采矿学课程设计手稿.doc

1、 目录 第一章 矿区地形地貌、地理交通及自然环境 . 1 1.1 矿区地形地貌 . 1 1.2 地理交通 . 1 1.3 自然经济 . 2 第二章 矿山开采技术条件 . 2 2.1 矿体赋存状况 . 2 2.2 矿山工程地质条件 . 4 2.3 矿山水文地质条件 . 5 2.4 矿山环境地质条件 . 5 第三章 采矿方法的选择及技术经济比较 . 6 3.1 矿床地质条矿床地质条件 . 6 3.2 矿石和围岩的物理力学性质 . 6 3.3 矿体倾角和厚度的影响 . 7 3.4 采矿方法回收率、贫化率、采矿方法技术比较 . 8 3.5 根据各种采矿方法的特点选择 浅孔房柱法 . 9 第四章 采矿工

2、艺及设备的选择 .10 4.1 矿块结构参数 .10 4.2 采准切割 .10 4.3 矿房回采 .10 4.4 回采率、贫化率确定的原则依据与指标 . 11 第五章 矿柱回采及采空区处理 .12 5.1 矿柱回采 .12 5.2 采空区处理 .12 5.3 生产期间地压观测设施 .12 第六章 采准、切割、回采计算 .12 6.1 矿块的采准切割井巷工程量 .12 6.1.1.阶段平巷 .12 6.1.2.切割平巷 .13 6.1.3.采区上山 .13 6.1.4.联络平巷 .13 6.1.5.联络道 .13 6.1.6.陡坎 .13 6.2 矿块的采出矿量 .14 6.3 千吨采准、切割比

3、 .14 6.4 同时工作的矿块数 .15 6.5 每 日采准、切割、矿房回采 .15 6.6 矿柱回采的出矿量 .15 6.7 废石量 .15 6.8 主要材料消耗量 .15 第七章 采矿方法技 术经济指标 .16 7.1 矿体厚度、倾角 .16 7.2 矿石抗压强度 .16 7.3 推荐的采矿方法 .16 7.4 矿块构成要素 .16 7.5 采切比、回采率、贫化率、同时工作矿块数、矿块生产能力。 .16 7.6 采矿方法经济技术指标 .17 主要参考文献 .17 武汉工程大学 课 程 设 计 说 明 书 题 目 官店铁矿地下采矿方法设计 专业班级 10 级采矿工程 (02）班 学 生 指

4、导教师 成 绩 说明书 页 插 图 幅 表 格 个 程 序 个 二 O 一二 年 十一 月 二十九 日 摘要：本文根据官店铁矿的矿体赋存状态、开采经济技术条件、矿区工程地质条件、水文地质条件、自然经济条件以及其它经济 技术条件，通过查找各种参考文献和计算，选择出最适合官店铁矿开采的方法，并论证了其可行性，算出了开采的各种参数，最终绘出开采图纸，算出经济技术指标及工程量等参数。 ABSTRACT:In this paper, according to the Guandian iron ore body occurrence, mining technology condition, engin

5、eering geological condition of mining area, hydrological and geological conditions, natural and economic conditions and other economic and technological conditions, through searching the various references and calculating, and choose the most suitable Guandian iron ore mining method, and proves its

6、feasibility, worked out the mining parameters finally, draw the mining drawings, calculate the economic and technical indexes and engineering volume parameters. 1 第一章 矿区地形地貌、地理交通及自然环境 1.1 矿区地形地貌 工作区属建始县东南部的中切割中山区，其南部和北部相对较低，中部较高。中部火家包标高达 1765m，南部沟谷地段标高仅 1300m，相对高差达 465 余米。区内溪沟向西流入。 图 1-1-1 矿区地形地貌 1.

7、2 地理交通 苏家坪矿段位于建始县城区南东约 53Km，官店铁矿西段，从官店口以西的凉水井至苏家坪一带，长约 1.85Km，宽约 1.32Km，面积约 2.44Km2，其地理坐标为东经 110 00 42 110 01 51；北纬 30 13 48 30 14 31。行政区划隶属于湖北省恩施自治州建始县官店镇管辖。从官店口向北西，有区县公路可通往红岩寺和建始县城，并与 318、 209 国道和正在修建的沪蓉高速公路、宜万铁路相连。矿区内有简易公路可以通行，交通尚较方便 (附图 1)。湖北省国土资源厅于 2006 年 1月正式批复了建始县官店铁矿苏家坪矿区的采样试验矿区范围，划定矿区范围坐标为：

8、 5 3346082.50 37404856.10 2 6 3347406.70 37404867.60 7 3347390.80 37406712.50 8 3346066.60 37406701.30 矿区面积约为 2.4434 平方公里，开采深度由 1400 米至 1350 米标高。 图 1-2-1 矿区地理交通 1.3 自然经济 区内气候温和湿润，平均年降雨量 1400 余毫米， 5 7月和 9月为两次主要降水期，约占年降雨量的 60。年平均气温 16.3， 7、 8 月间气温最高，为 30 35； 11 月一次年 2 月气温一般在 5以下，最低气温为零下 12，此时一般高山多雪，低山

