玉山矿业大苏沟采区地下开采设计.docx

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玉山矿业大苏沟采区地下开采设计

大苏沟采区地下开采设计（标准化）

一、总论

1、地理位置、隶属关系、企业性质

该矿区中心地理坐标：

东经118°55′00″北纬40°42′56″。

隶属于宽城玉山矿业有限公司。

私营企业。

2、主要设计原则

.严格贯彻执行国家有关政策和法律法规，严格执行冶金矿山设计有关规程规范。

.在保证安全生产前提下，尽量减少投资，降低生产成本。

.主要采矿设备、提升设备能力尽量考虑一定余量，为矿山提高产量留有余地。

.加快矿山建设速度，提高企业效益。

二、设计范围

本次设计包括矿床开拓开采及之配套生产系统，即工程设计、采矿方法设计及供电、供水、供风、运输、通风、排水等系统布置和主要设备选型。

三、资源条件

矿产资源量按122b类别可信度系数0.9计算，333类别可信度系数0.6计算。

累计查明储量653.81千吨。

四、主要设计方案

1、矿山现状：

大苏沟采区发现4条矿体，由南向北依次为102、101、103、104#矿体，103、104#矿体储量不明确，本次设计为101、102#矿体。

101矿体向南偏移20米。

2、矿山规模及开采范围

确定年产量5万吨/a，矿石块度≤350㎜。

设计开采对象为矿区内101、102#矿体。

3、开拓方案

根据矿体副村条件，地形特征及工程地质特征，选用竖井开拓。

.开拓工程布置

设计在吊桥沟102#矿体下盘侧，岩体移动范围20米以外施工斜坡道作为400米中段运输巷道，斜坡道按7°坡度下降20你设置一个长约15米缓冲平台，斜坡道最小转弯半径为9米，会车场设置在缓冲平台上。

施工平硐PD1（4507899,40409788,430）作为102矿体400米中段回风平硐；施工平硐PD2（4507900,40409845,430）作为102矿体400米中段东部和101矿体回风平硐。

斜坡道XPD既是400米中段标高以上开采时人员、矿石、废石和材料运输通道，同时也是矿井进风通道，也作为矿山生产时安全出口，入井电缆、供水、压气管路也由此井接入井下。

设计在桑树沟101矿体下盘侧，岩体移动范围20米以外施工SJ2作为生产时提升井，￠3.8m圆形竖井，施工深度135米，其中井底20米为装载部分和井底水窝。

采用罐笼箕斗混合提升，既是101矿体、102矿体开采360、320米中段时人员、矿石、废石和材料运输井，同时也是矿井进风井，也作为矿山生产时安全出口，入井电缆、供水、压气管路也由此井接入井下。

在开采400米标高以下时，斜坡道XPD作为回风通道，320米中段采用下盘天井和斜坡道相连作为回风巷道和安全出口。

.开拓系统形成

矿体400米标高开采时斜坡道通过400米中段运输巷道、天井和回风巷及回风平硐相连，形成开拓系统，生产时矿石、废石、材料通过斜坡道运输，人员通过斜坡道出入，回风平硐作为该中段开采时回风巷和另一安全出口。

在开采400米标高以下中段时，竖井SJ2作为提升井和进风井，斜坡道作为矿井回风通道。

SJ2通过各中段运输巷道、天井和回风巷道、斜坡道相连，形成开拓系统。

生产时矿石、废石、材料通过SJ2运输，人员通过SJ2出入，同时作为生产时进风井和另一安全出口，斜坡道作为生产时回风巷和另一安全出口。

.中段划分及中段巷道布置

该采区有两条矿体，均规划3个中段开采，中段运输巷道标高分别为320、360、400m,各中段巷道均采用脉外布置。

.矿井提升运输

400米中段为斜坡道开拓，选用汽车运输。

运输巷最小转弯半径9米。

后期360米、320米中段为竖井开拓，竖井作为主提升井，为罐笼箕斗混合井。

正常投产提升矿石量5万吨/a,废石量0.6/a.

