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武汉科技大学地下开采课程设计
目录
1 矿区选择和开采方法 ........................................................ 3
1.1矿区选择 ............................................................................................................................ 3 1.2开采方法 ............................................................................................................................ 3
1.2.1开采技术条件 .......................................................................................................... 3 1.2.2开采方法的确定 ...................................................................................................... 5
2 矿山年产量、服务年限和工作制度 ............................................ 5
2.1矿山年产量 ........................................................................................................................ 5
2.1.1可能的矿山年产量 .................................................................................................. 5 2.1.2矿山年产量的选择 .................................................................................................. 6 2.2矿山生产能力校核 ............................................................................................................ 6 2.3矿山服务年限 .................................................................................................................. 10 2.4工作制度 .......................................................................................................................... 10 3矿床开拓 ................................................................. 10
3.1开拓系统的选择 .............................................................................................................. 10
3.1.1垂直矿体走向下盘平硐开拓法+盲竖井联合开拓法 .......................................... 10 3.1.2斜井开拓法 ............................................................................................................ 11 3.1.3开拓方案的确定 .................................................................................................... 11 3.2 主井井口位置的确定 ..................................................................................................... 11 3.3 主井井筒断面的确定 ..................................................................................................... 11 3.4 提升容器的选择 ............................................................................................................. 12 3.5主井井筒支护设计 .......................................................................................................... 14
3.5.1 井筒支护 ............................................................................................................... 14 3.6风井设计 .......................................................................................................................... 14 3.7阶段高度的确定 .............................................................................................................. 15 3.8岩石错动角的确定 .......................................................................................................... 15 4矿山基建工程 ............................................................. 15 5 采矿 ..................................................................... 16
5.1 采矿方法选择及构成要素 ............................................................................................. 16
5.1.1 开采技术条件 ....................................................................................................... 16 5.1.2 采矿方法选择 ....................................................................................................... 17 5.2 矿块构成要素 ................................................................................................................. 18 5.3 底部结构 ......................................................................................................................... 18 6 采准及切割工作 ........................................................... 18
6.1 采准工作 ....................................................................................................................... 18
浅孔留矿法的采准工作 ................................................................................................. 18 上向水平分层充填法的采准工作 ................................................................................. 19 6.2切割工作 .......................................................................................................................... 19
小浅孔留矿法的切割工作 ............................................................................................. 19 上向水平分层充填法的切割工作 ................................................................................. 19
7 回采工作 ................................................................. 20 8 矿柱回采和采空区处理 ..................................................... 20 9 生产采掘进度计划 ......................................................... 20
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10 采掘设备及采掘材料消耗 .................................................. 21
10.1 采掘工程设备 ............................................................................................................... 21 10.2 采掘工程材料消耗 ....................................................................................................... 22 11 坑内运输 ................................................................ 22 12 坑内通风与防尘 .......................................................... 23
12.1 通风系统和通风方式 ................................................................................................... 23 12.2 矿井各工作面需风量 ................................................................................................... 23 13矿井防排 ................................................................ 25
13.1.1 排水系统 ............................................................................................................. 25 13.1.2 井下排水设施 ................................................................................................... 25 13.1.3 水泵房设计 ......................................................................................................... 26 13.2 变电硐室设计 ........................................................................................................ 27
参考文献 ................................................................... 27
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设计说明书
1 矿区选择和开采方法
1.1矿区选择
小汉口铜矿床位于F1、F2断层破碎带及其附近，属一典型的中低温热液型矿床。矿床的形成与破碎带关系密切。矿体主要赋存在两断层破碎带角砾岩或下盘灰岩中，有数十个矿体组成，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体较大。矿区所开采的矿体为急倾斜薄～中厚矿体，本次设计范围内的矿体赋存深度为＋215m～-100m标高。215m以上的矿体经历年的民采，已基本采完。根据设计委托书的要求，本次设计范围为＋215m～-100m水平区段的矿体，在本次设计的范围内共有Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个矿体，Ⅰ矿体规模较大，Ⅱ和Ⅲ矿体规模较小，本次设计以Ⅰ矿体为主，兼顾Ⅱ和Ⅲ矿体。
本次设计只进行矿山开拓、提升排水、通风等系统设计及矿床开采工艺设计和相应的技术经济分析。
1.2开采方法
1.2.1开采技术条件 （1）岩、矿物理参数
由于小汉口的矿床地质条件与同断裂带上相近并开采过的三宝山矿区大同小异，同时本矿区Ⅰ、Ⅱ号主矿体在+200m标高以上有开采历史，因此矿体及其顶底板围岩物理性能借鉴三宝山矿区资料（表1-1）。
矿体主要产于破碎带中，矿体顶板的破碎带和砂岩结构较为松散，片理发育，较为破碎，且易风化，抗压强度小工程地质条件较差，都需要很好的支护。
全矿区矿石平均品位为0.826%，矿界内表内122b铜矿石量平均品位1.23%，体重为2.709t/m3。
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武汉科技大学地下开采课程设计
表1-1 小汉口铜矿矿岩、矿物理参数表
力学参数（Mpa） 岩性 物理性质 抗拉强度 各种力学强度比砂岩低 片理发育，具碎张页岩、灰岩破碎带 性，易破碎成块 角砾状灰岩，多为灰岩下盘 方解石脉胶结，力学性质同灰岩 F2上盘砂岩 （2）水文地质条件
区内属低山丘陵地形，东侧陡峻地表岩溶不甚发育。矿区主要含水层是构成矿体底板的嘉陵江组灰岩裂隙—岩溶含水层，和灰岩破碎带及F1断层下盘拖拉断褶带的灰岩角砾岩组成成矿区含水带，次要含水带为砂岩中的裂隙脉状水体，且两者之间无水力联系。裂隙脉状水体受水面积有限，水量小，来源不足，延深不大，与矿体之间有页岩破碎带及混合岩性破碎带隔水体存在，对坑道充水影响不大。虽然嘉陵江组灰岩含裂隙岩溶水，但拖拉断褶带被方解石脉充填和胶结，致使其未形成富水带，仅含微弱裂隙—岩溶水，却相反的形成了含水层的西部相对隔水边界，由于断层带中及F1断层下盘富含泥质、砂质及硅化，影响了碳酸盐的喀斯特化，故含水性及透水性差。同时，该区无地表水体，地下水补给来源主要是大气降水。补给条件简单，水源不足，因而含水微弱或无水。由此可知，含水层与矿体关系较单一，矿区水文地质条件简单。 （3）工程地质条件
矿体底板围岩为厚层状灰岩，结构紧密，抗压强度较大，工程地质条件较好。矿层顶板的破碎带和砂岩，结构较松散，片理发育，较为破碎，且易风化，抗压强度小，工程地质条件较差，都需要很好的支护。
此外，矿区范围内可能有相当的溶洞产出，开采时应引起高度重视。 （4）环境地质条件
矿区采用地下开采方式，具有一定的开采史，+200m以上基本采空，井内未发现井壁垮塌、顶板冒落等现象，地表未因采矿产生裂隙、塌陷等不良地质现象。因此矿山地质环境现状较稳定，以往的矿业活动对地质环境的影响程度较轻。
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抗压强度 20.40～43.60 f＝1.5～2 抗剪强度 7.6～20 0.39～0.98 白云质灰岩：f=8.0 灰岩：f=6.4 抗压强度：P＝62.6～63.0
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