论文总字数：25412字

摘 要

香格里拉红牛铜矿位于海拔4000m以上的高寒地区，矿区内地势南高北低，东高西低为深切割高山峡谷地貌。矿区离市区较近，交通方便，矿山采用连续工作制，每年工作306d，每天3班，每班8h。

根据矿床赋存特点、地表地形和外部运输条件，对比两种开拓方案，最终选用平硐与竖井联合开拓辅以斜坡道的开拓方法。为了更好的保护高原脆弱的环境，红牛矿山采用充填采矿法，主要为上向水平充填采矿法。红牛矿区包含许多大小不一的倾斜矿体以中间无矿带为界可分为东区和西区看作两个较大厚度的矿体。东区矿体阶段运输巷道采用环形布置，西区矿体采用脉外平巷加穿脉布置，两阶段运输巷道位于两区中间的部分重合就联通了两部分构成了一个完整的阶段运输巷道。主井采用双箕斗互为配重的提升方式，副井采用罐笼 平衡锤的提升方式。矿山采用侧翼对角抽出式通风系统，按照四种不同的方法计算需风量取最大值195.6m3/s为全矿总需风量。

关键词：高寒开采；矿山生产能力；矿床开拓；充填法；需风量

Abstract

Shangri-La Red Bull Copper Mine is located in a high-cold area above 4000m above sea level, with the south-south high-north low-down of the mining area and the deep-cut alpine canyon landscape in the east and west. Mining area is closer to the city, convenient transportation, the mine uses continuous working system, 306d per year, 3 shifts a day, 8h per shift.

According to the deposit deposit characteristics, surface terrain and external transportation conditions, the two exploration schemes are compared, and the pioneering method sands with the slope path are jointly developed by the flat and the shaft. In order to better protect the fragile environment of the plateau, Red Bull mine adopts the filling mining method, mainly for the upper horizontal filling mining method. The Red Bull mine contains many tilted ore bodies of different sizes, with the middle no-zone bounded by two larger-thick ore bodies in the East and West End. The transportation laneway in the eastern mine stage is arranged by ring, the western mine body is arranged by extravestheflate flat lane and through the pulse, and the two-stage transport ation roadway is located in the middle of the two zones, which is connected to the two parts to form a complete stage transport ationroad. The main well adopts the lifting method of double-hop each other for the weight, and the secondary well adopts the lifting method of tank cage and balance hammer. The mine uses a flank-diagonal extraction ventilation system, according to four different methods to calculate the maximum amount of air demand to take 195.6m³/s for the total demand for the whole mine.

Key Words：High-cold mining；Mine production capacity；Mineral development；Filling Mining Act；Air volume required

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 设计任务及其依据 1

1.3 矿山建设条件 2

1.4 矿山生产简述 2

1.5 本章小结 3

第2章 矿山地质 4

2.1 矿区地理位置及交通条件 4

2.2 地理环境 5

2.3 矿区地形 5

2.4 矿石与围岩 5

2.5 矿床成因分析 6

2.6 本章小结 6

第3章 矿床开拓 7

3.1 矿山工作制度 7

3.2 矿山服务年限 7

3.2.1 矿山计算服务年限 7

3.2.2 矿山实际服务年限 7

3.3 井田的划分 7

3.3.1 井田划分原则 7

3.3.2 井田划分 8

3.4 矿床开拓 8

3.4.1 阶段高度确定 8

3.4.2 阶段设置 8

3.4.3 开拓方案的选择与确定 9

3.4.4 开拓系统简述 10

3.5 开采顺序 13

3.6 本章小结 14

第4章 采矿方法 15

4.1 矿床开采技术条件 15

4.1.1 矿床类型 15

4.1.2 主要矿体地质特征 15

4.1.3 水文地质条件 15

4.1.4 环境地质条件 16

4.1.5 矿、岩物理力学性质 16

4.2 采矿方法选择 16

4.3采矿方法概述 17

4.3.1上向水平充填采矿法 17

4.3.2 分段空场嗣后充填采矿法 19

4.4 本章小结 21

第5章 提升与运输 23

5.1 运输系统选择 23

5.1.1 阶段运输巷道布置 23

5.1.2 运输方式 24

5.2 运输设备确定 24

5.3 井底车场 24

5.4 提升方式及系统选择 25

5.4.1 提升任务 25

5.4.2 提升系统简述 25

5.5 本章小结 25

第6章 矿井通风 27

6.1 通风系统简介 27

6.2 通风量的计算 29

6.3 风量分配 31

6.4 本章小结 31

第7章 巷道断面设计 32

7.1 巷道断面设计依据 32

7.2 巷道断面设计应满足的条件 32

7.3 设计内容 32

7.3.1 选择巷道断面形状 32

7.3.2 确定巷道断面尺寸 32

7.3.3 水沟及管线布置 35

7.4 本章小结 35

第8章 总结 36

第1章 绪论

1.1 研究的目的及意义

研究高寒地区铜矿开采的方法和技术，红牛矿山位于海拔4000米以上的高寒地区，通过本次毕业设计的实践学习，研究出一种在高海拔地区开采铜矿的更好方案。学习了解在高海拔地区地下开采的注意事项及保护环境的措施。