竖井提升选择箕斗作为矿石提升容器，单层罐笼作为人员材料废石容器。

.通风系统

矿井通风方法采用机械通风，通风方式为抽出式。

A、400米中段生产时通风系统

利用安装在回风平硐PD1或平硐PD2风机回风，新风从斜坡道进入井下，经中段运输巷及进风天井进入采场，污风从另一侧天井经回风巷和平硐排至地面。

B、360、320米中段生产时通风系统

利用安装在斜坡道的风机回风，新风从进风竖井SJ2进入井下，经各中段运输巷及进风天井进入采场，污风从另一侧天井经回风巷、回风石门和下盘行人通风天井、回风斜坡道排至地面。

矿井所需风量18.16m3/s，矿井通风负压272.28pa。

选择风机型号为30KW轴流式通风机。

.矿井排水

该矿井正常排水量约为10m3/h-15m3/h，最大涌水量20m3/h.在竖井SJ2的320米不够井底车场石门设计水仓，水仓有效容积按井下6-8小时正常涌水量设计，水仓容积设计为120m3。

选择扬程150米水泵。

.矿井压风

矿矿井耗风设备为YT-27型凿岩机，同时工作台数为4台，选用1台空气压缩机供应2台凿岩机使用。

两台凿岩机正常工作所需最大耗气量7.82m3/min，选择两台螺杆式空气压缩机，使用一台，备用一台。

该空气压缩机排气量10m3/min，电动功率55KW。

4、采矿方法

根据矿体赋存条件和矿山实际情况，采用平底结构的浅孔留矿法开采。

5、基建工程量及进度、矿石总成本和总投资

该矿建设时先建400米中段，待其投产后，其他工程边生产边建设。

基建工程结束后，400米中段形成生产条件并达产，然后建设竖井SJ2的溜井、装载硐室和其他工程。

矿石总成本主要包括矿石生产成本、运输销售成本和管理成本，主要投资包括井巷投资、设备投资、基建投资。

9、主要技术经济指标

序号

指标名称

单位

数量

备注

矿山保有地质储量

万t

74.86

设计范围内利用

万t

47.76

矿石平均地质品位

﹪

25.81

设计规模及方案

原矿：

产量

万t/a

开拓方式

斜坡道-竖井

采矿方法

浅孔留矿法

矿石回采率

﹪

废石混入率

﹪

矿块构成要素

中段高

30-40

走向长度

40-50

YT-27凿岩机

台

轴流式通风机

台

五、地质

1、矿区构造

该礠铁矿体在基底变质岩中，而矿区南东缘雾迷山组和基底变质岩间为一倾向北西逆断层（F1）接触，倾角陡，该矿区小断层发育，走向近EW、NE/SW向为主，断层一般陡直，断层带不明显，属成矿后破矿构造。

矿区节理较发育，多为平行于断层产出。

2、矿床地质特征

.矿体形态、产状、规模

本区矿体赋存于基底变质岩中。

矿体呈层状、似层状、透镜状、似板状等，走向及倾向矿体有间断。

矿体厚度变化较大。

矿化层较连续，矿化层走向延长一般小于600米，延伸达300米，矿化层产状稳定一般倾向北西，倾角较陡。

矿层顶底板特征不明显，围岩通常弱矿化。

Fe101矿体分布于7-8线，地表487-428米标高间，深部有ZK301、ZK101、ZK001ZK401等4个钻孔控制，控制标高为398.8-297.2米。

矿化体总长度700米。

矿体呈层状、似层状、透镜状、裂隙发育，常将矿体错位而至矿体间断，间断距离10米左右。

矿体总平均真厚度为3.05米。

矿体产状：

314-343°，倾向NNW,倾角61°.矿体东段C103-C104间矿化弱，为一段矿化体，但矿体品位从地表至深部呈上升趋势，总体平均品位19.43﹪。

矿体矿石类型为角闪石英磁铁矿石，近矿围岩为含矿角闪斜长片麻岩。

Fe102矿体位于Fe101#矿体南侧下盘，二者相距40米，分布于7--0-1线，地表428-484米标高间，深部有ZK701、ZK301、ZK001等3个钻孔控制，控制标高为289-390米。

