大冶保安联营铁矿开采设计方案Word文档格式.docx
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武汉理工大学本科生毕业设计（论文）任务书
肖飞专业班级：
矿物资源工程0702
任高峰工作单位：
设计（论文）题目:
大冶市保安联营铁矿开采方案设计
设计（论文）主要内容：
大冶市保安联营铁矿位于大冶市保安镇东南约2公里。
根据《湖北省大冶市王豹山铁矿2008年度矿产资源储量报告》，结合矿区的实际情况，对保安联营铁矿进行采矿设计。
在设计中，严格遵守矿山开采设计技术规范，积极采用矿山开采的新技术、新设备、新成果。
开采设计根据矿床的赋存特征选择合理的开拓运输方案和采矿方法，充分考虑矿山安全、劳动卫生和矿山环保要求，使矿山设计方案技术上可行、经济上合理、生产安全可靠。
要求完成的主要任务:
（1）查阅不少于15篇的相关资料，其中英文文献不少于2篇，完成开题报告,完成不少于5000字的英文文献翻译；
（2）掌握矿区地质情况和矿床的赋存状况，分析影响矿床开采的各种技术条件；
（3）设计矿床开采方案、开拓运输方案、防治水方案；
（4）设计矿床开采工艺、矿山总平面布置、设计矿山安全、环境保护措施；
（5）对矿山开采经济效益进行初步评价；
（6）编制设计说明书及相关设计图纸。
必读参考资料：
（1）张世雄主编.矿物资源开发工程[M].武汉：
武汉工业大学出版社,2000。
（2）《采矿设计手册》编写委员会.采矿设计手册2——矿床开采卷下[M].北京：
中国建筑工业出版社。
指导教师签名系主任签名
院长签名（章）
武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告
1目的及意义（含国内外的研究现状分析）
1.1目的
根据提供的有关湖北省大冶市保安联营铁矿的地质资料，结合矿区的实际情况在给定的开采范围、开采深度和矿山年设计产量下，设计一套技术上可行、经济上合理的开采方案，使该矿山能安全、经济、高效地进行开采。
1.2意义
铁是世界上发现最早，利用最广，用量也是最多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的95%左右。
铁矿石主要用于钢铁工业，冶炼含碳量不同的生铁（含碳量一般在2%以上）和钢（含碳量一般在2%以下）。
生铁通常按用途不同分为炼钢生铁、铸造生铁、合金生铁。
钢按组成元素不同分为碳素钢、合金钢。
合金钢是在碳素钢的基础上，为改善或获得某些性能而有意加入适量的一种或多种元素的钢，加入钢中的元素种类很多，主要有铬、锰、钒、钛、镍、钼、硅。
此外，铁矿石还用于作合成氨的催化剂（纯磁铁矿），天然矿物颜料（赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿）、饲料添加剂（磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿）和名贵药石（磁石）等，但用量很少。
钢铁制品广泛用于国民经济各部门和人民生活各个方面，是社会生产和公众生活所必需的基本材料。
自从19世纪中期发明转炉炼钢法逐步形成钢铁工业大生产以来，钢铁一直是最重要的结构材料，在国民经济中占有极重要的地位，是社会发展的重要支柱产业，是现代化工业最重要和应用最多的金属材料。
所以，人们常把钢、钢材的产量、品种、质量作为衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术发展水平的重要标志。
世界铁矿资源丰富，据美国地质调查局报告，截止2004年底，世界铁矿石储量为1600亿t，储量基础为3700亿t，铁金属储量为800亿t，储量基础为1800亿t。
世界铁矿资源集中在澳大利亚、巴西、俄罗斯、中国，乌克兰、哈萨克斯坦、印度、美国、加拿大、南非等国。
中国铁矿资源有两个特点：
一是贫矿多，贫矿出储量占总储量的80%；
二是多元素共生的复合矿石较多。
我国经过50多年的基本建设,已建成铁矿山204座.其中:
重点矿山44座,地方国营矿山160座,共形成铁矿开采能力19719万t.铁矿山的开拓方式有露天开采和地下开采（平峒,斜井,竖井）两大类别.我国在1949～1957年期间,80%以上的矿山为地下开采,露天开采的不到20%.随后,由于一批露天矿相继建成投产,地下开采的比重急剧下降,到90年以来,露天开采的比重升到了80%,地下开采的比重则降到了20%.但是随着采矿技术的进步，特别是较浅部位的铁矿山的资源越来越少，对环境的保护意识提高，铁矿石的地下开采有比例加大的趋势。
