摘 要

本次毕业设计的任务是银山铅锌矿-288m至-658m之间的铜金硫矿体和铅锌矿体的地下开采设计。设计年生产能力为264万t/a。

设计的首要任务是将矿区的地质资料、水文资料和勘探线剖面图结合起来对矿体赋存情况进行了解掌握。结合矿山相关地质资料设计开拓系统，应当使矿山开拓系统结构简单化，使基建工程量减少，并且能够达到生产能力，最后通过技术经济分析比较，来实现开拓系统方案和采矿方法的选择。

本设计中开拓系统采用的是竖井斜坡道联合开拓，采矿方法采用分段空场嗣后充填法和留矿采矿法。矿井的通风方式为分区对角式，采用集中通风，保证井下通风安全。设计中对井下运输和矿井提升部分，考虑了井下和地面运输功最小原则。设计中所用到的某些参数是采用类似矿山的数据，并以《采矿设计手册》为主，配合其它参考资料的方式进行设计。整个设计均按照了设计标准执行，并采用AutoCAD计算机绘图，满足了规范设计的要求。

关键词：铅锌矿开采；开拓系统；分段空场嗣后充填法；矿井通风系统

Abstract

The task of this graduation project is the underground mining design of the copper gold sulfur ore body and the lead zinc ore body between -288m and -658m of Yinshan Lead zinc mine. The annual production capacity of the design is 2 million 640 thousand t/a.

The primary task of the design is to combine the geological data, hydrological data and exploration profile of the mining area to understand the occurrence of the ore body. Combining with the design of mining related geological data, the mining system should be simplified, the quantity of the construction project is reduced, and the production capacity can be reached. Finally, the selection of the development system and mining methods should be realized through the comparison of the technical and economic analysis.

The development system in this design is the combined development of shaft and ramp, and the mining method is divided into open and empty backfill method and shrinkage stoping method. The ventilation mode of the mine is zonal diagonal type, and centralized ventilation is adopted to ensure underground ventilation safety. In the design of underground transportation and mine lifting part, the minimum principle of underground and ground transportation work is considered. Some of the parameters used in the design are the data of similar mines, and the design is carried out in the way of the mining design manual and with other reference materials. The whole design is carried out according to the design standard, and the AutoCAD computer drawing is adopted to meet the requirements of the standard design.

Key words: lead-zinc mining; development system; sublevel open space later filling method; mine ventilation system

