1、 1 采矿学课程设计 题目 寿王坟铜矿采矿方法设计 学生姓名 学 号 专 业 采 矿 工 程 班 级 指导教师 2013 年 7 月 1 日 7 月 19 日 2 目录 第一章 课程设计目的与要求 . 1.1 课程设计目的 . . 1.2 课程设计任务与要求 . 第二章 采矿方法的选择 . 2.1 矿体的开采技术条件 . 2.2 采矿方法的选择 . 2.3 矿块构成要素 . 第三章 矿块采准切割工作 . . 3. 1 阶段运输巷道布 置 . 3. 2 矿块底部结构 . 3. 3 切割工作 . 3. 4 采准巷道及切割巷道断面尺寸 . 3. 5 绘制采矿方法图 . 3. 6 采准工程量及矿石损失
2、贫化计算 . 3. 7 采出矿石品位和金属回收率计算 . 第四章 矿房回采工作 . 4.1 回采工艺过程 . 4.2 落矿工作 . 4.3 采场选择 . 4.4 采场地压管理 . 4.5 方框漏口闸门 . 4. 6 采场通 风 . 4. 7 回采工作组织及编制回采循环图表 . 4. 8 编制采准、切割进度计划图表 . 4. 9 采场方法技术经济指标 . 第五章 结语 . 参考文献 3 第一章 课程设 计目的与要求 1.1 课程设计目的 本次课程设计是在学生学习了采矿学、矿井通风与安全、爆破工程、岩土工程、工程测量、工程图学等专业基础和专业课程的基础上，使学生受到专业工程设计基本能力的训练，为毕
3、业设计及工作后从事专业技术工作打下基础，也是对学生以前所学知识掌握与运用能力的检验。 要求学生在给定基础资料（由于题目太多，所给设计条件相对简化 。 根据已有资料，综合运用所学专业知识和参考类似矿山资料，在合理范围内推知未知数据或条件，是采矿专业人员应该具备的一种能力！）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，并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。 1.2 课程设计任务与要求 任务：采矿方法设计 内容： 1.根据所给基础资料选择采矿方法 。 2.对所选定的采矿方法进行设计，设计内容包括：典型采矿方法构成要
4、素及结构设计，采场爆破落矿、矿石运搬工艺及其设备选型，采场通风与安全设计，采场生产能力计算 ，采矿生产劳动组织及回采循环图表，主要技术经济指标的计算选取等 。 3.绘制典型采矿方法设计图（ A3 图幅） 和其他计算用插 图 。 4.编制设计说明书（ A4 纸）。 4 第二章 采矿方法的选择 2.1 矿体的开采技术条件 该铜矿矿体倾向 N， 走向 EW， 长度 1000m；埋深 470m，延深 700m；倾角 60 90，属于急倾斜矿床；矿体厚度 10 30m，属于厚矿床；矿体矿石稳固，上盘围岩稳固，下盘围岩稳固；无夹石 ， 矿岩接触明显 ；矿石体重3.11t/m3； 地表平坦。设计生产能力 4
5、0 万 t/a。 2.2 采矿方法的选 择 1、结合矿体的地质条件并结合下表， 可以使用的采矿方法有 分段凿岩阶段矿房法， 无底柱 分段崩落法 。 矿 体 倾 角 矿 体 厚 度 矿 体 稳 固 性 矿石稳固 围岩稳固 矿石稳固 围岩不稳固 矿石不稳固 围岩稳固 矿石不稳固 围岩不稳固 缓 倾 斜 薄、 极 薄 全面法、房柱法 单层崩落法，垂直 分条充填法 垂直分条充填法，全面法，单层崩落法 垂直分条充填法，单层崩落法 中 厚 分段矿房法、房柱法、全面法 分段阶段矿房法，分层崩落法， 有底柱分段崩落法，分层充填法，锚杆房柱法 分段矿房法，上向进路充填法，垂直分条充填法 有底柱分段崩落法，分层崩
6、落法，垂直分条充填法 厚 和 极厚 阶段矿房法，分段、阶段崩落法，上向分层充填法 分段、阶段崩落法，上向分层充填法 上向进路充填法，分段崩落法，阶段崩落法 分段、阶段崩落法，分层崩落法，下向充填法，上向进路充填法 5 2、典型采矿方法 简述 、分段凿岩阶段矿房法 分段凿岩阶段矿房法，它是分段凿岩，阶段出矿的一种采矿方法。 （ 1）属于空场法的一种具有空场法的共同特点也是两步骤回采，先采矿房，后采矿柱，最后按预定计划处理凿下的空区。 （ 2）这种方法是把矿房全高划分为若干分段，并在分段巷道中凿岩崩矿的倾 斜 薄、 极 薄 全面法，房柱法 垂直分条充填法，上向分层充填法，单层崩落法 上向进路充填法
