某地下铁矿采矿方法设计.doc

1、山东理工大学采矿学课程设计题 目：某地下铁矿采矿方法设计学 院：资源与环境工程学院 班 级： 学 号： 姓 名： 指导 老师： 张军 课 程 设 计 时 间 ： 2013 年 7 月 1 日7 月 19 日1序论1课程设计目的未来矿山企业的总工程师矿物资源工程专业的学生，无论是在勘探设计单位承担矿山设计任务，还是在科研院所从事专业科研开发事业，或者在生产企业进行专业技术与行政管理工作，对于地下开采起主导作用的采矿方法，都必须具有正确选择设计采矿方法的知识和能力。本次课程设计是在学习了相关专业基础和专业课程的基础上，通过设计，得到专业工程设计基本能力的初步训练，为毕业设计及今后从事专业技术工作打

2、下基础。也是对同学们以前所学知识掌握与运用能力的检验。 采矿方法课程设计，要求同学们在给定基础资料的基础上，通过翻阅专业参考书和相关文献，综合运用所学知识，确定技术方案，掌握正确的步骤和内容，进行必要的科学计算，并运用规范的技术语言（规范的图纸及说明书）将设计意图及设计结果表达出来。2课程设计任务1设计任务：某地下矿山采矿方法设计2设计要求：根据所给地质资料及开采技术条件选择合适的采矿方法；设计确定所选采矿方法的各类结构参数；设计确定所选采矿方法的各种技术经济指标；绘制采矿方法标准方案图；编写采矿方法设计说明书（A4 纸）。3课程设计题目某铁矿走向长 500m 左右，倾斜延伸 260570m；

3、矿体走向为西段 NE 向、中部 EW 向、东段 NE 向，倾向 SE，倾角 2040；矿体埋深 370590m，平均厚度 14.14m；密度 3.84g/cm3，平均品位 51.88%；矿体形态呈似层状、扁豆状，具分枝复合膨缩现象。4课程设计方式学生按设计大纲要求，按照设计题目条件综合应用采矿学所学知识，每个人独立完成一份课程设计。设计者之间可以讨论、借鉴，但不得相互抄袭，疑难问题可与指导教师共2同研究解决。本课程设计要求方案进行技术分析与经济比较。第 1 章 矿床地质与开采技术条件1.1 矿床地质1、矿体特征矿体主要由探矿天井和穿脉控制，勘探网度为 5050m，即中段高度 50m，穿脉间距

4、50m，其间穿插一些脉外天井，勘探程度在 C 级以上。某铁矿走向长500m 左右，倾斜延伸 260570m；矿体走向为西段 NE 向、中部 EW 向、东段 NE向，倾向 SE，倾角 2040；矿体埋深 370590m，平均厚度 14.14m；密度3.84g/cm3，平均品位 51.88%；矿体形态呈似层状、扁豆状，具分枝复合膨缩现象。2、矿石特征矿石为原生磁铁矿，硬度 f=8-10,节理裂隙不发育，稳固性较好。矿岩的自然安息角为 45，松散系数 1.6。1.2 开采技术条件1、矿区水文地质坑内涌水来源主要是构造裂隙水。构造裂隙水的直接来源是大气降水和生产用水。2、矿区工程地质顶板围岩大部分为结

5、晶灰岩，大理岩或硅化大理岩，整体性好,较稳固。有些部位为矽卡岩，稳固性次之。矿体底板为矽卡岩，其次为蚀变闪长岩、矽卡岩化闪长岩。3、矿区环境地质由于矿块距地表较深，附近无民采活动，矿体未遭民采破坏。采后地表不允许塌陷。3第二章 采矿方法的选择2.1 采矿方法的选择2.1.1 采矿方法选择的基本要求1）工作安全。保证人员在采矿过程中生产安全，有良好的工作条件。使繁重的作业实现机械化。保证矿山能持续的安全生产，防止矿山大规模地质活动，防止地下水灾和火灾。2）最大限度的回收国家资源。所选定的采矿方法要损失少，贫化小，充分的利用地下资源，尽量提高矿石质量满足生产部门的要求。坚持“贫富兼采，难易兼采，厚

6、薄兼采，大小兼采”的原则。3）生产能力大，劳动生产率高，材料消耗少，生产成本低。选择的采矿方法要有良好的经济效益。2.1.2 影响采矿方法选择的因素1.地质因素：是影响采矿方法选择的主要因素包括以下五个方面：（1）矿岩的物理学性质（2）矿体的产状（3）矿石的赋存深度（4）矿石的品位（5）矿体内有用成分的分布及围岩矿化情况2.开采技术经济因素（1）地表是否允许陷落（2）加工部门对矿石质量的要求（3）技术装备及材料供应（4）采矿方法要求的技术管理水平2.1.3 采矿方法的初选根据地质条件和经济技术条件选择合适的采矿方法，见采矿方法初选表 2-1。主要地质及开采技术条件名称条件 较适合的采矿方法排出

