采矿毕业论文 (4).doc

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1、河东金矿1、11号矿体采矿设计作者姓名：蔡元浩指导教师：邱景平 韩智勇单位名称：河东金矿专业名称：采矿东 北 大 学2008年8月毕业设计任务书毕业设计题目：河东金矿1、11号矿体采矿设计设计的基本内容：1.矿区概况调查; 2.矿床开拓设计;3.矿井运输提升设计; 4.采矿方法设计; 毕业设计专题部分：题目： 设计或论文专题的基本内容：学生接受毕业设计题目日期： 第3周指导教师签字：年月日东北大学毕业设计 Abstract河东金矿1、11号矿体采矿设计摘要本次毕业设计结合相关的资料，对河东金矿1、11号矿体进行开采设计。设计中做到技术可行，兼顾经济合理。本设计中包括矿床开拓系统设计，采矿方法设

2、计以及有关的地下运输和矿井提升设计等。矿山的设计年生产能力为10万t，服务年限为13年。矿体开拓方案的确定，除了方案“技术可行，经济合理”之外，还需充分考虑安全问题。在对开拓方案进行设计时，根据矿体赋存特点和开采技术条件，对几种可能的开拓方案：下盘中央竖井开拓、侧翼斜井开拓、侧翼竖井开拓方案进行了初选，删除侧翼竖井开拓方案，在经过分析、比较，最终确定下盘中央竖井开拓为最佳方案。在选择采矿方法时，对可行的几种地下采矿方法：单层充填采矿法、上向进路尾砂充填采矿法、盘区机械化上向分层尾砂充填采矿法和分采充填采矿法进行分析和比较，选出上向进路尾砂充填采矿法和盘区机械化上向分层尾砂充填采矿法，对这两种方

3、法进行具体分析、比较，最后选用上向进路尾砂充填采矿法为最佳方案。通过验算其采准切割工作量，以及考虑采矿方法的回收率、矿石贫化率等指标，最后选用上向进路尾砂充填采矿法为最佳方案。阶段运输巷道沿矿体下盘布置，采用单轨运输，采用3吨电机车运输，提升系统采用单绳缠绕式，主、副井集中布置提升，竖井断面采用圆形。设计中铲运机出矿，基本实现了机械化，符合现代采矿的发展趋势，提高了采矿工作的效率和矿山的经济效益。【关键词】下盘中央竖井集中开拓方案、上向进路水平分层尾砂充填采矿法、两翼对角式通风-3-东北大学毕业设计 Abstract东北大学毕业设计 目录目 录毕业设计任务书i河东金矿 1、2号矿体采矿设计ii

4、第1章 矿区概况及矿床地质11.1 矿区自然条件概况11.1.1 矿区地理及行政概况11.1.2 矿区经济条件概况11.1.3 矿区自然条件21.2 矿床地质21.2.1 矿床地质概况21.2.2 矿体形态21.2.3 矿体上下盘围岩接触情况31.2.4 矿体水文地质31.3 矿石储量3第2章 矿床开拓42.1 矿区范围与矿山工作制度42.2矿山年生产能力校核42.3 开拓方案的选择52.3.1 主要开拓巷道确定52.3.2 方案初选52.3.3 方案的最终选取6第3章 井筒断面设计93.1 主、副井位置及井口标高93.2 主井井筒断面尺寸的确定93.3 副井井筒断面尺寸的确定13第4章 巷道

5、断面设计214.1 选择运输设备214.2 巷道断面设计214.2.1 巷道断面形状选择及支护224.2.2平巷尺寸确定224.2.3 管缆布置224.2.4 车组质量及车组重矿车数224.2.5 阶段运输25第5章 采矿方法设计295.1 矿体开采技术条件295.1.1 矿体和围岩的物理力学性质295.1.2 矿体产状295.2 采矿方法选择295.2.1 可行方案295.2.2 采矿方法初选295.2.3 采矿方法确定315.3 采矿方法论述365.3.1 矿块构成要素365.3.2 矿块采准、切割工作365.3.3 矿房回采工作40参考文献49结束语51东北大学毕业设计 第1章 矿区概况

