摘 要

地下开采是深部矿藏主要开采手段。随着浅层矿量的减少，深部矿藏开采越来越迫在眉睫。位于河北营房的是赋存较深的大型银铅锌矿，矿体较大，品味较低，开采过程中贫化率较高，但高价值的矿石可以弥补这一不足。2007至今已开采200多米，至1090m中段。矿山拥有齐全的运输凿岩等设备，基建也已基本完成。

随着上部矿藏逐渐减少，为了开采更深部矿体，而进行本次设计，以增加矿山利润。设计从开拓系统出发，全面的考虑原有的矿山系统和深部部地质环境的复杂程度，各种开拓方案、采矿方法、通风排水方案进行比对优选，以达到经济、合理，符合实际的要求。开拓系统要求设计1010m-930m中段，结合已有工程选用盲竖井和斜坡道开拓方法。采矿方法综合考虑了地表的沉降，选择了对地表影响较小的充填法。矿山原使用斜坡道出矿，无提升、电机车运输等设备，提升运输设计方案较简单。通风排水需要新布置方案。爆破也是设计的重要环节。从以上几个方面设计一套成本低、回报高、施工简单的开采方案是本次设计目的。

设计内容包括：开拓系统调整、采矿方法优化、通风排水系统优化、开拓和回采爆破方案等。

关键词：地下开采；充填法；盲竖井；斜坡道

Abstract

Underground mining is a major mining method for deep deposits. With the reduction in the amount of shallow ore, deep mining is increasingly urgent. The Hebei Yingfang is a large-scale silver-lead-zinc mine with a relatively large deposit. The orebody is relatively large and has a low taste. The depletion rate during mining is relatively high, but high-value ore can make up for this deficiency. Since 2007, more than 200 meters have been mined to the middle of 1090m. The mine has a complete set of equipment for transporting rock drills, and the infrastructure has been basically completed.

With the gradual reduction of the upper mineral deposits, in order to mine deeper ore bodies and thereby increase the profits of mines, this design is required. The design starts from the development system, comprehensively considers the complexity of the original mine system and the deep geological environment, and comprehensively compares various development schemes, mining methods, and ventilation and drainage schemes to achieve economical, reasonable and practical requirements. The development system needs to design a 1010m-930m middle section, combining the existing projects with blind shafts and slope development methods. The mining method considers the settlement of the surface in a comprehensive manner and selects the filling method that has less influence on the surface. The mine originally used ramps to mine, no lifts, electric locomotives and other equipment, so this time it was simpler to improve the transportation design. Ventilation requires the development of new ventilation systems. Drainage also requires new arrangements. Blasting is also an important part of design. It also needs to be added to the design content. Designing a low-cost, high-return, and simple-to-construction mining program from the above aspects is the purpose of this design.

Design content includes: development of system adjustments, optimization of mining methods, optimization of ventilation and drainage systems, development and recovery blasting schemes, etc.