7、的采矿方法地表允许崩落的 不允许崩落 空场法，充填法 崩落法4可能性矿石的稳固性 稳固 空场法，充填法围岩的稳固性 稳固 空场法，充填法倾角及厚度 20-40，平均厚度 14.14m房柱法，上向水平分层充填法，分段空场嗣后充填法留矿法，阶段空场法表 2-1 采矿方法初选表根据表 2-1 可初选出三种采矿方法：（1）房柱法(2)上向水平分层充填法(3)分段空场嗣后充填法。2.1.4 初选采矿方法的实质2.1.4.1 房柱法2.1 房柱法三视图（一）矿房布置及其构成要素房柱法的矿房布置可分为两种，一种是用中深孔崩矿的，另一种是用浅孔崩矿的。我国多数使用浅孔崩矿的房柱法。（1）矿房斜长对于留间隔矿柱

8、的房柱法来说，矿房长度不是主要的设计参数。留长条连续矿柱的房柱法，其矿房长度由矿房顶板最大允许暴露面积5来决定。从回采工艺方面来考虑，在电耙运搬的方案中，其矿房的最大长度应在电耙的有效耙运距离之内。一般为 4060 米。以 4050 米为优。同样使用装运机，汽车等无轨运输设备时，其矿房长度也应当与设备的经济运距一致。如果是独头推进的矿房，其矿房长度还应当考虑到通风条件的限制。我国大多数矿山采用电耙运搬矿石，因而矿房一般是沿倾斜方向布置的。（2）矿房宽度矿房宽 820 米之间矿房宽度主要取决于顶板允许暴露的跨度大小（暴露面积大小） 。但是，与矿体厚度的及矿体倾角也有关系。留永久性间隔矿柱时，矿房

9、宽度应尽可能等于矿房顶板允许暴露的最大安全跨度。根据矿体厚度和围岩的稳固性，矿房的宽度变化在 820 米之间。（3）矿柱尺寸 房柱法的矿柱尺寸取决于矿柱的强度，也就是矿柱能够承受的最大平均压力。当然这直接与作用在矿柱上面的载荷大小有关。此外，矿柱尺寸还与矿柱的作用和矿柱在以后是否要回收有关。如果以后要回收则可以留的大一些，可以留连续矿柱。否则留小一点。再者是与矿体厚度有关，矿体厚度增大，则留的矿柱尺寸也应当增加。当矿体厚度5 米时，可以考虑留间断矿柱。当矿体厚度比较大时，应当留大约5 米宽的连续矿柱。 一般情况下：矿柱尺寸为 =37 米，矿柱间距为 58 米 房柱法所留矿柱的矿量还是比较多的。

10、留连续矿柱时，矿柱矿量占 40%左右；留间断矿柱时，矿柱矿量占 1520%。 阶段间柱宽度：一般为 35 米。 （阶段间柱是指顶柱与底柱的统称）（二）房柱法的采准和切割工作（1）阶段运输巷道。阶段运输巷道可布置在脉内，也可在脉外（2）放矿溜井。每个矿房内都开掘一个溜矿井，不放矿的溜矿井可以作通风、行人、送料工作，溜井布置在矿房的中心线位置。溜井的断面为 22 米2。（3）上山。沿矿房中心线并紧贴底板掘进上山（对于缓倾斜矿体，所开天6井，一般称为上山）以利于行人、通风和运搬设备及材料，同时作为回采时的自由面。 （断面 22 米 2） 。（4）切割平巷。在矿房下部边界处掘进切割平巷。切割平巷既作为

11、起始回采的自由面，又可作为去相邻矿房的通道，也可以作为电耙道用。（5）联络平巷。各矿房间掘进联络平巷。（6）电耙硐室。在矿房下部的矿柱中，掘进电耙硐室， （指阶段间柱中）（三）房柱法的回采工作（1）回采方法（薄矿）在采切准备工作完成后，即可进行矿房回采工作。根据矿体 厚度不同，矿岩稳定性不同， 则有不同的回采方法。1） 当矿 体厚度在2.53.0 米之间 时，一般不拉底，可以巷道 掘进方式，一次采全厚，用浅孔留矿方式崩矿。2） 当矿 体厚度在 35 米之间时，不能再 用一次采全厚的办法，需要分为 拉底和挑顶两步回采。 当矿岩稳定性条件好时可以将底一次全部拉开，然后再从头开始挑顶。7 当矿石稳定

12、性较差时，不应将底一次全部拉开，而应逐渐拉底，拉一段接着就挑顶，但要求拉底超前于挑顶。 当矿体厚度在 35 米范围内可以这样回采，如果再厚一些，仍然用这种方法就会发生困难，主要是顶板管理很困难。如：1. 若顶板稳固性差，需要用锚杆支护，若矿厚大于 5 米就很困难。2. 撬毛困难，太高看不清，撬不上。这样工作安全性不好。3）当矿体厚度在 510 米之间，可以采取其他措施来回采。如划分为若干台阶来回采。 倒台阶回采。即站在矿石堆上进行凿岩放炮。为了通风好，应先要在采场中先开凿巷道，使风流贯通（不拉底时） 。 正台阶回采。不拉底应先开通风巷道，此巷道可以贴底板沿倾斜掘进，也可以在顶板方向沿矿体倾斜方