今年是“十二五”规划的开局之年，保障性住房及城市化建设等政策措施对钢材需求形成利好。
当前正值我国钢材销售旺季，国际钢材市场也进一步好转，钢材出口显著增加（1至3月，全国出口钢材1051万吨，同比增长20.7%），日本地震也在一定程度上提升了钢铁企业对出口增长的期待,这就需要有庞大的矿石量作为资源支撑。
由此可见现在的铁矿石价格是出于高位运行，且从目前的经济形势看价格也不会看跌。
2010年全球铁矿石产量最多的国家是中国，总产量高达9亿吨。
但是中国铁矿石品位低，无法与澳大利亚和巴西铁矿石相比。
进口矿一直是中国主要钢企原料的主要来源，而低品位矿近年难以作为供应钢铁企业的主力军。
目前，国产矿的平均品位仅在30%左右，与澳大利亚进口矿60%的品位相比差距明显。
现在铁矿作为一种战略资源，澳大利亚和巴西垄断者全球70%以上的铁矿石供应，中国的经济安全甚至国家安全得不到保障。
无论从经济角度还是政治角度，我们都要加大国内铁矿山的开采。
铁矿资源开发在不仅能增加当地财政收入的，用以改善民生，创建社会主义和谐社会，而且能提供了大量的就业机会，提高居民的收入，拉动消费，促进当地经济社会快速健康发展。
保安联营位于湖北省黄石市大冶市保安镇先锋村，雇佣了村里大量的村民，转移了农村劳动力，为建设新农村做出了大量的贡献。
2基本内容和技术方案
2.1基本内容
了解矿山的地质情况和矿床的赋存状况，重点分析影响开采技术条件的各种因素，初选开拓方案，对最终选定的开拓方案进行全面描述，确定开拓巷道的类型、各个井（平硐）的井口位置（与矿体的相对位置、井口坐标）及井筒布置参数（方位、坡度等）确定对主要井巷的保护等级和保安矿柱尺寸，确定阶段的高度与划分、阶段运输大巷的布置形式，同时列表说明主要井巷的断面形状、规格工程量及支护方式。
确定矿石和废石提升运输系统，包括矿石井下运输线路、运输方式、矿石提升方式、井底车场形式等。
确定矿井通风系统、行人及材料通道、排水方式。
完成开拓方案所有细节的同时，列出主要开拓井巷规格表，并绘制一定比例的开拓系统图、通风系统立体图和井巷断面图。
根据实际情况，初选并最终确定采矿方法，对选定的采矿方法进行描述，主要包括：
矿块划分及结构参数、矿块采准与切割、回采工艺过程。
同时列回采工艺循环图表。
进行矿块回采计算，简述矿柱回采和采空区处理的方法及主要技术要求。
附上采切工程量计算表、矿块工业储量计算表、采出矿量计算表、综合回采循环图表、回采直接成本计算表和采矿方法图。
进行矿井提升运输和矿井通风的计算，同时选择合乎规格的提升设备和通风设备。
计算矿山基建工程量，编制基建进度计划，并附上基建进度计划表。
2.2技术方案
依据国家有关矿山开采的法律、法规和湖北省大冶市保安联营铁矿的矿床基础资料，按照设计任务书给定的设计内容范围，对铁矿进行开采设计。
根据矿床赋存特征，选择合理的开拓方法和采矿方法，在验证矿山合理生产能力的基础上，确定矿山开拓的提升、运输、通风、排水等系统方案和主要技术参数，确定采矿方法回采工艺和主要技术经济参数。
充分考虑矿山安全、劳动卫生和矿山环保要求，使矿山设计方案经济上合理，技术上可行。
3进度安排
第4～5周开题报告、外文文献翻译
第6周编写总论，收集矿山地质资料
第7～8周确定矿床开拓方案
第9～10周选择采矿方法
第11～12周矿山提升运输计算，编制基建进度计划
第13周整理说明书
第14周提交论文初稿，经指导老师审查后修改。
第15周完成毕业设计，装订成册。
报告人签字：
年月日
4指导教师意见
指导教师签名：
摘要
此次毕业设计是以保安联营铁矿现有地质勘探资料为依据，根据毕业设计说明书的要求，完成保安联营铁矿地下开采设计。
主要设计内容有联营铁矿，年产量的确定，采矿方法的选择，开拓系统的确定，提升运输设计，通风系统设计，供水排水系统设计，采矿设备的选型设计。
在设计中，西一主斜井安装JTK-1.0/1.0型绞车用于提升。
1#盲竖井安装JTK-1.0/1.0绞车用于竖井提升，提升设备为2#轻型罐笼，竖井作混合提升井，提升矿石、废石、人员及材料。
在采矿方法的选择和开拓方案的确定中，通过技术经济比较，最后选用留矿采矿法和采区采用自上而下、中段采用后退式回采的开采顺序的开采方案。
通风系统采用对角式通风系统，抽出式通风，风井进风，主井回风。
新鲜风流沿风井至生产中段，采场通风经通风行人天井进入采场、冲刷采场后的污风由另一回风天井至上一中段，再由经主井抽出地表。
