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1、第四章 采礦方法設(shè)計 4.1 開采范圍及開采技術(shù)條件 4.1.1 礦山開采現(xiàn)狀 夏甸金礦1981年建礦，1984年正式投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力為采選100t/d的生產(chǎn)規(guī)模，后經(jīng)幾次擴(kuò)建現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)2000t/d?，F(xiàn)有主斜井、七號、北耩三個主要生產(chǎn)礦區(qū)，三個礦區(qū)在-230m中斷貫通，七號礦區(qū)所生產(chǎn)礦石經(jīng)-230m貫通巷道運送到北耩礦區(qū)提升到地表，目前這幾個礦區(qū)的提升能力已經(jīng)滿負(fù)荷，再擴(kuò)大的可能性不大。 七號礦區(qū)采用明豎井-盲豎井-盲豎井聯(lián)合開拓方式，明豎井筒斷面∮3.2m，井口標(biāo)高為+165m，井底標(biāo)高為+5m，井深160m，下設(shè)五個中段，中段高度30m。采用∮2.0m雙筒卷揚機(jī)，2#雙層

2、罐籠配平衡錘提升。目前該井只負(fù)擔(dān)人員、材料等提升任務(wù)。三期盲豎井井筒斷面為∮3.2m，井口標(biāo)高-230m，井底標(biāo)高-658m，井深428m。下設(shè)12個中段，中段高度為35~40m.采用∮2.5m雙筒提升機(jī)，箕斗和罐籠互為平衡提升。提升能力為800t/d。該井負(fù)責(zé)230m以下的礦石、廢事、人員、材料等提放任務(wù)。 排水系統(tǒng)：在+5m。、-230m、-455m、-600m各設(shè)一個水泵房、水倉、井下涌水接力排到地表。 通風(fēng)系統(tǒng)：采用多級基站通風(fēng)系統(tǒng)。新鮮風(fēng)流從北耩豎井、七號豎井進(jìn)入-230m中斷石門、運輸巷道、三期明豎井、各中斷平巷、采場、各用風(fēng)地點后。污風(fēng)由回風(fēng)巷道?；仫L(fēng)井排到地表。 采礦方法

3、主要為上向水平分層尾砂水里充填法、低貧損分段崩落法兩種，回采時可針對具體礦段的礦體賦存條件選用合適的采礦方法。 4.1.2 設(shè)計開采范圍 本次設(shè)計范圍為七號礦區(qū)526-547勘探線間、-525m～-660m范圍的礦體，設(shè)計范圍內(nèi)現(xiàn)查明金礦資源儲量和推測資源儲量共2733893t，金品位4.79g/t，金金屬量13085kg。-525m水平以上保有礦石量2341214t 4.82g/t 11293kg，滿足基建期（約三年，生產(chǎn)規(guī)模為全礦2000t/d）的生產(chǎn)消耗，基建期滿后上部中段剩余礦量（1351214t 4.82g/t 6513kg，全部在-525m水平以上）可在新豎井達(dá)產(chǎn)期由舊系統(tǒng)陸續(xù)

4、采出；故本次設(shè)計資源量（含上部中段剩余礦量）為4085107t，品味4.81g/t，金金屬量19645.8kg。 4.1.3 開采技術(shù)條件 區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)4個較大工業(yè)礦體，其編號分別Ⅱ、Ⅶ-1、Ⅶ-2、Ⅶ-3，其中Ⅱ、Ⅶ-1、Ⅶ-2均分布在主裂面下盤的黃鐵絹英巖中，Ⅶ-3號礦體位于黃鐵絹英巖和黃鐵絹英化花崗質(zhì)破碎巖之過渡帶中。 Ⅶ-1號礦體連續(xù)分布于529-547線之間，為該礦床的主要礦體之一，礦體賦存于斷裂蝕變帶主裂面以下蝕變閃長玢巖之下盤。礦體走向45°-50°，傾向南東，傾角在45°±，平均水平厚度為3.70m。 Ⅶ-2礦體連續(xù)分布在526-547線之間為該礦區(qū)的主要工業(yè)礦體，賦存與主

5、裂面下盤，526線-547線之間，礦體走向長度450m，走向45°-50°，傾向南東，傾角在45°左右，金礦體形態(tài)呈脈狀、透鏡狀、沿走向傾向變化不大，具膨縮分支復(fù)合尖滅現(xiàn)象。水平厚度0.87m-49.45m。 Ⅶ-3礦體走向長度245m，呈脈狀，走向45°-48°，傾向南東，分支復(fù)合較明顯。礦體平均水平厚度5.80m。 礦區(qū)地表為荒山，無村莊，農(nóng)田，地表允許陷落。 4.2 采礦方法的選擇 VII-2號主礦體賦存在主裂面以下5-55m，分布于526線-547線間，詳查控制礦體標(biāo)高-525m~-660m，斜深389m，走向長450m，礦體深部向下尚未封閉，尚有一定資源潛力。礦體總體走向NE

6、45°左右，傾向SE，傾角45°-50°，金礦體形態(tài)呈脈透鏡狀，沿走向變化較大，具有膨縮分支復(fù)合尖滅現(xiàn)象，礦體由15個鉆孔控制，水平厚度0.87m-49.45m，平均水平厚度為13.04m，平均真厚度為9.22m。 VII-3礦體分布于526-538線之間，賦存于VII-2礦體下盤3-12m，礦體走向長度245m，呈脈狀，走向45°-48°，傾向南東，傾角47°±，礦體分布于黃鐵絹英巖化花岡質(zhì)碎裂巖中，礦體品均水平厚度5.80m。 礦區(qū)地表為荒山，無村莊、農(nóng)田，地表允許陷落。 根據(jù)礦巖較穩(wěn)固，礦體為傾斜礦體，厚度屬中厚礦體，可選分段礦房法，礦石價值高，可選充填采礦法，地表允許陷落可選崩落