13、向掘进。当矿石与顶板岩石界线明显时，使用正台阶比较好。这种方式在台阶上堆积矿石往下要倒运矿石，可以用电耙子。在国外也可用自行设备。另外，这种回采方法以对顶板管理方便，若顶板稳固性差时，打锚杆较方便。4）当矿体厚度大于 10 米以上的矿体，使用房柱法开采，在国外比较多见。（2）矿石运搬工作 （也即出矿）崩落下来的矿石，可采用 14、28、30 或 55KW 电耙进行耙运。用电耙子将矿石耙到溜井中，再放入阶段运输巷道中装车拉走。也有的直8接（借助于装车台）耙入矿车中。 （国外还采用55KW 电耙）耙矿与运输巷道的位置关系有多种形式，如以下三种： 运输巷道在脉外，用放矿溜子装车。 运输巷边在脉内，耙

14、道底板与平巷顶板在同一水平。平巷与耙矿水平在同一水平。 （装车要架设装车台）（3）通风工作对于房柱法应当有专门的通风巷道（通风平巷和通风井） ，否则工人劳动条件差。一般情况下，新鲜风流从盘区巷道进入矿房，而废风经回风平巷 回风井排出地表。房柱法的空区四通八达，必须很好管理才能达到予期的通风效果。应当注意，风流方向应当与耙矿方向相反，以保证生产工人少吃烟尘。（4）顶板管理工作顶板管理方法一则是留矿柱，二则是用锚杆支护。而围岩本身的稳固性又是很重要的方面。1）留矿柱支护当顶板岩石稳固性较差时，可以在顶板岩石中安装杆柱，以增加其稳固性。当顶板局部不稳固时，可以在局部地区留下矿柱。当矿房顶板遇到有断层

15、或跨度较大时，可以予留临时矿柱。 在靠近矿房的下部地压比较大。因此，一般在矿房下部 1/3 左右的地方留第一排矿柱。矿柱的间距为 58 米，矿柱尺寸为37 米也可用来支柱。 2）采用锚杆支护 （，也可以用木支柱，应不具体讲锚杆种类，只提一下锚杆名称及锚杆作用）2.1.4.2 上向水平分层充填法92.2 上向水平分层充填法（一）矿块构成要素（1）矿块布置：由于矿体厚度大，上、下盘围岩的稳固性比较差，所以矿块呈切（垂直于）走向布置；（2）阶段高度60 米；（3）矿块长度矿块长=矿体厚（切走向布置） ；（4）矿房宽度810 米；（5）矿柱尺寸 间柱宽 =68 米； 底柱高度=57 米； 顶柱宽度=4

16、 5 米。（二）采准工作（1）阶段运输平巷根据该矿具体情况，即将是岩矿床的矿体变化大，设计要求的年产量也较大，为适应充填管路的合理性，因而采用了下盘脉外平巷，上盘脉内平巷的双平巷环形采准系统。 （典型方案图中是治脉平巷） 。（2）穿脉巷道每隔 1520 米开一条穿脉。穿脉布置在矿房与间柱高界处，矿房和间柱共用一条穿脉。这种布置形式比矿房间柱各布置一条穿脉节省了采准工程量。（3）流矿井根据矿房长度不同，一个矿房中至少应布置两个留矿井。（4）充填井在矿房中间设一个充填井，断面=22 米 2，倾角8090，设管边，梯子，它属安全出口之一。（5）人行脱水井一个矿房设一个顺路人行脱水井。它的结构要求是：

17、10应适应泄水要求。（三）切割工作切割工作主要是拉底工作。拉底分两步进行。首先在底柱中开掘的短天井内，在穿脉平巷底板以上 5 米的地方，掘进拉底巷道，然后以拉底巷道为向由石，把矿房内底部全部拉开（扩大至矿体边界） 。形成 2 米的拉底空间，之后再进行挑顶。挑顶高度为 2.53.0 米。此时把崩下的矿石全部运出（由底柱中已掘进好的放矿流井放出） 。最后形成 4.55 米的拉底空间。当整个拉底空间形成后，再砌筑钢筋混凝土底板，底板厚度为 0.81.2 米。到此切割工作室完成，可进行正式，回采工作了。（五）回采工作（1）回采分层高度一般为 2 米，基本在 1.83.0 米之间，当矿石稳固性，分层高度

18、可以大一些。可以采用“两采一充”的循环办法。 （即采两分层充填一次） 。当采用“两采一充”时分层高可达 46 米。（2）凿岩工作用 0145 型打上向孔。苦用“两采一充”时则第二分层用 YT25 型打水平孔。这样既增加了落矿高度，又保证了采矿规格和稳定性。 （当矿石稳固时，一般打上向孔，反之打水平孔（如凤凰山铜矿所用） 。（3）爆破工作每一分层的上向孔，分两次爆破。（4）出矿工作采矿中出矿可用 Z/Q14 型装运机。 （或用/Q12 型，或用电耙出矿） ， （如红速山铜矿用） 。（5）清理工作出矿完毕，清理和检查工作面，之后才能进行充填工作。2.1.4.3 分段空场嗣后充填法112.3 分段空

