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范文一：金属矿地下开采课程论文
内蒙古科技大学
本科生课程设计说明书
题 目:炭窑口硫铁矿矿体16号矿块设计
学生姓名:时浩
学 号:0972146326
专 业:采矿工程
班 级:采矿09-4班
指导教师:刘树新
目录
第一章 矿井概况........................................................3 一、矿井地形、地貌、地物及其对开采的影响...............................3
二、矿井开拓方式及主要井巷的布置形式...................................8 三、矿井通风方法、主扇工作方式及通风系统情况...........................12
四、矿井提升运输系统及主要设备配备情况.................................13 五、矿井工作制度.......................................................13 第二章 开采技术件......................................................14 一、块边界、位置及与相邻矿块的关系.....................................14 二、矿体地质条件.......................................................15 三、技术经济条件.......................................................17 四、矿块储量计算.......................................................17 第三章 采矿方法的选择..................................................17 一、采矿方法的技术分析.................................. ..............17 二、采矿方法的经济分析.................................................18 第四章 采矿方法方案设计................................................20 一、矿块结构及参数.....................................................20 二、采准工作...........................................................21 三、切割工作...........................................................21 四、回采工作...........................................................21 第五章 安全............................................................25 一、安全规程...........................................................25 1、安全技术措施........................................................26 2、安全操作规程........................................................27 4、矿山安全避险规定....................................................31 参考文献...............................................................32
第一章 矿井概况
一、矿井地形、地貌、地物及其对开采的影响。
1.1矿区位置及交通情况
炭窑口矿区位于狼山南破，属内蒙古自治区巴彦卓尔盟潮格旗管辖，但矿区距杭锦后旗府陕坝镇北西29Km，而陕坝镇位于包兰铁路之临河车站北西32Km，均有公路可通汽车，交通方便。
oo矿区地理坐标:东经10647’，北纬4058’。
1.2区域地质概况
本区大地构造单元属内蒙台背斜，西北略跨内蒙海西褶皱带。内蒙台背斜在狼山中段，为一巨型扇形复背斜，炭窑口多金属矿区位于狼山扇形复背斜的南。
1.2.1.地层
(一)、太古代(Ar)
太古代五台系分布于西狼山——包格太庙——玻璃店一带，组成狼山于岭。主要由黑云母斜长片麻岩，角闪斜长片麻岩及混合岩组成;伟晶岩脉。角闪岩脉强烈注入，并剧烈褶皱，物质成分变化很大，难以辨认和恢复原岩面貌，为一套极为复杂的深变质岩系。在伟晶岩中产铌、钼等矿。
(二)、元古代(Pt)
元古代狼山群分布于狼山南北两侧，组成狼山扇形复背斜两翼，北翼较南翼出露广，根据较清楚的产状、层序及岩相特征，划分为五个组，南翼缺第五组、北翼缺第一组。
1.片岩、片麻岩组(L):分布于东升庙与炭窑口两地。下部为麻岩，上部为片岩，该1
层出露厚4 0 0 米，未全面出露地表。
2.千枚岩、板岩、灰岩组(L):分布于霍各乞、东升庙、炭窑口。本组由千枚岩、片2
岩、灰岩、板岩组成。在各地岩相、厚度变化较大，在霍各乞除千枚岩、片岩、灰岩、板岩外，还有条带状石英岩，为富铜矿的含矿层。本组厚度变化很大，在炭窑口厚的9 4 0米，在霍各乞厚的1 5 8 5米，在东升庙厚约5 1 5米。与L为整合接触。 1
3.石英岩、片岩组(L3):在炭窑口、东升庙、霍各乞均有出露。本组岩相、厚度变化均比较稳定。下部为云母石英片岩、片状石英岩，上部为薄层——厚层石英岩，物质成分较单一，各地厚度较相近，厚约5 0 0米，L2为整合接触。
4.千枚岩、片岩组(L4):分布于赛年仑之南阿拉企图散炭窑口北部。以石英片岩为
主，其中夹包板岩、灰岩、千枚岩、黑色石英岩。本组含矿较为普通。厚3 5 0 0米，与L3为整合接触。
5.灰黑色千枚状片岩组(L5):霍各乞之南亨格利图一带。主要为一套灰黑色含炭的千枚状片岩，其中夹有少量板岩、灰岩及黑色石英岩。本组也有零星矿化。厚大于,,,米。与L4为整合接触。
(三)、石炭二叠系(Cp)
石炭二叠系(Cp)零星分布于大坝口、石炭口。下部为砾岩，中部为黑色砂页岩及
黑色页岩，上部为石灰岩，石灰岩与花岗岩接触，受热力影响成为大理岩，砾岩、
砂岩、页岩未变质。
上石炭系仅分布于本区西北之海西褶皱带内。由下面上为红色碎屑岩、灰岩、砂岩夹灰岩、砂砾岩。岩石大部轻微变质，岩相变化不大，表现了沉积特征。 1.2.2火成岩
本区火成岩出露广泛，特别是海西期花岗岩分布在广大地区内。
11.第一期片麻状花岗岩(r ):分布于东部的乌兰胡特格以北及西部的宝格太庙一带，4
呈岩基产出。
,2.第二期黑云母花岗岩(r ):呈岩基及不规则状产出，分布较广。 4
33.第三期红色粗粒花岗岩(r ):呈不规则状产出在炭窑口附近及霍各乞之北。 4
角闪岩、辉长岩、闪长岩、石英斑岩、石英闪长玢岩、花岗闪长岩、伟晶岩、石英脉等了;呈脉状侵入于新老地层中，均属海西期产物。分布于宝格太庙——好力更山一带的伟晶岩中产铍、铌、钼等矿。分布于别力盖庙——橄长岩中产铜镍矿，分布于狼山及五台系中的石英脉有黄铜矿化。
分布于东部的乌兰胡特格附近及北部坦克山。在坦克山的玄武岩为黑色细粒状;主要矿物为长石、辉石、磁铁矿等，磁性很强。在乌兰胡特格附近的玄武岩，为灰黑——暗紫色，具气孔状、杏仁状构造，在气孔中充填有方解石。属喜马拉雅期产物。 1.2.3、构造
本区大地构造，其形态为以五台系为轴部的扇形复背斜，轴向为北东——南西，北翼向北倒转，南翼向南倒转。北翼由狼山(L)组成，南翼除狼山(L)外，还有石炭二叠系(cp)，侏罗系(J)，白垩系，第三系等地层。
山前大断层为正断层。狼山南缘突然下降为河套平原，高山与平原界限截然，成正断
00层接触，断层延长数十公里之区外，走向为南西，倾向为南东，倾角50,70，断层时期为第三纪——第四纪初本区次级构造形态，在各系、地层中表现有所不同，但其构造形态
仍受狼山扇形复背斜控制。
1.在狼山中，狼山复背斜北翼霍各乞一带，呈较为舒缓的复式北向斜构造，轴向为北东南西。同时具有强烈的旋卷式反S型构造，其对矿床有一定影响，如霍各乞铜多金属矿区一号矿床的中部，由于反S型构造的影响，使之在走向上褶皱重叠，断层不明显。
狼山复背斜南翼的狼山，在炭窑口及东升庙两地构造形态表现有所不同。在炭窑口以断层为最发育，其中以走向逆断层占优势，走向与岩层走向一致，为北东——南西，其对矿床有所破坏。横断层次之，其对矿也有一定影响。
2.在侏罗系中，表现为平缓的褶皱构造，并有小型逆掩断层。
3.在白垩系中，表现为相当平缓的单斜构造，小型断层也很发育。
4.本区矿产丰富，分布广泛。根据矿床的空间分布规律及成矿特征，划分如下矿带:
(1)、前狼山矿带:分布于南部东升庙——炭窑口一带，主要为沉积变质多金属矿床，硫铁矿也相当丰富，这类矿床还伴有钴、银等元素，赋存在狼山第二组(L)中，在炭窑2口北部的狼山第四组中也有所分布。以铜、铅、锌、硫具工业价值，规模大，品位富，东升庙的远景极大。
(2)、霍各乞矿带:分布于北部的温都尔哈拉——霍各乞——那论宝拉格一带，主要为沉积变质多金属矿床，这类矿床伴生有钴、银、镓、锗、铟、镉、金等元素。规模大，品位富，赋存于狼山第二组(L)中，以铜、铅锌、铁具工业价值。其次尚有热液型铅锌2
矿及含铜石英脉。
(3)、欧巴拉格矿带:分布于本区西北的善代庙——欧巴拉格一带，属内蒙海西褶皱带，矿化类型为沿裂隙充填的铜多金属矿脉，含铜石英脉及含铜砂岩。赋存于上石炭系(C)3中，规模不清，目前所知尚小，为有望矿点。
(4)、宝格太庙——好力更山含铍、铌、钽的伟晶岩带。赋存于五台系及花岗岩中的伟晶岩中，规模尚不太清楚。
(5)、修铁——阿拉企图敖包矿化带，多以石英脉或沿裂隙充填之铜、铅、锌矿脉出现。赋存于狼山第四组(L)中，矿化普遍，目前所知，规模尚小，需待进一步工作。 4
除以上所分五个矿带(矿化带)外，在本区大片分布的五台系(Ar)_狼山(L)的各类岩层中，普遍分布着小型含铜石英脉，不具工业价值。
同时在五台(Ar)与狼山(L)南接触带，即在别力盖庙至三贵沟等地。有基性岩体分布，并在别力盖庙的辉长——橄长岩中见有铜、镍矿床，有待进一步评价。
分布在别力盖庙——白石头沟间的石炭——二叠纪的大理岩已被地方开采，作为加工的水泥原料。
1.3矿区地质
炭窑口矿区位于狼山扇形复背斜的南翼，以狼山地形分布最广，其岩性及其产状对矿床有直接控制作用，故详述如下，其他地层在此不再论述。
狼山地层为一套浅海相地槽型沉积，经区域变质而成为石英岩、云母片岩、千枚状片岩、炭质板岩和石灰岩等地层，组成了矿区内主要地层，总厚度大于3 4 0 0 米，根据矿区内实际出露情况，共分为四组。
1.3.1地层
第一组(Pt)为片岩片麻岩组，分布于矿区南部背斜轴部一带，未全部凹露地表，下1
部为花岗质混合岩，中部为黑云母石英片岩，上部为缘泥石石英片岩，二云母石英片岩。岩性变化较大，局部夹有变粒岩和绢云母石英片岩。本组有明显的花岗质混合作用，故形成眼球状、块状及条带状构造为其特征。该组未全部出露地表，厚度大于350米
第二组(Pt):为片岩夹有石灰岩、炭质板岩，该组在本区发育较好，为本区含矿岩2
层，一、三、五、六号矿床分布于其中。共分四个亚组，总厚度大于9 0 0 米。
第三组(Pt)为石英岩:位于矿区中部，以厚层石英岩为主，并夹有薄层的千枚状片3
岩。在石英中有波痕。该组厚大于300,500米。
第四组(Pt):分布于矿区北部，上部岩石因花岗岩闪长岩侵入而产生混合作用。分4
两个亚组，总厚大于300米。
1第一亚组(Pt):下部为黑云母石英片岩、炭质板岩互层带，即十号矿床;上部为千4
枚状片岩、石英岩、二云母石英片岩，以二云母石英片岩为主，由于花岗闪长岩的侵入而形成六面积的混合岩。该组厚400米。
2第二亚组(Pt):下部为千枚状片岩，因混合作用仅在九号矿床底板局部出露;中部4
为石灰岩炭质板岩互层带，即九号矿床;上部岩石因混合作用而全部形成混合岩。
3第三亚组(Pt):本组下部岩层(六号矿床底板)因受F断层影响未出露地表;中部210
为白云质灰岩与炭质板岩互层带，即六号矿床;上部以二云母石英片岩为主，并夹有变粒岩，在六号顶板至变粒岩间夹一层紫云母石英片岩，该层虽厚度变化大，但沿走向或倾斜稳定，我们将紫云母石英片岩和变粒岩合称为该组特征层。该组厚度大于4 2 0米。
4第四亚组(Pt):为千枚状片岩，由千枚状片岩和炭质千枚状片岩组成，并夹有薄层2
状或透镜状泥灰岩，在泥灰岩中见有星散的晶形完好的黄铁矿，该组厚7 0 米。 1.3.2构造与矿床的关系
一、褶皱构造
由于矿床分布受地层岩性控制明显，故矿区褶皱构造对矿床有一定影响。
矿区为一向东的倒转背斜构造，背斜南翼发生倒转，其南翼因受山前断层带的影响和被侏罗,白垩系地层复盖矿床全部出露地表。现已发现的矿床分布在背斜的北翼，岩层走
