上向水平分层充填法课程设计.docx
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上向水平分层充填法课程设计
课程设计
课程名称:
金属矿床地下开采
设计题目:
某金矿,品味6g/t,矿体水平厚度9米,倾角45°,f=8~10,矿石体重2。
7t/m3.上向水平分层尾砂充填采矿法。
学 院:
国土资源工程学院
专 业:
采矿工程
年 级:
2009级
学生姓名:
刘佶林(200910104134)
指导教师:
郭忠林周宗红
日期:
2012/9/10
教务处制
课程设计任务书
国土资源工程 学院 采矿工程 专业 2009年级
学生姓名:
刘佶林
课程设计题目:
上向水平分层充填采矿法 。
.
课程设计主要内容:
选择采矿方法的原则(要求),根据矿床地质条件和开采技术条件,结合实习收集资料,设计采矿方法.包括:
采矿方法三面视图(1:
200或1:
500),采矿方法简述,结构参数,采准巷道布置,切割工作,采切工程量及采切比计算,采切费用计算;回采工作(落矿、出矿、通风、支护、损失贫化管理),回采顺序,地压管理,采掘进度计划,劳动组织形式和作业循环图表,成本计算与技术经济指标。
设计指 导教师(签字):
教学基层组织负责人(签字):
年 月 日
前言············································1
第一章设计题目、地质条件
1.1设计题目······························2
1.2矿床赋存条件··························2
第二章矿块布置和采场结构参数的确定············5
第三章采矿方法三面图绘制·······················3
第四章采准切割工作····························3
第五章回采工作·······························5
第六章充填工作及地压管理····················8
第七章技术经济指标·························10
附录···································
结束语··········································12
前言
一、课程设计的目的
1.通过课程设计,使学生对所学国的金属矿床地下开采及其它专业课程的基础理论、基础知识和基本技能得到进一步系统地加深、巩固和提高。
2.理论联系实际,培养提高学生解决问题和分析问题的能力。
3.培养学生查阅和应用参考书,设计规范及其它设计资料的能力。
4.培养锻炼学生应用所得的专业理论知识去解决实际问题的本领。
设计中学生应遵循党和国家制定的各项方针、政策和法令,结合实际,合理地应用国内外的新技术、新成就和先进经验.
二、设计工作量和要求
1.设计深广度应基本上达到现场单体初步设计要求。
2.设计应着重于方案选择的论证。
3.设计应包括图纸和说明书两部分。
(1).设计说明书文词力求通顺简练,计算部分必须列出式子,代入数据,写出结果。
(2).图纸部分:
1:
200的采矿方法三面投影图各一张(手工、CAD);图纸必须符合工程上的要求。
第一章设计题目、地质条件
1.1设计题目
某金矿,品味6g/t,矿体水平厚度9米,倾角45°,f=8~10,矿石体重2.7t/m3.上向水平分层尾砂充填采矿法。
1。
2矿床赋存地质条件
第二章矿块布置和采场结构参数的确定
2.1上向水平分层充填采矿法的特点
该方法特点是将矿块划分为矿房和矿柱进行回采,先采矿柱,后采矿房,矿房或矿柱自下而上分层回采,依次按比例进行充填以维护上下盘围岩,并创造不断上采的作业条件,矿房回采到最后一个分层时,进行接顶充填。
该方法一般适用于矿石稳固、围岩不稳固的倾斜和急倾斜矿体,能适应形态不规则、分枝复合变化大的矿体。
此方法工作面循环作业,凿岩爆破、出矿、充填和护顶完成一个循环后,进行下一分层的循环;回采空间和范围可以控制,人员、设备在暴露的顶板下工作,需要有效的控制顶板。
2.2矿块布置及构成要素
矿体倾角45°,矿房沿矿体走向布置,阶段高度40m,阶段斜长56米;矿房、矿柱交替布置,矿房长度为50m,矿柱宽度8m,顶柱厚5m,底柱高5m;先采矿柱,后采矿房,矿块底部构筑5m厚的人工混凝土假底,以保证下阶段的回采安全;回采过程中,最小控顶高度2m,最大控顶高度5m,采用尾砂进行充填,各分层待充填体渗水平场完毕厚后,铺设0.3m厚的砼地板,以利上分层回采时无轨设备的行走.
