岩脚铅锌矿地下开采设计毕业论文
2020-02-18 12:02
摘 要
铅锌矿是我国优势矿种，了解铅锌矿的的相关设计知识对于我们采矿工程专业的学生来说是十分必要的。通过毕业设计，使学生对所学的基础理论和专业理论知识进行一次较为全面而系统的总结，同时培养学生综合运用所学基础理论、专业理论知识和矿山建设生产实际分析和解决矿山初步设计中相关问题的能力，提高学生考虑安全、社会、经济、环境、法律及社会可持续发展的思想意识。
本次毕业设计的任务是云南岩脚铅锌矿探明的1、2、3、6、8号主要矿体的开采设计。设计的主要内容是通过掌握矿区地质情况和矿床的赋存状况，分析影响矿床开采的各种技术条件，验证了矿山生产能力和服务年限，确定了矿山的开拓系统，并经过技术经济比较选择适合的采矿方法。本次设计中采用的平硐盲竖井联合开拓，对于厚度5m以下的矿体采用的是浅孔留矿法，厚度5m以上的矿体采用分段空场嗣后充填法。矿井集中通风，通风方式采用两翼对角式。巷道与竖井断面按照相关手册进行规范设计。整个设计严格按照设计标准执行，采用CAD软件绘制相应工程图。
关键词：地下开采设计；采矿方法；开拓系统；通风系统；基建工程量
Abstract
Lead-zinc mine is a dominant mineral in China. Understanding the relevant design knowledge of lead-zinc mine is very necessary for our mining engineering students. Through graduation design, students will make a more comprehensive and systematic summary of the basic theories and professional theoretical knowledge they have learned. At the same time, they will cultivate students' comprehensive application of basic theories, professional theoretical knowledge and actual analysis of mine construction production and solve the preliminary design of mines. The ability to raise issues raises students' ideology of considering safety, social, economic, environmental, legal and social sustainability.
The task of this graduation project is the mining design of the main ore bodies 1, 2, 3, 6, and 8 identified in the Yanjiao lead-zinc mine in Yunnan. The main content of the design is to analyze the geological conditions of the mining area and the occurrence of deposits, analyze various technical conditions affecting the mining, verify the mine production capacity and service life, determine the mine development system, and choose the appropriate technology and economic comparison. Mining method. The flat and blind shafts used in this design are jointly developed. For the ore body with a thickness of 5m or less, the shallow hole retention method is adopted, and the ore body with a thickness of 5m or more is subjected to the segmentation empty field and the post-filling method. The mine is centrally ventilated and the ventilation method is two-wing diagonal. The roadway and shaft sections are designed in accordance with the relevant manuals. The entire design is strictly in accordance with the design standards, and the corresponding engineering drawings are drawn using CAD software.
