上向水平分层充填法课程设计(共19页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 课 程 设 计课程名称： 金属矿床地下开采 设计题目： 某金矿，品味6g/t，矿体水平厚度9米，倾角45，f=810，矿石体重2.7t/m3。上向水平分层尾砂充填采矿法。学 院： 国土资源工程学院 专 业： 采矿工程 年 级： 2009级 学生姓名： 刘佶林（4） 指导教师： 郭忠林 周宗红 日 期： 2012/9/10 教 务 处 制专心-专注-专业 课 程 设 计 任 务 书 国土资源工程 学院 采矿工程 专业 2009 年级学生姓名： 刘 佶 林 课程设计题目： 上向水平分层充填采矿法 课程设计主要内容：选择采矿方法的原则（要求），根据矿床地质条件和开采技术条

2、件，结合实习收集资料，设计采矿方法。包括：采矿方法三面视图（1：200或1：500），采矿方法简述，结构参数，采准巷道布置，切割工作，采切工程量及采切比计算，采切费用计算；回采工作（落矿、出矿、通风、支护、损失贫化管理），回采顺序，地压管理，采掘进度计划，劳动组织形式和作业循环图表，成本计算与技术经济指标。设 计 指 导 教 师 （签字）： 教学基层组织负责人（签字）： 年 月 日目 录前言1第一章 设计题目、地质条件1.1 设计题目21.2 矿床赋存条件2第二章 矿块布置和采场结构参数的确定 5 第三章 采矿方法三面图绘制3第四章 采准切割工作3第五章 回采工作5第六章 充填工作及地压管理8

3、第七章 技术经济指标10附录结束语12前言一、课程设计的目的1. 通过课程设计，使学生对所学国的金属矿床地下开采及其它专业课程的基础理论、基础知识和基本技能得到进一步系统地加深、巩固和提高。2. 理论联系实际，培养提高学生解决问题和分析问题的能力。3. 培养学生查阅和应用参考书，设计规范及其它设计资料的能力。4. 培养锻炼学生应用所得的专业理论知识去解决实际问题的本领。设计中学生应遵循党和国家制定的各项方针、政策和法令，结合实际，合理地应用国内外的新技术、新成就和先进经验。二、设计工作量和要求1. 设计深广度应基本上达到现场单体初步设计要求。2. 设计应着重于方案选择的论证。3. 设计应包括图

4、纸和说明书两部分。（1）.设计说明书文词力求通顺简练，计算部分必须列出式子，代入数据，写出结果。（2）.图纸部分：1：200的采矿方法三面投影图各一张（手工、CAD）；图纸必须符合工程上的要求。第一章 设计题目、地质条件1.1 设计题目某金矿，品味6g/t，矿体水平厚度9米，倾角45，f=810，矿石体重2.7t/m3。上向水平分层尾砂充填采矿法。1.2 矿床赋存地质条件第二章 矿块布置和采场结构参数的确定2.1上向水平分层充填采矿法的特点 该方法特点是将矿块划分为矿房和矿柱进行回采，先采矿柱，后采矿房，矿房或矿柱自下而上分层回采，依次按比例进行充填以维护上下盘围岩，并创造不断上采的作业条件，

5、矿房回采到最后一个分层时，进行接顶充填。该方法一般适用于矿石稳固、围岩不稳固的倾斜和急倾斜矿体，能适应形态不规则、分枝复合变化大的矿体。此方法工作面循环作业，凿岩爆破、出矿、充填和护顶完成一个循环后，进行下一分层的循环；回采空间和范围可以控制，人员、设备在暴露的顶板下工作，需要有效的控制顶板。2.2 矿块布置及构成要素矿体倾角45，矿房沿矿体走向布置，阶段高度40m，阶段斜长56米；矿房、矿柱交替布置，矿房长度为50m，矿柱宽度8m，顶柱厚5m，底柱高5m；先采矿柱，后采矿房，矿块底部构筑5m厚的人工混凝土假底，以保证下阶段的回采安全；回采过程中，最小控顶高度2m，最大控顶高度5m，采用尾砂进

