充填采矿设计

1目录第一章矿床地质与开采技术条件..................31.1矿床地质..........................................31.2开采技术条件......................................3第二章．采矿方法选择............................42.1采矿方法的实质.....................................42.1.1上向进路胶结充填法的实质.................................42.1.2下向胶结充填法的实质.....................................42.2采矿方法技术经济分析比较...........................5第三章．采矿方法构成要素..........................6第四章．矿块采准切割工作..........................64.1采准巷道布置原则...................................64.2采准切割工程布置...................................64.3凿岩设备及断面形状.................................64.4采切工程量.........................................74.5施工顺序...........................................8第五章采场回采设计...............................85.1凿岩爆破工作........................................85.1.1炮眼直径.................................................85.1.2炮眼深度.................................................85.1.3炮眼数目.................................................95.1.4单位岩石炸药消耗量.......................................95.1.5最小抵抗线的确定........................................105.1.6孔距....................................................1025.1.7炮孔倾角................................................105.2出矿工作.........................................115.2.1出矿设备的选择.........................................115.2.2二次破碎的方法.........................................115.2.3采场出矿生产能力计算...................................115.3采场通风...........................................125.3.1整体通风................................................125.3.2回采工作面的需风量......................................125.3.3回采工作面通风。........................................135.4采场充填工作.......................................135.4.1充填材料................................................135.4.2充填应满足的条件........................................135.4.3充填工艺................................................145.5回采工作组织.......................................14第六章采空区处理...............................15第七章采矿方法主要技术经济指标.................157.1贫化损失的计算.....................................157.2采矿直接成本计算...................................157.3主要技术经济指标汇编...............................16第八章结语....................................17参考文献.........................................173第一章矿床地质与开采技术条件1．1矿床地质某铅锌矿床产于变质火山岩系之中,属海相火山岩系热液沉积---改造硫化物矿床。矿区地质构造为一短轴背斜，轴向为310°左右，两翼均向南倾斜，倾度70°-80°，其南翼正常，北翼倒转。轴部出现灰白---灰绿色蚀变石英角斑凝灰岩，为矿区含矿层，厚50m-200m，其南北两侧分别为绿泥石或矽质千枚岩和石英纳长斑岩。由于石英角斑凝灰岩处于倒转背斜的核部，承受挤压，形成挤压破碎带。矿床为一隐伏矿床，矿体呈透镜状、似层状产在强烈蚀变的石英角斑凝灰岩中。矿体与岩层平行，沿片理产出。矿石类型主要有块状矿、浸染矿和黄铁矿三种。