掘进通风则采用局扇辅助通风。
根据正常涌水量和设计扬程选取水泵和排水方式。
矿山的辅助工艺主要设计了矿山的鼓风系统和供电系统。
矿山安全主要是防水、防火、降尘和安全用电等
关键词：
保安联营铁矿；
地下开采；
设计；
Abstract
ThegraduationprojectisalongestablishedMountainGeologicalSurveybasedoninformationavailable,underthegraduationrequirementsofthespecification,tocompleteBaoanLianyingIronMinebyundergroundminingdesign.ThemaindesignelementshaveBaoanLianyingIronMineminingmethodselection,determinationofannual,thedeterminationtoopenupthesystemtoimprovetransportationdesign,ventilationsystemdesign,watersupply,drainagesystemdesign,designofminingequipmentselection.Inthedesign,JTK-1.0/1.0-typeshafthoistinstallationfortheupgrade。
1#blindshaftinstallatedJTK-1.0/1.0hoistusedforshaftupgrade,upgradeequipment2#lightcage,enhancingmixingshaftaswell,enhancetheore,wasteStone,personnelandmaterials.Forminingmethodselectionanddevelopmentprogramstodetermine,throughtechnicalandeconomiccomparison,thefinalselectionofminingmethodandmineremainatop-downminingareas,themiddleisbackwardsequenceminingplan.Ventilationsystemwithdiagonalventilationsystem,exhaustventilation,themainshaftintothewind,thereturnairshaft.Freshairflowalongthemiddleofthemainshafttotheproductionofstopeventilationthroughventilationintothestopepedestriancourtyard,afterscouringthestopetoanotherreturnairpollutedairfromthemiddleofthecourtyardfirstone,thenoutthroughthereturnairroadwaysurface.DrivingVentilationisassistedbylocalfanventilation.Thenormaldischargeheadselectionanddesignofpumpsanddrainagepatterns.Miningprocessismainlydesignedtoaidmineblastsystemandpowersupplysystems.Minesafetyismainlywater,fire,dust,andsafeuseofelectricity,etc.
KeyWords：
BaoanLianyingIronMine。
undergroundmining。
Design
1矿区概述
1.1矿区位置
大冶市保安联营铁矿（下简称联营铁矿）位于大冶市保安镇东南约2公里。
平面直角坐标：
X=3336500-3337300，Y=38571300-38572500。
行政区隶属于大冶市保安镇管辖，区内有简易公路与铁（山）～贺（胜桥）公路连接，可与黄石、武汉等地相通，交通方便。
（见图1-1联营铁矿交通位置）
图1-1联营铁矿交通位置
1.2自然地理及经济条件
矿区属于亚热带湿热气候，夏季炎热多雨，冬季温湿偏寒，四季分明，年平均气温17.1℃，低温期为每年的12月至次年1月，极端最低温度-10.0℃；
