摘 要

本设计中的富水铁矿矿体由于矿区的背斜构造而呈现出平缓的拱形，存在于砂页岩与闪长岩的接触带部位。矿体标高在-200～-600m之间。4B线为矿体倾向的界线，4B线以南的部分向南倾，倾角大约为25°；4B线以北的部分向北倾，倾角大约是5°～25°。矿体总体呈波状向北侧倾伏，倾角为13°左右；矿体的走向大约长为1780m，而矿体最厚可达121.72m，平均厚度为34.41m。考虑到矿体的地质情况，为了尽可能的回收矿产资源，从而增加企业收益，保护地下以及地表的环境，最终选择了阶段空场嗣后充填采矿法进行地下开采。在本设计中主井选择双箕斗进行提升，副井选择双罐笼进行提升，以满足大规模开采的提升需求。此外，本次设计还涉及一些通风、排水、爆破等地下矿山开采中必不可少的关键环节，总体上稍微系统的对矿山的地下开采进行设计。

关键词：竖井开拓；充填采矿法；采矿工艺

Abstract

The main ore body in this design is located in the contact zone between diorite and sand shale, and belongs to the rich water iron ore. Its shape is mainly controlled by the anticline structure of the mining area, and is gently arched. The length of the ore body is 1780m, which tends to be bounded by 4B line, the south of the 4B line is tilting to the south, the dip angle is about 25 degrees, the north of the 4B line is northward, and the dip angle is generally 5 to 25 degrees, and the total is about 13 degrees to the north, and the ore deposit is -200 to -600m. The average thickness is 34.41m, and the maximum thickness can be up to 121.72m. Taking into account the geological conditions of the ore body, the underground mining method is selected for the subsequent filling and filling method, in order to maximize the recovery of mineral resources, increase the economic benefits of the mining enterprises and protect the underground and surface environment. The main shaft of this design adopts double shaft skip lifting and auxiliary shaft double shaft cage lifting shaft development method to meet the needs of large-scale mining and upgrading. In addition, the design also involves some essential key links in underground mine mining, such as ventilation, drainage and blasting, and a little systematic design of underground mining in the mine.

Key Words：Opening up by vertical shafts；Filling method；Mining technology

目录

第1章 矿山概况 1

1.1 矿区概况 1

1.1.1 地理位置、隶属关系和区域经济地理特点 1

1.1.2资源条件 1

1.1.3自然地理及气候 4

1.2建设条件 4

1.2.1企业现状及主要建（构）筑物和设备的利用 4

1.2.2运输条件 5

1.2.3电源、水源条件 5

1.2.4对外协作关系 5

1.3矿床地质特征 5

1.3.1矿区地质 5

1.3.2矿床地质 7

1.3.3矿区水文地质 7

第2章 开拓系统设计 8

2.1生产能力的校核 8

2.1.1按合理服务年限验证 8

2.1.2按新平开拓和采准速度验证 9

2.2阶段高度确定 9

2.3开拓方案的选择 10

2.3.1开拓方法的确定 10

2.3.2开拓方案的确定 11

2.4竖井开拓断面设计 12

2.4.1主井断面设计 12

2.4.2副井断面设计 15

2.5平巷断面设计 18

2.5.1 巷道断面形状 18

2.5.2电机车型号的选择 18

2.5.3 断面参数设计 18

第3章 采矿方法的选择 22

3.1选择采矿方法考虑因素 22

3.1.1选择采矿方法的基本要求 22

3.1.2影响采矿方法选择的的主要因素 22

3.2采矿方法的初选 23

3.2.1开采技术条件分析 23

3.2.2采矿方法的确定 24

第4章 采矿工艺 25

4.1矿块和回采单元参数 25

4.2采准 25

4.2.1采准布置 25

4.2.2采准工作量计算 26

4.2.3采出矿石品位 26

4.3切割 26

4.3.1切割巷道掘进 26

4.3.2切割槽形成 27

4.4回采 27

4.4.1落矿 27

4.4.2出矿 28

4.4.3充填 28

第5章 通风与排水 29

5.1矿山通风 29

5.2矿山防水 29

5.2.1地面防水 29

5.2.2竖井掘进防水 29

参考文献 30

附录 32

致 谢 33

矿山概况

矿区概况

地理位置、隶属关系和区域经济地理特点

GS矿区的地理座标为东经118°31′53″，北纬31°27′34″。GS位置在安徽省的马鞍山市。从当涂县城向南偏东走10km就可看到矿区。矿区内的矿床都是由姑山矿业公司开采的，该公司隶属于马钢集团。矿区内主要矿床有和睦山铁矿床、姑山铁矿床、中九铁矿床、钟山铁矿床等。从姑山矿业公司直线到GS铁矿床需走2.5km。

GS铁矿由姑山矿业有限责任公司开发,该公司是马钢集团公司铁精矿供应基地之一，该公司2003年年采矿石量73万t，原是露天开采为主，近年因开采深度增大，露采难度增加，矿石产量逐年减少，相继建设了地下开采的和睦山铁矿和姑山露天转坑采。

马鞍山钢铁集团公司是我国大型的钢铁联合企业，其控股的安徽马钢股份有限公司是我国最早上市的几家钢铁企业之一，目前己具有年产钢、铁各600万t的生产规模，每年需要1000万t铁精矿，但马钢集团公司自产铁精矿量不足300万t，需外购700万t，自给率为30%。根据该公司规划，经“十.五”技术改造后，钢铁生产能力将达900万t/a，到“十一.五”末期将达1400～1500万t/a，届时自给铁矿石量将更加严重不足，铁矿石缺口进一步加大。为此，加快铁矿生产基地的建设，开发GS铁矿已列入该公司的发展计划。