7、采礦法，分段崩落法中有底柱分段崩落采礦采準(zhǔn)切割工作量大，底部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，礦石損失量大，無底柱分段崩落法結(jié)構(gòu)與回采工藝簡單，安全，機(jī)械化程度高，損失貧化有可能小于有底柱方法，無底柱方法的通風(fēng)條件較差，但在完善通風(fēng)系統(tǒng)和加強通風(fēng)的情況下，該缺點是可以克服的。 根據(jù)條件可選方案有1 分段礦房法 2低貧損無底柱分段崩落法 3 上向水平分層充填采礦法 4.2.1 采礦方法初選 ⑴方案一簡述： 低貧損無底柱分段崩落法 .①方案特點： 優(yōu)點 1）采礦方法結(jié)構(gòu)簡單，靈活性較大，不需留礦柱。 2）與有底柱分段崩落法比采切比小。 3）回采工藝簡單，便于使用高效的自行鑿

8、巖、裝運設(shè)備實現(xiàn)采掘綜合機(jī)械化。 4）在巷道中作業(yè)安全。 5）勞動生產(chǎn)率較高，礦塊生產(chǎn)能力大。 缺點 1）在獨立巷道內(nèi)作業(yè)通風(fēng)條件較差，需設(shè)計局扇通風(fēng)。 2）大中型設(shè)備維護(hù)工作量大，一般礦山自行解決備品備件有一定困難。 ②采場的構(gòu)成要素： 階段高度 溜井間距 分段高度 進(jìn)路間距 進(jìn)路斷面 50 150 8 8 3.5×3 ③采準(zhǔn)布置： 階段運輸沿脈平巷、天井、溜井、斜坡道，布設(shè)在下盤巖石中。階段運輸平巷應(yīng)布置在其下階段礦體回采錯動界限外。 每個礦塊設(shè)一個溜井。溜井個數(shù)根據(jù)礦石產(chǎn)品種類而定，單一礦石產(chǎn)品時，設(shè)一溜井，采用鏟運機(jī)出礦

9、。如果回采順序是從礦體中間拉切割槽向上、下盤兩個方向推進(jìn)時，應(yīng)分別在上、下盤巖石中布設(shè)溜井。應(yīng)盡量避免在礦體中布置溜井及其它井巷工程，以減少礦石損失和降段封井工程量。 將每個階段劃分為分段，各分段用斜坡道通過聯(lián)絡(luò)道連接，布置在脈外下盤。回采進(jìn)路具體布置根據(jù)礦體厚度、傾角、出礦設(shè)備和合理運距、地壓管理、通風(fēng)及安全因素等確定。上下相鄰的分段，回采進(jìn)路呈菱形布置。為形成切割槽，可在回采進(jìn)路的頂端，需開鑿切割平巷和切割天井。 ④切割工作 為形成切割槽，可在回采進(jìn)路的頂端，需開鑿切割平巷和切割天井，作為最初的崩礦自由面及補償空間。 ⑤回采工藝： 回采金進(jìn)路垂直于走向布置，回采是由上盤往下盤方向

10、推進(jìn)。在一個礦塊內(nèi)有2個分段采準(zhǔn)，一個分段進(jìn)行鑿巖，2個分段進(jìn)行崩礦。為了減少貧化，在同一分段中各進(jìn)路的回采盡可能保持在一條直線上。采用采礦臺車鑿上向中深孔。炮孔為扇形布置，炮孔采用裝藥機(jī)進(jìn)行裝藥，也可采用裝藥車。出礦設(shè)備采用電動鏟運機(jī)出礦。為了減少礦石損失，出礦采用低貧損出礦方式。 ⑥主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 礦塊生產(chǎn)能力 采切比 礦石貧化率 礦石損失率 采礦直接成本 安全程度 施工難易程度 400t/d 7.55m/kt 4%~6% 5% 安全 易 ⑵方案二簡述： 分段礦房法----分段鑿巖 分段出礦 ①方案特點： 分段回采，可使用高效率的無軌裝運設(shè)備，

11、應(yīng)用時靈活性大，回采強度高。同時分段礦房采完后，允許立即回采礦柱和處理采空區(qū)，即提高了礦柱的礦石回采率，又處理了采空區(qū)，為下分段回采創(chuàng)造了良好的條件。主要缺點是采準(zhǔn)工作量大，每個分段都要掘分段運輸平巷、切割巷道、鑿巖平巷等。 ②采場構(gòu)成要素： 采場構(gòu)成要素的選擇，應(yīng)根據(jù)礦體類型、厚度、產(chǎn)狀、礦巖穩(wěn)固性及出礦方式等因素來選擇采場尺寸。 礦房長度 礦房寬度 階段高度 分段高度 頂柱高度 間柱寬度 40m 礦體寬 45m 15m 5m 5m ③采準(zhǔn)布置： 每一個分段有一個出礦系統(tǒng)底部結(jié)構(gòu)的塹溝及拉底巷道布置在底盤巖石中，具體布置形式根據(jù)礦石的采出方式和裝運設(shè)備而定。底

12、盤脈外運輸巷道采用斜坡道與各分段平巷相連接各分段的礦石由沿走向每隔80~100m溜礦井下放到運輸大巷。分段平巷起運轉(zhuǎn)礦石，輸送材料，來往人員，通風(fēng)等作用，每隔10m掘一裝礦平巷。塹溝拉底平巷布置在裝礦橫巷的另一端起拉底和形成塹溝的作用，當(dāng)巖體不厚時，有時也起鑿巖平巷的作用。 ④切割工作： 切割天井布置在礦房端部靠礦房礦柱處，從剖面上有塹溝平巷直至分段礦房最高處，作為擴(kuò)大切割槽爆破自由面。切割橫巷和塹溝拉底平巷用中深孔拉開切割立槽，然后即可進(jìn)行分段回采。用塹溝拉底平巷進(jìn)行拉底，一般隨著回采推進(jìn)，逐步把拉底層拉開。 ⑤回采工藝： 從切割槽向礦房另一側(cè)進(jìn)行回采，深孔鑿巖，崩下的礦石，從裝運巷

