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第章 采矿

.1 矿区开采总顺序与首采地段的确定

.1.1 矿区开采总顺序

总体原则为从上至下开采，即先采上水平的矿体，再采下水平矿体；同一水平矿体开采顺序为先采上盘矿体，再采下盘矿体；矿块内后退式开采。

.1.2 首采地段确定的原则

（1）有利于中段划分，且首采中段储量能满足一定生产时间。

（2）投入少，开采容易，见效快；

（3）矿体勘探级别高，形态好，品位高。

.1.3 首采地段选择的依据

通过对开采范围内各中段矿体的分析比较，按照首采中段确定的原则，矿区选择了作为首采地段。该地段矿体控制较好，储量比较可靠，形态比较完整，利于采矿工程的实施。

.2 推荐的生产能力及能力验证

.2.1 矿山工作制度

设计推荐采用。

.2.2 生产能力计算

本次方案设计选用的采矿方法为： 。国内矿山上述采矿方法的矿块生产能力为；矿块利用系为。考虑到本矿属矿体为主，开采条件。根据《有色金属采矿设计规范》（GB50771-2012）9.1.2节，按中段可同时回采的矿块数和矿块生产能力进行计算矿山生产能力，如下式计算：

A=NqKEt/(1-Z)

式中：A—地下矿山生产能力（t/a）；

N—可同时回采矿块数；

K—矿块利用系数；

E—地质影响系数；

q—矿块生产能力（t/d）；

z—副产矿石率（%）；

t—年工作天数（d）。

按中段可布矿块数计算生产能力见表【JSDX-03】。

.2.3 生产能力验证

根据矿区资源量、开采技术条件，分别按年下降速度、新阶段准备时间、合理服务年限验证生产能力。

.2.3.1 按年下降速度验证生产能力

按年下降速度验证生产能力见表【JSDX-04】。

.2.3.2 按新阶段准备时间验证生产能力

新阶段提前准备时间按下式计算：

Tz=Q/（K×Az）

式中：Tz —新水平准备时间，a；

k—超前系数，取 1.2～1.5；

Q—中段采出矿石量，万 t；

Az—回采中段年产量，万 t。

按新阶段准备时间验证生产能力见表【JSDX-04】。

.2.3.3 按矿山服务年限验证生产规模

计算公式为：

T=Q×a/A（1-β）

式中：T——矿山服务年限，a；

Q——设计利用资源量；

A——矿山生产能力；

α——综合回采率；

β——综合贫化率。

按合理服务年限验证生产能力见表【JSDX-05】。

参考同类矿山的服务年限和《有色金属采矿设计规范》（GB50771-2012）3.0.15规定的新建地下矿山的设计合理服务年限，宜符合大型矿山>25a，中型矿山>15a，小型矿山>8a，改扩建矿山不宜低于相同开采方式的新建矿山设计合理服务年限的50%之规定，此服务年限是较为合理的，生产规模为t/a是合适的。

综上述三种方法的验算结果分析可知，矿山可完成t/a的生产任务，因此，设计推荐生产规模为t/a 较为合理。根据计算结果，矿山的地下开采生产服务年限约为a。生产规模为t/a是合适的。

.3 扩大生产能力或延长服务年限的可能性

按技术条件确定矿山生产能力过程中，已充分考虑生产能力扩大的因素，矿山在生产过程中应加强生产探矿力度，尤其是在矿区的深部及边缘，增加矿山的可采矿量，进一步地对深部矿体进行控制，在此基础上进一步探索矿石深加工可能性，以提高企业的经济效益，延长矿山服务年限。

