紫金矿院采矿工程地下开采毕业设计.docx
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紫金矿院采矿工程地下开采毕业设计
紫金矿院采矿工程地下开采毕业设计
第一章总论4
1.1设计的指导思想4
1.2矿山资源及开采概况4
1.3企业组织机构6
1.4三废处理情况9
1.5矿区尚存的重大问题及解决意见10
第二章矿床赋存地区的自然概况及原始资料11
2.1矿区交通位置及交通情况11
2.2矿区及周边(莱州市)经济状况12
2.3矿区气候条件及自然资源14
2.4矿区采用的工作制度、工资制度、劳动组织形式14
2.5产量计算、矿石损失贫化及出矿品位15
2.6矿区外运输条件16
2.7矿区开采情况16
2.8矿区产品种类、销售情况、价格及其市场发展前景17
第三章矿床地质20
3.1矿区地形特征20
3.2矿区、矿床地质特征及矿石特征20
3.2.1矿区地质特征20
3.2.2矿床地质特征21
3.2.3矿石特征22
3.3矿区水文地质24
3.3.1矿区地形地貌及地表水体特征24
3.3.2主要含水层(带)的富水性与隔水层24
3.3.3地下水的补给、迳流、排泄条件25
3.3.4含水层(带)与地表水体的水力联系及矿坑充水因素25
3.3.5矿坑涌水量预测25
3.3.6拟建盲竖井涌水量预测26
3.4矿体和围岩物理机械性质及其他27
3.4.1矿体及顶底板围岩的稳定性27
3.4.2矿岩物理力学性质27
3.5设计开采围的矿体产状及分类28
3.6地质勘探28
3.6.1矿床地质勘探工作28
3.6.2勘探控制程度分析29
3.7资源储量30
3.7.1矿床资源储量估算工业指标30
3.7.2地质报告提交批准的资源储量30
3.7.3设计利用地质资源储量31
3.8基建生产勘探、取样分析及深部预测靶区地质探矿33
3.8.1基建生产勘探33
3.8.2取样33
3.8.3化验分析34
3.8.4测量仪器与地质探矿设备配备34
3.8.5深部预测靶区地质探矿34
第四章矿床开拓35
4.1矿山现有开拓系统评述35
4.2矿山设计年产量的校核36
4.3矿山服务年限37
4.4阶段高度的确定38
4.4.1确定阶段高度的因素38
4.4.2矿山现状38
4.4.3Ⅴ号矿体拟用的采矿方法39
4.4.4深部各阶段标高及服务年限40
4.5深部开拓方法的选择40
4.5.1深部开拓方案的初步选择40
4.5.2各个开拓方案的比较43
4.5.3深部开拓方案的确定45
4.6开拓巷道的位置、断面形状和规格45
4.6.1主井及斜坡道45
4.6.2副井及各平巷48
4.6.3井底车场和硐室49
4.7全矿井的基本坑道工作量和进度计划51
4.7.1基建围及基建工程量51
4.7.2三级矿量56
4.7.3基建进度计划编制原则57
4.8采掘进度计划57
4.8.1采掘进度计划编制原则57
4.8.2采掘进度计划表57
第五章采矿方法59
5.1矿床开采技术条件59
5.2矿山现有的采矿方法评述60
5.2.1现有采矿方法简介60
5.2.2矿山开采面临的问题61
5.2.3深部V号矿体研究的主要容与目的63
5.3采矿方法选择64
5.3.1采矿方法初选64
5.3.2采矿方法技术经济比较68
5.4采区构成要素和底部结构的形式69
5.4.1盘区划分69
5.4.2采场构成要素69
5.4.3人工假顶70
5.4.4采准切割70
5.5回采工作设计和计算73
5.5.1回采工艺过程73
5.5.2凿岩爆破工作73
5.5.3炸药和爆破器材75
5.5.4采场通风75
5.5.5出矿与运搬76
5.5.6采场地压管理77
5.6采空区处理和矿柱回采77
