摘 要

本设计在实地调研的基础上，结合地质资料，完成湖南宝山多金属矿铜矿体地下开采设计，包括开拓、通风、运输、提升、爆破、通风等系统的设计，同时利用3Dmine软件构建矿体和地表模型、并进一步进行-150m水平中段和-110m水平中段开拓系统三维设计，最终得到了该矿山铜矿体以及地表三维模型，以及开拓系统三维模型。

关键词：铜矿开采；开拓系统；上向水平分层充填法；矿井通风系统：3Dmine三维设计

Abstract

Based on the field research, this design combines geological data to complete the underground mining design of the Baoshan polymetallic ore copper ore body in Hunan, including the design of development, ventilation, transportation, lifting, blasting, ventilation, etc., and build mines using 3Dmine software. The body and surface model, and further the three-dimensional design of the -150m horizontal middle section and the -110m horizontal middle section development system, finally obtained the mine copper ore body and the surface three-dimensional model, and the three-dimensional model of the development system.

Key words: copper mining; development system; upward horizontal layered filling method; mine ventilation system: 3Dmine three-dimensional design

目 录

第1章 总论 4

1.1 设计任务与依据 4

1.2 矿山概况 4

第2章 矿山地质 6

2.1 矿区地形特征 6

2.2 矿区地质 6

2.3 矿床地质 7

2.3.1 主要铜矿体规模、形态及产状 7

2.3.2 围岩特征 8

2.4 矿床开采技术条件与水文地质条件 8

2.4.1 开采技术条件 8

2.4.2 水文地质条件 8

2.4.3 铜矿储量 9

第３章　矿山生产能力 10

3.1 矿山工作制度 10

3.2 矿山生产能力验证 10

3.2.1 根据矿山开采年下降速度验证生产能力 10

3.2.2 根据经济上合理的服务年限验证生产能力 10

第4章 矿床开拓 12

4.1 开采范围确定 12

4.2 矿床开拓 12

4.2.1 开拓方式选择 12

4.2.2 开拓方案比选 12

4.2.3 阶段运输巷道布置 13

4.2.4 平巷断面设计 13

第5章 采矿方法 17

5.1 采矿方法选择 17

5.1.1 方案初选 17

5.1.2 方案技术经济指标比选 17

5.2 采矿工艺 18

5.2.1 采矿方法构成要素 18

5.2.2 采准切割 18

5.2.3 回采工作 19

5.2.4顶板管理 20

第6章 井下运输 21

6.1 运输方式及设备选择 21

6.2 提升设备选择 21

第7章 矿井提升 22

7.1 提升方式 22

7.2 提升设备 22

7.2.1 提升容器 22

7.2.2 提升机选择 24

第8章 矿井通风 26

8.1 通风系统选择与风量计算 26

8.1.1 通风系统选择 26

8.1.2 矿井需风量计算 26

8.1.4 通风阻力计算 27

8.2 主扇风机选择 28

第9章 矿山安全与环境保护 29

9.1 矿山安全 29

9.1.1企业管理措施 29

9.1.2采矿系统防治措施 29

.9.1.3安全避险六大系统 29

9.2 环境保护 30

9.2.1废气治理 30

9.2.2废水治理 30

9.2.3固体废物治理 30

9.2.4噪声治理 30

主要参考文献 31

致　　谢 31

第1章 总论

1.1 设计任务与依据

依据指导老师提供的矿山地质资料，如地质勘探线、地质地形图、矿体储量图以及《采矿设计手册》等规范，对湖南宝山多金属矿铜矿体（161～173线），赋存标高-150m至-70m矿段，进行地下开采相关工程（开拓、运输、采矿方法、爆破、通风、巷道支护等）设计；用矿业软件surpac或3dmine进行三维设计；按照规范要求，完成CAD二维出图。