.4 开采崩落范围的确定

根据地质资料、上下盘岩石物理力学性质和所选用的采矿方法，同时参考国内外类似矿山实际资料，选定矿体上下盘及侧翼岩体移动角参数如下：

上盘岩体移动角65°；

下盘岩体移动角70°；

侧翼岩体移动角75°；

地表第四系移动角45°。

本次设计依据上述移动角圈定了地表岩体移动范围，主要工业场地均布置在地表岩体移动范围之外。

.5 开采技术条件和水文地质条件对采矿方法的影响

.5.1 工程地质概况

矿体顶底板主要由。

矿体赋存于。

可选择的采矿方法为。

.5.2 矿体的产状对采矿方法的影响

矿区共圈定条矿体，主要以为主，其中矿体资源量占矿区总资源量的%，是矿区的主矿体。矿体以

对此类矿体，可以选择等方法开采。

.5.3 地表地形条件对采矿方法的影响

矿区地表一般为，地表崩落，地表地形条件对采矿方法的选择影响，可以选择等方法开采。

.5.4 水文地质条件对采矿方法的影响

本矿区矿床大部分位于当地最低侵蚀基准面，为为主的矿床，各主要充水含水层富水性，矿区水文地质勘探类型为型。

该区水文地质条件对采矿方法的选择影响。

.6 采矿方法选择和比较及对资源充分利用的合理性

.6.1 采矿方法的选择

（1）采矿方法选择的原则

①确保生产安全，工人劳动强度低；

②工艺简单、成熟可靠，能够实现机械化开采；

③采切工程省，开采成本低，生产效率高。

（2）采矿方法选择

根据本矿山开采技术条件及水文地质条件影响，结合类似矿山开采经验，适合于该矿的采矿方法有 ，采矿方法选择见表【JSDX-38】。

.6.2 论证推荐的采矿方法对资源充分利用的合理性

本次设计选择的是 ，比较适合该矿山的开采。从资源回采的角度分析，选择该采矿方法能从经济、安全的条件下可以最大限度地回采矿产资源，综合开采回采率可达到%左右，地下开采的资源利用情况总的情况是好的。

.6.3 三率指标要求

根据原国土资源部发布的《关于开发利用“三率”最低指标要求（试行）的公告》（），依据矿山围岩稳固程度和矿体厚度的不同，回采率最低指标要求见该矿地下开采回采率最低指标要求表【JSDX-39】。

本矿矿体平均厚度，属矿体，围岩属，开采回采率要求达到%，本矿综合开采回采率可达到%左右，符合规定对回采率最低指标要求。

.7 矿块结构参数及采矿回采率

.7.1

适用于矿岩矿体开采。

（1）矿块的构成要素

采场沿矿体布置，矿块长：，宽：，间柱：，顶柱：，底柱：，出矿方式：出矿。本次设计矿块构成参数按一般矿岩条件选取，为确保安全生产，建议在生产过程中加强对顶板的地压监测，积累经验后，对矿块参数进行进一步的优化，使之更符合实际情况。

（2）采准切割

采准工程主要包括等。。中段运输巷道沿矿体走向布置在，另在矿房内于上中段水平布置回风巷，与回风中段连通，形成通风回路。采准巷道喷浆支护，局部矿岩稳固性不好，可用喷锚或混凝土支护。

（3）回采工艺

采准工程完成后进行。采用钻凿炮孔，炮孔深度为m，炮孔直径mm，采用乳化炸药非电雷管起爆。。每次爆破后，经过 45min 后才能进入采场作业，作业前必需进行撬帮问顶和平场，即将顶板上的浮石撬掉和平整矿石底板。对于顶板不稳定的地方要采用锚网支护。

（4）出矿

采场出矿。每次爆破落矿以后，。出矿后要及时清理工作面松石，平整场地，为下一循环作业做好准备。当全部采完以后，。

（5）采场通风

新鲜风经进入，经过采场冲洗作业面后，污风通过采场排至回风平巷排出。，防止污风串连。

（6）采空区处理

矿块回采结束后，采用处理采空区，以上工作完成后，便可开始下一循环工作。

（7）标准矿块采切工程量

标准矿块采切工程量见表【JSDX-06】。

.7.2

适用于矿岩矿体开采。

（1）矿块的构成要素

采场沿矿体布置，矿块长：，宽：，间柱：，顶柱：，底柱：，出矿方式：出矿。本次设计矿块构成参数按一般矿岩条件选取，为确保安全生产，建议在生产过程中加强对顶板的地压监测，积累经验后，对矿块参数进行进一步的优化，使之更符合实际情况。

