畢業(yè)設計---某鈾礦床采礦方法設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計(論文)</b></p><p>　　題 目 某鈾礦床采礦方法設計 </p><p>　　學院名稱 核資源與核燃料工程學院 </p><p>　畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書學 院： 核資源與核燃料工程學院 題 目： 某鈾礦床采礦

2、方法設計 畢業(yè)設計（論文）任務書一、畢業(yè)設計的目的綜合運用所學的基礎與專業(yè)知識，在老師指導下獨立地、較系統(tǒng)地完成某鈾礦床開采設計，并重點對采礦方法進行詳細的設計，鞏固所學的各科知識，提高綜合運用所學理論知識和專業(yè)技能的能力；學會分析解決開采設計中的實際問題，并熟悉其設計的一般程序、方法，增強獨立思考的能力，為以后走上工作崗位奠定良好的基礎。二、設計原始資料（1）某鈾礦床地質報告及有關基礎資料；（2）設計范圍

3、：見地質報告之開采范圍及開采技術條件；（3）設計生產能力：鈾金屬50t/a。三、畢業(yè)設計主要內容1、礦山概況；2、開拓設計；3、采礦方法設計（專題）；4、通風系統(tǒng)設計；5、提升系統(tǒng)設計；6、礦山三廢處理。四、設計設計（論文）的研究重點及難點：重點：采礦方案選擇與設計。難點：采礦方案選擇與設計。五、畢業(yè)設計要求① 圖紙要求：大圖不少于4張（0號或1號圖紙），應包括：礦山地質圖；開拓方案圖；采礦方法圖，等。② 根據設計</p>

4、<p>　　本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告</p><p>　　摘要：本文針是針對某鈾礦山進行的畢業(yè)設計，主要內容包括地質、開拓系統(tǒng)、采礦方法、通風系統(tǒng)以及運輸與提升系統(tǒng)等，其中重點對采礦方法進行了詳細設計。開拓系統(tǒng)選擇豎井開拓方式，沿脈布置階段回風平巷、運輸平巷，采礦方法選用上向分層干式充填采礦方法，沿走向劃分規(guī)則的礦房和礦柱，礦房和礦柱交替布置；通風系統(tǒng)為對角單翼混合式通風，新鮮風流從豎井進入運輸

5、巷道經人行天井及聯(lián)絡道進入采場內部到達上階段回風巷道，經回風井排出地表。</p><p>　　關鍵詞：豎井開拓；上向分層干式充填礦法；混合式通風</p><p>　　Abstract：This paper is to do with the graduation of a uranium mine for the design, the main contents include geol

6、ogy, develop systems, mining methods, ventilation systems, and transportation and upgrading systems, focusing on the mining method in detail. Select shaft development approach to develop the system, arranged along the pu

7、lse phase of the return air Lane, Transport Lane, mining method selection to the hierarchical and Filling method to divide the rules along the room and pillar mining, </p><p>　　Keywords:Shaft development;Sli

8、cing and filling to the Mine Act;Hybrid ventilation</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1概述1</b></p><p>　　1.1 設計任務1</p><p>　　1.2 礦區(qū)地理位置概況1</p&g

9、t;<p>　　1.3礦區(qū)氣候條件1</p><p>　　1.4 礦山工作制度、工資制度1</p><p>　　1.5 產量計算方法1</p><p>　　1.6礦區(qū)對環(huán)境的要求2</p><p><b>　　2地質3</b></p><p>　　2.1礦區(qū)地形特征3&l

10、t;/p><p><b>　　2.2礦區(qū)地質3</b></p><p>　　2.3設計開采范圍的礦體產狀及分類3</p><p>　　2.4礦體和圍巖物理機械性質4</p><p>　　2.4.1礦巖的性質4</p><p>　　2.4.2主要有用礦物概況：4</p><

11、p>　　2.5礦床水文地質6</p><p>　　2.6礦床開采技術條件6</p><p><b>　　3礦床開拓7</b></p><p>　　3.1 開拓設計的基本要求和影響因素7</p><p>　　3.2礦山設計年產量的校核7</p><p>　　3.2.1礦山年產量7&

12、lt;/p><p>　　3.2.2年產量校核8</p><p>　　3.3礦山服務年限9</p><p>　　3.3.1礦山計算服務年限9</p><p>　　2.3.2礦山實際服務年限10</p><p>　　3.4開拓方法的選擇10</p><p>　　3.4.1 階段高度的確定10

13、</p><p>　　3.4.2開拓系統(tǒng)的確定11</p><p>　　3.5主、副井位置的確定13</p><p>　　3.5.1主井位置確定13</p><p>　　3.5.2回風井位置確定13</p><p>　　3.6開拓巷道的位置、斷面形狀和規(guī)格13</p><p>　　3.

14、6.1 巷道斷面形狀選擇13</p><p>　　3.6.2 開拓井巷的位置13</p><p>　　3.6.3 主運輸平巷斷面尺寸的計算14</p><p>　　3.7豎井斷面設計16</p><p>　　3.8石門、階段運輸巷道17</p><p>　　3.9通風巷道17</p><

15、p>　　3.10采切巷道17</p><p>　　3.11井底硐室18</p><p>　　4采礦方法（專題）19</p><p>　　4.1礦床開采技術條件19</p><p>　　4.2采礦方法選擇19</p><p>　　4.2.1采礦方法初選19</p><p>　　4

16、.2.2 采礦方法比較21</p><p>　　4.2.3 技術經濟分析21</p><p>　　4.2.4 技術經濟比較22</p><p>　　4.3采場構成要素22</p><p>　　4.4采礦方法圖23</p><p>　　4.5礦塊采準和切割23</p><p>　　4.