Key Words: Underground mining design; mining method; development system; ventilation system;
目 录
第1章 总论 1
1.1. 设计任务与依据 1
1.1.1. 设计依据 1
1.1.2. 设计范围 1
1.1.3. 设计内容 1
1.2. 矿山概况 1
1.2.1. 矿区位置与交通 2
1.2.2. 矿区自然地理概况 2
1.3. 矿山开采现状 4
第2章 矿山地质 5
2.1. 矿区地形特征 5
2.2. 矿区地质特征 5
2.2.1. 矿区地质 5
2.2.2. 构造 5
2.2.3. 矿体围岩 7
2.2.4. 矿体夹石 7
2.2.5. 区域地质变质作用及岩浆岩 7
2.2.6. 围岩蚀变 7
2.3. 矿床赋存情况 9
2.3.1 矿床规模 9
2.3.2 矿体特征 10
2.4. 矿床开采技术条件分析 11
2.4.1 主要结论 11
2.4.2 存在的问题与建议 12
第3章 矿山生产能力 13
3.1 计算矿山生产能力的意义 13
3.2 矿山工作制度 13
3.3 矿山生产能力验证 13
3.3.1 根据矿床开采年下降速度法验证 13
3.3.2 矿山生产能力 13
3.3.3 验证矿山企业服务年限 14
第4章 矿床开拓 16
4.1. 开采范围确定 16
4.2. 地表开采移动范围 16
4.3. 矿床开拓方案选择 17
4.3.1. 选择开拓方案的意义 17
4.3.2. 开拓方案初选 17
4.3.3. 开拓方案综选 20
4.4. 开拓井巷工程 20
4.4.1 盲竖井 21
4.4.2 风井 22
4.4.3 阶段运输巷道 22
4.4.4 回风巷道 22
4.4.5 主要开拓巷道 23
4.5. 运输平巷断面设计 24
4.5.1. 巷道净宽度 24
4.5.2. 巷道静高度 24
4.5.3. 巷道掘进宽度 25
4.5.4. 巷道设计掘进高度 25
4.5.5. 巷道静断面面积S 25
4.5.6. 掘进断面面积 25
4.6. 竖井断面设计 26
4.6.1. 初步设计 26
4.6.2. 确定提升间和梯子间的断面尺寸 26
第5章 采矿方法 28
5.1 采矿方法初选 28
5.2 技术经济对比分析 29
5.3 浅孔留矿法 29
5.3.1 采场布置 29
5.3.2 采准切割 30
5.3.3 回采 30
5.4 分段空场嗣后充填法 30
5.4.1 采场布置和矿块参数 30
5.4.2 回采工艺 30
5.4.3 充填 31
第6章 矿井通风 32
6.1. 通风设计的意义 32
6.2. 矿井通风系统与方式 32
6.3. 全矿所需风量计算 32
6.3.1. 全矿总风量计算 32
6.3.2. 回采工作面需风量 32
6.3.3. 备用回采工作面需风量 33
6.3.4. 掘进工作面需风量 33
6.3.5. 各硐室需风量 33
6.4. 通风设备选择 34
6.4.1. 主扇风机参数计算 34
6.4.2. 风机和电动机选择 34
第7章 基建工程量与进度计划 35
7.1. 概述 35
7.2. 三级矿量 35
7.3. 基建工程量的确定 36
参考文献 37
附 图 38
致 谢 39
第1章 总论
设计任务与依据
设计依据
以沿脚铅锌矿核实报告为依据进行设计；
按照采矿手册的标准进行设计。
设计范围
核实报告共圈出19条矿体，主要分布在矿区内F9断层带北侧0-80m的范围内，总体上呈近似东西走向在17号勘探线至18号勘探线之间展布，赋存标高 1170m至 750m，在倾向方向上延申近400米。本次设计其中规模较大的1、2、3、6、8号矿体。
设计内容
根据岩脚铅锌矿的地质条件，完成地下采矿工程设计，用采矿软件或CAD软件绘制相关工程图纸，编写设计报告。
- 认真分析岩脚铅锌矿井下采矿设计的主要特点和内容；
- 完成岩脚铅锌矿主要地下开采工程：矿床开拓、采矿方法、生产能力验证、井巷工程、基建工程量及进度、通风等工程设计；
- 通过矿业软件或CAD软件绘制相应工程图；
- 撰写地下开采工程设计报告。
矿山概况
云南省江城县岩脚铅锌矿采矿权证原为民营股份制企所有，2001年10月被云南澜沧铅锌有限公司整合归其所有。
矿区位置与交通
该矿区地理坐标(80西安坐标系极值)为：东经101°47′54″－101°49′45″，北纬22°28′53″－22°29′30″[[1]]，该矿区与江城县城直线距离12.5km，位于其205°方向上，地处与老挝国境接壤的地域，行政区划属于江城县康平乡。
该地区的交通相对便利，其北部是思茅-江城高速公路，采矿区有晴通雨阻的简易公路直达思江公路，其距离为17km，矿区至县城的距离为29km，至普洱市的距离为146km，至昆明的距离530km。详情见图1.1。
矿区自然地理概况
矿区属横断山脉南端，是无量山脉边界附近的地区。 该地区最高的山峰是马厂后山，海拔1362.88米。 最低的侵蚀参考面是勐野江河谷，海拔853.4米， 相对高差为509.48m，属于中山中部切割区。区内丛林密集，人迹罕至，且由于植物生长茂密，能见度差。
区域内水系发育，勘查区位于勐野江腊户河及其支流白沙河之间，沿这两条河流，更次一级支流发育，勐野江由南东向北西沿勘查区的北东缘通过，为李仙江的一级支流。腊户河支流白沙河有持续的水流和充足的水,旱季流量为2.52 m3 / s，雨季为7298.2 m3 / s。矿区内河床位标高为853.4m，其矿区最低开采标高为750m，矿体赋存最低标高为741.5m。由于最低侵蚀基准面之下仍埋藏部分矿体，因此，在采矿设计中应充分考虑到地表及地下水的影响。
