摘 要

此次设计是根据良山铁矿的相关资料完成的良山铁矿深部开采工程设计，设计开采范围大约3.17平方千米，垂直方向为114米至—400米水平。

良山铁矿深部开采工程设计的年产量为100万吨每年，设计的主要内容有：采矿方法的确定，提升与运输，巷道断面和井筒断面以及通风等的设计。

关键词：地下采矿；开拓方法；采矿方法；提升与运输；通风

Abstract

This design is based on the related data of Liangshan Iron Mine. The design of the deep mining project of Liangshan Iron Mine is designed. The design is about 3.17 square kilometers and the vertical direction is 114 meters - -400 meters.

The annual output of the deep mining project of Liangshan Iron Mine is 1 million tons annually. The main contents of the design are the determination of mining methods, the lifting and transportation, the section of the roadway and the shaft section and the ventilation.

Key words: Underground mining; Development method; Mining methods; lifting and transportation; ventilation.

目录

第一章 总论 1

1设计背景及目的 1

2.矿区位置、交通及设计开采范围 1

3.设计开采范围 1

第二章 矿山地质 3

2.1矿区地质 3

2.2矿床地质 3

2.2.1矿体特征 3

2.2.2矿石特征 3

2.3水文地质 4

2.3.1地表水 4

2.3.2地下水 4

2.4工程地质及开采地质条件 5

2.4.1矿层及其围岩的物理力学性质 5

2.4.2矿层及其围岩的稳固性 6

2.5矿石储量 6

2.5.1资源储量工业指标 6

2.5.2原江西省储委批准的资源储量 7

2.5.3矿区保有资源储量 7

第三章 矿床开拓 8

3.1矿山工作制度、生产能力验证和服务年限 8

3.1.1.矿山工作制度 8

3.1.2矿山生产能力验证 8

3.1.3矿山服务年限 10

3.2 开拓方案的选择 10

3.2.1主副竖井开拓方案 10

3.2.2皮带斜井 副竖井开拓方案 11

第四章 采矿方法 12

4.1概述 ........................................................12

4.2采矿方法的选择 12

4.3回采工艺 12

4.3.2.采准切割工作 13

4.2.3.回采 13

第五章 矿井提升运输、 14

5.1井下运输设备 14

5.1.1.矿车选型 14

5.1.2.机车选型 15

5.1.3.电机车牵引的矿车数量 15

5.2矿井提升容器及设备 18

5.2.1.每小时提升量计算 18

5.2.2.箕斗规格选择： 18

5.2.3.罐笼规格选择 19

第六章 井筒断面和巷道断面设计 20

6.1井筒断面 20

6.1.2.根据图解法确定井筒直径 21

6.2巷道断面设计 22

6.2.1.巷道净宽度 22

6.2.2巷道净高 22

第七章 矿井通风................................................25

7.1矿山风量估计 25

7.2全矿总风量 25

7.2.1 矿井需风量计算 25

7.3扇风机选型 27

7.3.1.扇风机风量计算： 27

7.3.2.扇风机风压计算 27

致谢 30

参考文献......................................................................................................................................31

第一章 总论

1设计背景及目的

良山铁矿隶属于江西新余钢铁股份有限公司，于上世纪七十年代中后期建成投产，由良山矿区、太平山矿区、下坊矿区组成。最初良山铁矿的采选设计规模为1200kt/a，但之后的调查证明，虽然良山铁矿的选矿厂具备1200kt/a的原矿处理能力，但是良山铁矿的实际生产能力并不能达到要求，只有720kt/a。

虽然良山铁矿由三个矿区组成，但下坊矿区目前交由地方民采，负责良山铁矿生产的矿区只有良山矿区和太平山矿区。良山矿区于1997年建成投产，最初生产时采用露天开采方式开采，一年后露采结束进入地下开采矿石，尽管当时设计的生产能力达到450kt/a，然而实际生产能力远远达不到要求，只有250kt/a;太平山矿区于1979年建成投产，与良山矿区相同，建成投产后采用露天开采，16年后露采结束转入地下开采，初步设计矿区地采生产能力为250kt/a,然而实际生产能力为150kt/a。由于两个矿区的生产能力均不能满足选厂设计生产能力，只能通过回收露天边坡残留矿量，基本维持全矿600kt/a的采矿能力。

随着开采的不断进行，114米中断以上可采矿石储量已经很少了，当太平山矿区可开采矿石量全部采完后，整个矿区的全部生产能力酱油良山矿区独立承担，然而良山矿区114米以上中段可采矿石量并不多，即使以450kt/a的生产能力开采，也只剩10年的开采时间了。

