西南科技大学金属矿床地下开采课程设计完美版.docx

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西南科技大学金属矿床地下开采课程设计完美版

Southwestuniversityofscienceandtechnology

本科课程设计（论文）

金属矿床地下开采课程设计

学院名称

环境与资源学院

专业名称

采矿工程

学生姓名

学号

指导教师

二〇〇九年六月

前言

一.本次课程设计应达到的目的

课程设计是实践教学环节重要组成部分，通过本次设计能将所学过的地质、测量、凿岩爆破、矿井通风、矿山运输与机械、金属矿床地下开采等多方面的知识综合运用并加以深化，另外由于设计结合生产实际，并选择采准工程比较复杂的有底柱采矿法为设计对象，能提升学生的工程实践能力，并能举一反三进行其它采矿方法的采准施工设计

本次课程设计任务的主要内容和要求

l、选择回采方案，回采范围及落矿方式；

2、选择矿块切割、拉底方式，确定切割槽的位置、拉槽方式、爆破方向与顺序；

3、确定通风方式及矿石运搬；

4、根据回采设备确定采准巷道的断面

5、绘制所需的地质平面图和地质剖面图，并在图上布置采准巷道；

6、计算设计矿块的采准工程量及主要技术经济指标；

7、施工等注意事项；

8、编制采准设计说明书

目录

前言1

1.矿块地质概况1

1.1对地质资料的评述1

1.1.1设计所依据的地质资料1

1.1.2对设计所依据的地质资料的评述1

1.2矿区及矿床地质特征1

1.2.1矿区地质概况1

1.2.2矿床地质1

1.3矿石质量特征2

1.3.1矿石矿物组成2

1.3.2矿石结构构造2

1.3.3矿石化学成分2

1.4矿床水文地质2

1.4.1矿床水文地质条件2

1.4.2矿坑涌水量的预测3

1.5环境地质3

1.6初步设计资源储量估算3

1.6.1资源储量估算的工业指标3

1.6.2资源储量计算的方法3

1.6.3矿山资源储量4

2.试验矿块开采技术条件4

2.1矿体、顶底板岩石及夹石的稳固性4

2.2矿体厚度、倾角及夹石4

2.3矿岩物理力学性质5

3.采矿方法5

3.1采矿方法选择5

3.2采场布置及构成要素5

4.采切工程布置5

4.1采准工程布置5

4.2切割工程布置5

5.回采作业6

5.1凿岩6

5.2爆破6

5.3矿石运搬6

5.4大块二次破碎6

5.5采场作业制度6

6.采场出矿7

7.降低损失、贫化措施7

8.采场通风与防尘8

8.1采场通风8

8.2通风要求8

8.3采场防尘8

9.采场作业安全措施8

10.附图、附表9

10.1附图：

9

10.2附表：

10

参考文献11

致谢1

1.矿块地质概况

1.1对地质资料的评述

1.1.1设计所依据的地质资料

本次初步设计所依据的地质资料为西北冶金地质勘探公司第一地质勘探队1965年12月提交的《陕西省略阳县何家岩铁矿区鱼洞子铁矿床地质勘探最终总结报告》。

1.1.2对设计所依据的地质资料的评述

本次设计的主要对象为中部含矿带的中9矿体（17线～18线），设计开采标高为+800m～+750m。

地质报告中将主矿体确定为第Ⅱ勘探类型，采用的勘探手段为槽探和钻探。

设计认为：

该矿区通过地质勘探工作，基本查明了矿区的主要含矿层、构造、矿体形态、产状、规模、矿石类型、矿石矿物组分和化学成分，并进行了一定的水文地质和工程地质工作，矿体圈定与储量计算方法合理，各项工作质量基本符合要求，可作为矿山设计的依据。