5.6.1采空区的处理77
5.6.2矿石顶柱的回采77
5.7采矿方法技术经济指标77
第六章矿井通风(专题设计)79
6.1概述79
6.1.1矿石性质、矿区地形及矿区气候概况79
6.1.2矿山现用的通风系统综述80
6.1.3设计的开拓系统、采矿方法、提升运输系统84
6.2通风方案选择87
6.2.1通风方案初选87
6.2.2通风方案的技术经济比较94
6.3矿井需风量计算94
6.3.1回采工作面需风量计算94
6.3.2巷道工作面需风量计算95
6.3.3硐室需风量计算96
6.3.4其他设备与用风点风量计算96
6.3.5矿井总需风量计算97
6.3.6通风容易时期风量分配98
6.3.7通风困难时期风量分配100
6.4矿井通风阻力和自然风压计算102
6.4.1矿井通风阻力计算102
6.4.2自然风压计算105
6.5扇风机选型与矿井风量调节105
6.5.1扇风机选型105
6.5.2矿井风量调节108
6.6通风工程项目112
6.6.1通风专用井巷工程费用112
6.6.2多级机站设备项目113
6.6.3主要通风构筑物114
6.7通风成本计算114
第七章矿山运输与提升116
7.1矿山现存的运输与提升系统评述116
7.1.1矿石与废石运输和提升系统简述116
7.1.2矿山现用的提升运输设备117
7.2运输与提升设计118
7.2.1运输和提升设计原始资料118
7.2.2矿山井下运输设计118
7.2.3矿山井下提升设计120
7.2.4粉矿回收系统的设计123
7.2.5提升运输设备数量124
7.2.6运输与提升成本选取124
第一章总论
1.1设计的指导思想
1.贯彻执行国家的方针、政策
本工程设计中,认真贯彻执行国家经济建设的方针政策,特别是要执行提高经济效益,促进技术进步的创新方针;要注意资源的综合利用,节约能源,保护环境。
2.按办矿新模式设计
在设计中贯彻以“三高”、“三少”、“四新”为基本特征的新模式办矿,使新城金矿建成充满在生机与活力的现代化矿山。
“三高”指采矿高强度,作业高效率,经济高效益;“三少”即矿山用人少,辅助设施少,企业包袱少;“四新”指探索新的结构模式,建立新的运行机制,应用新的管理方式,创出新的矿山面貌。
3.按先进的现代化矿山水平进行装备
在广泛吸取国外和国矿山成功经验的基础上,采用先进的工艺技术,大型、高效、低耗、少污染的采矿设备。
4.认真对待深井开采所面临的技术问题
新城金矿深部开拓工程形成后,其开采深度近千米,存在地压大、有岩爆倾向、采矿工艺和井巷支护都要采取必要的技术措施;岩温高,要采取合理的放热降温、加大通风措施;矿井深度大,提升及排水难度大,要选用性能可靠,技术先进的设备。
5.充分利用市场竞争的优势
设计要按市场竞争的优势来确定工程进度和工程造价,努力使本工程建设成为工期短、造价低、品质优良的工程项目。
1.2矿山资源及开采概况
1.资源条件
矿区本次深部开采设计对象主要为-530m标高以下的Ⅰ号矿体和V号矿体群。
本次深部开拓设计开采的-530m标高以下的矿体赋存地质条件与上部矿体单一、品位高、厚度大、且相对稳定、完整的赋存条件,有明显的差异。
这将会增加深部开采的难度,需要采取必要的应对措施。
-530m以下深部开采围的地质储量:
(1)Ⅰ号矿体矿石量12万吨,平均品位4.13g/t,金金属量495.53Kg;
(2)V号矿体群矿石量261万吨,平均品位6.38g/t,金金属量16708.82Kg;
-530m标高以下至-730m深部开采围全部设计地质储量,矿石量273万吨,平均品位6.29g/t,金金属量17204.35Kg。
2.设计规模
本次设计生产规模为80万t/a。
3.服务年限