9、多雾。本区以农业为主，盛产土豆、包谷，工业基础较差，仅有小煤矿和铁木手工作坊。 第二章 矿山开采技术条件 2.1 矿体赋存状况 1、矿层 (体 )层位及分布 3 铁矿层主要赋存于上泥盆统写经寺组底部，层位稳定 (相当于 Fe3 矿层层位 )，呈层状产出。受褶皱与断裂构造所控制，矿层露头线主要分布长岭背斜北翼，东起凉水井 K3，途经苏家坪 K9，西至安家墩北西的 K15，地表矿层厚度 3.45 5.31m，平均厚度 4.29m。矿层露头线出露标高为 1420-1460 m。矿石类型为紫红色鲕状赤铁矿，矿石质量 较好，工程平均品位 TFe 为 46.81-52.36，全段平均品位为 49.37，经

10、查原详勘报告中无 S、 P 品位。矿层顶板和底板围岩为铁质页岩、钙质页岩或泥质页岩。紧靠矿层底部，常有铁质砂岩，为铁质页岩、钙质页岩或泥质页岩向矿层的过渡层。一般矿层与围岩的接触关系较平整，有时具波状起伏。矿层中常有砂岩、页岩夹层，砂岩与赤铁矿具有递变关系。赤铁矿层中普遍夹有铁质页岩，该夹层增厚，赤铁矿层则减薄；铁质页岩减薄，赤铁矿层则增厚。 2、矿体 (层 )产状 本区矿体 (层 )产状，受长岭背斜所控制，地表倾角在 10左右， -16 号至 -8号勘探线深部倾角由 10逐渐增大至 20左右，继之变陡达 40 -50。 3、矿层厚度、品位及其变化 本区铁矿层厚度和品位较为稳定，但其沿走向和倾

11、向上也略有变化。从总的矿层厚度与品位的分布和变化情况来看，该区矿层最厚为 5 22m，最薄为 0 04m，一般为 2 3m；矿层含铁品位最高为 55.08，最低为 21 48，一般为 40 50%。本区矿石含铁量的高低与矿层厚度的大小常成正相关关系，即在一般的情况，矿层较厚者，含铁品位较高。 4、 矿床成因及类型 本区地处泥盆纪川鄂湘凹陷浅海盆地中 ，其北为秦淮古陆，北西部为四川地台，南部是江南古陆，这些古陆和地台长期处在风化剥蚀之中，为铁矿沉积提供了丰富的物质来源。赤铁矿层沉积时，地壳波动、海水动荡频繁，故在矿层内有夹层的形成。鲕状赤铁矿具鲕状结构，核心为砂粒、粉砂粒和电气石，这说明它是在氧

12、化介质中，氧化位势相适宜的条件下，受腐植物的作用，带正电荷的含铁胶体溶液围绕带负电荷的砂粒、粉砂粒和电气石颗粒进行化学沉积所形成的。本区赤铁矿产于上泥盆纪地层中，属沉积型赤铁矿，与湖南宁乡式同属一型，应属同一矿床成因类型，因此，本区所勘探的赤铁矿床为“沉积型一宁乡 式赤铁矿矿 床”。 4 2.2 矿山工程地质条件 1工程地质岩组的划分 区内出露中志留统一下二叠统及第四系地层，按其岩土特性可划分出如下工程地质岩组： (1)松散岩类工程地质岩组：主要为第四系砂、砾 (卵 )石，粉质粘土，粘土及碎、块石土组成，该岩类松软，孔隙度大，易饱水，易变形，其主要工程地质问题为边坡失稳和沉陷，性质较软松。 (

13、2)软弱岩类工程地质岩组：主要为下二叠统梁山组中的泥岩、炭质泥岩及煤层，岩性较松软，坚固性差。岩体力学强度相对较低，易风化，易发生边坡失稳等工程地质问题，在不利 因素影响下易产生崩塌、滑坡等地质灾害。 (3)半坚硬岩类工程地质岩组：主要为中志留统砂页岩，岩性较坚硬。 (4)坚硬岩类工程地质岩组：区内出露的大部地层均为坚硬岩类，主要是中上泥盆统砂页岩及石英砂岩、上石炭统灰岩及白云岩、下二叠统栖霞组与茅口组石灰岩，岩性致密坚硬，稳固性好。在不利因素影响下易产生崩塌、滑坡等地质灾害。 2不良工程地质现象 区内主要出露坚硬岩类或半坚硬岩类工程地质岩组，岩体相对较为稳固。但本区属鄂西南滑坡、崩塌极易发区