6、及矿床地质第1章 矿区概况及矿床地质1.1 矿区自然条件概况1.1.1 矿区地理及行政概况河东金矿区位于招远市城区北西30km，属招远市蚕庄镇管辖。矿区范围：西起河东村，东至卧龙杨家，北邻徐家疃，南接付家村，NE展布的矩形分布，面积约5.11km2。地理坐标为：东经12009221201010，北纬372524372605；矿区距烟潍路仅2km，县级公路直达矿区，矿区北东30km处有龙口港，东90km即达胶济铁路桃村站，交通十分方便。图1.1 地理位置交通位置图1.1.2 矿区经济条件概况区内工农业发达，矿山开发较早，金矿床密布，采金业兴旺，但劳力、水资源较紧张。1.1.3 矿区自然条件地震对

7、该区影响较小，但距沂沭断裂带较近，矿山建设特别是重要建筑物应采取适当的防震措施。区内地形较平缓，基岩为强固结的花岗岩类，不存在崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等不良地质条件；地表水质较差，对混凝土有侵蚀性，但适合于农田灌溉。该区地势较平坦，地形相对高差较小，海拔标高42120m，属丘陵区。平均年降雨量631.5mm。水系不发育，气候温和，属大陆季风气候，四季分明，年平均气温11.112.1，年降雨量600700mm。1.2 矿床地质1.2.1 矿床地质概况依据矿体的形态特征、矿石的结构构造、矿物组合、围岩蚀变类型、矿液充填方式及矿石包裹体测温结果，本区矿床成因类型属混合岩化重熔岩浆热液矿床（中温热

8、液型裂隙充填交代型金矿床）。1号矿体的资源/储量占矿区总资源/储量的79.3，为矿区内的主矿体。该矿体工程控制水平长度平均200m，最大长度320m。矿体倾斜延深平均870m，最大倾斜延深955m，其规模属中大型。矿体形态呈脉状，局部有分枝。依据该矿体的规模、形态变化程度、厚度稳定程度、有用组分分布均匀程度及后期构造、脉岩对矿体的破坏程度，参照岩金地质勘探规范（DZ/T0205-2002）对矿床勘探类型的划分标准，将该矿床划分为勘探类型（按84规范为勘探类型），其它矿体划为第勘探类型。该阶段依据蚀变带地质特征、矿区施工条件和勘查手段的技术性能，采用勘探线法进行勘探，其勘探手段以钻探为主，辅以槽

9、探、井探、坑探。工程布置在勘探线上，施工顺序是由浅入深，由疏到密。地质探矿阶段，地表工程间距6030m，浅部（-25m以上）坑道工程间距2030m（段高穿脉间距），中深部钻孔间距60100200m（走向斜深），深部钻孔间距120100200m（走向倾斜）。矿区内地层简单，除第四系外，皆为胶东群变质岩系。第四系广布，由亚砂土、砂质粘土、含砾砂土及砾石组成，厚度35m，最厚8m。胶东群英庄夼组（Arjy）：露头很小，多见于钻孔，呈大小不等形态不一的岩块状，主要岩性为混合岩化斜长角闪岩。斜长角闪岩呈深灰灰黑色，纤状花岗变晶结构，块状、斑杂状构造。矿物成份主要有斜长石（3540%）、角闪石（4050%

10、）、辉石（4%）组成。混合岩化形成的长英质脉体顺层贯入，形成黑白相间的条纹或条带。矿区内构造有三种类型，即裂隙、断层和接触带构造。裂隙构造发育在岩体中，呈集束状、带状分布，主要为剪性裂隙，张性裂隙较少见。按其方向可分为NE、NEE、NNE、NW四组，以NE、NNE为主。断层构造是追踪、改造裂隙而形成。断层构造发育在岩体内或岩体接触带上，按其走向分为NE向、NEE向、NW向和NNE向，矿区内以NE向为主。望儿山断裂是河东矿区的主要控矿断裂，断裂上下盘常分布有次级或低序次断层。接触带构造：即为上庄岩体与玲珑岩体的接触带构造，分布于98线210线间，接触界线呈波状延伸。接触带总体走向46。接触面向N

11、W倾，波状起伏，陡缓不一，上部及下部倾角在31左右，中部在51左右，与断层复合且产状变化较大处，是有利成矿部位。-200m以下接触界面产状近水平，无矿化蚀变。河东矿区位于望儿山断裂北段的118279线间，矿区内断裂长1700m。该地段断裂走向4067，NW倾，倾角32，局部较陡，倾角51。该断裂具分枝复合特征，162192线，由两个分枝断裂组成，所夹的构造岩块呈菱形，垂向上呈楔形。98210线间-200m以上，改造利用了岩体接触界面，形成复合型断裂构造。该断裂是河东矿区的主干控矿断裂，构造岩在成矿热液作用下，经充填交代形成含矿蚀变带。在热液、岩性相同的条件下，岩石的蚀变强度与构造岩的破碎程度呈