根据计算并结合矿山实际情况,确定Ⅴ号矿体开采围的服务年限为6年。
4.现在的开拓方式
自建矿以来,为适应生产发展的需要,新城金矿进行了三次开拓工程建设,形成主斜井、主竖井—辅助斜坡道、主斜坡道等多种开拓方式共存的局面。
5.现在的采矿方法
新城金矿为贵金属矿床,品位较高,地表有村庄和烟潍公路通过,不允许陷落,矿山主要采用上向水平分层尾砂(胶结)充填采矿法,多年的生产实践中,根据不同的开采技术条件,选用不同的采矿设备,不断提高生产技术水平和生产能力,矿山进行了多次采矿方法研究与试验,使用了多种安全高效的采矿方法,主要有:
无轨设备机械化盘区式上向水平分层尾砂(胶结)充填采矿法;进路采矿法;倾斜分条嗣后一次充填采矿法;机械化点柱上向水平分层充填采矿法。
6.产品方案
新城金矿的产品是随着选冶工艺的不断革新而不断升级换代的。
投产初期,最终产品只有金精矿。
1983年,氰化和冶炼工艺相继投产后,生产金银合质金。
1985年金银分离银电解工艺投产后,最终产品为金锭、银锭。
2002年11月起,金锭经焦家黄金精炼厂加工成标准金后,通过黄金专线网在上海黄金交易所进行网上远程交易,价格与国际市场接轨。
由企业参与市场自行定价销售。
7.供电来源
供电电源:
新城金矿地表建有35/6KV变电站两座,分为I站、II站,两座变电站同时运行。
8.供水来源
工业水源:
地下水。
生活用水:
数十公里外的河水。
9.劳动力供应
该地区劳动力丰富,新增人员都经过矿部岗前培训3至6个月左右。
10.外部运输
烟潍公路(206国道)从矿区通过,矿区每天都有通往、、北京等地的汽车,交通十分便利。
1.3企业组织机构
1.企业简介
黄金矿业股份新城金矿地处胶东半岛渤海湾畔,矿山始建于1975年,1980年竣工投产,1984年达到500吨/日设计生产能力;1989年,矿山进行二期改扩建工程建设,1998年达到1250吨/日设计生产能力,现在实际处理能力1600吨/日,是一座具有采矿、选矿、冶炼综合生产能力的国家大型黄金矿山。
2003年8月28日,以新城金矿资产为主体的“黄金”股票在上交所成功上市,给企业带来更大的发展空间。
经过三十年的发展壮大,矿山现有员工2100人,拥有固定资产原值5.5亿元,截止到2005年末,已累计为国家生产黄金41.56吨,实现利税9.1亿元,黄金产量和经济效益在全国同行业中一直名列前茅,成为黄金行业的佼佼者。
企业各方面的工作被国家、省里授予多项荣誉。
新城金矿属于“焦家式”金矿床,矿山设备装备优良,工艺技术先进。
目前,开采设备全部实现了无轨化,主要设备均是从美国、法国、芬兰、加拿大、瑞典等国引进的;井下广泛采用了先进的“机械化盘区上向高分层充填采矿法”,并辅以控爆落矿、锚杆锚网支护以及喷射混凝土隔离墙等安全技术措施,生产更安全、产量更高、效益更好。
选矿主要生产流程包括破碎、磨浮、氰化、冶炼。
近年来,通过技术改造不断地优化选矿药剂配比和工艺参数,选矿生产回收率指标均达到国同行业领先水平。
产出的金锭送精炼厂加工成标准金后,通过黄金专线网在上海黄金交易所进行网上远程交易。
目前,矿山正在积极开展对外加工金精矿业务,积极拓宽企业的发展道路。
通过多年的实践,新城金矿在提高生产技术水平、创建“学习型企业”、改革管理机制、推进信息化建设、创新思想政治工作体系、发展循环经济、建设企业文化等多个方面走在了同行业的前面,已经成为黄金集团的“台柱子”企业。
今天,矿山秉承科学的发展观与时俱进、改革创新,塑造快乐文化、发展循环经济、构建人文安全、建设数字新金,全力打造绿色、平安、和谐的黄金企业新形象。
2.企业投资概况
本次设计为矿山深部开拓设计,可以充分利用原有生产及生活设施。
矿山生产规模不变仍为1500t/d。