1.2 矿山概况

宝山矿区位于湖南省郴州市桂阳县城西南部1km处，隶属桂阳县城关镇管辖，与县城直距1公里，交通十分便利。交通位置如图1-1

图1-1宝山铅锌银矿交通位置图

第2章 矿山地质

2.1 矿区地形特征

矿区中心地理坐标：东经112^o42’29”，北纬25^o44’18”。 矿山矿权面积5.2164km²。矿区紧邻桂阳县城，地表不允许大面积崩落。

2.2 矿区地质

1、矿区地层

宝山矿区所处坪宝矿田位于南岭构造带中段北缘，处于郴州—蓝山北东向基底构造岩浆岩带与郴州—邵阳北西基底构造岩浆岩带的交汇部位，耒阳—临武南北向构造带中段，湘南著名的千里山—骑田岭矿集区的西部，处于南岭钨锡钼铋铅锌铜铁锰金银等元素高度浓集的地球化学块体之中，是南岭多金属成矿带的重要组成部分。矿区主要出露石炭系地层，其特征（由老至新）如下：

石磴子组（C1sh）：地表主要分布在矿区的北西和南东，矿区中部仅为零星分布。下部地层为灰黑色中厚至厚层状含燧石条带或团块的泥晶灰岩、白云质灰岩，层间夹紫灰色薄层泥灰岩或钙质页岩；中部地层为灰～深灰色中厚层状含生物碎屑泥晶灰岩；上部地层为深灰色中厚层状灰岩夹薄层泥灰岩和钙质页岩。本组地层厚 406 米～ 477 米。石磴子组地层是宝山矿区中的重要含矿层位。

测水组（C1c）：分布在矿区中的背、向斜两翼。岩性为灰白色绢云母石英砂岩夹黄灰～紫红色粉砂质页岩、黑色炭质页岩、薄层粉砂岩。局部地段在岩层的中部夹劣质煤及炭质灰岩透镜体，该组地层普遍含菱铁矿、黄铁矿。本组地层厚26米～40米。测水组地层是宝山矿区中的主要含矿层位。

梓门桥组（C1z）：在矿区地表广泛出露。按颜色及岩性，该组地层分为上、下两段；

下段（C1z 1）地层：为灰黑色厚层状细粒白云岩。本段地层厚 80～90 米。该段地层是宝山矿区中的主要含矿层位。

上段（C1z 2）地层：为浅灰～灰白色厚～巨厚层状中细粒泥晶白云岩，局部夹白云质灰岩。本段地层厚 70～120 米。

2、矿区构造

燕山期隐伏花岗岩闪长斑岩与成矿关系密切，依据岩体的远近，矿床呈正分带性明显。围岩蚀变主要有矽卡岩化、云英岩化、萤石黄铁矿化、黄铁铅锌矿化等。矿区构造较复杂，主要由形成于印支——燕山期的一系列北东向倒转、向斜及压性、压扭性断裂构造组成。矿体数目众多、规模和形态变化大、矿石类型复杂、伴生组分较多。铅锌银矿石和铜钼矿石的技术加工性能较好，均属易选矿石。

2.3 矿床地质

2.3.1 主要铜矿体规模、形态及产状

赋存在宝岭倒转背斜核部矽卡岩中的单铜矿体主要有 5个（Cu—1、Cu—2、Cu— 3、Cu—5、Cu—7），这五个主矿体的矿量占铜矿总矿量的 93.0%。多为倾斜中厚矿体，厚度较稳定，品位较平均。

表2.1铜矿体特征图

2.3.2 围岩特征

矿体主要产于矽卡岩中，顶板围岩以砂页岩为主，矿体顶板砂页岩岩层厚20～30 米。由于强烈褶皱的作用，作为矿体顶板的砂页岩中节理、裂隙十分发育，且风化较 强，因此，矿体顶板围岩不稳固。矿体底板以灰岩为主，岩石致密、坚硬，岩层也较 完整，因此，底板围岩较稳固。

2.4 矿床开采技术条件与水文地质条件

2.4.1 开采技术条件

1992年后，矿山各个矿段的地下开采坑道已经相互连通，矿坑水先汇集于西部50中段，后集中于170中段的大水仓并排出带地表。需要指出的是北区坑道疏干中心水位已降至-110m标高，形成了一个独立的疏干漏斗，与其他矿段地下水未发生水力联系。