Key Words：Underground mining；filling method；blind shaft；ramp

目录

第一章 绪论 1

1.1 设计背景 1

1.2 设计目的 1

1.3 设计内容 1

1.4 预期目标 1

1.5 国内外研究现状 2

1.6 设计意义 2

1.7 矿山企业简介 3

1.8 地理位置、自然地理与区域经济 3

1.9 矿山现状 4

第二章 设计依据及基础资料 6

2.1 设计依据 6

2.2 矿山建设条件 6

2.2.1 资源条件 6

2.2.2 外部运输条件 6

2.2.3 外部供电条件 6

2.2.4 供水条件 7

2.2.5 场地建设条件 7

2.2.6 公用及辅助设施 7

2.3 设计范围和主要设计原则 7

2.3.1 设计范围 7

2.3.2 主要设计原则 8

2.4 项目投资 8

2.5 主要技术经济指标 8

第三章 矿区地质概况 9

3.1 地质勘探报告 9

3.2 主要地质构造 9

3.3.1 银铅锌矿体 9

3.3.2 金矿体 10

3.3.3 矿体的围岩及夹石 10

3.3.4 矿床成因类型 11

3.4 矿石质量特征 11

3.4.1 矿石类型及氧化作用 11

3.4.2 矿石的化学成分 11

3.5 矿石资源/储量 12

3.5.1矿石资源 12

3.5.2 矿产资源/储量利用情况分析 12

3.6 地质资料存在的主要问题及建议 13

第四章 矿床开拓设计 14

4.1 矿山现状 14

4.2 矿山服务年限 14

4.3 三级储量计算 14

4.4 阶段高度的确定 15

4.4.1 确定阶段高度的因素 15

4.4.2 深部各阶段标高 16

4.5 深部开拓方法的选择 16

4.5.1 开拓系统现状 17

4.5.2 深部开拓方案的初步选择 17

4.5.3 开拓方案的比较 18

4.5.4 开拓方案的确定 18

4.6 开拓巷道规格 19

4.6.1 盲竖井确定 19

4.6.2 斜坡道 19

4.7 开拓系统爆破设计 21

4.8 采掘设计 24

5.1 采矿方法的选择 26

5.1.1采矿方法选择的基本要求 26

5.1.2采矿方法选择的主要影响因素 26

5.1.3 矿床赋存特征 27

5.1.4 采矿方法初选 27

5.2 采矿方法比选 27

5.2.1 上向水平分层充填法 27

5.2.2 上向水平进路充填法 30

5.2.3 采矿方法优选依据 32

5.3采矿方法终定 33

5.4 结构与参数 34

5.4.1 矿块结构的依据 34

5.4.2 矿块布置和结构参数 35

第六章 采准与切割工程 36

6.1 采准巷道 36

6.1.1. 分段运输平巷 36

6.1.2 阶段运输平巷 37

6.1.3 斜坡道 37

6.1.4 分层联络道 37

6.1.5 分层运输巷道 37

6.1.6 穿脉巷道 37

6.1.7 充填回风井 37

6.1.8 溜井 38

6.1.9 回采进路 38

6.2 采准与切割工作 38

6.2.1 采准与切割工艺 38

6.2.2 采准与切割工程量 38

6.2.3 采准切割成本 39

6.2.4 采准切割循环图表 40

第七章 回采计算 42

7.1 凿岩爆破 42

7.1.1 凿岩设备 42

7.1.2 炮孔布置和出矿参数 42

7.1.3 凿岩机数量和工作时间 43

7.1.4 炸药单耗及起爆方式 43

7.2 通风 44

7.3 顶板地压管理 44

7.4 出矿 44

7.5 充填 45

第八章 通风与排水 46

8.1 通风 46

8.1.1 矿区地形、气候、及矿石性质概述 46

8.1.2 通风路径 46

8.1.3 矿井风量调节 47

8.2 排水 47

8.2.1 自然地理概况 47

8.2.2 矿床充水因素分析 48

8.2.3 矿山水文地质工作 48

第九章 环境保护 50

9.1 环境地质 50

9.2 环境危害 50

9.2 保护措施 50

结论 52

参考文献 53

附录 54

致谢 55

第一章 绪论

1.1 设计背景

本次设计依据的地质资料为华北地质勘查局五一四地质大队于2014年7月编制的《河

北省丰宁满族自治县承德燕山银业有限公司营房银铅锌矿资源储量核实报告》

（1）2004年~2007年委托设计单位对矿山开采进行设计，由于矿体受F1断层控制，全部赋存在破碎带中，井巷工程全部需要支护，只进行了基建工程，没有采出矿石；

（2）2007年6月~2010年12月，矿山仅对1104m分段、1117m分段进行小规模的采矿；

（3）2010年12月~2013年12月，受市场因素等影响矿山基本未进行生产;

（4）2013年12月至今，矿山主要对1090m分段、1104m分段、1117m分段进行回采且已回采结束。在此期间，矿山还对下部矿体进行了基建开拓。

至今，已对1090m-1010m中段的矿体进行了基建开拓，尚为进行回采。现已建有完整的选矿系统、尾矿系统、公辅设施及办公生活设施，以及1090m中段以上采矿系统，

1.2 设计目的

本次设计目的是对河北省营房银铅锌矿1090m以下矿体，对其地质情况进行详细了解之后，结合学过的课程，对本矿山进行下部开采的方案设计，设计一套技术可行，经济合理的开拓和回采以及通风排水方案。设计方案应考虑到矿山的设备情况、原矿山的开拓与开采进度以及矿山现有的经济状况，降低成本、加快进度、提高回采率、减少工作量是本次设计的目的与任务。营房银铅锌矿的采矿方法方面存在很大问题，由于崩落法回采使地表的沉降越来越大，对环境影响越来越剧烈，所以改变采矿方法并使其适应此矿山是势在必行的工作。

1.3 设计内容

本次设计范围为1090m以下采矿工程，主要内容包括：1010m-930m的开拓系统设计、1090m-930m的采矿方法优化、通风排水系统优化、经济费用核算等。

1.4 预期目标

为完成本次设计并运用到实际中，学习研究河北省营房银铅锌矿周边及地下的地质构造、水文条件、岩石特性，还有环境气候及运输情况。并且要掌握此矿山已建成的基础设施与开拓系统，以达到新旧系统的统一与优化。设计开拓方案、开采方法、通风排水方案、运输方案等，优化经济方案，其中最主要的是与已建成的工程形成最优连接，从而使成本最低、工程最少、收益最大，为矿山取得最大的经济效益。

1.5 国内外研究现状

采矿技术在基础技术的高速发展下也不断的进步，矿产业是维系着国民经济的重要产业。所以任何国家都会首先重视这一环节。目前主要的研究方向有以下几方面：

（1）地下矿山的智能化。矿山自动化是各国追求的下一目标，既可以减少开采成本，更可以大大加快生产效率。

（2）浸出技术越来越应用广泛。对于一些贵重稀有的金属，此方法有非常明显的采选效果。而增加回采率是任何矿山的基本目的。

（3）随着浅层资源量的减少，深部开采越来越迫在眉睫，开采深度已经超过了1000米以下，很多困难和问题在浅层开采中是没有遇到过的，如地层压力增大、岩石温度的升高，矿山的排水、通风、支护、提升的困难也在增加。目前，中国的非煤矿深度一般不超过700-800米。但近年来，一些深度约1000米的矿床正在开发中。