项目概算总投资16792.29万元,其中静态投资(建设投资)为15525.32万元,动态投资(基建期贷款利息)1266.97万元。
单位矿石投资339.24元/t·a。
3.企业投资构成
本概算投资包括:
地质,采矿,其它费用,工程预备费,建设期贷款利息等投资。
其主要生产工程容包括:
坑探矿、探测设备、坑开拓工程、井下采掘设备、提升设施、坑运输设施、粉矿回收设施、坑除尘设施、井下通风设施、井下排水排泥设施及供电设施等。
按投资构成划分的投资分析见表1-1。
按生产用途划分的投资分析见表1-2。
表1-1按投资构成划分的投资分析表
项目名称
建筑工程
设备
安装工程
其它费用
总价值
投资额(万元)
6825.20
6028.98
309.54
3628.56
16792.29
占总投资比例(%)
40.64
35.90
1.84
21.61
100
表1-2按生产用途划分的投资分析表
序号
项目名称
投资额(万元)
占总投资比例(%)
一
工程费用
13163.73
78.39
1
地质工程
511.30
3.04
2
采矿工程
12652.42
75.35
二
其它费用
950.20
5.66
三
不可预见费
1411.39
8.41
四
建设期贷款利息
1266.97
7.54
总投资
16792.29
100
4.项目建设总资金及资金来源
本次深部开拓工程新增总投资为16792.29万元,其中建设投资为15525.32万元,建设期贷款利息为1266.97万元。
项目总投资的30%由企业自筹,70%部分采用银行贷款,贷款年利率为5.85%。
目前矿山现有流动资金为8000万元,能够满足本次深部开拓工程生产的需要。
建设投资在4年的建设期全部投入使用,资金使用计划为:
建设第一年20%,第二年25%,第三年30%,第四年25%。
现在矿山的固定资产帐面净值为29215万元。
根据有关财务制度的规定,矿山采用统一提折旧的方法,净残值按照固定资产原值的5%确定,现有工程和本次深部开拓工程设计提取年折旧费为3943.4万元。
5.主要技术经济指标
本次设计围矿山平均出矿品位为5.66g/t,按照目前矿山选冶总回收率93.5%计算,稳产年年产黄金为2619.59kg,折合为83826.86两;根据近五年的黄金价格走势,预计今后几年黄金价格将在11~12万元/kg左右波动,但考虑到原矿品位负变的可能性较大,故本项目成品金的销售价格按10万元/kg计,则本次设计服务年限年均的各项利税指标见表1-3:
表1-3年均利税指标表
序号
项目名称
总量(万元)
增量(万元)
1
年均销售收入
20811.18
18118.83
2
年均销售税金及附加
68.82
59.92
3
年均总成本费用
12753.57
11324.20
4
年营业外支出
160.0
160.0
5
年均利润总额
7828.80
6574.71
6
年均所得税
2583.50
2169.65
7
年均税后利润
5245.29
4405.05
6.经济效益指标
经济效益同样计算了两套指标,即总量效益和增量效益,本项目技术经济评价采用增量法,建设期末原有储量作沉没处理。
(1)静态盈利能力指标
表1-4静态盈利能力指标
项目
增量效益
总量效益
投资利税率(%)
39.51%
14.62%
投资利润率(%)
39.15%
14.50%
投资回收期(含建设期4年)
5.58年
5.19年
(2)动态盈利能力指标
表1-5动态盈利能力指标
项目
增量效益
总量效益
部收益率
33.49%
22.96%
净现值(i=12%)
15474.2万元
15716.6万元
7.贷款偿还能力
本项目长期贷款总额为12134.69万元,其中贷款本金为10867.72万元,建设期贷款利息为1266.97万元。