13、道用鏟運機(jī)運到分段運輸平巷最近的溜井，溜到階段運輸巷道裝車運出。當(dāng)一個礦房回采結(jié)束后，立即回采一側(cè)的間柱和斜頂柱，回采斜頂柱的深孔鑿巖硐室，開在礦柱回采平巷的一側(cè)，對應(yīng)于礦房的中央部位。回采順序是：先爆間柱并將崩下的礦石放出，然后再爆破頂柱，受爆力拋擲作用，頂柱崩落的大部分礦石溜到塹溝內(nèi)放出。 ⑥主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 礦塊生產(chǎn)能力 采切比 礦石貧化率 礦石損失率 采礦直接成本 安全程度 施工難易程度 400t/d 17.14m/kt 9.5% 13.8% 安全 較難 ⑶方案三簡述： 上向水平分層充填法 ① 方案特點： 工作面向上分層推進(jìn)，每層又以采、出、

14、充形式循環(huán)作業(yè)，工藝循環(huán)多，礦塊生產(chǎn)能力隨著生產(chǎn)管理水平和機(jī)械化程度而異 分層回采，分層充填，采空區(qū)高度較小，兩幫維護(hù)較容易，能適應(yīng)礦體的變化，不容易丟邊和超采，還可以進(jìn)行選別回采，貧損指標(biāo)容易控制。人在采場內(nèi)作業(yè)，直接頂板需進(jìn)行護(hù)頂和加固，否則安全性差，采準(zhǔn)切割工程量小。 ② 采場構(gòu)成要素： 沿走向布置采場， 中斷高度 礦房長度 間柱寬度 頂柱厚度 底柱厚度 60m 60m 礦體水平寬度 5 6 ③ 采準(zhǔn)切割布置： 采準(zhǔn)工作包括運輸平巷、充填井、人行天井及放礦溜井的掘進(jìn)和構(gòu)筑。采用無軌設(shè)備脈外采準(zhǔn)還包括采區(qū)斜坡道、分段平巷、分段聯(lián)絡(luò)道等。充填井設(shè)在礦房中央，只設(shè)

15、一個，當(dāng)?shù)V房很長時應(yīng)設(shè)2個，人行天井和溜礦井一般采用順路架設(shè)，人行天井廠兼做慮水井, 溜礦井用混凝土澆灌壁厚300mm，圓形內(nèi)徑為1.5m，人行慮水井用預(yù)知鋼筋混凝土構(gòu)件砌筑或澆灌混凝土（預(yù)留泄水小孔），充填天井?dāng)嗝鏋?×2.4㎡，內(nèi)設(shè)充填管路和人行梯子等，且礦房安全出口，其傾角為80°-90°。 采用礦石底柱時，先掘進(jìn)運輸巷道，然后掘充填井及放礦溜井和人行天井，并在底柱的頂部水平進(jìn)行切割工作。 ④ 回采工藝： 國內(nèi)采用淺眼落礦設(shè)備鑿巖，根據(jù)礦石穩(wěn)固程度采用全分層一次落礦或分次落礦。可采用二采一充的回采順序，上向鑿巖時一般用YT-45鉆機(jī)，一些引進(jìn)和采用無軌液壓臺車鑿巖。 為了減少粉礦

16、損失和礦石貧化，采用水砂充填料時，常鋪設(shè)墊板，鑿巖爆破前，需對采場頂板進(jìn)行嚴(yán)格的檢查處理。當(dāng)采場面積小，頂板穩(wěn)固性好時，只做撬毛或局部錨桿加固，當(dāng)采場面積較大或采場頂板脫層，局部冒落，穩(wěn)固性較差時，應(yīng)采用錨桿金屬網(wǎng)支護(hù)，以保證回采的安全。 ⑤ 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 礦塊生產(chǎn)能力 采切比 礦石貧化率 礦石損失率 采礦直接成本 安全程度 施工難易程度 200t/d 3m/kt 9.70% 1.2% 安全 難 4.2.3 采礦方法選擇 綜合比較三種方案，分段礦房法采準(zhǔn)工作量大，施工較難，上向水平充填法雖然礦石損失貧化小，但效率低，勞動強度大，并且充填成本高，充填系統(tǒng)

17、復(fù)雜，間柱回采困難，無底柱分段崩落法雖然損失貧化大，但采場結(jié)構(gòu)簡單，可以采用無軌運輸設(shè)備，機(jī)械化程度高，生產(chǎn)效率大，并且采用低貧損放礦后可以明顯降低礦石的貧化，所以采用無底柱分段崩落法。 4.3 采礦方法設(shè)計 4.3.1采準(zhǔn)工作概述 采準(zhǔn)是在已開拓完畢的礦床里，掘進(jìn)采掘巷道，將階段劃分為礦塊作為回采的獨立單元，并在礦塊內(nèi)形成行人、鑿巖、放礦、通風(fēng)等條件。礦塊采準(zhǔn)包括采準(zhǔn)巷道和切割巷道。按主要采準(zhǔn)巷道與礦體位置關(guān)系分為脈內(nèi)采準(zhǔn)、脈外采準(zhǔn)和聯(lián)合采準(zhǔn)三類?？紤]到巷道的支護(hù)級生產(chǎn)的安全等因素，采用脈外采準(zhǔn)。 4.3.2采準(zhǔn)巷道布置 一．階段高度 根據(jù)礦巖穩(wěn)固性及礦體傾角和賦存形態(tài)，取

18、階段高度為50m,階段運輸巷道布置在下盤脈外。 二．斜坡道 分段與階段運輸巷道之間以斜坡道連接，斜坡道采用折返式，斜坡道間距為250m~500m,坡度為10%，路面用碎石鋪設(shè)，斜坡道斷面尺寸根據(jù)鏟運機(jī)外形尺寸和通風(fēng)量確定，巷道寬度等于設(shè)備寬再加0.9~1.2m，巷道高度等于設(shè)備高再加0.6~0.75，因此取斜坡道斷面尺寸為3.5×3.0㎡。 三．礦塊尺寸及溜井位置 這種采礦方法劃分礦塊的標(biāo)志不明顯，為了管理上的方便，一般以一個溜井所服務(wù)的范圍作為一個礦塊。因此礦塊長度等于溜井間的距離。 溜井間的間距根據(jù)裝運設(shè)備類型確定的，夏甸金礦采用國產(chǎn)2m3鏟運機(jī)，溜井間距設(shè)為150米，同時為了生