中等工业城市——马鞍山市是以化工、机械、建材、冶金发展起来的，市内已有一批为钢铁及矿山服务的机械制造和机电维修的厂家是马钢集团所在地，是解放后发展起来的。华东电网直接提供工业和民用的电力。工业生产用水可就近解决。总之，GS铁矿开发条件是很好的。

1.1.2资源条件

冶金部冶金地质勘探公司808地质队提交的《安徽省当涂县GS铁矿床详细勘探报告》及原冶金部批准的矿石地质储量已能满足开发建设的初步设计需要。然而，由于GS铁矿床大部分赋存于青山河河床、河滩、稻田下，属富水矿床（最大涌水量3万余m³），故在大规模开发建设的施工图设计前，应进行矿山防治水试验研究；同时，由于矿石可选性研究是在二十多年前进行，因受当时的选矿技术、设备条件影响，已有的试验研究报告尚不能作为矿山建设施工图设计的依据，必须在矿床中重新采取矿样，进行连续选矿试验研究。

矿床内共有11个矿体。10个小矿体地质储量大概占总储量1.1%。I号矿体是最大的矿体，大概总储量的98.9%。本设计的主要对I号矿体进行设计。

I号矿体由于矿区背斜构造而呈现平缓的拱形。I号矿体存在于砂页岩、闪长岩接触的地方。矿体的倾向分为两部分，4B线的南部向南倾大约为25°，4B线的北部向北倾大约5°～25°，矿体的走向长为1780m。矿体总体呈波状向北方倾伏，倾角13°左右。矿体平均厚34.41m最厚可达121.72m标高-200～-600m。

矿石中的有益组分主要为铁，伴生的主要有益组分为V₂O₅，其次为Co和Ga。铁矿石主要是磁铁矿，约占总储量的90.2%；余者为混合矿，占总储量的9.8%。矿床中TFe的平均品位39.43%；V₂O₅平均含量0.219%；Co的平均含量为0.008%；Ga的含量一般为0.002%。

矿石中的有害组分有S和P，平均含S量为0.646%，P的平均含量为0.535%。闪长岩、角页岩是矿体的直接顶底板围岩，砂页岩次之。矿体的顶底板近矿围岩均存在一个厚度一般为10～20m不稳定带。

矿区内一共发现了10条断层，其中F₁、F₂和F₃断层对地下开采影响较大。

矿岩体重：

磁铁矿 3.64t/m³；

混合矿 3.57t/m³；

沉积岩 2.73t/m³；

闪长岩 2.54t/m³；

矿岩强度：

矿 石 f=12～14

岩 石 f=8～10

松散系数：

矿 石 1.5

岩 石 1.5

GS铁矿床地质储量见表1.1。

表1.1 地质报告储量表 单位：万t

本次设计根据矿床开发的要求，在局部修改地质报告中所圈定矿体界线的基础上，采用英国矿物工业计算公司的DATAMINE软件建立矿体数字模型计算中段储量/资源量。矿体圈定主要修改部分包括以下三点：第一，原工业指标中夹石剔除厚度为1.5m，根据目前的采矿方法判定不太合理。根据采矿工艺要求，将厚大矿体中的夹石剔除厚度由1.5m加大到4m左右（两个样长），使地质品位更接近实际；第二，部分被矿体封闭包围的夹石，圈为不封闭的、互相穿插的矿体和岩石分枝；第三，由于混合矿与磁铁矿不能分采、分选，故估值时混合矿体的样品品位，按照磁铁矿的磁性率折算后与磁铁矿体的样品一起参与品位估值，不再分别圈定。计算结果，本设计的地质储量如表1.2。

表1.2 本次设计计算的地质储量表

1.1.3自然地理及气候

标高在6～7m的长江冲积平原处在矿区的南部。标高为50～200m的低山丘陵剥蚀堆积地形在矿区北部为。矿区内存在十分发育的地表水系，沟渠纵横交错，积水面积大约占20%。矿区南、北方向上分别有水阳江与姑溪河。姑溪河与水阳江都与青山河相连。全长46km，水面大约宽100m，河面宽度在200～600m之间，流域面积大约为700km²的青山河流经过矿区。青山河的最低水位标高为0.64m，最高洪水位标高10.55m。历年的最大流量是568m³/s，5～8月流量大约为105～445m³/s。

矿区的雨量充沛，属于亚热带湿润季风气候。矿区平均气温15.72℃，最高气温曾经达到39.4℃，最低气温曾经达到-13.5℃。矿区平均降水量为1054.1mm，降水量最大曾经达到1577.6mm，降水量最小为471mm。矿区的冰冻期在15～60之间，冻结深度最大达到10cm左右。

1.2建设条件

1.2.1企业现状及主要建（构）筑物和设备的利用

GS铁矿开发建设的业主--姑山矿业有限公司，虽已有几十年矿山开采的历史，但以露天开采为主，近年建设的和睦山坑口，距GS铁矿床较远，其现有的井巷工程无法为GS铁矿建设所利用。现有专用铁路、矿山民用设施、机、电、汽修能力和矿山建设管理用房、消防站和职工医院均可为其提供。GS建设施工需要的电、水、路都需修建临时的设施。

1.2.2运输条件

GS铁矿距姑山矿业公司已有的专用铁路约8km，此专用铁路与宁（南京）铜（铜陵）铁路相，经此铁路可直达马钢公司各炼铁厂，以至全国各地；二级公路经过矿区，可利用它与外部的国家公路网相衔接。

1.2.3电源、水源条件

矿区内有110kV高压输电线路通过，但附近没有可供利用的变电所，GS铁矿需新建35kV变电站，其电源可由8km外的龙山变电站至姑山变电站的线路提供电源。