矿化体总长度520米。

矿体总体呈层状、似层状产出，矿体东西两侧呈锥形尖灭。

矿体总平均真厚度为2.34米。

矿体产状：

332-348°，倾向NNW,倾角55°.总体平均品位16.82﹪。

矿体矿石矿物为磁铁矿，矿石自然类型为角闪石英岩型磁铁矿石。

.矿体围岩、夹层特征

矿体赋存于片麻岩类变质岩中，围岩一般弱矿化，含铁围岩也视为矿石。

矿体内夹石较多，夹石和矿体产状一致，呈层状分隔矿体，厚度一般为0.3-2.0米，夹石多具有弱矿化。

3、工程地质条件

矿体直接围岩为变质程度较高的斜长角闪片麻岩，为中等坚固岩石，岩石稳固性好，属工程地质条件简单，具有好的开采条件。

六、矿床开拓（开采方式为斜坡道-竖井开拓）

1、开拓系统形成

.开拓工程布置

设计在吊桥沟102#矿体下盘侧，岩体移动范围20米以外施工斜坡道作为400米中段运输巷道。

该斜坡道断面设计为三心拱形，高2.7米，宽3.6米，坡度7°。

斜坡道按7°坡度下降20米设置一个长约20米缓冲平台，斜坡道最小转弯半径为9米，会车场设置在缓冲平台上。

施工平硐PD1（4507899,40409788,430）作为102矿体400米中段回风平硐；施工平硐PD2（4507900,40409845,430）作为102矿体400米中段东部和101矿体回风平硐。

设计在桑树沟101矿体下盘侧，岩体移动范围20米以外施工SJ2作为生产时提升井，￠3.8m圆形竖井，施工深度135米，其中井底20米为装载部分和井底水窝。

在开采400米标高以下时，斜坡道XPD作为回风通道，320米中段采用下盘天井和斜坡道相连作为回风巷道和安全出口。

.开拓系统形成

在开采400米标高以下中段时，竖井SJ2作为提升井和进风井，斜坡道作为矿井回风通道。

SJ2通过各中段运输巷道、天井和回风巷道、斜坡道相连，形成开拓系统。

生产时矿石、废石、材料通过SJ2运输，人员通过SJ2出入，同时作为生产时进风井和另一安全出口，斜坡道作为生产时回风巷和另一安全出口。

.中段划分及中段巷道布置

该采区有两条矿体，均规划3个中段开采，中段运输巷道标高分别为320、360、400m,各中段巷道均采用脉外布置。

2、硐室开拓工程

（1）、水仓、水泵房

在SJ2的320m标高井底车场石门设计水仓，入水斜巷坡度角为30°，达到315m标高开掘水仓，达到设计长度后开掘配水巷和吸水井，同水泵房贯通。

水仓入口处要设沉淀池和铁篦子。

水泵房设在吸水井上部，地面高出井底车场入口0.5m水泵房出水管子道作为水泵房安全出口，和SJ2贯通点高出泵房地面7.0m以上，贯通坡度30°，安全出口要设行人踏步和扶手。