19、產(chǎn)上靈活、方便，溜井布置在脈外連接各分段。溜井應(yīng)盡量避免與卸礦巷道相通，可用小的分支溜井與巷道相通，這樣在上下分段同時卸礦時，互相干擾小，也有利于通風(fēng)管理。溜井?dāng)嗝娌捎脠A形，斷面尺寸為直徑2m。 四．分段高度 采用中深孔爆破，取分段高度為8m。 五．回采巷道 回采巷道的間距對礦石的損失貧化、采準(zhǔn)工作量和回采工作量的穩(wěn)固性都有一定的影響 ，取回采巷道間距為8m， 回采巷道的斷面形狀以矩形為好，有利于在全寬上均勻出礦，拱形巷道不利于巷道邊部礦石流動，使礦石的流動面變窄，并已發(fā)省堵塞，增大礦石損失。由于采用鏟運機(jī)出礦，回采巷道尺寸為3.5×3.0㎡。為了使重載下坡和便于排水，回采巷道

20、應(yīng)有3‰的坡度。 六．回采巷道的布置 回采巷道的布置是否合理，將直接影響損失貧化。上下分段回采巷道應(yīng)嚴(yán)格交錯布置，使回采分間呈菱形，以便將上一分段回采巷道間的脊部殘留礦石盡量回收。在同一分段內(nèi)回采巷道之間應(yīng)互相平行。回采巷道垂直走向布置。 七．分段運輸聯(lián)絡(luò)道的布置 分段運輸聯(lián)絡(luò)道用來聯(lián)絡(luò)回采巷道、溜井及各分段運輸巷道，以形成各分段的運輸、行人和通風(fēng)系統(tǒng)。斷面2.5×2.5㎡。分段運輸聯(lián)絡(luò)道采用下盤脈外布置。 4.3.3 切割工作 回采前必需在回采巷道的末端形成切割槽，作為最初的崩礦自由面及補償空間。開掘切割槽采用切割平巷與切割天井聯(lián)合拉槽法。 沿礦體邊界掘進(jìn)一條切割平巷貫通各回采

21、巷道端部，切割平巷規(guī)格為3.5×3.0㎡。然后每四個回采巷道掘一條切割天井，切割天井規(guī)格為3.5*2.0㎡。在切割天井兩側(cè)，從切割平巷鉆鑿若干排平行或扇形炮孔每排5~8個炮孔，以切割天井為自由面，一側(cè)或兩側(cè)逐排爆破爆破炮孔形成切割槽。 4.3.4 采準(zhǔn)切割工程量 表4-1 標(biāo)準(zhǔn)礦塊采準(zhǔn)切割工程量表 序號 工程名稱 斷面（㎡） 長度（m） 數(shù)量（條） 總長（m） 工程量 （m3） 一 采準(zhǔn)工程 1 斜坡道 3.5×3.0 80.4 6 482.4 5065.2 2 聯(lián)絡(luò)道 2.5×2.5 5 6 30 187.5 3 分

22、段巷道 2.3×2.8 150 6 900 5796 4 回采巷道 3.5×3.0 18 78 1404 14742 5 分段切割平巷 3.5×3.0 150 6 900 9450 6 切割天井 3.5×2.0 6 24 144 1008 7 礦石溜井 3.14 50 1 50 1570 二 切割工程 1 拉槽 300 150 6 900 10800 合計 4810.4 48447.7 4.3.5回采工作 一．采場爆破鑿巖工作 （1）采場爆破參數(shù) 扇形炮

23、孔的邊孔角：邊孔角決定著分間的具體形狀，邊孔角越小分間越接近方形，因而可以減小炮孔長度。但邊孔角過小，會使很多靠邊界的礦石處于放礦移動帶之外，在爆破時這里以產(chǎn)生過擠壓而使邊孔達(dá)不到爆破效果。根據(jù)覆巖下放礦散體移動范圍確定邊孔角為55°。邊部炮孔的爆破條件取決于崩落礦石在空場條件下被放出時所形成的坡面角，為減少第二分段炮孔的最大深度第一分段進(jìn)路的邊孔角取30°。 炮孔扇面傾角：炮孔扇面傾角指的是扇形炮孔排面與水平面的夾角，采用前傾布置常用70～85°，取80°，這種布置方式可以延遲上部廢石細(xì)塊提前滲入，裝藥較方便。 崩礦步距：崩礦步距指一次爆破崩落礦石層厚度。崩礦步距取1.2m。 孔

24、 徑： 60mm 最小抵抗線：根據(jù)W/d=30計算，W為最小抵抗線d為炮孔直徑，取W為1.8m。 表4-2 爆破參數(shù) 孔深 孔徑 孔底距 排距 最小抵抗線 8.0m 60mm 1.8m 1.2m 1.8m （2）炸藥類型選擇及單耗確定 炸藥選擇銨銻炸藥，裝藥工作采用氣動裝藥器，根據(jù)巖石穩(wěn)固性系數(shù)確定炸藥單耗為0.85kg/m3。 （3） 鑿巖工作 采用的鑿巖工具為YGZ-90重型鑿巖機(jī)，鑿巖機(jī)的基本參數(shù)如表4—2所示，每臺搭配工人兩名。鑿巖機(jī)采用三班作業(yè)，年作業(yè)率為70%。平均工作效率為50m/臺班，炮孔直徑為60mm。為保證爆破效果要特別注意炮眼質(zhì)量。炮孔的深

25、度和角度都應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計施工。鑿巖機(jī)所需臺數(shù)計算如下： 每米炮孔崩礦量： （4-1） 式中：； ； ； ； ； ； 采場配置鑿巖機(jī)臺數(shù)： n 式中：； ； ； ； 表4—3 YGZ-90技術(shù)參數(shù) 質(zhì)量 沖擊功 沖擊頻率 扭矩 耗氣量 氣管內(nèi)徑 水管內(nèi)徑 95kg 796J 33Hz 118H/m 183L/s 38mm 19mm 鑿巖直徑 最大孔深 釬尾尺寸 長 寬 高 50—80mm 30m 138×97mm 876m