19、场嗣后充填法（一）矿块和回采单元参数 分段空场嗣后充填采矿法结构、参数和工艺可因矿制宜，灵活调变。当矿体厚大时，矿块垂直走向布置；当矿体陡时，分段高度可大些，否则矮些。阶段高度 3045m。堑沟分段高 8.010m，堑沟以上分段高 8.012m，下底柱高5m，上底柱高 35m，剖面之间不留间柱，单元之间留 34m 厚间柱。铲运斜巷（即装矿巷道）间距 6.58.0m，此斜巷与运搬横巷交角 6070。采场单元面积一般为：（长宽）162412.5m 。 （二）采准 采用脉外阶段运输道（2.22.7m ）和垂直矿体的穿脉运输道（2.22.7m ）构成矿块的联合采准方式。脉外阶段运输道沿矿体走向布置，设

20、在矿体的下12盘；穿脉运输道垂直矿体走向布置，每间隔 50 米布置一条，穿透矿体。 从穿脉运输道向上掘有底板上山、斜坡道、溜矿井和短通风道。从底板上山每个分段标高向两侧掘进分段联络平巷，由此再向矿体顶板掘进各个分段凿岩巷道，最底部的一个分段掘进运矿巷道，分段凿岩巷道（2.72.7m ）水平间距 12.5米，运矿巷道（3.03.0m ）水平间距 25 米。分段凿岩巷道、运矿巷道与溜矿井之间掘有溜井联络平巷，从运矿巷道向单元底部掘有装矿巷道。装矿巷道（斜巷 2.72.7m ）一端斜通运矿巷道，另一端顶板贯通单元的堑沟横巷底部，铲运机在此巷内进行铲装作业。 底板上山（2.21.8m ）呈 30倾角连

21、通上下阶段，距矿体约 012m，用于行人、运送材料设备、安装（风、水、电、喷锚）管线。斜坡道（33m ）呈 15倾角连通运矿巷道水平，用做 WJD-0.75 型铲运机通道。溜矿井（ 22m ）连通各分段凿岩巷道和运矿巷道水平，用做单元采掘、矿块回采的出矿（渣）道和通风道。短通风天井（22m ）在矿块顶板，直通底部运矿巷道水平，用做矿块各单元回采的进风道。 以上各种采准巷道采用网（筋）喷（浆）支护，个别松软岩层采取网、喷、锚联合加强支护或钢筋混泥土发碹、木棚子加固支护。 （三）切割 （1）切割巷道掘进 单元采准工作完成后，在单元底部装矿巷道端部爬高一分层（2.7 米） ，掘进平行于运矿巷道且贯穿

22、整个单元的堑沟横巷（2.72.7m ） ，再在堑沟横巷一端掘进垂直于堑沟横巷的切割平巷（2.72.7m ） ；其它各个分段分别在凿岩巷道一端掘进垂直切割平巷（2.72.7m ） ，切割平巷长 9.8m。之后在堑沟和各分段切割平巷中分别掘进切割天井（2.72.0m ） 。堑沟横巷和切割平巷视矿石不稳定的程度酌用网喷或素喷支护。切割天井一般不支护。 （2）切割槽形成 所有分段的切割巷道都掘进完后，便在各分段的切割平巷中用 YGZ-90 型导轨式凿岩机钻凿上向扇形中深孔。堑沟分段切割平巷中的扇形孔有 5 排，排距 0.60.7m，扇排面与堑沟横巷垂直，每扇排有 56 孔，为控制爆破顺序，从切割天井起

23、依次把每扇排同号的 5 个孔编成 56 排平行孔（称平行孔排） ，这些平行孔排排面是从原凿岩中心放射的。堑沟以上的其它分段切割平巷中，有扇形孔 79 排，排距 1.11.2m 加强排排距 0.50.9m ） ，每扇排 56 孔，扇排面与凿岩巷道平行。全阶段所有切巷内的中深孔都凿完后，13自上而下逐个分段分次（有时一次）组织装药爆破，不管分次或一次装药爆破，通常上部分段起爆先于下部分段，底部堑沟分段最后起爆。堑沟以上分段，各排炮孔以切割平巷两端切割天井为自由空间，按照由两头向中间的顺序，微差起爆；堑沟分段，各排炮孔以切割平巷一端切割天井为自由空间，按照由天井向另一头的顺序，微差起爆。爆破后放出矿