但矿床勘探程度偏低，储量级别也较低。

1.2矿区及矿床地质特征

1.2.1矿区地质概况

本矿床位于南秦岭加里东褶皱带。

出露地层以下古生界陆缘碎屑岩与碳酸岩间中基性喷发岩建造为主，即绿色岩系夹沉积变质铁矿，局部有不同程度的混合岩化。

上覆有不整合的泥盆系、下石碳系及下二迭系地层。

区域构造形式以褶皱为主，基底构造以紧密线状褶皱为主，轴向一般为近东西，轴面向北陡倾。

区内断裂构造为褶皱伴生产物，以走向断裂最为发育，走向近东西，断层面向北倾。

1.2.2矿床地质

本矿床处于何家岩倒转背斜的北翼，出露地层主要是下古生界的绿色岩系，且多受混合岩化作用，矿床为一单斜构造，向北陡倾，断裂构造发育，火成岩以中基性脉岩为主。

矿层主要产于变质中基性火成岩—斜长角闪片岩及绿泥斜长片岩中。

本矿床处于何家岩倒转背斜的北翼，呈单斜构造，局部具挠曲现象。

地层走向为300～330º，倾向北东，倾角75º左右。

中9矿体：

为中部含矿带中第二个规模较大的矿层，分布于14～26剖面之间，出露标高为1008～1174m，平均标高为1050m。

断续长达2500m，矿体形态为似层状，走向300～320º，倾向NE，倾角55～75º，矿体厚度波动于1.0～38.2m，平均7.2m。

本矿层中有1～2个夹层，岩性以斜长角闪片岩（一般具绿泥石化）为主，平均厚2.3m，含TFe为6～17%，矿石类型为磁铁石英岩及黑云母磁铁石英岩，产于PZ1Y2-2c中。

1.3矿石质量特征

1.3.1矿石矿物组成

组成矿石的矿物成分比较简单，除石英、磁铁矿、黑云母外，尚有少量的叶绿泥石、角闪石、赤铁矿、褐铁矿、阳起石、黑云母、磷灰石、黄铁矿、黄铜矿和方解石等。

按矿物共生组合及含量分三种主要类型：

磁铁石英岩、阳起石磁铁石英岩、黑云母磁铁石英岩。

1.3.2矿石结构构造

矿石结构为变晶结构、压碎结构。

矿石构造以条带状、片麻状构造为主，少量浸染状及块状构造。

1.3.3矿石化学成分

表1-1主要化学成分平均含量表

矿

体

主要化学成分（%）

TFe

SFe

FeO

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

S

P

Mn

Cu

中11

30.86

29.86

14.85

49.23

1.94

2.09

1.04

0.083

0.073

0.076

0.01

中9

33.70

33.11

14.97

46.76

1.94

2.09

1.04

0.104

0.078

0.066

0.01

矿体中的有益、有害组分的平均含量低，伴生金属含量低，无综合利用价值。

采矿方法

1.4矿床水文地质

本矿床位于地形受到强烈侵蚀的中、高山区，矿区地面最低标高为+900m，最高标高为+1397m，降水虽充沛，但大部分沿沟溪流出区外，区域充水条件简单，本矿床属于近矿围岩含裂隙水为主的水文地质条件简单的矿床。

1.4.1矿床水文地质条件

矿床位于区域北部，处于黑河上游黄家营小河和玉带河上游黑山沟两支水系分水岭地带，地形标高一般为+850～+1400m，潜水位为+910m，构造上属何家岩背斜北翼，矿床内主要分布的鱼洞子组结晶片岩为富水性微弱～中等的含水岩系。

黄家营小河位于泥盆系板岩和灰岩中，河床标高+930～+850m，汇集矿床东段横切矿体各沟溪流量于矿床东端排泄出区外，一般流量为0.018～0.211m3/s，由于与含矿结晶片岩之间隔有较厚的炭质板岩，故对矿床充水没有影响。

黑山沟水流沿含矿结晶片岩走向发育，河床标高为+1000～+920m，汇集矿床西段各沟溪流量于矿床西端排泄出区外，一般流量为0.012～0.292m3/s，这些沟溪在枯水季节均为地下水补给，但在雨季则成为矿床地下水的补给水源。

