上向水平分層充填法課程設(shè)計

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計</b></p><p>　　課程名稱： 金屬礦床地下開采 </p><p>　　設(shè)計題目： 某金礦，品味6g/t，礦體水平厚度9米，傾角45°，f=8~10，礦石體重2.7t/m3。上向水平分層尾砂充填采礦法。</p>

2、<p>　　學 院： 國土資源工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　年 級： </p><p

3、>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　日 期： </p><p>　　課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</

4、p><p>　　課程設(shè)計題目： 上向水平分層充填采礦法  </p><p><b>　　課程設(shè)計主要內(nèi)容：</b></p><p>　　選擇采礦方法的原則（要求），根據(jù)礦床地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件，結(jié)合實習收集資料，設(shè)計采礦方法。包括：采礦方法三面視圖（1：200或1：500），采礦方法簡述，結(jié)構(gòu)參數(shù)

5、，采準巷道布置，切割工作，采切工程量及采切比計算，采切費用計算；回采工作（落礦、出礦、通風、支護、損失貧化管理），回采順序，地壓管理，采掘進度計劃，勞動組織形式和作業(yè)循環(huán)圖表，成本計算與技術(shù)經(jīng)濟指標。</p><p>　　設(shè) 計 指 導 教 師 （簽字）： </p><p>　　教學基層組織負責人（簽字）： <

6、;/p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言···················

7、·························1</p><p><b>　　設(shè)計題目、地質(zhì)條件</b></p><p&

8、gt;　　設(shè)計題目······························2</p><p>　　礦床賦存條件&

9、#183;·························2</p><p>　　礦塊布置和采場結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 ····&

10、#183;·······5 </p><p>　　采礦方法三面圖繪制·······················3

11、</p><p>　　采準切割工作····························3</p><p>　

12、　回采工作·······························5</p><p>　　充填工作及

13、地壓管理····················8</p><p>　　技術(shù)經(jīng)濟指標···········

14、··············10</p><p>　　附錄··················&

15、#183;················</p><p>　　結(jié)束語···············

16、83;··························12</p><p><b>　　前言</b></p><

17、;p><b>　　一、課程設(shè)計的目的</b></p><p>　　通過課程設(shè)計，使學生對所學國的金屬礦床地下開采及其它專業(yè)課程的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識和基本技能得到進一步系統(tǒng)地加深、鞏固和提高。</p><p>　　理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)提高學生解決問題和分析問題的能力。</p><p>　　培養(yǎng)學生查閱和應用參考書，設(shè)計規(guī)范及其它設(shè)計資料的能力

18、。</p><p>　　培養(yǎng)鍛煉學生應用所得的專業(yè)理論知識去解決實際問題的本領(lǐng)。</p><p>　　設(shè)計中學生應遵循黨和國家制定的各項方針、政策和法令，結(jié)合實際，合理地應用國內(nèi)外的新技術(shù)、新成就和先進經(jīng)驗。</p><p>　　二、設(shè)計工作量和要求</p><p>　　設(shè)計深廣度應基本上達到現(xiàn)場單體初步設(shè)計要求。</p>&l

19、t;p>　　設(shè)計應著重于方案選擇的論證。</p><p>　　設(shè)計應包括圖紙和說明書兩部分。</p><p>　?。?）.設(shè)計說明書文詞力求通順簡練，計算部分必須列出式子，代入數(shù)據(jù)，寫出結(jié)果。</p><p>　?。?）.圖紙部分：1：200的采礦方法三面投影圖各一張（手工、CAD）；圖紙必須符合工程上的要求。</p><p><

20、b>　　設(shè)計題目、地質(zhì)條件</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計題目</b></p><p>　　某金礦，品味6g/t，礦體水平厚度9米，傾角45°，f=8~10，礦石體重2.7t/m3。上向水平分層尾砂充填采礦法。</p><p>　　1.2 礦床賦存地質(zhì)條件</p><p>　

21、　第二章 礦塊布置和采場結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定</p><p>　　2.1上向水平分層充填采礦法的特點</p><p>　　該方法特點是將礦塊劃分為礦房和礦柱進行回采，先采礦柱，后采礦房，礦房或礦柱自下而上分層回采，依次按比例進行充填以維護上下盤圍巖，并創(chuàng)造不斷上采的作業(yè)條件，礦房回采到最后一個分層時，進行接頂充填。該方法一般適用于礦石穩(wěn)固、圍巖不穩(wěn)固的傾斜和急傾斜礦體，能適應形態(tài)不規(guī)則、分枝復