（4）在国外特别是发达国家，矿山环境一般采取综合措施治理。排放废气、废渣、废水、粉尘和矿山噪声有严格的标准。由于环境保护和管理成本太高，许多低品位矿山不能建造并投入生产。目前，国外还提出建设无废渣矿山和清洁矿山。德国鲁尔工业区的瓦尔斯海姆煤矿就是一个成功的例子。来自洗煤厂和燃煤煤灰和破碎井下废石的煤灰被添加到水泥中。在激活和搅拌之后，PM泵填充井中的空区，并且不排放任何固体废物。

（5）充填采矿技术对环境影响最小。不同地质条件，使用不同的填充料。目前的问题是：一要尽全力形成实用可靠的体系。其次是要研发一套可以使现有系统实现最佳设计的技术。三是加大对充填材料制备、装卸、运输、加载变形过程的定量及定性标准，为高效、稳定、安全开采打下基础。目前，加拿大有12座矿山充填高浓度膏体，南非和澳大利亚也有新的膏体填充系统投入生产。新工艺将提高效率、保护环境、保护资源、确保矿山开发。在21世纪矿业发展过程中，充填采矿将拥有更广阔的应用前景。

1.6 设计意义

中国拥有巨大的矿产资源。在已知的172种矿产资源中，至2016年，中国已确定的矿产有162种，是世界第三位。中国现已是世界第二大矿产品生产国，第三大矿产进口国产品。2016年前11个月，全国矿业总投资9199亿元，利润总额1825.2亿元，比去年下降27.5%。

采矿工业作为国家的基础工业。采矿工业是高新工业和国民生活的基础，是实现国家富强、民族复兴、人民生活水平提高的必须要求。历史的发展和国家的进步，都需要大量的矿产资源，尤其是现代高速发展的社会，哪个国家都无法逃开。但是为了全球的可持续发展，全球的环境保护，各国的矿产开采成本不断提高，然而技术的不成熟使费用进一步加大。

选择了采矿工程专业，就要熟知各种开采方法和一些专有名词。本科阶段已学习了大量的采矿方面的知识，包括地质学、露采与地采方法、通风、提升与运输、矿业经济、安全工程还有一些测量方法。虽不能说是精通但已有了整体系统的认识，如果再积累几年的工作经验将会将这些知识融会贯通。通过这几年的学习，已经掌握了一定的采矿理论方面的知识，但是并没有进行过系统的设计经验。为了全面的检验我在大学四年对采矿专业知识的掌握情况，提高我的系统性的设计能力，接下来我将开始矿床地下开采毕业设计工作。通过毕业设计，使我们运用所学的基础理论知识、系统性的分析研究和解决各种开采设计方面的技术问题，从而提高处理实际问题的能力，实现理论与实践结合的要求，以适应社会和实际工程为目的，为今后从事采矿专业技术工作打下良好的基础。

1.7 矿山企业简介

矿山名称：河北省营房银铅锌矿

企业名称：承德燕山银业有限公司。

企业为私企，资金情况为法人独资，主营业务有银（铅、锌）采矿；银、铅、锌选矿；银冶炼、提纯及银制品加工；白银、黄金销售；白银制品，黄金制品购销；在资质许可范围内从事竣工测量、矿山测量、线路工程测量、控制测量、建筑工程测量、地形测量、市政工程测量等。

1.8 地理位置、自然地理与区域经济

1. 地理位置及交通

矿区位于丰宁满族自治县县城348°方位，直距45km处，隶属河北省承德市丰宁满族自治县四岔口乡牛圈村管辖。

矿区距离北边的营房自然村0.5km，距离丰宁县的银矿选厂有3km。往东南走30km就到了丰宁~围场三级公路上的黄旗镇；丰宁~平安堡公路太阳店村距矿区12km；向东南方向走130km就是京通铁路虎什哈车站，矿区周边均有乡级公路连接，交通较方便。交通位置见图1.1。

2. 自然地理与区域经济

矿区地势属中高山浅切割区，海拔1200m-1500m。矿山处于河北省承德市丰宁满族自治县北部的冀蒙交界处，并且在燕山中段北缘的位置。

矿区内的植被广阔，面积达50%。滦河为主要径流水源，在矿区的西南向7km处，平均流量7.8，水质很好，可满足矿山生产和生活用水。

该地区属夏季大陆性季风气候，夏季气温20〜30，冬季寒冷，最低气温-30，冰冻期长达5个月，最大冻土深度超过1.5米。 年平均降水量476.2毫米，年平均蒸发量1628.7毫米。全区经济以林业最为发达，畜牧业其次，还有薄弱工业产业。

图1.1 交通位置图

1.9 矿山现状

1. 矿区

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