矿床内结晶片岩（片岩、混合岩、脉岩）中的地下水水位标高与地形基本吻合，埋藏深度随地形而异。

矿床地表水和地下水受大气降水因素影响，属季节性变化类型，从矿区地下水位从动态观测来看，地下水动态变化与季节变化较密切，雨后水位上升，干旱水位下降，故大气降水是本矿区地下水唯一的补给来源。

综上所述，该矿区水文地质条件较为简单的矿床。

1.4.2矿坑涌水量的预测

矿坑充水直接受季节性的大气降水补给，根据矿床水文地质特征、矿体埋藏条件及本次设计的采矿开拓运输系统布置图，用“大井法”计算了+750m中段的矿坑涌水量，其结果为7908m3/d。

并用类比法进行了验证。

预测正常雨季井下总水量：

4500m3/d，暴雨季节最大涌水量：

11300m3/d。

矿山在基建、生产过程中，应做好水文地质观测工作，逐日记录矿坑排水量，研究矿坑的地下涌水量与开采面积、深度的关系，以利于采用比拟法计算和修正下一开采水平的涌水量。

综上所述，本矿床开采技术条件属中等偏简单。

1.5环境地质

矿床中既无有害气体、地热，也无能引起自燃或污染的其他物质。

矿区地下水是今后开采矿井疏干的主要水源，水质类型为重碳酸盐型的淡水，不含有毒、有害元素，环境地质条件较好。

1.6初步设计资源储量估算

1.6.1资源储量估算的工业指标

本次资源储量估算采用的工业指标如下：

1）边界品位：

TFe﹥20%；

2）块段平均品位：

TFe﹥25%；

3）最低可采厚度﹥1m；

4）夹石剔除厚度﹥2m。

1.6.2资源储量计算的方法

采用水平断面法计算各中段的地质储量。

1.6.3矿山资源储量

表1-2各中段资源储量计算汇总表单位：

×104t

中段

矿体号

中段

总矿量

中11

中9

111b+122b

333

小计

TFe％

111b+122b

333

小计

TFe％

合计

TFe％

+750m

267.79

15.7

283.49

30.86

377.17

8.4

385.57

33.70

669.06

32.49

+675m

257.65

35.4

293.05

30.86

328.54

9.0

337.54

33.70

630.59

32.38

+600m

230.42

26.4

256.82

30.86

377.02

9.7

386.72

33.70

643.54

32.55

总计

755.86

77.5

833.36

30.86

1082.73

27.1

1109.83

33.70

1943.19

32.47

2.试验矿块开采技术条件

2.1矿体、顶底板岩石及夹石的稳固性

中11和中9两矿体的矿石类型为磁铁石英岩及黑云母磁铁石英岩，其稳固性较好。

各矿层的顶、底板主要是斜长角闪片岩（一般具绿泥石化、混合岩化）、绿泥斜长片岩（常含石英）、各种混合岩及角闪岩。

片理、劈理及节理发育程度因岩性而异。

矿层与断裂接触部分，围岩及矿层隙的节理裂皆发育。

围岩破碎严重，容易冒落。

矿层中的夹石与围岩类似，以绿泥石化强烈的斜长角闪片岩或片理发育的绿泥斜长片岩为主，该岩层均很松软，开采时易混进矿石中，影响出矿品位。

2.2矿体厚度、倾角及夹石

设计开采中9矿体：

为中部含矿带中第二个规模较大的矿层，分布于14～26剖面之间，出露标高为+1008～+1174m，平均标高为+1050m。

断续长达2500m，矿体形态为似层状，走向300～320°，倾向NE，倾角55～75°，矿体厚度波动于1.0～38.2m，平均7.2m。

本矿层中有1～2个夹层，岩性以斜长角闪片岩（一般具绿泥石化）为主，平均厚2.3m，含TFe为6～17%，矿石类型为磁铁石英岩及黑云母磁铁石英岩，产于PZ1Y2—2c中。

2.3矿岩物理力学性质

体重：

矿石3.30t/m3；岩石2.70t/m3

硬度系数f：

矿石10～14；岩石6～10

松散系数：

矿石1.71；岩石1.71

安息角：

矿石38º；岩石38º

湿度：

矿石0.14%

3.采矿方法

3.1采矿方法选择

该矿