第4章 采矿.docx
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第4章采矿
第四章采矿
4.1矿床开采方式及设计原则
4.1.1开采现状、范围及开采方式
4.1.1.1开采方式
因矿体产状为陡倾斜矿体，倾角70ο～85ο，埋藏较深，矿体较薄，地表已控制最大斜深480m，故本次设计采用地下竖井开采方式。
4.1.2设计原则及范围
根据小型矿山特点，按照市场经济，设计本着投入少、产出多、见效快、企业经济效益好的原则，采用国内成熟的采矿工艺和设备，以提高劳动生产率，提高矿石回收率，降低成本为中心，以取得最佳的经济效益。
4.1.3开采顺序
按探采结合方式，本设计开采755m标高以下，566m标高以上的矿体。
开采顺序是自上而下回采。
4.2开采技术条件
4.2.1矿体特征
矿区内Ⅱ号脉群一带圈出了多个金矿体，其中L2号矿体规模最大，它是矿山设计开采的主要矿体。
该矿体位于Ⅱ号脉群南部，12号以东～13号勘探线之间。
地表出露长度360米，总长度为660米，矿体出露标高760-300米。
矿体平均水平厚度1.23米，形态呈长脉状。
矿体总体走向58ο，倾向北西，倾角70ο～85ο，属陡顷斜矿体。
在12号勘探线以西矿体向深部顷伏。
矿体产状基本稳定，沿走向和顷向呈舒缓波状弯曲，矿体具有膨大狭缩、分枝复合的特点。
地表已控制最大斜深480m，延深较大。
矿体体重2.73t/m3，松散系数1.60。
4.2.2水文地质条件
本区属大陆性干旱缺水气候，蒸发量大于降水量。
矿区水文地质条件简单，基岩裂隙水是矿区的主要地下水。
地下水的主要补给来源是大气降水、融雪。
Ⅱ号脉群主体虽有大部分矿量埋藏在包古图河河床标高之下，但矿体与河床相距较远，加之后期断裂构造因绿泥石化使其导水性不好，因此包古图河水对矿床开采构不成威胁，影响不大。
L2矿体一带水文地质简单，地下水补给来源为大气降水。
矿坑涌水量属于正常范围以内。
4.3采矿方法
4.3.1采矿方法选择
矿体倾角较陡，矿体较薄，矿体本身属断裂破碎带石英脉金矿，矿石解理发育、裂隙破碎，顶低板岩石的稳固性较差，对开采有影响。
矿山生产设计采用浅孔留矿采矿法，但需加强巷道支护和采场顶底板管理，提高采场回采作业安全，改进和优化原采矿方法，提高矿石回采率，降低贫化率。
表4-1采矿方法比较表
序号
项目
单位
浅孔留矿采矿法
分段崩落采矿法
备注
1
设计地质储量
留矿法总回采率为70%
矿石量
万吨
31.06
31.06
地质品位
g/t
5.306
5.306
2
采矿损失、贫化
采矿损失率
%
30
25
采矿贫化率
%
15
25
3
采切比
m3/万吨
330
450
4
采出矿石量
矿石量
万吨
25.58
31.06
采出品位
%
4.51
3.98
5
优、缺点
优点
1．回采工艺简单，工人易掌握。
2．采切工程量小，采矿成本低
1．回采强度较高，生产能力相对大。
2．采矿成本低。
缺点
1．采矿强度低，采场生产能力偏小。
2．工人在项板下作业，作业条件相对差些。
1.损失贫化大
2.工人在凿岩巷内作业，相对作业条件好。
由表4-1可见，分段崩落采矿法虽然具有回采强度较高，生产能力相对大，采矿成本低，工人在凿岩巷内作业，相对作业条件好等优点。
但采矿贫化率比浅孔留矿采矿法多10%，采出矿石品位比分段崩落采矿法低0.53%；而浅孔留矿采矿方法能克服分段崩落采矿法的缺点，二者比较而言，浅孔留矿采矿法贫化小，回采工艺简单，工人易掌握，采切工程量小，能采富保贫，通风条件好。
但也存在回采工艺复杂，采矿成本高的缺点。
总的看，浅孔留矿采矿法优越性大，故设计选用浅孔留矿采矿法回采。