12、正消长关系。由于构造破碎带由内向外破碎程度逐渐减弱，致使蚀变岩具有较明显的水平分带。由中心向两侧依次形成黄铁绢英岩黄铁绢英岩化碎裂岩黄铁绢英岩化碎裂状花岗闪长岩红化花岗闪长岩花岗闪长岩或花岗岩。由于构造活动的多期性和含矿热液的脉动式运移，以及其它地质因素的影响，造成了部分相带的重复或缺失，各相带间无明显界线，呈渐变过渡。成矿作用发生于蚀变过程的中晚期，受蚀变强度和构造空间所制约。因此，主断面两侧或蚀变较强地段是有利的赋矿地段。岩浆岩矿区内岩浆岩主要有玲珑超单元崔召单元，郭家岭超单元上庄单元及脉岩。崔召单元（1Cr23）：该单元分布于招城以西，北至辛庄南达青龙镇的广大区域内。在矿区内出露于望儿山

13、断裂西侧，是金岭岩体的一部分。其主要岩性为弱片麻状中粒二长花岗岩。岩石新鲜面呈灰白色，中粒结构，矿物粒度24mm。主要组成矿物有斜长石（43%）、钾长石（20%）、石英（32%）、黑云母（4%）。岩石粒度均匀，具弱片麻状构造，片麻理产状20503050；岩体内常含有细粒黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云片岩包体。包体规模小，呈透镜状、长条状，长轴NE向。上庄单元（qSr52）：在矿区内分布于望儿山断裂东侧，是上庄岩体的一部分，与崔召单元呈断层或侵入接触。其岩性为巨斑状中粒花岗闪长岩。岩石呈灰灰白色，似斑状结构，基质为半自形粒状结构，块状构造，主要矿物成份有钾长石（20%）、斜长石（45%）、石英

14、（25%）、角闪石（3%）、黑云母（5%）。斑晶巨大，多为长方形板状钾长石，粒度5.532.61.5cm，含量14%。破碎蚀变带区内蚀变带有十余条，主要蚀变带有一条，受望儿山断裂控制，产状与构造一致。蚀变带呈脉状，具分枝复合膨胀窄缩的特点；厚度稳定，一般在60100m间（真厚度）。复合部厚度增大，可达170m，局部变窄，仅20m左右。102158线夹有菱形岩块，最大厚度100m，剖面上呈楔形尖灭，延深达280m，至-150m标高尖灭，岩性为花岗闪长岩。蚀变带围岩为花岗岩和花岗闪长岩；-200m以下皆为花岗闪长岩。-200m以上，蚀变带赋存于断裂与接触带复合构造中，上盘为花岗岩，下盘为花岗闪长岩

15、。蚀变带岩石组合：绢英岩化花岗闪长岩、黄铁绢英岩、黄铁绢英岩化花岗闪长质碎裂岩和绢英岩化花岗岩。以黄铁绢英岩化花岗闪长碎裂岩为主，绢英岩化花岗岩少见，仅在蚀变带上部出现。蚀变带中的蚀变岩具大致的分带性，中上部（主断面两侧）为黄铁绢英岩，向两侧依次为黄铁绢英岩化花岗闪长质碎裂岩绢英岩化碎裂岩绢英岩化花岗闪长岩。蚀变带与围岩界线不明显，呈渐变过渡或断层接触。蚀变带产状较稳定，走向4067，NW倾，总体倾角32，局部陡，在51左右，下部较缓，在25左右。围岩蚀变本区金矿体赋存于蚀变破碎带（蚀变带）中，蚀变破碎带原岩皆为中酸性花岗岩类，中低温成矿热液沿构造上升，对构造岩进行充填和交代，主要蚀变类型有红

