摘 要

本次设计的内容是湖北三鑫金铜矿的地下开采设计，设计年产量为100万吨/年。该矿有鸡冠咀、桃花嘴两个矿床，其中鸡冠咀矿床总体走向EW，倾向NW，倾角70°~84°，主矿体走向长500m，平均厚度8m；桃花嘴矿床总体走向NE，倾向NW，倾角75°~82°，主矿体走向长550m，平均厚度20m。主矿体的围岩大部分属于坚硬完整，稳固性较好的岩体。

本次设计是根据矿区地质情况和矿床的赋存情况，查阅相关文献和国家有关政策法律后进行设计的。开拓系统采用竖井开拓，主副井集中布置，主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升，井下采用电机车牵引底卸式矿车运输；采矿方法为分段空场嗣后充填采矿法，开采贫化率为11.2%，损失率为12%；通风采用两翼对角式机械抽风，副井进风，两翼回风井回风；并设计矿山总平面布置和矿山安全、环境保护措施等。

关键词：金铜矿；地下开采；竖井开拓；分段空场嗣后充填；对角式通风

Abstract

The content of this design is the underground mining design of Hubei Sanxin Gold and Copper Mine, with an annual production capacity of 1 million tons/year. The mine has two mines, Jiguanzui and Taohuazui. The overall trend of the Jiguanzui deposit is EW, which tends to NW, the inclination angle is 70°~84°, the main ore body is 500m long and the average thickness is 8m. The Taohuazui deposit is generally NE, tending to NW. The inclination angle is 75°~82°, and the main ore body is 550m long and the average thickness is 20m. Most of the surrounding rocks of the main ore body are hard, complete and stable rock mass.

This design is based on the geological conditions of the mining area and the occurrence of the deposit, and is designed after consulting relevant literature and relevant national policies and laws. The development system adopts shaft development, the main and auxiliary wells are arranged centrally, the main well is lifted by the bucket, the auxiliary shaft is lifted by the cage, and the underground vehicle is transported by the electric vehicle to pull the bottom unloading mine. The mining method is the sectional empty field, the post-filling mining method, mining The depletion rate is 11.2% and the loss rate is 12%. The ventilation adopts two-wing diagonal mechanical ventilation, the auxiliary shaft enters the wind, and the two-wing return air returns to the wind; and the general layout of the mine, mine safety and environmental protection measures are designed.

Key words: Gold and Copper Mine; Underground mining; shaft development; the sublevel open stoping with delayed filling; diagonal ventilation