26、m 355mm 303mm （4）裝藥方式及爆破 無底柱分段崩落法的爆破只有很小的補償空間，屬于擠壓爆破，爆破的塊度關(guān)系到裝運設(shè)備的效率和二次破碎工作量。為了避免扇形炮孔孔口裝藥的過于密集，裝藥是采用交錯裝藥的形式。爆破采用銨銻炸藥，半秒延期導(dǎo)爆管與導(dǎo)爆索聯(lián)合起爆，雷管引爆，裝藥使用BQ-100裝藥機(jī)裝藥, 裝藥密度為1.05g/cm3，共需兩臺（一臺備用），每臺搭配工人3名。 每排炮孔裝藥量： （4-2） 式中：； ； ； 表4-4 爆破計算數(shù)據(jù) 礦塊 工業(yè)儲量（t） 28

27、0686 每米崩礦量（t/m） 8.41 炮孔直徑（mm） 60 需炮孔長度（m） 33375 裝藥量（kg） 83130 二．二次破碎 在出礦過程中，對塊度大于1000×1000mm的礦塊在采場內(nèi)進(jìn)行二次破碎。采用淺眼爆破，單孔單藥包，裝于孔底，口部堵塞，同時起爆，二次爆破炸藥消耗量為0.10kg/t。 三．出礦 采切工程和崩落礦體均采用國產(chǎn)2m3鏟運機(jī)進(jìn)行裝運，將崩下礦石運至分段運輸巷道內(nèi)的溜井。通風(fēng)結(jié)束后進(jìn)行撬毛排險，將工作面附近的定幫浮石處理干凈，因出礦作業(yè)在覆蓋巖下進(jìn)行，作業(yè)工程安全性好，采場運輸采用無軌設(shè)備運搬方式，主要設(shè)備為2m電動鏟運機(jī),每臺配

28、置兩名工人。 表4-5 電動鏟運機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 型號 DLK-1 額定斗容 m 2 額定載重量 t 4 機(jī)重 t 12.6 電機(jī)型號 JO-93-4 功率 KW 101.5 最大行走速度 ㎞/h 36 外形尺寸 ㎜（長×寬×高） 8750×2200×1800 采場配置鏟運機(jī)的臺數(shù)計算： 1. 小時生產(chǎn)能力確定： 1) 裝運卸一次作業(yè)循環(huán)時間： （4-3） 式中： ； ； ； ； 2) 小時裝運卸作業(yè)循環(huán)次數(shù)：

29、 （4-4） 3) 小時生產(chǎn)能力： （4-5） =0.8×30×2×1.8 =86.4t 式中：； ； 2. 臺班生產(chǎn)能力的確定： 1）班內(nèi)的設(shè)備完好率： （4-6） =73% 式中：； ； 2)工時利用率：

30、 （4-7） =50% 式中： ； ； 3）班有效時間： =4h （4-8） 4）臺班生產(chǎn)能力： （4-9） =86.4×4 =345.6t/臺班 3. 臺年生產(chǎn)能力： 1）年工作班數(shù)為550臺班。 2）臺年生產(chǎn)能力： （4-10） =55

31、0×345.6 =190080t 設(shè)備的臺數(shù)： （4-11） ≈1臺 采場配置鏟運機(jī)的臺數(shù)為2臺，其中一臺為備用。 無底柱分段崩落法的礦巖接觸面較大，應(yīng)該加強出礦管理。 表4-6 采場出礦主要指標(biāo) 出礦臺班效率 345.6t/臺班 出礦工班效率 52t/工班 采場出礦能力 484t/d 四．回采工作計算 （1）回采工作循環(huán)計算 無底柱分段崩落法使用的是一次性鑿巖、裝藥，分段爆破、出礦。 鑿巖與裝藥時間： （4-12）

32、 一次崩礦量：2×（8×8-3.5×3.0）×1.8×2.87=552.8t （4-13） 出礦時間： （4-14） 一個循環(huán)爆破時間：Tb=30min 一個循環(huán)通風(fēng)時間：Tt=30min 表4-7 回采工作循環(huán)圖表 作業(yè)名稱 時間 I II III 2 4 6 8 2 4 6 8 2 4 6 8 鑿巖及裝藥 127d 爆破 0.5h 通風(fēng) 0.5h 出礦 12

33、.8h 五．覆蓋巖層形成 為了形成崩落法正?；夭蓷l件和防止圍巖大量崩落造成安全事故，在崩落礦石層上面必須覆以巖石層。巖石層厚度要滿足兩點要求：第一，放礦后巖石能夠埋沒分段礦石，否則形不成擠壓爆破的條件，使崩下的礦石將有一部分落在巖石層之上，增大礦石損失貧化；第二，一旦大量圍巖突然冒落時，確實能起到緩沖的作用，以保證安全。根據(jù)這一要求，一般覆巖厚度約取為兩個分段高度。 根據(jù)礦體的賦存條件和巖石性質(zhì)，采取邊回采邊放頂形成覆蓋巖層的方法。在第一分段上部掘進(jìn)放頂巷道，在其中鉆鑿與回采炮孔排面一致的扇形深孔，并與回采一樣形成切割槽。以礦塊作為放頂

34、單元，邊回采邊放頂，逐步形成覆蓋巖層。 六．采場通風(fēng) 無底柱分段崩落法回采工作面為獨頭巷道，無法形成貫穿風(fēng)流；工作地點多，巷道縱橫交錯很容易形成復(fù)雜的的角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，風(fēng)量調(diào)節(jié)困難；溜井多而且溜井與各分段聯(lián)通，卸礦時揚出大量粉塵，嚴(yán)重污染風(fēng)源。采區(qū)用局扇進(jìn)行通風(fēng)，用分段平巷和進(jìn)路中的局扇進(jìn)風(fēng)，風(fēng)筒和采場回風(fēng)天井回風(fēng)。通風(fēng)方式屬于角聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路，采用壓入式通風(fēng)，壓入式通風(fēng)的優(yōu)點是風(fēng)流有效射程較長，可減少爆破沖擊波對風(fēng)筒的破壞。 局部通風(fēng)輔助設(shè)備為JK58-1NO.4型風(fēng)扇，其中采礦作業(yè)面兩臺，掘進(jìn)作業(yè)面10臺。風(fēng)筒采用直徑500mm柔性風(fēng)筒高強度塑料薄膜，長度700m 七．主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) （

