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1、采矿方法课程设计大纲与指导书 09918采矿方法课程设计大纲与设计指导书 （采矿专业用）东北大学采矿工程研究所2009年8月第一篇 采矿方法课程设计大纲第一章 采矿方法选择1 设计矿体的开采技术条件1 矿体倾角（最大、最小、平均）及其变化情况；2 矿体厚度（最大、最小、平均）及其变化情况；3 矿体走向长度及沿倾斜长度；4 矿石品位及围岩含矿品位情况；5 矿石及上、下盘围岩种类，节理裂隙发育情况，地质构造，矿岩稳固程度及其矿岩接触情况；6 矿体中夹石层厚度及分布情况；7 矿体的物理机械性能（抗压强度，坚固性系数，氧化性，自燃性，粘结性，矿岩体重、松散系数、自然安息角等）；8 矿岩允许不支护暴露面

2、积；9 地表陷落的可能性。2 采矿方法的选择首先按已知的矿体开采技术条件及采矿方法选择的原则，提出技术上可行的方案，并对各方案的优缺点进行分析比较，删去有明显缺点，不合理的方案。对余下的几个方案进行详细的技术经济分析比较。参与比较各方案的技术经济指标按类似矿山条件选取。主要技术经济指标有：（1）矿块生产能力；（2）矿块劳动生产率；（3）采准系数；（4）矿石损失率；（5）矿石贫化率；（6）主要材料消耗（如炸药、雷管、导爆管、合金片和合金钎头、木头、钢材、水泥、充填材料等）；（7）采出矿石直接成本；（8）安全条件。3 矿块构成要素1. 对选定的采矿方法，确定矿块的构成要素及矿块布置方式。矿块构成要

3、素主要包括；阶段高度、矿块长度、矿块宽度、矿柱尺寸、分段高度、分层高度。2.确定回采工作面形式及矿房允许暴露面积（上盘岩石及矿石顶板）。第二章 矿块采准切割工作1 阶段运输巷道布置1. 选择运输设备（类型、型号）2. 确定阶段运输巷道断面尺寸；3. 确定阶段运输巷道布置形式（如：环形布置、沿脉加穿脉、单一沿脉等）。2 矿块底部结构1. 选择矿房底部结构形式2. 确定矿块底部结构各巷道施工设备（设备类型、型号）；3. 确定矿块底部结构尺寸。3 切割工作1. 选择矿房拉底、劈漏方法，及施工设备。简述施工顺序。2. 选择切割立槽施工方法及施工设备（凿岩设备及出渣设备型号）；3. 确定切割立槽的规格；

4、4. 绘制切割立槽草图（2-3面图）；5. 简述切割立槽的开掘工艺过程。4 采准巷道及切割巷道断面尺寸1. 选择采准巷道、切割巷道施工设备（掘进凿岩设备及出渣设备型号）；2. 确定采准、切割巷道断面尺寸；3. 确定采准巷道及切割巷道数量及位置。5 绘制采矿方法图按1：500比例尺绘制以下图纸：1. 采矿方法草图（三视图）；2. 采准、切割巷道横剖面图（包括：人行通风天井、溜矿井、回风天井、切割天井、设备井）。3. 采准、切割平面图（包括：分段凿岩巷道、拉底巷道、电耙巷道或无轨设备出矿巷道、联络平巷及横巷、凿岩峒室及阶段运输巷道等）。6 采准工程量及矿石损失贫化计算一、 采准工程量计算按表2-1

5、格式计算采准工程量。二、 矿石损失率、废石混入率及各种工作的采出矿石量计算按表2-2格式计算矿块矿石损失率、废石混入率及各种工作的采出矿石量。表2-1 采准工程量计算表序号巷道名称巷道数目巷道长度（m）巷道断面（m2）工程量（m 3）矿石中岩石中矿岩合计矿石中岩石中合计单长总长单长总长一采准巷道1运输平巷2矿块天井小计二切割巷道1切割天井2拉底巷道小计三矿块合计表2-2 矿块采出矿石量计算表序号工作阶段矿石储量（吨）回收率（）废石混入率（）采出储量（吨）采出矿量（吨）采出矿量比值（）备注(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(1)(2)(4)/1-(3)(5)/(5)一采准工作Q准K准r准