0 向N 70E ，但在矿区西部因受断层的影响，地段向南东倾斜，但到深部仍向北西倾斜。石炭系，侏罗,白垩系地层，在本区分布较小多为倾斜岩层。
二、断层构造
其特点呈带状分布，沿走向有分枝复合现象，沿倾向的呈叠瓦式构造，多为高角度逆冲断层及正断层;不同时代的断裂构造，常表现为明显的继承性。我们仅由矿床内部观察，在三号矿床底板Cu?s_1矿体中见有少量的片岩角砾，在灰岩中可见到炭质板岩的角砾;同时在矿体中普遍见到黄铁矿，闪锌矿呈细脉状，条带状，一般分布在铁状矿石的两侧，在块状矿岩中见有石灰岩及炭质板岩的残留。这些现象表明具有破碎和断线构造，对矿床再造起着重要作用。
1.3.3矿床分布及其认识
矿区发现有六个矿床，分别分布在狼山地层中，第二组和第四组内，故形成了南北两个矿带，另外有两个矿化点，即杨贵口矿化点和石炭口矿化点。
南矿带分南北两个含矿层，南层东段为一号矿床，西段为五号矿床;北含矿层为三号矿床和六号矿床。南北矿层间由片岩相隔，相距300米，东西延长4000米。
北矿带也分南北两层，北层为九号矿床，南层为十号矿床，全长6000米，东延至杨贵口一带(即杨贵口矿化点)，被侏罗,白垩系地层覆盖，又被F破坏，西延被花岗岩破7
坏，至石炭口又有出露。
1.3.4矿床地质特征
三号矿床赋存在南部矿带的北层中，全长3400米，由于矿床的产状及矿石物质成分在东西两段有显著的差异(东段为铜、锌、硫矿床，西段为铜、锌矿床)，本报告仅叙述东段。
00三号矿床东段(20,15线间)长1750米，平均厚44米，走向70东倾向北西倾角15。 一、矿床顶底板围岩
0(1)顶板:三号矿床顶板为一走向北70东，倾向北西，倾角东端稍陡，西端稍缓于矿东的走向逆倾斜断层——即F、F。 1015
2线以西:该断层倾角稍缓于矿床，故在1000米标高以上矿床均直接与断层接触，破碎带厚度一般在1,2米，个别工程见有10,15米，当破碎带不发育时，则矿床呈方解——绿泥片岩接触。在1000米标高以下矿床与顶板千枚状片岩接触，千枚状片岩为会黑色，
主要由石英及泥岩组成，具千枚状构造。
2线以东:矿床北叉顶板F及南叉顶板的F，其倾角稍陡于矿床，矿床直接于断层接1015
触，破碎带厚1,2米，特别是F断层在5,9线间，倾角最大，破碎带不发育，仅厚3,15
5厘米的绿泥石带，而矿床与二云母石英片岩接触。
(2)底板矽质千枚状片岩:岩石呈灰黑色，主要由石英及石英质小砾石、长石、绢云母、黑云母、缘泥石、缘帘石、假象褐铁矿及少量的炭质组成。具花岗鳞片变晶结构或鳞片变晶结构，粒度一般较大，有时为炭质板岩。炭质千枚状片岩及炭质泥灰岩等，或组成互层带。
整个岩性由西向东，由浅向深炭质逐渐减少，而钙质逐渐增高，厚度逐渐变薄，该层含矿性不好，仅在该层下部与重晶石灰岩的接触处，圈定有Zn?S-9矿体。 二、含矿层的划分及其变化
三号矿床中受岩质控制极为明显，不同的矿体分别赋存于一定的品位中，因此含矿层各有不同的厚度及变化情况对矿体的厚度变化起着间接控制作用，根据含矿层内主要岩石、矿物的含量变化曲线，加以对比结合，将含矿层划分为五层。
1.3.5矿床水文地质条件
炭窑口三号矿床水文地质工作以前基本上未开展，本次依据设计部门的要求，重点是了解三号矿床东段的水文地质条件;炭窑口沟谷对矿床的充水性。两年来完成的工作量见下表1-1。
表1-1矿床水文地质条件表
工 程 项 目 工 程 量 备 注
钻 探 621.02 (米) 4个孔
抽水试验 10 (点) 4个孔
坑道测绘 1215 (米)
动态观测 10 (点)
水样采取 12 (个)
岩石力学采样 11 (个)
二、矿井开拓方式及主要井巷的布置形式。
2.1开拓方案的选择
2.1.1矿场开拓方案确定需要考虑的问题
井田开拓是指在井田范围内，为了采矿从地面向地下开拓一系列巷道进入矿层，从而建立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的井下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。矿床开拓设计是研究确定由矿井地面进入矿体通达地下开采区的主要井巷布置和开掘工程。它要保证矿井生产时开采、掘进、运输、提升、通风安全、排水和动力供应等各系统能正常高效的运行。合理的开拓方式，需要对技术可行的几种开拓方案进行技术经济比较，才能确定。
矿床开拓主要研究如何布置开拓巷道等问题，具体有下列几个问题需认真研究:
(1)确定井筒的形式、数目和配置，合理选择井筒及工业场地的位置;
(2)合理确定开采水平的数目和位置;
(3)布置大巷及井底车场;
(4)确定矿井开采顺序，做好开采水平的接替;
(5)进行矿井开拓延深、深部开拓及技术改造;
(5)合理确定矿井通风、运输及供电系统。
2.1.2矿床开拓方案选择的基本要求及影响因素
1、矿床开拓方案选择的基本要求:
?确保安全生产、创造良好的劳动卫生条件，建立完善的通风、提升、运输、排水等矿山服务系统;
?技术可靠，满足矿山生产能力的要求，以保证矿山企业的均衡生产并能顾及到矿山发展远景;
?基建工程量少，投资省，经济效益好;
?不留和少留保安矿柱，以减少矿石损失;
?地表总平面布置应不占或少占农田。
2、影响开拓方案井巷类型选择的主要因素:
?地表地形是确定井巷开拓的重要条件。
?一般情况下，矿体倾角为15?到75?则可采用斜井或竖井开拓;倾角在20?到50?的矿床大多采用斜井开拓。
?矿体倾角、厚度、埋藏深度等决定矿山开采深度和岩石移动范围，进而影响地表建筑物的布置范围及主要开拓巷道的位置;矿区构造应力场方向、大小，直接影响主要开拓
井巷的布置和阶段的划分。
?矿床开采深度对选择开拓井巷的类型具有一定的影响。
?矿床规模。通常是决定矿山生产能力的重要因素，而生产能力又决定着开拓井巷的类型及提升设备的选型。
?岩体的物理力学性质是决定井巷类型、掘进方法和井巷支护方法的重要因素。岩体稳定时，采用竖井，斜井，斜坡道均可;岩体不稳定时，竖井掘进及维护较斜井、斜坡道简单。
?矿山地表工业场地总平面布置与开拓方案有密切关系，通常是地表总图布置与主要井巷位置统筹考虑，以求合理布局。
2.2方案初选
考虑到矿床开拓方案选择的基本要求及影响开拓方案井巷类型选择的主要因素，结合本矿体实际情况:
(1)炭窑口多金属矿区位于狼山扇形复背斜的南部
(2)本区大地构造单元属内蒙台背斜，西北略跨内蒙海西褶皱带
(3)矿体埋藏厚4米，倾角70?
(4)矿体走向长500米
竖井开拓的使用条件:当矿体赋存地面工业场地标高以下，矿体倾角〉45?的矿体，且其赋存条件适应时，可采用明竖井开拓。
最后确定的开拓方案:明竖井开拓，主井布置在矿体下盘。
2.3矿床开采顺序
2.3.1 阶段开采顺序
为了缩短矿山基建年限，提高矿山投产速度，采用下行式开采，单阶段回采。
下行式开采的优点是:可以节省初期投资，缩短基定时间 ;在逐步向下的开采过程中，能进一步探清深部矿体，避免浪费;生产安全条件好;适用的采矿方法范围广。 2.3.2 阶段中矿块开采顺序
由于设计的矿床为硫铁矿多金属矿床，因此阶段中矿块的开采顺序采用后退式开采。当一条阶段运输平巷掘进完成后，由矿体边界向主井依次回采各个矿块。
后退式开采的优点:巷道维护工作少，采准矿量多，并有利于生产探矿工程提前安排。后退式开采的优点:阶段准备时间长。
2.3.3 相邻矿体开采顺序
一个矿床如果有许多彼此相距很近的矿体，那么在开采其中一个矿体时，将会影响邻近的矿体。在这种情况下，确定合理的开采顺序，对于生产的安全和资源的回收都有很重要的意义。
由于该矿体倾角(75?)大于围岩的移动角(上盘75?，下盘65?)，应当因而采取从上盘向下盘推进的开采顺序。
2.4开拓巷道的位置、断面形状与规格
2.4.1主要开拓巷道布置应考虑的因素
选择主要开拓巷道位置的基本准则是:基建与生产费用最小，尽可能不留保安矿柱，有方便和足够的工业场地，掘进条件良好等。
在具体选择时应考虑以下因素:
(1)矿区地形，地质构造和矿体埋藏条件;
(2)矿井生产能力及井巷服务年限;
(3)矿床的勘探程度;
(4)矿山岩石性质及水文地质条件;
(5)井巷位置应考虑地表和地下运输联系方便，应使运输功最小，开拓工程量最小;
(6)应保证井巷出口位置及有关构筑物不受山坡滑石，山崩和雪崩等危害;
(7)井巷出口的标高应在历年最高洪水位以上3m，以免被洪水淹没;
(8)井筒(或平硐)位置应避免压矿，尽量位于岩层移动带以外，距地面移动界线的最小距离应大于20m，否则应留保安矿柱;
(9)井巷出口应有足够的工业场地，以便布置各种建筑物，调车场，堆放场等;
(10)改进或扩建矿山应考虑原有井巷和有关建筑物，构筑物等的充分利用。 2.4.2主井、副井、风井
主井担负全矿井的矿石提升。井筒净直径4.0m，井筒净断面积12.56m?，井筒掘进面积16.62 m?。井筒支护:混凝土支护，支护厚度为300 mm。
副井担负全矿井人员、材料、设备和矸石的提升任务，为矿井的主要进风井。副井井筒净直径为4.0 m，井筒净断面积12.56m?，井筒掘进面积16.62 m?。井筒支护:混凝土支护，支护厚度为300 mm。
风井位于矿山边界带下盘，考虑到矿井发生火灾时确保人员的安全撤出，在风井井筒
内安装了梯字间，并备有安全出口。圆形断面，井筒净直径2.4 m，净断面4.52 m?，井筒掘进面积7.07m?。井筒支护:混凝土支护，支护厚度为300 mm。
2.4.3井底车场
井底车场是由若干连接和环绕井筒的巷道及辅助硐室所组成，是地下运输的枢纽站。它连接着井下运输与井筒提升。主要作用是提升矿石、废石和下放材料，此外，也为升降人员、排水及通风等工作服务。同时，地下主要硐室如水泵房、变电所、电机车库、机修站等多设置在井底车场附近。
影响井底车场形式选择的因素:
(1)矿井生产能力的大小直接影响提升井筒的数目、提升容器的类型以及井底车场的矿车运输系统。
(2)矿井的开拓方式。
(3)主要运输平巷的运输方式和调车方式。
(4)运输设备的类型和井口机械化和自动化的程度。
(5)主要硐室的位置，防水门、自动风门的不知要求。
(6)井底车场所处位置的工程地质及水文地质情况。
综合以上各因素，最终确立井底车场的形式为尽头式井底车场。
2.4.4阶段运输巷道
满足运输能力的要求;安全、通风和防氡的要求;掘进和维护费用少;按采矿方法、采场结构、采准布置、采场出矿能力等要求进行阶段运输巷道布置;考虑矿山的运输设备类型、技术规格、外形尺寸等进行巷道断面和转弯半径设计;矿体的厚度和矿石、围岩的稳固性;其他技术要求。
三、矿井通风方法、主扇工作方式及通风系统情况。
因为矿体赋存于地表工业场地标高以下，且为急倾斜矿体，所以采用下盘立井开拓，下盘立井井筒在矿体底板中。主井与副井采用集中布置，风井采用中央并列式布置，采用垂直式溜井，阶段运输巷道为单一沿脉布置形式。
四、矿井提升运输系统及主要设备配备情况。
4.1矿山运输水平
通过所给资料知道矿山的储量及年产量都比较低，采用单罐笼提升设备，采用分散运输水平。
4.2地下运输方式选择
根据本矿山矿床的赋存条件、开拓系统、采矿方法、开采规模及与生产服务年限，以及运输设备的发展现状及企业的管理水平等，该矿山采用轨道运输方式。轨道运输可采用计算机控制管理，实现运输自动化措施，劳动条件改善，人员明显减少，运输效率提高，给矿山带来良好的经济效益。选择轨道运输方式做到了技术上先进可靠、经济上合理有利、运转安全、管理方便、能耗小、投资省。
4.3主要运输设备选择
(1)设备选型原则
1)必须考虑矿井开拓系统状况，并与运输系统统一规划，注意上下运输环节能力的配套，以及局部运输与总体运输的统一;
2)必须使上下两个运输环节设备能力基本一致，设计时应合理的选择生产不均匀系数和设备能力的配套系数;为缓和上下两个运输环节的生产不均匀性或不连续性，要采取一些缓冲措施，如设置矿仓或储车线等;
3)必须注意尽量减少运输转载的次数;
4)必须使设备的运输、安装和检修方便，并应考虑输送设备对通风、供电的要求是否合理，电压等级是否相符合等;
5)必须在决定主要运输的同时，统一考虑辅助运输是否合理经济等。
(2)机车的选择
根据矿山的年采矿量，矿床开采技术条件等，架线式电机车比较适合该矿山。
架线式电机车结构简单、维护容易、用电效率高、运输费用低等特点。
该矿山采用的电机车型号为:ZK10/550型，轨距为600mm，架线电机车的长为4500mm，宽为1060mm，司机室高为1550mm 。
五、矿井工作制度。
5.1矿井工作制度
年工作日270天，井下每天4班，每班6小时;井上每日工作3个班，每班8个小时。
第二章 开采技术条件
一、 块边界、位置及相邻矿块的关系
三号矿床赋存在南部矿床的北层中，全长3400米。由于矿床的产状及矿石物质成分在东西两段有显著的差异(东段为铜、锌、硫矿床，西段为铜、锌矿床)。
0三号矿床东段(20,15线间)长1750米，平均厚4米，走向70东、倾向北西、倾角015。
1.1矿床顶底板围岩
0(1)顶板:三号矿床顶板为一走向北70东，倾向北西，倾角东端稍陡，西端稍缓于矿东的走向逆倾斜断层——即F、F。 1015
2线以西:该断层倾角稍缓于矿床，故在1000米标高以上矿床均直接与断层接触，破碎带厚度一般在1,2米，个别工程见有10,15米，当破碎带不发育时，则矿床呈方解——绿泥片岩接触。在1000米标高以下矿床与顶板千枚状片岩接触，千枚状片岩为会黑色，主要由石英及泥岩组成，具千枚状构造。