17、5.1采準切割巷道布置23</p><p>　　4.5.2 采準切割巷道的斷面形狀和規(guī)格24</p><p>　　4.5.3 采準切割工程量26</p><p>　　4.5.4 礦塊中采準切割工程施工順序和時間26</p><p>　　4.5.5 采準切割成本27</p><p>　　4.6回采計算29&l

18、t;/p><p>　　4.6.1鑿巖爆破29</p><p>　　4.6.2礦石的運搬和放礦30</p><p>　　4.6.3采場地壓管理31</p><p>　　4.6.4采切及回采過程中的物探工作32</p><p>　　4.6.5礦塊通風：33</p><p>　　4.6.6充填工

19、藝設計34</p><p>　　4.6.7回采工作組織35</p><p>　　4.7采礦方法技術經濟匯編36</p><p>　　4.7.1礦塊的生產能力36</p><p>　　4.7.2礦塊的損失率和貧化率36</p><p>　　4.7.3原礦品位36</p><p>　　4

20、.7.4采掘比36</p><p>　　4.7.5礦塊生產率指標36</p><p>　　4.7.6主要材料消耗指標37</p><p>　　4.7.7礦石直接成本37</p><p>　　5礦井通風與防塵降氡38</p><p>　　5.1通風系統(tǒng)的任務38</p><p>　　5

21、.2鈾礦山礦井通風系統(tǒng)應遵守的規(guī)定：38</p><p>　　5.3通風方式與通風系統(tǒng)的確定38</p><p>　　5.3.1通風方式與通風系統(tǒng)的確定與依據39</p><p>　　5.3.2礦井通風方式與通風系統(tǒng)的確定40</p><p>　　5.4主扇安裝地點41</p><p>　　5.5通風制度4

22、1</p><p>　　5.6風量計算42</p><p>　　5.7負壓計算43</p><p>　　5.8風機的選擇44</p><p>　　5.9局部通風45</p><p>　　5.10防火、防塵、防水措施45</p><p>　　6礦山運輸與提升47</p>

23、<p>　　6.1礦山運輸47</p><p>　　6.1.1 運輸任務47</p><p>　　6.1.2礦山井下運輸系統(tǒng)概述47</p><p>　　6.1.3運輸方式47</p><p>　　6.1.4運輸線路47</p><p>　　6.1.5 電機車選型48</p><

24、;p>　　6.1.6礦車選型48</p><p>　　6.1.7 軌道結構與選型48</p><p>　　6.2礦井提升49</p><p>　　6.2.1主井提升方式、負擔的任務49</p><p>　　6.2.2提升設備的選擇49</p><p>　　7礦山三廢處理50</p>&l

25、t;p>　　7.1設計依據及采用的環(huán)境保護標準50</p><p>　　7.2工程主要污染源、污染物治理及排放情況51</p><p>　　7.3 礦山排水及供水52</p><p>　　7.3.1 排水52</p><p>　　7.3.2 供水52</p><p>　　8礦山安全生產技術措施52&l

26、t;/p><p>　　8.1 主要災害發(fā)生前的預兆53</p><p>　　8.2 災害的預防措施54</p><p>　　8.3 礦井災害后的綜合治理57</p><p>　　8.4 礦井事故災區(qū)人員的自救、互救和安全撤離措施58</p><p>　　8.5 防止事故擴大措施58</p><

27、p>　　8.6 安全培訓59</p><p><b>　　9總結60</b></p><p>　　參 考 文 獻61</p><p><b>　　謝 辭62</b></p><p><b>　　1概述</b></p><p><b&

28、gt;　　1.1 設計任務</b></p><p>　　本礦主要開采對象是地表侵蝕基準面以下的深部礦床。設計任務如下，年產鈾金屬量： 50t/a；井田范圍：勘探線124線至146線；標高在0m～300m之間的礦床。</p><p>　　1.2 礦區(qū)地理位置概況</p><p>　　礦區(qū)地理坐標位于東經113°54′22″至114°，

29、北緯25°20′20″，面積約89km2。</p><p><b>　　1.3礦區(qū)氣候條件</b></p><p>　　本區(qū)為中低山丘陵地形，以低山為主，屬溫濕多雨的亞熱帶氣候，夏熱冬冷，并常有霜凍，降雪少見。年平均氣溫19.8oC，3～7月為雨季，年降雨量為1286.2～2135.5mm，年蒸發(fā)量為1230.1～1540.1mm。</p>&

30、lt;p>　　1.4 礦山工作制度、工資制度</p><p>　　根據礦山實際情況，采用連續(xù)工作制，年工作日330天，年有效工作216天，井下每日四班，每班6小時，非污染區(qū)每天三班，每班8小時，工資采用按年發(fā)放。 </p><p>　　1.5 產量計算方法</p><p>　　礦山產量以統(tǒng)計礦車數(shù)為計量標準；產量不均衡系數(shù)取1.20。</p>&

31、lt;p>　　1.6礦區(qū)對環(huán)境的要求</p><p>　　工程擬對生產中產生的廢水、廢氣、廢渣、噪聲等污染源，采取有效的治理措施予以防治。根據礦區(qū)對環(huán)境的要求，使工程對環(huán)境的影響能控制在當?shù)丨h(huán)境功能允許的范圍內，采取的環(huán)保標準如下： </p><p>　?。?）《環(huán)境空氣質量標準》（GB3095——1996）二級標準；</p><p>　　（2）《地表水環(huán)境質

32、量標準》（GHZB1——1999）Ⅲ類水域標準；</p><p>　　（3）《污水綜合排放標準》（GB8978——1996）一級標準；</p><p>　　（4）《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297——1996）二類區(qū)標準；</p><p>　　（5）《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》（GB12348——90）Ⅱ類標準；</p><p>　　（6

33、）《危險廢物鑒別標準》（GB5085.1～5085.3—1996）。</p><p><b>　　2地質</b></p><p><b>　　2.1礦區(qū)地形特征</b></p><p>　　礦區(qū)地理坐標位于東經113°54′22″至114°，北緯25°20′20″，面積約89km2。礦床位于諸

34、廣山巖體的東南緣，北東向棉花坑斷裂和北西向油洞斷裂夾持部位。礦體產于燕山期花崗巖中，124線以北和深部主要為中粒黑云母花崗巖。礦床內構造發(fā)育，縱橫交錯，規(guī)模較大的發(fā)育主要有三組：北東東向、北西向和北北西向，其中北北西向構造帶極為發(fā)育，是主要的含礦構造。</p><p><b>　　2.2礦區(qū)地質</b></p><p>　　2.2.1含礦構造帶特征</p>

