摘 要

此次毕业设计使用杉树垭现有地质勘探资料为依据，根据毕业设计说明书的要求完成挑水河东段采区磷矿年产80万吨地下开采设计。主要设计内容有充填开采设计，包括开拓系统、采矿方法、提升运输、矿井通风和给水排水以及充填系统的设计。根据说明书要求的年产量，确定矿石开采量和采运设备运输量，选用合适的运输设备和开采设备，采用皮带运输，通过铲运机转运至溜井，然后在各阶段运输，由皮带牵引运到卸矿仓，最后由卡车运输至地面。通过技术经济比较，决定选用房柱采矿嗣后充填法以及平硐溜井联合开拓方案。通风系统采用由中央进风、两翼回风的对角式通风系统，根据风量和风压选取风机。根据计算数据选取合适采掘设备。

关键词：地下开采,中厚磷矿,充填采矿

Abstract

This graduation project requires to finish the underground mining design of Phosphate rock with an annual output of 800 thousand tons in Eastern Tiaoshui River according to the graduation design specification with Existing geological prospecting data of Sanshuya. The main content includes the development system, mining methods, lifting transportation, mine ventilation and water supply and drainage, as well as filling system design. According to the requirement of roduction, we need to determine the amount of the mined ore and mining equipment transportation volume, select the suitable transportation equipment and mining equipment, using belt conveyor, scraper through transport to the chute, and then transport in each stage, finally carried to the ground by cars. By comparison of technology and economy, I decided to use hole pillar of a house fills mining law hereafter and Combined development plan of adit and sliding well.

Key Words：Underground mining ,Phosphorite Mine, Mining methods

总论 1

1.1矿区概况 1

1.2设计依据和设计条件 2

1.3设计方案 2

1.4主要技术经济指标汇总表 2

2.矿山地质 3

2.1概述 3

2.2 矿区地质 3

2.3 矿床地质 4

2.4 水文地质 4

2.5工程地质及开采技术条件 5

2.6 矿石储量 6

3矿床开拓 7

3.1概述 7

3.2矿山工作制度、生产能力和服务年限 7

（2）生产能力验证 7

3.3开拓方案 9

3.3.1主要开拓工程的布置 9

3.3.2 中段运输巷道布置 10

4采矿方法 11

4.1概述 11

4.2采矿方法的选择 12

4.3采场参数布置 12

4.4回采 14

4.5 采空区处理 15

5.提升运输 15

5.1 运输方式 15

5.2 坑内运输 16

6．矿井通风 18

6.1 通风系统及通风方式 18

6.2矿井风量及负压计算 19

总论

1.1矿区概况

杉树垭矿区东部矿段位于湖北省宜昌市夷陵区樟村坪镇境内，东起水晶山F26断层为界，西以F12断层（上盘矿体）为自然边界，南东至西叉河西岸矿层露头线，北达董家河。工作区勘查（地表）面积7.73平方公里。地理坐标：东径111°09′58″～111°12′10″；北纬31°21′41″～31°23′48″。按F12断层上盘深部矿体边界划分，水平投影勘查为面积7.62平方公里。该矿段有的主矿区与外界主干连接，交通较为便利。区内山脉、水系呈北东向展布；区内山高谷深，地形陡峻。北西、南东边界为谷地，中部凸起，最高海拔标高为1539米（矿段南部）， 最低海拔标高为715米（西叉河河床），相对高差一般为650米，最大为824米，属中山地貌类型。。

矿段气候属亚热带温湿型，四季分明。根据之前所可以查到的资料表明，当地的年均降雨量992.8毫米。每年春夏之交为雨季，占年降水量的大部分；冬季为枯雨期，降雨量仅占年降雨量的15.6%，常年平均气温在20°左右，而且有冰冻降雪阻断交通的潜在危险。

该地区工业以磷矿开采为主要工业项目，农业种植为辅助第二增收项目。区内经济主要依赖磷矿开发及相关产业，财政收入在湖北省属于中上水平。

1.2设计依据和设计条件

本设计主要依据杉树垭磷矿的地质资料报告书和以往设计院的地质调查工作，以及采矿设计手册的内容进行初步设计。

赋存矿段出露的主要层有：寒武系下统牛蹄塘组（1n）、震旦系下统灯影组（Z2dn2）、陡山沱组（Z2d）、中元古界西汊河组（Pt2X），磷矿层产于陡山沱组。陡山沱组自上而下可划分为4个岩性段，即白果园段（Z2d4）、王丰岗段（Z2d3）、胡集段（Z2d2）和樟村坪段（Z2d1）。 杉树垭磷矿开采范围内主要见两个工业矿层中磷层（）和下磷层（），其中是杉树垭磷矿主要工业矿层。矿体赋存标高909.22～710m，埋深0～598m。矿层总体倾向北东，倾角一般为3°～10°,矿体呈层状，分布连续矿体厚度1.27～13.65m，一般为2～4m，平均厚度2.8m，品位16.52%～32.98%，平均品位25.21%。在矿段北西部发育富集地段，矿层厚度6～13.65m，平均厚度8m，平均品位28.9%。该矿属于缓倾斜薄至中厚矿体。矿层顶板岩性为灰--浅灰色薄--中厚层状泥粉晶云岩夹泥质云岩条带，底板岩性为浅灰－灰白色厚层含硅磷质团块粉细晶云岩。