水泵房入口要安装防水门，同水仓连接处要设可靠的控制闸门。

（2）、信号硐室

竖井井底部及各中段马头门设信号硐室，硐室深度3m，高度2m，宽度2.2m。

信号硐室布置在空车道一侧。

（3）、躲避硐室

无轨运输的斜坡道设躲避硐室。

行人的无轨运输水平相当应设人行道。

人行道有效净高度应不小于1.9米，有效宽度不小于1.2米。

躲避硐室间距在直线段不超过30米。

高度不小于1.9米深度宽度不小于1米。

（4）候车硐室和井下厕所

竖井各中段井底车场设候车硐室，硐室深度5m，高度2m，宽度2.2m。

各中段巷道应在通风良好，围岩稳固地段设置厕所，深度3m，高度2m，宽度2.2m。

并每天清扫。

（5）、矿仓及装载硐室

在SJ2箕斗侧设置集中溜井，井底设矿仓，各中段设分溜井，溜井溜矿坡度角55°，溜井上口要铺设350㎜网格的钢轨，以防止大块进入溜井，周围要设置围栏。

各中段矿石通过分溜井进入主溜井，溜至最低中段进入井底矿仓。

为缓冲放矿冲击，溜井避免放空矿石，矿仓60°斜坡，底部设钢板铺垫。

箕斗装载点处设置箕斗装载硐室，箕斗装载硐室出口同井底清理斜巷相连；箕斗装载硐室同井筒间必须设置可靠的栅栏；箕斗装载硐室同井底水窝之间应设爬梯，以便于检修设备。

3、井巷施工

（1）、施工方法

该矿山竖井采用普通的凿井法，人工凿岩爆破、出渣、绞车提升。

平巷及天井施工采用人工凿岩爆破，出渣，人工推车至井底车场。

爆破方式：

掘进采用串联接线，微差爆破。

乳化炸药，导爆管起爆。

通风系统未形成前，采用局扇通风。

（2）、施工要求

该矿井工程必须按设计要求进行施工，矿山在生产中要负责全面安全管理工作，在施工中对施工质量随时检查。

（3）、巷道支护

竖井断面为圆形，井口至进入基岩5m距离内采用混凝土浇筑支护，进入原生基岩后采用锚喷支护，但如遇断层或破碎带时必须使用混凝土浇筑支护。

斜坡道断面拱形，井口至进入基岩5米距离内用混凝土浇筑支护进入原生基岩后采用锚喷支护。

但如遇断层或破碎带时必须使用混凝土浇筑支护。

石门、运输巷道和回风巷道为拱形，在坚硬岩体施工时采用裸巷，但如遇断层或破碎带时必须使用锚喷支护。

天井采用矩形，在坚硬岩体施工时采用裸巷。

但如遇断层或破碎带时必须使用支护。

4、岩石移动界限确定

根据该矿围岩特征，本矿上盘岩石移动角取65°,下盘岩石移动角取矿体倾角，两侧岩石移动角取70°。

绘图法确定其范围。

5、基建工程量

序号

工程项目

工程量

长度（m）

开凿量（m3）

斜坡道

350

3185

竖井SJ2

135

1531

400m石门

184

101矿体400m中段巷道

410

3731

102矿体400m中段巷道

470

4277

400m中段车场、联络道

819

101矿体430m回风巷道

410

1886

102矿体430m回风巷道

424

1950

PD1

248

PD2

313

天井

180

720

天井联络道

230

采切工程

180

748

320m石门及水仓、泵房

120

5520

避灾硐室

合计

2991

25397

注：

400米中段形成生产条件，并达产，然后建设竖井SJ2的溜井、装载硐室和360米中段工程。

6、施工速度

平巷或天井90m/月，竖井50m/月。

斜坡道80m/月。

同时施工，三班作业。

七、采矿

1、采矿方法

（1）、采矿方法选择

根据矿体赋存情况和矿体厚度，设计选用平底结构的浅孔留矿采矿方法。

（2）、矿块构成要素

矿块沿矿体走向布置（矿块构成要素表）

序号

项目名称

参数

矿房长度

40-50m

矿房高度

30-40m

矿房宽度

同矿体厚度