然而随着江西新余钢铁有限公司地发展，良山铁矿的生产计划在不断增加，这就导致了两者之间的矛盾——公司逐渐扩大的经营发展计划与良山铁矿开采能力日趋紧张之间的矛盾。

为了缓和两者之间的矛盾，减少江西新余钢铁有限公司对外购的依赖性，增强其市场抗风险能力，提出了良山铁矿深部矿体开采方案。

2.矿区位置、交通及设计开采范围

良山铁矿位于新余市南22km，地理位置东经114°56′，北纬27°36′，矿部位于新余市渝水区良山镇，行政区划属良山镇管辖。矿区北西距新余—周宇（选厂所在地）铁路支线周宇火车站4km，有公路直通矿区，交通方便。

3.设计开采范围

设计开采范围：良山铁矿东起太平沟74线，西到F₂ 、F₃断层，南以CK2403钻孔为界，北到1203～1103钻孔联线，面积约3.17km²左右；垂直方向为114m中段以下，-400m水平以上范围。

第二章：矿山地质

2.1矿区地质

矿区构造以褶皱为主，为一种清晰的多重叠加褶皱（曲）形态。主要褶皱有太平背斜，这个背斜是一个短轴倾伏背斜，它的南西翼倾角较为平缓，有一组轴面的等斜褶皱（曲）——轴面倾向南西，由二—四级6个背斜（b1—b6）和6个向斜（x1—x6）组成；北东翼倾角较陡，由二级背斜（b7）、向斜（x7）组成。

矿区的断裂构造比较发育，有100余条断层。断层主要有两组：F4、F8正断层，F2、F3、F12、F21逆断层，与北北西向的主体折皱平行或大致平行；F10、F14、F15、F16、F18、F19、F20正断层，F7、F9、F23逆断层，F6平移断层，与北东东向的主体褶皱大致垂直的。

矿区出露地层有：第四系（Q）残积碎块及冲积亚粘土、亚砂土，震旦系上部松山群松山组（ZbSn2）二云母石英片岩和次石墨质绢云千枚岩，松山群杨家桥组（ZbSn1）长英金云片岩、石英绿泥片岩、含磁铁或含结核石榴二云母石英片岩，震旦系下部神山群上施组（ZbSh2）石榴二云母石英片岩。铁矿层赋存于松山群杨家桥组下段（ZbSn11）。

2.2矿床地质

矿床类型属于新余式沉积变质铁矿床。

2.2.1矿体特征

良山铁矿全矿区矿体为一层矿，矿体较稳定。矿层全长1200米，沿北东——南西方向展开，沿矿层倾斜方向向北西方向是最大斜长，为2900m，矿层垂直深度为490m，平均厚度2—5米。矿层出露最高标高293.8m，最大垂直深度-340m。

良山铁矿的矿体总体上深处较复杂，浅部较简单，东西两侧较简单，中间形态比较简单，矿体的形态和产状随着走向变化很大。

2.2.2矿石特征

良山铁矿的矿石成分较单一，其中金属矿石主要分为磁铁矿和镜铁矿，脉石矿物较多种，主要为石英、黑云母、绿泥石、石榴石、绿帘石、角闪石、阳起石黝帘石。

良山铁矿的矿石结构主要分为两种：变晶结构和次生交代结构；矿石构造较复杂，主要分为：片状构造、条袋装构造、同心层状构造等

矿石工业类型有两种：原生矿（磁铁贫矿），氧化矿（赤铁贫矿）。原生矿按矿物组成等因素可以分为黑云母磁铁石英岩、磁铁石英岩绿泥石磁铁石英岩、镜铁磁铁石英岩四种类型。本次设计范围内均为原生矿。

良山铁矿的矿石主要有用组分是铁，平均含量达到26.59%。伴生有益组分有Ni、Co、V、Ge、Ga、Mn。矿区有害组分平均含量P0.235%，Cu0.023%，Zn0.02%，S1.63%。S对矿石加工性能有一定影响，其他有害组分均无影响。

2.3水文地质

2.3.1地表水

良山铁矿矿区内地表水不发育。矿区内地表水主要为左江溪和黄虎溪两条溪流。其中左江溪处于良山铁矿的北边，从东经由北西流经良山铁矿矿区，左江溪最大流量为每小时17901m³，最小流量是每小时20m³；另一条溪流——黄虎溪位于良山铁矿矿区矿区西部，最大流量是每小时21764m³，最小流量是每小时20m³。两条溪流的动态均是洪峰来的急且时间短的特点。矿区的两条溪流地表水均与下方第四系孔隙水及风化裂隙水有水力联系。矿区最大降水量为1984.9mm，出现在1970年，多年来的平均降水量为1600mm，每年矿区的暴雨多出现在6月份，3、4月份经常能出现连续降雨。