35、<p>　　含礦構造帶在空間展布上的特點為礦脈成群密集、平等排列、斷續(xù)分布、規(guī)模大小不等。含礦構造帶的走向一般NE10°～15°，傾向SW20°，傾角70°～90°。其成分主要由赤鐵礦化硅化碎裂巖、灰黑色黃鐵礦化硅質巖、條帶狀石英螢石脈以及硅質角礫巖組成，兩側為蝕變破碎花崗巖。</p><p>　　2.2.2礦體地質特征</p><

36、;p>　　礦體分布在124～146勘探線之間，長約500m、寬約60m、標高＋0m～300m的地段，其中表內礦體6個，表外礦體3個。礦體主要賦存在北西向含礦構造蝕變帶中。</p><p>　　2.3設計開采范圍的礦體產狀及分類</p><p>　　本礦設計開采范圍主要為： 124線至146線內的標高＋0m～+300m的地段，長約500m、寬約60m，其中表內礦體6個，表外礦體3個。&

37、lt;/p><p>　　根據礦體厚度可將礦體劃分為以下五類：</p><p>　?、贅O薄礦體——厚度在0.8m以下，回采時需要采掘圍巖；</p><p>　?、诒〉V體——厚度0.8～5m；</p><p>　?、壑泻竦V體——厚度5～15m</p><p>　?、芎竦V體——厚度15～50m</p><p&

38、gt;　?、輼O厚礦體——厚度在50m以上。</p><p>　　根據礦體傾角可將礦體劃分為以下四類：</p><p>　?、偎降V體——傾角0°～3°；</p><p>　?、诰弮A斜礦體——傾角3°～30°；</p><p>　?、蹆A斜礦體——傾角30°～50°；</p>

39、<p>　?、芗眱A斜礦體——傾角大于50°。</p><p>　　2.4礦體和圍巖物理機械性質</p><p>　　2.4.1礦巖的性質</p><p>　?。?）比重：礦石2.55t/m3；巖石2.72 t/m3。</p><p>　?。?）硬度系數(shù)：礦石f=7～10；巖石f=12～14。</p>&l

40、t;p>　　（3）松散系數(shù)：礦石1.465；巖石1.60。</p><p>　?。?）松散系數(shù)1.465，自然安息角39o 20″，天然濕度0.83～1.09％。</p><p>　　2.4.2主要有用礦物概況：</p><p><b>　　礦石的礦物成分</b></p><p>　　礦石中的礦物由熱液礦物和圍

41、巖殘留礦物組成，礦石成分簡單，有用礦物為瀝青鈾礦及少量的次生礦物。</p><p>　　瀝青鈾礦黑色，條痕黑褐色、貝殼狀斷口、瀝青光澤。隱晶質結構，不透明反射色為灰白色，反射率12～14％。固膠體收縮，內部同心狀、環(huán)帶狀和放射狀干裂紋發(fā)育，有時為黃鐵礦、石英所充填，瀝青鈾礦呈微粒分散狀、不規(guī)則團塊狀、球粒狀、腎狀、環(huán)帶狀等。大部分瀝青鈾礦肉眼難以見及，多呈微粒分散狀分布于礦石中，常與微晶石英、赤鐵礦、黃鐵礦、螢石

42、共生。</p><p><b>　　礦石的化學成分</b></p><p>　　表2.1瀝青鈾礦化學成分表（％）</p><p><b>　　表2.2 續(xù)表</b></p><p><b>　　礦石構造</b></p><p>　　根據瀝青鈾礦的賦存狀態(tài)

43、，礦石的構造主要有浸染狀構造、條帶狀構造、角礫狀構造、不規(guī)則狀構造，其次為脈狀構造、環(huán)帶狀構造、球粒狀構造、腎狀構造。</p><p><b>　　礦石類型</b></p><p>　　礦石礦物成分簡單，瀝青鈾礦主要與石英、赤鐵礦、黃鐵礦、螢石等共生?；瘜W成分貧鈣鎂、高硅酸。據此確定為貧鈣鎂、高硅酸鹽——單鈾礦石類型。</p><p><

44、b>　　礦石成因類型</b></p><p>　　礦床產于花崗巖體內斷裂破碎帶中。礦體呈脈狀產出，與圍巖界線為漸變關系。鈾礦物主要為瀝青鈾礦，并與微晶石英、粉末狀赤鐵礦、膠狀黃鐵礦及紫黑色螢石共生。圍巖蝕變主要有硅化、赤鐵礦化、絹云母化等。成礦溫度為70 oC～220 oC。目前鈾礦床只有鈾元素可供利用。礦床類型微花崗巖斷裂破碎帶中的中低溫熱液交代，充填單鈾礦床。</p><

45、p><b>　　2.5礦床水文地質</b></p><p>　　本礦床屬陡傾斜脈狀礦床，地質構造雖復雜，但其含水性極弱，導水性差，地表水垂直滲入差。圍巖巖性致密堅硬，裂隙不發(fā)育，含水更是微弱，礦體及圍巖堅固穩(wěn)定。所以，礦床水文地質、工程地質條件屬簡單類型。</p><p>　　2.6礦床開采技術條件</p><p>　　礦石比重2.55t

46、/m3,堅固性系數(shù)f＝7～10，松散系數(shù)1.465，自然安息角39o 20″，天然濕度0.83～1.09％。</p><p>　　礦巖穩(wěn)固，一般不需支護，礦體及圍巖導水性差，地表水垂直深入差。礦體分布集中、主要礦體規(guī)模較大、連續(xù)性較好、形態(tài)較簡單。礦體平均厚度4m，傾角75度。</p><p><b>　　3礦床開拓</b></p><p>

47、;　　3.1 開拓設計的基本要求和影響因素</p><p><b>　?。?）基本要求</b></p><p>　　礦山生產能力礦床的開拓決定了整個礦山的建設和生產的全貌，決定礦山地面工業(yè)場地和提升、運輸、通風和排水系統(tǒng)的綜合布置。開拓方案一經施工便很難改變，為此，開拓方案的選擇要求為：</p><p>　　1）地下地面工作安全、衛(wèi)生；<

48、/p><p>　　2）生產能力滿足要求并有發(fā)展余地；</p><p>　　3）基建工程少，投資和經營費少而??；</p><p>　　4）投產快，探采結合和采掘平衡；</p><p>　　5）礦石損失少，不留或少留保安礦柱；</p><p>　　6）相關的地面場地不占或少占農田。</p><p>　　

