圻群（T2-3pq）
蒲圻群地层分布在矿区南部，因受纵断裂的破坏，地层不完整，在区内分为三段。
一段（T2-
pq）岩石以粉砂岩为主，粉砂质泥岩为次，间夹灰岩透镜体，层厚10～100m；
二段（T2-
pq）多为紫红色粉砂岩及粉砂质泥岩，层厚120～310m；
三段（T2-
pq）主要为紫色及紫红色钙质粉砂岩、粉砂质泥岩夹灰黄色含泥质粉砂岩，层厚100余米。
鸡公山组（T3j）
主要分布在石粒山以东大王冲和55线以西程潮村一带，岩石以泥质粉砂岩为主，夹少量泥岩和页岩，层厚6.8～8.4m。
（2）侏罗系
矿区侏罗系仅见下统武昌组（J1w），分布于矿区南缘山岭及南坡。
武昌组在区内分二段，一段（J1w1）自下而上，主要由粗粒石英砂粉砂岩、粉砂质粘土岩夹炭质页岩组成。
厚度不稳定，由东向西变薄，在大王冲厚171m，向西至程潮村厚126m；
二段（J1w2）主要由灰绿色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和细粒含泥质石英砂岩组成。
厚度由西向东变薄，程潮村厚135m，至大王冲厚93m。
（3）第四系
第四系中更新统（Q2）主要分布于槽形洼地内，地表很少出露，多为全新统堆积物所覆盖。
下部为灰红色及砖红色蠕虫状粘土，上部为棕黄色、砖红色砂质粘土，有时含少量铁锰质结核。
层厚0～12m；
全新统（Q4）主要分布于洼地、冲沟、山坡、山麓地带，不整合覆盖于中更新统和其它岩石之上，为黄褐色、黄灰色亚粘土和亚砂土，有时夹大小不一的岩石碎块或碎粒，层厚0～15m。
2.2.2构造
矿区内构造较为复杂，主要为断裂构造，褶皱不发育，仅有一单斜层构造。
（1）断层
断层构造是本矿区构造的主要表现形式，无论是山字型构造体系的断层还是新华夏构造体系的断层均发育。
区内断层详见表2.1所示。
表2.1矿区内主要断层
构造体系
断层编号
断层位置
产状
走向延长
（m）
错动方向
水平断距（m）
断层依据
走向
倾角
淮阳山字型
F02
51线南端
NE32°
陡
19
NW盘南移
<
5
见水平擦痕
F03
NE33°
55
8
F05
59线南端西侧
NE36°
33
10
地层被错开，并见水平擦痕
F06
NE34°
40
F08
104
新华夏系构造体系
F1
细光峰
NE15°
350
E盘南移
38
J1、J2-3被错开
F2
NE10°
250
F10
石家桥
NE20°
>
900
37
地层不连续,F8被错开
F11
石家桥东侧
NE18°
750
10~20
F8被错开
F010
37线北端
NE19°
150
见3m宽的破碎带
F01
100
见破碎带
（2）节理
本矿区经历多次构造运动，主应力方向也多次发生变更，次级和更次级应力方向错综交织，所产生的节理极为复杂，矿区节理呈发育方向多、密度大、性质以剪节理为主，张节理少见、节理发育程度受岩性控制明显的特点。
2.2.3矿区岩浆活动
本区岩浆活动较为强烈而频繁，属燕山晚期，同位素年龄为93～137百万年。
在空间上自南而北，其侵入时间由老到新，活动规模由小到大，岩浆酸度由高到低。
主要岩体有黑云母辉石闪长岩体、闪长岩体、石英二长岩体、花岗岩体等。
2.2.4变质作用
矿区变质作用主要是接触变质作用，接触变质作用分热液变质作用和接触交代变质作用，前者发生在闪长岩、花岗岩等的围岩中,后者发生在花岗岩内外接触带中，接触交代变质作用与矿床关系密切；
热液变质主要形成两类岩石，近岩体处为大理岩类，远岩体处为角岩带。
矿区内岩浆活动频繁，围岩蚀变种类多，主要有矽卡岩化、绿泥石化、碳酸盐化、硬石膏化、黄铁矿化、绢云母化及钾、钠长石化等。
其中矽卡岩化最为重要，与矿床的形成有着密切的关系。
2.3水文地质
2.3.1水文地质概况
程潮铁矿主要为大理岩裂隙、岩溶含水构造，呈条带状分布，平面止分东西两个独立的含水区，垂向上根据岩溶，裂隙充填及发育程度分为三个分带：