块状矿矿体形态与稳固性稍好，矿量占总矿量的57%；浸染矿矿体多分枝复合、尖灭再现现象，稳固性较差，矿量占总矿量的41%。浸染矿与块状矿之间界限明显，有时通过致密浸染状含铜铅锌矿石，呈渐变过渡关系。浸染矿与石英角斑凝灰岩界限不明，靠分析品位划分确定。1.2．开采技术条件①矿区内矿体走向长约800m，斜长600m，平均厚度15.5m，倾角60-80°。矿石为含铜铅锌硫化矿石，共含有21种有用金属，主元素的平均品位为Cu：1.66%，Pb：4.61%，Zn：5.87%，S：19.50%。②矿体及直接围岩（石英角斑凝灰岩），受倒转背斜挤压影响，节理裂隙发育，稳固性较差，不允许有较大的暴露面。下盘石英纳长斑岩，稳固性较好。其矿岩物理力学性质如下：表1-1类型体重（t/m3）松散系数f值自然安息角备注块状矿4.41.768-1445-50°可凿性好浸染矿3.11.926-845-50°可爆性好黄铁矿3.61.7210-1245-50°可凿性好石英角斑凝灰岩2.91.96-845-50°绿泥石千枚岩2.651.634-645-50°石英纳长斑岩2.651.638-1045-50°可爆性差4③矿区构造应力显著，其水平应力为垂直应力的1.5-1.8倍。④浸染矿、石英角斑凝灰岩遇水易泥化。⑤矿床水文地质较为简单。⑥地表允许陷落。⑦矿山年生产能力为33万吨，采用主副井加斜坡道的开拓方案。第二章．采矿方法选择根据矿岩稳固性、矿体厚度和倾角，可知此矿是矿岩较不稳固的急倾斜厚矿体，不适合采用空场法和大规模的崩落法，鉴于矿石的高品位和地形的复杂性，可初步选定采用上向进路胶结充填法和下向进路胶结充填法。2.1采矿方法的实质2.1.1上向进路胶结充填法的实质巷道机械化掘进式采矿。可使用大型设备进行矿石运搬，此方法的只要特点是：(1)进路顶板暴露面积与采场比较相对较小，能保证回采作业的安全;(2)进路断面较大，凿岩出矿支护充填等工艺可以实现机械化作业，效率较高；(3))充填体强度要求低，充填成本较下向充填法低；(4)为了不破坏矿石原有的稳定性和保证接顶的质量，进路回采采用光面爆破；(5)采场通风为独头巷道型通风，效果较差。2.1.2下向胶结充填法的实质回采顺序为由上到下进路回采，除第一层中的进路外，每一层的进路都是在胶接充填料形成的人工顶板下进行回采作业。进路分为倾斜进路和水平进路，倾斜进路角度一般为5~12度，以达到更好的充填接顶。在布置进路时，一般下一层的进路和上一层的进路错开布置，以有利于安全进路充填时每一进路都采用胶结充填，除第一层采用普通充填体以外，其他层均采用高强度的胶结充填体。初步确定矿块的高度为60米，采场宽度为矿体的厚度16米，采场的长度为100米，因此此矿山大致可分为80个矿块进行生产。上向进路胶结充填法的矿块生产能力：即矿块每天的平均生产量，下式计算5SbmsTPnnt，t式中P------矿块的平均日生产能力，t；ST------一个回采循环中从回采工作面采下的矿石量；st------一个回采工作面的回采循环时间，班；bn------每昼夜回采工作班数，班；mn------矿块中同时进行的工作面数。此矿山规模与地质条件与小铁山铅锌矿极为相似，因此可用工程类比法，选取凿岩台车四台在四个工作面同时工作。矿块生产能力P115.232691.2t；年生产量691.22330456192Qt符合年生产目标。2.2采矿方法技术经济分析比较对于下向进路胶结充填与上向进路胶结充填法矿快的划分相似，但是下向充填过程复杂，使用高强度的充填料增加了采矿成本,降低了劳动生产率.综合考虑选取上向进路胶结充填法。采矿方法技术经济指标第一种方案下向进路充填法第二种方案上向进路充填法矿块的生产能力300～500t／d400～1000t／d采准比43m3／kt32.7m3／kt劳动生产率5～6t／工班9.5t／工班矿石回收率与贫化率3%～5%3%～5%采矿成本高低安全程度安全安全性好工人劳动条件好好6第三章．采矿方法构成要素采场回采进路沿走向布置，长度100米，宽度为矿体厚度，高度为中段高度60米，为满足无轨设备的运行，矿体下盘布置分段巷道，分段高度为12米。通常采用矩形进路间隔回采，为了避免相邻进的巷道回采时造成严重的贫化损失，第一步回采后需进行胶结充填。从切割巷道沿矿体走向，向采场两端掘进断面为4m×4m的回采进路，先单后双间隔回采。矿块之间采用依次推进的顺序。第四章．矿块采准切割工作4.1采准巷道布置原则1）.布置采准巷道要考虑矿体倾角和厚度的变化，以满足顺利放矿和凿岩落矿的要求。2）.要考虑矿体的地质构造和矿石与围岩的物理力学性质，所有巷道应尽量避开断层，实在避不开时，也应尽可能使巷道直交或斜交断层。3）.采准巷道的布置要考虑矿石损失和贫化的合理性。4）.凿岩巷道的布置和数目应以所采用的凿岩机的有效工作深度为依据。5）.布置采准巷道要保证工作人员的安全和良好的通风条件。4.2采准切割工程布置采准切割工作主要包括，采准斜坡道，分段巷道、分层联络道、溜矿井、充填回风井、以及切割巷道等。从采准斜坡道向矿体开掘联络道与分段巷道相联。分段巷道沿着矿体走向，每一分段巷道负责三个分层的回采工作，分层采高为4m。采准斜坡道与分段巷道的坡度最大为16.7%，断面积为3.6m×3.6m。沿着分层联络道垂直与矿体走向掘进切割横航。在采场的上盘掘进回风充填井，从阶段运输大巷掘进回风巷道联通回风充填井，回风充填井联通着上一阶段的回风巷道，以此形成最初的通风回路。在采场的下盘分段巷道一侧掘进矿石溜井。4.3凿岩设备及断面形状根据矿岩性质选用YGZ-70型的凿岩机，配CTG700-3型的凿岩台车，除了回风充填井和切割巷道采用矩形巷道之外，其他巷道都采用直墙拱形断面的巷道，除回风巷道断面为2m×4m外，其他巷道都采用4m×4m的断面面积。由于巷道较稳固，可采用锚杆支护在个别地方可采用加喷射混凝土的支护方法。74.4采切工程量表4-1采准工程量计算表序号巷道名称巷道数目巷道长度（m）巷道断面