目 录

第1章 总论 1

1.1 矿区概况 1

1.1.1 矿区位置及交通 1

1.1.2 矿区气候条件 1

1.2 设计依据及其设计原则 2

1.2.1 设计依据 2

1.2.2 设计原则 2

1.3 设计内容和设计方案 3

第2章 矿山地质 4

2.1 矿区地质 4

2.1.1 地层 4

2.1.2 构造 4

2.2 矿床地质 4

2.3 水文地质条件 5

2.4 工程地质及开采技术条件 5

2.5 矿石储量 5

第3章 矿山生产能力 8

3.1 矿山工作制度 8

3.2 矿山生产能力验证 8

3.2.1 根据矿山开采年下降速度验证生产能力 8

3.2.2 根据经济上合理的服务年限验证生产能力 8

第4章 开拓方式 9

4.1 开采范围确定 9

4.2 开拓方案的选择 9

4.2.1 方案初选 9

4.2.2 方案比对 10

4.3 阶段高度确定 11

4.4 银山矿区地下排水排泥设施及辅助设施 11

4.4.1 坑内排水排泥 11

4.4.2 坑内供水供风系统 12

4.4.3 其他辅助设施 13

第5章 采矿方法 14

5.1 采矿方法的选择 14

5.1.1 方案初选 14

5.1.2 方案比较 15

5.2 确认采矿方法 16

5.3 采空区的处理 18

第6章 矿井提升运输 19

6.1 概述 19

6.2 井下运输设备 19

6.2.1 矿车选型 19

6.2.2 机车选型 20

6.2.3 电机车牵引的矿车数量 20

6.3 矿井提升容器及设备 23

6.3.1 提升方式和提升系统选择 23

6.3.2 提升设备选择 24

第7章 矿井通风 27

7.1 通风方式和通风系统 27

7.1.1 选择矿井通风系统的基本要求 27

7.1.2 选择矿井通风方式 27

7.1.3 选择通风机工作方法 27

7.2 风量和负压计算、通风机选择 28

7.2.1 矿井需风量估算 28

7.2.2 矿井风量计算 29

7.2.3 风量分配 30

7.2.4 负压计算 31

7.2.5 通风机选择 33

7.2.6 坑内防尘安全 34

第8章 井巷断面设计 35

8.1 巷道断面设计 35

8.1.1 巷道净宽度B₀的确定 35

8.1.2 巷道净高度H₀的确定 36

8.1.3 巷道的净断面面积 37

8.2 竖井断面设计 38

8.2.1 矿石混合井尺寸 38

第9章 矿山基建工程 41

9.1 基建工程量 41

9.1.1 三级矿量 41

参考文献 43

附 录 44

致 谢 45

总论

矿区概况

矿区位置及交通

银山矿业有限责任公司位于江西省德兴市银城镇，距上饶市125km，距省会南昌市300km。矿区交通方便，见图1-1。

图1-1 银山矿业有限责任公司交通位置图

德兴地区农林业、工业较发达，水电资源丰富，为全省的重要林业产区。区内矿产资源丰富，尤以铜、金、银、铅、锌为主。国内最大的有色金属矿—德兴铜矿即位于德兴市境内，距银山矿业约22km。此外区内尚分布有金山金矿、花桥金矿等矿山企业，区内经济条件较好，外部协作能力强。

矿区气候条件

德兴属中亚热带湿润季风区，具有气候温暖、雨量充沛、光照充足、四季分明和昼夜温差大，无霜期较长等山区小气候特点。1991年～2006年间，年平均气温17.8℃，极端最高气温40.0℃，极端最低气温－9.4℃。降水充沛，年平均降水量1981.7毫米。日照充足，年平均日照1625.1小时。

矿区气候温暖潮湿，雨量充沛，属亚热带混合植物区。年平均降雨量1882mm，全年主导风向NNE，土壤冻结深度150mm，地震基本烈度VI度。

设计依据及其设计原则

设计依据

本次银山矿业有限责任公司深部挖潜扩产技术改造初步设计主要设计依据为：

江西地质勘探一队于1989年6月提交的《江西省德兴县银山铅锌矿区九区铜硫金矿露采补充勘探地质报告》。

银山矿业提供的2010年10月生产现状资料，包括露天开采现状地形地质图。

江西有色地质勘查四队2007年12月10日提交的《江西省德兴市银山矿区铜铅锌多金属矿资源储量核实报告》及其附图、附表。

江西铜业集团地勘工程有限公司2011年1月提交的《银山铜铅锌矿勘查报告》及其附图、附表。

中国恩菲工程技术有限公司2010年8月完成的《江西铜业集团银山矿业有限公司深部挖潜扩产技术改造可行性研究报告》。

中国恩菲工程技术有限公司原有的银山矿业相关文件和报告。

中国恩菲工程技术有限公司在银山现场收集采选生产技术资料。

银山矿业关于开展深部挖潜扩产技术改造工程初步设计的委托书。

设计原则

为使银山矿业深部挖潜扩产技术改造工程取得较好的经济效益，结合设计委托书的要求和银山矿业实际情况，本次初步设计中坚持下列原则：

遵守国家和有色金属行业法规和有关环保、安全法规。

在充分利用资源的基础上，合理确定开采范围和开拓系统，尽可能多地回收地质资源。

新选矿厂设计采用现代化程度高、环保效益好、占地少的半自磨技术，合理配置选矿设施，使工艺流程简洁顺畅，尽可能地降低生产成本。

选矿厂在九区铜金矿5000t/d采选技术改造确定的西山厂址5000t/d选矿厂基础上进行改扩建，增加1个系列，并尽可能地共用相关辅助设施，以降低生产管理成本，节约用地。

设计方案技术可靠，经济合理。选择适用的设备和技术，进一步提高银山矿业的技术和装备水平，提高生产效率和效益。

通过设计优化，使项目尽可能地做到工艺科学化、管理简单化、效益最大化。

经过对地质资源的充分研究和综合分析，合理可靠地确定地下开采的生产系统的建设规模。

结合银山矿业现有的生产设施现状和九区铜金矿5000t/d露天开采采选技术改造工程，正确确定井下开采的开拓运输系统，使采选工艺流程简洁顺畅、生产运输环节少、注重节约投资和提高项目经济效益，注重节能降耗和环境友好。

充分考虑九区铜金矿5000t/d露天开采采选工程与井下矿山建设的时间关系，实现尽可能快地建成地下开采系统。

设计内容和设计方案

根据设计依据以及设计资料设计出合理的开拓系统，选出合理的采矿方法，尽可能使生产效益最大化，工程设计范围为坑内开采系统、采矿地表工业场地以及相应规模的选矿厂和辅助生产设施的设计。采矿工程包括：坑内开拓运输系统井巷工程、矿石混合井提升系统、废石混合井提升系统、矿石地表转运系统、通风系统、北回风井、南回风井、充填料浆制备站及坑内充填系统、坑内运输系统、坑内破碎系统、坑内排水排泥工程、坑内供风供水系统、坑内维修硐室等。