49、根據以上要求，并鑒于本設計為技改工程，因此開拓系統(tǒng)的設計應建立前期已經形成的開采生產系統(tǒng)的基礎上，使之能很好地與上部可利用井巷工程銜接，成為一個整體。</p><p><b>　?。?）影響因素</b></p><p>　　礦井尚未施工，地質情況較為粗略。加之建設單位提供的資料可靠性較差及相關資料不全，給本次設計帶來難度。</p><p>　　

50、3.2礦山設計年產量的校核</p><p>　　3.2.1礦山年產量</p><p>　　本次設計礦山生產規(guī)模為鈾礦金屬量0.167t/d， 50t/a，換算成礦石量80.13t/d ，24038.46 t/a。</p><p>　　3.2.2年產量校核</p><p>　?。?）按合理開采順序同時回采礦快數(shù)驗證礦石年產量</p>

51、<p><b>　?。ㄊ?-1） </b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　—礦山的生產能力，（噸/年）；</p><p>　　—同時回采的階段數(shù)，取1；</p><p>　　—階段上允許同時回采的礦塊數(shù)，取2；</p><p>

52、;　　—回采礦塊的生產能力，取2萬噸/年；</p><p>　　—備用系數(shù)，取0.9；</p><p>　　—副產礦石率，取0.1；</p><p>　　代入數(shù)據，得：萬噸/年> 2.4萬噸/年。 故滿足要求。</p><p>　?。?）按礦床開采年下降深度確定驗證礦山年產量.</p><p><b>

53、　?。ㄊ?-2）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　V－回采工作年下降深度，m/a，取10m</p><p>　　S－礦體開采面積，㎡ ； 10000㎡</p><p>　　γ－礦石體重，t/ 取2.55 t/m3</p><p>　　a－礦石的回

54、收率，取85%</p><p>　?。V石的貧化率，取3%</p><p>　　E－地質影響系數(shù)，取0.9</p><p>　　，系傾角和厚度修正系數(shù)，分別取0.9和1.0。代入公式計算得萬噸/年>2.4萬噸/年，滿足要求。</p><p>　　（3）按礦山工業(yè)儲量及服務年限證礦山年產量.</p><p><

55、;b>　　（式3-3）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—總地質儲量，t，取592894；</p><p>　　T—經濟合理服務年限；</p><p>　　A—礦山年產量 t/a；</p><p><b>　　其它數(shù)據同上。&l

56、t;/b></p><p><b>　　代入數(shù)據，得：</b></p><p>　　2.465萬噸/年>2.4萬噸/年，以上計算表明，年產量2.4萬噸是完全可以實現(xiàn)的。</p><p><b>　　3.3礦山服務年限</b></p><p>　　3.3.1礦山計算服務年限</p&g

57、t;<p>　　a （式3-4）</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　T—礦山計算服務年限</p><p>　　Q—礦床工業(yè)儲量 t</p><p>　　K—工業(yè)礦石總回收率 %</p><p>　　ρ—廢石混入率 15%&

58、lt;/p><p>　　A—礦山企業(yè)年產量 t/a；</p><p>　　由于現(xiàn)有的地質報告對段以下的工業(yè)礦體沒有查明其規(guī)模，因此，礦山在今后的生產工作中應該采用探采結合的方式，投入適當?shù)奶娇惫ぷ?，以便充分回采地下資源，延長礦山服務年限。</p><p>　　2.3.2礦山實際服務年限</p><p>　　考慮投產至達產年限和減產年限，工程投產后

59、礦山總的實際服務年限約為23a。</p><p>　　3.4開拓方法的選擇</p><p>　　3.4.1 階段高度的確定</p><p>　　階段高度確定直接關系到礦山開拓方式和開采工藝效益，階段可采礦量與階段高度成正比，階段高度的增加可以改善礦床回采的總回收指標，并可降低開拓、采準和回采礦柱的超額費用所攤到每噸礦石上的數(shù)額，并可使階段回采時間增長，為新階段的建立

60、贏得了時間，但階段高度太高也會使采礦技術發(fā)生困難，會使天井掘進、提升、排水等費用相應增大，故確定階段高度最核心的內容是礦山企業(yè)的經濟效益。據我國礦山統(tǒng)計實際資料，開采傾斜到極傾斜礦床時，階段高度常采用40～60m，本設計考慮到礦區(qū)現(xiàn)狀開拓系統(tǒng)和采礦技術條件，階段高度確定為50m。階段標高分別為242m（一階段），192m（二階段），142m（三階段）和92m（四階段）。</p><p>　　3.4.2開拓系統(tǒng)的確

61、定</p><p>　　根據礦山開拓系統(tǒng)設計以及深部礦體賦存情況，開采設計把開拓系統(tǒng)設為四個階段。</p><p>　　本設計重點是開拓系統(tǒng)，設計同時考慮了兩個方案，其方案組成如下：</p><p>　?、穹桨福盒本?。該方案從地表新掘—斜井至四階段擔負礦石提升任務，礦石由箕斗斜井提升至地表，同時擔負人員、材料、設備和廢石的提升任務。</p><p

62、>　　圖3.1 箕斗斜井拓圖</p><p>　　Ⅱ方案：罐籠豎井開拓。該方案從地表新掘—豎井至四階段擔負礦石提升任務，礦石由罐籠豎井提升至地表，同時擔負人員、材料、設備和廢石的提升任務。</p><p>　　圖3.2 罐籠豎井開拓圖</p><p>　　由于初選的兩種開拓方案在技術上均可行，現(xiàn)將具體的優(yōu)缺點及技術參數(shù)比較,見下表 3.1 。</p&g

63、t;<p>　　表3.1 開拓方案技術經濟比較</p><p>　　為了進行技術經濟比較，我們先對豎井提升部分和斜井提升部分所需的提升設備做一選擇。</p><p>　　因此，從總體上說，采用豎井開拓，其基建工程量與基建投資與斜井開拓相差不會太大，在綜合考慮，提高礦井提升能力降低礦石成本，提高礦山經濟效益的基礎上，采用豎井開拓是更為可行的、合理的。另一方面，從礦床開發(fā)遠景來說