2线以东:矿床北叉顶板F及南叉顶板的F，其倾角稍陡于矿床，矿床直接于断层接1015
触，破碎带厚1,2米，特别是F断层在5,9线间，倾角最大，破碎带不发育，仅厚3,15
5厘米的绿泥石带，而矿床与二云母石英片岩接触。
(2)底板矽质千枚状片岩:岩石呈灰黑色，主要由石英及石英质小砾石、长石、绢云母、黑云母、缘泥石、缘帘石、假象褐铁矿及少量的炭质组成。具花岗鳞片变晶结构或鳞片变晶结构，粒度一般较大，有时为炭质板岩。炭质千枚状片岩及炭质泥灰岩等，或组成互层带。
第四层，炭质板岩:该层岩性及厚度变化均大，在不同地段分为炭质板岩、泥灰岩、千枚状片岩及互层带等，经光谱半定量分析，CaO,6,8,，MgO,6,10,，AlO8,12,，23SiO,20,30,。同样遭到F断层的破坏，分成东西两段，东段(9,15线间)厚3,5m，215
一般为炭质板岩或灰岩与炭质板岩互层，均已圈定为硫矿体;西段(0,18线间)厚2,8m间，上部多为炭质板岩，个别地段为灰岩与炭质板岩互层，其深部则过度为泥灰岩或炭质灰岩。
整个岩性由西向东，由浅向深炭质逐渐减少，而钙质逐渐增高，厚度逐渐变薄，该层含矿性不好，仅在该层下部与重晶石灰岩的接触处，圈定有Zn?S-9矿体。 1.2含矿层的划分及其变化
三号矿床中受岩质控制极为明显，不同的矿体分别赋存于一定的品位中，因此含矿层各有不同的厚度及变化情况对矿体的厚度变化起着间接控制作用，根据含矿层内主要岩
石、矿物的含量变化曲线，加以对比结合，将含矿层划分为五层。
二、 矿体地质条件
Zn.S-9矿体:赋存在第三与第四接触带附近，分布在2,18线间，长800m,平均厚4m，平均含锌1.97,，含硫17.08,，为第三号矿床之主要锌硫矿体。
矿体呈层状或透镜状，为一半隐伏状矿体，2,12线间矿体出露地表，延伸至1000m标高左右，即发现变薄而尖灭，而14,18线间，矿体均未出露地表，而赋存在1000m标
o高以下，故矿体东西呈半隐伏并向西侧伏的状态，倾伏角15 ，矿体厚度大，平均厚4m。 2.1矿石与围岩的物理性质测定
容重:容重采用小块样品用蜡封法测定的。采取样品时，考虑到了矿石类型和品味的不同。西起18线，东至15线的部分工程中，均采集有小块容重的样品。样品规格一般为4*6*8~6*8*10(cm)。
各类型矿体小块容重测定个数及测定结果:
3(1) 铜硫类型矿体:取样60个，平均容重为4.01吨/m。
3(2) 单铜类型矿体:取样3个，平均容重为3.36吨/m。
3(3) 锌硫类型矿体:取样33个，平均容重为3.77吨/m。
3(4) 富硫类型矿体:取样30个，平均容重为4.19吨/m。
3(5) 贫硫类型矿体:取样26个，平均容重为3.76吨/m。
3(6) 表外硫类型矿体:取样2个，平均容重为3.39吨/m。
2.2矿体的块度
块度及机械分析是结合大体重进行的，在一平方米内布置4~5个炮眼，采用人工打眼的方法，每个炮眼深0.5米。将爆破下来的矿石按一定顺序筛分，块度分为大于20公分、10~20公分、4~10公分、1~4公分和小于1公分五级，最大块度30公分。
按机械分析结果看，硫品味与块度的关系不是很明显，而铜锌品味块度低于1公分者有明显降低现象。
2.3矿岩强度及硬度
本区为层状、片状岩石，裂隙、片理比较发育，力学试验样品不易加工成合乎规格要求的试件，尤其是顶地板围岩。炭质板岩性软，层理薄，采样与加工就更困难了。
表2-1矿体采样表
采样样品重采样方
矿床号 矿体号 日期 量(KG) 法 试验单位 备注 三 Cu?S-1 钻孔矿华北冶金
心四分勘探公司
之一 中心实验
室
一、五、Zn 100 钻孔矿同上
三(西段) 702 心四分
之一和
坑道刻
槽
六、盲 Cu-1 200.5 钻孔矿同上
心四分
之一
三、 技术经济条件
矿体走向长500米，厚4米，倾角70?，矿体产生在断裂带或破碎带中，矿岩均不稳固，矿石品位很高，地表需保护，不允许陷落，年产量30万吨。
四、矿块储量计算。
4.1资源储量估算的工业指标
根据国土资源部2002年12月17日发布的地质矿产行业标准DZ/T 0200—2002《铁、锰、铬矿地质勘查规范》并结合探矿权人的意见，按需选磁铁矿石一般工业指标要求，确定矿区工业指标。
4.2资源储量类型的确定
矿体地表及深部都有工程控制的块段，其工程间距不超过100×100米的勘探网度，资源储量类型为控制的基础储量(122b);(122b)基础储量外推部分以及只有地表探槽工程控制的块段估算推断的内蕴经济资源量(333)。进行设计利用资源量计算时，基础储量(122b)取其100%进行计算，内蕴经济资源量(333)取其80%进行计算。
第三章 采矿方法的选择
一、选择采矿方法的基本要求
(1)安全
(2)矿石贫化小
(3)矿石回收率高
(4)生产效率高
(5)经济效益高
(6)遵守有关法规要求
二、影响采矿方法选择的的主要因素 2.1矿床地质条件
(1)矿石和围岩的物理力学性质。
(2)矿体产状。
(3)矿石品位及价值。
(4)矿体内有用成分的分布及围岩矿物成分。
(5)矿体赋存深度。
(6)矿石和围岩的自然性和结块性。 2.2开采技术经济条件
(1)地表是否允许陷落。
(2)加工部门对矿石质量的技术要求。
(3)技术装备与材料供应。
(4)采矿方法所需要的技术管理水平。 三、采矿方法的技术经济条件分析
(1)硫铁矿多金属矿床，矿体产生在断裂带或破碎带中;
(2)矿体走向长500米，厚4米，倾角70?;
(3)地表需保护，不允许陷落;
(4)矿岩均不稳固;
(5)矿石品位很高;
(6)年产量30万吨。
四、采矿方法的初选
?本次设计范围内矿体的埋藏深度较深，不适合采用露天开采，因此采用地下开采。
?该铁矿体倾角70?属急倾斜中厚矿体，矿石不稳固，围岩不稳固，地表需保护，不允许陷落，矿石品位很高;根据上述开采技术条件可以初步选择采矿方法:分段矿房法、分层崩落法、下向分层胶结充填采矿法。
4.1采矿方法初选技术经济分析
参考类似矿山的技术经济指标，对下列指标进行选取并比较:矿块生产能力，矿石损失贫化指标，劳动生产率，主要材料消耗，采切比，劳动强度，安全程度，工作环境等，通过比较以上指标，删去一些较差和相对较差的采矿方法，在删减的过程中，各采矿方法的优缺点要分清主次，具体矿床具体考虑，最后剩下2~3个难以区别优劣的采矿方法参加下一步的比较。
初步进行简要的技术经济分析，分析指标见下表一:
表一:
评
采 适用条件 优点 缺点 价 矿 方 法
矿石和围岩中等稳固以上使用高效率的无轨装采准工作量大;每
的倾斜和急倾斜厚矿体 运设备，应用时灵活个分段都要掘分段分段矿房法 性大，回采强度高。运输平巷、切割巷
可立即回采矿柱和处道、凿岩平巷等
理采空区
矿石松软破碎，围岩稳固性矿石回收率高，贫化生产效率低，机械
差，矿体厚度大，急倾斜，率低，应用灵活性大，化程度低、劳动强分层崩落法 矿石品位高，价值大，地表作业安全，采准切割度大，木材消耗大
允许崩落 简单 易发火灾，回采工
作面通风条件差
矿体厚度大，矿石围岩极不适用及其复杂不利的劳动强度大，生产方框支架充填采稳定，矿体形态产状复杂，矿山地质 效率低，坑木消耗
矿法 顶板不许崩落，矿石贵重 很大，回采成本高
用于开采矿石很不稳固或矿石损失小(3~5%)，劳动生产率低，成
矿石和围岩均很不稳固，矿保护围岩和地表的可本较高 下向分层采矿法 石品位很高或价值很高的靠性好
有色金属或稀有金属矿体
从分析比较表一中对各种采矿方法的评价可以得出以下结论:首先对于分段矿房使用
条件是矿石和围岩中等稳固以上与已知矿床条件不符合，而且有不少巷道布置在脉外采准切割工程量太大，费用高，矿脉太薄导致劳动生产率降低，并且该法主要对中厚矿体以上有利，故不宜采用。其次对于分段崩落法虽然符合矿石松软破碎，围岩稳固性差，矿体厚度大，急倾斜，矿石品位高，价值大，但是已知条件不允许地表崩落塌陷，故在此也不宜采用。再次对于方框支架充填采矿法适用及其复杂不利的矿山地质，矿体厚度大，矿石围岩极不稳定，矿体形态产状复杂，顶板不许崩落，矿石贵重时采用，但是由于其劳动强度大，生产效率低，坑木消耗很大，回采成本高，无法更好的获取利益，所以也不宜采用。最后下向分层充填法相对以上所述两种方法都具有一些优越性。这种采矿法法适用于复杂的矿山开采条件，如围岩不稳，围岩和矿石都不稳固，以及地表不许崩落而且矿石损失小(3~5%)，保护围岩和地表的可靠性好等优点。它代替分层崩落法可取得良好的经济效果。其实质是:从上往下分层回采和逐层充填，每一分层的回采工作，是在上一层人工假顶的保护下进行的。下向分层充填法按充填材料的不同分为下向分层水力充填采矿法和下向分层胶结充填采矿法，它与下向分层水力充填采矿法的区别在于充填料不同。下向分层水力充填法结构和工艺较复杂，保护围岩和地表的可靠性不如下向胶结充填方案。在矿石价值较高时应用下向分层胶结充填法。它取消了钢筋混凝土底板和钉隔墙。只需在巷道两端构筑混凝土模板，用尾砂胶结充填采空区，简化回采工艺。该法一般用巷道回采。高3~4m,宽度3.5~4m。回采巷道间隔回采，上下相邻分层的回采巷道应互相交错布置。充填工作连续进行，使充填体完整，在5~7天可在相邻进路进行回采。浅孔落矿，电铲出矿。随着矿床开采深度增加，地压加大，下向分层充填法具有广阔的应用前景。考虑到成本问题采用下向分层水力充填法。
五、采矿方法的确定
由上述各方案的比较知，尽管下向分层水力充填采矿法存在工艺复杂，效率低，劳动强度大，但其贫化率低，对于开采贵金属矿脉，在经济上优越;而在安全方面下向分层水力充填采矿法同样也高于其他几种采矿法，因此采矿方法最终选择下向分层水力充填采矿法。
第四章 采矿方法方案设计
一、矿块结构及参数
1.1 阶段高度确定
(1)阶段高度一般为30,60m(常用的是35,45m);
(2)阶段高度过大，在生产中会产生一些困难，如:当矿体厚度不大，而矿体倾角变化大时，会引起架设流矿井的困难;当矿体很厚，出矿量很多时，溜井下部磨损大，维护困难(钢溜井可通过10,15万吨矿石，予制混凝土溜井一般达不到10万吨矿石)。
总之，阶段高度确定直接关系到矿山开拓方式和开采工艺效益，阶段可采矿量与阶段高度成正比，阶段高度的增加可以改善矿床回采的总回收指标，并可降低开拓、采准和回采矿柱的超额费用所摊到每吨矿石上的数额，并可使阶段回采时间增长，为新阶段的建立赢得了时间，但阶段高度太高也会使采矿技术发生困难，会使天井掘进、提升、排水等费用相应增大，故确定阶段高度最核心的内容是矿山企业的经济效益。据我国矿山统计实际资料，开采倾斜到极倾斜矿床时，阶段高度常采用40,60m，本设计考虑到矿区开拓系统和采矿技术条件，阶段高度确定为40m。
1.1.1采矿方法的结构参数
(1)矿块布置:矿块沿走向布置;
(2)阶段高度:40m;
(3)分层高度:2.9m;
(4)矿块的长度和宽度:长50m，宽等于矿体的水平厚度4m;
(5)不留顶柱、底柱和间柱;
(6)底部结构:采用溜井自重放矿底部结构。
二、采准工作
采准工作包括:运输巷道、天井、行人天井、溜矿井以及联络道。 2.1 运输巷道
为了便于探矿和采矿，一般运输巷道布置在下盘接触线处和下盘岩石中。运输巷道多
用于中厚以下矿体的回采中。运输巷道的断面为宽×高=2.1×2.5m，断面积为5.47m2。 2.2天井
天井布置在矿块两侧的下盘接触带。
(1)行人天井
随着回踩分层的下降，行人天井逐渐为建筑在充填料中的混凝土天井所代替
×1.5m2。 行人天井断面为长×宽=1.5
考虑矿块内需要两个安全出口，所以一个矿块内至少有两个人行顺利天井且人行顺路
天井布置在矿体两端下盘。
2.3溜矿井
溜矿井布置在矿体中央位置，随回采分层的下降溜矿井从上往下逐层消失。采用方形
断面，边长为1.5m，它是由矿石的块度及出矿量大小确定的。支护形式采用混凝土浇
灌，其壁厚为300mm。
三、切割工作
1、切割方式的选择。
每一分层回采前，先沿下盘接触带掘进切割巷道。当矿体形状不规则或者厚度较大时，
切割巷道也可布置在矿体中央，根据本矿体实际情况需采用切割巷道也可布置在矿体
中央，
2、切割方法和顺序。
运输大巷 ? 人行天井 ? 溜矿井 ? 拉底 ? 充填井。
四、回采工作
1、落矿方法(附炮孔布置图)。
回采工作一般是按分层进行的，每采完一层，就充填一层，使工作空间始终保持2.0,
2.2m左右的高度。这样每采充一次便形成一个工作循环。每一分层的回采作业是相同
的。回采分层高度一般为2.5~3m，回采巷道宽度为2~2.4m。采用浅孔落矿，孔深1.6~2m。
多采用7KW电耙出矿。凿岩方式采用上向式凿岩机打上向孔，采场凿岩采用YSP45型
凿岩机。
(1)围岩爆破参数
围岩打上向孔，可以集中把眼打定，然后一次爆破，也可分次爆破。以充填井为自由
面崩矿，每分层分为2-3次爆破。放炮后，集中出矿，适合用电耙出矿。炮孔按三角
形布置，采用2#岩石炸药。
1)炮眼直径d1:取34mm;
2)药卷直径d2，取27mm;
3)眼深，取2.0m;
4)最小抵抗线:W=(25,30)d1，取0.8m;
5)孔距a=(1,1.5)W，取1.2 m;
6)排距b，取1.04m;
7)炮泥填塞长度0.4m。
(2)凿岩工作的组织和施工要求
参照采矿手册2卷，本设计的矿块的生产能力拟定为为80t/d。凿岩机为40—70t/台