0m标高以上厚约40m，为裂隙溶洞充填隔水带（I带）；
0m～-180m标高间岩溶、裂隙发育，含水丰富，为构造裂隙、岩溶强含水带（II带）；
强含水带以下为构造裂隙弱含水带（III带）。
水文地质
矿床位于低山丘陵地区的山间洼地中。
洼地东北侧为花岗岩低山、东南侧为砂页岩低山，海拔分别为225.58m和217.67m。
地形坡度15°
～32°
，平均27°
，植被发育。
矿区中部山间洼地宽200～800m，长3000余m，一般标高40～60m，地表以稻田为主。
洼地向西过渡为丘陵区，标高一般100m左右，再向西为倾斜平地，最低标高30m。
根据地质报告资料，矿区年平均气温16.9℃，极端最高气温为40.7℃，最低气温-12.4℃。
年降雨量784.3～1821.2mm，平均1218.73mm。
4～7月为雨季，降雨量占全年的56％。
一日最大暴雨216.6mm，一小时最大降雨量78.6mm。
最长连续降雨天数11天，降雨量为240.5mm，一次最大降雨574.6mm。
多年平均蒸发量1510.68mm。
梁子湖位于矿区西部，距矿区4km，湖水位标高20m。
工人村溪位于山间洼地北西缘，旱季干枯，雨季流量可达100L/s，最大流量10m3/s。
程潮溪位于山间洼地南缘,纵坡降0.08％～0.95％，宽3～4m。
冬季流量很小，雨季流量可达200～300L/s。
最大洪峰流量20.3m3/s。
目前为矿区洪水的总排泄通道。
矿区附近有小水库两座。
白龙水库位于矿区东南侧1500m，汇水面积2.5km2，库容17万m3。
东矿拦洪坝位于矿区东北侧，邻近开采崩落线。
汇水面积0.88km2，库容7.4万m3。
第四系含水层广泛分布在山间洼地和冲沟底部。
厚度一般10m，最厚37.24m，在山麓和残丘底部变薄。
岩性有洪积、坡积和残积，由上向下颗粒变粗，由山麓向洼地中部颗粒变细。
地层呈现二元结构。
上部由富粘土的亚砂土、亚粘土及粘土夹薄砂层组成，厚度3～7m。
透水性不强，为相对隔水层。
下部为中粗砂夹卵砾石、基岩碎块，厚度3～7m。
渗透系数1.11～2.88m/d，泉流量0.01～0.63L/s。
砂页岩分布在南部低山区和西南部倾斜平地。
风化带深度10～20m，含水不丰富，泉流量0.008～0.174L/s。
花岗岩分布在北部低山区及西北部丘陵区。
风化带深度10～40m，最深达60m，含风化裂隙水。
泉流量一般0.01～0.25L/s，最大0.42L/s。
闪长岩和角岩呈狭长带状沿矿体顶板分布，一般情况下含水微弱，属相对隔水层。
大理岩多为楔形、四边形夹于花岗岩和闪长岩体之间，平均宽度60～80m，长度4km。
上部被第四系覆盖，向下最深延伸到-500m（东部）至-800m（西部）。
垂向上可划分为三个带。
最上部为裂隙、溶洞充填隔水带，厚度40m，一般分布在0m标高以上。
在矿区东部该带岩溶率为4.08％，西部为2.33％。
溶洞和溶隙多为亚粘土、亚砂土充填，透水性差。
向下为大理岩与破碎闪长岩裂隙溶洞强富水带。
该带在矿区东部分布在0～-150m标高，在矿区西部分布在0～-250m标高。
东部和西部的单位涌水量分别为1.154L/s.m，和1.786L/s.m，渗透系数分别为5.817m/d和9.307m/d。
该强富水带被花岗岩和闪长岩体包围，补给来源有限，以含静储量为主。
再向下为弱富水裂隙含水带，含水带的富水性较浅部明显变弱，渗透系数为0.01233～0.1962m/d。
2.3.2矿床充水因素和涌水量预测
本矿床采用崩落法采矿，地表陷落和移动的面积较大。
矿区地形特点有利于周边地表径流向陷落区汇集。
大气降雨和地表径流沿陷落区或移动区进入地下是深部开采期间最主要的充水因素。