35、1）礦塊生產(chǎn)能力計算 礦塊儲量: 礦塊采出礦石量可根據(jù)公式 T=(1-ρ)/(1-γ) ×Q （4-15） 計算： T=0.905÷0.862×280686=294687t 式中ρ、γ分別為礦塊的損失率和貧化率。 出礦天數(shù)： （4-16） 礦塊生產(chǎn)能力： （4-17） 礦塊回采時間： （4-18） (2) 采切比： 用長度表示千噸采切比 （4-19） 用體積表示千噸采切比 （4-20）

36、(3) 采場回收率：90.5% 采場貧化率：13.8% 采場損失率：9.5% 表4-8 采區(qū)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總 序號 指標(biāo)名稱 單位 指標(biāo) 備注 1 礦塊生產(chǎn)能力 t/d 717 2 采礦鑿巖臺效 m/臺*班 45 3 裝運機(jī)臺效 t/臺*班 345.6 4 鑿巖工工效 m/臺*班 52 5 采場掌子面工效 t 16 6 采礦損失率 % 9.5 7 采礦貧化率 % 13.8 8 采切比 m/kt 17.14 9 主要材料消耗 （1） 炸藥 Kg/t 0

37、.46 （2） 雷管 個/t 0.03 （3） 導(dǎo)爆線 m/t 0.20 （4） 釬子鋼 Kg/t 0.04 （5） 木材 M3/t 0.0002 （6） 輪胎 個/t 0.001 表4-9 回采作業(yè)成本計算表（單個礦塊） 序號 陳本項目 單位 單消 單價 單位成本 總用量 總成本 一 輔助材料 1 炸藥 Kg 0.85 7.5 6.375 83130 529953.75 2 雷管 個 0.03 1.5 0.045 4470 20115 3 導(dǎo)爆

38、管 m 0.20 3.0 0.6 29805 17883 4 釬子鋼 Kg 0.04 6.5 0.26 5961 1549.86 6 鋼材 Kg 1.05 5.0 5.25 156475 821493.75 7 輪胎 個 0.0001 15000 1.5 2.98 44707.5 8 潤滑油 Kg 0.0076 8.5 0.0646 226.5 1925.4 9 中深孔柱齒釬頭 個 0.0025 150 0.375 74.5 11177 二 動力消耗 電度電費 Kw*

39、h/t 6 0.6 3.6 178830 107298 三 工人工資 元 30000 四 職工福利基金 元 4500 作業(yè)成本 元/t 年作業(yè)量 t 4.4 礦井通風(fēng) 4.4.1 礦井通風(fēng)方式 礦井通風(fēng)方式有壓入式、抽出式和混合式三種。 （1）壓入式　壓入式通風(fēng)是使整個通風(fēng)系統(tǒng)在壓入式主扇的作用下，形成高于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。在入風(fēng)段，由于風(fēng)流集中，風(fēng)量大，造成較高的壓力梯度，在需風(fēng)段和回風(fēng)段則相反，壓力梯度較小。由于在入風(fēng)側(cè)存在較高的壓力梯度，可使新鮮風(fēng)流沿指定的通

40、風(fēng)線路迅速送入井下，避免受其他作業(yè)污染，風(fēng)質(zhì)好。但由于壓入式通風(fēng)的風(fēng)門等風(fēng)流控制設(shè)施，均安設(shè)在入風(fēng)段，運輸、行人頻繁，不易管理和控制，井底車場漏風(fēng)大，而在回風(fēng)段主扇形成較低的壓力梯度，不利于快速排煙，不能及時地按指定路線將污風(fēng)排出風(fēng)井，煙塵亂竄，使井下風(fēng)流紊亂，加上自然風(fēng)流的影響，甚至?xí)l(fā)生風(fēng)流反向，使新鮮風(fēng)流受到污染。 （2）抽出式 抽出式通風(fēng)是使整個通風(fēng)系統(tǒng)在主扇作用下形成低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。抽出式通風(fēng)在回風(fēng)側(cè)形成較高的負(fù)壓，在入風(fēng)側(cè)形成低氣壓。從壓力損失的大小看，由于排風(fēng)集中，排風(fēng)量大，在排風(fēng)側(cè)造成高壓力梯度，入風(fēng)側(cè)由于風(fēng)流分散，壓力梯度也較小。回風(fēng)側(cè)形成高負(fù)壓和較高的壓力梯

41、度，使各作業(yè)面的污風(fēng)迅速向回風(fēng)道集中，排風(fēng)系統(tǒng)的煙塵不易向其他巷道擴(kuò)散，具有排煙快的優(yōu)點。此外由于集中回風(fēng)，風(fēng)流的調(diào)節(jié)控制設(shè)施均按設(shè)在回風(fēng)道中，既不妨礙行人與運輸，又便于管理，控制可靠。我國冶金礦山多采用此種通風(fēng)方式。 （3）壓抽混合式 壓抽混合式通風(fēng)，在入風(fēng)側(cè)和排風(fēng)側(cè)都利用主扇控制，使整個通風(fēng)系統(tǒng)都在較高的風(fēng)壓和較高的壓力梯度作用下，風(fēng)流按指定的路線流動，排煙快、漏風(fēng)少，也不容易受自然風(fēng)流的干擾而造成風(fēng)流反向。此種通風(fēng)方式兼有壓入式和抽出式的優(yōu)點，有利于提高礦井通風(fēng)效果，但壓抽混合式通風(fēng)所需通風(fēng)設(shè)備較多，通風(fēng)動力也大一些。 單一抽出式具有通風(fēng)系統(tǒng)簡單、便于管理和控制、基建投資省、營運費