间柱联络巷距离

间柱宽度

顶柱高度

装矿巷道间距

（3）、采切工作

浅孔留矿采矿方法采用平底结构，采准切割工程包括：

运输巷道、通风行人天井、回风巷道、装矿巷道等（见溜矿法采矿图）。

矿体运输巷道沿矿体底板外8m布置，天井联络巷道用来联通矿房和天井，在天井中每隔6米垂高开凿行人联络道通往采场。

采场两端联络道应错开布置。

拉底巷道布置在矿体中，高度为2米宽和矿体厚度相同，最小厚度不小于1.2米，从一侧天井向另一侧天井掘进，在间柱内使之相通。

由运输巷道向拉底巷道掘进装矿巷道，装矿巷道每隔8米垂直矿体布置一条。

采切工程量表

序号

工程名称

数量

长度（m）

工程量（m3）

备注

单

总

矿

岩

天井

320

天井联络道

160

运输巷和拉底巷间穿巷

100

切割层

140

合计

180

620

148

（4）、回采工艺

浅孔留矿法回采工艺主要包括：

凿岩、爆破、通风、洒水降尘、大块破碎、放矿、撬顶、平场及临时支护等工序。

A.凿岩爆破

使用YT-27凿岩机打上向倾斜炮孔，按每米炮孔崩矿量1.25t选取爆破参数。

孔径38-42㎜，孔深1.8米。

孔间距1m，排距1m。

采用乳化炸药、导爆管起爆。

B.采面通风

爆破后，经通风吹散炮烟，检查确认井下空气合格后，方准进入下段工序作业。

C、局部放矿

在爆破通风后，要在下部相应的装矿巷道中进行局部放矿，每次只放出崩矿量的三分之一左右，放矿时不准进行平场作业。

放矿工应和平场工密切联系，如发现空洞及时处理，局部放矿后必须进行撬顶平场。

D、撬顶和平场和二次爆破

为了便于下次进行凿岩爆破，局部放矿后，应将顶板和两帮已松动而未落下矿石或岩石撬落。

，而后平场。

崩矿和撬顶落下的大块应在平场时用人工锤击或爆破方法破碎，以防放矿时卡塞装矿巷道中。

E、顶板支护

采矿过程中，根据回采进度，当采场顶板暴露面积较大或顶板局部不稳定时及时进行临时支护。

F、矿石装运

选用电动铲运机出矿，矿石用铲运机装入矿车。

在进行降尘和破碎大块后，要进行局部放矿，每次只能放出崩矿保证作业空间在1.8-2m间。

局部放矿后必须进行撬顶平场，然后进行下一循环作业。

当矿房崩落完毕后，开始进行大量放矿，大量放矿时矿房之内严禁进入人员。

（5）、采场主要采掘设备

设计本着经济、适用、配套原则，主要采掘设备见表。

主要采掘设备表

序号

型号及名称

单位

数量

工作

备用

合计

YT-27凿岩机

台

局扇

台

（6）、采矿方法主要技术经济指标

采矿方法主要技术经济指标表

项目

单位

参数指标

矿块生产能力

万t/a

1.3

矿石回采率

％

废石混入率

％

主要材料消耗

炸药

㎏/t

0.3-0.5

雷管

发/t

0.4-0.6

（7）、开采顺序

本次设计开采两条矿体，为101矿体、102矿体，两矿体规划3个中段开采，即400米、360米、320米中段。

首先利用斜坡道开采两矿体的400米中段。

然后利用竖井两矿体下部各中段。

中段开采顺序为先采上中段，后采下中段。

在同一中段时先开采上盘101矿体，后开采102矿体。

在水平方向上向回风井方向后退式开采，矿房沿倾斜采用上行推进。

（8）、矿柱回采

矿柱回收主要回收间柱和顶柱，采用崩落发进行回采，为了保证矿柱回采工作安全，在矿房大量放矿前，就凿完间柱炮孔，大量放矿结束，进行爆破回收矿柱。

矿柱回收应在矿块回采结束前完成，矿柱回收工艺为：

在矿房和回风巷道内向顶柱穿凿扇形孔，和此同时在天井及其联络道内向间柱穿凿横向或纵向平行浅孔，采区地面集中起爆方式进行崩落，爆破时要撤离井下所有人员。

一个采场间柱和顶柱同时回收，爆破顺序先崩间柱后崩顶柱。