班，每采场配备1台凿岩机。每台凿岩机配备2人，采用四班制。
2、矿石运搬方式。
采用电耙设备，型号为2DPJ-28。
电耙子的优点是:坚固耐用，操作简单，维修费低，运搬能力大，用电耙在采场内既可出矿，又可用来耙平混凝土料，也可用来铺平充填料，效率高。
缺点是:靠边处矿石耙不干净，要人工辅助清理，要经常移动滑轮。需要有高强度的混凝土底板，否则会增加矿石的损失贫化。
采用重力放矿。在局部放矿时，放矿工人应与平场工人密切联系，按规定的漏斗放出所要求的矿量，以减少平场量和防止在留矿堆中形成空硐。如果发现已形成空硐，应及时采取措施处理，其处理方法有爆破震动消除法、高压水冲洗法、采用土火箭爆破法消除空硐、从空硐两侧漏斗放矿，使悬空的矿石垮落。
3、地压管理方法。
(1)充填的主要目的是利用充填料支撑两盘围岩和作为工人作业的工作台。
每采完一层后要进行充填，否则采完下的空区高度加高一层，对采矿作业不方便，且不安全。
(2)充填工艺。出矿后，完成一部准备工作后，(如浇注隔墙，加高溜矿井及顺路天井等)，之后从充填井向矿房下放充填料，待充填量达到设计要求的高度时停止，扒平表面，然后铺一层混凝土底板。至此，充填工作结束，又可开始下一次新的循环。 4、采场通风方法。
4.1 矿井通风系统宏观构建方案的拟定
矿井采用统一通风系统。统一通风系统进风和回风井数量较少，投资小，使用的主扇少，便于集中管理等优点，比较适合难以增加进、出风井的矿井采用。特别是深矿井，因开拓风井工程量大，采用全矿统一的通风比较合理。
4.2 矿井通风系统的基本要求
选择任何通风系统，都要符合投产较快、出矿较多、安全可靠、技术经济指标合理等总原则。具体地说，要适应以下基本要求:
(1)每个通风系统必须构建一条以上与地表连通的进风巷道、一条以上与地表连通的回井道。同样，每个采区必须构建一条以上与矿井进风部分相连的进风联道、有一条以上与矿井回风部分相连的回风联道。
(2) 矿井进风部分不得受矿尘和有毒有害气体污染，进风井巷及采掘工作面的风源含尘量不得大于0.5mg/m3，氡浓度应小于3.7kBq/m3，氡子体潜能应小于6.4uj/ m3，超过时应采取降尘、除氡措施。其它有毒有害气体浓度亦不能超过《矿井通风规范》允许的范围。
(3) 产尘量大的箕斗井和混合井应禁止作为进风井，现已作为通风井的箕斗井或混合井，必须采取净化措施，使风源含尘量达到上述要求。
(4)主要回风井不得作为行人道，排除的污风不得造成公害。
(5)采场、二次破碎巷道应有正向贯穿风流，电耙工应位于上风侧;避免污风串联。
(6)井下炸药库、油库、充电硐室及破碎硐室等高危硐室必须设有直通矿井回风部分的独立的回风道。
(7)不用的井巷和采空区，必须及时封闭。密闭、风门、风桥、风硐等通风构筑物，必须严密完好。
(8)矿井有效风量率、风速合格率应在60,以上。
(9)主扇应有反风装置，并保证在10min内改变风向。可是从金属矿实际来看，火灾的性质与煤矿截然不同，盲目反风可能会扩大火灾的范围和危害，故应具体问题具体分析，慎重处理。
4.3矿井进风井与回风井的布置
4.3.1风井布置方式
风井采用中央并列式布置。
4.3.2中央并列式布置的优点
风流路线是直向式，路线比较短，长度变化不大，因此不仅压差小，而且在整个矿井服务期间压差变化范围较小，漏风少，污风出口距工业场地较远。
4.3.3通风线路
最长的通风线路是:新鲜风流从副井 ? 穿脉巷道 ? 沿脉平巷 ? 顺路天井 ? 采场工作面 ? 充填井? 阶段运输巷道? 回风平巷 ? 回风井 ? 地表大气稀释。 5、绘制回采工作面作业图表(包括回采工作面作业图、劳动组织表、主要技术经济指标表)。
5.1回采工作组织的人员、设备安排
(1)凿岩:1台YSP45型凿岩机，配备2人，凿岩机台班为40—70t/台班。凿岩工作
时间:375.39/40,9班=54小时。
(2)装药:人工装药，2人工作6小时。
(3)通风:1小时。
(4)放矿:选择一台2DPJ-28电耙，台班生产率 60-80t。工作人员为3人。放矿时
=36小时。 间:375.39 /60,6班
(5)充填:54小时。
回采循环的工作时间为151小时，每一循环的采矿量为375.39 t，所以矿块的生产能力为375.39/151×24,60t/d。
5.2一个回采作业循环时间和崩矿量
回采循环的工作时间为151小时，每一循环的采矿量为375.39 t。回采作业循环见表4.3。
5.3回采作业循环表
表4.3 回采作业循环表
3
定额 班 回采作业完成时工作量 名称 间(班)
凿岩机
1台;凿
岩工2凿岩 375.39t 9
人
2人 装药 1 爆破
通风 0.17
3人 放矿 375.39t 6
充填 375.39t 9
第五章 劳动安全与工业卫生
一、 设计依据的规程，规范和标准
5.1 安全规程
1(《中华人民共和国矿山安全法》1992年11月7日第七届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过。
2(《中华人民共和国矿山安全法实施条例》1996年10月11日国务院批准，1996年10月30日劳动部发布。
3(《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》1996年10月4日劳动部部长办公会议通过。
4(《金属非金属露天矿山安全规定》(GB16423-1996)。
5(《金属非金属地下矿山安全规定》(GB16424-1996)。
6(《爆破安全规程》(GB6722-2003)。
7.《大气污染综合排放标准》(GB16297-1996)。
8(《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。
9(《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)。
5.2 安全卫生措施
劳动安全及工业卫生应有专项申报材料报请有关部门审批，本方案只简述部分重要岗位的安卫措施。
1.爆破作业安全
爆破作业中存在较多的不安因素，从事爆破作业的人员必须进行爆破技术训练和专业安全教育，使之熟悉爆破器材性能，掌握安全操作方法和了解爆破安全规程。
爆破作业应规定统一爆破时间，爆破前应发出明显报警信号，通知所有人员撤离危险区，并把设备转移到安全地带。爆破作业应严格遵守爆破安全操作规程。
2.防机伤，电伤，雷伤安全措施:
矿山所有设备的传动件均应设有保护罩，以防伤及人身。配电室内带电裸体的绝缘距离，接地安全距离，安全防护网等严格按照有关规定执行。高压配电系统采用保护接地，低压配电系统采用工作接地的接地方式。矿山接地网以镀锌扁钢作为接地导体。
3.采用湿式凿岩，产尘点喷雾洒水，运输道路采用洒水车洒水等抑尘措施。
4.矿山应配备一定数量的救护器材及药品等;并应设专人门负责劳动安全保护与职业卫生工作。
5.劳动安全卫生设施与主体工程必须做到“三同时”，即同时设计，同时施工，同时投产。
6.矿山必须设置专职的安全机构，车间必须有专职安全员，班组设兼职安全员。 二、 安全技术措施
2.1 安全技术措施
安全技术措施主要是防止自然灾害的发生，以及阻止工艺过程中即将发生的事故。
每个矿井至少有两个直通地表的安全出口;各阶段，采区和采场都应有两个通往安全出口的通道。
矿山的各种安全出口，应满足工人在一定时间内从任何工作地点有撤出的可能性。
未能撤出的部分人员，应能安置在避难硐室内。
井口和各阶段井底车场，办公室以及主要工作地点都必须设置联系信号和消防器。
井下个安全路线应设置照明，每个分道口应安有明显的路标。
2.2 顶板事故的预防措施
采空区处理空区的方法为围岩自然跨落。
2.3 防尘降尘措施
1.凿岩防尘:采用中心供水式的湿式凿岩，凿岩时将压力水通过钻机中心水针，经钎杆由钎头孔喷出，冲洗眼底，湿润岩粉，补尘效率可达90%。
2.爆破防尘:采用装水塑料袋代替一部分炮泥装入炮眼的水封爆破。爆炸时，水袋破裂，形成细小水雾，以达补尘目的，一般补尘效率可达50-70%。
3.装卸矿时的防尘:在距作业地点一定距离内安装2-8个喷雾器组成的水幕;或在矿石上洒一层水装一层矿。
4.通风防尘:?利用矿井通风进行稀释和排出粉尘。
?利用局部通风对掘进工作面或采场进行稀释和加速排尘。
2.4 防灭火措施
1(预防内因火灾措施
减少和控制一次崩矿量，因一次崩矿量过大易引起自热和自燃。
对于坑内积存的可以发火的矿石，应定期清理，减少矿石损失。
尽量减少坑木消耗，避免与丢失在采空区的硫化矿石混合，成为最危险的发火首燃物。
2(预防外因火灾措施
(1)设计中的电气设备应有保护装置。
(2)易燃，易爆物品应有专门的运送，保管和使用的设施。
(3)设有反风装置，应在有关地点设置防火门。
(4)井架等尽量采用不燃性材料。
2.5 防治水措施
1.面防水设施
(1)井口以及工业广场应高于历年洪水位，否则需建筑堤坝，沟渠来疏通水源或采取其他有效保护措施。
(2)对废钻孔，旧井等采用泥砂，水泥等进行妥善充填，封闭。
2.井下防水设施
(1)建立完善的排水系统和配备足够的排水设备能力。
(2)临近井底车场处设置防水闸门。
(3)超前建立水仓和水泵房，并应考虑紧急时期的贮水巷道。
(4)设置两个以上安全出口的开拓系统，井下每隔一定距离利用旧有天井做安全出口。
(5)尽可能采用充填法或及时或事后充填采空区。
三、 安全操作规程
3.1 凿岩工安全操作规程
1.必须了解和熟悉作业地点技术要求，坚持正规作业，不违章操作，按计划施工。
2.工作面安设良好照明，开动局扇通风，清洗工作面，保持工作面空气良好。
3.撬好浮石，并检查工作面的立柱，棚子，梯子和作业平台是否牢固，如有问题应先处理好。天井作业应先检查好平台，后撬浮石。
4.检查工作面有无盲炮残药，发现盲炮残药后必须及时处理。处理方法:a) 用水清洗b) 装起爆药包点火起爆。c) 距盲炮眼0.3米以外，打平行眼起爆。严禁打盲炮眼，残药炮眼掏出，拉出起爆药包。
5.检查好凿岩机具，风缆，水绳等是否完好。
6.经常注意工作面的变化情况，发现的问题及时处理，遇有冒水和异常现象，立即推出现场并发出警戒信号。
7.坚持湿式凿岩，严禁打干眼。
8.随时注意检查凿岩机运转，钻具和工作面情况，若发现异常及时处理后再作业。要防止顶板掉浮石，钎杆折断，风水绳脱机等伤人事故的发生。
9.凿岩时操作工应站在凿岩机侧面，不准全身压在或两腿跨驾在气腿子上面。
10.严禁在同一作业面边装岩，边装药混合作业。
11.在高空或有坠落危险的地点作业时，必须系好安全带。
3.2 爆破工安全操作规程
1.应根据当班的爆破作业量，填写好爆破材料领料单，领取当班的爆破材料;当班剩余的爆破材料，应当班退回库房，严禁自行销毁或私人保管，领退数量必须当面点清，若遗失或被窃，应立即追查和报告有关领导。
2.竖井，斜井运送爆破材料时爆破工必须遵守下列规定:
(1)事先通知卷扬机和信号工。
(2)运送爆破材料时，除爆破工和信号工外，其他人员不准同罐乘坐。
(3)在上下班人员集中的时间内，禁止运送爆破材料。
(4)严禁爆破材料在井口房或井底车场停放。
3.爆破作业前，应对爆破区进行安全检查。在下列情形之一者，禁止爆破作业。
(1)冒顶塌帮危险。
(2)通道不畅通。
(3)危及设备，管道，支护，设施等安全，而无有效防护措施。
(4)未设警戒信号。
(5)爆破点距离火药库50米以内。
4.作业现场严禁吸烟，烤火。
5.两项爆破有影响时，只准一方爆破，通爆破时，两工作面距离达15米时，不得同时爆破，达7米时，须停止一方作业。
6.设立警戒和信号规定
井下爆破时，应在危险区的通路上派专人或设立警戒标志，区域为直线巷道50米，转弯巷道30米，在炮烟入口处，只许用警戒标志，不许派人警戒，防止炮烟中毒。
7.装药与点火爆破
(1)装药前应对硐室，药壶和炮孔进行清理和验收。
(2)必须使用木质炮棍装药。
(3)装起炮药包，起爆药柱和硝化甘油炸药时，严禁投掷或冲击。
(4)严禁烟火，禁止用明火照明。
(5)炮孔堵塞禁止用石块或易燃材料填塞炮孔。
(6)填塞时要十分小心，不得破坏起爆线路。
3.3 平撬工安全操作规程
1.撬顶工作
(1)平场前先撬好顶帮浮石。撬浮石必须自上而下，从外往里，从安全到不安全地方仔细检查岩石层理，裂缝等情况及浮石大小，保证自身安全和他人安全的条件下进行工作。
(2)撬浮石时必须两个人，一人照亮，一人撬顶。撬顶人员不得站在下坡或较大坡面上，应站在上坡或有防滑措施的坡面上，并注意脱落浮石流滚动伤人，撬不下来的浮石给上临时支柱或划上标志，并及时向有关领导汇报。
(3)撬浮石必须用撬棍，采矿场上部撬浮石其下部禁止斗。
(4)发现在矿堆面上或炮眼里有残炸药和雷管时，在确定顶盘不能掉毛，可拾出放到安全地方或交给爆破工处理后，方可进行撬毛工作。禁止单人装药放炮。
(5)撬完浮石后，方可进行平场工作，严禁撬毛与平场和凿岩工作同时进行。
2.平场工作
(1)采场平场时，必须上下联系好，保证矿堆面距工作面高度为1.8-2.0米。
(2)平完场后，必须保证采场人行道通畅。
(3)平场后，若发现下边放斗，上面不下货时，立即禁止作业，处理方法可用水冲和爆破法，处理人员必须系好安全带。
(4)平场时遇有0.3×0.4米以上大块，可用人工破碎，破不碎可采用爆破法破碎。 3.4 出渣工安全操作规程