42、用低、綜合效益好等方面的優(yōu)點，選擇抽出式作為通風(fēng)方式。根據(jù)開拓工程布置和已有開拓工程的施工現(xiàn)狀，深部通風(fēng)方式為主混合井進(jìn)風(fēng)、七號豎井回風(fēng)的兩翼對角式通風(fēng)系統(tǒng)。 新鮮風(fēng)流經(jīng)混合井進(jìn)入，經(jīng)中段石門、中段運輸巷道、輔助風(fēng)井或斜坡道進(jìn)入分段巷道，采場等用風(fēng)地點，沖洗工作面后，污風(fēng)由本中段回風(fēng)巷道或經(jīng)回風(fēng)井回到上中段回風(fēng)巷道，最后由七號豎井倒段排放到地面?；旌暇b載、排水及粉礦回收系統(tǒng)的新鮮風(fēng)流由混合井進(jìn)入，經(jīng)裝載皮帶道、粉礦回收道等用風(fēng)地點后，經(jīng)粉礦回收井到達(dá)上中段，在粉礦回收井上口設(shè)一除塵凈化裝置，污風(fēng)經(jīng)凈化后重新加入通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)，作為新鮮風(fēng)流參與通風(fēng)。新風(fēng)通過北耩豎井和七號豎井流入12中段石門、大

43、巷、三期工程豎井、中段巷道、采場，污風(fēng)則有采場回風(fēng)井、11中段回風(fēng)巷、回風(fēng)井排到地表。 4.4.2 風(fēng)量計算 1、根據(jù)礦井年產(chǎn)量和萬噸耗風(fēng)量，估算礦井總風(fēng)量，計算式是： 礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力為33萬t/a，則需風(fēng)量 Q=A×q=33×1.5=49.5m/s （4-21） 式中：Q—礦井總風(fēng)量，m/s； A—礦井年產(chǎn)量，萬t/a； q—年產(chǎn)萬噸耗風(fēng)量，m/s。 2、按工作面爆破作業(yè)炸藥消耗量計算 q=NLS/t=12×150×10.5/2400=7.87m/s （4-22） 同

44、時工作面為8個，總需風(fēng)量=7.87×8=62.96 m/s 式中：q—采場排煙需風(fēng)量， m/s； L—采場長度，150m； S—采場通風(fēng)斷面積，10.5m； t—爆破后排煙通風(fēng)時間，對采場一般取1200-2400s； N—采場中炮煙達(dá)到濃度時，風(fēng)流交換倍數(shù)，12。 3、按工作面防塵進(jìn)行計算 1）回采工作面風(fēng)量 ① 按排塵風(fēng)速確定回采工作面風(fēng)量： （4-23） 式中： ② 按排除炮眼計算回采工作面需風(fēng)量：

45、 （4-24） 式中： ——采場爆破后炮煙中心至采場回風(fēng)巷道的距離取采場 長度一半，m N——風(fēng)流交換倍數(shù)，取25.5 T——爆破后排煙通風(fēng)時間，取1200s 由上述計算結(jié)果可知，排塵所需供風(fēng)量大于排煙所需的風(fēng)量，因此排塵計算所得的風(fēng)量4.20m3/s作為采場工作面所需供風(fēng)量。 2） 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量 掘進(jìn)工作面包括開拓、采準(zhǔn)、切割工作面 按排出炮煙計算： （4-25） 式中： 按排塵風(fēng)速計算： 由上述計算結(jié)果可知，排塵所需供風(fēng)量大于排煙所需

46、的風(fēng)量，因此排塵計算所得的風(fēng)量3.05m3/s作為掘進(jìn)工作面所需供風(fēng)量。 3） 服務(wù)性硐室風(fēng)量 硐室所需風(fēng)量為2 m/s 設(shè)計同時工作面8個，6個掘進(jìn)工作面，2個回采工作面，8個輔助通風(fēng)硐室。按排塵風(fēng)量計算， Q==2×4.2+6×3.05+8×2= 42.7m/s （4-26） 式中：Q—礦井總風(fēng)量，m/s； —回采工作面需風(fēng)量，3.1m/s； q—掘進(jìn)工作面需風(fēng)量，2.1 m/s； q—硐室所需風(fēng)量，2 m/s。 考慮到可能有漏風(fēng)等影響因素，取1.2的風(fēng)量備用系數(shù)，需風(fēng)量為51.24 m/s 表4-10 礦井總風(fēng)量 工作面 每個作業(yè)面的需風(fēng)量，

47、 同時工作作業(yè)面?zhèn)€數(shù)，個 總風(fēng)量， 采區(qū) 掘進(jìn)面 硐室 4.20 3.05 2 2 6 8 8.40 18.30 16.00 總計 42.70 4）綜上所述取排塵風(fēng)量51.24m/s為礦井設(shè)計風(fēng)量 4.4.3 局部通風(fēng) 采準(zhǔn)、切割獨頭巷道時，以及采場爆破后要加強通風(fēng)，采用局部抽出通風(fēng)，根據(jù)采準(zhǔn)、切割工作面數(shù)，設(shè)計選用JK55-2NO.405型局部排風(fēng)扇。 4.4.4 通風(fēng)阻力計算 礦井通風(fēng)總阻力，對于機(jī)械抽出式通風(fēng)而言，是指風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口到扇風(fēng)機(jī)風(fēng)硐，沿任一風(fēng)路流動，沿途所產(chǎn)生的摩擦阻力與局部阻力之和。 在扇風(fēng)機(jī)整個服務(wù)年限內(nèi)，礦井總阻力隨著

48、開采深度以及生產(chǎn)規(guī)模的變化而變化。為了使扇風(fēng)機(jī)在整個設(shè)計服務(wù)年限內(nèi)，高效運轉(zhuǎn)，在選擇風(fēng)機(jī)時必須考慮到可能出現(xiàn)的最大總阻力和最小總阻力。兩者分別對應(yīng)著扇風(fēng)機(jī)服務(wù)年限內(nèi)通風(fēng)最困難時期與通風(fēng)最容易時期的礦井總阻力，此外還需考慮到反向的自然風(fēng)壓。 新鮮風(fēng)流進(jìn)入礦井后分很多分支，流經(jīng)各作業(yè)中段和工作面，然后又在另一處匯合，形成并聯(lián)、角聯(lián)或復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)路。在進(jìn)行礦井通風(fēng)阻力計算時，首先在眾多的分支中選取一條阻力最大的路線，，一般可在通風(fēng)系統(tǒng)圖上，根據(jù)采掘作業(yè)布置情況找出風(fēng)流線路最長、風(fēng)量最大的一條做為阻力最大的風(fēng)路，然后沿著這條風(fēng)流路線一一計算各段井巷摩擦阻力，然后疊加起來即為礦井通風(fēng)總阻力。 1.礦井