2.3.2地下水

2.3.2.1第四系孔隙水

区内第四系地层广布，基岩露头出露较差。第四系地层以溪流两侧、山间谷地最为发育。左江溪、黄虎溪两侧第四系地层岩性由残积二云母石英片岩风化碎块及冲积的亚砂土、亚粘土构成。厚度5～8m。根据矿区水文地质调查资料，在地形有利的情况下，第四系孔隙水呈切割下降泉、接触下降泉溢出，流量一般为0.01～0.128L/s，受季节控制，水位埋深较浅，一般为0.5～1.5m，因此成为了当地居民饮用水水源地。

第四系孔隙水的补给主要来自地表水和大气降水补给，而它的排泄通常以下降泉的形式。也因此第四系孔隙水与下方的风化裂隙水有水力联系。

第四系孔隙水水质属型碱性软水，适于人群饮用。

2.3.2.2风化裂隙水

风带的分布受岩性构造等因素影响，良山铁矿矿区的地质情况导致了风带的分布很不均匀。由于岩石的岩性不同，一般变质片岩类容易风化，而花岗斑岩和石英脉则较难风化；不同地点的岩石风化情况也不同，一般山顶和山坡的岩石容易风化，谷地和溪流平地的岩石较难风化，同时构造发育的地方风化比其他构造不发育的地方风化较强。

通过坑道和钻探揭露变质岩全风化层、半风化层和新鲜基岩，发现它们之间有明显差异性。全风化层，平均厚度13.3m，不含水而具隔水性质。半风化层，平均厚度3.5m，裂隙发育，裂隙基本上没有被充填，相对而言，该层富水性较好。水位标高随地形而异，一般在140～240m之间变化。

半风化层裂隙水的补给来源为大气降水和地表溪流，而它的排泄形式是间隙下降泉。半风化裂隙水可以为构造裂隙水补给与导水，当半风化裂隙水与构造裂隙水的破碎带联系在一起时，会组成构造裂隙含水带。

半风化裂隙水水质属碱性硬水，不适于人群饮用和锅炉用水。

2.3.2.3构造裂隙水

良山铁矿矿区的矿层、矿层顶板和矿层底板属于变质岩系，岩层非常致密且坚硬。该岩层可以充当厚大隔水岩层的作用。但岩层在地应力作用下，引起自身的变形，从而导致岩层中的折皱、裂隙、断裂在多次的构造运动后变成了储存地下水和运输地下水的空间。因此造成本矿区矿层和岩层含水以及矿坑充水的主要因素是地质构造、次要因素是岩性及地貌条件。良山铁矿矿区的构造裂隙水主要由大气降水、局部地表水、半风化裂隙水补给。从构造裂隙水的展布规律和赋存条件，可以将本矿区的构造裂隙水划分为以下四种：岩性裂隙水、脉状裂隙水、接触带裂隙水、带状裂隙水。该矿区的水位埋深一般在100到160米。

2.4工程地质及开采地质条件

2.4.1矿层及其围岩的物理力学性质

表2.1 围岩物理力学性质

矿层抗压强度135MPa,顶板抗压强度104MPa,底板抗压强度75MPa。

2.4.2矿层及其围岩的稳固性

表2.2 矿层及围岩性质

2.5矿石储量

2.5.1资源储量工业指标

矿区资源储量工业指标：

表2.3 矿区资源储量工业指标

2.5.2原江西省储委批准的资源储量

1976年8月20日，原江西省矿产储量委员会“赣储决第1号”审批决议书批准的矿区资源储量，见下表。表中资源储量，根据国土资源部1999年10月28日国土资发[1999]175号《固体矿产资源储量套改技术要求》，将太平山矿区表内 表外B级储量套改为111b基础储量，表内 表外C D级储量套改为122b基础储量。

表2.4 原江西省储委批准的矿区资源储量表

2.5.3矿区保有资源储量

矿区2007年底保有资源储量，见表3—5。该表根据矿区2007年矿产资源储量检测报告（新余市国土资源局备案证明“余国土资储检备字[2008]02号”），以及本次矿区资源储量分割结果综合整理出。

第三章 矿床开拓

3.1 矿山工作制度、生产能力验证和服务年限