1.作业前，要先将照明拉入作业点，并由外向里检查顶帮浮石情况。及时撬落浮石，撬浮石时，要用撬棍站在安全地点，采用向下压的方法处理，要确保自身安全，并将道面浮石处理干净。
2.洒水灭尘。冲洗工作面10米范围内的岩壁作好防尘工作，加强通风，保证工作面有足够的风量，作业人员要佩带防尘口罩。
3.出渣前，先查看爆堆内有无残药，残管和盲炮。发现残药，残管要及时找出。下班后送交火药库。
4.装渣时，不得超高或超宽，以防止石头滚落伤人，同时装渣时，要随时敲帮问顶，当顶板破碎时，要打临时支护方可作业。
5.用漏斗装车时，人员要站在车的一侧，不得直对漏斗口，以免串矿伤人，装车时要适当掌握留矿量，当漏斗发生堵塞时，严禁人员钻入漏斗口进行处理。要用长撬棍，人站在安全地点进行，如采取爆破办法，必须制定安全措施。
3.5 放矿工安全操作规程
1.漏斗放矿时，要与平场工共同察看采场存矿情况，确定每个斗的放矿情况，以便减
少平场工作量和不致使回采工作面空间出现局部过高或过低的现象。
2.漏斗放矿必须集中精力，认真负责，注意观察留矿情况，闸门的高度要根据矿车的高度，矿石流量来确定，将矿石装满后必须关闭闸门。
3.漏斗的堵塞和启动时，要注意自身安全和他人安全，堵塞要及时，以免跑矿，各漏斗口要有洒水灭尘装置，放矿时打开。
4.在放矿过程中，放矿工还应经常的深入采场观察所放漏斗上方留矿堆的表面是否已经凹陷。如果没有凹陷很可能在留矿堆中形成了悬空，这时应及时处理。
5.漏斗放矿时，禁止任何人进入放矿范围从事与放矿无关的工作。
6.要认真检查漏斗处的顶帮支架及漏斗的安全完好情况，发现问题及时采取措施进行处理。
7.随时掌握溜井内矿石贮存量和含水情况，不准将溜井放空。
8.放矿时要遵守出渣工，运搬工岗位规程。
3.6 检修工安全操作规程
1.工作前必须正确穿戴好个人所需的防护用品。
2.认真检查所需工具是否齐全，可靠，有缺损时应及时更换。
3.严格执行检修规程，认真作好检修记录。
4.掌握了解所修机械的构造及工作原理。
5.对所修设备事先必须采取安全保护措施，再进行处理。
6.高度2米以上的修理作业，必须系好安全带。
7.禁止在同一地点上下作业，以防止落物伤人，如需上下作业时，必须采取安全措施。
8.进入机械内部修理，应有充足的照明，并设专人监护，同时切断该设备的电源。
9.在修理过程中，要加强相关岗位的联系，禁止乱扔工具，零件，确保个人及他人安全。
10.工作中禁止说笑，打闹以防出现事故。
11.动用电气焊时，必须由持证人员进行，其他人员不得操作使用。
12.检修完备后，对工具，零件等物进行整理，清点。认真检查设备内外有无东西，以免试车出现事故。
13.检修完备后，一定要把安全防护装置安好，短缺的地方要及时修补，并保证质量。 严格执行交接班制度，做到交清，接明。
四、矿山安全避险规定
根据国家安全监管总局制定的《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用
和监督检查暂行规定》。新建地下矿山建设项目安全设施专篇设计应包括安全避险“六大系统”有关内容。
金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”是指监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统。
一、矿山安全避险“六大系统”
5.4.1监测监控系统
(1)采掘工作面有毒有害气体浓度监控系统
采掘工作面安全监测监控系统是为实现对采掘工作面一氧化碳等有毒有害气体浓度，以及主要工作地点风速的动态监控。
该矿山采用压入式通风，有部分巷道属于独头掘进巷道，在距离掘进工作面5-10m混合风流处和距离巷道出口10-15m回风流中各设置1个一氧化碳传感器;每个采场入口处设置1个一氧化碳传感器。
掘进天井时，应按照独头掘进巷道的要求设置一氧化碳传感器。一氧化碳传感器报警浓度应设定为0.0024%。一氧化碳传感器的安装，应做到维护方便和不影响行人行车。
(2)采掘工作面风速监控系统
地下矿山各采掘工作面设置风速传感器。当风速低于或超过《金属非金属矿山安全规程》的规定值时，可发出报警信号。
矿井主通风机房设置风速和风压传感器，实现对全矿井总风量的动态监测。
因为该地下矿山设计区域存在较大面积采空区，需建立完善地压监测监控系统，实现对采空区稳定性、顶板压力、位移变化等的动态监控。
监测监控系统要具有数据显示、传输、存储、处理、打印、声光报警、控制等功能。 5.4.2井下人员定位系统
井下人员定位系统具有监控井下各个作业区域人员的动态分布及变化情况的功能。人员出入井信息管理系统应保证能准确掌握井下各个区域作业人员的数量。
该矿山生产系统井下作业人员数少于30人，矿山建立由人员出入井信息管理系统。 5.4.3紧急避险系统
矿山独头掘进距离大于500m时，按照矿山安全避险硐室布置要求，应设置一个避灾硐室。
避灾硐室设置在岩石坚硬稳固的矿体下盘。避灾硐室设置能有效防止有毒有害气体和井下涌水进入，并配备满足当班作业人员1周所需要的饮水、食品，配备自救器、有毒有害气体检测仪器、急救药品和照明设备，以及直通地面调度室的电话，安装供风、供水管
路并设置阀门。
由于本设计中独头掘进距离小于500m，因此不需布置避灾硐室。 5.4.4压风自救系统
该矿山的空气压缩机安装在副井出口附近。井下压风管路采用钢管材料，并采取了相关防护措施，能有效防止因灾变破坏。井下各作业地点及避灾硐室(场所)处设置有专门的供气阀门。设计需满足采掘作业的地点在灾变期间压风供气的要求。 5.4.5供水施救系统
矿山井下供水管路采用钢管材料，并定期对其进行加强维护，以保证正常供水。井下各作业地点及避灾硐室(场所)处应均设有独立的供水阀门。满足采掘作业地点及灾变时人员集中场所提供水源的要求，形成完善供水施救系统。
二、矿山紧急避险系统使用管理与安全监督
建立纵向专业管理、横向部门管理以及与群众监督相结合的安全管理体制，建立以安全生产责任制为中心的安全规章制度、安全生产标准、安全技术措施、安全宣传、教育、应急与救灾救援和事故管理体系，建立安全信息管理系统，制定安全事故应急预案，制订安全生产目标、计划和规划，开展危险源辨识、评估、评价和管理。
生产过程中人员不安全行为的发现与控制，设备安全性能的检测、检验和维修管理，物质流的安全管理，环境安全化的保证，重大危险源的监控，生产工艺过程安全性的动态评价与控制，安全监测监控系统的管理，定期、不定期的安全检查监督。建立矿山生产环境和生产工艺过程中的安全保障。
参考文献:
1、《金属矿床地下开采》 北京:冶金工业出版社， 1982
2、《采矿设计手册》 北京:中国建筑工业出版社，1987
3、《固体矿物资源开发工程》 武汉:武汉理工大学出版社，2005
4、《采矿学》 徐州:中国矿业大学出版社，2005
范文二：金属矿地下开采方法(熟悉)
2、空场采矿法分类
空场采矿法目前应用比较广泛的几种方法是：空场采矿法中应用较广泛的采矿方法有：
（1）房柱法（包括全面法）
（2）浅孔留矿法
（3）分段法；
（4）阶段矿房法（包括垂直薄矿，水平薄矿的各方案）
（5）其他采矿方法及其变形方案。
（二）充填法
1、充填采矿法概念：
凡是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿法。充填采矿法也将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采，先采矿房，后采矿柱。矿柱回采可用填法，也可以考虑用其他方法。
2、充填采矿法的适用条件
（1）开采品位较高的富矿，并且要求有比较高的回采率和比较低的贫化率；或开采稀贵金属。
（2）赋有条件件和开采技术条件比较复杂的矿床，如：
① 水文地质条件、矿体形状比较复杂；② 矿体埋藏较深而且地压较大；③ 矿石或围岩有自燃发火的危险；④ 地表或围岩不允许有大面积沉陷或剧烈移动而需要特殊保护；⑤ 露天和地下同时进行开采。
（3）适用于矿石稳固，围岩不稳固的矿床
如果能采用特殊的支护方法或下向分层充填法，也可以用来开采矿石不稳固的矿体。
（4）适用于开采急倾斜矿体
因为急倾斜矿体便于向采场输送充填料，并且可以减少充填不到的空间及充填料接顶的面积。但是，如果能采用水力或风力充填的话，也可以用于缓倾斜薄矿脉的开采中。
3、充填采矿法与其他采矿方法比较的优缺点：
（1）充填采矿法的优点：
①采、切工程量小，灵活性大；②矿石损失、贫化小；③能够比较有效的维护围岩，减少围岩的移动和防止大量冒落；④对于薄矿脉或多品种矿石可以进行选别回采；⑤可以防止矿床开采的内因火灾；
（2）缺点：
①回采工艺和充填工艺复杂。②充填和采矿互相影响，如果回采作业机械化所不能妥善解决，则生产效率和生产能力都比较低；③充填料的开采，加工、输送及其他一系列消耗使矿石成本较高。开采运输与堆积充填料这些工作所需要的费用占采矿成本的40—50%。④劳动强度大。
3、充填采矿法分类
（1）按充填料的性能和充填工艺特点分类：
可分为胶结充填和非胶结充填，非胶结充填又分为干式充填和水沙充填。
（2）按矿块回采工作面的推进方向和回采工艺特点分类：
① 上向分层充填采矿法；② 下向分层充填采矿法；③壁式充填采矿法；④ 削壁充填法；⑤ 支架充填法。
（三）崩落法
1、崩落采矿法的概念
什么叫崩落采矿法呢？崩落采矿法就是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法。即在崩落矿石的同时强制或自然崩落围岩，充填空区，用以控制和管理地压。
2、崩落采矿法的适用条件
一般地讲，崩落法对矿体赋存条件，矿岩的物理力学性质等都具有比较广泛的适应范围。理想的适用条件是——上盘围岩能呈块状自然崩落，矿石中等以上稳固的急倾斜原矿体。地表允许塌落是使用这种方法的必要前提。由于这种方法在开采时矿石损失贫化大，因而它不用于开采高价、高品位的矿床。
3、崩落采矿法优缺点：
它们都是在复盖岩层下放矿，多数方案都采用挤压爆解破和有较高的机械化程度。这类采矿方法具有作业安全，开采强度大，劳动生产率高成本低的优点。但矿石贫损大。
4、崩落法的分类
崩落采矿法目前应用比较广泛有三种方法是：
(1)有底柱崩落法(？？？？？？？？？)；
(2)无底柱崩落法(助理工程师考试考过)。
(3)壁式崩落法（工程师考试考过）。
它们共同的特点都是自上而下回采，在采矿的同时，(或稍后)，用崩落围岩的方法来管理地压，以减少作用在开采矿段上的应力。
范文三：金属矿地下开采复习大纲
1. 矿石:地壳里面的矿物集合体, 在现代技术经济水平条件下, 能以工业规模从中提取国 民经济所需的金属或矿物产品。
2. 矿石的聚集体叫矿体。矿床是矿体的总称,对某一矿区而言, 矿床由一个或几个矿体组 成。
3. 废石:在矿体周围的岩石(围岩)以及夹在矿体中的岩石(夹石) ,不含有效成分或含 量过少,当前不宜作矿石开采。
4. 品位:矿石中有用成分含量。常用百分率表示,或克 /吨。品位高的叫富矿,品位低的 叫贫矿。
5. 金属矿床的矿体形状,厚度及倾角对采矿方法的选择有直接的影响。
根据此三个因素对矿体进行分类。
按矿体形状分类(1)层状矿床(2)脉状矿床(3)块状矿床
按矿体倾角分类(1)水平和微倾斜矿床(2)缓倾斜矿床(3)倾斜矿床(4)急倾斜矿 床。
按矿体厚度分类 (1) 极薄矿体 (2) 薄矿体 (3) 中厚矿体 (4) 厚矿体 (5) 极厚矿体。 矿体的厚度是指矿体上盘与下盘之间的垂直距离或水平距离。前者叫垂直厚度或真厚度; 16. 划归一个矿山企业开采的全部矿床或一部分叫矿田。
17.在一个矿山企业中划归一个矿井(坑口)开采的全部矿床或其中一部分叫井田。 18. 阶段 :在开采缓倾斜,倾斜和急倾斜矿床时,在井田中每隔一定的垂直距离,掘进一条或 几条与走向一致的主要运输巷道,将井田在垂直方向上划分为矿段,这个矿段叫阶段。 19. 上下两个相邻阶段运输巷道底板之间的垂直距离,叫阶段高度。
20. 上下两个相邻阶段运输巷道沿矿体的倾斜距离,叫阶段斜长。
21. 矿块:在阶段沿走向每隔一定距离,掘进天井连通上下两个相连阶段运输巷道,将阶段 再划分为独立的回采单元,此独立的回采单元叫矿块 .
22. 盘区:在开采水平和微倾斜矿床时 , 将井田用盘区运输巷道划分为长方形的矿段,此矿段 称盘区。
23. 采区:在盘区中沿走向每隔一定距离,掘进采区巷道连通相邻两个盘区运输巷道,将盘 区划分为独立的回采单元,这个单元称采区 .
24. 矿床的开采顺序
(1)井田中阶段的开采顺序:有上行式开采和下行式开采两种。大部分矿山用下行式开采。
(2)阶段中矿块的开采顺序:1、前进式开采 , 2、后退式开采 , 3、混合式开采
25. 矿床开采步骤 :金属矿床地下开采可分为开拓,采准切割和回采三个步骤。
26. 矿床开拓:从地面掘进一系列巷道通达矿体,以便把将要采出的矿石运至地面,同时把 新鲜空气送入地下, 并把地下污浊空气排出地表, 把矿坑水排出地表, 把人员,材料和设备 等送入地下和运出地面, 形成提升, 运输, 通风, 排水以及动力供应等完整系统, 称为开拓, 为此目的而掘进的巷道,叫开拓巷道。
27. 矿块采准:采准是指在已开拓完毕的矿床里,掘进采准巷道,将阶段划分成矿块作为回 采的独立单元,并在矿块内创造行人,凿岩,放矿,通风等条件。
(1)采准系数 K1是指每一千吨采出矿石量所需掘进的采准,切割巷道米数 .