16、化、绢云母化、硅化、碳酸盐化和黄铁矿化。红化：在断裂两侧发育。岩石中的二价铁经氧化变为三价铁，形成赤铁矿弥散在矿物晶隙及裂隙间，使岩石染成红色。为早期蚀变。绢云母化：长石类矿物经热液作用分解成石英和绢云母。分布广，蚀变带中心最发育。硅化：热液中的硅质作用于构造岩，使构造岩中的矿物硅质增加或形成石英脉和石英颗粒或块体。硅化多期次发生，一般蚀变带中部较强，多与其它蚀变相伴发生。碳酸盐化：主要为方解石，并伴有重晶石和石英，呈细脉状充填于节理裂隙中。黄铁矿化：较为发育，常与硅化紧密伴生。早阶段的黄铁矿化与绢云母化伴生，形成细粒状自形半自形黄铁矿，呈星散状分布于石英绢云母粒间。与硅化相伴生时，形成黄铁矿

17、石英脉或石英黄铁矿脉。多金属硫化物阶段的黄铁矿常与方铅矿黄铜矿伴生。晚期与碳酸盐化相伴生，形成胶状或它形粒状黄铁矿。金是亲铁元素，常与铁质同步沉淀。因此，黄铁矿化与金矿化关系最密切。在热液、岩性相同的条件下，岩石的蚀变强度与构造岩的破碎程度呈正消长关系。由于构造破碎带由内向外破碎程度逐渐减弱，致使蚀变岩具有较明显的水平分带。由中心向两侧依次形成黄铁绢英岩黄铁绢英岩化碎裂岩黄铁绢英岩化碎裂状花岗闪长岩红化花岗闪长岩花岗闪长岩或花岗岩。由于构造活动的多期性和含矿热液的脉动式运移，以及其它地质因素的影响，造成了部分相带的重复或缺失，各相带间无明显界线，呈渐变过渡。成矿作用发生于蚀变过程的中晚期，受蚀

18、变强度和构造空间所制约。因此，主断面两侧或蚀变较强地段是有利的赋矿地段。1.2.2 矿体特征一. 矿体形态此次开采工作对圈定的2个矿体，分别是1号和11号。1号矿体地表由采坑、探槽控制，深部由坑道、钻孔控制，分布于154182线标高+50m-475m间。矿体呈脉状，具尖灭再现分枝复合特征。矿体产状5165NW2555，平均38。矿体水平长度最大320m，一般200m左右；倾斜最大延深955m（170线），一般870m左右；垂直厚度在324.54m间，一般6m左右，平均水平厚度10.40m，厚度变化系数67%。矿体外部边界较规整，仅局部变化较大。内部结构变化小，矿化连续，未见“无矿天窗”。矿体垂

19、向延深是走向延长的2.5倍左右，为一向NE侧伏的脉状体，侧伏角70左右。矿体金品位1.50110.7810-6，平均7.0610-6，品位变化系数100。11号矿体位于1号矿体下盘，是与1号矿体平行的小矿体。分布于162174线间，赋存标高-300-380m。外部形态呈三角形。矿体水平延伸最大100m，平均75m左右，倾斜延伸最大130m，平均80m左右。矿体平均厚7.25m，金平均品位3.9610-6。 根据矿石结构、构造及矿物组合特点，矿石的自然类型划分为浸染状及细脉浸染状黄铁绢英岩化花岗闪长碎裂岩型，细脉状及网脉状黄铁绢英岩化花岗闪长岩型和细脉浸染状黄铁绢英岩型。二. 矿体上下盘围岩接触

20、情况 矿体的近矿围岩主要有黄铁绢英岩化花岗闪长质碎裂岩、黄铁绢英岩化碎裂状花岗闪长岩和黄铁绢英岩。矿体围岩与矿体无明显界线，呈渐变过渡关系。围岩的结构构造及矿物组合等与矿体相同，仅金矿物、金属硫化物含量低。三. 矿体物理力学性质岩石和围岩的物理力学性质，岩的岩石的可钻性：玲珑黑云母花岗岩210mm/分钟，郭家岭花岗闪长岩203mm/分钟，绢英岩化花岗岩质碎裂岩158mm/分钟，绢英岩化碎裂花岗闪长岩140mm/分钟。矿体及矿体上盘岩石的可钻性稍高，下盘稍低。岩石的可爆性：黑云母花岗岩2.41kg/m3，花岗闪长岩2.45kg/m3，花岗质碎裂岩2.03kg/m3，含金黄铁绢英岩2.25kg/m