14、，从地形地貌、地质构造条件和岩 (土 )体特征分析， 本区地质灾害都极易发生。因此，在勘查开发工作过程中应加强地质灾害危险性调查与评估，特别是今后开采过程应采取有效的防范措施，防止不良工程地质现象造成危害，以确保安全。 3工程地质评价 鲕状赤铁矿属坚硬岩类，机械强度较高，经测试其垂直层面的抗压强度为470 550Kg cm2，平行层面的抗压强度为 500 780Kg cm2。其顶、底板均为砂页岩，机械强度也相对较高，总体较稳固。主要矿体赋存于当地侵蚀基准面以上，部分埋藏浅、覆盖层薄的浅部地段适露天开采；深部可选择地形条件有利的地段进行平硐 (或斜井 )开拓 。其工程地质条件的复杂程度应属于较简

15、单的矿床类型。 5 2.3 矿山水文地质条件 区内喀斯特发育，主要分布于下二叠统栖霞组、茅口组灰岩中，其他层位不发育。下二叠统灰岩出露地表，分布面积广，大量吸收地表水和排泄地下水，故水化作用较强，使喀斯特普遍发育，见有大小不等的陷落地、犁沟、落水洞，其中下部溶洞尤为发育，并有较大的地下水流出。下二叠统灰岩中下部出露泉水较多，其喀斯特发育所在高程，最高 1600 1710m，最低 1350 1450m，与当地最低侵蚀基准面相比还高 800 1000m 以上。下二叠统灰岩溶洞发育一般规律 是先由地表陷落地、犁沟发育成落水洞，再沿裂隙溶蚀向深部发育成溶洞。 在以往勘探钻孔中，仅有少数钻孔在下二叠统灰

16、岩中下部发现有溶洞、喀斯特现象；同时大部钻孔钻到灰岩时，一般不是漏水而是返水，并在个别钻孔中，有少量承压水出现，这说明该区喀斯特相互没有溶蚀连通，完整的喀斯特溶洞含水层尚未形成，故在下二叠统灰岩中常有孤立水流出现，局部形成自流水。 喀斯特溶洞发育与矿床有水力联系，本区主要水源皆出露于下二叠统灰岩中的喀斯特溶洞发育地段。而下二叠统灰岩处于矿层之上，其底部有梁山组含煤岩系，距矿层顶部厚约 30 60m，裂 隙发育随深度而减弱，相对的起着隔水作用。故在下二叠统灰岩中下部，有自流水涌出孔口，这也说明可能由于喀斯特垂直发育受到非喀斯特岩层的阻隔，使之起到良好的隔水作用。 2.4 矿山环境地质条件 根据

17、2 001 年 8月 1日开始实施的中华人民共和国国家标准中国地震动参数区划图 (GBl8306-2001 图 A1)和中国地震动反应谱特征周期区划图(GBl8306 2001 图 B1)资料，本区地震基本烈度为度区。基于上述原因，本采样区在工程设计过程中需对地震予以重视，考虑到采样工作的重要性，建议在本区设计中， 对采样工程及地表中小构筑物以 VI 度地震烈度设防，大型、特大型构筑物及断裂带附近地段以 VII 度地震烈度进行设防。目前本区的升降运动处于轻微上升过程，区内历史上微震活动频繁，但无破坏性地震发生，区域地壳稳定性为基本稳定。 区内地形地貌类型较单一、地质构造较简单，矿区总体稳定性较

18、好。铁矿层6 及其顶、底板围岩，坚固性较高，化学组分较稳定，不会分解出有毒、有害的组分影响周围环境或水资源，对今后开采较为有利。 第三章 采矿方法的选择及技术经济比较 3.1 矿床地质条矿床地质条件 区内主要出露坚硬岩类或半坚硬岩类工程地质岩 组，岩体相对较为稳固。但本区属鄂西南滑坡、崩塌极易发区，从地形地貌、地质构造条件和岩 (土 )体特征分析，本区地质灾害都极易发生。因此，在勘查开发工作过程中应加强地质灾害危险性调查与评估，特别是今后开采过程应采取有效的防范措施，防止不良工程地质现象造成危害，以确保安全。 3.2 矿石和围岩的物理力学性质 在岩石和围岩的物理力学中，矿石和围岩的稳固性是关键因素，它决定着采场地压管理方方法，、采矿方法的选择、采场构成要素及落矿方法。在岩石和围岩的物理力学中，矿石和围岩的稳固性是关键因素，它决定着采场地压管理方方法， 、采矿方法的选择、采场构成要素及落矿方法，它们对采矿方法的影响见表3-1 表 3-2-1 矿岩稳固性对采矿方法选择的影响表 稳固性 较适应的采矿方法 可排除的采矿方法 矿石 围岩 稳固 稳固 空场法 崩落法 稳固 不稳固 崩落法、充填法 空场法 中等稳固或不稳固 稳固 分层法、阶段矿房法、阶段自然崩落发、上向充填法 不稳固 不稳固 下向进路充填法、分段崩落法 空场法