(2)采准工作比重 K2是矿块中采准, 切割巷道的采出矿石量 T' 与矿块采出矿石总量 T 的比值 . 29. 回采工作 :切割工作完成后,就可以进行大量的采矿,此工作称为回采。回采工作包括:落矿,运搬和地压管理三项主要作业工作。
30. 三级矿量 :将矿石储量按开采准备程度划分为开拓储量,采准储量和备采储量三级,这就 叫三级储量。
(1)开拓储量:凡开拓所包括的开拓巷道, 均已开掘完毕, 构成主要运输和通风系统 (提升, 放矿设施及主要运输巷道铺轨架线工程) 并可掘进采准巷道者, 则在此开拓巷道水平以上的 设计储量,称为开拓储量
(2)采准储量:在已开辟的矿体范围内,按设计规定的采矿方法所需掘进的采准巷道均已完 毕,则此矿块的储量,叫采准储量。
(3)备采储量:已做好采矿准备的矿块,完成了拉底空间或切割槽,劈漏等切割工程,可立 即进行采矿时,则此矿块内的储量,称为备采储量。
31. 矿石损失:在矿床开采过程中,由于某些原因造成一部分工业储量不能采出或采下的矿 石未能完全运出地表而损失在地下。 凡在开采过程中造成矿石在数量上的减小, 叫矿石损失。 32. 矿石贫化:在开采过程中,不仅有矿石的损失,而且还会造成矿石品位的下降,这就叫 矿石贫化。两种表示法:
(1)凡混入采出矿石中的废石量与采出矿石量之比率,叫废石混入率。
(2)凡因混入废石量和在个别情况下高品位矿粉的流失而造成矿石品位降低的百分率,叫矿 石贫化率。
33. 矿床开采强度:矿床开采的快慢程度。常用的强度指标为:
(1) 回采工作的年下降深度 ,
(2) 开采系数 :用每 1m2矿体的水平面积每年(每月)采掘吨数所表示的单位生产能力来评 价矿床的开采强度,这个指标叫开采系数 Ck
34. 矿井生产能力是在正常生产时期,单位时间内采出的矿石量。按年采出的矿石量叫矿井 年产量。
35. 矿床开拓方法
(1)为了开采地下矿床,需从地面掘进一系列巷道通达矿体,使之形成完整的提升,运输, 通风,排水和动力供应等系统,称为矿床开拓。为开拓巷道而掘进的巷道称为开拓巷道。 36. 开拓方法 : 平硐开拓法 , 斜井开拓法 , 竖井开拓法 , 斜坡道开拓法
37. 平硐开拓法 :当矿体或其大部分赋存在地平面以上时,广泛采用平硐开拓法。
(1) 垂直矿体走向下盘平硐开拓法 :当矿脉和山坡的倾斜方向相反时, 则由下盘掘进平硐穿过 矿脉开拓矿床,这种开拓方法叫做下盘平硐开拓法。
(2) 垂直矿体走向上盘平硐开拓法 :当矿脉和山坡的倾斜方向相同时, 则由上盘掘进平硐穿过 矿脉开拓矿床,这中开拓方法叫做下盘平硐开拓法。
(3) 沿矿体走向平硐开拓法 : 当矿体侧翼沿山坡露出,平硐可沿矿脉走向掘进,成为沿脉平 硐开拓法。
38. 斜井开拓法 :
使用条件 :倾斜或缓倾斜矿体(150~450) , 矿体赋存在地平面以下,矿体埋藏不深的中小型 矿山,地表无过厚的表土层,可采用斜井开拓。
(1)脉内斜井开拓法 :当矿体沿倾斜起伏不大,无褶皱和断层才有可能采用脉内斜井开拓。适 用条件; 1) 矿体范围大,厚度小,下盘岩石不稳固,矿石稳固,矿石价值不高; 2) 矿井急 需短期投产,争取早日见矿,并需作补充勘探; 3) 露天开采转为地下开采,斜井口至地表 一段可利用露天矿的边坡。
(2) 下盘斜井开拓法 : 斜井布置在矿脉的下盘开拓法。
它的石门要比下盘竖井开拓的石门短得多。 斜井的倾角一般与矿体的倾角相同。 但有时也采 用伪倾斜斜井开拓。
39. 竖井开拓法
适用条件 :当矿体赋存在地平面以下,矿体倾角大于 45度,或小于 15度,而埋藏较深的矿 体,常采用竖井开拓法。竖井提升能力大,为一般矿山所采用。
(1)下盘竖井开拓法:在矿体下盘岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通达矿脉。这种 开拓方法在国内金属矿山使用最广。
(2)上盘竖井开拓法 :在矿体上盘岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通达矿脉。
这种开拓方法与下盘竖井开拓法比较,存在严重缺点。
在下列条件使用:
1) 根据地面地形条件, 矿体下盘时高山, 而上盘地形平坦, 采用上盘竖井, 井筒的长度较小。
2) 根据矿区地面地形条件及矿区内部和外部的运输联系, 选厂和尾矿库只宜布置在矿体上盘 方向。
3) 下盘地质条件复杂,不能避开破碎带或流沙层和涌水量很大的含水层。
(3)侧翼竖井开拓法 :在矿体侧翼岩石移动带以外开掘竖井,再掘阶段石门通达矿脉。
采这种开拓方法时,巷道掘进和井下运输只能是单向的,掘进速度受限制。
40. 斜坡道开拓法
(1)螺旋式斜坡道:它的几何形状是园柱螺 旋线或圆锥螺旋线。 螺旋线坡度一般为 10%~30% 。
(2)折返式斜坡道;它有直线段和曲线段组成。直线段变换高度,曲线段变化方向。
41. 联合开拓法
根据地形和矿体的赋存条件, 有时需用平硐, 竖井或斜井, 斜坡道开拓法中的两种主要开拓 巷道组合起来开拓一个或几个矿体,就称联合开拓法。以下介绍两种联合开拓法。
42. 主要开拓巷道类型和位置的选择
按最小功原理来求沿走向主井的井筒位置。在选择井筒时,还应考虑地面运输方向,总之, 应按地面运输费与地下运输费用总费用最小的原则来确定井筒的位置。
43. 主要开拓巷道垂直矿体走向位置的选择
在垂直矿体走向方向上,井筒应布置在地表地动界线以外 20m 以远的地方,以保证井筒不 受破坏。若井筒布置在移动界线内时,必须留保安矿柱。
44. 地表移动带的圈定
按照地表出现变形和塌陷状况分为崩落带和移动带。
45. 在地表出现裂隙的范围内称为崩落带,崩落带的外围即由崩落带边界起至出现变形的地 点止,称为移动带。
46. 从地表崩落带的边界至开采最低边界的连线和水平面所构成的倾角,称为崩落角。 47. 从地表移动带的边界至开采最低边界的连线和水平面所构成的倾角,称为移动角。 48. 影响岩层移动角的因素很多;主要是岩石性质,地质结构,矿体厚度,倾角,与开采深 度。以及使用的采矿方法。
49. 井筒垂直矿体走向位置的选定 :
为确保安全, 地表建筑物距地表移动界线还需保持一定得安全距离, 该安全地带称为保护带。 50. 保安矿柱 :用来保证地表建筑物和地下竖井和巷道安全所留下的矿柱 .
51. 付井位置的选定
如地表地形允许,付井应尽量可能和主井靠近布置,但二井筒间距不应小于 30m ,这种布 置叫集中布置。
如地表地形条件不允许付井和主井集中布置,两井筒相距较远,这种布置叫分散布置 .
52. 风井的布置方式
(1) 中央并列式 :入风井与排风井均布置在矿体中央
(2) 中央对角式:中央作入风井,而在矿体两翼各布置一条排风井
(3) 侧翼对角式:入风井(罐笼井)布置在矿体的一翼,排风井布置在矿体另一翼,形成侧 翼对角式。
53. 井底车场
井底车场指与主井相连的储车线、调车线和绕道以及水泵房、井下变电所、候罐室等。 54. 竖井井底车场
井底车场形式:(1)尽头式井底车场 (2)折返式井底车场:(3)环行井底车场
55. 斜井井筒与车场的连接方式有三种:旁甩式,吊桥式,平车场式。
56. 地下硐室:(1)地下破碎硐室及装载硐室 (2)地下水泵房和水仓 (3)地下变电所 (4) 地下炸药库 (5)地下其他服务性硐室
57. 阶段运输巷道的布置
(1)主运输阶段:将矿块与井筒用开拓巷道连接起来,从而形成完整的运输,通风和排水系 统,以保证将矿块中采出的矿石运出地表;将材料,设备运送至工作面的运输阶段。
(2)副阶段:是在主运输阶段之间增设的中间阶段,一般是主阶段过高,回采困难而增设的 阶段,以便于回采。它一般不连通井筒。
58. 阶段运输巷道的布置形
(1) 单一沿脉巷道布置,
(2) 下盘双巷加联络道,
(3) 脉外平巷加穿脉布置,
(4) 上下盘沿脉巷道加穿脉布置(环行运输布置) ,
(5) 平底装车布置,
59. 回采工作中将矿石从矿体分离下来并破碎成一定块度的过程,称为落矿。
60. 金属矿山通常采用爆破落矿。
凿岩爆破方法落矿可分为浅孔落矿,中深孔落矿,深孔落矿和药室落矿四种。
61. 落矿的技术经济指标:凿岩工劳动生产率:吨 /工班或 m3/工班。每米炮孔崩矿量:吨 /米或 m3/m。
单位装药消耗量:kg/吨。不合格大块产出率:%
62. 矿石合格块度 :爆破崩矿时,矿石破碎到适合放矿和运输条件的最大允许块度,叫矿石合 格块度。大于合格块度的大块矿石,要进行二次破碎。
63. 深孔挤压落矿
在较小的补偿空间条件下落矿, 崩落矿石不能充分松散; 由于爆破的作用, 矿石向相邻的松 散介质碰撞和挤压,以获得补偿空间和辅助爆破。自由空间的爆破补偿空间一般为 20~30%,而挤压爆破的补偿空间为 12~20%。
64. 挤压爆破的评价
在条件和工艺允许的条件下, 应用这种方法有明显的优点:可减低大块产出率, 提高出矿效 率,可减小切割工程量,提高回采强度。
65. 矿石运搬 :将回采崩落的矿石,从工作面运搬到运搬水平的过程,称为矿石运搬。
66. 运搬方式:重力运搬,机械运搬(电耙,铲运机,振动给矿机等) ,爆力运搬(装药爆破 抛掷矿石)和水力运搬等。
67. 矿石的二次破碎:回采落矿后所产生的不合格大块,在矿石运搬过程需进行破碎,称为 二次破碎。
68. 重力运搬:回采崩落矿石在重力的作用下,沿采场溜至矿块底部放矿巷道,直接装入运
输水平的矿车中,叫重力运搬。
69. 机械运搬(电耙,铲运机,振动给矿机等)
70. 爆力运搬矿石 : 爆力运搬是利用深孔爆破时产生的动能,使崩下的矿石沿采场底板移运, 抛到受矿巷道中。
71. 采场地压管理
未开挖的岩体或不受开挖影响的岩体部分, 称为原岩体。 原岩体中的岩石在上覆岩层重量以 及其他力的作用下,处于一种应力状态,这种应力状态称为原生应力场。
岩体被开挖后, 破坏了原岩应力平衡状态,岩体中的应力重新分布,产生了次生应力场,使 巷道或采场周围的岩石发生变形,移动,和破坏,这种现象称为地压现象。
使围岩变形,移动和破坏的力,称为地压或矿山地压。
72. 采场地压管理的基本方法:
(1)利用矿岩本身的强度和留必要的支撑矿柱,以保证采场的稳定性;
(2)采取各种支护方法,支撑回采工作面,以维持其稳定;
(3)充填采空区,支撑围岩并保持其稳定性;
(4)崩落围岩,使采场围岩应力减低,并使 其重新分布,达到新的平衡。
73. 井下支护 :(1)木材支护 (2)锚杆支护:(3)金属支架 (4)混凝土和喷射混凝土支护
74. 充填 :有干式充填,水力充填和胶结充填
采空区充填后,充填材料逐渐压实下沉。沉降的程度,称为沉降率 (P):
75. 崩落围岩:崩落围岩,改变围岩应力分布状态,达到控制地压的目的。
76. 采矿方法分类:在金属矿山地下开采时,把井田(矿田)划分为阶段(盘区) ,然后再把 阶段划分为矿块(采区) 。矿块(采区)即为独立的回采单元。
采矿方法就是研究矿块的开采方法。它包括采准,切割和回采三项工作。
77. 采矿方法分类的依据及其分类
根据地压管理方法对采矿方法进行分类。共分三大类
(1)空场采矿法。此法将矿块划分为矿房和矿柱,分两步开采。
(2)充填采矿法。本类采矿方法也分两步骤进行回采。
(3)崩落采矿法。本类采矿方法为一步回采。
78. 空场采矿法包括 : 全面采矿法 , 房柱采矿法 , 留矿采矿法 , 分段矿房法 , 阶段矿房法
79. 全面采矿法 ; 使用条件 :在薄和中厚(小于 5~7m)的矿石和围岩均稳固的缓倾斜(倾角小 于 30度)矿体中,应用全面采矿法。
特点:工作面沿矿体走向或沿倾向全面推进,在回采过程中将矿体中的夹石或贫矿留下。 (1)采准和切割工作 : 掘进阶段运输巷道, 在阶段中掘进 1~2条上山,作为开切自由面; 在底 柱中每隔 5~7米开漏口;在运输巷道另一侧,每隔 20米布置一个电耙绞车硐室。
(2)回采工作:包括打眼、爆破、通风、出矿和地压管理。
80. 房柱采矿法
使用条件 :房柱法用于开采水平和缓倾斜的矿体,矿体和围岩要求稳固,在矿块或采区内矿 房和矿柱交替布置, 回采矿房时留连续的或间断的规则矿柱, 以维护顶板岩石。因此, 它比 全面法使用范围广。开采的矿体厚度从 2~3米至 30~40米。
(1)采准和切割工作:掘进阶段运输巷道 , 切割上山 , 切割横巷 , 人行联巷 , 放矿溜井等。
(2)回采工作:打眼 , 爆破 , 出矿 , 地压管理,矿体为 2~3m时,一次采全厚;矿体厚度大与 3m 时分层回采。
(3)评价:房柱法是开采水平和缓倾斜矿体最有效的采矿方法。它的采准切割工作量不大,
工作组织简单, 坑木消耗小, 通风良好,矿房生产能力高。但矿柱损失较大, (15~40%) 。 且一般不回收。
81. 留矿采矿法
留矿采矿法也属空场法的一种。 它的特点是工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上面作业, 自 下而上分层回采, 每次采出的矿石靠自重放出三分之一左右, 其余留在矿房内作继续上采的 工作平台。矿房全部采完后,暂留在矿房中的矿石大量放出,叫最终放矿或集中放矿。 (1)采准工作 : 采准工作主要是掘进阶段运输巷道,天井(作为行人,通风用) ,联络道,拉 底巷道,和漏斗颈等。
(2)切割工作 : 以拉底巷道为自由面, 形成拉底空间和辟漏, 它的作用是为回采工作开辟自由 面,并为爆破创造条件。
(3)回采工作 : 回采工作包括:凿岩、爆破、通风、局部放矿、撬顶平场、大量放矿等。 回 采工作自下而上分层进行,分层高度一般为 2~3m。
(3)适用条件 : 1)围岩和矿石均稳定; 2) 矿体厚度以薄和极薄矿脉为宜; 3) 矿脉倾角以急倾斜为 宜; 4) 矿石无结块性和自燃性。
(4) 优点:结构及生产工艺简单,管理方便,可利用矿石自重放矿,采准工程量小等优点。
(5)缺点 :若矿体厚度大,矿柱损失贫化大,暴露面较大,作业安全性差,平场工作繁重,积 压大量矿石。
82. 分段矿房法
分段矿房法 :按矿块的垂直方向,再划分若干分段;在每个分段水平上布置矿房和矿柱,各 分段采下的矿石分别从各分段的出矿巷道运出。
(1)采准工作:从阶段运输巷道掘进斜坡道连通各个下盘分段运输平巷;沿矿体走向每隔 100m , 掘进一条放矿溜井, 通往各运输水平。 在每个分段水平上, 掘进下盘分段运输平巷, 通达矿体下盘的堑沟平巷。
(2)切割工作:在矿房的一侧掘进切割横巷, 切割天井以切割天井为自由面爆破形成切割槽。
(3)回采工作:在凿岩平巷中钻凿环形中深孔,以切割槽为自由面爆破,在装运巷道中用铲 运机出矿。矿石溜到阶段运输巷道装车出矿。
(4)评价:适用于矿石和围岩中等稳固以上的倾斜和急倾斜厚矿体。
优点:可使用高效率的无轨装运设备,灵活性大, 回采强度大。分段采完后可立即回采矿柱 和处理采空区。
缺点:采准工作量大。
83. 阶段矿房法 : 阶段矿房法是用中深孔或深孔回采整个阶段矿房的空场采矿法。
(1)水平深孔落矿阶段矿房法 : 落矿孔为水平孔 .
1) 采准工作:包括掘进电耙巷道 , 回风巷道 , 凿岩天井、凿岩联络平巷 , 凿岩硐室 , 溜矿井
2) 切割工作 :主要是开凿拉底空间和辟漏 , 浅孔拉底和辟漏方法和溜矿法相似 , 一般用中深孔 方法形成拉底空间 .
(2)垂直深孔落矿的阶段矿房法 : 落矿孔为垂直孔 .