7、，分段矿房法，分段崩落法，全面法 分层崩落法，上向进路充填法，下向分层充填法，分 段崩落法 中 厚 分段矿房法 有底柱分段崩落法，上向分层充填法 上向进路充填法，分段矿房法，有底柱分段崩落法 有底柱分段崩落法，下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法 厚 和 极厚 阶段矿房法，分段矿房法 分段、阶段崩落法，上向分层充填法 上向进路充填法，分段矿房法，分段、阶段崩落法，下向分层充填法 分层崩落法，上向进路充填法，下向分层充填法，分段、阶段崩落法 急 倾 斜 极 薄 削壁充填法，留矿法 削壁充填法 上向进路充填法，下向分层充填法 下向分层充填法，上向进路充填法 薄 留 矿法，分段、阶 段矿房法
8、上向分层充填法，分层崩落法，分段崩落法 上向进路充填法，分层崩落法，分段崩落法，分段矿房法 上向进路充填法，下向分层充填法，分层崩落法，分段崩落法 中 厚 分段矿房法，阶段矿房法，分段崩落法 分段矿房法，上向分层充填法，分段崩落法 上向进路充填法，下向分层充填法，分层崩落法，分段崩落法，分段矿房法 下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法，分段、阶段崩落法 厚 和 极厚 阶段矿房法，分段、阶段崩落法 分段矿房法，分段、阶段崩落法，上向分层充填法 上向进路充填法，下向分层充填 法，分层崩落法，分段，阶段崩落法 分段，阶段崩落法，下向分层充填法，上向进路充填法，分层崩落法 6 自然支撑的采矿方法
9、。这是在分段巷道中向上打垂直扇形中深孔的方法（工作面是的）。 （ 3）要开立槽 由于这种采矿方法的工 作面是垂直的，因而在回采工作开始之前，除了在矿房底部要进行拉底和劈漏之外，还必须开切割立槽，并以切割立槽为爆破自由面进行崩矿。 （ 4）崩落的矿石借自重落到矿房的底部放出，（即阶段出矿，而不是分区出矿，与前面讲的赞比亚分段法不同）。随着工作面的推进，采空区不断扩大。 （ 5）矿房内不留矿石，保持为一个空场，工人在小断面巷道内工作，不进入采空区内，比较安全。 矿块结构和参数布置重点：根据矿体的厚度，矿房的长轴可沿着走向或者垂直走向布置，长度可以根据围岩的稳固性和矿体允许暴露面积来决定，同时矿房的
10、长度与矿体 的倾角有关，矿体的倾角越缓，则上盘围岩对矿柱的压力越大，此时矿房的长度应该越小。阶段高度受围岩的稳定性，矿体产状的稳定程度以及天井掘进技术的限制。分段高度与凿岩方式以及所用的凿岩设备有关。 采、切工作布置重点：分段凿岩阶段矿房法才准巷道有阶段运输巷道，分区凿岩巷道，人行通风天井，放矿溜井，电耙巷道，漏斗颈等。切割工作主要包括掘进拉底巷道，切割天井，切割横巷，拉底和劈漏以及开立槽。 回采工作布置重点：切割工作完成后，则可以依切割立槽为爆破自由面，在分段巷道中用平柱式凿岩机打向上扇形炮孔，进行回采工作。矿房的回 采包括落矿，出矿通风以及地质管理工作。 、无底柱分段崩落法 这种方法在回采
11、过程中，随着矿石的崩落，同时崩落上部围岩及时充填采空区；它也是在覆岩下放矿，它是单步骤回采，不分矿房和矿柱，即不再设底柱，间柱和顶柱等。一般是集中凿岩，然后分次爆破，每次爆破 1 2 排孔。 7 用无底柱分段 崩落法时在两个相邻回采巷道之间，存在着脊部损失；在回采巷道的正面，由于崩落矿石层厚度大于出矿设备铲入深度，出矿后留下一斜条崩落的矿石，造成正面损失。 、两种采矿方法经济技术比较 项目 无底柱分段崩落法 分段凿岩法阶段矿房 矿块的生产能力 该采矿方法生产能力较大， 100 300t/天，机械化程度高，采场结构简单，回采工艺简单，容易标准化，适于采用高效率的大型无轨设备。 该种采矿方法生产能