（2）采准切割

采准工程主要包括。。中段运输巷道沿矿体走向布置在，另在矿房内于上中段水平布置回风巷，与回风中段连通，形成通风回路。采准巷道喷浆支护，局部矿岩稳固性不好，可用喷锚或混凝土支护。

（3）回采工艺

采准工程完成后进行。采用钻凿炮孔，炮孔深度为m，炮孔直径mm，采用乳化炸药非电雷管起爆。。每次爆破后，经过 45min 后才能进入采场作业，作业前必需进行撬帮问顶和平场，即将顶板上的浮石撬掉和平整矿石底板。对于顶板不稳定的地方要采用锚网支护。

（4）出矿

采场出矿。每次爆破落矿以后，。出矿后要及时清理工作面松石，平整场地，为下一循环作业做好准备。当全部采完以后，。

（5）采场通风

新鲜风经进入，经过采场冲洗作业面后，污风通过采场排至回风平巷排出。，防止污风串连。

（6）采空区处理

分层回采结束后，采用方式处理采空区，以上工作完成后，便可开始下一循环工作。

（7）标准矿块采切工程量

标准矿块采切工程量见表【JSDX-06】。

（8） 采矿方法主要经济指标

采矿方法主要经济指标见表【JSDX-07】。

.7.3 开采回采率

根据所采用的采矿方法和矿块的结构参数，计算综合开采回采率约为%，采矿贫化率约为%。

.7.4 主要采掘设备

主要采掘设备见表【JSDX-08】。

.7.5 主要主要材料消耗

主要材料消耗见表【JSDX-09】。

.8 开拓、运输系统

.8.1 开拓系统

根据矿区地形特征以及矿体赋存特征，设计采用开拓方式。

布置在标高，矿石通过。

中段高度为m，划分，各中段相连通。

矿山首采地段为，基建中段，其中为无轨集中运输中段，为生产中段，为回风中段。各开拓工程参数如下：

（1）

位于，规格：，标高：。主要承担。

（2）

位于，规格：，标高：。主要承担。

（3）

位于，规格：，标高：。主要承担。

（4）

位于，规格：，标高：。主要承担。

.8.2 坑内运输系统

坑内采用运输方式，。

矿山稳产年矿石、废石总量为t，平均运距为。集中运输选用承担运输任务，经计算需，车辆计算见表【JSDX-10】。

中段矿石、废石运输，即将矿石、废石从采场运输至集中溜井，采用，数量。

.9 通风系统

.9.1 通风方式和通风系统

（1）矿山采用式通风方式，式通风，进风，回风。

（2）通风系统构成要素：；回风—。

（3）风流路线：。

井下采场：新鲜风流自中段运输巷沿进入采场工作面，冲洗工作面后，污风经进入上一中段回风巷道，经由设在各矿体端部的回风井排至地表。

掘进巷道：局部通风机安装在离掘进巷道口10m以外的进风侧，新风通过沿掘进巷道敷设的风筒由局部通风机压入，污风自行流出，进入回风系统排至地表，可以有效排除工作面及掘进面粉尘和有害气体。

.9.2 风量计算

（1）根据矿山生产工作面需风量计算通风量

风量按照采掘设备、回采作业面、掘进工作面、硐室等的数量及各个点的耗风量来计算，考虑综合漏风系数 1.3，按矿山生产工作面计算需风量见表【JSDX-29】。

（2）根据矿山所用柴油设备和最大班人数需风量计算通风量

根据《金属非金属矿山安全规程》规定，按柴油设备单位功率所需风量指标为 4m³/kW·min，井下人员的供风量指标为每人 4m³/min 计算，考虑综合漏风系数 1.3，按矿山所用柴油设备和最大班人数计算需风量见表【JSDX-30】。