可分为分段凿岩阶段矿房法和阶段凿岩阶段矿房法。 国内多采用分段凿岩。 特点:回采工作 面是垂直的,需开切割槽和准备底部结构。
1) 采准工作:阶段运输巷道、通风人行天井、分段凿岩巷道、电耙道、溜井、漏斗井和拉 底巷道等。
2) 切割工作:拉底,劈漏和开切割槽,
3) 回采工作:开采厚和极厚急倾斜矿体时,矿房垂直走向布置
(3)垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法 :
垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法 (VCR 法) 是球状装药爆破技术在采矿工程中的具体应用。 1) 采准工作:阶段运输巷道、通风人行天井、凿岩硐室、电耙道、溜井、漏斗井和拉底巷道 等。
2) 切割工作:主要是开凿拉底空间和辟漏 . 浅孔拉底和辟漏方法和溜矿法相似 , 一般用中深孔 方法形成拉底空间。
3) 回采工作:在垂直深孔中分次爆破,电耙或铲运机出矿。
84. 阶段矿房法评价
(1) 适用条件:矿岩稳固的厚和极厚急倾斜矿体
(2) 优点:回采强度大,生产率高,成本底,坑木消耗小,回采安全。
(3) 缺点 : 矿柱回采损失大,水平爆破对底柱破坏大,垂直爆破的采准工作量大。
85. 采空区处理 : (1)崩落围岩处理采空区 ; (2)充填采空区 (3)封闭采空区
86. 空场法是将矿块划分为矿房和矿柱两步骤开采,先采矿房,后采矿柱
87. 崩落采矿法
崩落法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法,
分为 : (1) 单层崩落法 ,(2)分段崩落法 ,(3)阶段崩落法。
88. 单层崩落法 :单层崩落法主要是开采顶板岩石不稳固,厚度一般小于 3m 的缓倾斜矿层。 (1)长壁式崩落法
该采矿法的工作面是壁式的, 工作面的长度等于整个矿块的斜长, 所以, 称为长壁式崩落法。 结构参数:矿块斜长 40~60m, 空顶距 2.4m, 悬顶距 4.8m ,矿块间不留矿柱,
(2)短壁式崩落法
矿层的顶板稳固性较差时, 采用长壁工作面不容易控制顶板地压, 此时, 可在上下阶段巷道 之间, 沿矿层的走向掘进分段巷道, 用分段巷道划分工作面, 将工作面长度缩小, 形成短壁, 以利于地压管理。工作面长度在 20~25m以下。
(3)进路式崩落法
如果矿层稳固性更差, 则可采用进路式崩落法。 其特点是将矿块用分段巷道或上山划分成沿 走向的小分段或沿倾斜的条带,从分段巷道或上山向两侧用进路进行回采。
89. 单层崩落法的评价
单层崩落法是开采顶板不稳固,厚度小于 3m, 倾角小于 30的层状矿体的有效采矿方法。 长壁法的采准工作和工作面布置比较简单,因此, 它是一种生产能力大,劳动生产率高,损 失贫化小,通风条件好的采矿法。
缺点:支护用木材,劳动强度大,顶板管理复杂。
短壁法工作面短小,灵活性大,但矿块生产能力和劳动生产率底于长壁法。
适用地质条件复杂,地压大的矿体。
90. 有底柱分段崩落法
有底柱分段崩落法,即有底部结构的分段崩落法。
特点:1. 按分段逐个进行开采; 2. 在每个分段下部设有出矿专用底部结构 (底柱) 。分段回采
由上向下逐个分段进行回采。
91. 水平深孔落矿有底柱分段崩落法
(1) 采准工作:包括掘进溜井、 回风井、 电耙道联络道、 斗颈、 斗穿、 凿岩巷、 受矿巷道等。
(2) 切割工作:开凿补偿空间和劈漏两项工作。补偿空间系数 K :K= V1/V , V1--补偿空间 体积, m3; V--矿石爆破前体积, m3。
1) 矿石稳固时用中深孔拉底。
2) 矿石不稳固时,用浅孔拉底,在拉底水平留矿柱,在矿柱上打好眼,与分层大爆破同次 分段爆破。
(3) 拉底空间:在采场底柱上部 (矿体底部) 掘进切割横巷和切割平巷, 以切割巷为自由面, 爆破形成的空间。它是为大量落矿而准备的补偿空间。
(4) 回采工作:落矿和出矿
92. 垂直深孔落矿有底柱分段崩落法
(1) 采准工作:掘进矿石溜井 , 耙矿巷道 , 斗颈 , 堑沟巷道 , 凿岩巷道 , 行人通风巷道 , 联络道等。
(2) 切割工作:开掘堑沟和切割立槽。堑沟是在堑沟巷道内钻凿垂直上向扇形中深孔与落矿 同次分段爆破。开凿切割立槽方法:八字形和丁字形
(3) 切割槽:在矿块中掘进切割横巷和切割天井, 以切割天井为自由面爆, 破形成的空间, 它是为大量落矿而准备的补偿空间。
(4)回采工作:用中深孔或深孔落矿。该法广泛采用挤压爆破。
1) 小补偿空间挤压爆破; K = 15-20% 。
2) 向崩落矿岩方向挤压爆破。
93. 有底柱分段崩落法放矿管理
(1)放矿管理包括:1) 平面放矿 , 2) 立面放矿 , 3) 斜面放矿
94. 有底柱分段崩落法的评价
(1)适用条件:1) 地表允许崩落; 2) 合适矿体厚度和倾角; 3) 上盘岩石稳固性不限,下盘岩 石中等稳固以上; 4) 矿石中等稳固; 5) 开采贫化损失较大,适合矿石价值不高; 6) 矿体不 含夹层,无自然性和结块性。
(2)优点:1) 多种回采方案,使用灵活; 2) 生产能力大,开采强度大于无底柱分段崩落法。 3) 采矿和出矿设备简单,适用维修方便, 4) 通风良好。
(3)缺点:1) 采准,切割工作量大,机械化程度底; 2) 矿石损失贫化较大。
95. 无底柱分段崩落法
无底部结构,分段凿岩, 崩矿和出矿均在回采巷道中进行的崩落法。使用无轨设备,结构简 单,安全可靠。
(1)结构参数与采准巷道布置
1) 阶段高度:50~60米或更高 ,
2) 分段之间的联络有设备井,斜坡道 ,
3) 分段高度 : 10~20米 .,
4) 回采巷道的间距 : 10~20米 .,
5) 回采巷道的断面及形状 (3~4)×(3~3.5)米 .,
6) 回采巷道的布置 : 垂直走向和沿走向布置 .
(2)切割工作:回采前必须在回采巷道的末端形成切割槽,作为最初爆破的自由面及补偿空 间。
(5) 切割平巷和切割天井拉槽法 : 1)切割天井拉槽法 , 2).炮孔爆破拉槽法
(6) 回采工作:落矿,出矿和通风等,
1) 落矿工作:(A)落矿参数的确定 (炮孔扇面倾角,扇形炮孔边孔角,崩矿步距,孔径,最小
抵抗线和孔底距; (B)凿岩工作 (C) 爆破工作
2) 出矿:(A) 铲运机出矿
97. 无底柱分段崩落法的评价
(1)适用条件:1) 地表与围岩允许崩落。 2) 矿石中等以上稳固, 3) 急倾斜厚矿体或缓倾斜 极厚矿体; 4) 矿石价值不高。 5) 需剔除夹石。
(2)优点:1) 安全性好; 2) 结构简单, 回采工艺简单, 3) 适用高效无轨设备, 机械化程度高; 4)可剔除夹石,进行分级出矿。
(3) 缺点:1) 回采巷道通风困难; 2) 矿石损失贫化大; 3) 开采强度不如有底柱高。
98.阶段崩落法
阶段崩落法的特点:回采高度等于阶段全高。
99. 阶段强制崩落法:
(1) 设有补偿空间的阶段强制崩落法; k= 20~30% ;连续回采的阶段强制崩落法
(2) 采准工作:运输巷道和电耙道,放矿溜井,行人通风井,凿岩天井和硐室等。
(3) 切割工作:开凿补偿空间和劈漏。
(4) 回采工作:崩矿方案有深孔(中深孔)爆破和药室爆破。
(5) 阶段强制崩落法适用条件:1) 矿体厚大 2) 开采急倾斜矿体时,上盘岩石最好在没有放 完矿石前不崩落。 3) 设有补偿空间方案对矿石稳固性要求高一些,矿石须有中等稳固。连续 回采时可用于不够稳固的矿石中。 4) 矿石价值不高,也不需分采,不含较大的岩石夹层。 5) 矿石没有结块性,氧化性和自然性。 6) 地表允许崩落。
100.阶段强制崩落法的优缺点:与分段崩落法比,阶段强制崩落法采准工程量小,劳动生 产率高,采矿成本底,作业安全。缺点,生产技术和放矿管理要求严格,大块率高矿石损失 大等。
101. 阶段自然崩落法:整个阶段上的矿石在大面积拉底后借自重与地压作用逐渐自然崩落并 能破成碎块。
分两种自然崩落法:(1)矿块回采; (2)连续回采。
(1) 矿块回采阶段自然崩落法:在矿块四个边角处掘进四条切帮天井, 自切帮天井底部每 隔 8~10m高度沿矿块的周边掘进切边巷道。
(2) 连续回采阶段自然崩落法:将阶段划分为较大的分区, 按分区进行回采,在分区的一 端沿宽度方向掘进切割巷道, 再沿长度方向拉底, 拉底到一定面积后矿石便自然冒落, 随着 拉底不断向前扩展, 矿石自然崩落范围也随之向前推进, 矿石顶板逐渐形成一斜面, 并以斜 面形式推进。
102.自然崩落法的适用条件:矿石不稳固,具有密集的节理和裂隙的中等坚硬的矿石,当 拉底到一定面积时, 能够自然崩落成大小合乎放矿要求的矿块。 矿体厚度一般大于 20~30m。 103. 覆岩下放矿:分段崩落法与阶段崩落法的基本特点是在覆岩下放矿,管理不善,则导致 大量矿石的损失贫化。因此必须了解放矿过程中崩落矿岩的移动规律。
104.覆岩下放矿时崩落矿岩的移动规律
单孔放矿时崩落矿岩移动规律
从漏孔放出 Q 时,矿石 Q 在采场崩落矿岩堆中原来占有的形体称为放出体。放出体为一近 似椭球体,称之为放出椭球体 (Qf)。
在矿岩堆中产生移动 (松动)的部分称为松动体, 它的形状也是一个近似椭球体, 故称松动 椭球体 (Qs)。
在松动范围内各水平层成漏斗状凹下,称之为放出漏斗。
设放出体高度为 Hf , 大于 Hf 的水平层上放出漏斗称为移动漏斗; 等于 Hf 的水平层上放出漏 斗称为降落漏斗,小于 Hf 的水平层的放出漏斗为破裂漏斗。
112.选择采矿方法的基本要求
1. 安全 2. 矿石贫化小。 3. 矿石回收率高 4. 生产效率高 5. 经济效益高 6. 遵守有关法规要 求
113.影响采矿方法选择的主要因素 (1)矿床地质条件 (2)开采技术经济条件
114. 采矿方法选择
共分三个基本步骤
第一步 采矿方法初选
第二步 技术经济分析
第三步 详细技术经济计算,综合分析比较
范文四：金属矿地下开采的步骤
金属矿地下开采的步骤
矿床进行地下开采时，一般都按照矿床开采四步骤，即按照开拓、采准、切割、回采的步骤进行，才能保证矿井正常生产。
开拓：从地表开掘一系列的巷道到达矿体，以形成矿井生产所必不可少的行人、通风、提升、运输、排水、供电、供风、供水等系统，以便将矿石、废石、污风、污水运（排）到地面，并将设备、材料、人员、动力及新鲜空气输送到井下，这一工作称为开拓。矿床开拓是矿山的地下基本建设工程。为进行矿床开拓而开掘的巷道，称为开拓巷道，例如竖井、斜井、平硐、风井、主溜井、充堵井、石门、井底车场及硐室、阶段运输平巷等。这些开拓巷道都是为全矿或整个阶段开采服务的。
采准：采准是在已完成开拓工作的矿体中掘进巷道，将阶段划分为矿块（采区），并在矿块中形成回采所必需的行人、凿岩、通风、出矿等条件。掘进的巷道称为采准巷道。D般主要的采准巷道有阶段运输平巷、穿脉巷道、通风行人天井、电耙巷道、漏斗颈、斗穿、放矿溜井、凿岩巷道、凿岩天井、凿岩硐室等。
切割：切割工作是指在完成采准工作的矿块内，为大规模回采矿石开辟自由面和补偿空间，矿块回采前，必须先切割出自由面和补偿空间。凡是为形成自由面和补偿空间而开掘的巷道，称为切割巷道，例如切割天井、切割上山、拉底巷道、斗颈等。
不同的采矿方法有不同的切割巷道。但切割工作的任务就是辟漏、拉底、形成切割槽。采准切割工作基本是掘进巷道，其掘进速度和掘进效率比回采工作低，掘进费用也高。因此，采准切割巷道工程量的大小，就成为衡量采矿方法优劣的一个重要指标，为了进行对比，通常用采切比来表示，即从矿块内每采出一千吨（或一万吨）矿石所需掘进的采准切割巷道的长度。利用采切比，可以根据矿山的年产量估算矿山全年所需开掘的采准切割巷道总量。
回采：在矿块中做好采准切割工程后，进行大量采矿的工作，称为回采。回采工作开始前，与根据采矿方法的不同，一般还要扩漏（将漏斗颈上部扩大成喇叭口），或者开掘堑沟；有的要将拉底巷道扩大成拉底空间，有的要把切割天井或切割上山扩大成切割槽。这类将切割巷道扩大成自由空间的工作，称为切割采矿（简称切采）或称补充切割。切割采矿工作是在两个自由面的情况下以回采的方式（不是掘进巷道的方式）进行的，其效率比掘进切割巷道高得多，甚至接近采矿效率。这部分矿量常计入回采工作中。
回采工作一般包括落矿、采场运搬、地压管理三项主要作业。如果矿块划分为矿房和矿柱进行两步骤开采时，回采工作还应包括矿柱回采。同样，矿柱回采时所需开掘的巷道，也应计入采准切割巷道中。
范文五：金属矿地下开采课程设计
湖 南 某 校 课 程 设 计 某金矿矿山采矿方法设计
学生姓名
系部名称
专业名称
班级名称
指导教师
2014 年 6 月 10 日
目录
1总论 ............................................................................................................................ II 1.1 课程设计题目 ........................................................................................................ II
1.2 设计初始条件 ........................................................................................................ II
2 设计依据和基本要求 ............................................................................................... II 2.1 设计依据 ................................................................................................................ II
2.2 基本要求 ................................................................................................................ II
3 设计方案和设计内容简述 ...................................................................................... III 3.1 矿区概况 ............................................................................................................... III
3.2 矿床地质 ............................................................................................................... III
4 采矿方法的选择和比较 .......................................................................................... I V 4.1 采矿方法选择的原则与影响因素 ....................................................................... I V 4.2 选择合适的采矿方法 ........................................................................................... V I
4.3 标准矿块尺寸的计算及采矿方法图的绘制 ....................................................... I X