矿山地质

矿区地质

银山铜铅锌矿区依矿种空间位置及产状的不同，由北往南分为九区、西山、银山西和北山、九龙上天、银山6个区，前3个区为铜，后3个区为铅锌。各区段矿床定位受银山背斜轴部断裂带及两翼旁侧层间破裂带和潜火山岩脉联合控制，面积为4.36km²。

矿区目前探明资源储量矿石量22751.99万t，主矿产铜130.40万t、共生铅43.95万t、共生锌83.70万t、伴生金130.49t、伴生银3394.35t、伴生硫1836.59万t。

地层

九区、北山区深部是指采矿证下界标高-420m以下到-1200m标高(北山区为750m)之间的部分，均分布在银山背斜北西翼近轴部位，地层为中元古界双桥山群第四段，主要是绢云母千枚岩、石英绢云母千枚岩和凝灰质千枚岩，片理发育。仅在九区西段出露侏罗系上统鹅湖岭组，不整合覆盖在双桥山群之上，主要是沉积砾岩和火山碎屑岩、火山熔岩。

构造

受银山矿田基本构造格架银山背斜，西山破火山口，背斜轴部断裂带及其旁侧派生破裂带制约，由于九区、北山区紧靠银山背斜轴部北西翼，旁侧派生近东西向层间破裂带发育。

九区沿层间破裂带充填英安斑岩脉和一组平行脉状铜矿体，北山区沿层间破裂带充填石英斑岩脉和一组平行脉状铅锌矿体。

矿床地质

银山矿区中九区位居矿区中部，北山区位于矿区的最北部，九龙上天区在九区与北山区之间，银山区在矿区的最南部，西山区和银山西区在西山火山口的东部。各区的矿体沿着银山背斜断裂带呈南西-北东方向延伸达2km，均严格受断裂构造制约。矿区内共有矿体200多条，分布于银山背斜断裂带两侧600m-1500m的范围内。这里着重介绍一下九区和西山区的地质概况。

九区：以网脉和小脉沿千枚岩、蚀变石英闪长岩和石英斑岩中的裂隙充填，伴有大量硫化物浸染，局部出现大脉，构成以细脉浸染矿石为主的铜硫金矿体。形态呈长条透镜状，与围岩之间的界线不很清晰，矿体与接触带产状一致。岩体陡倾，部分直立，总体上北侧N倾，南侧S倾，倾角大于80°。东西长400m-500m，南北宽35m-50m，地表出露最高标高 180m，最深见矿标高-1162m。

西山区：西山区分布在8号岩体的东侧，产于西山火山口东部的千枚岩中。由1条至数条近乎平行的厚5cm以上的硫化物大脉组成，大脉两侧有呈羽状的厚1cm-5cm的硫化物脉体和少量旁侧浸染状硫化物构成铜硫矿体或铜金矿体。硫化物与围岩界线靠采样化验结果圈定。西山区的矿体走向NNE，倾向SE，倾角飞70°-80°，走向长200m-250m，厚2m-10m。

水文地质条件

矿区地处怀玉山脉山地丘陵地带，最高山峰为北岭，海拔标高约323m；其次为仙人架板、九龙上天，标高约210～323m。矿区当地浸蚀基准面标高约76m。

矿区水文地质条件属简单型，为一个独立的水文地质单元，岩石坚硬，基本不含水。

工程地质及开采技术条件

银山矿区工程地质条件中等，矿体及其顶板岩体均属半坚硬至坚硬完整稳固型岩层，矿区断层结构面属禁闭型，破碎带经蚀变胶结，矿体及其顶板稳固。

矿石储量

银山深部挖潜扩产技术改造项目可行性研究阶段设计范围涉及银山矿田的六个区段，即北山区、九龙上天区和银山区三个区段的黄海高程-358m（即矿山独立坐标系中的-330m）以下的铅锌矿体；九区、西山区和银山西区三个区段的黄海高程-288m以下的铜金硫矿体。表2.1是银山矿田铜硫金矿石资源情况明细表。

表2.2是首期设计利用的铜金硫矿资源/储量明细表。

图2.1是新查明的深部矿体延深情况（7线）。

表 2.1 银山矿田铜硫金矿石资源

表 2.2首期设计利用的铜金硫矿资源/储量