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地形与气候特点 1

1.2设计依据及原则 2

1.2.1设计依据 2

1.2.2设计原则 2

1.3设计内容和方案 2

1.3.1设计内容 2

1.3.2设计方案 2

1.4技术经济指标 3

第2章 矿区地质 4

2.1矿区地质 4

2.1.1地质构造 4

2.1.2岩浆岩 5

2.1.3变质作用和围岩蚀变 5

2.2矿床地质 5

2.2.1矿体产状 5

2.2.2矿石特征 6

2.2.3围岩特征 6

2.3开采技术条件 6

2.3.1工程地质条件 6

2.3.2水文地质条件 6

2.4资源储量 7

2.4.1工业指标 7

2.4.2资源储量 7

第3章 矿山生产能力和服务年限 8

3.1矿山工作制度 8

3.2矿山生产能力验证 8

3.2.1按矿山开采年下降速度验证 8

3.2.2按同时回采矿块数确定年产量 9

3.3矿山服务年限 9

第4章 采矿方法 10

4.1开采地质条件 10

4.1.1矿床赋存条件 10

4.1.2矿岩条件 10

4.2采矿方法的选择 10

4.2.1采矿方法选择的原则 10

4.2.2采矿方法初选 10

4.2.3采矿方法比较 11

4.3确定采矿方法 11

4.3采矿方法主要技术经济指标 12

第5章 开拓系统 14

5.1开拓方案选择 14

5.1.1开拓方案选择的基本要求 14

5.1.2影响开拓方案的因素 14

5.1.3开拓方案初选 14

5.2开拓方案具体描述 15

5.2.1阶段高度确定 15

5.2.2主要开拓巷道 15

5.3提升与运输系统 19

第6章 矿井通风设计 20

6.1通风系统与通风方式选择 20

6.2通风系统简介 20

6.3风量和风压计算 20

6.3.1矿井风量估算 20

6.3.2全矿总风量计算 20

6.4全矿总风压计算 22

6.4.1矿井通风阻力 22

6.4.2自然风压 23

6.4.3全矿负风压 23

6.5主扇风机选择 23

第7章 矿山机械 24

7.1提升运输设备 24

7.2凿岩出矿设备 24

7.3通风设备 24

7.4压风设备 24

7.5排水设备 24

第8章 基建进度计划 25

8.1投产标准 25

8.1.1投产规模 25

8.1.2三级矿量 25

8.2基建工程量 25

8.3基建进度计划 26

第9章 矿山总平面布置 27

9.1总平面布置原则 27

9.2矿山总平面 27

9.2.1采矿工业场地 27

9.2.2选厂位置 28

9.2.3生活福利和社会文化建筑物 28

9.2.4绿化 28

第10章 矿山安全 29

10.1影响矿山安全的主要因素 29

10.2主要防治措施 29

10.2.1企业管理措施 29

10.2.2采矿系统防治措施 30

10.2.2安全避险六大系统 30

10.2.3消防设施 31

10.3矿山救护 31

第11章 矿山环境保护 32

11.1主要污染物 32

11.2主要污染物的治理与排放 32

11.2.1废气治理 32

11.2.2废水治理 32

11.2.3固体废物治理 32

11.2.4噪声治理 32

致谢 34

参考文献 35

第1章 总论

1.1矿区概况

1.1.1矿区位置及交通

湖北三鑫金铜股份有限公司位于湖北省大冶市城西4.2km，矿区南临石家湾，北至大冶湖中心河，东临鲤泥湖，西止鸡冠咀032勘探线。地理坐标为：东经114°54′42″～114°55′45″，北纬30°04′45″～30°05′50″，面积2.4 km²。

矿区交通便利。南部约2km处有大（冶）—金（牛）省道与107国道。东部约3km处有武（昌）—九（江）铁路经过，北部与京广线相连，如图1.1。

图1.1 交通位置图

1.1.2地形与气候特点

矿区周围地势南高北低，中南部为低山、丘陵区，地形起伏不大，标高基本在30m～60m以内，地表风化强烈，属剥蚀堆积地貌。矿区东、北部是围湖造田堤坝。矿体上部地表均为水田。

矿区为典型的大陆性季风气候，冬冷夏热，四季分明，雨量充沛。往年平均气温17.0℃，往年平均降水1382.6mm，雨季一般集中在4月～8月之间，相对湿度78％。无冻土。

1.2设计依据及原则

1.2.1设计依据

（1）《湖北省大冶县鸡冠咀铜金硫矿勘探地质报告》

（2）《湖北省大冶市桃花嘴铜金铁矿床Ⅱ号矿体群勘探中间储量报告》

（3）《采矿设计手册》

1.2.2设计原则

(1)充分考虑矿区的矿体特征和矿山现状，充分利用矿山地形条件和矿区内外基础设施，节约投资、降低成本，并尽量减少基建对现有生产的影响。

(2)充分研究矿体特征和矿石性质，使用先进的生产工艺。

(3)严格执行相关的规程、规范和上级主管部门的有关规定，确保该矿山设计、建设满足相关规程、规范的要求。

(4）安全、节能环保。

1.3设计内容和方案

1.3.1设计内容

矿山地下开采设计，计算服务年限为18年，年生产能力100万t/a。

1.3.2设计方案

（1）矿床开拓

根据矿山自然条件和技术经济条件，矿床开拓采用竖井开拓，主、副井集中布置。主井井口位置坐标：X = 3330462.50、Y=38588665.00，井口标高 54m；副井井口位置坐标：X=3330380.00、Y=38588885.00，井口标高 21m。

（2）采矿方法

主要采用分段空场嗣后充填采矿法，开采矿石损失率为11.2%，贫化率为12%。

（3）提升与运输

井下采用电机车运输，然后通过主井箕斗提上地表，直接卸至选厂矿仓。

（4）矿井通风

根据矿体赋存条件、开拓方案和开采方法，设计采用两翼对角式统一抽风。

1.4技术经济指标

表1.1 技术经济指标表

第2章 矿区地质

2.1矿区地质

矿区地表70%为第四系湖冲积层、残坡积层和人工堆积层覆盖，零星出露有燕山期的石英二长闪长玢岩。在西北部碎屑岩与东南部侵入岩间的过渡地段，有隐伏大理岩残留体分布。矿体就产于隐伏大理岩残留体的层间破碎带、大理岩与石英二长闪长玢岩、石英闪长岩和闪长岩的接触带附近^[1]。