4.3.2回采工艺
（1）矿块布置
矿块沿走向布置，矿块长50m，宽为矿体厚，在矿块两端采场内，两端设6m间柱，予留底柱5m，顶柱3m。
（2）采准切割
从沿脉巷道在矿房两端矿柱中向上中段掘采准天井，在天井沿垂高每隔4-5m向两边矿房掘联络道；在底柱中每隔6m向拉底层掘放矿漏斗，上述工程完成后，矿房采准工作完成接着进入切割工程，该工程主要有扩斗和拉底。
经估算,采切比为330m3/万吨。
（3）回采工艺
在拉底巷道中用7655风钻向矿体两端扩帮到采场两端，再用YSP45风钻挑顶落矿，爆下矿石放出1/3，2/3矿石暂用作下分层回采工作台，放矿后保持1.5m-1.8m空间进行下一分层回采。
当回采到离地表3米时，改由地表通风天井向采场两端落矿，将地表层矿石采落到采场，最后放矿采出。
（4）采场通风
新鲜风流由平硐到脉内中段运输巷道，经矿房中人行通风井，采场联络道进入回采工作面，污风由采场天井，回到上中段巷道，经上中段平硐由风机抽出地表。
（5）顶板管理
矿房回采依据每分层顶板围岩稳定情况决定措施，若不好时，可采用锚网护顶。
对矿石顶板，要加强安全检查，特别在爆破后首先进行顶板松石处理，避免事故发生。
4.3.3底柱回采及空区处理
间柱回采，待两边矿房回采完后，在间柱联络道中用YSP-45风钻打上向扇形孔，爆下矿石从矿房漏斗中崩矿按一半间柱回收，另一半作永久矿柱，支撑顶底板围岩。
顶柱回收在上下中段回采完后，在上中段脉内巷道中向下打孔，一次崩矿，爆下矿石从下段矿房放出。
底柱（漏斗部分）作永久矿柱支撑顶底板围岩。
采空区处理，视上下盘围岩稳定程度而定，若围岩条件较好者，除留有部分矿房间柱和顶、底柱支撑外，不需进行其他处理，若上下盘围岩条件较差时，除留有矿柱外，还需崩落上盘围岩，或利用掘进废石充填采空区。
4.3.4采矿主要技术经济指标：
采矿主要技术经济指标见表4-2.
表4-2主要技术经济指标表
序号
指标名称
单位
数额
备注
1
设计开采矿量
①
矿石量
t
31.06
②
品位:
g/t
5.306
全矿平均
2
采出矿量
①
矿石量
t
25.5788
②
采出矿石品位:
g/t
4.51
3
矿山生产能力
t/d（万t/a）
100（3.0）
4
矿山服务年限
a
8.53
4
建设期
a
2.0
6
基建工程量
m3
19650.9
7
三级矿量保有期
开拓矿量
a
2.03
采准矿量
a
1.34
备采矿量
a
0.554
8
矿床开拓
下盘竖井开拓
9
采矿方法
浅孔留矿采矿法
10
矿山工作制度
d/a
300
11
采矿综合回收率
%
70
12
采矿综合贫化率
%
15
13
采场生产能力
t/d
50
14
凿岩机效率
m/台班
2.0
14
生产时期采掘比
m3/万t
590
其中:
开拓
m3/万t
130
采切
m3/万t
450
探矿
m3/万t
10
16
日掘进量
m3/d
7.8
17
日废石量
t/d
20
18
劳动生产率
t/人.d
3.57
4.4矿山工作制度、生产能力及服务年限
4.4.1矿山工作制度
按设计委托书要求，矿山年工作300d，每天工作2班，每班工作8h。
4.4.2矿山生产规模
设计委托书要求建设规模为3万吨/a（100t/d），设计经中段矿块布置法验证如下：
表4-2中段可布矿块数计算生产能力表
序号
中段（m）
采矿方法
中段可分布矿块数（个）
矿块利用系数
同时回采矿块数（个）
矿块生
产能力（t/d）
中段生产能力（t/d）
1
686
浅孔留矿采矿法
9
0.22
2
50
100
2
646
浅孔留矿采矿法
11
0.18
2
50
100
3
606
浅孔留矿采矿法
8
0.25
2
50
100