6、行充填，各分层待充填体渗水平场完毕厚后，铺设0.3m厚的砼地板，以利上分层回采时无轨设备的行走。第三章 采矿方法三面图绘制(详见大图)第四章 采准切割工作4.1 采准切割工程在矿体内掘进脉内运输巷道，在每个矿房中布置两个溜矿井、一个顺路人行天井（兼作滤水井）和一个充填天井。溜矿井用混凝土浇灌，壁厚300mm，圆形内径为1.5m。人行-滤水井用预制刚筋混凝土构件砌筑，或浇灌混凝土（预留泄水小孔）。充填天井断面为2m2.4m，内设充填管路和人行梯子等，是矿房的安全出口，其倾角为80-90。在底柱上面掘进拉底巷道，并以此为自由面扩大至矿房边界，再向上挑顶2.5-3m，并将崩落下的矿石经溜矿井放出，形

7、成4.5m-5m高的拉底空间后，即可浇灌钢筋混凝土底板。底板厚0.8-1.2m，铺设双层钢筋，间距700mm。切割工作主要是拉底，即以穿脉为自由面和补偿空间扩大到矿房底部全面积形成拉底空间，以穿脉为自由面用YSP-45向两边扩帮至采场两边边界，局部出矿后，向上一分层挑顶形成5.0m的控顶高度。然后，砌筑3.0m高的高标号胶结体人工假底，剩2.0m作为继续上采的作业空间。砌筑假底时，要预先铺设好滤水管，并根据实际情况考虑加一些钢筋。4.2.1 阶段运输平巷 位于溜矿井下端，其断面为33m的三心拱巷道，断面面积10.6m2。4.2.2溜矿井采用电耙出矿时，每个采场都要布置2个溜矿井，其溜矿井断面为

8、22m,一般布置在脉内，随回采、充填工作进行，顺路架设。4.2.3 充填天井充填天井断面为22.4m，内设充填管路和人行梯子等，是矿房的安全出口，其倾角为80，布置在采场中央，倾角与矿体倾角一致，为45。4.2.4 人行滤水井人行滤水井断面为2.21.2m,与溜矿井同时施工。4.2.5 沿脉巷道穿脉布置在每个阶段的顶底柱中，并且位于矿房或矿柱的中央，起到探矿、通风的作用。4.3矿块采准切割工作进行图表工作项目工程量(m)掘进进度(m/月)完成时间(日)进行顺序（月）1231、阶段运输平巷50m100152、充填天井56m150123、沿脉巷道100m100304、拉底50m2008第五章 回采

9、工作用浅孔落矿，回采分层高为3m。采用电耙出矿。矿石出完后，清理底板上的矿粉，然后进行充填。充填前要进行浇灌溜矿井、砌筑人行-滤水井和浇灌混凝土隔墙等工作。先用预制的混凝土砖砌筑隔墙的外层，然后浇灌0.5m厚的混凝土，形成隔墙内层，其总厚度为0.8m。混凝土隔墙的作用，只要是为第二步回采间柱创造良好的条件，以保证作业安全和减少矿石损失与贫化。使用选矿厂脱泥尾砂，沿直径100mm的管道水力输送到工作面，充填采空区。充填料中的水渗透后经滤水井流出采场，充填料沉积在采场内，形成密实的充填体为了防止崩落的矿粉渗入充填料以及为出矿创造良好的条件，在每层充填体的表面铺设0.2m的混凝土底板，1天后即可在其