矿段位于董家河与西叉河的河间地块内，为一缓倾单斜储水构造。矿体东及南东侧出露于地表，且绝大部分位于当地最低侵蚀基准面（标高715米）以上。北东、北西侧矿体位于侵蚀基准面以下，地下水以迳流运移和向区外排泄为主，使本矿段构成基本独立的水文地质单元。矿段环境地质质量总体属中等～不良类型。本矿段开采技术条件（水、工、环）中等～复杂类型的矿床。

1.3设计方案

据说明书要求的年产量，确定矿石开采量和采运设备运输量，选用合适的运输设备和开采设备，采用皮带运输，通过铲运机转运至溜井，然后在各阶段运输，由皮带牵引运到卸矿仓，最后由卡车运输至地面。通过技术经济比较，决定选用房柱采矿嗣后充填法以及平硐溜井联合开拓方案。通风系统采用由中央进风、两翼回风的对角式通风系统，根据风量和风压选取风机。根据计算数据选取合适采掘设备。

1.4主要技术经济指标汇总表

主要经济技术指标

2.矿山地质

2.1概述

杉树垭矿区属于宜昌磷矿的一个矿区，位于宜昌磷矿北部。杉树垭矿区被划分成东部和西部两个矿段。东部矿段（以下简称矿段）为本次初步设计开采地段，它南接栗西磷矿区，西邻杉树垭磷矿区西部矿段，北接董家包矿段。在平面上大致以北西45°方向呈一矩形展布，长轴长3～4km，短轴宽2.3～2.5km，面积7.73k。在垂直剖面上，Ph₂²、Ph₂¹、Ph₁³三个工业矿层从上至下依次产出，其中Ph₂²为主要工业矿层，也是本次初步设计开采的主要对象。

2.2 矿区地质

矿段主要出露震旦系灯影组，其次为陡山沱组及部分寒武系和中元古界西叉河组地层，分布于矿段东南缘及北西侧。矿段北东边缘有寒武系牛蹄塘组零星出露，西叉河组沿西汊河谷地带分布，其余地段均为灯影组分布区。矿段总体倾角较小，断裂构造为主，断层较多，对矿体连续性破坏较大。Ph2磷层为区内主要工业矿层，产于陡山沱组胡集段（Z2d2）底部，全区均有分布。矿层上部为白云岩条带泥晶砂屑磷块岩；中部以致密条带状泥晶砂砾屑磷块岩为主；下部则为白云岩条带泥晶砂屑磷块岩，夹硅质团块或硅质条带，厚度1.27～11.52m，平均厚度3.78米，P2O5含量18.47~32.98%,一般含量24～27%。而Ph1磷层赋存于陡山沱组樟村坪段中亚段地层中，即上、下白云岩之间。宜昌磷矿发育完整地段，Ph1可构成三个分矿层，即Ph13、Ph12、Ph11。仅Ph13在区内形成次要工业矿层。

2.3 矿床地质

区内Ph2矿层的磷块岩有亮晶粒屑结构、泥晶砂屑结构、交代残余结构、鲕粒结构、粉晶砂屑结构,其中以亮晶粒屑结构、泥晶砂屑结构、粉晶砂屑结构较为常见。Ph13则以泥晶砂屑结构，（泥）亮晶砂屑结构，泥质砂屑结构，粉晶砂（砾）屑结构为主。

矿段内仅南缘TC22～TC36间出露于地表,其它地段均隐伏于地下。由16个探槽、2个平硐、6个老硐、9个占孔控制，巳控制工业矿层（体）长度1950～3600米，宽度1550～1800米。矿体南缘赋存标高909.22～749.06米，北缘赋存标高800～751.62米,中间地段赋存标高890～788.92米。矿体埋深0～598米。矿层总体倾向北东，部分地段倾向北,倾角3～9度。

矿体呈层状分布连续，厚度较稳定。矿体厚1.55～11.52米，一般为2～4米，平均厚度3.90米，厚度变化系数47.45%。 P2O5品位19.07～32.98%,平均品位26.74%，品位变化系数12.49%。在矿段南部、北部发育有两个富集地段。

矿段南部富集地段大致分布于TC22～TC36、LN1～PD2～ZK102一线，厚度一般3～4米，最厚6.18米；P2O5品位一般大于25%，其中在LN7～PD2一带，品位大于30%，展布方向为北西向。

矿段北部富集地段分布于ZK703～ZK710一线，厚度一般4～6米，最厚11.52米，P2O5品位一般大于24%，其中ZK703单工程平均品位达29.81%。展布方向亦为北西向。

Ph2工业矿层的厚度与品位变化存在着一定的相互依存关系。矿段南部富集地段、矿段北部富集地段矿层厚度大，品位亦高。Ph2矿层结构，依据矿石自然类型,在矿层结构发育齐全时，具有明显的三分结构，即：Ph23（上分层）白云岩条带状磷块岩、Ph22（中富矿）致密条带状（块状）磷块岩、Ph21（下分层）薄层白云岩夹磷块岩。

2.4 水文地质

宜昌磷矿层多赋存于当地侵蚀基准面以上，各矿段（段）间亦多为地表溪沟切割，形成了多个独立的水文地质单元。地下水主要补给来源大气降水，并以泉水集中或分散流排泄，补给地表水。泉流量的最大和最小值分别为13.62升/秒（店子坪矿段Z2d13溶隙水）和0.001升/秒，一般以0.5～1.0升/秒为多见。