64、采用豎井開拓有它的獨特的優(yōu)點，所以本設計最終確定采用豎井開拓。</p><p>　　3.5主、副井位置的確定</p><p>　　3.5.1主井位置確定</p><p>　　為了便于工業(yè)廣場的布置，經過比較選擇：</p><p>　　豎井井口：x=284751.0m，y=386490.0m，z=286.0m</p><p&

65、gt;　　3.5.2回風井位置確定</p><p>　?。?）回風井：位于146線附近，井口標高Z=485m，井筒凈直徑3m。</p><p>　　3.6開拓巷道的位置、斷面形狀和規(guī)格</p><p>　　3.6.1 巷道斷面形狀選擇</p><p>　　巷道斷面的形狀基本上是梯形和拱形，也有其他類型，選擇斷面形狀的時候要考慮的因素：<

66、/p><p>　　由于一～四階段是作為主要開拓巷道，服務年限長，所以要選擇穩(wěn)定長久的巷道斷面形狀，綜合考慮施工條件，決定采用三心拱形斷面。</p><p>　　3.6.2 開拓井巷的位置</p><p>　　(1) 242階段運輸平巷以及穿脈平巷</p><p>　　主運輸平巷軌面標高為242m，長度564m；自北西向沿主運輸平巷每隔50米，分別

67、布置穿脈平巷編號為①-⑥，長度分別為28m、28m、40m、36m、34m、32m，巷道口20m范圍采用現(xiàn)澆砼支護，支護厚度250mm，由于礦塊和圍巖穩(wěn)定，其他部位不支護或部分視情況支護。支護厚度100mm 。</p><p>　　(2) 192階段運輸平巷及穿脈平巷</p><p>　　主運輸平巷軌面標高為192m，長度472m；自北西向沿主運輸平巷每隔50米，分別布置穿脈平巷編號為①-

68、⑦，長度分別為66m、86m、76m、83m、76m、73m、41m，巷道口20m范圍采用現(xiàn)澆砼支護，支護厚度250mm，其余視圍巖情況不支護或采用噴射砼支護，支護厚度100mm 。</p><p>　　(3) 142階段運輸平巷及穿脈平巷</p><p>　　主運輸平巷軌面標高為142m，長度411m；自北西向沿主運輸平巷每隔50米，分別布置穿脈平巷編號為①-⑦，長度分別為70m、69m

69、、59m、60m、71m、85m、88m，在巷道尾部向北掘進27m，以便于向上掘進回風井，巷道口20m范圍采用現(xiàn)澆砼支護，支護厚度250mm，由于礦塊和圍巖穩(wěn)定，其他部位不支護或部分視情況支護。支護厚度100mm 。</p><p>　　(4) 92階段運輸平巷及穿脈平巷</p><p>　　主運輸平巷軌面標高為92m，長度374m；自北西向沿主運輸平巷每隔50米，分別布置穿脈平巷編號為①

70、-⑥，長度分別為38m、40m、51m、43m、43m、57m，在巷道尾部向北掘進28m，以便于向上掘進回風井，巷道口20m范圍采用現(xiàn)澆砼支護，支護厚度250mm，由于礦塊和圍巖穩(wěn)定，其他部位不支護或部分視情況支護。支護厚度100mm 。</p><p>　　3.6.3 主運輸平巷斷面尺寸的計算</p><p>　　根據礦山的實際情況，生產能力為2.4萬t/a，屬于小型礦山，所以主運輸平巷

71、只需要單軌就可以滿足生產地要求。采用底卸式YDC4礦車出礦，設備參數(shù)為長3900mm，寬1600mm，高1650mm，軌距900mm。</p><p>　　表3.2三心拱有關參數(shù)</p><p><b>　　（1）巷道凈寬度。</b></p><p>　　巷道的凈寬度對不同的巷道含義不同。拱形巷道指下部直線部分的寬度。計算方法如下。</p

72、><p>　　Bo=b+b2+b2 （式3-5）</p><p><b>　　式中 ：</b></p><p>　　b---運輸設備的寬度，所選用的礦車寬度為1600mm</p><p>　　b1---運輸設備到支架的距離，500mm<

73、/p><p>　　b2---人行道寬度，1400mm</p><p>　　Bo=b+b2+b2=1600+500+1400=3500mm （式3-6）</p><p><b>　　實際取3500mm</b></p><p>　　根據設計手冊，墻高按架設管道要求確定，計算得從軌面算起墻高h

74、1=1900mm，從底板算起墻高為2400mm。</p><p>　　拱高 </p><p>　　f0=0.3330×3500=1165.5mm （式3-7）</p><p>　　大 圓 弧 半 徑 </p><p>　　R=0.

75、6920×3500=2422 mm （式3-8）</p><p>　　小 圓 弧 半 徑 </p><p>　　r=0.2620×3500=917 mm (式3-9)</p><p>　　凈斷面積

76、 </p><p>　　S = B（h1+0.26 B）=11.58 （式3-10） </p><p>　　圖3.3 出礦巷道斷面</p><p><b>　　3.7豎井斷面設計</b></p><p>　　由于礦山的出礦主要通過豎井提升礦石，并用來運送人

77、員、設備和材料。所以采用罐籠提升（如圖3-4）</p><p><b>　　圖3.4 豎井斷面</b></p><p>　　3.8石門、階段運輸巷道</p><p>　　石門和階段運輸巷道凈寬2.2m，墻高2.1m，1/4拱，凈斷面5.58 m2。支護50mm，支護率按20%考慮，支護型式為噴混凝土支護。</p><p>

78、;<b>　　3.9通風巷道</b></p><p>　　通風巷道主要包括一階段專用回風道，二階段專用回風道、三階段回風平巷、四階段回風平巷、回風井等?；仫L專用道凈斷面9.09m2，采用噴混凝土支護；回風平巷的型式和階段運輸平巷相同，支護也相同；回風井和風量調配井的凈直徑為φ3m，采用噴混凝土支護。風機硐室采用噴混凝土支護，支護厚度250mm。</p><p><

79、;b>　　3.10采切巷道</b></p><p>　　采切巷道包括切割拉底平巷、采場溜井、人行通風天井通風上山、回風平巷以及無軌設備巷道等，各種井巷斷面大小不等，除無軌設備巷道需小部分噴混凝土支護外，其他采切井巷原則上不支護。</p><p><b>　　3.11井底硐室</b></p><p>　　其它各種硐室都采用混凝土