22、合變化大的礦體。此方法工作面循環(huán)作業(yè)，鑿巖爆破、出礦、充填和護頂完成一個循環(huán)后，進行下一分層的循環(huán)；回采空間和范圍可以控制，人員、設(shè)備在暴露的頂板下工作，需要有效的控制頂板。</p><p>　　2.2 礦塊布置及構(gòu)成要素</p><p>　　礦體傾角45°，礦房沿礦體走向布置，階段高度40m，階段斜長56米；礦房、礦柱交替布置，礦房長度為50m，礦柱寬度8m，頂柱厚5m，底柱高

23、5m；先采礦柱，后采礦房，礦塊底部構(gòu)筑5m厚的人工混凝土假底，以保證下階段的回采安全；回采過程中，最小控頂高度2m，最大控頂高度5m，采用尾砂進行充填，各分層待充填體滲水平場完畢厚后，鋪設(shè)0.3m厚的砼地板，以利上分層回采時無軌設(shè)備的行走。</p><p>　　第三章 采礦方法三面圖繪制(詳見大圖)</p><p>　　第四章 采準切割工作</p><p>　　4.

24、1 采準切割工程</p><p>　　在礦體內(nèi)掘進脈內(nèi)運輸巷道，在每個礦房中布置兩個溜礦井、一個順路人行天井（兼作濾水井）和一個充填天井。溜礦井用混凝土澆灌，壁厚300mm，圓形內(nèi)徑為1.5m。人行-濾水井用預制剛筋混凝土構(gòu)件砌筑，或澆灌混凝土（預留泄水小孔）。充填天井斷面為2m×2.4m，內(nèi)設(shè)充填管路和人行梯子等，是礦房的安全出口，其傾角為80°-90°。在底柱上面掘進拉底巷道，并

25、以此為自由面擴大至礦房邊界，再向上挑頂2.5-3m，并將崩落下的礦石經(jīng)溜礦井放出，形成4.5m-5m高的拉底空間后，即可澆灌鋼筋混凝土底板。底板厚0.8-1.2m，鋪設(shè)雙層鋼筋，間距700mm。</p><p>　　切割工作主要是拉底，即以穿脈為自由面和補償空間擴大到礦房底部全面積形成拉底空間，以穿脈為自由面用YSP-45向兩邊擴幫至采場兩邊邊界，局部出礦后，向上一分層挑頂形成5.0m的控頂高度。然后，砌筑3.0

26、m高的高標號膠結(jié)體人工假底，剩2.0m作為繼續(xù)上采的作業(yè)空間。砌筑假底時，要預先鋪設(shè)好濾水管，并根據(jù)實際情況考慮加一些鋼筋。</p><p>　　4.2.1 階段運輸平巷</p><p>　　位于溜礦井下端，其斷面為3×3m的三心拱巷道，斷面面積10.6m2。</p><p><b>　　4.2.2溜礦井</b></p>

27、<p>　　采用電耙出礦時，每個采場都要布置2個溜礦井，其溜礦井斷面為2×2m,一般布置在脈內(nèi)，隨回采、充填工作進行，順路架設(shè)。</p><p>　　4.2.3 充填天井</p><p>　　充填天井斷面為2×2.4m，內(nèi)設(shè)充填管路和人行梯子等，是礦房的安全出口，其傾角為80°，布置在采場中央，傾角與礦體傾角一致，為45°。</p&

28、gt;<p>　　4.2.4 人行濾水井</p><p>　　人行濾水井斷面為2.2×1.2m,與溜礦井同時施工。</p><p>　　4.2.5 沿脈巷道</p><p>　　穿脈布置在每個階段的頂?shù)字?，并且位于礦房或礦柱的中央，起到探礦、通風的作用。</p><p>　　4.3礦塊采準切割工作進行圖表</p

29、><p><b>　　第五章 回采工作</b></p><p>　　用淺孔落礦，回采分層高為3m。采用電耙出礦。礦石出完后，清理底板上的礦粉，然后進行充填。充填前要進行澆灌溜礦井、砌筑人行-濾水井和澆灌混凝土隔墻等工作。先用預制的混凝土磚砌筑隔墻的外層，然后澆灌0.5m厚的混凝土，形成隔墻內(nèi)層，其總厚度為0.8m?；炷粮魤Φ淖饔?，只要是為第二步回采間柱創(chuàng)造良好的條件，以

