摘 要

锡铁山铅锌矿属于我国少数铅、锌储量较高的矿山。本次设计要求该矿山年产量为100万t。本次设计应依据勘测后所得的矿山地质条件、矿石的性质以及矿区的条件进行分析，完成矿山的开拓系统、通风系统、运输系统和排水系统的构建。采矿方法为分段空场法，运输采用主、副井运输：主井采用箕斗提升，主要运输矿石；副井采用罐笼提升，运输废石、人员、材料和设备等。井筒和巷道的尺寸和形状都要按严格的设计数据才能做出选择，井筒选择圆形拱，巷道选择1/3的三心拱形。

关键词：竖井开拓；分段空场法；矿井通风；巷道设计

Abstract

Xitieshan lead-zinc mine belongs to a few mines with high lead and zinc reserves in our country. This design requires the mine to have an annual output of 1 million t. This design should be based on the analysis of the geological conditions of the mine, the nature of the ore and the conditions of the mine area after the survey, and complete the construction of the mine development system, ventilation system, transportation system and drainage system. The mining method is segmented open pit method, and the main and auxiliary shafts are used for transportation: the main shaft is lifted by skip, and the ore is mainly transported. The auxiliary shaft is lifted by cage, transporting waste rocks, personnel, materials and equipment, etc. The size and shape of the shaft and roadway can only be selected according to strict design data. the shaft chooses circular arch and the roadway chooses 1 / 3 of the three-center arch.

Key Words：Shaft development; Sublevel open stoping method ; Mine ventilation；Roadway design