导爆管起爆，延期爆破。

崩落矿柱前采场底部矿石不能放空，要保留15-20米矿石作为垫层。

。

矿柱回收前对矿柱进行观察，对压力大的矿柱不进行回收，做永久矿柱保留。

（9）、采空区处理

采空区储量工作和矿柱回采工作同一进行。

当矿房回采完后，需崩落上盘围岩，崩落方法可根据采场具体情况崩落围岩。

崩落上盘围岩垂直高度应大于20米（从拉底巷道算起）。

爆破时采用微差非电导爆管传爆。

爆破完毕后，封闭通入采空区的装矿进路和天井。

矿方应在地表岩石移动线20米外设置高度不下于1.5米栅栏，并安设警示标志，防止人畜误入。

2、坑内运输

1.斜坡道开拓部分运输

A、斜坡道运输：

选用汽车运输，运输巷道最小转弯半径9米。

B、竖井提升部分运输

井下运输任务是将掘进、回采生产矿岩通过装入矿车，然后运至竖井井底车场。

该矿采面选择装岩机装矿，掘进面采用人工装矿，机车运至井底车场。

轨道纵向坡度为5-8‰。

轨道转弯半径一般为8米以上，最小曲线半径为6米，运输巷道汇车线长度10米。

竖井SJ2做主提升井，为罐笼箕斗混合井。

3、矿井通风和除尘

（1）、通风方式及通风系统

矿井通风方法采用机械通风，通风方式为对角式，风机工作方式为抽出式。

A、400米中段生产时通风系统

利用安装在回风平硐PD1或平硐PD2风机回风，新风从斜坡道进入井下，经中段运输巷及进风天井进入采场，污风从另一侧天井经回风巷和平硐排至地表。

B、360、320米中段生产时通风系统

矿井所需风量18.16m3/s，矿井通风负压272.28pa。

选择风机型号为30KW轴流式通风机。

（2）、局部通风和防尘

为确保独头掘进工作面和阻力大的作业面有足够的新鲜风流，可采用局扇辅助通风，通风机电机功率5.5KW，风量2.2-3.5m3/s，送风距离200m。

局扇安装地点必须在进风巷道中距回风口10米以外，风机下部距离地面0.5米，防止杂物吸入风机。

风筒吊挂保持平直，无反接，风筒距工作面端头小于5米，拐弯处使用弯曲风筒，防止因挤压增加通风阻力。

为保证矿井空气质量，凿岩采用湿式凿岩，装卸矿及其他产尘点采用喷雾洒水以净化风流。

建立完善的通风防尘检测系统，每次爆破后要有足够的通风时间，避免炮烟中毒事故发生。

4、矿井排水

选择扬程150米水泵。

排水管路安装在SJ2内。

水泵房设置3台水泵，保证一台使用、一台备用，一台检修。

每一台水泵要保证在20小时内排出井下24小时正常涌水，以确保矿山排水安全。

5、矿井供水

（1）用水量主要包括生产用水、生活用水、消防用水。

（2）、给水系统

生产用水来自地表蓄水池；生活给水系统（工作人员生活用水标准为35L/人.班）；消防给水系统和生产给水系统合用。

6、井下防火

井下生产中段易于造成火灾地点要设置必要的防火设施，尤其井底车场、地下硐室要配备灭火器、水箱和沙箱等灭火器材。

矿山要建设消防蓄水池。

，容积250m3。

7、安全避灾系统

（1）、监测监控系统

A、CO传感器设置

CO传感器安装地点

序号

地点

数量

备注

掘进回风面

独头掘进巷道距工作面5-10米混合风流处和距巷道出口10-15米回风流中

采场进风口

采场入口

掘进进风口

掘进天井入口

总回风井口

B、风速传感器设置

风速传感器安装地点

序号

地点

数量

备注

总回风巷道

总进风口

掘进进风口

掘进回风口

采面进风口

采面回风

风压传感器安装地点

序号

地点

数量

备注

主通风机房

C、紧急避险系统

矿山在每中段设置一个避灾硐室，避灾硐室设置在101矿体各中段距运输巷道中部

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