第三章采矿方法三面图绘制(详见大图)
第四章 采准切割工作
4.1采准切割工程
在矿体内掘进脉内运输巷道,在每个矿房中布置两个溜矿井、一个顺路人行天井(兼作滤水井)和一个充填天井.溜矿井用混凝土浇灌,壁厚300mm,圆形内径为1。
5m。
人行—滤水井用预制刚筋混凝土构件砌筑,或浇灌混凝土(预留泄水小孔).充填天井断面为2m×2。
4m,内设充填管路和人行梯子等,是矿房的安全出口,其倾角为80°-90°.在底柱上面掘进拉底巷道,并以此为自由面扩大至矿房边界,再向上挑顶2。
5-3m,并将崩落下的矿石经溜矿井放出,形成4.5m-5m高的拉底空间后,即可浇灌钢筋混凝土底板。
底板厚0。
8—1.2m,铺设双层钢筋,间距700mm。
切割工作主要是拉底,即以穿脉为自由面和补偿空间扩大到矿房底部全面积形成拉底空间,以穿脉为自由面用YSP-45向两边扩帮至采场两边边界,局部出矿后,向上一分层挑顶形成5。
0m的控顶高度。
然后,砌筑3.0m高的高标号胶结体人工假底,剩2.0m作为继续上采的作业空间。
砌筑假底时,要预先铺设好滤水管,并根据实际情况考虑加一些钢筋。
4.2.1 阶段运输平巷
位于溜矿井下端,其断面为3×3m的三心拱巷道,断面面积10.6m2.
4。
2。
2溜矿井
采用电耙出矿时,每个采场都要布置2个溜矿井,其溜矿井断面为2×2m,一般布置在脉内,随回采、充填工作进行,顺路架设。
4.2。
3充填天井
充填天井断面为2×2.4m,内设充填管路和人行梯子等,是矿房的安全出口,其倾角为80°,布置在采场中央,倾角与矿体倾角一致,为45°。
4.2.4人行滤水井
人行滤水井断面为2.2×1。
2m,与溜矿井同时施工。
4。
2.5 沿脉巷道
穿脉布置在每个阶段的顶底柱中,并且位于矿房或矿柱的中央,起到探矿、通风的作用。
4.3矿块采准切割工作进行图表
工作项目
工程量
(m)
掘进进度(m/月)
完成时间(日)
进行顺序(月)
1
2
3
1、阶段运输平巷
50m
100
15
2、充填天井
56m
150
12
3、沿脉巷道
100m
100
30
4、拉底
50m
200
8
第五章 回采工作
用浅孔落矿,回采分层高为3m。
采用电耙出矿.矿石出完后,清理底板上的矿粉,然后进行充填.充填前要进行浇灌溜矿井、砌筑人行-滤水井和浇灌混凝土隔墙等工作。
先用预制的混凝土砖砌筑隔墙的外层,然后浇灌0.5m厚的混凝土,形成隔墙内层,其总厚度为0。
8m.混凝土隔墙的作用,只要是为第二步回采间柱创造良好的条件,以保证作业安全和减少矿石损失与贫化.