12、力较大，基本上 100 400t/天，掌子面工班效率平均15t/天。回采强度较大，在一个采场内，工作面比较多。 矿石贫化率（ %） 15 25 7 15 通风条件 由于回采巷道独头作业，无法形成贯穿分流，导致回采巷道通风困难。 加之开凿了通风人行天井， 通风相对较好 采准比 2 6 4 10 地压管理 较复杂，在覆岩下放矿规 用矿柱和围岩自身的稳8 律认识不彻底。 固性管理地压。 安全程度 各项回采作业都在回采巷道中进行，安全条件较好 工人在小段面的巷道中工作，回采工作安全。 采矿成本 成本低，坑木消耗少，劳动生产率高。 采用工艺设备 凿岩设备要求严格，装药设备未配套。 发展较为成熟。 考虑到
13、分段凿岩阶段矿房法，是分段凿岩，阶段出矿的一种采矿方法，在我国应用的比较广泛又根据 1971 年统计，国内十种主要有色金属矿山中，使用的比重达到 16.27%，仅 次于浅孔留矿法，居第二位。 目前我国的金岭铁矿、国民铁矿、河北铜矿的银辉铜山矿、华铜铜矿、大庙铁矿等都采用这种方法，故最终选择分段凿岩法阶段矿房。 2.3 矿块构成要素 （沿走向布置矿块） （ 1）构成要素 1）矿块布置 根据矿体的厚度，矿房的长轴可沿走向布置成垂直走向布置。一般当矿体厚度小于 15 米时，矿房沿走向布置。当矿石和围岩极稳固时，这个界限可以增加到 20 30 米。 2）阶段高度 一般为 50 70 米。阶段高度受围岩
14、的稳固性，矿体产状稳定程度以及高天井掘进技术的限制。分步凿岩阶矿房法的阶段高度一般为50 70 米，由于这种方法的采空区是逐渐暴露出来的，固而阶段高度可以大一些。 增加阶段高度的优点是： 使矿房所占矿量比重增加，这将意味着回收率和其他一些技术经济指标可以得到改善。 可以减少开拓和采准工作量。 阶段高度增加，则相应的减少了顶底柱所占矿量比重，这意味着最难回收的这部分矿石量减少了。 3）矿房长度 矿房长度根据围岩的稳固性和矿体允许的暴露面积来决定。同时矿房长度与矿体倾角有关，矿体倾角越缓，则上盘岩石对矿柱的压力也越大，此时，矿房长度应减小。 一般情况下，矿房长为 40 60 米。 9 4）矿房 宽
15、度 当矿房是沿走向布置时，矿房宽度 =矿体厚度 5）分段高度 分段高度与凿岩方式以及所用的凿岩设备能力有关。 浅孔凿岩时，分为高度不大于 6 米。 中深孔凿岩时，分为高度可为 8 10 米（ YG 80， YG 60） 深孔凿岩时，分为高度可为 15 20 米，或更大一些。 6）矿柱尺寸 顶柱厚度 顶柱的厚度由矿岩的稳固性以及矿体厚度来决定。一般为 6 10 米。 间柱宽度 沿走向布置时，一般为 8 12 米，切走向布置时，一般为 10 14 米。为什么垂直走向布置时间柱宽度比切走向布置时大呢？因为矿体厚度大 要承受更大压力。当矿体是急倾斜，厚度不大，矿岩很稳固时，间柱宽度可以取小值。 底柱高
16、度 底柱高度主要取决于底部结构的形式，矿岩的稳固性。 由于回收底柱最困难，矿石损失和贫化比较大，因而在条件许可的情况下，应尽量降底柱高度。 当采用电耙底部结构时，底柱高度可取 7 11 米 当由放矿漏斗直接放矿装车时，底柱高度可取 4 6 米。 7） 漏斗间距 一般为 5.5 6 米，也有 7 米的。有的为 5 7 米。 （ 2） 回采工作面形式及矿房允许暴露面积（上盘岩石及矿石顶板 ，表中黑体为所选 ） 矿岩允许暴露面积如表所示 序 号 允许暴露面积 类 别 允许暴露面积范围 （ m2） 采矿设计手册 采矿手册 金属矿床地下开采教材 1 极不稳定 矿床 顶板不允许暴 露 不允许有任何暴露要求及时支护 不允许暴露，需超前支护 2 不稳定矿 床 1000m2 1000m2 800m2 阶段矿房法允许暴露面积见 表 岩体暴露位置 矿岩稳定程度 矿岩均稳定 矿石很稳固 岩石稳固 岩石均很稳固 上盘岩石 15002000 20002500 25005000 矿石顶板 800 8001000 15001800