21、3。矿石的松散系数：花岗闪长岩1.57，花岗岩1.60，绢英岩化碎裂岩1.81，含金黄铁绢英岩1.73。该矿区矿化较连续，仅少量工程中见有厚度小于2m、金品位低于1.510-6的透镜状夹石。夹石岩性与矿体相同，含金品位在0.001.5010-6间。夹石圈入矿体，未予剔除。四. 矿体水文地质矿区含水岩层有第四系孔隙潜水，基岩风化裂隙潜水及构造裂隙潜水。浅部水质良好，属HCO3ClCaNa型水。局部水质较差。地下水补给来源主要靠大气降水，降水易于形成地表迳流，仅部分渗入地下，补给条件差。地下水主要排泄方式为地下迳流。区内断裂具导水阻水的双重性，断裂带范围内，地下水沿断裂流动。断裂的上下盘水位不同，

22、下盘较上盘水位高，但近年矿区的开采，导致下盘水位大幅下降，而上盘水位相对变高。河东矿区内无大的地表水体，地表泄水条件良好，第四系发育，粘土、腐植土透水性差，仅少部分大气降水渗入基岩裂隙及断裂构造中。风化层内的裂隙潜水是矿床充水的主要含水层，矿床水文地质条件简单。坑道涌水量很小，正常情况下仅100250m3/昼夜。1.2.3 矿床开采技术条件一. 矿床开采技术条件。矿体稳固性较差，围岩较稳固，上盘围岩：主要是黑云母花岗岩、绢英岩化花岗岩、破裂状绢英岩化花岗岩。下盘围岩：主要是碎裂状绢英岩化花岗山长岩、花岗闪长岩。主裂面两侧1-5米范围内岩石极易破碎，含泥质较多，不稳定，又夸落现象发生，在裂隙发育

23、的地段，岩石有掉块现象，岩石自然安歇角3832，松散系数1.6，岩石硬度系数8-10，围岩硬度系数8-12，矿石塑性好，体重2.65t/m3，不易日化结块，含硫低。二. 地表允许陷落的可能性及岩石移动角由于地表位一些村庄和建筑物，地表不允许陷落。岩石上盘移动角采用60，下盘采用65。1.3 矿石储量 1、11号矿体储量计算：表1.1 1#、11#矿体各中段矿体储量（万吨）矿体号1#（万吨）11#(万吨)合计（万吨） 108.608.510-206.506.5-20-507.207.2-50-807.507.5-80-11010.3010.3-110-14014.1014.1-140-18012

24、.7012.1-180-2207.607.6-220-2606.406.4-260-3008.208.2-300-340707-340-3805.62.68.2-380-4204.85.510.3-420-460303合计109.38.1117.4矿体矿量为117.4万吨。-66-东北大学毕业设计 第2章 矿床开拓第2章 矿床开拓2.1 矿区范围与矿山工作制度河东金矿区位于望儿山断裂中段，是焦家金矿田的一部分。区内花岗岩、花岗闪长岩广布，区域变质岩呈包体赋存于岩体中。断裂发育，矿化蚀变带赋存于断裂之中，是重要的找矿标志。河东矿区位于望儿山断裂北段的118279线间，矿区内断裂长1700m。该地

25、段断裂走向4067，NW倾，倾角32，局部较陡，倾角51。该断裂具分枝复合特征，162192线，由两个分枝断裂组成，所夹的构造岩块呈菱形，垂向上呈楔形。98210线间-200m以上，改造利用了岩体接触界面，形成复合型断裂构造。该断裂是河东矿区的主干控矿断裂，构造岩在成矿热液作用下，经充填交代形成含矿蚀变带。现阶段由于现在矿山生产任务繁重，矿山工作制度采用330天工作日。每天3班每班8小时制。2.2矿山年生产能力校核（一）按矿上年下降速度确定年生量矿山年生产量计算，根据年下降速度及新水平准备时间。按年下降速度验证矿山年生产能力。实质根据采矿技术条件类似矿山的开采强度经验指标，采用公式概括的求出年

26、生产量A。 A=,t/a =0.91.20.9 =98911 式中：H开采工作下降深度（指年下降的垂直距离，包括矿房、 矿柱），15m； S矿体的水平面积，2560m； 矿体体重，2.65t/m； K工业矿石总回收率，（包括采准、矿房、矿柱）92%； 工业矿石总贫化率，（包括采准、矿房、矿柱）8%； K1矿体倾角修正系数，（查采矿设计手册选取0.9）； K2矿体厚度修正系数，（查采矿设计手册选取1.2）。 E地质影响系数，取0.9。 计算的出矿山年生产量为10万t/a。每天生产300吨。（二）按经济的合理性验证年生产能力。T=，a = =12 式中：Q矿床工业储量，117930t； T矿山服务