高温期为每年7-8月，极端最高温度40.1℃。
年降水量1400-1600mm，平均1494.8mm，降水多集中在4-6月。
降霜期多为每年11月至次年4月，降雪期为每年12月至次年2月，最大降雪深度27cm，最大冻土深度6cm。
主导风向夏为东风、冬为北风，最大风速为15m/s。
地震烈度6度。
矿区及周围地势以丘陵地貌为主，总体地势是南东高、北西低，中部由于前期露天开采形成一个露天采坑，坑底标高-6M。
区东最高点位于东南角，海拔标高+137.4m，最低处位于西北角，海拔高程39.5m，相对高差97.9m。
山体多呈浑园状，自然坡角一般为25-30度，少数35度，地势较缓。
保安湖洪水期最高水位约在+21.0m（视为当地最低侵基准面）。
矿区周边矿产资源丰富，尤以铁矿、铁铜矿较多，著名的金山店铁矿距矿区仅7公里。
本区经济发达，工业用电、用水十分方便，区内劳动力充足，有利于工、农业生产发展。
1.3矿区地质简况
矿区位于淮阳山字型构造前弧西翼与纬向构造带之间的过渡地带，同时又在新华夏系第二隆起带的次级构造,鄂城～大磨山复合隆起带部位，因此区内构造形迹主要为北西西向至近东西向的褶皱、断裂带和北北东向横跨褶皱与断裂带。
区域内地层自志留系至第四系均有出露，除第四系外，一般自北往南由老到新展布。
第四系主要为残坡积亚粘土夹碎石，在山间洼地有网纹状红土，其它时代地层岩性主要有：
砂岩、砾岩、粉砂岩、长石石英砂岩及各类页岩、灰岩等。
矿区内地层较简单，出露的地层主要为侏罗系地层及第四系覆盖层。
⑴第四系（Q4）
分布于山间洼地、冲沟、山坡及山麓地带，主要由黄褐色、棕灰色亚砂土、亚粘土夹碎石组成，低洼处有里蠕虫状、网纹状红土。
属残坡积、冲洪积堆积成因，厚度0～15M。
⑵侏罗系中下统武昌组（J1w）
该地层可分为三段：
上段（J1w3）：
上部为中至厚层粉砂岩、细粒长石砂岩；
中部为砂质页岩夹泥质粉砂岩；
下部为巨厚层中粗粒石英长石砂岩，底部为砾岩。
中段（J1w2）：
上部为砂质页岩夹中厚层粉砂岩，下部为中至厚层中粒长石砂岩。
下段（J1w1）：
中上部为薄至中厚层砂质页岩、页岩，底部为中厚层石英砂岩。
区内地质构造简单，矿区位于背斜南翼，属单斜构造，走向北西，倾向190～230°
，倾角55～84°
。
⑴F1断层：
走向340°
，倾角直立，位于矿体西侧，对矿体无破坏作用。
⑵F15逆断层：
位于矿区东北，是通过本区的区域断裂，形成于成矿前。
断层走向为115～295°
，倾向225°
，倾角浅部陡（75°
），向深部变缓（30°
），有的地段则被岩体占据。
⑶破碎带：
主要表现为伴随于矿期后侵入的闪长玢岩岩脉，使地层产生位移，矿体被穿插，且具角砾状构造，对铁矿体的连续性有一定的破坏作用。
矿床岩浆岩为保安侵入体，主要为闪长岩类，包括石英闪长岩、闪长岩、二长花岗岩、黑云母闪长岩、斑状闪长岩等。
脉岩类多见闪长玢岩，常切穿岩体及矿体。
围岩蚀变主要有矽卡岩化、碳酸盐化、绿泥石化及磁铁矿化。
1.4矿体特征
王豹山铁矿床共发现探明七个矿体。
其中:
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号三个矿体出露地表（Ⅱ号已在前期露采全部采完）,Ⅰ号矿体为矿区最大的矿体,占保有资源储量的77%。
现将主要矿体形态、产状及规模分述如下：
Ⅰ号矿体东西长约500M，地表出露最大宽度130M，赋存标高130M～-100M。
被岩脉穿插切割较为破碎，平面上矿体呈透镜状，垂直横剖面，呈上宽下窄的楔形，矿体走向130～310°
至140～320°
，倾角80°
逐步渐变为55°
Ⅳ号矿体位于Ⅰ号矿体之上盘，为一隐伏矿体，东西长约120M，赋存标高15M～-80M。
走向110～290°
，倾角55°
Ⅵ号矿体位于矿床西部，Ⅰ号矿体的延深部位，赋存于70M至-230M标高之间，呈透镜状，矿体产状同Ⅰ号矿体，走向长50M，平均厚度15M。
矿石为铁黑色、钢灰色、斑杂色，主要为微细粒半自形晶粒状结构，其次为碎裂结构和少量交代残余结构，块状构造、粉状构造、角砾状构造和条带状构造。
矿石矿物成分主要为磁铁矿，其次为赤铁矿、黄铁矿，少见菱铁矿、磁黄铁矿，脉石矿物主要为透辉石、石英、绿泥石、蛇纹石、碳酸盐等。
矿石全铁品位（Tfe）33.82%，硫（S）1.05%，磷（D）0.005%。
因此矿床属高硫低磷需选矿石。
矿石类型：
矿石自然类型包括：