（3）计算结果取大值

全矿总需风量为m³/s。

.9.3 矿井通风阻力计算

矿井通风阻力由摩擦阻力和局部阻力两部分组成，设计局部阻力按矿井摩擦阻力的20%考虑。

矿井通风阻力计算公式为：

hi=α×P×L×qi/S³

式中：hi——通风巷道摩擦阻力，Pa；

α——通风巷道摩擦阻力系数，NS²/m4；

P——通风巷道的周界长度，m；

L——巷道长度，m；

S——巷道的过风断面积，m²；

qi——巷道通过的风量，m³/s。

矿井容易时期通风阻力见表【JSDX-31】。

矿井困难时期通风阻力见表【JSDX-32】。

.9.4 通风机选择

本次设计采用生产平硐进风，然后进入中段巷道，回风井回风的通风系统。

根据风井风量和负压，经初步计算，选择矿用，风机型号：，电动机功率。该型号风机。根据安全规程的要求，备用1台同型号电机。风机放置在。

.9.5 局部通风

在贯穿风流不能到达的工作面、通风难以控制或风阻较大的地方均需采用局扇或辅扇来进行局部通风，主要有掘进工作面，采场，装矿点等地点。

选用局扇进行局部通风。

.9.6 通风构筑物及通风管理

在需要控制风流的地方架设风门和调节风门。

在矿石、废石卸矿站及其它粉尘多的地方须采用喷雾洒水来降尘。

矿山应配备专人来管理通风，随着生产的发展及时调整、增加通风构筑物，定期检测通风质量，保证通风效果。对废弃的巷道应及时封闭，减少矿井漏风。

在各主要采掘工作面与通风机房设置风速风压传感器，实现对全矿风量的动态监测。

矿山应配备必要的通风防尘检测仪器和设备。

.9.7 防尘

矿山生产期间采取下列防尘措施：

（1）采用湿式凿岩捕尘；

（2）独头工作面掘进时，用局扇通风排尘；

（3）出矿或出渣时，先向爆堆喷雾洒水。

为保证进风的风流质量，应定期对风流进行测定，以确保风流质量。要求其粉尘浓度必须满足安全规程有关新鲜风流风质的规定。

.10 压气、供水及排水系统

.10.1 压气

坑内风动设备及耗气量计算见表【JSDX-33】。

空压机站设置在。站内安装台型号为的空压机，每台排气量m³/min、排气压力MPa电机功率N＝kW，负责向井下工作面供风。

选用的空压机结构合理，运行平稳，高效节能，噪音低，振动小，经久耐用，基础简单，安装使用方便，控制完善，安全可靠，降低成本，节约能耗。

主供风管路选用，中段内压缩空气管路选择。

供风管路沿敷设，并送至各用风点。

.10.2 供水

采用供水的供水方式，井下凿岩用水、喷雾撒水、除尘设备用水及冲刷岩帮等总生产用水量约为m³/d。

由地表高位水池供水，水池标高m，容积为m³，供水管路规格为。

供水管路由进入井下，输送至各生产中段及消防装置设置位置。通过设在将坑内用水送到井下各用水点，在各中段设置减压阀，降低供水压力。

井下易燃地点应在供水管道上每隔50～100m安装Dg65的消防支管接头，以备消防用水。

.10.3 排水系统

矿体位于当地侵蚀基准面，设计采用主平硐+溜井+辅助斜坡道开拓方式，各中段均地表相连通，采场涌水可通过排出地表。。

.11 充填系统

.11.1 充填材料及用量

.11.1.1 充填材料

充填材料为，胶凝材料选择。

.11.1.2 充填料浆需用量计算

日平均充填料浆量：

Qd＝Z·K1·K2·Ad/γk

式中：Qd—日平均充填料浆量，m³/d；

Ad—矿山充填法日产量，t/d；

γk—矿石密度，t/m³；

Z—采充比，取Z＝1；

K1—充填体沉缩率，取1.1；