从表4-2可看出，一个中段生产出矿，可满足矿山生产能力；通过上述方法验证，矿山可以完成矿山3万t/a（100t/d）生产能力。
设计采用矿山规模为3万t/a。
4.4.3矿山服务年限
按地质提供的可采矿量31.06万吨，经采损贫化后采出矿量25.5788万吨，可服务8.53a。
4.4矿床开拓、运输系统
4.4.1地表岩体移动范围圈定
地表岩体移动范围圈定是根据矿体赋存条件，矿体围岩稳固性，矿体开采深度和地表地形等因素确定下盘错动角为620矿体倾角，上盘错动角为650，端部700，圈定地表岩体错动范围。
4.4.2开拓运输系统
4.4.2.1开拓方式选择
按地质所提供资料，矿体产状较陡，埋藏504m深,所以选用地下竖井开采.设计采用下盘竖井开拓方案。
主井加风井下盘侧翼对角式布置，并由此构成主井进风，风井出风的对角抽出式通风系统
4.4.2.2开拓运输方案的确定
推荐采用下盘竖井开拓方式，石门加井底车场加中段沿脉运输平巷的开拓运输方案。
4.4.2.3推荐方案简述：
在矿体的一端部28勘探线附近，矿体下盘地表移动带以外20米，布置一口主井（罐笼井），井深190米，井筒净直径φ3.8，现浇混凝土支护，井内设罐笼间、梯子间和管道间，用作提升人员、废石、材料和矿石。
建议前期可先掘深70米，开采686m中段以上矿体，后期延深此井至566m中段，开采566m中段以上矿体。
主井坐标：
X=029122,Y=534402,Z=754;风井坐标：
X=029460,Y=534715,Z=753m。
中段高度40m，设686m、646m、606m、566m中段，共四个中段。
4.4.3提升运输设备选择
4.4.3.1矿、废石运输
鉴于矿山开采规模和井下巷道运距不大，且矿车容积小，为减少投资，故确定矿、废石用人工运输。
各中段的矿、废石由人工装入YFC0.5-6矿车，推矿车进罐笼，提升到地表后，人工翻卸。
坑内中段以及地表的运输线路均铺设9Kg/m的钢轨，600mm的轨距。
采用3号道岔。
4.5 采矿主要设备和劳动定员
4.5.1采矿主要设备选型与计算
按所推荐的浅孔留矿采矿法和回采工艺，采矿凿岩设备选用7655和YSP-45型风钻，效率为：
采矿按50t/台班，掘进2.0m/台班，计算所需凿岩机数。
见表4-6。
表4-6主要设备计算表
序号
项目
采矿
掘进
总计
单位
数量
单位
数量
1
采掘比
m3/万吨
330
2
日工作量
t/d
50
m3/d
7.8
3
日工作台班数
台班
4
台班
2
4
同时工作台班数
台班
2
台班
1
3
4
凿岩机台数
台
5
台
2
7
其中：
备用台数
台
2
台
1
3
6
凿岩机总台数
台
5
台
2
7
其中：
7655型
台
3
台
2
5
YSP-45型
台
2
台
2
4.6.2劳动定员
劳动定员见表4-7。
表4-7劳动定员表
类别
工种
1班
2班
3班
合计
采矿
凿岩爆破工
2
2
0
4
平场安全工
2
2
0
4
掘进
凿岩爆破工
1
1
0
2
清渣工
3
3
0
6
支护安全通风工
2
2
0
4
电钳工
2
2
0
4
值班主任
1
1
0
2
总计
13
13
26
另外，矿部应配备专业安全员及专业技术人员。
4.7基建进度计划
4.7.1基建工程量
矿山形成100t/d（3万t/a）生产能力，所需基建工程量为：
3000m，折合19650.9m3。
详见表4-8。
表4-8基建工程量表
序号
工程名称
断面（m2）
工程量
备注
S净
S掘
L（m）
V掘（m3）
V支（m3）
1
2
3
4
4
6
7
8
一
主井
1
主井井筒（Φ3.8m）
11.34
15.20
516
7843.2
1991.76
2
马头门