块状磁铁矿、浸染状（网脉）磁铁矿、条带状磁铁矿、斑状、角砾状磁铁矿、砾岩—磁铁矿石、矽卡岩磁铁矿。
这六类矿石中，除块状磁铁矿和浸染状（网脉）磁铁矿石为高炉富矿和贫矿石外，其余皆为表外矿。
1.5矿区水文地质条件
第四系孔隙含水层与基岩风化裂隙含水层：
第四系孔隙含水层分布于沟谷地带及山坡地表，松散层上部为0.3～3M厚度的亚粘土、亚砂土夹碎石，为地下水的主要赋存部位，泉井流量一般为0.1升/秒；
基岩风化裂隙水赋存于岩浆岩、砂页岩风化带裂隙介质中。
在沟谷地带，第四系亚粘土、亚砂土夹碎石层之下存在有3～5M厚的青灰色粘土层，具相对隔水作用。
但沟谷两侧近山麓、山坡及山丘地带，粘土隔水层往往缺失，孔隙含水层与基岩风化裂隙含水层呈过渡关系，两者间无明显界线。
接触构造裂隙含水带：
接触带，蒲圻群砂页岩和石英闪长岩，由于受侵入变质作用及构造活动的强烈影响，接触面附近岩石破碎，由侵入接触带、构造断裂和挤压破碎带共同形成一个构造裂隙密集含水带。
矿区内的接触构造裂隙含水带为地下水赋存与活动提供了重要的介质条件，为矿区内地下水的重要赋存类型。
矿区水文地质条件属中等复杂类型。
1.6工程地质条件
矿区可划分为三个工程地质岩组。
松散岩组分布在山坡、山麓及沟谷地带，由亚粘土、亚砂土组成，一般厚0～15M，呈散体结构，作为一般建筑物地基，无不良工程地质现象。
沉积岩组分布于矿床南部及其外围低山丘陵地带，包括侏罗系中下统武昌组（J1w）及三叠系中上统蒲圻群第六层和第五层（T2-3pq5-6）。
该岩组的主要特征是砂岩与页岩呈软硬相间的互层状产出，岩体工程地质性质与岩层层理发育及岩性密切相关：
一般薄层状砂页岩、粉砂岩、细砂岩及炭质页岩性质软弱，力学强度较低，易遭风化剥蚀，为不稳定岩体；
中厚层状石英砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩岩石致密坚硬，力学强度较高，属中等稳固岩体。
岩浆岩组是矿体底板主要围岩，岩石一般坚硬完整，强度高，RQD值大于71%，裂隙间距D＞71%，岩体坚固性系数f＞9.2，为整体块状结构，闪长岩类抗压强度为92.42MPa，抗拉强度为3.42MPa。
在接触面附近，因受断裂破碎带影响，岩体破碎、风化强烈，RQD值为24%，裂隙间距D=6厘M，岩体坚固性系数f=2，抗压强度为20.14MPa，抗拉强度为1.02MPa。
矿体顶底板围岩为砾岩或砾长石石英砂岩，底板为长石砂岩或砂质页岩与闪长岩。
除砾石集中胶结较差的部位外，一般顶底板岩石稳固性较好，抗压强度高，有利井下开采。
需要注意的是矿体下盘为F15断裂带，接触部位相对破碎，特别是当矿石有断裂带、破碎带通过，或地下水强烈，其稳固性将会大大降低，影响岩石的稳固性。
矿区及附近地震烈度为六度，属稳定地区。
但矿区地表已形成一个高达数十M的大露采坑，地形地貌已具备发生山洪、滑坡等地质灾害的条件。
矿床开采中矿坑大量排放水会引起矿区水均衡的变化，可能对环境有影响。
矿区环境地质条件属简单偏中等。
2矿山现状
联营铁矿目前所开采矿体为金山店铁矿区王豹山矿体。
该矿体原属武钢金山店铁矿下属的王豹山铁矿采矿车间开采。
从1976年开始投产至1989年闭坑停采，露天开采最低标高达-6M，共采出矿石240.36万吨。
矿山闭坑后当地先锋村集体联营仍在露天坑内进行残采。
1998年正式成立了“大冶市金山店镇磨基山铁矿”并领取了采矿许可证。
采用露天和地下联合开采方式，从1998年到2003年共计采出铁矿石14.2万吨。
2004年，大冶市保安联营铁矿取得该采矿权，全部进行地下开采，其采矿许可证编号：
420000004630064（旧证）。
近几年，联营铁矿分多个采区对区内Ⅰ～Ⅶ号矿体进行了开采。
根据《湖北省大冶市王豹山铁矿2008年度矿产资源储量报告》及其批文，联营铁矿区范围内保有铁矿资源储量111.9万吨（其中122b：
45.5万吨、333：
36.7万吨，（333）29.7万吨），（333）为原露采底板保留的永久矿柱，矿石品位TFe：
33.82%。
2009年至今，矿山主要进行井下探矿及开拓工程建设，采出矿石量较少。
详情参表2-1《保安联营铁矿各采区保有铁矿资源储量表》。
表2-1保安联营铁矿各采区保有铁矿资源储量表
采区
矿体
资源储量类型
保有（千吨）
备注
贵兴采区（含西一）
Ⅰ
122b
279
原西一144
33
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