金属矿山地下开采课程设计

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：

⑴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；

⑵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；

⑶基建工程量少，投资省，经济效益好； ⑷不留和少留保安矿柱，以减少矿石损失； ⑸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： ⑴地表地形是确定井巷开拓的重要条件。

⑵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。

⑶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

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井巷的布置和阶段的划分。

⑷矿床开采深度对选择开拓井巷的类型具有一定的影响。

⑸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。

⑹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。

⑺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。

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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12.56m2，井筒掘进面积16.62 m2。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12.56m2，井筒掘进面积16.62 m2。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

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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 m2，井筒掘进面积7.07m2。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。

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