特别值得注意的是，矿区东部矿体底板的倾角小于或接近于采空区崩落角，采空区的陷落难以破坏全部采准巷道。
部分底板附近的分段巷道会残留在将来的陷落区底部及侧帮附近。
由于第四系粘土和亚砂土的沉积，会减缓崩落区内积水沿着崩落的松散体向下渗流。
大暴雨期间积水汇集较多时，很可能沿着坑底附近的残留巷道突然、直接涌入井下。
这种充水方式不仅涌水量大，难以预测其流量大小，而且容易夹带大量泥砂进入井下，引起其它灾难性后果。
涌水量预测只估算正常矿坑涌水量和一般暴雨（按20年一遇暴雨频率）时的最大涌水量。
对于更大的、重现期更长的暴雨水量和陷落区积水的突然涌入,由于水量大且可能夹带大量泥砂，仅靠排水系统难以保证矿山安全。
应采用防水门与常规的水泵排水系统共同承担防排水任务。
降雨资料：
根据鄂城县气象站资料,矿区多年平均降雨量1218.73mm。
4～7月为雨季,降雨量占全年的56％。
日最大降雨量216.6mm（相当于20年一遇暴雨）。
小时最大降雨量为78.6mm。
汇水面积：
矿区地表分水岭范围内的总汇水面积大于5km2。
通过地表采取永久的和临时截水措施后，剩余的地表汇水面积为2.76km2。
根据冒落带分带理论分析，完全冒落带发育到地面的分布面积约为0.76km2。
冒落裂隙带以及地表截水措施剩余的地表汇水面积共2km2。
降雨入渗系数：
对于正常降雨入渗，按年平均的降雨入渗系数取0.4，用以计算雨季和旱季平均降雨入渗量。
大暴雨时的当日入渗系数按冒落带和裂隙带分别取值。
由于本矿床设计范围的开采深度较大，冒落松散岩体和冒落裂隙带容纳降水的能力相对较大。
另外，深部矿体为几条斜列的平行矿体，冒落带将呈断续相连的状态。
这些因素有利于降低暴雨当日的降雨入渗率。
考虑这些因素后，冒落带的暴雨当日降雨入渗系数取值为0.25，裂隙带及少量地表汇水面积的暴雨入渗系数取值为0.1。
地下水：
由于强含水层大部分已经疏干，地下水涌水量不会因为降深的增大继续大幅度增加。
地下水涌水量按照矿区最近几年的旱季平均涌水量计，统计结果为8500m3/d。
按以上参数计算的全矿旱季、雨季平均涌水量和暴雨最大涌水量结果为：
旱季平均涌水量11000m3/d
雨季平均涌水量15000m3/d
暴雨最大涌水量100000m3/d。
根据统计分析，50年一遇暴雨的降雨量比20年一遇暴雨大1/4～1/3左右。
当关闭防水门限制水量时，预计一次50年一遇暴雨可能在坑内产生的积水量约为50000m3。
当出现大暴雨期间的塌陷区积水沿浅部残余巷道“直接”流入井下的情况时，也必须关闭防水门限制水量。
预计在这种情况下，一次特大暴雨期间扣除排水量后，防水门上游的总积水量最大可能达到100000m3。
这部分水量将靠井下的开拓巷道暂时容纳。
2.4矿床地质（仅供参考，根据自己选定矿体实际情况自己用语言描述）
2.4.1矿体规模、形态及产状
矿区内矿体较多，铁矿体主要有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V、Ⅵ、Ⅶ及21、22、23、24、25、27、28、29、30、31等小矿体，硬石膏矿主要有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13等。
本次设计范围为-500m标高以上Ⅲ、Ⅳ、V、Ⅵ、Ⅶ矿体，其中Ⅵ、Ⅶ号矿体规模大；
Ⅳ、V号为小矿体，经生产探矿后，将Ⅳ、V号矿体合并为V号矿体；
Ⅲ号矿体仅涉及其底部矿段。
现将Ⅵ、Ⅶ号矿体特征分述如下。
VI号铁矿体是本次设计范围内最大的一个磁铁矿体，分布于0～57线，全长约1500m，水平投影宽度120～431m，平均250m；
真厚度1.59～257.75m，平均72.95m。
最厚大矿体位于43～51线间。
矿体顶板赋存标高-429～-806m，一般不低于-600m；
底板赋存标高-438～
升级会员 