摘 要

本文主要研究湖北阳新鸡笼山金矿4-16线的地下开采方案。根据任务书年产量30万吨，对地质资料圈定的矿床范围进行一个合理经济的地下开采。矿体的主要标高在 20m~-600m，该矿形态繁杂，结构多样。采矿方法确定为上向水平分层充填法，开拓方式为竖井开拓；通风方式为中央对角式，抽出式风机；全矿区排水采用接力式排水法，先通过管道排到矿区中段的水仓，然后再由水泵排到地表；矿山采用8小时三班制，矿山服务年限为20年。

关键词：

上向水平分层充填法；抽出式通风；竖井开拓；接力式排水；罐笼提升运输。

ABSTRACT

This paper mainly studies the underground mining scheme of the 4-16 line of JiLangShan gold mine in Yangxin, Hubei province. According to the annual output of 300,000 tons per year, a reasonable and economical underground mining is carried out for the ore deposits delineated by geological data. The main elevation of the ore body is 20m~ 600m. The ore has various forms and structures. The mining method is determined as the upper horizontal stratified filling method, and the development method is the vertical well development. The ventilation mode is the central diagonal type, the extraction fan; The drainage of the whole mining area adopts the method of connecting drainage. First, the water warehouse in the middle section of the mining area is discharged through pipelines, and then the water pump is discharged to the surface. The eight-hour, three-shift system is adopted in mines, and the service life of mines is 20 years.

Key words:

Horizontal stratified filling method; Extraction ventilation; Development of shaft; Relay drainage; Cage hoisting transport.

目录

第1章 矿区概况和矿区地质 1

1.1 矿床赋存地区和自然条件概况 1

1.1.1 矿区位置 1

1.1.2 交通条件 1

1.1.3 自然地理环境、气候概况 2

1.1.4 经济概况 2

1.2 矿产地质特征 2

1.3 勘探方法及工程布置 3

1.3.1 勘探手段及方法的选择 3

1.3.2 勘探工程布置原则及依据 3

1.3.3 工程间距及依据 4

第2章 矿床开拓 5

2.1 矿山工作制度 5

2.2 井田划分 5

2.3 矿山年生产能力的校核 5

2.3.1 按开采年下降速度验证 5

2.3.2 按合理服务年限验证 6

2.4 阶段高度的确定 7

2.5 开拓方案的提出 7

2.6 开拓方案分析比较 8

2.7 开拓系统图 8

第3章 竖井开拓断面设计 9

3.1 井筒断面形状选择 9

3.2 井筒断面尺寸的计算 9

3.2.1 井筒断面的布置形式和井筒设备 9

3.2.2 确定罐道梁、管道以及梯子梁参数 10

3.2.3提升间和梯子间断面参数计算 10

3.2.4 井筒净直径的计算 11

3.2.5 验算安全间隙B和梯子间尺寸M 11

3.3 支护厚度的选择 11

3.4 工程量计算 12

第4章 平巷断面设计 13

4.1 平巷断面设计 13

4.1.1 巷道断面形状 13

4.1.2 平巷断面设计 13

4.1.3 巷道掘进断面尺寸及工程量 16

4.2 电机车型号与计算 18

4.2.1 电机车质量和类型 18

4.2.2 确定矿车组数量和质量 18

第5章 采矿方法设计 22

5.1 选择采矿方法的基础资料 22

5.2 采矿法选择 23

5.3 采矿法技术经济比较 26

5.4 采矿方法论述 28

5.4.1 矿块结构参数 28

5.4.2 采切工作 28

5.4.3 回采工作 29

第6章 矿山通风与排水 31

6.1 矿山地下通风 31

6.1.1 通风系统选择 31

6.1.2 全矿风量计算 32

6.2 矿山排水 34

参考文献 35

致谢 37

第1章 矿区概况和矿区地质

矿床赋存地区和自然条件概况

矿区位置

，富池镇南约8km的港下村，行政区划附属湖北省阳新县。

1.1.2 交通条件

矿区北临长江，离富池口码头约8km，西南距“大沙”铁路枫林站约8km，东距九江站直线距离仅50km，均有公路相通。区内公路（40km）可达阳新县城，并与106国道和武汉～九江、南昌的铁路相连接，水陆交通便利（见图1-1）。