24、石则形成回采单元的切割槽。 （四）回采 回采包括落矿、通风、出矿和充填。 （1）落矿 。每单元在切割的同时，便自上而下依次在各分段的凿岩巷道和堑沟横巷中，用 YGZ-90 型导轨式凿岩机从切割平巷处开始按后退方式逐段逐排穿凿上向垂直扇形中深孔。孔径 5262mm，排距（最小抵抗线）1.51.6m，孔底距 1.51.7m，排面角 90，边孔角 740（堑沟分段边孔角取大，其它分段取小） 。足够数量炮孔凿好并在切割槽形成后，就在各分段分次进行一定排数炮孔的装药爆破。一般每分段每次崩 24 排，上分段超前下分段 2 排，形成正台阶崩落面。装药主要用 2 号岩石柱状药包（45mm220mm320g）

25、，实验初期也用过粉（配BQ-50 型装药器） 。药包用导爆索、非电微差雷管和起爆器非电起爆系统，前排先起爆，后排迟之。一般同排同段起爆，有时同排异段。 （2）通风 。依靠西区通风系统主扇（K55-13）和安于底板上山上口处辅扇（K35-9 ）抽出式通风。回采单元的切割槽形成前，新风从采矿中段穿脉经短通风天井或空溜矿井及其联络道进入各凿岩横巷、铲卸矿点形成贯穿风流，清洗其烟尘后，污风便经分段巷道或运搬水平巷道，进入底板上山，排至上阶段回风水平；回采单元切割槽形成后开始回采时，由于有了纵向贯穿整个阶段的采空区，通风更为便利，新风从采矿中段穿脉经短通风天井或空溜矿井及其联络道进入各个作业点，清洗其烟

26、尘后，污风进入采空区上行，经上阶段充填天井（或充填平巷） ，直接排至上阶段回风水平。采掘掌子面通风，根据实际需要，采用 JK58-NO4.5 型 5.5KW 或 11KW 局扇作单独抽出式或单独压入式通风，大多数情况下采用抽、压联合式通风（压入新风，抽出污风） ，风筒直径350mm。 （3）出矿 。回采单元各分段每次爆破崩落并经通风后，WJD-0.75 型电动铲运机便由运矿巷道进入铲矿斜巷装矿，装罢自运出铲运斜巷，经运矿巷道及14其溜井联络道，卸入溜矿井，再通过溜矿井漏斗振动出矿机放至 1.2m3 矿车，由 3 吨电机车运走。斜巷端部不合格大块卡塞时，用敷土药包解小爆破处理。为了提高铲运机工作

27、效率、减缓机器磨损和保证运搬工作安全，铲运机应尽量避免在铲矿斜巷与运矿巷道相交处的弯道上工作和伸头进入采空区楣线内铲矿。（4）充填 。每个单元回采结束后，立即着手充填准备：在需做充填准备的所有巷道敷设照明线路；在邻近采空区的各分段巷道处和铲矿斜巷口构筑滤水密闭墙；在充填单元的上阶段充填道水平安装塑料充填管（外径 76.2mm） ，并自上而下安放波纹滤水筒。井下充填准备就绪后，便开始充填，由地表充填站重力下放尾砂胶结浆料，经充填管路注入井下采空区，进行全阶段充填，其间多余水份便从滤水筒和密闭墙的滤水层及空区周围和底部裂隙渗出，尾砂胶结料则留下充填采空区。 为利于全矿块回采时的地压管理和底柱回采，

28、采空区的底部（铲矿斜巷和堑沟）用灰砂比为 1:(58)的尾砂胶结料充填，中部和上部（约 4/5 阶段高）用灰砂比为 1:(1015)的尾砂胶结料充填。2.1.5 初选采矿方法技术经济比较采矿方法方案技术经济比较见图表 2-2。技术经济分析：根据矿块的生产能力、采准工程量、矿石的损失率、贫化率、劳动生产率等指标进行分析。三个方案的主要技术经济指标见下表。从下表得知，尽管第二种方案矿石损失率和贫化率较低，生产能力大，采矿成本高，机械化程度低，采矿工艺复杂，这个方案不太合适，首先排除。第一方案和第三方案相比之下劳动生产率，生产能力，机械化程度，通风条件都较好，但是第一种方案的矿石损失率和贫化率较高，

29、且第一方案利润较低，综合经济和资源利用率考虑选用第三种方案分段空场嗣后充填法。初选采矿方法技术经济比较表 2-2序号项目名称第一方案房柱法第二方案水平上向分层充填法第三方案分段空场嗣后 充填法备注151 采矿综合成本（元/t） 85 145.55 1202 劳动生产率（t/工班） 17 12.18 15-203 矿块生产能力（t/d） 50-90180 1504 矿石损失率（%）14-20 7.22 8-105 矿石贫化率 8-10 7.22 8-106 安全条件 安全性较好安全性较好 巷道内作业安全性较好7 采矿设备与技术 难易程度设备灵活施工容易设备机动灵活充填工艺复杂充填工艺复杂设备维护