27、年限，年。 废石混入率，%。 K矿石的综合混入率，%.。 A矿山年生产量，t/a 确定矿山实际服务年限：T=t1+t2+t3 =2+12+1 =15 式中： t1矿山投产到达年限，12年； t2矿山达产持续年限，12年； t3矿山末期减产至闭矿年限，12年；计算服务年限T= t+(t+t)=12+(2+1) =13.5 在校正矿山生产能力时，计算矿山达到设计生产正常生产能力不能小于整个服务年限的三分之二，即t根据效核，设计任务书规定的10万吨年产量是合理的。2.3 开拓方案的选择2.3.1 主要开拓巷道位置选择一. 地表移动带的确定地表移动带的圈定。根据矿体上下盘围岩的性质，采用上盘移动角确定

28、为65度，下盘移动角确定为60度。根据各个剖面线确定出上下盘的岩石移动角。在地表地形图上圈出地表移动带，如图；图2.1 地表移动带圈定二. 主要开拓巷道位置选择和确定按地下运输功最小的原则先确定井筒位置选在矿体下盘，主要开拓巷道布置在地面移动带以外20m处。根据矿山的合理总体布局，全矿生产、运输、生活系统之间的相互关系，全面规划。矿区位置要尽量少的占用耕地。井口的位置应避开可能发生滑坡，滚石，泥石流等自然灾害。井口标高要高出当地历史最高洪水位3米。尽量避开大的构造带、承压水层、流沙层、松软岩层等不良工程地质地段。选矿厂通常设在井口附近，使场内运输简单。但必须设在入风井主导风向下风向侧300m以

29、外。还要注意到与主开拓巷道位置有关的地下开拓工程总量和总费用最小，必要时应该进行多方案的技术经济比较。2.3.2 方案初选一、地质条件矿体赋存于蚀变带之中，是蚀变带中蚀变较强矿化集中的部分，一般情况下与围岩（多为蚀变岩）界线不清晰，需靠样品测试结果确定边界。矿体赋存部位受主构造产状、性质、断面两侧的低序次断层、裂隙和岩石破碎程度控制。矿体形态呈脉状、透镜状，具分枝复合、膨胀狭缩、尖灭再现的特征。矿体形态受构造空间制约。矿体产状与蚀变带基本一致。矿体赋存范围介于150182线间，赋存标高+50m-475m。162、166线已出露地表（50m）。向南北两端矿头标高逐渐降低，至154、178线，矿头

30、标高降至0m左右。构成矿体的岩石主要有黄铁绢英岩、黄铁绢英岩化花岗闪长质碎裂岩。绢英岩化花岗岩、绢英岩化花岗闪长岩及断层泥中亦含矿，但矿体规模较小，品位较低。矿体呈脉状，具尖灭再现分枝复合特征。矿体产状5165NW2555，平均38。矿体水平长度最大320m，一般200m左右；倾斜最大延深955m（170线），一般870m左右；垂直厚度在324.54m间，一般6m左右，平均水平厚度10.40m，厚度变化系数67%。矿体外部边界较规整，仅局部变化较大。内部结构变化小，矿化连续，未见“无矿天窗”。矿体垂向延深是走向延长的2.5倍左右，为一向NE侧伏的脉状体，侧伏角70左右。矿体金品位1.50110

31、.7810-6，平均7.0610-6，品位变化系数100。二、地表地形条件河东金矿区位于招远市城区北西30km，属招远市蚕庄镇管辖。矿区范围：西起河东村，东至卧龙杨家，北邻徐家疃，南接付家村，NE展布的矩形分布，面积约5.11km2。该区地势较平坦，地形相对高差较小，海拔标高42120m，属丘陵区。水系不发育，气候温和，属大陆季风气候。该区属丘陵地区，地表有房屋、农田、果园，地表不允许塌陷，所以该区不受地表塌陷、雪崩、滚石的危害。三、开采技术条件河东矿区矿体底板为花岗闪长岩，顶板为黑云母花岗岩，蚀变带宽度几十米，蚀变带中部为主裂面，矿体一般为主裂面下盘，局部在上盘，主裂面两侧15米内，岩石极破