6、Q准K准Q准T准Q准/（1r准）c准T准/T块1运输平巷小计二切割工作Q切K切r切Q切K切Q切T切Q切/（1r切）c切T切/T块1拉底平巷小计三矿房回采Q房K房r房Q房K房Q房T房Q房/（1r房）c房T房/T块四矿柱回采Q柱K柱r柱Q柱K柱Q柱T柱Q柱/（1r柱）c柱T柱/T块1顶柱小计矿块合计Q块(1)K块Q块/Q块r块(T块-Q块)/T块Q块(4)T块(5)c块1三、 采准工作量计算采准系数k1及k2分别按下式计算 m/Kt (1) m3/Kt (2)式中：采准巷道和切割巷道总长度，m； 采出矿石总量，t（见表2-2）； 由采准巷道和切割巷道中采出的矿石量，m3,（见表2-1）。7 采出矿

7、石品位和金属回收率计算一、 计算采出矿石品位式中：采出矿石品位，% ；a 工业储量矿石品位，% ； 混入的废石品位，% ； 岩石混入率 ，% ；二、 计算金属回收率 ， %式中： E金属回收率，% ； 矿块工业储量，% ； 采出矿石总量，% ； a及a， 含意同上。第三章 矿房回采工作对所选定的采矿方法按下列步骤进行回采计算，并作简要论述。1 矿房回采工艺过程简述矿房回采的各生产工艺过程及其相互间的联系。2 矿房落矿工作1. 选择凿岩设备及工具，确定同时工作的凿岩机台数及凿岩中心高度。2. 确定落矿参数（包括炮孔直径、最小抵抗线、孔底线、炮孔排距等）3. 按类似矿山条件，确定单位炸药消耗。4.

8、 确定炮孔布置形式，并绘制炮孔布置草图。（课程设计时针对于中深孔或深孔，可布置一个有代表性的排面做炮孔布置设计，其余排面折算成标准排面计算。矿山生产施工设计时，应对每排孔绘出设计草图。）按表3-1格式填写和计算一排炮孔的装药量。炮孔编号炮孔倾角（度）炮孔长度（m）炮孔装药长度（m）炮孔装药量 （kg）123 合计l1l2q5. 简述装药及起爆方法确定装药方式，选择装药设备，简述装药工作组织，装药方法及起爆方法等。6. 计算一个循环落矿量（T）。7. 计算一个循环落矿消耗的炸药量（Q）。8. 计算单位炸药消耗量（q1）， 9. 计算每米炮孔崩矿量（Tm） 10. 简述二次破碎方法，并计算出炸药单

9、耗量。3 采场选择1. 确定采场运搬设备，确定采场运搬设备台数。2. 计算采场出矿生产率。4 采场地压管理简述采场地压管理方法 5 方框漏口闸门选择方框漏口形式，并简述选择的主要依据。 6 采场通风简述采场通风方式及通风制度（包括电耙巷道独立通风系统）。 7 回采工作组织及编制回采循环图表1. 简述回采工作组织（工作制度、工人劳动组织形式等）。2. 计算回采凿岩、装药爆破、爆破后通风及出矿的时间（如是留矿法需分别计算出局及大量放矿所需的时间）。3. 编制回采循环图表回采循环图表格式如表3-2所示。表3-2 回采循环图表序号工作项目工作时间（h）第一班第二班第三班1234567812345678

10、123456781凿 岩 42装药爆破 23通 风 8 编制采准、切割进度计划图表1. 确定采准、切割巷道施工速度（按类似矿山条件选择）。2. 按表3-3格式编制采准、切割进度计划图表。表3-3 采切进度计划图表序号工程项目工程量（m或m3）施工速度（m/月或m3/月）施工时间（日或旬）施工顺序与日期（日、或旬）123456781运输平巷50m60m/月20.8日2人行通风天井 65m 3凿岩峒室45m3 合计T注 月工作日数按25.5天计算。9 采矿方法技术经济指标汇总设计采矿方法主要技术经济指标。主要指标包括；1. 采场出矿生产率，t/台日；2. 矿石回采率，%；3. 矿石贫化率，%;4.