10、上凿岩，2-3天后即可进行落矿和行走各种设备。5.1 凿岩爆破选用YSP-45型凿岩机打上向中深孔，具体参数如下：孔深： 3m钎头直径：40mm；钎头形式：一字柱齿；选用三台凿岩机，每台凿岩机配凿岩工人2名。5.1.2 炮孔直径根据选用凿岩设备可钻孔径及矿石的坚硬性取炮眼直径为40 mm，所选用的药卷直径为32 mm。5.1.3 炮孔排距和深度 挑采设计孔距1m、排距1m，边眼眼距适当减小，边眼11q与采场轮廓线间距0.8m，各排孔之间错开呈梅花状布置，孔深3.0m.每个分层总炮孔为450个，总炮孔深度为4503=1350m5.1.4 崩矿量 矿块分层崩落矿量Q=35092.7=3645t，每

11、米炮孔崩矿量为2.7t/m，5.1.5 炸药的选择与炸药单耗 炸药采用普通2号硝铵岩石炸药，并结合类似矿山炸药单耗取0.3kg/t，故每个炮孔装药2.4kg，装药系数为0.8，装药采用人工装药。 5.1.6 起爆网络将起爆药包靠近眼底进行反向起爆，堵塞长度为最小抵抗线W的一半左右，爆破网路采用塑料导爆管和豪秒雷管微差起爆网路联接，联线方式为串并连，为减小爆破震动，从下盘向上盘分次起爆，各排炮孔间微差起爆，一次起爆延续时间控制在200ms内。起爆器材主要有雷管、导爆管、连接元件、激发器材等。5.2 采场搬运 每次爆破后通风时间不少于40min，工作面炮烟排净后，安全工进入采场检查顶板，清除浮石，

12、采场内采用电耙搬运矿石，将崩落的矿石运至溜矿井。选用2DPJ-55型电耙出矿，该设备的耙斗容积为0.50.6m3，耙运矿岩的块度应小于650mm，耙运距离小于40m，台班生产能力达80100t。5.3 矿柱回采为减少矿石损失，金矿一般都要回采矿柱，待采场充填完并且已经彻底凝固后，再回采矿柱，矿柱厚8m，回采工作同上，回采一层充填一层。 5.4 回采作业循环 5.4.1 回采工作组织回采工作包括凿岩、装药、爆破、通风、平场、出矿、充填。其中凿岩工4人，装药工4人，爆破2人，通风1人，平场2人，出矿2人，充填4人。5.4.2 矿房回采作业循环矿房分层作业循环如下表所示，整个矿房分13个分层回采，分

13、册回采高度3米，最后一层回采4m。回采作业名称工作量完成时间(天)循环时间（天）481216202428凿岩1323m4装药1093.5kg2.5爆破通风0.5出矿3645t5充填1350m316第六章 充填工作及地压管理每层崩落矿石出完后，按照配比要求，进行尾砂充填。充填渗水通过泄水井流出采场。回采一层，充填一层，待充填体凝固之后再回采上一层矿石。6.1 充填准备工作（1）出矿完之后，将设备移出采场；（2）架设泄滤水井。泄滤水井布置在采场充填体内，用于充填体滤水，随回采、充填工作进行顺路架设，泄滤水井的断面尺寸一般为（1.21.5）m，负责面积为200m2左右；（3）构筑与分层出矿进路间的密

14、闭墙，在回风充填井中央设置隔墙；（4）接通采场充填管路。从上中段回风充填平巷，通过回风充填天井，往采场接通充填塑料管，并将充填塑料管用木质三脚架固定在适当地方，以便采场均匀充填；（5）检查地表充填制备站与充填采场之间的通讯系统（6）检查充填线路6.2 采场充填（1）根据地表充填料浆制备站充填材料储备情况，确定能连续充填的时间，进而确定每次连续充填的地点与高度；（2）卸放充填料时，要由远而近地向泄滤水井处放砂，以有利充填水从泄滤水井排出；（3）充填料填放面应低于泄滤水井道口50100mm，以防止充填料从泄滤水井口溢流和跑砂；（4）卸放充填料结后，用人工或铲运机的料浆扒平，再辅以厚度为0.30.4