30、保證作業(yè)安全和減少礦石損失與貧化。</p><p>　　使用選礦廠脫泥尾砂，沿直徑100mm的管道水力輸送到工作面，充填采空區(qū)。充填料中的水滲透后經(jīng)濾水井流出采場，充填料沉積在采場內(nèi)，形成密實的充填體</p><p>　　為了防止崩落的礦粉滲入充填料以及為出礦創(chuàng)造良好的條件，在每層充填體的表面鋪設(shè)0.2m的混凝土底板，1天后即可在其上鑿巖，2-3天后即可進行落礦和行走各種設(shè)備。</p

31、><p><b>　　5.1 鑿巖爆破</b></p><p>　　選用YSP-45型鑿巖機打上向中深孔，具體參數(shù)如下：</p><p><b>　　孔深： 3m</b></p><p>　　釬頭直徑：40mm；</p><p>　　釬頭形式：一字柱齒；</p>&

32、lt;p>　　選用三臺鑿巖機，每臺鑿巖機配鑿巖工人2名。</p><p>　　5.1.2 炮孔直徑</p><p>　　根據(jù)選用鑿巖設(shè)備可鉆孔徑及礦石的堅硬性取炮眼直徑為40 mm，所選用的藥卷直徑為32 mm。</p><p>　　5.1.3 炮孔排距和深度</p><p>　　挑采設(shè)計孔距1m、排距1m，邊眼眼距適當減小，邊眼11

33、q與采場輪廓線間距0.8m，各排孔之間錯開呈梅花狀布置，孔深3.0m.每個分層總炮孔為450個，總炮孔深度為450×3=1350m</p><p><b>　　5.1.4 崩礦量</b></p><p>　　礦塊分層崩落礦量Q=3×50×9×2.7=3645t，每米炮孔崩礦量為2.7t/m，</p><p&g

34、t;　　5.1.5 炸藥的選擇與炸藥單耗</p><p>　　炸藥采用普通2號硝銨巖石炸藥，并結(jié)合類似礦山炸藥單耗取0.3kg/t，故每個炮孔裝藥2.4kg，裝藥系數(shù)為0.8，裝藥采用人工裝藥。</p><p>　　5.1.6 起爆網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　將起爆藥包靠近眼底進行反向起爆，堵塞長度為最小抵抗線W的一半左右，爆破網(wǎng)路采用塑料導爆管和豪秒雷管微差起爆網(wǎng)路

35、聯(lián)接，聯(lián)線方式為串并連，為減小爆破震動，從下盤向上盤分次起爆，各排炮孔間微差起爆，一次起爆延續(xù)時間控制在200ms內(nèi)。起爆器材主要有雷管、導爆管、連接元件、激發(fā)器材等。</p><p><b>　　5.2 采場搬運 </b></p><p>　　每次爆破后通風時間不少于40min，工作面炮煙排凈后，安全工進入采場檢查頂板，清除浮石，采場內(nèi)采用電耙搬運礦石，將崩落的礦石

36、運至溜礦井。選用2DPJ-55型電耙出礦，該設(shè)備的耙斗容積為0.5～0.6m3，耙運礦巖的塊度應小于650mm，耙運距離小于40m，臺班生產(chǎn)能力達80～100t。</p><p><b>　　5.3 礦柱回采</b></p><p>　　為減少礦石損失，金礦一般都要回采礦柱，待采場充填完并且已經(jīng)徹底凝固后，再回采礦柱，礦柱厚8m，回采工作同上，回采一層充填一層。<

37、;/p><p>　　5.4 回采作業(yè)循環(huán)</p><p>　　5.4.1 回采工作組織</p><p>　　回采工作包括鑿巖、裝藥、爆破、通風、平場、出礦、充填。其中鑿巖工4人，裝藥工4人，爆破2人，通風1人，平場2人，出礦2人，充填4人。</p><p>　　5.4.2 礦房回采作業(yè)循環(huán)</p><p>　　礦房分層作

38、業(yè)循環(huán)如下表所示，整個礦房分13個分層回采，分冊回采高度3米，最后一層回采4m。</p><p>　　第六章 充填工作及地壓管理</p><p>　　每層崩落礦石出完后，按照配比要求，進行尾砂充填。充填滲水通過泄水井流出采場?；夭梢粚?，充填一層，待充填體凝固之后再回采上一層礦石。</p><p>　　6.1 充填準備工作</p><p>　　