32、碎，含泥质较多，当有地下水浸润的条件下，易发生软化和塌落。矿体上盘又1020米不稳定区，主要是一些碎裂岩，下盘一般较稳固，但在-260米及-300米中断174-182线间下盘也不稳固主要原因是构造密集交汇所致。矿体一般不稳固，特别是靠近主裂面的矿体。矿石的工业类型属底硫金矿石，无自然性、氧化性和结块性，水文地质条件简单。矿岩硬度系数一般在814之间，松散系数1.6，岩石体重2.65t/m3。自然安息角40度。矿体形态呈脉状、透镜状，具分枝复合、膨胀狭缩、尖灭再现的特征。四、开拓系统的选择开拓方案的选择要确保工作安全，满足设计任务所规定的生产能力的要求，并须考虑矿山的发展前景。取得良好的技术经济

33、效果和矿山的技术经济政策。根据矿区的地质条件，地质地形条件，气象及工程地质资料，开采的技术条件初步确定三个开拓系统。方案一：下盘中央竖井开拓。一期在矿体的中间建设从地表到-300米的主井用于提升矿石。二期从-300米到-460米竖井。在矿体两翼分别建设南、北通风井，作为出风井。在主井30米外建设副井，用于运送人员、材料、废石，并兼做入风井。矿石运用罐笼提升到地表。主井坐标为（514643.5711，4144274.1368）方案二：侧翼斜井加中央竖井开拓方案。一期是在矿体侧翼建设斜井，从地表到-110米。二期是从-110米到-460米建设盲竖井。用于提升矿石，选取箕斗提升。在矿体侧翼分别建设南

34、、北风井作为出风井。在矿体的下盘中央位置建设副井，用于提升人员、材料和废石。主斜井坐标为（514694.2121，4144317.4000）方案三：下盘中央斜井加侧翼竖井开拓方案。在矿体下盘中央建设一期斜井从地表到-110米，在-110米建设盲竖井到-460米。在矿体的侧翼建主副井用于提升人员、材料和废石。在两翼建设南北风井作为回风井。主斜井坐标为（514643.5711，4144274.1368） 五、方案初选斜井开拓方案要求：采用串车提升时，斜井倾角一般在20以下。最大倾角为30。由于矿体倾角平均为38，在矿体下盘建设竖井时采用20时，斜井井口离矿体比较远，矿山开采的运输费用增加，开拓工程

35、量也增加很多。这种方案是不合理的。斜井较长。而斜井建设在矿体侧翼沿矿体走向布置时，没有上述缺点，工程量也小得多。竖井开拓采用最小运输功确定。2.3.3 方案的最终选取表2.1 开拓方案优缺点比较开拓方案下盘中央竖井开拓侧翼斜井开拓 优点1、 对井下运输，采掘顺序，产量分配，通风基建速度和巷道维护条件好。2、 采用最小运输功经济效应高，管理方便、安全。1、 较竖井开拓简单、建设速度快、投资小，经营费用高。2、 矿井提升能力大，生产能力高。缺点1、 较斜井上部开拓工程量大。2、 提升能力小。1、斜井经营费用高，管理复杂。表2.2 两种开拓方案比较表项目 竖井开拓 斜井开拓数量总长规格工程量数量总长

36、规格工程量斜井0000139442.84412.8盲竖井23483.53346.513753.53606.1竖井27064.08867.415303.55096.6石门1426042.5*2.6160261438672.5*2616926运输巷道1426002.5*2.6169001426002.5*2.616900井底车场141403*2.71134141403*2.71134矿仓00001555225毛仓00001555225水仓7252210072522100井下炸药库14333271433327井下变电峒室322312322314风井27102228402710222840溜井0000

37、120622824合计50440.952330.5通过两种开拓方案的开拓工程量比较，下盘中央竖井开拓比侧翼斜井开拓的工程量要下得多，且矿石的运输成本低，基建速度快。开拓方案系统如图；图2.2 开拓系统图东北大学毕业设计 第3章 提升系统及井筒断面设计第3章 井筒断面设计3.1 主、副井位置及井口标高主井井口坐标：（514643.5711，4144274.1368）， 副井井口坐标：（514694.2121，4144317.4000） 主井井口标高为+55.7m：副井井口标高为+57.4m。主副井井口位置都在地表移动带之外。3.2 主井井筒断面尺寸的确定一. 主井提升容器的选择 （一）计算小时提