K2—流失系数，取1.05；

日平均充填料浆量计算见表【JSDX-25】。

.11.1.3 充填料浆配比、浓度及用量计算

（1）充填料浆配比及浓度

按照所选择的采矿方法对充填工艺的要求，浅孔留矿嗣后充填法的下部充填灰砂比、上部充填灰砂比；上向分层充填法分层下部灰砂比、上部浇面灰砂比。充填料浆浓度%。

（2）充填材料单耗及用量计算

充填材料的单耗及用量计算见表【JSDX-26】。

.11.2 充填设施、料浆制备及输送

.11.2.1 充填设施

充填制备站布置在，由设施组成。充填料采用，根据井下采场充填料浆用量，按照不少于2～3天平均用量或一次最大充填量的原则，站内。主要设备有，充填站料浆制备能力m³/h。

.11.2.2 充填料浆制备

来自选厂尾砂经立式砂仓脱水造浆制备成高浓度尾砂浆，放至搅拌桶。同时水泥仓内的水泥通过计量后也进入搅拌桶，与尾砂浆进行充分的搅拌混合后自流或经过泵送到井下进行空区充填。

.11.2.3 料浆输送

（1）输送阻力

充填料浆在充填搅拌站制备后，通过敷设的充填管路充填到采空区。

各部分充填输送阻力见表【JSDX-28】。

通过上述计算，按最大阻力MPa选择充填输送泵，可采用型号加压泵。

（2）输送管路

输送管路包括。充填钻孔设2条，均为垂直钻孔，钻孔直径200mm。充填钻孔内选用，规格为；中段巷道内的充填管选用管，规格为；采场内敷设的充填管为，规格为。

.11.3 充填泄水、泥沙排放

充填泄水、泥沙从充填采场排出后，先排入中段平巷内的沉淀池，沿平巷每隔60～120m的合适位置设一个沉淀池，将较粗的泥沙沉淀，清水通过水沟自流至，沉淀池内的泥沙通过人工进行清淤。

.12 废石制砂系统

由于采矿过程中会产出部分废石，堆放的话既对周边环境及安全产生一定的影响，随着生产的进行又会增加较大的废石临时堆场面积。考虑综合利用的原则，设计拟对采矿掘进废石进行机制砂处理外售，以此消除废石堆放问题，并对企业增加一部分的经济效率。

采矿日产掘进废石约t/d，参考一般制砂厂经验，采用二段二闭路破碎，系统处理能力为t/h，日工作h。具体流程如下：

.12.1 粗碎

原料选用给料，给至粗碎作业，粗碎选用，粗碎产品经运输至中碎作业。

.12.2 中碎

中碎作业选用，细碎产品经运输至预先筛分作业。

.12.3 预先筛分

预先筛分选用，筛上产品通过返回中碎作业，筛下产品通过进入制砂作业。

.12.4 制砂

制砂选用，制砂产品经运输至室外临时堆场堆存。

制砂系统主要设备见表【JSTY-04】。

.13 矿山基建工程

.13.1 基建范围和基建工程量

根据推荐的开拓方案和必须形成的生产系统和保有的三级矿量，基建工程主要包括：等，基建总工程量为m³。基建工程量见表【JSDX-35】。

.13.2 基建进度计划

井巷工程掘进速度指标选取如下：

竖井（冻结法施工） 50m/月；

竖井（正常段） 80m/月；

运输巷道 120m/月；

斜坡道 80m/月；

斜井 80m/月；

硐室 800m3/月；

溜井工程 80m/月；

采切工程 1000m³/月。

按上述掘进速度，各中段多个工作面同时工作，平行施工，全部井巷基建工程（包括安装、调试）可以在a内完成。

.13.3 三级矿量

完成上述基建工程后获得的三级矿量及保有年限见表【JSDX-36】。

.14 矿山回采进度计划

矿山基建期a后，开始生产，第a为投产年，第a为稳产年，第a为减产年。回采进度计划见表【JSDX-37】。