11、 采准系数，m/Kt;5. 一次单位炸药消耗量，kg/t;第四章 矿柱回采及空区处理一、 简述矿柱回采方法及其选择的主要依据。二、 简述空区处理方法及其选择的主要依据。 课程设计工作量表序号设计内容设计图纸设计说明书页数设计时间（天数）图纸名称图纸张数1面会及抄写设计所需原始资料阶段平面图剖面图 2 2 12第一章采矿方法选择 3-4 2.53第二章 矿块采准工作与切割工作人行通风天井剖面图溜矿井剖面图回风天井剖面图切割天井剖面图设备天井剖面图分段凿岩水平平面图出矿水平平面图拉底巷道平面图运输巷道平面图凿岩峒室平面图切割立槽草图7-11 8-105.54第三章 矿房回采工作采矿方法草图（三面图

12、）炮孔布置草图 11 7-9 1.55第四章 矿柱回采及空区处理 1 0.56抄写设计说明书 17合计19-24 128备注第一章上机运算时间20学时，第二章上机时间30学时。第二篇 采矿方法课程设计指导书 第一章 设计任务及内容采矿方法课程设计采取标准矿块设计与施工设计相结合的方式进行。本设计要求既绘制采矿方法三面图（草图），同时所布置的采准、切割巷道绘制出有关的横剖面图及平面图，通过切剖面的方法，反映出设计的各种巷道位置及结构情况。标准矿块设计是设计部门经常采用的采矿方法设计方式，它是按设计矿体的平均倾角、平均厚度综合考虑后作出的采矿方法设计。矿块施工设计又称采矿方法单体设计，它是按矿体的

13、实际倾角和厚度所进行的采矿方法设计。矿块施工设计是矿山采矿技术人员的一项经常性技术工作，是完成矿山产量任务的重要技术保证。一、 矿块施工设计的任务1. 确定采矿方法矿块布置方式，矿块构成要素，矿块采准、切割与回采工作的进行方法。2. 确定采准、切割巷道的数目、类型、断面尺寸、支护方法及其空间配置。3. 确定矿块的落矿方式与方法，进行凿岩爆破设计。4. 计算采准、切割工程量和采准比，矿石损失、贫化，采矿直接成本等技术经济指标。二、 矿块施工设计的内容（1） 通过计算机选择采矿方法。（2） 将设计说明书中的全部表格，用计算机打印出来。第二章 采矿方法选择一、 矿体倾斜角分类采矿设计手册、采矿手册及

14、金属矿床地下开采教材对矿体倾角分类情况列于表2-1中。表 2-1 矿体倾角分类表序号矿体倾角类别矿体倾角范围 采矿设计手册采矿手册金属矿床地下开采教材1水平和微倾斜矿床0305052缓倾斜矿床3305305303倾斜矿床3050305530554急倾斜矿床505555二、 矿体厚度分类矿体厚度分类如表2-2所示。 表2-2 矿体厚度分类表 序号矿体厚度类别 矿体厚度范围 ( m )采矿设计手册采矿手册金属矿床地下开采教材1极薄矿脉0.8 0.8 50 40 50三、 矿岩允许暴露面积矿岩允许暴露面积如表2-3所示。表2-3 矿岩稳固性分类表序号允许暴露面积类 别允许暴露面积范围 （ m2）采矿

