东冲河石墨矿地下开采方案设计毕业论文
2021-07-01 12:07
摘 要
随着现代科学技术和工业的发展，石墨的应用领域正在不断拓宽，已经成为高科技领域中新型复合材料的重要原料，而且在国民经济中也具重要的作用。石墨矿的合理开发和利用日益重要起来，基于此，本次设计对湖北省兴山县东冲河石墨矿进行毕业设计。
本次设计可开采储量为145万吨，设计生产能力为18万吨/年。本次设计针对东冲河石墨矿Ⅱ-2矿体进行了较详细的分析说明，其中包括开拓方案的选择、采矿方法的选择、矿山机械的选型计算及选型、矿井通风设备的选型计算、技术经济的分析等。最终确定为平硐盲斜井联合开拓、浅孔留矿法、抽出式通风方式。
关键词：开拓系统;采矿方法;通风系统;提升系统
Abstract
With the development of modern science and technology and industry, the applications of graphite is constantly expanded, has become an important raw material in the field of high-tech new compound material, and also has important role in the national economy. Graphite ore in the reasonable development and use is becoming more and more important, based on this, the design of xingshan county, hubei province east river graphite ore for graduation design.
The recoverable reserves of 1.45 million tons, design production capacity of 180000 tons/year. This design in view of the east river rushed graphite ore Ⅱ - 2 ore body are analyzed in detail, including the development scheme selection, the selection of mining method, the type selection calculation and selection of mining machinery, mine ventilation equipment selection calculation, technical and economic analysis, etc. Finally confirmed for the adit blind inclined joint development, shallow hole shrinkage stoping method, drawer-type ventilation mode.
Key words: development system ;mining method;ventilation system;Haulage system
目录
目录 1
第1章 总论 4
1.1 矿区概况 4
1.1.1 矿区地理位置及交通位置 4
1.1.2 矿区地形地貌特点 5
1.1.3 矿区气象与水文条件 5
1.1.4 矿区经济条件 5
1.2 设计依据及设计条件 6
1.2.1 设计依据 6
1.2.2 设计开采范围 6
1.2.3 设计矿山规模 6
1.2.4 主要设计条件 6
1.3 设计内容和设计方案 6
1.3.1 设计内容 6
1.3.2 设计方案 7
1.4 开采设计的主要技术经济指标 7
第2章 矿山地质情况 8
2.1 概述 8
2.1.1 矿区自然地理概述 8
2.1.2 勘探成果概述 8
2.2 矿区地质 8
2.3 矿床地质 8
2.4 水文地质情况 9
2.5 工程地质及开采技术条件 10
2.6 矿石储量 10
第3章 矿床开拓 11
3.1 概述 11
3.2 矿山工作制度、生产能力和服务年限 11
3.2.1 设计范围的可采矿量 11
3.2.2 矿山工作制度 11
3.2.3 矿山生产能力验证 11
3.3 开拓方案的选择 13
3.3.1 开拓方案初选 13
3.4 开拓方案 14
3.4.1 开拓方案具体描绘 14
3.4.2 提升运输系统 16
3.4.3 矿井通风系统 16
3.4.4 矿井排水系统 16
第4章 采矿方法 16
4.1 开采技术条件 16
4.1.1 矿体赋存要素 16
4.1.2 矿石物理力学性质 17
4.1.3 矿石价值及品位 17
4.1.4 矿体连续性、矿岩接触状况 17
4.2 采矿方法的选择 17
4.2.1 采矿方法的初选及描述 17
4.2.2 采矿方法的比较 18
4.2.3 采矿方法的确定 19
4.3. 矿块采准切割工作 19
4.3.1 矿块构成要素 19
4.3.2 采准布置 19
4.3.3 采切巷道施工 20
4.4 矿房回采工作 20
4.4.1 采矿工艺 21
4.5 矿柱回采及空去处理 22
4.5.1 矿柱回采方法 22
4.5.2 采空区处理及其矿柱回采 22
4.6 采准、切割及回采计算 22
4.6.1 采准切割工作量 23
4.6.2 同时生产矿块数 24
4.7 采矿方法主要技术经济指标 24
4.7.1 采准切割工作量 24
4.7.2 平均生产能力 24
4.7.3 设备选择 24
