采矿工程课程设计

1.1方案初选：根据矿体的赋存条件，按安全、贫化损失小、生产效率高、经济效益好、符合环境保护与矿产资源保护法规等基本原则，选择多个符合开采条件的采矿方法。

1.2对初选方案作初步技术经济分析：对初选所得的每个方案，主要依据表1之中的几项指标进行分析比较。这些指标不作详算，而是根据采矿方法的构成要素，参照条件类似的生产矿山的实际指标选取。经过技术经济分析后，即可最终确定一种最优采矿方法方案，不作详细的综合技术经济比较。

矿体地质条件

某矿床属于层控沉积—热液迭加改造型含铜、含硫的磁铁矿床。矿床内共有大小矿体13个,其中Ⅰ号矿体为主矿体,其储量占矿床总储量的99.7%，为本次设计对象。

本次设计开采范围为： -307.5m～-490m之间的矿体，地表标高为+78～168m 本次设计范围内地质资源储量为4985.78万t，设计开采范围内可利用储量为4744.04万t，Tfe（全铁）品位37.61%、mFe（磁铁矿含铁）品位31.22%、S品位1.91%、Cu品位0.1%。

（1）矿体及顶底板围岩稳定性

矿体顶板主要为罗岭组上段第三层上部的铁、钙、泥质粉砂岩，其次为龙门院组底部火山岩—粗安岩，泥质粉砂岩蚀变特征表现为绿泥石化、蛇纹石化、角岩化，矿化特征表现为近矿岩石具弱磁铁矿化、黄铁矿化、赤铁矿化等，磁铁矿、黄铁矿呈浸染状、团块状、斑点状分布，经分析靠近矿体的粉砂岩TFe品位一般为8－18%，mFe品位一般为2-11%。

底板均为泥质粉砂岩，蚀变主要为角岩化，次为绿泥石化、钾化、碳酸岩化，矿化特征表现为黄铁矿化及不均匀的弱磁铁矿化，TFe品位一般为5－12%，mFe品位一般为2-7%。

矿体与围岩界线一般清楚。 （2）矿岩物理力岩性质

根据矿床岩矿物理力学测试资料，分别换算矿体及顶底板围岩普氏硬度f系数值：顶板均值为11，矿体均值为7，底板为13，少量角岩化地段力学强度偏高，f系数可达20左右，局部松软蚀变（强绿泥石化、水云母、高岭土化）

岩石力学强度偏底，f系数为5左右。矿石体重平均3.98t/m，其中东区为4.08 t/m3，西区为3.89 t/m3。围岩体重为2.7 t/m3。根据类比暂定岩矿松散系数为1.6，自然安息角45°，采出矿石湿度2%。

（3）矿体产状及赋存条件

Ⅰ号矿体为本矿床主矿体，水平投影形态为不规则矩形，长轴方向总体呈290°展布。长2188m, 宽最小190m（0线），最大为783m（22线），宽度平均512m。埋藏在-268.07m—-507.41m标高内。

总体走向略呈弧形变化；倾角变化比较稳定，一般15—20°。 垂直厚度一般为20—40m，最厚63.58m,最薄2.61m，平均为27.07m。 地表准许陷落。

从上述地质条件不难得出：矿体倾角约为17º，属于缓倾斜矿体；走向2188m，宽度512m；平均厚度为27.07，为厚矿体，局部为极厚矿体。矿体及顶底板围岩稳定性较好，为中等稳固，矿体与围岩界线一般清楚。地表允许崩落。

1.方法初选 根据上述矿床开采技术条件，初步选出可用的采矿方法。 由于矿体及顶底板围岩稳定性中等稳固，矿体缓倾斜，矿石价值，因此，可使用房柱采矿法的无轨设备回采房柱法。根据矿石价值、围岩与矿石稳固性和矿床规模，地表允许崩落等 条件，可使用有底柱分段崩落法的水平深孔落矿有底柱分段崩落法。

房柱法用于开采水平和缓倾斜的矿体，在矿块或采区内矿房和矿柱交替布置，回采矿房时留连续的或间断的规则的矿柱，以维护顶板的稳固。因此它不仅是用于薄矿脉，而且可以回采厚和极厚矿体。矿石围岩均稳固的水平和缓倾斜的矿体，是这种采矿方法应用的基本条件。

有底柱分段崩落法适用于地表允许崩落，当厚度大于20M时对倾角不作要求，上盘岩石稳固性不限，下盘稳固性不低于中稳，不含较大岩石夹层，矿石无自燃和结块性，矿石价值不高的矿。

具体方案如下：

第一方案：无轨设备回采房柱法。矿房宽20 m, 矿块斜长120 m。顶 柱宽4 m, 底柱宽4 m。矿房长轴方向沿走向布置。用YT—28凿岩机钻凿浅孔, 用YGZ-90凿竖直深孔，非电导爆管起爆, 矿石用无轨设备铲运, 在漏斗口将矿石装入矿车运往该中段的溜井。

第二方案：水平深孔落矿有底柱分段崩落法。矿房宽20 m, 矿块斜长120 m。阶段高度为50m,分段高度为25m，矿块垂直走向布置。阶段运输平巷采用环

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形运输系统穿脉运输巷道的间距取40，采用YQ-100A潜孔凿岩设备，功率为30KW电耙出矿。

2.技术经济分析 根据矿块的生产能力、采准工作量、矿石的损失率和贫化率、劳动生产率等主要技术经济指标进行分析。三个方案的主要技术经济指标列于下表：

采矿方法初步技术经济分析表 表1

顺序 1 2 3 4 5 6 7 指标项目 矿块生产能力 矿块劳动生产率 采切比 矿石损失率 矿石贫化率 主要材料消耗 坑木 炸药 水泥 采出矿石的直接成本 计算单位 吨/日 吨/工班 米/万吨 % % 3米/千吨 公斤/吨 公斤/吨 元/吨 第一方案 >1000 50~60 15 12 0.409 0 4.05 第二方案 250~400 14 15.5 22.6 1 0.834 2.15 10.24 从上表可知，第二方案矿石的损失率太高，不利于资源的有效利用，因此，这个方案应予删去。

第一方案的矿块生产能力大，劳动生产率一般，回采工艺简单，机械化程度高，但矿石贫化率高，不易于选矿作业，因此不宜运用此类采矿法。应进行详细计算再作选择。

第三方案的矿块生产能力大，损失率一般，贫化率较低，机械化程度高，操作简单，崩落围岩进行地压管理比较安全。

3.综合分析比较 对经过初步技术经济分析比较确定的第一与第三两个方案进行详细的技术经济计算。根据设计条件计算出每个方案的生产能力、采准切割工程量、矿石回采率、矿石贫化率、劳动生产率、基建投资、每吨矿石的采选成本、盈利额等逐项分析对比，最后综合权衡结果，确定选择第三方案，即长壁式单层崩落采矿法。