15、设计手册采矿手册金属矿床地下开采教材1极不稳定矿床顶板不允许暴露不允许有任何暴露要求及时支护不允许暴露，需超前支护2不稳定矿床10m2长时间暴露仍需支护50m250m23中等稳定矿床200m2200250m250200m24稳定矿床500m21000m21000m2800m2四、 阶段矿房法允许暴露面积阶段矿房法允许暴露面积见表2-4。 表2-4 国内金属矿山阶段矿房法矿岩允许暴露面积岩体暴露位置 矿岩稳定程度矿岩均稳定矿石很稳固岩石稳固岩石均很稳固上盘岩石150020002000250025005000矿石顶板800800100015001800五、 采矿方法选择参考表根据矿岩稳固性、矿体厚

16、度和倾角，可能采用的采矿方法，可参考表2-5选取。根据矿岩稳固性、矿体厚度和倾角，可能采用的采矿方法。表2-5 采矿方法分类矿体倾角矿体厚度 矿 体 稳 固 性矿石稳固围岩稳固矿石稳固围岩不稳固矿石不稳固围岩稳固矿石不稳固围岩不稳固缓倾斜薄、极薄全面法、房柱法单层崩落法，垂直分条充填法垂直分条充填法，全面法，单层崩落法垂直分条充填法，单层崩落法中厚分段矿房法、房柱法、全面法分段阶段矿房法，分层崩落法，有底柱分段崩落法，分层充填法，锚杆房柱法分段矿房法，上向进路充填法，垂直分条充填法有底柱分段崩落法，分层崩落法，垂直分条充填法厚和极厚阶段矿房法，分段、阶段崩落法，上向分层充填法分段、阶段崩落法，

17、上向分层充填法上向进路充填法，分段崩落法，阶段崩落法分段、阶段崩落法，分层崩落法，下向充填法，上向进路充填法倾斜薄、极薄全面法，房柱法垂直分条充填法，上向分层充填法，单层崩落法上向进路充填法，分段矿房法，分段崩落法，全面法分层崩落法，上向进路充填法，下向分层充填法，分段崩落法中厚分段矿房法有底柱分段崩落法，上向分层充填法上向进路充填法，分段矿房法，有底柱分段崩落法有底柱分段崩落法，下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法厚和极厚阶段矿房法，分段矿房法分段、阶段崩落法，上向分层充填法上向进路充填法，分段矿房法，分段、阶段崩落法，下向分层充填法分层崩落法，上向进路充填法，下向分层充填法，分段、阶

18、段崩落法急倾斜极薄削壁充填法，留矿法削壁充填法上向进路充填法，下向分层充填法下向分层充填法，上向进路充填法薄留矿法，分段、阶段矿房法上向分层充填法，分层崩落法，分段崩落法上向进路充填法，分层崩落法，分段崩落法，分段矿房法上向进路充填法，下向分层充填法，分层崩落法，分段崩落法中厚分段矿房法，阶段矿房法，分段崩落法分段矿房法，上向分层充填法，分段崩落法上向进路充填法，下向分层充填法，分层崩落法，分段崩落法，分段矿房法下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法，分段、阶段崩落法厚和极厚阶段矿房法，分段、阶段崩落法分段矿房法，分段、阶段崩落法，上向分层充填法上向进路充填法，下向分层充填法，分层崩落法，

19、分段，阶段崩落法分段，阶段崩落法，下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法 第三章 采矿方法设计的基本原则及要求1、采准巷道布置原则1.布置采准巷道要考虑矿体倾角和厚度的变化，以满足顺利放矿和凿岩落矿的要求。2.要考虑矿体的地质构造和矿石与围岩的物理力学性质，所有巷道应尽量避开断层，实在避不开时，也应尽可能使巷道直交或斜交断层。3.采准巷道的布置要考虑矿石损失和贫化的合理性。4.凿岩巷道的布置和数目应以所采用的凿岩机的有效工作深度为依据。常用的集中凿岩机的凿岩深度见表3-1.5.布置采准巷道要保证工作人员的安全和良好的通风条件。2、采准、切割巷道的规格确定原则采准、切割巷道的规格主要根据其用