4.7.4 矿石回收率、矿石贫化率 25
4.7.5 主要材料消耗 25
第5章 矿井提升运输 25
5.1 运输设计原始条件和数据 25
5.2 矿山运输 26
5.2.1 矿山运输水平 26
5.2.2 地下运输方式的选择 26
5.2.3 主要运输设备选择 26
5.3 矿山提升 27
5.3.1 提升方式及系统选择 27
5.3.2 提升设备选择 27
5.3.3 矿井提升能力 27
第6章 矿井通风 28
6.1 通风方式和通风系统 29
6.1.1 通风方式和通风系统 29
6.1.2 通风井、回风井布置 29
6.2 风量和负压计算 29
6.2.1 全矿总风量计算 29
6.2.2 风量分配 30
6.2.3 全矿总风压计算 30
6.3 通风机选择 32
第7章排水系统设计 33
7.1 排水系统选择 33
7.2排水设备选择 33
7.2.1按正常涌水量和排水高度初选水泵 33
7.2.2预选水泵的型号和级数 34
7.3排水管线的选型和布置 34
7.3.1管线条数的确定 34
7.3.2管线材料的选择 34
7.3.3管径选择 35
7.3.4壁厚验算 35
7.3.5管线长度估算 36
第8章 矿山基建工程 36
8.1 投产条件 36
8.1.1 投产规模 36
8.1.2 三级矿量 36
8.2 矿山基建工程 36
第1章 总论
1.1 矿区概况
1.1.1 矿区地理位置及交通位置
东冲河石墨矿区位于兴山县县城110°方位直距31.5km处，隶属兴山县水月寺镇东冲河村所辖，矿区有乡村公路（距离4.5公里）南接龙头坪，可与省道（宜昌～兴山）相连，北西至水月寺镇9公里，南东至宜昌市城区99公里。交通方便。（详见插图1-1）
图1-1 交通位置图
1.1.2 矿区地形地貌特点
矿区属中低山区，地势东高西低。海拔969～1421.4m（地表矿体分布高程多在1000～1100m）。地形切割较为厉害，南北两侧地形陡高，中部以东冲河谷为低槽，形成“V”字形地貌。相对最大高差452.4m。一般为0～300m左右。区内水系不太发育，仅东冲河溪流呈北东向横贯矿区，其两侧有季节性小溪流与之相连。东冲河溪流流量一般为0.2m3/s，暴雨时溪流汇集上游和两侧溪流来水，流量可达15.41 m3/s；降雨为其主要补给源。该区最低水位标高为974.25m，最高洪水位为1092.49m。
1.1.3 矿区气象与水文条件
本地区属亚热带温湿气候区。该区雨量充沛，暴雨频繁，四季分明，由于受山区地形地貌影响，小气候特征明显。根据兴山县气象站多年观测资料统计，年总降水量在768.7～1702.7mm之间，平均降水量为1130mm，平均蒸发量1269.0mm，平均潮湿系数为0.89，属于湿度适中区。每年5-9月为雨季，该期间的降雨量占年总降水量的65%～70%；11月～次年2月为枯季；3～4月和10月为平水期。1984年7月降雨量达到484.33mm。1989年9月1日最大降雨量192.2mm；1984年7月25日特大降雨量达480.0mm。年极端最高气温40.5℃（1999年9月9日），年最低气温-14℃（1977年1月30日），山区年平均气温10.5℃。该区降雪期一般为11月中旬至次年3月下旬，一次最长降雪期为12天，积雪最大深度为200mm，常有间断性大雪封山、交通中断的情况发生。
石墨矿区一带，地表水文网发育。分布于东冲河矿区中部，总体自北东向南西流的东冲河，是香溪河左岸一级支流上游。该河发源于界岭北西面的西坪。流量一般0.10～0.50m3/S，正常最大流量15.41m3/S，特大流量大于100m3/s。具有典型山区河溪流量随降雨多寡而急变的特点。
1.1.4 矿区经济条件
矿区所在地区工业不太发育，矿区周边有部分采矿业，主要有龙头坪金矿、三岔垭石墨矿等小规模的开采。区内以农业生产为主，主要粮食作物为玉米、其次为水稻。经济作物主要为香菇、茶叶、烟草、药材等。森林覆盖面积较大，主要产杉木、松木，其次为杂木。矿区水源较充足，水质较好。电力供给较充足，矿区内有国家电网并网供电，可基本满足未来矿山需要。矿区及周边不属于旅游区和自然保护区，有利于地质勘查和矿山开发建设。
1.2 设计依据及设计条件
1.2.1 设计依据
《湖北省兴山县东冲河矿区石墨矿详查报告》，湖北省地质局第七地质大队，2015年5月。
1.2.2 设计开采范围
本次设计对Ⅱ-2矿体为采用地下开采，并设计在东冲河右岸，于标高1120m处掘进一段水平运输平硐后向西南方向施工一倾角为24°的主斜井，其底部标高为975m。阶段高40m，采用自下而上分层回采。
1.2.3 设计矿山规模
矿山建设规模为18万t/a。
1.2.4 主要设计条件
1.2.4.1 供水、供电
矿区水资源丰富，地面有常年水系通过，供水充足。
矿区附近有全国闻名的葛洲坝水电站，供电系统发达。
1.2.4.2 生产资料、燃料来源
本县工业以矿业为主，生产资料和燃料均有保障。
1.2.4.3 技术力量
本县工业以矿业为主，有可靠的技术力量支持。
1.3 设计内容和设计方案
1.3.1 设计内容
本次设计的主要内容是：采矿方法设计 开拓系统设计 提升与运输设计 通风系统设计 排水系统设计 设备选型设计 。
1.3.2 设计方案
1.3.2.1 开拓方案选择
Ⅱ-2矿体控制长964米，矿层呈似层状产出，走向65～85度，倾向155～175度，倾角43～62度，属于急倾斜矿体。矿体厚度2.00～15.80米不等，平均厚4.96米。斜深78～206m ，年产量为18万吨/年，。固定碳含量3.00～10.99%，平均品位5.70%，其他矿体长55～506米不等，均规模不大。因此选择斜井开拓是比较合理的。
1.3.2.2 通风系统选择