49、總摩擦阻力公式為： （4-27） 式中：、——各段摩擦阻力 通風(fēng)摩擦阻力計算： 式中：； ； ； ； ； ； 2.自然風(fēng)壓計算 （4-28） 式中：； ； ； 計算得自然風(fēng)壓值為： 通風(fēng)阻力計算見表 表4-11 生產(chǎn)前期通風(fēng)阻力計算表 序號 巷道名稱 摩擦阻力系數(shù) 巷道長度 （m） 巷道周長 （m

50、） 凈斷面面積 風(fēng)阻 R=APL/S3 風(fēng)量 摩擦阻力 (h=Rq2(Pa) S（m2） S3 q(m3/s) q2 1 混合井 45 900 19.78 23.76 13413.41 0.060 42.7 1823.29 108.90 2 -660m混合井車場 10 153 12.9 11.5 1520.88 0.013 42.7 1823.29 23.66 3 -660m混合井石門 10 1379 12.9 11.5 1520.88 0.117 25.1 630.01 73.69 4 -660m中段

51、沿脈巷道 10 450 12.9 11.5 1520.88 0.038 25.1 630.01 23.94 5 輔助風(fēng)井 35 135 14.00 12.25 1838.27 0.036 18.9 357.21 12.86 6 分段巷道 10 450 9.3 5.9 205.38 0.203 18.9 357.21 72.78 7 分段聯(lián)絡(luò)道 10 15 9.3 5.9 205.38 0.007 3.1 9.61 0.067 8 -570m七號井石門 10 220 9.20 5.28 147.20

52、 0.138 51.24 2625.54 362.32 9 七號三期石門 45 330 10.05 8.04 519.72 0.287 51.24 2625.54 753.53 10 -230m七號井石門 10 190 9.20 5.28 147.20 0.119 51.24 2625.54 312.44 11 七號二期石門 45 235 11.08 8.64 644.97 0.193 51.24 2625.54 506.73 12 +5m七號井石門 10 150 9.20 5.28 147.20 0.0

53、94 51.24 2625.54 246.80 13 七號明豎井 45 160 10.05 8.04 519.72 0.139 51.24 2625.54 364.95 小計 2862.67 局部阻力系數(shù)15% 429.40 合計 3292.07 表4-12 生產(chǎn)后期通風(fēng)阻力計算表 序號 巷道名稱 摩擦阻力系數(shù)a(×10-3) 巷道長度 （m） 巷道周長 （m） 凈斷面面積 風(fēng)阻 R=APL/S3 風(fēng)量 摩擦阻力 （

54、h=Rq2（pa） S（m2） S3 q（m3/s） q2 1 混合井 45 900 19.78 23.76 13413.41 0.060 42.7 1823.29 108.90 2 -660m混合井車場 10 153 12.9 11.5 1520.88 0.013 42.7 1823.29 23.66 3 -660m混合井石門 10 1379 12.9 11.5 1520.88 0.117 25.1 630.01 73.69 4 -660m中段沿脈巷道 10 450 12.9 11.5 1520.88

55、0.038 25.1 630.01 23.94 5 -660m中段穿脈巷道 10 139 12.9 11.5 1520.88 0.012 51.24 2625.54 31.51 6 -570m穿脈沿脈 10 450 12.9 11.5 1520.88 0.038 51.24 2625.54 99.77 7 -570m七號井石門 10 220 9.20 5.28 147.20 0.138 51.24 2625.54 361.01 8 七號三期石門 45 330 10.05 8.04 519.72 0.287

56、 51.24 2625.54 753.95 9 -230m七號井石門 10 190 9.20 5.28 147.20 0.119 51.24 2625.54 311.78 10 七號二期石門 45 235 11.80 8.64 644.97 0.193 51.24 2625.54 506.73 11 +5m七號井石門 10 150 9.20 5.28 147.20 0.094 51.24 2625.54 246.80 12 七號明豎井 45 160 10.05 8.04 519.72 0.139 51.24

57、 2625.54 365.56 小計 2907.30 局部阻力系數(shù)15% 436.10 合計 3343.40 3.等積孔計算 A=1.191.19 m （4-32） 可知礦井通風(fēng)難易程度為中等。 4.4.5 通風(fēng)設(shè)備選型計算 礦井通風(fēng)采用兩翼對角式通風(fēng)，混合井進(jìn)風(fēng)，側(cè)翼風(fēng)井回風(fēng)，進(jìn)風(fēng)量51.24 m/s，通風(fēng)容易時期負(fù)壓6561Pa，通風(fēng)困難時期負(fù)壓6953Pa。采區(qū)和分段每隔一定間距布置一條通風(fēng)天井，采區(qū)作業(yè)面和掘

58、進(jìn)面采用局扇輔助通風(fēng)。 礦井通風(fēng)設(shè)備是指主力扇風(fēng)機(jī)和電動機(jī)。選擇扇風(fēng)機(jī)必須首先知道礦井通風(fēng)系統(tǒng)要求扇風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量和風(fēng)壓。 （1）扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 （4-33） （2）扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓 （4-34） ——與扇風(fēng)機(jī)通風(fēng)方向相反的自然風(fēng)壓 則：H (3) 根據(jù)設(shè)計工況選取通風(fēng)機(jī) 選取1K53NO18軸流式風(fēng)機(jī)兩臺，兩臺串聯(lián)工作。 (4) 通風(fēng)構(gòu)筑物和通風(fēng)管理 采用機(jī)械式通風(fēng)，為了使各采區(qū)獲得所需風(fēng)量，需要設(shè)置風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)窗等通風(fēng)構(gòu)筑物，進(jìn)入工作面前的風(fēng)量采用自然調(diào)節(jié)方式，采區(qū)回風(fēng)結(jié)束后應(yīng)封閉好采空區(qū)，以防漏風(fēng)