9.9
13.32
45
599.4
153.9
以上小计
561
8442.6
2145.66
二
风井
1
主井井筒（Φ3.0m）
7.065
9.07
224
2031.68
449.12
2
马头门
9.9
13.32
5
66.6
17.1
小计
229
2098.28
466.22
三
硐室工程
1
水仓
15.6
16.7
40
668
44
2
水泵房及变电硐室
12.24
14.02
30
420.6
58.8
3
其它硐室
90
630
50
4
小计
160
1718.6
152.8
四
566m中段
运输平巷
4.192
4.792
580
2779.36
348
主井石门
4.192
4.792
120
575.04
72
主井车场（双）
4.038
4.363
45
196.335
10
小计
745
3550.735
420
五
526m中段
运输平巷
4.192
4.792
660
3162.72
396
主井石门
4.192
4.792
120
575.04
72
主井车场（双）
4.038
4.363
45
196.335
10
小计
825
3934.095
478
六
采切工程
300
七
基建探矿
180
总计
3000
19650.9
3662.68
4.10.2基建进度计划
（1）计划编制原则，采用从竖井下掘，进入石门平巷后，尽量采用多工作面同时施工。
（3）掘进效率竖井掘进45m/月
双轨车场60m/月
单轨巷道80m/月
硐室300m3/月
采切工程：
330m3/月（80m/月）
经试排后，共需基建时间4.0年，基建副产矿石4200t。
上述基建工程完成后可获得三级矿量为：
开拓矿量121775t保有期：
2.03年
采准矿量80450t保有期：
1.34年
备采矿量33240t保有期：
0.554年
4.8安全卫生
各井口标高均高出本地洪水位标高2m，避免矿坑受洪水淹没。
主井和风井均设有梯子间，作备用安全出口，梯子间装有永久照明。
井下重要运输坑道均设永久照明，下井人员配有矿灯。
井下各主要道口设爆破安全信号，爆破时设安全警戒线，有专人警戒。
作业人员进入工作面之前，先由安全人员进行检查，特别注意浮
石，处理后方能进入工作，定期进行安全教育。
采空区和废巷道应及时封闭。
下井人员必须严格执行《冶金矿山安全规程》的各项规定。
采用湿式凿岩，严禁干打眼，对产生粉尘的工作面采用喷雾洒水，使井下粉尘浓度降至2mg/l的标准以下，定期测定井下粉尘和风量。
下井人员必须配带个人劳动保护用品。
井下废石运到采场可就地回填。
4.9存在问题和建议
（1）设计所依据的地质资料（含图件）不太齐全，设计中可能与生产实际情况有一定差距，建议矿山在强化地质探矿，查清矿体形态特征，在提供可利用可靠工业储量基础上，委托有资质设计单位作采矿开采设计，以指导矿山开采。
（2）因为该矿地质条件复杂，矿体开采难度较大。
设计采用了矿山实际经济技术指标，与通常推荐指标有差距，建议矿山加强采矿方法改造，优化采矿工艺，提高技术指标。
（3）坑内外复合图是1：
2000图，图中地形不太详细，图中所圈出的地表错动带是根据剖面图而定，可能与地表地形实际有差距，议地表工程布置按实地测量而定。
（4）随着井下开采深度的增加，地表错动带的扩大，现有地表建筑物会在地表错动带内，会对安全生产造成威胁，建议随着井下开采深度的增加，搬迁地表错动带内的生产生活建筑物。
（5）地表井下排水设施的设计是根据矿山现有资料来考虑的，生产中可能有变化，建议矿山在生产时根据实际情况安排排水设置。
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