80、支護，支護厚度100mm。</p><p><b>　　4采礦方法（專題）</b></p><p>　　4.1礦床開采技術條件</p><p>　　工程設計范圍內礦床開采技術條件如下：</p><p>　　礦體傾角75°，平均厚度為4m，平均品位0.21%；</p><p>　　礦體沿走

81、向長度約為500m；</p><p>　　礦體及圍巖導水性差，地表水垂直深入差；</p><p>　　礦巖穩(wěn)固，一般不需支護；</p><p>　　礦體分布集中、主要礦體規(guī)模較大、連續(xù)性較好、形態(tài)較簡單；</p><p><b>　　地表不允許崩落；</b></p><p>　　礦石比重2.55t

82、/m3，堅固性系數(shù)f＝7～10，松散系數(shù)1.465，自然安息角39°20″，天然濕度0.83～1.09％。</p><p><b>　　4.2采礦方法選擇</b></p><p>　　4.2.1采礦方法初選</p><p>　　該鈾礦山設計以地質報告為依據，開采 范圍為124～146勘探線之間，標高在0m～300m之間的礦體。通過方案

83、初選，選出兩種可行性方案，即留礦法和上向水平分層充填法，其中上向分層充填法又分為上向水平分層干式充填法和上向水平分層膠結充填法（礦柱用水砂充填）。</p><p><b>　　具體方案如下：</b></p><p>　　第一方案，淺孔留礦法。分兩步驟回采，在間柱中掘先進天井，用聯(lián)絡道連通采場，用YSP-45上向挑頂鑿巖爆破。</p><p>　

84、　圖4.1淺孔落礦法圖</p><p>　　1－階段巷道 2－天井 3－天井聯(lián)絡道 4－漏斗 5－切割層或切割巷道</p><p>　　第二方案，上向水平分層干式充填采礦法。一步驟回采，用順路天井代替先進天井。礦房與礦房之間不留間柱，而用混凝土隔離墻來隔離。分區(qū)回采。淺孔落礦，電耙出礦。</p><p>　　圖4.2 上向水平分層充填法圖</p>

85、;<p>　　1－沿脈運輸巷 2－天井 3－充填井 4－放礦井 5－漏斗 6－切割巷道</p><p>　　第三方案，上向水平分層膠結充填采礦法。二步驟回采，第一步驟膠結充填，第二步驟用水砂充填。采場淺孔鑿巖，電耙出礦。 </p><p>　　4.2.2 采礦方法比較</p><p>　　現(xiàn)將普通淺孔留礦法與沿礦體走向上向水平分層采礦法比較如

86、下：</p><p>　　表4.1 采礦方法比較表</p><p>　　4.2.3 技術經濟分析</p><p>　　根據礦塊的生產能力、采準工作量、礦石損失率和貧化率、勞動生產率。采礦車間成本等主要技術經濟指標進行分析。三個方案的主要技術經濟指標如表所示。</p><p>　　主要技術經濟指標表4.2</p><p>

87、;　　從上表可以看出，第三方案貧化損失小，礦塊生產能力相對較大，但礦石生產成本比第二方案高出19％，比第一方案高出33％，盡管鈾礦石屬于稀有金屬礦石，但從經濟因素考慮，鈾礦石生產盈利都不大，因而，要將成本作為一個主要的因素來考慮，不宜采用第三方案。</p><p>　　第二方案與第一方案比，盡管生產能力小一些，但也能達到設計要求。其它方面，第二方案貧化損失小，但采礦成本要比第一方案高出18.7％。第二方案通風條件

88、好，氡子體析出量少，但第一方案采用下行式通風也能使氡及氡子體濃度達到國家允許標準。故需進一步詳細計算，進行技術經濟比較最后決定。</p><p>　　4.2.4 技術經濟比較 </p><p>　　對第一方案和第二方案的礦石損失率、貧化率、主要材料消耗、采切比、礦塊生產能力、精礦產量，礦石成本、最終產品成本、單位產品利潤、投資及投資效果等技術經濟指標逐項分析比較。最后確定采用第二方案，即

89、上向水平分層干式充填采礦法。</p><p>　　4.3上向水平分層干式充填法</p><p>　　4.3.1采場構成要素</p><p>　　參照設計手冊，根據相關工程經驗，結合本設計資料，詳細的采場構成要素見表4.3。底部結構的形式和底部結構中各要素的規(guī)格，采用平底電耙底部結構，拉底水平和電耙道在同一水平。</p><p>　　表4.3

90、采場構成要素</p><p>　　4.3.2礦塊采準、切割及其布置</p><p>　　4.3.2.1采準切割巷道布置</p><p>　　沿走向布置脈外運輸平巷，中間布置一條充填井，兩側布置兩條天井，作人行通風井和溜礦井用。每層布置一條分層巷道和充填巷道。回采時充填巷道可用作回風巷道，回采進路沿礦體走向布置。 </p><p>　　沿

91、脈平巷靠近礦體下盤脈外布置，斷面2.1×2.5 m2。</p><p>　　天井布置在緊靠下盤處，以便于維護、生產探礦、礦柱回采。在一個礦房中至少應當有兩個天井，天井斷面為1.5×2.5 m2。</p><p>　　天井聯(lián)絡道從拉底水平起，在天井中每隔4~6m垂直布置一條。兩聯(lián)絡道在垂直位置上應錯開布置，以免充填時同時堵死，聯(lián)絡道斷面為1.8×2 m2。<

92、;/p><p>　　充填井布置在礦房中央緊靠上盤2×2 m2。</p><p>　　溜礦井下口與沿脈平巷相通，通常為圓形斷面，內徑為1.5m。</p><p>　　頂柱內設鑿巖硐室2×2×2mm3，底柱內設電耙硐室3×3×4mm3。</p><p>　　拉底兼電耙巷道2.5×2.5 m2

93、。</p><p>　　4.3.2.2 采準切割巷道的斷面形狀和規(guī)格</p><p><b>　　沿脈平巷和穿脈平巷</b></p><p>　　運輸平巷的斷面形狀為直墻拱形，考慮運輸設備的尺寸規(guī)格，布置形式見圖 </p><p>　　圖4.5運輸平巷布置形式圖</p><p>　　b1=0.5