2.1.1地质构造

矿区主要的构造类型为褶皱构造、断裂构造和断裂-侵入接触构造。

图2.1 矿区地质构造略图

（1）褶皱

北西西褶皱：从北到南依次分布有①、②、③、④、⑤、⑥号六个次级隐伏褶皱，其中：①、②、⑤号褶皱为隐伏背斜，③、④、⑥号褶皱为隐伏向斜。

北北东叠加褶皱：自西向东有⑦、⑧、⑨、⑩号四个北北东叠加褶皱

（2）断裂构造

北西西断裂：主要有F1、F2、F3、F4四个，走向280°～315°，倾向北，断面产状较陡，是一组平推断层。

北北东断裂：有F5、F6两条，前者出露地表，延伸长度约1000m。后者为隐伏断裂，倾向南东，倾角40°～60°。

（3）断裂—侵入接触带构造

分布于矿区东北部，断裂以破碎带形式呈现，呈反“S”型，浅部倾向北北东，倾角85°，深部转向南南西。

2.1.2岩浆岩

区内岩浆岩的主要岩石类型有石英二长闪长玢岩、石英闪长岩、闪长岩和安山玢岩。

2.1.3变质作用和围岩蚀变

区内变质作用主要是接触交代变质和接触热变质，围岩蚀变较强，主要有矽卡岩化、硅化、钾长石化等，其中矽卡岩化是重要的找矿标志。

2.2矿床地质

2.2.1矿体产状

矿区有鸡冠咀、桃花嘴两个矿床，但从矿床成因类型和工业类型来看，这两个矿床也可以看成一个矿区的两个矿段。

鸡冠咀矿床总体走向EW，倾向NW，倾角70°~84°，主矿体走向长500m左右，厚度5~40m，平均厚度为8m。

桃花嘴矿床总体走向 NE，倾向 NW，倾角75°~82°，主矿体走向长550m左右，厚度6~54m，平均厚度为20m。

2.2.2矿石特征

矿石的矿物组成复杂，种类繁多。主要金属矿物有自然金、含银自然金、铜金矿石、铜金铁矿石、铜(硫)矿石、磁铁矿、赤铁矿等，主要脉石矿物有方解石、白云石、石榴石、透辉石、金云母。

矿石中主要有用组分为铜、金。铜在矿石中主要以黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿等硫化物形式出现。金在矿石中主要以含银自然金及银金矿出现。

矿石中矿山目前能够利用的伴生组分有铁、硫、银，其余组分暂时不能回收。

铜矿石中的有害组分中除氧化镁含量较高外，其它几种有害杂质如砷、氟、锌的含量相对而言大都比较低。铁矿石中的有害杂质中除硫含量较高外，其他有害杂质铜、铅、锌、磷、砷的含量大多低于允许含量。

2.2.3围岩特征

主矿体的围岩类型主要为矽卡岩、大理岩、石英正长闪长玢岩等，零散矿体的围岩多为石英二长闪长玢岩、闪长岩和构造角砾岩等。大部分的围岩属于坚硬完整，稳固性较好的岩体。

2.3开采技术条件

2.3.1工程地质条件

矿区地质构造属于中等复杂，构造破碎带虽较发育，但在矿体附近规模不大，延续性差。岩溶发育中等，溶洞主要分布在次要矿体赋存地段，不良工程地质问题主要为地面塌陷。

2.3.2水文地质条件

（1）含水层和隔水层

含水层以大理岩裂隙溶洞含水层和裂隙溶隙含水层为主。

区内起相对隔水作用的基岩有蒲圻组变质粘土质粉砂岩和粉砂质粘土岩，分布在鸡冠咀矿矿区019～021 线-50～100 m 标高间。马架山组火山沉积角砾岩，灵乡组的砂岩、凝灰质角砾岩和侵入岩，分布于鸡冠咀矿区的北部和矿区深部。第四系隔水层以湖积、冲湖积粘性土为主，分布在鸡冠山以北的广大地段。

（2）地下水

大冶湖是矿区内最大的地表水体，水位变化主要受气候条件影响，随季节改变而变动。地表储水时，沟渠内的地表水呈满水状态，非用水期则处干枯状态，一般情况下，水位低于渠顶约1 m左右，洪水期可溢出渠岸，造成矿区地表内涝渍水。区内岩溶地下水水位变化幅度在2.48～5.14 m之间，不同地段变化幅度不同，地表水体对岩溶地下水的影响较大，内涝时岩溶水位升高，枯水季节水位降低。

大气降水是地下水的总补给来源，岩溶地下水以接受地表水体下渗的垂向补给为主，其次是孔隙水的侧向补给。

区内各大理岩体间周边均有裂隙不发育的岩体包围，浅部大理岩之间的的水力联系一般较弱。鸡冠咀矿区东南部大理岩与主矿体大理岩由于受鸡冠山破碎带的沟通，其间的水力联系较强，其它地段的大理岩之间的水力联系较差。

2.4资源储量

2.4.1工业指标

本矿床工业指标如下：

表2.1 矿床工业指标表

2.4.2资源储量

矿区保有资源储量：111b 122b 333矿石量21571.58 kt，平均品位为Cu 1.76%，Au 1.99 g／t，金属量Cu 378857 t，Au 42935 kg。

第3章 矿山生产能力和服务年限

3.1矿山工作制度

根据矿山气候条件和矿山实际情况，结合类似矿山经验，确定矿山工作制度为：

年工作日：330天，