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某铁矿深部开采通风设计

摘 要

本文就某铁矿山的开采进行设计。设计内容主要包括：矿床地质、矿床开拓系统设计、矿山运输和提升设计、采矿方法设计、通风系统设计、矿山三废处理。其中专题是通风系统设计。

开拓方案采用竖井—斜井—斜坡道联合开拓，井下运输采用分散运输方式，提升采用竖井箕斗提升，采矿方法选用无底柱分段崩落法，通风系统由副井和西风井进风，一系列巷道井到达各个阶段及各工作面，最后汇入回风井排出地表。通风设计中重点对全矿需风量、最困难时期和最容易时期的通风阻力进行了详细计算，并根据计算结果合理选取通风设备。 

关键词：铁矿；通风系统设计；需风量及风阻计算

Abstract

     In this paper, the mining of a iron mine design. Design elements include:Mineral Deposits.deposits to develop system design.transportation and upgrading of mine design,mining methods.ventilation system design.mine waste treatment. One feature is the ventilation system design.

    To develop programs using Shafts-inclined shaft-ramp joint development.underground transport a decentralized mode of transport.enhance the use of Vertical shaft skip hoisting.Mining method selection of Nonpillar sublevel caving method.The ventilation system by the multi-program comprehensive analysis and comparison.the end of Diagonal concentrated pressure Pumping hybrid ventilation system.the main adit into the wind.the blind shaft to reach the various stages and the face.and finally into the return air shaft discharge surface. Ventilation design focuses on the whole ore required air volume.the most difficult period of time and most likely carried out a detailed calculation of air resistance and the results based on reasonable selection of ventilation equipment.

Keywords: iron mine; ventilation system design;required air volume and air resistance calculations

 

1 项目概况

该铁矿位于武安矿田北端，武安断陷盆地的西缘，NNE向玉泉岭—矿山村—綦村断裂束西侧，产于中奥陶统石灰岩与燕山期闪长玢岩的接触带，为一接触交代矽卡岩型的铁矿床。矿区面积为2km2。

铁矿埋藏于北洺河的河床之下，均被第四系黄土和河床卵石所覆盖，局部被中奥陶统马家沟组石灰岩，燕山晚期中酸性二长——闪长岩类侵入，穿插了石灰岩体，产生蚀了变。

 

2 矿床开拓

矿床开拓指从地面掘进一系列的巷道通达矿体，把地下将要开采出来的矿石运至地面，同时把新鲜的空气送入地下并把地下污浊的空气排出地表，并把矿坑水排出地表，同时把人员、材料和设备等送入地下和运出地面，形成提升、通风、排水和及动力供应等完整系统，统称为矿床开拓。以此目的而掘进的巷道，统称为开拓巷道。

 

3 采矿方法

3.1 矿床的开采条件

矿体的产状和规模受接触带控制，在1~9号勘探线间走向为NW280°，在9～16号勘探线间走向渐渐变为NW315°。矿体在横剖面上呈大的复杂透镜体，北翼向NE倾斜，倾角为3°～45°；南翼向SW倾斜，倾角为6°～60°。矿体向SE的方向倾伏。矿体长度为1620m，宽为92～376m，最大厚度为160.68m，平均厚度为44.91m，矿体埋藏深度在265.76～679m之间，赋存标高在17～-403m之间。矿体的西北端埋藏较浅，东部的埋藏较深。矿体的形态和厚度变化较大，4～13号勘探线之间矿体厚度较大，在4号勘探线上，矿体底部的闪长玢岩岩体隆起、矿体因被抬高而变薄，并且向E以45°角向下分枝。9～10号勘探线间、14号勘探线上也因为矿体底板隆起而使矿体变薄。矿体在纵剖面上呈一变化较大的“长蠕虫”状。

Fe6矿体：分布在3—10号勘探线间，走向长度360m，矿体的最大厚度为68.5m，平均厚度为16.7m。埋藏深度在285～476m之间。
3.2 无底柱分段崩落法

4 通风系统

矿山现有3条竖井，1条斜井。其中：主井为箕斗井，井筒长度614.5m，直径5.0m。多绳摩擦轮提升单箕斗带平衡锤。担负矿石和岩石提升。副井为罐笼井兼入风井，井筒长度553.7m，直径6.5m。多绳摩擦轮提升双层双车单罐笼带平衡锤。担负人员、材料、设备及少量生产基建岩石(新水平开拓)提升。西风井是入风井兼排水井，井筒长度443m，直径5.0m。落地式多绳摩擦轮提升单层单车单罐笼带平衡锤。担负疏干排水人员上下并作为矿井安全出口。东风井为斜井，角度25.5°，斜长750.27m，担负矿井回风、铲运机等大型设备和材料下放。

矿山目前运输水平为－110m。回风水平为－50m。开采阶段在－110m阶段水平。地下破碎在－258m水平。皮带道在－278m水平。粉矿清理在－330m水平。

 

5 矿山三废处理

5.1 废气及处理

矿山采矿过程中，采矿巷道内会因使用机械设备而产生大量的废气和粉尘，破碎车间等场所也会产生大量的废气和粉尘，这对于工作员工构成以吸入为主要途径的粉尘危害。采取的治理措施为采掘作业采用湿式凿岩降尘、 爆破作业后对爆堆喷雾洒水降尘、加强矿井的通风。

矿井空气中除粉尘以外，爆破作业和机械设备的运转都会产生含CO、NOX、SO2等废气。为了能及时排出污风，设计完善的坑内通风系统，掘进工作面和采场设置局扇辅助通风。