使用选矿厂脱泥尾砂,沿直径100mm的管道水力输送到工作面,充填采空区。
充填料中的水渗透后经滤水井流出采场,充填料沉积在采场内,形成密实的充填体
为了防止崩落的矿粉渗入充填料以及为出矿创造良好的条件,在每层充填体的表面铺设0。
2m的混凝土底板,1天后即可在其上凿岩,2-3天后即可进行落矿和行走各种设备。
5。
1 凿岩爆破
选用YSP-45型凿岩机打上向中深孔,具体参数如下:
孔深:
3m
钎头直径:
40mm;
钎头形式:
一字柱齿;
选用三台凿岩机,每台凿岩机配凿岩工人2名。
5.1.2炮孔直径
根据选用凿岩设备可钻孔径及矿石的坚硬性取炮眼直径为40 mm,所选用的药卷直径为32mm。
5。
1。
3炮孔排距和深度
挑采设计孔距1m、排距1m,边眼眼距适当减小,边眼11q与采场轮廓线间距0.8m,各排孔之间错开呈梅花状布置,孔深3。
0m.每个分层总炮孔为450个,总炮孔深度为450×3=1350m
5.1.4崩矿量
矿块分层崩落矿量Q=3×50×9×2.7=3645t,每米炮孔崩矿量为2。
7t/m,
5。
1.5炸药的选择与炸药单耗
炸药采用普通2号硝铵岩石炸药,并结合类似矿山炸药单耗取0。
3kg/t,故每个炮孔装药2。
4kg,装药系数为0.8,装药采用人工装药。
5。
1.6 起爆网络
将起爆药包靠近眼底进行反向起爆,堵塞长度为最小抵抗线W的一半左右,爆破网路采用塑料导爆管和豪秒雷管微差起爆网路联接,联线方式为串并连,为减小爆破震动,从下盘向上盘分次起爆,各排炮孔间微差起爆,一次起爆延续时间控制在200ms内.起爆器材主要有雷管、导爆管、连接元件、激发器材等。
5.2采场搬运
每次爆破后通风时间不少于40min,工作面炮烟排净后,安全工进入采场检查顶板,清除浮石,采场内采用电耙搬运矿石,将崩落的矿石运至溜矿井。
选用2DPJ—55型电耙出矿,该设备的耙斗容积为0.5~0。
6m3,耙运矿岩的块度应小于650mm,耙运距离小于40m,台班生产能力达80~100t.
5.3矿柱回采
为减少矿石损失,金矿一般都要回采矿柱,待采场充填完并且已经彻底凝固后,再回采矿柱,矿柱厚8m,回采工作同上,回采一层充填一层。
5。
4 回采作业循环
5.4.1 回采工作组织
回采工作包括凿岩、装药、爆破、通风、平场、出矿、充填。
其中凿岩工4人,装药工4人,爆破2人,通风1人,平场2人,出矿2人,充填4人。
5.4.2 矿房回采作业循环
矿房分层作业循环如下表所示,整个矿房分13个分层回采,分册回采高度3米,最后一层回采4m。
回采作业名称
工作量
完成时间(天)
循环时间(天)
4
8
12
16
20
24
28
凿岩
1323m
4
装药
1093。
5kg
2.5
爆破
通风
0.5
出矿
3645t
5
充填
1350m3
16
第六章充填工作及地压管理
每层崩落矿石出完后,按照配比要求,进行尾砂充填。
充填渗水通过泄水井流出采场。
回采一层,充填一层,待充填体凝固之后再回采上一层矿石。
6.1充填准备工作
(1)出矿完之后,将设备移出采场;
(2)架设泄滤水井。
泄滤水井布置在采场充填体内,用于充填体滤水,随回采、充填工作进行顺路架设,泄滤水井的断面尺寸一般为(1。
2~1.5)m,负责面积为200m2左右;
(3)构筑与分层出矿进路间的密闭墙,在回风充填井中央设置隔墙;
(4)接通采场充填管路。
从上中段回风充填平巷,通过回风充填天井,往采场接通充填塑料管,并将充填塑料管用木质三脚架固定在适当地方,以便采场均匀充填;
(5)检查地表充填制备站与充填采场之间的通讯系统
(6)检查充填线路
6。
2采场充填
(1)根据地表充填料浆制备站充填材料储备情况,确定能连续充填的时间,进而确定每次连续充填的地点与高度;
(2)卸放充填料时,要由远而近地向泄滤水井处放砂,以有利充填水从泄滤水井排出;
(3)充填料填放面应低于泄滤水井道口50~100mm,以防止充填料从泄滤水井口溢流和跑砂;
(4)卸放充填料结后,用人工或铲运机的料浆扒平,再辅以厚度为0.3~0.4m的高灰比的胶结充填铺面,以提高无轨设备的运行效率且防止粉矿渗入充填体造成贫化;
(5)采场充填到位后,养护7d,方可进行下一分层的回采作业.
6.3 每次充填量
矿房每次充填量为50×3×9=1350m3,矿柱每次充填量为8×9×3=216m3
6.4地压管理
采场爆破并经过有效通风排除炮烟后,安全人员进入采场清理顶帮松石。
如果顶板矿岩异常破碎,经撬毛处理后,仍无法保证正常作业,可采用锚杆支护.