94、m，b2=1.0m，b=1.6m,s0=0.9m,k=0.4m;</p><p>　　B0=b+b1+b2=3.1m;</p><p>　　f0=(0.35～0.40)B0=1/3×B0=1.2m;</p><p>　　Z= B0/2-(b1+b/2)=0.25m;</p><p>　　軌道型號：15 kg/m，h5=0.2m，h6

95、=0.35m，R=1.37m；H1=1.9m；</p><p>　?、?h3= H1+h6-{［(R-0.25)2-(k+Z)2］1/2-(R-f0)}=1.55m；</p><p>　?、?h3=H1+h5+{R-［R2-(B0/2-0.1)2］1/2}-f0=2.02m；</p><p>　　選擇h3=2.02m。</p><p>　　設

96、備：電機車ZK20-9(7400×1600×1700mm3)，軌距900mm</p><p>　　礦車YCC4(a) （3900×1400×1650），軌距900mm</p><p>　　拉底方法：從運輸平巷開始，在礦房范圍內，將平巷開幫，擴大到礦房邊界，再往上挑頂，使總高度達到5～6米。電耙巷道及絞車硐室（尺寸規(guī)格3×3×4）&

97、lt;/p><p><b>　　采準切割工程量 </b></p><p><b>　　見表4.4。</b></p><p>　　表4.4 采切工程量表</p><p><b>　　詳見采礦方法圖。</b></p><p>　　礦塊中采準切割工程施工順序和時間

98、 </p><p>　　為了合理安排采準切割工程制定圖表如下：</p><p>　　表4.5 礦塊采準切割工程進行圖表</p><p><b>　　4.4回采</b></p><p>　　4.4.1礦塊地測物工序</p><p>　　4.4.1.1物探工作使用主要儀器</p><

99、;p>　　中深孔鑿巖設備，放射性探測儀。</p><p>　　4.4.1.2編錄及取樣的布置方式：</p><p>　　由于初步設計沒有大量的實際資供參考，所以用抽稀法摸索對比探礦，勘探網選擇正方形，勘探工程間距用抽稀法確定。</p><p>　　4.4.1.3物探跟班工作：</p><p>　　(1)進行開采邊界管理工作，地質工作人員

100、和采礦工作人員進行緊密配合，使得礦體的實際邊界和生產勘探所圈定的邊界基本符合，以減少礦石的貧化率。</p><p>　　(2)進行現(xiàn)場礦石質量管理工作，保證礦石質量計劃和質量均衡方案的實現(xiàn)。</p><p>　　(3)參加安全生產管理工作，地質人員應及時解決在開采過程中遇到的與地質有關的安全問題。</p><p>　　4.4.1.4圍壁探礦和切采找邊：</p&

101、gt;<p>　　對圍壁進行直接的γ輻射取樣與編錄，圍壁炮孔在礦塊圍壁腰線位置上施工，孔距3—5m，孔深2—5m，孔徑32—42mm，測量結果給出γ曲線圖，確定礦體邊界，計算品位，后進行切采找邊工作。</p><p>　　對于下向分層充填法，每一分層必須進行圍壁探礦，嚴格進行切采找邊。在回采過程中，各工序應緊密配合，保證每個分層回采工作的考核項目合格。</p><p><

102、;b>　　4.4.2鑿巖爆破</b></p><p>　　4.4.2.1鑿巖設備和工具選擇：</p><p>　　設備選擇YT-24氣腿式風動鑿巖機，鉆孔直徑為38-46mm，鉆孔深度<5m。</p><p>　　4.4.2.2炮孔布置與崩礦參數(shù)的選擇和設計：</p><p>　　圖4.7 炮孔排列方向及炮孔排列形式&

103、lt;/p><p>　　A—平行排列；B—寬幅交錯排列；C—窄幅交錯排列</p><p>　　選擇寬幅交錯排列形式：</p><p>　　圖4.8 炮孔布置方式</p><p>　　h—炮孔深度；a—炮孔孔距；b—炮孔排距；w—最小抵抗線。</p><p>　　炮孔直徑為40mm，深度為1.5m，藥卷直徑32mm，崩礦層厚

104、度為2.5m。最小抵抗線W=（25-30）d=0.04×27=1.08m，炮孔間距。</p><p>　　最小抵抗線W，根據經驗公式：</p><p>　　W=（25-30）d</p><p>　　由孔徑為40mm，取27，可得W=1.12m；</p><p>　　炮孔間距a根據公式：</p><p><

105、;b>　　a=mW</b></p><p>　　通常m取值不小于1，則a=1.2×1.08=1.3m；</p><p><b>　　排間距b根據公式：</b></p><p>　　b =（0.6~1.0）W</p><p>　　則由b=0.784m。</p><p>　

106、　4.4.2.3鑿巖工作組織和施工要求：</p><p>　　每采場配備一臺鑿巖機，每臺鑿巖機配備2人，工作時間約為6小時。</p><p>　　4.4.2.4爆破材料選擇：</p><p>　　炸藥選擇2號巖石炸藥，起爆器材選用導爆索，火雷管。采用人工裝藥。</p><p>　　4.4.2.5炮孔裝藥量，崩礦一次所要的炸藥量及輔助爆破材料量

107、：</p><p>　　炮孔的深度為2.0m，裝藥深度不超過炮孔深度的2／3，每次崩落3排炮孔，每次爆破炮孔總數(shù)為138個。每個炮孔裝藥量Q= qabh ，其中q=1.4kg/m3，崩礦一次所需炸藥量Q=</p><p>　　4.4.2.6計算每米炮孔崩礦量：</p><p>　　米炮孔崩礦量：q=Waη0γ（1－K）÷（1－γ1）</p>

108、<p>　　式中：W——炮孔最小抵抗線，m；</p><p>　　A——炮孔間距，m；</p><p>　　η0——炮孔利用率，%，一般利用率為80%～95%；</p><p>　　γ——礦石體重，t/m3；</p><p>　　K——礦石損失率，%；</p><p>　　γ1——礦石貧化率，%。</p

109、><p><b>　　代入數(shù)據得 q=。</b></p><p>　　每次爆破礦量：N=Vγ=</p><p>　　4.4.3采場通風：</p><p>　　礦塊采用貫穿風流通風，新鮮風流由順路井的人行道進入礦塊，清洗工作面后，污風由充填井排出。</p><p>　　圖4.8礦塊通風示意圖</p