第1章绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2设计任务及其依据 1

1.3本章小节 1

第2章矿山地质 2

2.1 矿区地理 2

2.2矿区地形 2

2.3矿区地形 2

2.4本章小结 2

第3章矿床开拓 3

3.1矿山工作制度 3

3.2矿山服务年限 3

3.2.1矿山计算服务年限 3

3.2.2矿山实际服务年限 4

3.3开拓方案的选择和确定 4

3.3.1中段高度 4

3.3.2井深的确定 5

3.3.3开拓方案的技术比较 5

3.4开拓系统简述 6

3.5 开拓巷道位置的原则 7

3.6开采顺序 7

3.6.1阶段开采方式 7

3.6.2回采方式 7

3.7本章小结 7

第4章采矿方法 9

4.1开采技术条件 9

4.2采矿方法的选择及回采顺序 9

4.2.1采矿方法的选择 9

4.2.2采矿方法构成要素 10

4.3回采顺序 10

4.4损失、贫化率指标 10

4.5分段空场法 10

4.5.1矿块结构参数 10

4.5.2采准、切割 10

4.5.3矿房回采 11

4.5.4生产能力及计算 11

4.6回采中的凿岩、爆破、放矿 11

4.6.1、凿岩 11

4.6.2爆破 11

4.6.3出矿 12

4.7同时回采矿房 12

4.8本章小结 13

第5章提升与运输 14

5.1运输系统选择 14

5.1.1阶段运输巷道布置 14

5.1.2运输方式 14

5.2运输设备确定 15

5.3列车编组计算 15

5.3.1.电机车牵引的矿车数 15

5.3.2每班电机车运输次数 16

5.4井底车场 18

5.5提升方式及系统选择 18

5.5.1提升任务 18

5.5.2提升设备选择 18

5.6本章小结 20

第6章矿井通风 21

6.1通风方式和通风系统 21

6.1.1通风设计内容 21

6.1.2通风设计要求 21

6.1.3 通风方式和系统选择 21

6.1.4通风条件 21

6.1.5风量计算 22

6.2通风机的选择 24

6.3本章小结 24

第7章井巷断面设计 25

7.1 竖井断面设计 25

7.2阶段运输巷道断面设计 26

7.2.1阶段运输巷道断面形状 26

7.2.2单轨巷道断面设计 26

7.3本章小结 28

第8章总结 29

参考文献 30

致 谢 32

第1章绪论

1.1 研究目的及意义

我国的矿产资源储量较大，矿产资源的开采和利用对中国各个领域都具有明显的影响，其中，铅锌矿储量十分丰富，开采量也处于世界前列。

锡铁山铅锌矿位于青海省西蒙古自治州的边界，柴达木盆地东北边缘。矿区高3000～3500m，冰冻期长，高寒缺氧，风大雨少，空气干燥。矿体主要为透镜状、脉状、层状，呈NW-SE趋势，倾向于西南方向，倾角约70︒。矿体主要为硫化矿石，其硬度系数（ƒ＝6～8）和含碳绿泥石钙质片岩（ƒ＝5）。

铅锌矿的地下开采技术复杂，开采难度大。在开采过程中，必须充分考虑采空区的存在。由于采空区分布不规则，宽度和高度不太大，且整体包含在矿体中，具体情况难以掌握预测。因此，在开采初期，应对采空区进行勘测，同时做好防水工作，为矿山工作环境打下坚实的基础，才能进行下一步的作业。然后灵活布置矿柱和矿房，尽量将矿柱设置在采空区外，减少开采过程中的危险。工艺参数的选择可以有一定的空间，并根据具体情况进行选择。

1.2设计任务及其依据

（1）需要查阅不少于15篇相关文献，其中英文文献必须超过5篇，完成开篇报告，同时翻译英文文献不少于5000字。

（2）掌握矿区地质情况、矿床赋存状况，分析影响矿床开采的各种技术条件；

（3）设计矿床开采方案、开拓运输方案、通风方案；

（4）设计矿山总平面布置图、设计矿山安全环保措施；

（5）完成矿山主要工程设计和图纸绘制，其中手绘不少于1张，编制设计报告。

1.3本章小节

主要总结目的及依据，之后进行设计。

第2章矿山地质

2.1 矿区地理

锡铁山地处柴达木盆地北缘优地槽褶皱带的东南段；边界为东大柴旦-乌兰深断裂的边界，与瓯隆山布鲁克山和宗乌龙山褶皱带相邻。西南边界是残山麓断裂带，与柴达木盆地新生代坳陷有关。隶属于青海省、藏族自治州大柴旦镇。锡铁山铅锌矿的矿床与西宁市东部的距离为699km（铁路），距格尔木市南部137km，西北距大柴旦镇75km。青海至西藏铁路经过矿区东南9km，有直接通往矿区的铁路分支，使矿区的运输更加便利。（图2-1）。

图2-1交通位置图

2.2矿区地形

锡铁山铅锌矿位于柴达木-准地台北缘残山断裂带中，矿区海拔3000~3500m，属于高海拔地区，该地区冰冻期长、高寒低氧、风小、暴雨少、空气干燥。

2.3矿区地形

锡铁山铅锌矿位于柴达木盆地北缘，主要包括锡铁矿段、中沟矿段和断陷沟矿段等。

本次设计的开采对象为锡铁矿段、中间沟矿段和断层沟矿段2222~2822m（0-19线）标高之间的铅锌矿体。

2.4本章小结

介绍矿山的地质及地形。

第3章矿床开拓

3.1矿山工作制度

与相关类矿山进行对比，因为矿山年产量100万t，所以选择年工作日期为300天，每天工作8个小时，为三班倒制度。

3.2矿山服务年限

3.2.1矿山计算服务年限

查询资料得知：矿石储量为7471.73万t（表3-1），工业矿石总回收率为90%。使用年限经计算为74.2年。

表3-1矿山储量表

注：设计利用储量中伴生元素：Au品位：0.67g/t， 金属量：50108kg； Ag品位：59.24g/t，金属量：4426.25t。

3.2.2矿山实际服务年限

最终算的实际生产年限为81.2年。

3.3开拓方案的选择和确定

3.3.1中段高度

经了解，我国矿山的中段高度大部分在30~60m，国外矿山的中段高度大部分在30~200m。锡铁山铅锌矿矿区的标高为2222~2822m。根据矿床的开采技术条件、选定的采矿方法和矿体的勘探程度，确定2822m以下的中段高度为60m。