30、难8 采切比 12-16 20-25 12.529 通风条件 一般 好 一般水泥（kg/t）较少 14 较少10 主要材料消耗 木 材（m/t）较少 0.81 较少11 利润 低 较高 高12 资料来源江西湾家坞金矿铜录山铜矿 湖北鸡冠嘴金矿2.2 最终采矿方法的标准方案图（附图）16第3章 采矿方法构成要素根据该磁铁矿的地质条件，按照经济、高校、安全的原则，对分段空场嗣后充填法的构成要素设计如下：（1）矿块布置形式一般矿体厚度小与 15-20m 时，沿走向布置矿块；矿体厚度大于 15-20m 时，垂直走向布置矿块。如果矿体厚度非常大可划分为盘区开采。该磁铁矿平均厚度 14.14m，沿矿体走向

31、布置矿块。（2）矿块之间的回采顺序每个阶段的开采顺序为自中间向南北两端依次回采。上下阶段的回采顺序为自上而下回采。 （3）矿块的结构矿块长度 50m，高度 15m，宽度 40m，沿矿体走向方向划分 100 矿块。（4）矿房、矿柱的尺寸矿房沿走向长度 50m，高度 15m，间柱宽度 5m，矿房顶柱厚度 5m，底柱宽度 5m，矿柱 5*5m。（5）回采工作面形式采区回采应避免地压集中，沿走向一般采用中央向两侧推进。采区内为了提高开采强度，可保持三个矿房同时作业。三个回采矿房的作业一般是切割、拉底回采和压顶回采，为了有效控制地压，各工作面间应保持相距 1015 米。17第 4 章 矿块采准切割工作4

32、.1 采准切割工程布置（1）运输平巷、通风平巷、运搬平巷采用脉外阶段运输道（2.22.7m ）和垂直矿体的穿脉运输道（33m ）构成矿块的联合采准方式。脉外阶段运输道沿矿体走向布置，设在矿体的下盘；穿脉运输道垂直矿体走向布置，每间隔 50 米布置一条，穿透矿体。 从穿脉运输道向上掘有底板上山、斜坡道、溜矿井和短通风道。从底板上山每个分段标高向两侧掘进分段联络平巷，由此再向矿体顶板掘进各个分段凿岩巷道，最底部的一个分段掘进运矿巷道，运矿巷道（3.03.0m ）水平间距 25 米。分段凿岩巷道、运矿巷道与溜矿井之间掘有溜井联络平巷，从运矿巷道向单元底部掘有装矿巷道。装矿巷道（斜巷 2.72.7m

33、）一端斜通运矿巷道，另一端顶板贯通单元的堑沟横巷底部，铲运机在此巷内进行铲装作业。（2）矿石溜井与废石溜井溜矿井（22m ）连通各分段凿岩巷道和运矿巷道水平，用做单元采掘、矿块回采的出矿（渣）道和通风道。（3）行人、通风、材料、充填天井从穿脉运输道向上掘有底板上山、斜坡道、溜矿井和短通风道。 底板上山（2.21.8m ）呈 30倾角连通上下阶段，距矿体约 012m，用于行人、运送材料设备、安装（风、水、电、喷锚）管线。斜坡道（33m ）呈 15倾角连通运矿巷道水平，用做 WJD-0.75 型铲运机通道。短通风天井（ 22m ）在矿块顶板，直通底部运矿巷道水平，用做矿块各单元回采的进风道。 （4

34、）凿岩巷道和硐室分段凿岩巷道（2.72.7m ）水平间距 12.5 米。在矿体下盘距一分层巷道底板标高约 5 m 处, 沿矿体走向开凿电耙道。在电耙道中每隔 6m 开凿斗穿和斗颈通达采场, 并把斗颈扩大成漏斗。电耙硐室开凿在电耙道的端部, 壁柱间。（5）拉底切割平巷、切割井切割巷道掘进 单元采准工作完成后，在单元底部装矿巷道端部爬高一分层（2.7 米） ，掘进平行于运矿巷道且贯穿整个单元的堑沟横巷（2.72.7m ） ，18再在堑沟横巷一端掘进垂直于堑沟横巷的切割平巷（2.72.7m ） ；其它各个分段分别在凿岩巷道一端掘进垂直切割平巷（2.72.7m ） ，切割平巷长 9.8m。之后在堑沟和

35、各分段切割平巷中分别掘进切割天井（2.72.0m ） 。堑沟横巷和切割平巷视矿石不稳定的程度酌用网喷或素喷支护。切割天井一般不支护。 （6）切割槽所有分段的切割巷道都掘进完后，便在各分段的切割平巷中用 YGZ-90 型导轨式凿岩机钻凿上向扇形中深孔，爆破后放出矿石则形成回采单元的切割槽。（7）底部结构形式和尺寸 每个漏斗所担负的放矿面积 底柱高度：5m19a) 从运输水平到（底板）电耙道底板高度为 36 米；b) 从电耙道底板到拉底水平底板为 59 米； 漏斗间距：一般为 57 米； 电耙道中心线到漏斗颈中心线间距为 3.54.0 米； 漏斗斜面倾角一般为 4555； 漏斗颈宽度 C=（2.5