矿区工程地质条件和环境地质条件均属中等类型。

2.4.2 水文地质条件

宝岭东侧地表现已留下露采场大坑，至使四周地下水向中部铜钼矿床井下区汇聚，矿床直接受大气降水补给。宝山矿区井下开采现已全面拉开，北部、西部、中部、东部矿区相互贯通，北部、西部已开拓至-110米、-150 米标高，各区矿坑水均从西部排出地表。宝山矿区各矿床的开采先后顺序为：露采区→中部井下区→东部→西部→北部。

中部铜钼矿床赋存在宝岭背斜蓄水构造中，矿床北东方向有 F3层阻隔桂阳向 70 斜中的地下水，北西方向有 F0断层阻隔北向斜中的地下水。矿床主要产于宝岭倒转背斜正常翼上的矽卡岩中，矿体围岩主要为矽卡岩和石磴子灰岩。矿床顶部无隔水层并处于露采场西侧斜下方。由此可知，该矿床处于透水带中，地下水直接受大气降水补给。矿床地下水位随矿山开采深度的降低而下降，其影响因素主要为大气降水补给量。

本区主要含水层为壶天群灰岩、梓门桥组白云岩裂隙岩溶水含水岩组，岩溶发育较弱，富水性中等，水质为重碳酸钙镁型水；其次是石磴子组灰岩岩溶裂隙水弱含水层，灰岩中常含泥质、夹钙质泥岩及泥灰岩，岩溶发育较弱，该层富水性弱；孟公坳组下段及锡矿山组下段灰岩岩溶裂隙水含水层离矿体较远，中间又有多层隔水层相隔，与矿床开采关系不密切。矿区主要隔水层为测水组砂泥岩，其次为花岗闪长斑岩岩脉，测水组砂泥岩隔水层切断了梓门桥组与石磴子组含水层间水力联系。区内断裂构造受硅化、矽卡岩化蚀变影响一般富水性弱，导水性较差，与测水组砂泥岩隔水层及花岗闪长岩隔水岩脉一起，组成了区内水文地质单元的隔水边界，使各水文地质单元形成独立的补、迳、排系统，相互间水力联系微弱，矿区地下水补给来源为大气降水。矿区浅部老窿较多，具有积水老窿，是浅部开采突水因素之一。

综上所述：矿区水文地质属中等类型。

2.4.3 铜矿储量

目前该矿区保有资源储量（122b 333 333保）矽卡岩型铜矿矿石量 699.4 万吨，金属量铜11.25万吨。

第３章　矿山生产能力

3.1 矿山工作制度

年工作日300天，每天3班，每班8小时

3.2 矿山生产能力验证

根据矿山规模及需求，初步设计年产量43万吨/年，矿体总储量700万吨，服务年限17年。

3.2.1 根据矿山开采年下降速度验证生产能力

= =446821吨/年 (3-1)

t/a；

10m/a；

；

3.2.2 根据经济上合理的服务年限验证生产能力

==73550吨/年 (3-2)

t/a；

；

；

经过两种方法验证，均大于设计年产量43万吨/年，故设计年产量合理

第4章 矿床开拓

4.1 开采范围确定

矿山开采范围为地质勘探线161~173号之间，设计中井筒及建筑多在移动带外，故不需留保安矿柱。

4.2 矿床开拓

4.2.1 开拓方式选择

矿体部分标高在地平线上，初步选用平硐开拓；矿体埋藏较深，初步选用竖井或斜井开拓。故需要采用竖井和平硐联合开拓或斜井平硐联合开拓。

4.2.2 开拓方案比选

表4-1 各开拓方案技术经济比较表

4.2.3 阶段运输巷道布置

阶段高设计为50m，阶段运输巷道沿脉布置，设穿脉巷道，矿石由漏斗装入矿车，再由电机车运出。

4.2.4 平巷断面设计

1、 巷道断面形状的选择