5 采准切割 .................................................................................................................. I X 5.1 采准切割巷道布置 ............................................................................................... I X
5.2采准切割巷道形成的方法 ..................................................................................... X
6 回采工艺 ................................................................................................................... X 6.2 装药爆破 ................................................................................................................ X 6.3 采场通风 ............................................................................................................... X I 6.4 搬运 ....................................................................................................................... X I
6.5 采场地压控制和支护及回采循环图表的编制 ................................................... X I
7小结 ......................................................................................................................... XII 参考文献 ................................................................................................................... XIII
1总论
1.1 课程设计题目
某金矿矿山采矿方法设计
1.2 设计初始条件
某金矿年生产能力 15万吨 /年,矿体倾角:25○ ~30○ ,矿体倾向向北,东西 走向,走向长度 800 m ,矿体厚度 1~2 m ,埋藏深度 65 m。矿石及上、下盘围 岩中等稳固,有少量夹石,矿石质量重 3.0 t/m3。地表地形平坦,允许崩落。 2 设计依据和基本要求
2.1 设计依据
1)矿体的赋存条件与空间分布形态、矿体形态、矿体倾角、稳定性。
2)矿石特点与品位变化、坚固性、稳固性、含水性及碎胀性等。
3)地质构造及地表崩落情况。
4)根据矿石的损失与贫化,选择矿石损失与贫化率小的采矿方法。
5)相关采矿技术经济资料等因素。
2.2 基本要求
1)安全。选择的采矿方法必须保证工人在采矿过程中能够安全生产,有良 好的作业条件, 能使繁重的作业实现机械化; 同时也要保证矿山能够安全持续生 产,防止采矿引起的地质灾害。
2)矿石贫化小。选择的采矿方法要贫化小,矿石质量高,有利于配矿和矿 石质量控制,满足加工部门对矿石质量的要求。
3)矿石回采率高。矿产资源是有限且不能再生的,因此要选择高回采率的 采矿方法,以充分利用地下资源。
4)生产效率高。要尽可能选择生产能力大和劳动生产率高的采矿方法。
5)经济效益高。
6)遵守有关法规的要求。采矿方法选择必须遵守矿山安全、环境保护和矿 产资源保护等法规的有关规定。
3 设计方案和设计内容简述
3.1 矿区概况
3.1.1 矿区地质简介
该矿属低山丘陵地形, 矿区面积内以平原地形为主, 地形起伏小, 地势平坦 且由东北向西南低落,地表无出露矿体,矿体埋藏深度 65 m。矿区地表地形较 平坦,允许崩落。
3.1.2 地层与构造
该金矿围岩蚀变强烈, 蚀变作用具分带性, 从外带到内带可分为绿泥石化带、 碳酸盐化带、 和黄铁矿—绢云母化带, 各带之间无明显界线。 岩层裂隙发育良好, 金矿石为矿化糜棱岩,主要金属矿物为金矿。
3.1.3 水文
区域内总体水文地质条件良好,地下水无发育。
3.2 矿床地质
3.2.1 矿体特征
该金矿赋存条件简单,金矿石以粒状或微观粒子状态含与岩石中,与石英及 黄铁矿伴生,亦有自然结晶金粒生成。矿石及上、下盘围岩中等稳固;矿体倾角 为 25○ ~30○ ,厚度 1~2 m ,为缓倾斜薄矿体;倾向向北,东西走向,走向长度 800 m ;埋藏深度 65 m,矿体向下延伸。
3.2.2 矿床开采技术条件及矿石、围岩特征
该矿为矿化糜棱岩,初期开拓工程采用竖井及盲斜井联合开拓法,矿体上、
下盘围岩中等稳固,岩石稳固性系数 f=9,裂隙发育良好,有少量夹石。矿体为 薄矿体,均厚度 2 m,矿石质量重 3.0 t/m3。
4 采矿方法的选择和比较
4.1 采矿方法选择的原则与影响因素
4.1.1 采矿方法的选择的原则
①安全性好
这一要求是首要的,是在任何条件下都必须满足的。它包括:保证工人在日 常采矿过程中能够安全生产, 有良好的作业条件和环境; 保证工人在发生坑内灾 害时能够及时地撤离危险区; 保证安全范围内的地表构筑物不致因采矿方法的影 响而损坏;保证坑内各种设备、构筑物、基本巷道在使用中不遭到破坏等。 ②矿石回收率高、矿石贫化率小
根据矿床的具体条件所选择的采矿方法,应该是矿石回收率高,能充分利 用地下资源。一般要求矿石的工作面回收率在 80~85%以上,对于稀缺和贵重的 非金属矿物开采, 则要求有更高的矿石回收率。 矿石的贫化率要小, 要满足加工 部门对矿石质量的要求。
要尽量选择生产能力大和工人劳动生产率高的采矿方法。 矿块生产能力大小 对同时生产的阶段数、 矿块数影响很大。 一般以一个回采阶段布置的矿块数满足 矿山生产能力为标准来考虑采矿方法选择。
④材料消耗少、采矿成本低
要尽量选择材料(特别是木材)消耗少、采矿成本低的采矿方法。尽量选择 那些不用木材或少用木材,以及材料能够就地回就近解决的采矿方法。
填法的回收率高、贫化率低,但其效率低、成本高。因此,在衡量采矿方法的经 济效果时,必须从实际出发,根据具体条件,分清主次,综合考虑。
4.1.2 影响采矿方法选择的主要因素
4.1.2.1 矿床地质条件
①矿床产状
因矿体倾角影响矿石在采场的运输方式。 所以, 该矿矿体倾角为 20°~30°, 采用电耙耙矿; 因矿体厚度对采用的采矿方法和采场布置有较大的影响。 该矿矿 体厚度 2m 为薄矿体,故采用壁式崩落法。矿体几何形状以及矿石与围岩接触情 况,主要影响矿方法选择。如矿体几何形状规则,矿石与围岩接触明显,宜采用 深孔落矿; 而当矿体几何形状不规则, 矿石与围岩接触不明显时, 若采用深孔落 矿方法,则可能引起较大的矿石损失和贫化。
②矿石和围岩的稳固性
因该矿矿石和围岩都为中等稳固,故采用全面采矿法和较大的矿房尺寸。 ③矿石的种类、品位和价值
开采国家稀缺或价值高的矿床以及品位较高的富矿时,应选择回收率高、贫 化率低、有利于矿物晶体保护的采矿方法;反之,宜采用成本低、效率高、不考 虑保护晶体的采矿方法。
④矿石和围岩的结块性和氧化性
当矿石具有结块性时,不宜采用留矿法和阶段崩落采矿法;当矿石具有氧化 性时,则应考虑矿石因氧化降低强度对矿石稳固性的影响。
4.1.2.2 矿床开采技术条件
①地表允许陷落的可能性
它主要影响地压管理方法。如果矿体开采后,在地表移动范围内有河流、森 林、 铁路或其他重要建筑物而不允许地表陷落时, 则不能采用崩落法或采后用崩 落围岩处理空区的空场法。
②生产工艺的技术复杂程度
选择采矿方法时,其生产工艺应力求简单可靠、容易掌握、管理方便,对于 中小型矿山,这点尤为重要。
③设备、材料的供应条件
选择采矿方法时,必须考虑所需要设备和材料的供应情况。如选用无底柱分 段崩落法, 就应事先了解装运机和凿岩台车能否供应; 选用充填法时, 要考虑充 填料的种类和来源;选用分层崩落法时,要考虑木材的供应条件等。
4.2 选择合适的采矿方法
4.2.1 方案初选
1)因地表无矿石出露,故为地下开采。
2)根据矿岩稳固性、矿体厚度和倾角,可能采用的采矿方法,并根据生产 能力、品位、价值、采矿发展趋势等条件逐一排除。
(1)按矿石及围岩等稳固性、矿体厚度 1~2m、倾角 20°~ 30°为缓倾斜薄 矿体。
(2)从年生产能力、品位和价值分析:该矿年生产能力 15万吨 /年,为中型 矿山,产出矿石为贵金属金矿,矿石品位高,极具开采价值。
(3)从采矿发展趋势分析:现行采矿发展趋势将会由浅层开采逐渐转变为 深部开采,将会遇到高井温、高井深及高地应力等问题。
故对照上表,该矿现行开采方式可采用全面法和房柱法。
图示如下:
房柱采矿法
1—运输巷道; 2—放矿溜井; 3—切割平巷; 4—电耙硐室; 5—上山; 6—联络平巷; 7—矿柱; 8—电耙绞车; 9—炮孔
全面采矿法
1—切割上山; 2—回风平巷; 3—阶段平巷; 4, 6—阶段矿柱; 5—采区矿柱; 7, 8—人 行道; 9—矿柱或岩柱; 10—矿石溜井; 11—切割平巷
4.2.2 初步技术经济分析(表)
根据矿山具体条件,该矿开采方式可采用全面采矿法和房柱采矿法,其中全 面法是最适合主要技术经济指标的开采方案。
对比依据:
1)两者采矿方法之特点:
房柱采矿法:采切工作量小,回采工作组织简单,坑木消耗量小,采场通风 好, 能使用高效大型机械设备, 可实现机械化开采, 采场生产能力及劳动生产率 都比较高,采矿成本低。但须保留永久矿柱,回采率低,矿石损失率高。
全面法:采场范围大,沿走向长度可达 50 ~ 100 m。矿柱(或岩柱)可以是 不规则的,其数量、形状、间距、尺寸及位置比较灵活,可将贫矿、夹石、无矿 带留下, 或按顶板管理的要求留下不规则的孤立矿柱来支撑采空区。 开采高价矿、 富矿时也可用木桩、木垛、石垛、混凝土垛、锚杆等人工材料来代替矿柱,提高 矿石回采率。
2)技术经济指标对比,参照类似矿山的实际指标。指标如下:
表 1 技术经济指标对比
因该矿为贵重金属矿, 回收率和贫化率是该矿采矿方法的主导因素。 经分析 对比, 在以上两种采矿方法中, 全面法在应对该矿开采技术及地质条件下能较好 的保证矿石的回收率和降低矿石的损失率及贫化率。 故本设计开采方案选用全面 采矿法。
4.3 标准矿块尺寸的计算及采矿方法图的绘制
4.3.1 矿块工业储量计算表
表 2 矿块工业储量计算表
容重 =3.0t/m3
4.3.3 采矿方法图的绘制
全面采矿法
1—切割上山; 2—回风平巷; 3—阶段平巷; 4, 6—阶段矿柱; 5—采区矿柱; 7, 8—人行道; 9—矿柱或岩柱; 10—矿石溜井; 11—切割平巷
5 采准切割
5.1 采准切割巷道布置
如上图所示,布置有:上、下两条阶段运输平巷,间距 45m ;两条上山,间 距 50m 。先掘进的阶段平巷 3,布置于脉内。矿石溜井 10的间距为 7m 。切割平 巷 11连通各矿石溜井的上口,作为回采工作自由面。掘进的切割上山 1贯通回
风平巷 2,并作为回采工作面的起始线。在采区矿壁内每隔 10m 掘进人行道 8。 回采过程中, 在上部阶段矿柱每隔 15m 掘进人行道 7连通回风平巷 2。 电耙硐室 与溜井相对应,也可用移动电耙接力耙运矿石。
5.2采准切割巷道形成的方法
施工过程:在矿体下盘掘进沿脉运输巷道,然后掘进分段运输平巷,之后掘 进矿石溜井,接着掘进回采巷道,最后掘进切割巷道和切割天井。
其巷道掘进工序为:钻眼——装药联线——放炮通风——装岩运输——支护 工具设备为:凿岩机——炸药——局部扇风机——装岩机——锚、喷、网、 架。
6 回采工艺
回采工作由切割上山的一侧沿矿体走向全面推进, 为使凿岩与采场运搬平行 作业,工作面布置成阶梯状,依次超前一定距离,阶梯数为 2。
6.1 凿岩
使用 YT — 28气腿式凿岩机凿岩,台班效率 71.2吨 /台班,孔径 42mm ,孔深 2.0m , 钻孔方向由切割上山的一侧沿矿体走向全面推进。 按照矿石坚固程度、 矿 体厚度及工作要求来确定凿岩爆破参数, 炮孔不可穿过顶底板以保证安全及降低 矿石贫化损失。近顶板的炮孔使用光面爆破技术,以保持顶板稳固性。
回采过程中, 视顶板的稳固程度及矿床有用分组的分布状况, 将贫矿、 夹石、 无矿带留作不规则矿柱,或用水泥砌筑人工矿柱。矿柱直径 3m ,圆形。也可用 木桩、从柱、锚杆及垛积材料进行支撑。
6.2 装药爆破
1)炸药类型:由于该矿体围岩与矿体稳固,又无渗水现象,因此选用硝酸 铵炸药(NH 4NO3) ;
2)孔径、孔深:孔径 42mm ,孔深 2.0m ;
3)爆破排数:3排;排拒 0.65m ,眼距 0.8~1.2m。
4)最小抵抗线:最小抵抗线 0.6~1.2m;
5)起爆方式:由于是金属矿,故选用电力起爆法的起爆方式。
6)采用光面爆破,多打眼,少装药,以保持顶板稳固,提高矿石回收率。 6.3 采场通风
通风采用中央并列式, 从主进风井进风, 通过阶段运输平巷 3进入切割天井, 在进入矿房,流经工作面,洗刷采场,最后由切割天井回到上阶段平巷 2,再回 到主回风巷道。
6.4 搬运
在阶段运输平巷的一侧开电耙硐室, 在预定位置开装矿口, 并开喇叭口, 用 木料架设闸门,用以放矿。采场运搬采用 30Kw 电耙,安装导向滑轮后耙矿。耙 矿从上阶段运输巷道向下耙运矿石, 后经溜井放矿。 装运路线必须以提高装运效 率为前提,所以以最短路线为宜。
6.5 采场地压控制和支护及回采循环图表的编制
视顶板的稳固程度及矿床有用分组的分布状况,将贫矿、夹石、无矿带留作 不规则矿柱,为提高矿石回收率,或用水泥砌筑人工矿柱。矿柱直径 3m ,圆形。 也可用木桩、从柱、锚杆及垛积材料进行支撑。采场回收完毕,视安全情况,可 部分的回收矿柱。锚杆支护工作量小,成本低,效果好,且利于矿石运搬。故本 设计采用锚杆支护,锚杆长度 2.5m ,安装密度为 m
m
m
m 5. 1
5. 1
~
8. 0
8. 0?
?。 回采循环图表的编制如下(下页) :
表 3 全面法回采工艺循环图表
7小结
当再一次的来作课程设计时, 我的内心并没有太大的变化。 因为对于做设计 我已经不陌生了, 自认为去年的设计做的还算可以, 毕竟是自己第一次独立完成 的。 至今还不知道那个方案在现实中是否可行, 但毕竟只是一次学识考察, 没有 必要做到分毫不差,能顺利施工就是最大的安慰。
对于此次设计, 我很有信心, 我觉得自己会完成的很好, 以最快的速度完成 所有设计要求。但是我错了,在做本次设计时,遇到了很多不确定问题。以至于 在一段时间内都对设计有种无从下手的感觉。 不过还好, 在删删减减了大多数力 所不及的设计内容之后,本次设计终于在带着一种遗憾的心情下结束了。
至此,我们 2012届采矿工程专业学生所学的专业课程基本上都修习完毕, 知道的越多, 迷惑的也就越多, 因为再也不能去任着性子随意做了, 必须要严谨。 现在设计已经完成, 但是觉得做得好烂。 明知很烂, 但也没有能力去做精确的修 改,只有希望沈老师能够多多指导,帮助我完善自己的学识。
多余的话不必多说, 只有简单的说一声:谢谢! 感谢诸位老师这几年来的辛 辛教导 !
参考文献
《金属矿地下开采》 ;冶金工业出版社 ;陈国山 《矿山爆破》 ;冶金工业出版社;张敢生、戚** 《井巷设计与施工》 ;冶金出版社;李长权、杨建忠 《通风与防尘》 ;冶金工业出版社;陈国山
《现代采矿手册》 ;冶金工业出版社;王运敏 主编
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