贷款年利率为5.85%。
用于偿还贷款的资金主要有:
未分配利润、折旧费、摊销费。
根据项目的还贷能力计算,项目长期贷款偿还年限为5.26年,其中包括建设期4年。
由此可以看出,该项目的还贷能力较强。
8.综合评价
新城金矿目前已形成了采、选、冶80万t/a的综合生产能力,按照目前的生产能力,-530m中段以上保有的地质储量服务年限只有6年左右。
由于充分利用现有工程已形成的生产系统,因此,本次深部开拓工程的新增总投资为16792.29万元,其中建设投资为15525.32万元,建设期贷款利息为1266.97万元。
基本上不影响目前的生产,建设期为4年。
投产后新城金矿仍有7.3年的服务年限,稳产年产成品金2619.59kg(折合83826.86两),总量年均获税后利润5245.29万元,增量年均获税后利润4405.05万元,税后部收益率:
深部开拓工程增量部分为33.49%,总量部分为22.96%。
由以上的经济指标可以看出,该项目经济效益是好的。
本次新城金矿深部开拓工程的建设,具有见效快和效益好的特点,应尽快实施建设,使得这个大型金矿,为国家和地方继续做出应有的贡献。
1.4三废处理情况
1.废水处理情况
(1)采场废水处理:
经处理后循环利用。
(2)选矿废水处理:
选厂采用废水循环利用,不对外排出废水。
2.废渣处理情况
(1)尾砂及其排放:
尾砂经过分级后一部分经由管道排至尾砂坝,一部分被用于制备充填料。
(2)废石及其排放:
经处理后排至废石场。
3.废气、粉尘的处理
(1)井下产生的废气、粉尘主要经由回风道排出。
(2)各精矿车间作业过程中产生的粉尘和转送过程中产生的粉尘,经湿式除尘、布袋除尘回收其中的精矿粉,均用管道返回各自的工艺过程中。
1.5矿区尚存的重大问题及解决意见
1.矿区尚存的重大问题
新城金矿深部开拓工程形成后,其开采深度近千米,存在地压大、有岩爆倾向、采矿工艺和井巷支护都要采取必要的技术措施;岩温高,深部进风主要通过斜坡道,通风效果不好,要采取合理的放热降温、加大通风措施;矿井深度大,提升及排水难度大,要选用性能可靠,技术先进的设备。
新城金矿现有通风系统为两翼对角抽出式通风系统,主竖井、斜坡道进风,南、北风井回风,通过斜坡道到达各作业分段,通过采场联络巷到达作业采场;清洗作业面后,污风经采场充填回风井进入上中段回风巷,最后汇集至南、北回风井,排出至地表。
该通风系统是为满足1500吨/天的生产能力而设计建立的,目前矿山生产规模已达到2700吨/天,未来生产能力将达到3000吨/天以上,现有通风系统的风量远不能满足生产需求。
迫切需要采取相应的技术和工程措施,以增加总风量,满足生产能力大幅增加带来的通风量要求。
此外,深部中段主要从斜坡道入风,上部区段作业产生的部分污风沿斜坡道下行,加之在斜坡道运行的大量无轨设备产生的废气污染,造成深部各中段入风风流质量较差,从而严重影响深部通风系统效果。
矿山生产主要集中在深部中段,大量无轨设备运行产生的废气和热量造成深部中段温度增高,有毒有害气体无法有效及时排除,使深部中段作业条件恶化,给作业人员身体健康带来较大危害,为此矿山亟需进行深部通风系统研究,加大深部供、排风量,优化深部通风网络,增加作业区段机站设置,建立适应当前生产状况的深部通风系统,以有效降温降毒,改善作业环境。
2.解决方案
(1)增加总风量
通过增加系统装机容量,扩大通风井有效通风断面,调整深部装机数量等方式,增加全矿和深部风量。
(2)调整深部通风网络
改变深部进回风井设置,深部作业中段从盲竖井进风,通过-630m盲竖井石门进入深部各作业中段,减小斜坡道通风量,从而减少风流污染。
其主要系统调整为:
进风系统:
新鲜风流自盲竖井→-630中段石门→-630中段大巷→通风措施井→-580中段大巷。
中段通风网络:
新鲜风流自中段大巷→采矿措施井→各分段大巷→采场联络巷→采场。
回风系统:
清洗工作面后的污风,由采场充填回风井→上中段(上、下盘)回风巷→(南、北)回风井→地表。
(3)完善中段采场通风网络
根据生产需要,完善中段采场通风网络,设计施工必需的通风构筑物,通过计算机网络结算,设置合理、足够容量的分级机站风机,达到合理分风,提高有效风量率,满足深部风量需求。
第二章矿床赋存地区的自然概况及原始资料
2.1矿区交通位置及交通情况
新城金矿位于省莱州市金城镇境,西南至莱州县城35km、距潍坊火车站134km;东北至龙口港30km;东南距莱阳火车站110km。
烟潍公路(206国道)从矿区通过,矿区每天都有通往、、北京等地的汽车,交通十分便利。
矿区距焦家金矿4km,距三山岛金矿约20km。
附近还有河东、河西、望儿山、金城等大、中、小型金矿山。
矿区地理座标为:
东径120°08′07″5~120°09′22″5
北纬37°25′50″~37°26′08″12。
见图2-1:
图2-1新城金矿交通位置图
2.2矿区及周边(莱州市)经济状况
全市实现国生产总值233亿元,按可比价格计算,比上年增长16%。
第一产业实现增加值23亿元,增长4.2%;第二产业实现增加值80亿元,增长19.5%;第三产业实现增加值60亿元,增长16.5%。
三次产业比重为14.3∶48.9∶36.8。
全社会完成固定资产投资135.86亿元,比上年增长40.6%。
实现财政总收入8.7亿元,其中地方财政收入8.1亿元,按可比口径增长42.1%。
年末金融机构各项存款余额127.7亿元,比年初增加10.3亿元。
其中,居民储蓄存款余额97.7亿元,比年初增加7.9亿元。
年末金融机构各项贷款余额56.5亿元,比年初增加6.1亿元。
近年来,莱州市牢固树立和认真落实科学发展观,全面贯彻落实国家一系列宏观调控政策,干事创业,加快发展,全市经济社会呈现出既快又好、协调发展的态势。
年实现生产总值233亿元,平均年增长18%以上,其中第一产业增加值近31亿元;第二产业增加值超过135亿元;第三产业增加值68亿元。
人均GDP突破2万元大关,已经达到27211元。
是省30个经济强县和全国综合经济实力百强县市。
农业发展实现新的突破。
林、牧、渔业保持稳定发展势头。
工业生产保持快速增长。
全市始终坚持“工业立市”的战略方针,坚持走新型工业化道路,工业结构加速升级,产业特色开始形成,全市第二产业比重达到51.2%。
全市规模以上工业企业累计达到279家,年工业总产值达229.5亿元。
莱州是中国黄金生产基地,黄金生产能力占全国黄金产量的13.4%,占省黄金产量的52.7%。
金仓矿业公司、天承生物金业公司和焦家金矿在成为上海黄金交易所会员单位和指定“可提供标准金锭企业”后,精炼的品牌国际产品黄金产销两旺。
莱州已成为中国北方石材出口基地,由于石材资源丰富,加工设备先进,首都天安门广场、中华世纪坛、北京、上海、国际机场等重点工程都闪烁着莱州石材的风采。
2003年4月,莱州被中国石材协会正式命名为“中国石都”。
总投资30亿元集生产与贸易于一体的“中国(莱州)国际石材城”使莱州成为亚洲的石材集散地。
莱州是全国日晒盐出口基地和中国北方盐化工生产基地,年产原盐100万吨,纯碱6万吨,溴素8000吨,溴系医药中间体100吨。
目前,莱州制盐、制溴等生产工艺居全国同行业领先地位。
服务业发展势头良好。
交通运输全面增长;旅游业持续升温。
年社会消费品零售总额达71亿元。
对外
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