交通位置图（1-1）

1.1.3 自然地理环境、气候概况

矿区属低山区，山峰绝对标高均在500m之下。山脉呈东西向排列，较高的山峰主要由石灰岩或砂岩构成，喀斯特地形较发育，而丘陵和低地主要由火成岩、页岩组成。山脉北坡较平缓，坡度20°~30°；南坡较陡，坡度60°左右。从地形上看，由东而西逐步变缓，进入湖区。

矿区气候属温暖潮湿大陆性气候，气温变化显著，季节分明，雨量充沛，降雨量多集中在5～7月份，平均为1680.3mm；12月份至第二年3月份有降雪霜冻。夏季炎热，冬季温和。历史最大风力达8级以上，风速达228.5m/s，风向冬季以西北为主，夏季以东南风为主。

1.1.4 经济概况

矿区原为农林渔业区，山多湖多耕地少。1967年起封三洞铜矿、李家湾铜（金）矿、鸡笼山金铜矿等三个大中型铜金矿先后建成投产。随着矿区生产的日益发展，人口不断增长，现在已成为上万人口的矿业区。国家电网覆盖矿区，供电条件好。

矿区北临长江，水源丰富，工业用水及生活用水供给系统完善，燃料、动力、辅助原料、生活用品供应充足，劳动力供大于求。

1.2 矿产地质特征

1.2.1 地层

鸡笼山东区矿床的地层比较简单。从地表和钻孔资料可以看出，与矿体或岩体直接接触的主要是三叠系下统大冶灰岩第三~六段。但在地表岩体的南北接触带外侧附以及东端可见到大冶群第一、二段和第七段地层。

1.2.2 构造

本区褶皱构造及断裂构造都较发育。

1、褶皱构造

本区主要褶皱构造为竹林塘倒转向斜，该向斜总体走向东西－北西西，西段与鸡笼山翻转背斜相邻，呈斜接复合状态，复合部位断裂构造较发育。西段略向北西偏转。

2、断裂

矿区内断裂构造共20余条：成矿前断裂分为北西、北北西和东西向三组，其力学特性为压扭性和张扭性；成矿后的断裂有10余条，大部分为张性断裂（正断层），多集中分布于岩体东部和南部接触带的围岩中，一般水平断距10~20m。

1.3 勘探方法及工程布置

1.3.1 勘探手段及方法的选择

依据矿区矿床地质特点和目前所处勘查工作阶段，满足技术上可行、经济上合理原则，本次勘查任务采取物、化探等地质填图及探矿工程(坑探 、钻探)相结合的方式。具体做法为：

1、1/2000激电测深与高精度磁法与地质综合剖面测量

根据矿区铜（金）矿石、铜钼矿石与围岩有明显电性和磁性差异，综合运用磁法、电法综合剖面圈出岩体深部接触带形态、灰岩（白云岩）舌状体分布，预测铜金（铜钼）矿体赋存位置。

2、机械岩心钻探

验证综合剖面成果，探索未知矿体，追索已知矿体。

3、1/2000地形图修测

整合鸡笼山东西两区地形、地物、地质体，布置边深部找矿工程，便于全区矿山建设规划。

1.3.2 勘探工程布置原则及依据

根据矿床地质特点，本次勘查工程布置严格遵循按勘探线法布置工程。勘探线偏向为39°—219°，大致垂直于主要矿体的走向。其方式的选择首要基于如下两个因素考虑。

1、矿体变化特点

本区主要矿体大致同走向，其矿体倾斜方向一般比走向方向复杂，根据勘探线一般布置标准，勘探线方向应垂直于矿体走向。

2、勘查工作的传承性。

前期勘查工作均采用勘探线法布置工程，采用该法有利于前期资料的利用。

1.3.3 工程间距及依据

本区勘查工程的间距，采纳中华人民共和国地质矿产行业标准《铜、铅、锌、镍、钼地质勘查规范（DZ/T0205-2002）》中勘察类型为Ⅲ类型的推荐工程间距,即间距80～100 m×60～80m(勘查工作程度为控制的)。由于当前处于普查阶段，勘查工程布置以找矿为主，此间距在布置勘查工程时仅作参考，而实际工程间距参照100 m(走向)×80m(倾向)的网度。鸡笼山金矿勘探的工程密度基本达到50×50ｍ，但矿山生产实践表明50×50ｍ工程网度内矿体厚度、品位尚有较大变化，故普查工作按100×50～100ｍ密度探寻333资源量。