36、3.0）合格块度。 漏斗颈高度取决于矿石的稳固性，在满足稳固性要求的前提下，尽量减小漏斗颈高度。一般为 1.52.0 米 漏斗颈规格的确定: 主要根据各矿山定的矿石块度来确定。中小型矿石一般为 400mm 左右；大型矿石一般为 500600mm 左右，依矿车尺寸定块度。 漏斗的布置形式（有两种）1）对称布置当用木材或金属支架支护耙道时，采用对称布置有利于耙矿， （耙头可直线顺利耙） ，同时使支护的困难小一些。2）交错布置这种布置使漏斗布置的均匀，有留在漏斗脊上部的矿石量少，有利于回收矿石。对底柱的稳固性破坏比较小。安全性较好（2 人）4.2 采切工程断面形状及规格4.2.1 巷道断面形状及规格

37、主要运输巷道一般为平巷，金属矿山常用的平巷断面是梯形和直墙拱形（如半圆拱、圆弧拱、三心拱等，简称拱形） 。作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用；巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状的重要因素。考 虑 到1、 该 矿 为 磁 铁 矿 矿 ， 开 采 施 工 较 深 ， 因 此 需 要 设 计 的 运 输 大 巷 顶 压 较 大 ，侧 压 较 小 ；2、 围 岩 大 部 分 为 结 晶 灰 岩 、 大 理 岩 ， 矿 体 和 围 岩 均 比 较 稳 固 ；3、 矿 山 生 产 能 力 为 3 万 t/a；4、 矿 区 习 惯 采 用 混 凝 土 支 护 和 喷 锚 支 护5

38、、 岩 石 平 巷 掘 进 方 法 为 钻 眼 爆 破 ， 采 矿 方 法 为 分 段 空 场 嗣 后 充 填 法 联 系 以 上 应 先 因 素 ， 因 此 选 取 直 墙 拱 形 最 合 适 。 又 考 虑 到 在 直 墙 拱 形 之20中 ， 稳 定 性 方 面 ： 半 圆 拱 圆 弧 拱 三 心 拱 ， 断 面 利 用 率 方 面 ： 三 心 拱 圆 弧拱 半 圆 拱 ， 鉴 于 矿 体 和 围 岩 比 较 稳 固 ， 从 安 全 和 经 济 角 度 出 发 ， 选 取 三 心 拱为 该 运 输 大 巷 的 断 面 形 状 最 合 理 。按 金 属 非 金 属 矿 山 安 全 规 程

39、规 定 的 人 行 道 宽 度 和 各 种 安 全 间 隙 ， 并考 虑 管 路 、 电 缆 集 水 沟 的 合 理 布 置 等 来 设 计 净 断 面 尺 寸 。表 4.1 电 机 车 规 则 尺 寸 (mm)设 备 外 形 尺 寸运 输 设 备 类 型长 l 宽 b 高 h轨 距S0架 线 高 度H1 线 路 中 心 距F电 机车架 线 式ZK7-6/2504500 1060 1550 600 1800-2200 1300由 此 知 电 机 车 宽 度 b=1060mm 轨 距 S0=600mm 架 线 高 度 H1=1800-2200mm 线 路 中 心 距 F=1300mm表 4.2

40、各 种 安 全 间 隙 (mm)运 输 设 备 之 间 m 设 备 与 支 护 之 间 b1运 输 设 备冶 金 部门建 材 部 门 化 工 部 门 冶 金 部 门 建 材 部 门 化 工 部 门小 于3.5m3 矿 车300250 300300 250300小 于 10m3矿 车300 250 300 600 250 600无 轨 运 输 600600皮 带 400400 400 400由 此 知 两 运 输 设 备 之 间 距 离 m=300mm 设 备 与 支 护 之 间 距 离 b1=300mm表 4.3 人 行 道 宽 度 b2(mm)部 门 电 机 车 无 轨 运 输 皮 带 人

41、车 停 车 矿 车 摘 挂21200 20 6.0 900 33根 据 年 产 量 、 机 车 重 量 、 矿 车 容 积 钢 轨 型 号 应 该 选 取 8 号表 4.5 轨 道 结 构 尺 寸 参 考 表钢 筋 混 凝 土 轨 枕 木 轨 枕 轨 道 型 号(kg/m) h6 h5 h6 h58 320(260) 160(100) 300(250) 140(100)11 320(270) 160(100) 320(260) 140(100)15 350 200 320 16018 350 200 320 16024 400 250 350 2002233 420 250 360 220由

42、此 知 巷 道 铺 轨 道 渣 厚 度 h5=160mm 巷 道 底 板 至 轨 面 高 度 h6=320mm单 轨 巷 道 断 面 尺 寸 设 计a 确 定 巷 道 净 断 面 尺 寸确 定 巷 道 净 宽 度 B0拱 形 巷 道 的 净 宽 度 是 指 直 墙 内 侧 的 水 平 距 离电 机 车 宽 度 b=1060mm 设 备 与 支 护 之 间 距 离 b1=300mm 人 行 道 宽度 b2=800mmB0=b+b1+b2=1060+300+800=2160mm按 50mm 向 上 选 取 B0=2200mm 故 b2=840mm确 定 巷 道 拱 高 f0综 合 考 虑 巷 道