该地区内水系相对发育，属于红河水系，勘查区位于勐野江及其支流白沙河之间，这两条河流沿着两条支流发展。 勐野河沿着勘探区北部从东南向西北延伸。它位于东缘，是李仙江的主要支流，在旱季，其流量为2.52m3/s,雨季最大为为7298.2 m3/s。多年来水量充足，雨季的水量很大，不可徒涉，往往成为交通障碍。
工作区属南亚热带季风气候，常年下雨，潮湿炎热。据相关资料，江城县(海拔1119.5m)年平均温度18.1℃左右，极端低温为-0.7，极端高温为34.5℃。在4至8月，期间气温较高， 12月至次年2月期间，气温较低。终年无霜，雨量充沛；
年降雨量1806.9至2572.7mm，年平均降水量2237.2mm，一日最大降水量159.2mm
图1.1 矿区地质图
(1976年7月19日)，每年的5至10月期间降水较为集中，降水量1906mm，占全年85%。历年平均绝对湿度17.6至18.7mb，历年平均相对湿度83%-86%。主导风向WNW，最大风速15.7m/s，年平均风速1.0m/s。
在该地区的广大地区，植被非常厚，主要由古老的森林，竹林，茅草和灌木组成，通常形成无人和半无人区。向南进入老挝几乎是一片无人居住的原始森林。条件和露头极差，野外工作极其困难。该地区有许多有毒的蛇，有毒的蚊子和有毒的昆虫。特别是山地蝗虫对野外作业的威胁最大，在野外作业时需要注意。地震情况：矿区处于普洱-勐腊地震区东侧，1966年发生过5.3级地震，按《云南省区域地壳稳定性区划图》，矿区处于普洱-勐腊不稳定区东缘，据相关资料的规范，动震的峰值加速度0.10g，地震反应谱特征周期0.45区，江城岩脚铅锌矿区属抗震设防基本烈度Ⅶ度区。
矿山开采现状
据原地质勘查报告和本次现场调查、了解结果来看，矿山2001年前处于无证零星开采状态，开采对象主要为地表富矿体。因个体企业无证零星开采，故无法统计和获得具体采出的矿量。
矿山取得采矿权以来，2001年11月26日至2006年11月26日，五年期间采出硫化矿石约24万吨，铅 锌平均品位在2-3％。[[2]]矿山五年内合计采出硫化矿石量24万吨，铅金属量5784吨，锌金属量2016吨。
第2章 矿山地质
矿区地形特征
该矿区地理坐标(80西安坐标系极值)为：东经101°47′54″－101°49′45″，北纬22°28′53″－22°29′30″，该矿区与江城县城直线距离12.5km，位于其205°方向上，地处与老挝国境接壤的地域，行政区划属于江城县康平乡。
矿区地质特征
矿区地质
岩脚铅锌矿位于坡脚—过克梁子背斜西翼，出露地层有二叠系上统龙潭组(P2l)，侏罗系中统和平乡组(J2h)，上侏罗统坝注路组(J3b)，下白垩统景星组(K1j)，乌沙河组(K1w)、曼岗组(K1m),第四纪(Q)。[[3]]矿区地层、厚度、岩性特征详见表2.1、图2.1。
构造
矿区所处构造位置位于唐古拉-兰坪-思茅褶皱系(Ⅰ)兰坪-思茅褶皱(Ⅱ)-江城褶皱束(Ⅲ)中。 [[4]]
普洱江城坳陷盆地夹在李仙江断裂带和边江断裂带之间。区内为中新生代沉积区，发育一套与基底构造方向一致的三叠纪至第三纪海陆交互相的膏盐建造。含矿地层主要为白垩系、老第三系的砂岩、灰岩角砾岩，次为白垩系上统、三叠系上统、二叠系下统的砂岩、碳酸盐岩地层。地层岩性以石英砂岩为主，有褐红色，紫红色钙质泥质粉砂岩，粉质泥岩和泥岩，不利于大气降水的有限入渗补给。[[5]]
工作区位于坡脚-过克梁子背斜斜坡西翼。背斜的东，西，北两侧受断层的限制，中段由三个横断面切断。在背斜的南部，在岩心两侧基本平行的轴向上有两个纵向断层，它们向北融合并成为一致的纵向断层；在北部，较大的横截面断层为A，B和C，这些断层均为垂直断层。在这些区域的褶皱和裂缝的影响下，该区域的二次褶皱和断层发育，为该区域的沉积物形成提供了有利的通道和空间。矿区位于坡脚-过克梁子背斜西翼，坡脚-过克梁子背斜经坡脚、江边寨、别马新寨、雾露坑、过克梁子一带分布，向南东延入老挝，东、
图2.1 矿区地质平面图
西、北三面为断层所限，中部被三条横断层切割。此外，在背斜的南部，在岩心两侧基本平行的轴向上有两个纵向断层，并且融合成均匀的垂直断层，贯穿整个背斜，背斜进一步受损，形状很复杂。在断层东部，经常形成二次牵引力，西板形成牵引背斜，但背斜的总体轮廓相对清晰。该背斜长 26km，宽 16km，轴向 320°。核部由 P2l 组成，向外依次为 J2x、J2h、J3b、K1j、K1w、K1m。岩层倾角 30～60°，轴面大体直立。3
更次级褶皱和断层在勘探区域发育。 次级褶皱主要分布在马厂后山以东的采矿区，分为两个褶皱。[[6]]断层位于西北，东北，近南北，以及近东西断层。
矿区内分布的断层有 F1、F2、F3、F4、F5、F6、F8、F9、F10、F11,与矿体有关的断层有 F6、F8、F9、F10
矿体围岩
矿区内矿化地层主要为白垩系下统景星组下段地层，矿化体(层)围岩主要为白垩系下统景星组中段及侏罗系中统和平乡组地层[[7]]，它主要由灰，浅灰，紫色等彩色砂岩和泥岩组成，部分为石英砂岩。
矿体夹石
矿区内所圈定的矿体中夹石为石英砂岩、粉砂岩、泥岩，呈小脉状产出，为矿化不均匀产物(围岩蚀变)。
区域地质变质作用及岩浆岩
矿区的变质作用较弱，在各个断裂的结构区域中表现出热力变质，矿区没有发现岩浆岩。
围岩蚀变
矿区围岩变化较弱，常见的黄铁矿矿化、硅化、褐铁矿矿化、泥化、白云石化、碳化和方解石化。最密切相关的是褐铁矿矿化、硅化、黄铁矿矿化和铅锌矿化。[[8]]
表2.1 地层特征图