110、><p>　　1—階段運輸平巷；2—人行通風天井；3—回采工作面；4—回風平巷；</p><p>　　5—風門；6—新鮮風；7—污風；8—充填井。</p><p><b>　　4.4.4礦塊出礦</b></p><p>　　4.4.4.1出礦和礦石運搬設備的選擇：</p><p>　　礦石運搬采用電耙

111、出礦，出礦設備選擇2DPJ-28KW電耙，礦石自重進行放礦。</p><p>　　4.4.4.2放礦制度和放礦管理：</p><p><b>　　(1)放礦制度：</b></p><p>　　①嚴格控制礦石中的粉礦量及含水量。</p><p>　?、诒ＷC經常放礦，防止溜井中的礦石壓的過緊，年終停產時溜井不允許有礦石。&l

112、t;/p><p>　?、圻x擇合理的放礦閘門，減少漏口的溜井的堵塞。</p><p>　　④嚴格控制地表水和地下水流入溜井.溜井中有漏水時及時疏水或堵水。</p><p>　　⑤每次放礦后，閘門口必須留有墊底礦層。</p><p><b>　　(2) 放礦管理：</b></p><p>　?、俜诺V方式：

113、立面放礦，采用溜井振動放礦。</p><p>　?、诜诺V計劃：根據采場的產量、溜井容納能力確定合理的放礦時間。</p><p>　　③放礦的控制和調整：防止溜井堵塞和礦。</p><p>　　4.4.4.3二次破碎：</p><p>　　通常采用覆土爆破法，淺孔（20-30cm）爆破法.機械，人工破碎。</p><p>

114、;　　4.4.4.4礦塊生產能力計算：</p><p>　　(1)鑿巖：一臺YT－24鑿巖機，臺班效率：36m／臺班，工作時間：12÷36＝0.33班=2小時。</p><p>　　(2)裝藥：人工裝藥：1人工作1小時。</p><p>　　(3)通風：15min＝1／4小時。</p><p>　　(4)放礦：臺班生產率 60-80

115、t，放礦時間：53.361÷70＝0.76班≈4.6小時。</p><p>　　(5)支護：管縫式錨桿，支護間距：a=0.5×1.8＝0.9m，安裝錨桿數(shù)量4－6根，一般人工安裝錨桿10－20根／班，工作時間1.5小時。</p><p>　　(6)充填：吊裝充填管，架設隔墻進路充填約為兩個班。</p><p>　　(7)物探：3小時。</p

116、><p>　　回采循環(huán)的工作時間為12.35小時，每一循環(huán)的采礦量為30.2379 t，所以礦塊的生產能力為30.2379t÷12.35×24＝58.76t/d。 </p><p>　　4.4.5采場地壓管理</p><p>　　4.4.5.1原巖應力計算：</p><p>　　原巖應力一般由自重應力和巖體地質構造應力組成，巖

117、體埋藏深度為H=0～300m。</p><p>　　(1)應力計算：上層覆土的平均密度為4.5t/ m³，平均重力密度γ=4.5×9.8=44.1kN/ m³，垂直應力σz=γH=8.82×10³～22.05×10³kN，水平應力：σx=σy=λσz=0.35×σz=2.65×10³～6.62×10

118、79;kN。 </p><p>　　(2)巖體地質構造應力：目前巖體地質構造應力無法用力學或數(shù)學公式計算， 只能用現(xiàn)場應力測量的方法。 </p><p>　　4.4.5.2松石處理</p><p><b>　　人工處理浮石。</b></p><p>　　4.4.5.3頂板支護：</p><p>　

119、　人工安裝管縫式錨桿，錨桿長度為1.8m，每循環(huán)安裝4-6根，間距為1m左右。</p><p><b>　　4.4.6充填工作</b></p><p>　　4.4.6.1充填系統(tǒng)：</p><p>　　采用干式充填，干式充填系統(tǒng)示意圖（見圖4.9）。</p><p>　　圖4.9 干式充填系統(tǒng)示意圖</p>

120、<p>　　1—露天采石場；2—電耙耙運設備；3—主充填井；</p><p>　　4—運輸平巷； 5—礦塊充填天井；6—采空區(qū)。</p><p>　　4.4.6.2充填材料和設備：</p><p>　　充填材料須為惰性材料，設計礦塊為露天采石場采石和井下掘進廢石。</p><p>　　4.4.6.3充填工藝：</p>

121、<p>　　當?shù)V塊出礦與順路井架設完畢后，就立即進行充填工作。充填料塊度應小于300～350mm。采用電耙運搬和平場。充填接頂須待其沉降后再充填一次。涉及水泥砂漿墊板和混凝土隔離墻構筑的，注意相應技術要求。</p><p>　　4.4.7回采工作組織</p><p>　　4.4.7.1回采工作組織的人員、設備安排：</p><p>　　(1)鑿巖：一臺Y

122、T－24鑿巖機，臺班效率：36m／臺班，工作時間：12÷36＝0.33班=2小時。</p><p>　　(2)裝藥：人工裝藥：1人工作1小時。</p><p>　　(3)通風：15min＝1／4小時。</p><p>　　(4)放礦：臺班生產率 60-80t，放礦時間：53.361÷70＝0.76班≈4.6小時。</p><p

123、>　　(5)支護：管縫式錨桿，支護間距：a=0.5×1.8＝0.9m，安裝錨桿數(shù)量4－6根，一般人工安裝錨桿10－20根／班，工作時間1.5小時。</p><p>　　(6)充填：11小時</p><p>　　(7)物探：3小時。</p><p>　　4.4.7.2一個回采作業(yè)循環(huán)時間和崩礦量： </p><p>　　回采循環(huán)

124、的工作時間為12.35小時，每一循環(huán)的采礦量為53.361t?；夭勺鳂I(yè)循環(huán)見表4.4。</p><p>　　表4.7回采作業(yè)循環(huán)表</p><p>　　4.5采礦方法技術經濟匯編表</p><p>　　為將采礦方法各項技術經濟清楚地反映出來，須制作采礦方法技術經濟會變如下所示：</p><p>　　4.5.1礦塊的生產能力</p>