43、的 稳 定 性 和 断 面 利 用 率 ， 三 心 拱 的 拱 高f0= B0=733mm1确 定 巷 道 墙 高 h3a 按 电 机 车 架 线 要 求 确 定 巷 道 墙 高非 人 行 道 侧 线 路 中 心 线 到 支 架 的 距 离A=b1+ b=300+1060/2=830mm2三 心 拱 大 圆 半 径R=0.6920B0=0.69202200=1522mm三 心 拱 小 圆 半 径r=0.2620B0=0.26202200 576mm轨 道 中 心 线 至 巷 道 中 心 线 距 离Z= B0 A= 2200 830=270mm1电 机 车 导 电 弓 子 宽 度 之 半K=40

44、0mm= =0.43750.554cos25r708325巷 道 底 板 至 轨 面 高 度 h6=350mm23巷 道 轨 面 至 导 电 弓 子 的 高 度 H1=2000mm（ 安 全 规 程 规 定 ： 主 要 运输 巷 道 ， 电 源 电 压 小 于 500V 时 ， H1 不 低 于 1800mm）故 h3=H1+h6- +R-f022RKZ=2000+320- +1522 733=2028mm47b.按 行 人 要 求 确 定 墙 高巷 道 铺 轨 道 渣 厚 度h5=160mm三 心 拱 小 圆 半 径r=576mmh3=1900+h5 22(10)r=1900+160 =17

45、36mm756c.按 架 设 管 道 要 求 确 定 巷 道 墙 高要 求 导 电 弓 子 与 管 道 距 离 不 小 于 300mm， 管 道 最 下 边 应 满 足 1900mm的 行 人 高 度 。综 上 计 算 ， 计 算 墙 高 应 取 最 大 值 ， 并 按 10mm 的 倍 数 向 上 选 取 ， 故h3=2060mm巷 道 净 高 度 H0 确 定三 心 拱 的 拱 高f0= B0=733mm1拱 形 巷 道 墙 高h3=2060mm巷 道 铺 轨 道 渣 厚 度h5=160mmH0=f0+h3-h5=733+2060-200=2633mm取 H0=2600mmb 巷 道 净

46、断 面 积 计 算从 道 渣 面 算 起 墙 高h2=h3-h5=2060-160=1900mm24S 净 =B0（ h2+0.262B0）=2200（ 1900+0.2622200） =5.44808m2c 风 速 校 核风 量 Q=25m3/sV= =25/5.44808=4.59m/s6m/s 符 合 要 求S净d 巷 道 净 周 长P=2.33B0+2h2=2.332200+21900=8.926m4.2.2 溜 井溜 井 的 间 距 主 要 根 据 装 运 设 备 的 类 型 确 定 。 由 于 使 用 铲 运 机 装 运 ， 巷 道沿 走 向 布 置 ， 所 以 溜 井 间 距 取

47、 10 米 。 矿 体 倾 角 不 是 很 大 ， 溜 井 布 置 成 直 溜井 ， 断 面 形 状 为 方 形 ， 尺 寸 为 3.5*3.0m。4.2.3 分 段 运 输 平 巷分 段 运 输 平 巷 的 断 面 尺 寸 应 与 溜 井 的 尺 寸 一 致 ， 设 计 为 2.2*2.7m。4.2.4 充 填 回 风 天 井充 填 回 风 天 井 的 断 面 尺 寸 由 类 似 经 验 矿 山 提 供 ， 一 般 取 2.2*1.8m， 倾 角 与矿 体 的 倾 角 一 致 ， 大 约 30。 4.2.5 运 矿 巷 道运矿巷道（3.03.0m ）水平间距25米。4.2.6 装 矿 巷 道

48、装矿巷道（斜巷2.72.7m ）一端斜通运矿巷道，另一端顶板贯通单元的堑沟横巷底部，铲运机在此巷内进行铲装作业。4.2.7 斜 坡 道斜坡道（33m ）呈15倾角连通运矿巷道水平，用做WJD-0.75型铲运机通道。4.2.8 穿 脉考 虑 大 穿 脉 中 有 铲 运 机 的 进 出 ， 其 断 面 尺 寸 应 与 斜 坡 道 的 尺 寸 一 致 ， 设 计 为 3*3m， 穿 脉 间 距 50m。4.2.9 切 割 巷 道 ， 切 割 天 井切割平巷（2.72.7m ） ，切割平巷长 9.8m，切割天井（2.72.0m ）254.2.10 上山底板上山（2.21.8m ）呈 30倾角连通上下阶段，距矿体约 012m，用于行人、运送材料设备、安装（风、水、电、喷锚）管线。4.2.11 凿岩巷道分段凿岩巷道（2.72.7m ）水平间距 12.5 米4.2.12 硐 室1）硐室的设计标准(1) 人 员人 员 数 量 按 每 天 最 大 班 人 员 数 量 确 定 ， 本 矿 山 井 下 最 大 班 人 员 数 量 按3