论文总字数：32411字

摘 要

本次设计以河北大贾庄铁矿资源的开采为背景，基于其现有的地质勘探资料以及设计任务书的要求，开展了针对大贾庄铁矿的开拓系统、采矿方法、运输提升及通风系统的设计。考虑到其矿床埋藏较深且开采规模较大的因素，确定采用竖井开拓方法。通过对矿床开采技术条件的综合考虑以及对采矿工艺水平的比选，最终选择上向水平分层充填采矿法，并考虑到对于地表设施的保护以及含水层的影响，决定开采顺序采用自下而上的方向。为了满足矿石废石搬运工作的需求，设计了包括有轨和无轨两种形式的运输系统以及连接各个阶段、分段的竖井和斜坡道等。在已有的开拓系统和采矿方法的基础上，采用更加高效的多级机站机械式通风、两翼对角式布置的通风系统来保证矿山运行过程空气质量的安全。

关键词：地下开采；大贾庄铁矿；充填采矿法；矿床开采设计

Abstract

This design is based on the background of the exploitation of Dajiazhuang iron ore resources in Hebei province. Based on the existing geological exploration data and the requirements of the design task, the design of the exploration system, mining method, transportation and ventilation system for Dajiazhuang iron ore mine is carried out. Considering the factors of deep burial and large mining scale, it is decided to adopt the method of exploration. Based on the comprehensive consideration of the mining technical conditions and the comparison and selection of the mining technology level, the upward horizontal stratification and filling mining method is finally selected, and considering the protection of the surface facilities, the mining sequence is decided to adopt the upward direction. In order to meet the needs of ore waste rock transportation, a rail and trackless transportation system, as well as a vertical shaft and a ramp connecting various stages and sections are designed.Based on the existing development system and mining method, a more efficient multi-stage machine station ventilation system with two wings arranged diagonally is adopted to ensure the safety of the air quality in the mine operation.