39、（1）出礦完之后，將設(shè)備移出采場；</p><p>　?。?）架設(shè)泄濾水井。泄濾水井布置在采場充填體內(nèi)，用于充填體濾水，隨回采、充填工作進行順路架設(shè)，泄濾水井的斷面尺寸一般為（1.2～1.5）m，負責面積為200m2左右；</p><p>　?。?）構(gòu)筑與分層出礦進路間的密閉墻，在回風充填井中央設(shè)置隔墻；</p><p>　?。?）接通采場充填管路。從上中段回風充填

40、平巷，通過回風充填天井，往采場接通充填塑料管，并將充填塑料管用木質(zhì)三腳架固定在適當?shù)胤?，以便采場均勻充填?lt;/p><p>　　（5）檢查地表充填制備站與充填采場之間的通訊系統(tǒng)</p><p><b>　?。?）檢查充填線路</b></p><p><b>　　6.2 采場充填</b></p><p&g

41、t;　?。?）根據(jù)地表充填料漿制備站充填材料儲備情況，確定能連續(xù)充填的時間，進而確定每次連續(xù)充填的地點與高度；</p><p>　?。?）卸放充填料時，要由遠而近地向泄濾水井處放砂，以有利充填水從泄濾水井排出；</p><p>　?。?）充填料填放面應低于泄濾水井道口50~100mm，以防止充填料從泄濾水井口溢流和跑砂；</p><p>　?。?）卸放充填料結(jié)后，用

42、人工或鏟運機的料漿扒平，再輔以厚度為0.3～0.4m的高灰比的膠結(jié)充填鋪面，以提高無軌設(shè)備的運行效率且防止粉礦滲入充填體造成貧化；</p><p>　?。?）采場充填到位后，養(yǎng)護7d，方可進行下一分層的回采作業(yè)。</p><p><b>　　6.3 每次充填量</b></p><p>　　礦房每次充填量為50×3×9=135

43、0m3,礦柱每次充填量為8×9×3=216m3</p><p><b>　　6.4 地壓管理 </b></p><p>　　采場爆破并經(jīng)過有效通風排除炮煙后，安全人員進入采場清理頂幫松石。如果頂板礦巖異常破碎，經(jīng)撬毛處理后，仍無法保證正常作業(yè)，可采用錨桿支護。</p><p>　　二步回采的采場，由于受相鄰充填采場充填接頂不

44、充分、充填質(zhì)量難以保證、充填滲水等影響，礦巖穩(wěn)固性比第一步礦柱采場要差，頂板安全管理任務(wù)更加繁重。</p><p>　　除了上述安全技術(shù)措施外，在生產(chǎn)過程中，要加強適時安全監(jiān)督，保證每個工作班組都有專職安全人員，在各生產(chǎn)工作面進行不間斷安全檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。</p><p>　　第七章 技術(shù)經(jīng)濟指標</p><p>　　7.1 采準切割工程量</p&g

45、t;<p>　　礦塊采準切割工作進行圖表</p><p>　　7.2 采準系數(shù)計算</p><p>　　每個礦房礦體工業(yè)儲量：Q1=50×9×56×2.7=68040t</p><p>　　采切巷道總長度L總=256m</p><p>　　脈內(nèi)采切巷道礦石總體積：V總=3868.8m3</p&

46、gt;<p>　　用長度表示采準系數(shù)：K1=256/(68040-3868.8×2.7) ×1000=4.45m/kt</p><p>　　用體積表示采準系數(shù)：K1=3868.8/（68040-3868.8×2.7）×1000=67.17m3/kt</p><p>　　長度表示采切比：K2=3.76m/kt</p><

47、;p>　　體積表示采切比：K2=56.86m3/kt</p><p><b>　　7.3 采切成本</b></p><p>　　礦塊的采準切割費用表</p><p>　　7.4 每頓礦石消耗主要材料的成本</p><p>　　7.5 一頓礦石所攤的工人工資</p><p>　　7.6 每噸礦

48、石的主要電力消耗費用</p><p>　　7.7 每噸礦石用水成本</p><p>　　主要是尾砂充填時，消耗的水，約合1噸礦石消耗1噸水，即2.05元/t</p><p>　　7.8 每噸礦石的壓氣消耗費用</p><p>　　主要是YSP-45型鑿巖機和7655氣腿式鑿巖機消耗的費用，合計3元/t</p><p>

49、　　7.9 設(shè)備消耗及維修費用</p><p>　　包括釬頭、釬桿、釬桿、釬尾，設(shè)維修費用，共計4元/t</p><p>　　7.10 每噸礦石合計成本</p><p>　　8.86+24.6+16.89+2.85+2.05+3+4= 62.25元/t</p><p><b>　　附：參考文獻</b></p>