矿床开采是地下矿山的主要工程。一旦确定，就很难改变。做出的改变即使是很小的一部分，也要花费很多时间和金钱，工期也会受到影响，在这一过程中的将会造成大量的损失。所以要考虑开拓、运输、通风、排水等多方面的因素，才可以做出选择。

开采标高：2222~2822m（1~19线）；

倾角：60~75°，平均为70°。

方案一：主、副竖井开拓（1条竖井，2条副井）

方案二：斜井 副井开拓（1条斜井，2条副井）

方案一：首先，中段矿石由电机车牵引矿车输送到溜井，通过溜井进入井底车场，在井底车场内初步破碎，再运输到矿井后，通过主井提升到地面。中间段的废石由电机车牵引矿车输送到坑底，然后用副井提升到地面，最后运到排土场。人员、材料和设备均通过辅助井上下移动。

方案二：中段采出来的矿石用电机车牵引矿车运送至溜井，然后经溜井流入井底车场，进行初步破碎处理后通过主井提升到地面。所有的中段废石都要用电机车牵引矿车运到坑底，用副井提升到地面，再运送到排土场。人员、材料和设备均通过辅助井上下移动。

3.3.2井深的确定

由已知的矿石分布，同时考虑经济方面的因素。将中间沟主、副井一次下掘至2222m中段，将断层沟副井一次下掘至2342m中段。

3.3.3开拓方案的技术比较

1.竖井与斜井的优缺点：

（1）竖井提升速度快、能力大、安全性高。井筒不易发生变形。斜井提升速度慢，提升容器易发生脱轨事故，且井筒易发生变形，尤其当井筒长、产量高、倾角大时，问题更为突出。

（2）斜井的管道、电缆和提升钢绳与竖井相比都较长，即花费高。斜井的阻力相比于竖井要高，所以提升费用高。同时在竖井与斜井维护修理时，斜井花费较高。

（3）竖井容易机械化，但用到的施工设备较多，且要求的技术管理水平较高。斜井掘进，不需要复杂的设备，施工技术比较简单，掘进速度比较快，有利于缩短基建期限。

2.经济比较

将方案进行经济层面上的比较，两个方案都要用到两个副井，所以只需要对竖井与斜井在投入方面的花费进行比较。

1. 井筒掘进费

式中：

—井筒掘进费（包括直接定额费、工程辅助费、间接费），元；

H—井筒垂直深度，m；

a—井筒倾角，竖井a=90︒。

本次设计井深1080m，经调查，竖井每米造价约（掘进、支护及安装）为1.5万元，斜井每米造价约为0.75万元。

竖井掘进费：；

斜井掘进费用：；

1. 平硐平巷掘进费

式中：

—平硐或平巷掘进费用，元；

—单位巷道掘进费用，元/m；

L—平硐或平巷掘进长度，m。

本次设计一个阶段的运输巷道长为1500m，本次设计为10个中段，总巷道长15000m。经调查，竖井每米造价约为3000元，斜井每米造价约为2900元。

竖井运输巷道费用：万元；

斜井运输巷道费用：。

表3-2开拓方案比较结果

从经济方面考虑，由表3-2可以看出，竖井的基建费用比斜井相对较少。从使用方面考虑，该矿山是大型矿山，且服务年限较高，因此要求矿井的稳定性较好；矿山的年产量是100万t/a，要求矿井的提升能力应较大。中和考量，最终选择方案一（1条主井，2条副井）进行开拓。

3.4开拓系统简述

设计确定采用集中主、副井（1条主井、2条副井）开拓方案。井筒坐标如表3-3所示。

主井（中间沟）井口标高为3302m，井底标高为2222m，全长1080m；

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