Key words: Underground mining；Dajiazhuang iron mine；Stoping method；Mining design

目 录

第1章 绪论 1

1.1 矿山概况 1

1.1.1 矿区位置与交通 1

1.1.2 矿区气候条件 1

1.2设计依据和设计条件 1

1.3设计原则 2

第2章 矿山地质 3

2.1概述 3

2.2 矿区地质 3

2.2.1 地层 3

2.2.2 构造 4

2.2.3 岩浆岩 5

2.3 矿床地质 5

2.4 水文地质 5

2.5工程地质及开采技术条件 6

2.5.1 矿体顶底板围岩及其稳定性 6

2.5.2 矿岩物理力学性质指标 6

2.6 矿石储量 6

第3章 矿山开采 8

3.1 矿床开采概况 8

3.1.1 开采范围确定 8

3.1.2 各分段资源储量 8

3.2 开采技术条件 8

3.2.1 矿体及围岩的开采技术条件 8

3.3 矿山年产量、服务年限和工作制度 9

3.3.1 矿山工作制度 9

3.3.2 矿山年产量的确定与验证 9

3.3.3 矿山服务年限 11

第4章 矿床开拓 12

4.1 开采范围确定 12

4.2 开拓方案选取的原则 12

4.3 开拓方案的选择 12

4.4 开拓方案的确定 12

4.5 开采顺序、阶段高度及运输平巷布置 14

4.5.1 开采顺序 14

4.5.2 阶段高度和阶段水平 14

4.5.3 运输平巷布置 14

第5章 矿山基建工程 15

5.1 巷道断面设计 15

5.1.1 断面形式的选择 15

5.1.2 巷道断面尺寸的确定 15

5.1.3 用风速校核巷道净断面积 17

5.1.4 选择支护参数 17

5.1.5 巷道掘进断面尺寸 17

5.1.6 水沟及管线布置 18

5.1.7 掘进工程量及材料消耗 18

5.1.8 巷道断面设计图 19

5.2 竖井设计 20

5.2.1 竖井井筒断面布置形式 20

5.2.2 井筒断面尺寸的确定 20

5.2.3 竖井井筒断面图 22

5.3 基建掘进指标及计划编制 23

第6章 采矿方法 25

6.1 矿床开采技术条件 25

6.1.1 矿体厚度埋深、矿石品味以及形态 25

6.1.2 矿体倾角及其变化 25

6.1.3 矿石与围岩的物理力学性质 25

6.1.4 地表是否允许陷落 25

6.2 采矿方法选择 25

6.2.1 方案初选 25

6.2.2 方案综选 26

6.3 采矿方法概述 27

6.3.1 矿块布置及构成要素 27

6.3.2 矿石开采量的分配 28

6.3.3 采准切割工作 28

6.3.4 回采工作 28

6.4 绘制采矿方法图 30

第7章 运输与提升 31

7.1 矿山运输 31

7.1.1 有轨运输系统 31

7.1.2 无轨运输系统 33

7.2 矿井提升 34

7.2.1 主井提升 34

7.2.2 副井提升 37

第8章 矿井通风 41

8.1 通风系统和通风方式 41

8.2进、回风井的布置形式 41

8.3 全矿所需风量计算 41

8.3.1 采矿工作面所需风量 41

8.3.2 掘进工作面所需风量 42

8.3.3 各硐室所需风量 42

8.3.4 全矿总风量计算 42

8.4 风机选型 43

8.5 坑内除尘 43

第9章 采矿辅助生产系统 45

9.1 矿山防水排水系统 45

9.1.1 设计条件 45

9.1.2 矿山排水系统 45

9.1.3 排水设施 45

9.1.4 突水预防 45

9.2 充填系统 46

9.2.1 充填材料 46

9.2.2 充填材料配比 46

9.2.3 充填站布置及充填路线 46

9.3 矿山安全问题 47

9.3.1 主要危害、有害因素 47

9.3.2 安全预防措施 47

9.4 污染防治措施 47

9.4.1 生态影响分析 47

9.4.2 废气处理措施 48

9.4.3 噪声控制措施 48

第10章 结论 49

参考文献 50

附 录 51

附录A：设计包含的CAD图纸 51

致 谢 52

第1章 绪论

1.1 矿山概况

1.1.1 矿区位置与交通

司家营铁矿为一特大型铁矿。目前司家营铁矿分三期开采，一期工程于2008年一月投产，二期（司家营研山铁矿）和三期（司家营铁矿南区）目前正处于设计阶段。大贾庄铁矿属于司家营铁矿的一部分，也是其四期工程。

大贾庄铁矿坐落在河北省滦南县，与唐山钢铁相距55公里，向北约15公里有京山铁路滦县站，向西约4公里有迁曹铁路，平青大道穿过矿区的东部，有着通达的交通运输线路。

图1.1 交通位置图

1.1.2 矿区气候条件

大贾庄铁矿的气候是典型的半干旱大陆性气候，气候干燥，风沙重。雨季集中在7月，8月和9月，大部分以大、暴雨的形式出现。多年来的平均温度是10.5℃。年平均降水量较大，统计数据为684.6mm，其中，日最大降水量为259.6mm，蒸发量为1495.67mm。矿区所处地区冻结期为每年12月至3月，最大冻结深度可达0.8m。矿区产业以农业为主，村庄密集，人口众多。矿区的地势北高南低。地面的高程约为10至45m，相对高度为10至20m，向南缓斜。矿区内地表水体属滦河水系,主要包括滦河、新河、小河等,通过矿区的水系主要有狗尿河和新河。

1.2设计依据和设计条件

本设计依据大贾庄铁矿设计说明书和地质勘探资料，参考采矿手册的相关规范进行设计。

本次设计开采范围内的矿石以原生矿石为主。氧化矿只占21.79％，并且主要集中在南矿段，大贾庄矿段几乎全部为原生矿。氧化矿主要赋存在侵蚀基准面以下的氧化带内，形态呈近于水平的层体状，在剖面上多呈顶盖状盖在原生矿上部，赋存最低标高大部分在-150～-260m以内，主要赋存均在-200m标高以上。

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