二步回采的采场,由于受相邻充填采场充填接顶不充分、充填质量难以保证、充填渗水等影响,矿岩稳固性比第一步矿柱采场要差,顶板安全管理任务更加繁重。
除了上述安全技术措施外,在生产过程中,要加强适时安全监督,保证每个工作班组都有专职安全人员,在各生产工作面进行不间断安全检查,发现问题,及时处理。
第七章技术经济指标
7。
1 采准切割工程量
工作项目
断面规格
(m×m)
数量
长度m
体积m3
1。
阶段运输平巷
3×3三心拱
50
450
2.充填天井
2.0×2。
4
56
268.8
3、沿脉巷道
3×3 三心拱
50×2
900
4、拉底空间
5×9
50
2250
合计
256
3868.8
矿块矿量(kt)
Q=9×50×40×2.7/1000=68.04kt
千吨采切比
m/kt
3.76
m3/kt
56.86
矿块采准切割工作进行图表
工作项目
工程量
m
掘进进度
m/月
完成时间
月
进行顺序(月)
1
2
3
阶段运输平巷
50
100
0.5
充填天井
2
200
0.28
沿脉巷道
100
100
1
拉底空间
2
100
0.5
7。
2 采准系数计算
每个矿房矿体工业储量:
Q1=50×9×56×2。
7=68040t
采切巷道总长度L总=256m
脉内采切巷道矿石总体积:
V总=3868.8m3
用长度表示采准系数:
K1=256/(68040—3868。
8×2。
7)×1000=4。
45m/kt
用体积表示采准系数:
K1=3868。
8/(68040-3868.8×2.7)×1000=67。
17m3/kt
长度表示采切比:
K2=3。
76m/kt
体积表示采切比:
K2=56。
86m3/kt
7.3采切成本
矿块的采准切割费用表
工程项目
工程量,m3
单价,元/m3
金额,元
1、阶段运输平巷
450
200
90000
2、充填天井
269
400
107600
3、沿脉巷道
900
200
180000
4、拉底空间
2250
100
225000
合计
602600
采切成本(元/t)
8.86元/t
7。
4 每顿矿石消耗主要材料的成本
序号
材料名称
单位
单价
(元)
每吨矿石消耗的材料
每吨矿石消耗的材料的费用
元
1
炸药
kg
20000/t
20/kg
0.3kg
6
2
爆破器材
1
3
钢筋
t
4000/t
0.0029
11。
6
4
水泥
Kg/t
0.6
10
6
合计
24。
6元/t
7.5一顿矿石所摊的工人工资
工种名称
完成时间(天)
每班工作人数
每个工人每班的工资(元)
每循环采出矿石量(吨)
每循环工人工资
每吨矿石摊销的工人工资
凿岩
4天×2班
6
200
3645
9600
装药
2.5天×2班
4
200
4000
爆破
2
500
1000
通风
0。
5天
1
200
200
出矿
5×3班
2
200
6000
平场
2×3班
2
200
2400
充填
16×3班
4
200
38400
合计
61600
16.89元/t
7.6每吨矿石的主要电力消耗费用
用电单位
每循环平均用电时间h
用电功率(KW)
电价
费用总计
照明
28天×24=672小时
5
0.45
604.8
电耙
48
55×2=110
0。
45
2376
充填机
200
22
0.45
1980
通风
28×24=672
20
0。
45
6048
合计每吨矿石
2.85元/吨
10404
7.7每吨矿石用水成本
主要是尾砂充填时,消耗的水,约合1吨矿石消耗1吨水,即2.05元/t
7.8每吨矿石的压气消耗费用
主要是YSP-45型凿岩机和7655气腿式凿岩机消耗的费用,合计3元/t
7.9 设备消耗及维修费用
包括钎头、钎杆、钎杆、钎尾,设维修费用,共计4元/t
7.10每吨矿石合计成本
8。
86+24。
6+16。
89+2。
85+2.05+3+4=62。
25元/t
附:
参考文献
《采矿学》、《采矿手册》、《凿岩爆破》、《井巷工程》、《金属矿床地下开采》ﻩ
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