20、途和采、装、运设备的规格来确定，同时还应满足通风的要求。 表3-1 常用气动凿岩设备钻孔深度 序号凿岩机型号最大凿岩深度（m）有效凿岩深度（m）备注1234YT-267655YSP-44YSP-4555543 333向上孔向上孔5678YG-40YGZ-90YG-80BBC-120F1530203012201820钻孔0-90090钻孔0-90910YQ-100AKQG-165型40503030钻凿角0-360向上孔，向下孔横向45【注】表3-1中有效凿岩深度供课程设计中参考，一般情况下，凿岩深度超过有效深度后，凿岩速度降低明显。1.运输巷道主要根据运输设备的外形尺寸，支护形式，架设高度，安全

21、间隙，人行道宽度，轨道的敷设要求等因素决定。2.凿岩巷道及凿岩硐室根据凿岩设备的外形尺寸及工作尺寸确定。常用的凿岩设备及它所要求的凿岩巷道及硐室规格见表3-2。 表3-2 凿岩巷道及凿岩硐室规格 凿岩设备型号长（米）宽（米）高（米）YG-40型FJZ-25型支架2.22.52.501-38型凿岩机配雪橇式圆盘支架2.32.5YGZ-80型配雪橇式圆盘支架2.32.5YQ-100A型凿岩机（钻水平及向下孔）3.53.52.53.2YSP-452.22.2YG-80配台架2.82.8YG-80配台架3.03.0YQ-1003.2（上向孔）3.2（向上孔）3.2-3.5（水平孔）2.5（水平孔）TJ

22、25钻架（作业范围360环形）2.532.53FJY27B（作业范围360环形）2.5-32.5-33.切割天井对于崩落采矿法，切割天井式作为用深孔开辟切割槽时的自由面，故宽度较大。常用的切割天井规格为：2.5-3m，断面规格为：（1.82.0）mx （2.53.0）m。4.采场溜井采场溜井的倾角应大于60度，只有短流经才允许稍小一些，但也应大于55。溜井的直径或方溜井的短边长度为：D=(5-8)d式中：D-圆溜井直径或方溜井的短边长度；d -最大块度尺寸。溜井的下口，即接近运输巷道处，一般应开凿长约3m，倾角约45的倾斜巷道，以免因矿石冲击砸坏闸门。5.通风天井一般是根据风量、风速和掘进工艺

23、确定。低于15m/s的风井，其断面一般为1.52.0m2；大于15m/s的风井，断面一般为1.52.5m2。6.电耙巷道及电耙巷道底部结构。电耙巷道底部结构的主要参数有：底部结构的高度，电耙道间距，电耙道及斗穿和斗颈的规格，电耙道的长度，漏斗间距等。（1）采矿方法为崩落法时，由于是在覆岩下放矿，故要求漏斗与堑沟的坡面角一般为6070。非崩落法时，漏斗坡面角一般为45。（2）漏斗间距一般为5-7m，视矿岩稳固性及放矿要求而定。（3）电耙道断面尺寸取决于电耙道中运行的耙斗规格，电耙道的结构形式及放矿对耙道的要求等因素。电耙道高度一般为2-2.5m，宽为耙斗宽度的2.22.3倍。耙斗宽度与耙道宽度的

24、关系尺寸见表3-3。表3-3 电耙道宽度与耙斗宽度的关系尺寸 电耙绞车功率（瓦）耙斗容积（米3）耙斗宽度（米）电耙巷道宽度（米)14200.21.022.228(30)0.31.12.22.545550.50.61.252.53.0斗穿和斗颈断面尺寸通常为1.81.8m22.52.5m2，其最小断面尺寸应大于要求矿石块度的3倍，并应考虑施工的方便性。最大断面尺寸视底部结构的稳定性而定。斗颈轴线与电耙道中心线距离一般为2.54.0m，其距离主要决定于斗穿高度，松散矿岩的自然安息角和电耙道要求的矿石堆积宽度。较大的中心距可提高桃形矿柱的稳固性，故矿岩稳固性差时，可适当加大中心距。从电耙道的工作条件考虑，一般要求电耙道中松散矿石的堆积宽度为: 式中：b-电耙道中松散矿岩