第2章 矿床开拓

2.1 矿山工作制度

本设计矿山采取三班连续工作制，每日三班，每班8小时。矿山持续工作日300天。

2.2 井田划分

本次设计是阳新鸡笼山金矿的4-16线，主要分布I，II，III号矿体，矿体储量丰富，赋存深度大致在-490m左右，矿体形态主要为鞍状和不规则状，平均厚度4.4m，全矿体倾角20°~40°，属缓倾斜-倾斜矿床。鸡笼山金矿采矿局限面积1.2571km²，北临长江，西南靠枫林站，东靠九江站，水路交通方便。考虑矿体赋存环境和交通条件，矿体可划为一个井田开采。同时，同一井田开采有利于人员、矿石、废石以及机械设施的运输，管理集中方便，可减少井下非工作人员，经济效益好。

综上所述：把4-16线矿体分为一个井田进行开采。

2.3 矿山年生产能力的校核

矿山生产能力是指矿山在合适开拓和开采方法下，构成一个完整开采系统，稳定达到矿山所必需的矿石生产量。

2.3.1 按开采年下降速度验证

年下降速度是估算矿山生产能力的一项综合指标，垂直下降速度法通过矿山生产能力与三级矿量、新阶段开拓准备速度相适应，确保回采、掘进、充填、采空区处理等作业相协调，参照相似矿山开采下降速度，估算矿山生产能力。公式为：

式中 A——，t/a；

v——，m/a,；

δ——，t/m³；

S——，m²；

——，%；

e——，%；

K₁——；

K₂——；

E——，一般取0.6~0.9。

其中，矿山开采年下降速度参考《现代采矿手册》中册表9-13，结合所选充填法，多阶段开采，矿体走向长约1300m，故v=15m/a。

矿体水平面积为各阶段水平面积和阶段矿量的加权平均数确定，即：

表2-1 矿床开采年下降速度按矿体厚度和倾角的修正系数

取值参考表2-1，4.4m，K₁取1.0，矿体平均倾角35°，K₂取0.9，地质影响系数E取0.9，矿石容重3.2t/m³，，。所以

通过技术可能上的比较，任务书规定设计年生产能力30（万吨）lt;32万吨，即矿山年生产能力在技术上可行。

2.3.2 按合理服务年限验证

按矿山合理服务年限验证实质是对可采储量的经济合理年限的计算，然后检验矿山生产规模，一般采用下式：

式中 A——，t/a；

Q——，t；

——，%；

T——，a，

——，%。

由报告书知矿山服务年限T=20年，采矿回收率85%，废石混入率15%，则

：A_总=t₁ t₂ t₃，a；

计算服务年限：A=t₁ 1/2（t₁ t₃），a；

式中 ；

t₂——正常生产阶段，a；

t₃——矿山结尾阶段，a（一般为1~3年）。

校核矿山生产能力时，矿山正常生产时间不小于矿山总服务年限的2/3。

因该矿为中型矿，故t₁取1年，t₃取1年，故：

，

则t₂=21gt;2A_总/3=16（a），所以矿山正常生产时期大于矿山总服务年限的2/3，故矿山可以正常生产。

2.4 阶段高度的确定

本次设计开采的4-16线矿体，主矿体在-490m中段，矿体厚度约为4.4m，矿体倾角20°~40°，属缓倾斜-倾斜矿床。矿体围岩构造复杂，断裂发育，浅部岩溶发育，矿石岩块坚固系数为7.49~16.73，即矿石较为稳固。采矿法选择充填法。综上所述，结合其他矿山开采经验，将矿体阶段高度定为40m。

2.5 开拓方案的提出

此次设计的4-16线的矿体主要分布在 20 ~ -600m之间，矿体厚度不一，结合鸡笼山地质地理条件，气象气候条件，钻探、坑探结果和我国开采技术，初步确定以下开拓方案：

方案一：竖井开拓方案

在鸡笼山地势平缓区建主井和副井，由于矿山年产量30万吨，赋存在-490m左右，故采用罐笼提升矿石。主井罐笼提升矿石和废石，副井罐笼提人和机械设备。通风方式为中央对角式，主扇为抽出式，副井进风，两翼主井和风井出风。使用接力式排水法，在深部-600m设立水仓、泵房，将水提升到-300m后再提出地面。

方案二：斜井开拓方案

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