38、升量(As)As = CA/(tstr) =(1.2100000)/(33016) =20 t/h A 年提升量，t/a； C 提升不均匀系数，罐笼提升时取C=1.2； ts 日工作小时数，h/d；罐笼作主井提升矿石时，取ts=18h； tr 年工作日数，d/a；（按330天计算）（一） 计算提升速度() v=(0.30.5)H=H1Q1+H2Q2+HnQnQ1+Q2+Qn m 式中:H 加权平均提升高度，m； 0.3-0.5系数，当提升高度在200m以内时，取下限，600m以上时取上限； H，Q分别是第一阶段提升高度和阶段矿量。 H，Q分别是第二阶段提升高度和阶段矿量。 按上面的公式取值运算

39、的： H =225，m =0.4156m/s提升速度按上式计算外，还需要符合下列条件：根据冶金矿山安全规程规定：竖井升降物料时，提升容器的最大不得超过下列计算值：max = 0.5H m/s7.5max = 0.6 =8 m/s 所以计算所得提升速度符合冶金矿山安全规程规定。 (三) 计算一次提升量 提升容器的容积：式中V提升容器的容积，u箕斗在曲轨上减速与爬行的附加时间，罐笼提升时u0；C装满系数，取0.850.9松散矿石密度t/m3休止时间K系数，取K =2.82t/m3表3.1 罐笼进、出车时间表罐笼推车方式层数（层）每层装车数量（辆）人工推车推车机矿车容积(m3) 0.75 0.75

40、0.751.21.62.02.5停歇时间单面双面双面双面双面单层13015151820双层16535354045V=0.68（四） 计算一次提升量Q = CmV =0.91.50.7 =0.95Q一次有效提升量，t；V提升容器的容积，m。罐笼提升时以矿车的容积计算。（五）一次循环是时间计算T= ，sT=171 T一次循环提升时间，s; Q一次有效提升量，t； A小时提升量，t/h;二. 主井平衡锤的选择平衡锤质量=罐笼质量+1/2有效装载量=9.3t选用10.5t的平衡锤三. 主提升容器类型选择主提升容器类型、数量和规格，主要根据矿井年生产量、井筒深度及矿井年工作日数来确定。一般金属矿山，井深

41、300米左右，日产700t上下，多用罐笼提升矿石。井深大于300米，日产量大于1000t时，多采用箕斗提升。设计矿山年产量为10万吨，矿山工作日为330天，矿山日产量300吨，井筒深度为353米，一般选择主提升容器为罐笼提升。四. 主井罐道、罐道梁选择罐道选用单侧布置形式。初选罐道：38kg/m钢轨。罐道梁：28a。五. 井壁支护材料及厚度取井筒混凝土井壁厚度为350mm。 六. 井筒断面形状根据年产量10万吨，平均日产量300吨，设计矿山服务年限13年，穿过蚀变带上盘围岩为黑云母花岗岩，下盘为似斑状花岗闪长岩，均属稳固型岩石。该井筒担负全矿主要提升任务，服务年限长，围岩较稳固，故选用圆形断面

42、，浇灌混凝土支护。七. 主井断面尺寸确定 (一)主井井筒尺寸的确定 （1）选择井筒装备该井筒服务年限较长，提升钢丝绳终端荷载大，选用钢轨罐道、工字钢做罐道梁。该井筒选用3#a双层单罐笼并布置梯子间。该布置便于运送大型设备，使用寿命长，运行较平稳。罐笼的代号为YJGS-2.2a-2，断面尺寸为22001350mm，最大载重6.6t，自重6t。（2）初选尺寸根据提升容器及布置形式，考虑参考矿山经验，罐道选用单侧布置形式。初选罐道：38kg/m钢轨，罐道梁：28a。 (3)确定提升间和梯子间的断面尺寸罐道的罐道梁中心线间距C C=E1+B+E2式中：E1 、E2罐道梁与罐道连接部分尺寸，都取199mm。 B两侧罐道之间的距离，取1430。故：C=199+1430+199=1828mm梯子间尺寸C2、M、N的计算：C2=600+600+s+a式中：600梯子孔宽度，mm。 s梯子孔至2号罐道梁的距离，取100mm。