5.2 废水及处理

在井下排放的废水、工艺废水和车间废水中除了岩屑固体物质外，其余的都需经过进化处理达到国家规定的排放标准之后，才能通过排水系统排出。

5.3 固体废物及处理

固体废物主要是井下产生的废石和地表的堆浸尾渣。废石要集中堆放于专用的堆放场。尾渣按照每100t 加入1t石灰拌匀后集中堆放在专用堆放场上。

5.4 噪音及处理

井下采掘工程无大的噪声源。

（1）复垦和绿化

充分利用工业场地与居住区的路边、空地及周围荒山植树造林和种值花草、美化环境，尽最大的努力保护好原有的植被。阶段性的终了闭坑后应该认真做好土地的复垦和绿化工作。

（2）矿山开采工程中的其他注意事项：

① 积极推行采空区的充填工艺，使大部分的废石回填于地下，减少废石排放污染。

② 及时的处理废石场的边坡，防止发生泥石流，为了使废石在地表堆积不造成环境污染，可以考虑修建拦石坝将废石集中堆放；设置防、排洪沟，积极的引导地表水径流水；另外，需加强监测和紧急避让措施，彻底消除废渣污染。

③ 在采用干式作业时，应该铺设一层素水泥，来抑制粉尘，降低粉尘的危害。通风系统形成前的采掘工作面应尽量采用局扇进行通风。矿山建立通风回路巷道，实现空气的快速对流，循环冲洗工作面，降低粉尘和烟尘危害。

 

参考文献

[1]《采矿设计手册》编写组编. 《采矿设计手册》矿床开采卷·下.

[2]《采矿手册》编辑委员会.《采矿手册》第1卷.北京: 冶金工业出版社，1999.9.

[3]《采矿手册》编辑委员会.《采矿手册》第2卷.北京: 冶金工业出版社，1999.9.

[4]《采矿手册》编辑委员会.《采矿手册》第4卷.北京: 冶金工业出版社，1999.9.

[5]《采矿手册》编辑委员会.《采矿手册》第5卷.北京: 冶金工业出版社，1999.9.

[6]《采矿手册》编辑委员会.《采矿手册》第6卷.北京: 冶金工业出版社，1999.9.

[7]张富民等.《采矿设计手册·技术经济参考指标》. 北京:中国建筑工业出版社，1989.

[8]中国力学学会工程爆破专业委员会编.《爆破工程》上、下册.北京：冶金工业出版社，1996.

[9]王昌汉. 《铀矿床开采》.北京:原子能出版社，1997.

[10]《铀矿床开采技术》编写组.铀矿开采.北京: 原子能出版社，1981.

[11]沈明荣.《岩体力学》.上海:同济大学出版社，1998.

目录

1 项目概况 1

1.1 矿区地质 1

1.2 矿床开采技术条件 3

1.2.1 水文地质 3

1.2.2 矿坑涌水量预测 5

1.2.3 生活用水水源地 6

1.3 矿石的储量统计 6

1.3.1 地质报告提交的矿石储量 7

2 矿床开拓 8

2.1 开拓方法选择 8

2.1.1 开拓方案选择的原则 8

2.1.2 开拓方法的分类 9

2.2 开拓方法的确定 12

2.2.1 断面形状的选择 12

2.2.2 巷道断面尺寸的设计 12

2.3 阶段高度的确定 15

2.3.1 影响阶段高度的因素 15

2.3.2 阶段高度的确定 16

2.4 井底车场 16

3 采矿方法 17

3.1 矿床的开采条件 17

3.2 无底柱分段崩落法 17

3.2.1 适用条件 18

3.2.2 优点 18

3.2.3 主要方案和特点 18

3.3 矿块采准与切割 19

3.3.1 采准切割工程量 19

3.3.2 矿块中采准切割工程施工顺序和时间 19

3.3.3 采准切割成本 20

3.4 回采计算 20

3.4.1 回采注意事项 20

3.4.2 凿岩设备和工具选择 21

3.4.3 炮孔布置与崩矿参数的选择和设计 21

3.4.4 炮孔装药量、单位岩石炸药消耗量 22

3.4.5 计算每米炮孔崩矿量 23

3.4.6 放矿制度和放矿管理 23

3.4.7 松石处理 23

3.4.8 二次破碎 24

3.5 矿块通风 25

4 通风系统 25

4.1 通风系统的选择 25

4.2 矿井的集中通风与分区通风 27

4.3 通风方式 27

4.4 矿井的通风网络 29

4.5 采场通风 31

4.6 矿井风量的计算与分配 32

4.6.1 通风方式和通风系统的选择 32

4.6.2 矿井通风的计算 32

4.6.3 风量的分配 37

4.6.4 通风网路和矿井通风阻力计算 39

4.6.5 矿井等积孔的计算 41

4.7 局部通风 42

4.7.1 局部通风的技术要求 42

4.8 通风制度 42

4.9 主要风机型号的确定 43

4.9.1 风机的确定和初选 43

4.10 主扇的安装地点 44

5 矿山三废处理 45

5.1 废气及处理 45

5.2 废水及处理 45

5.3 固体废物及处理 45

5.4 噪音及处理 45

6 矿山安全避险系统 46

6.1 矿山安全避险规定 46

6.2 矿山安全避险“六大系统” 46

6.2.1 监测监控系统 46

6.2.2 井下人员定位系统 46

6.2.3 紧急避险系统 47

6.2.4 压风自救系统 47

6.2.5 供水施救系统 47

6.2.6 井下通信联络系统 47

6.3 矿山紧急避险系统使用管理与安全监督矿山安全避险系统 47

参 考 文 献 49

致谢 50