15、m的高灰比的胶结充填铺面，以提高无轨设备的运行效率且防止粉矿渗入充填体造成贫化；（5）采场充填到位后，养护7d，方可进行下一分层的回采作业。6.3 每次充填量 矿房每次充填量为5039=1350m3,矿柱每次充填量为893=216m36.4 地压管理 采场爆破并经过有效通风排除炮烟后，安全人员进入采场清理顶帮松石。如果顶板矿岩异常破碎，经撬毛处理后，仍无法保证正常作业，可采用锚杆支护。二步回采的采场，由于受相邻充填采场充填接顶不充分、充填质量难以保证、充填渗水等影响，矿岩稳固性比第一步矿柱采场要差，顶板安全管理任务更加繁重。除了上述安全技术措施外，在生产过程中，要加强适时安全监督，保证每个工作

16、班组都有专职安全人员，在各生产工作面进行不间断安全检查，发现问题，及时处理。第七章 技术经济指标7.1 采准切割工程量工作项目断面规格（mm）数量长度m体积m31阶段运输平巷33 三心拱504502充填天井2.02.456268.83、沿脉巷道33 三心拱 5029004、拉底空间59502250合计2563868.8矿块矿量（kt）Q=950402.7/1000=68.04 kt千吨采切比m/kt3.76m3/kt56.86矿块采准切割工作进行图表工作项目工程量m掘进进度m/月完成时间月进行顺序（月）123阶段运输平巷501000.5充填天井22000.28沿脉巷道1001001拉底空间21

17、000.57.2 采准系数计算 每个矿房矿体工业储量：Q1=509562.7=68040t采切巷道总长度L总=256m脉内采切巷道矿石总体积：V总=3868.8m3用长度表示采准系数：K1=256/(68040-3868.82.7) 1000=4.45m/kt用体积表示采准系数：K1=3868.8/（68040-3868.82.7）1000=67.17m3/kt长度表示采切比：K2=3.76m/kt体积表示采切比：K2=56.86m3/kt7.3 采切成本 矿块的采准切割费用表工程项目工程量，m3单价，元/m3金额，元1、阶段运输平巷450200900002、充填天井2694003、沿脉巷道9

18、002004、拉底空间2250100合计采切成本（元/t）8.86元/t7.4 每顿矿石消耗主要材料的成本序号材料名称单位单价（元）每吨矿石消耗的材料每吨矿石消耗的材料的费用元1炸药kg20000/t20/kg0.3kg62爆破器材13钢筋t4000/t0.002911.64水泥Kg/t0.6106合计24.6元/t7.5 一顿矿石所摊的工人工资工种名称完成时间（天）每班工作人数每个工人每班的工资（元）每循环采出矿石量（吨）每循环工人工资每吨矿石摊销的工人工资凿岩4天2班620036459600装药2.5天2班42004000爆破25001000通风0.5天1200200出矿53班220060

19、00平场23班22002400充填163班420038400合计6160016.89元/t 7.6 每吨矿石的主要电力消耗费用 用电单位每循环平均用电时间h用电功率（KW）电价费用总计照明28天24=672小时5 0.45604.8电耙4855 2=1100.452376充填机200220.451980通风2824=672200.456048合计每吨矿石2.85元/吨10404 7.7 每吨矿石用水成本 主要是尾砂充填时，消耗的水，约合1吨矿石消耗1吨水，即2.05元/t7.8 每吨矿石的压气消耗费用 主要是YSP-45型凿岩机和7655气腿式凿岩机消耗的费用，合计3元/t7.9 设备消耗及维修费用包括钎头、钎杆、钎杆、钎尾，设维修费用，共计4元/t7.10 每吨矿石合计成本 8.86+24.6+16.89+2.85+2.05+3+4= 62.25元/t附：参考文献 采矿学、采矿手册、凿岩爆破、井巷工程、金属矿床地下开采