铜作为重要的工业原料，在很多方面都有广泛的应用。随着人类社会的快速发展铜的需求量越来越大，特别是近年来新能源汽车的大量生产，铜的需求量也随之大增。此外有研究铜的专家预测，能杀死各种微生物的铜将被越来越多的利用，来对抗各种以细菌、病毒等为病原体的疾病，特别是对各种病毒引起的传染病，有望起到很好的抑制作用。因此，对于投资人来说铜是最有投资价值的矿产资源之一。对于一个国家和民族来说探明和开采更多的“战略性矿产”之一的铜尤为重要，而我国现有一半以上的铜矿资源储量都在藏区高寒地区。由于高寒开采具有一定的难度藏区的铜矿产量还是较低，储采比一直很高，但是为了应对未来我国铜矿资源的大量需求，铜矿的开采必将向高寒地区发展，矿区的产量也必须提高。研究高寒地区铜矿开采的方法和技术，探究矿区对高寒地区脆弱的生态系统的保护将是大多数中国铜矿开采人的必由之路。

1.2 设计任务及其依据

设计任务：根据《采矿手册》等文献和资料，学习如何设计地下矿山完成香格里拉红牛铜矿的地下开采设计。在设计红牛矿山的过程中，严格遵守地下矿山开采设计技术规范，使矿山开采设计方案技术上可行、经济上合理、生产安全可靠。

1. 认真分析红牛铜矿矿区的矿山地质环境、矿区地形、矿石与围岩、矿床成因。为接下来的设计做好准备；
2. 根据矿床赋存条件，地下矿山设计规范，综合考虑矿山工作制度和矿山服务年限，设计矿床开拓方法并完成矿山开拓方法示意图、开拓系统三视图；
3. 综合考虑矿山开采技术条件包括：矿床类型、主要矿体地质特征、矿山水文地质条件、环境地质条件、矿石和围岩的物理力学性质，设计矿山采矿方法并完成采矿方法图；
4. 设计矿山提升与运输系统，完成阶段运输系统示意图、井底车场结构示意图；
5. 根据矿山设计的需求设计矿山通风系统并完成通风系统示意图；
6. 根据巷道断面设计依据完成主要运输平硐的巷道断面设计并完成巷道断面图；
7. 使矿山设计实现年工作日306天，每天3班，每班8小时；实现年采矿石122万t，日采矿石4000t。

设计依据：

1、红牛铜矿提供的香格里拉市红牛矿山的地质报告；

2、香格里拉红牛矿业公司提供的红牛铜矿建设工程安全预评价报告；

3、地下矿山设计的规范和安全要求；

4、在当地的有关建设规定及价格信息；

5、各专业有关的国家、行业规程及规范。

1.3 矿山建设条件

1. 矿物资源

截止到2010年底，红牛铜矿累计探获（332 333类）矿石量2103.20万t，铜金属量356251t，平均品位1.69%。

1. 交通条件

香格里拉红牛铜矿矿区位于那别（藏语音译）地区，距离香格里拉市区约80km，距离昆明约740km。香格里拉红牛矿山已建设有46Km的矿山公路与当地主要的交通干路相连，经过这条干路便可进入香格里拉到昆明的公路交通网，交通便利。但是，因为地处高寒地区，到了冬季经常大雪封路，影响矿石的正常运输。香格里拉红牛矿山通常只能保证9个月的矿石正常运输。并且在这条较长的脱离矿山控制的运输路线上可能发生司机偷矿的行为，如何完善运输系统防止偷矿也是要考虑的内容。

1. 供水条件

采矿用水主要为井下涌水，红山溪谷山泉水作为采区生活水源及采矿生产用水的补充水。

1. 供电条件

在距采区约1km处，有民和电站到格咱变电站的110kV线路经过。在选厂附近已建有一座110/10kV总降压变电站，电源"T"接自民和至格咱110kV架空线路，变电站内有SZY10-10000/110±8×1.25%/10.5kV变压器2台，为全矿用电设备供电。

1. 原材料及燃料供应

随着香格里拉市近些年矿山行业的快速发展，香格里拉市已经形成了一整套矿山原材料及燃料的供应系统，可满足红牛铜矿生产和生活需要。

1.4 矿山生产简述

主要生产工程为采矿工程。工作制度为：年工作日306天，每天3班，每班8小时。

1.5 本章小结

香格里拉红牛铜矿完全具备矿山开采的基本条件，矿石储量高、交通便利、供水供电都很充足。红牛铜矿位于海拔在4000m以上的高海拔地区，高寒地区的生态环境尤为脆弱这就给我们在矿山建设过程中对环境的保护提出了更高的要求。红牛铜矿在开采过程中必须要大力发展绿色矿山，采矿方法选择最为环保的技术，矿山设计的各个环节尽量采用最为环保的技术，减少对环境的破环。我国的铜矿几乎一半以上的资源量都处于青藏高原地区，为了应对未来我国对铜矿更多的需求量，铜矿开采必须向藏区发展。作为来自藏区的采矿毕业生，毕业设计探究藏区铜矿的开采对我来说意义非凡。

第2章 矿山地质

矿区大地构造位置处于义敦岛孤南段之格咱晚三叠世岛弧，属义敦岛弧成矿带南段格咱岛弧铜钼铅锌金银成矿带，铜矿床严格受岩浆活动、构造和岩性控制。

岩浆岩为侵入岩主要为浅成中酸性岩，香格里拉红牛矿区的岩石岩性为石英闪长玢岩、闪长玢岩，局部有石英二长斑岩，主要分布在矿区东侧外围。

矿区赋矿层位为晚三叠系曲嘎寺组笫二段第二亚段（T3q2-2）地层，铜矿体主要分布在大理岩夹层顶、底接触部位之矽卡岩化带内，其次分布在靠近大理岩的角岩化变砂岩中，与矽卡岩化蚀变关系十分密切。

2.1 矿区地理位置及交通条件

红牛铜矿区位于迪庆藏族自治州香格里拉市城北东部，矿区范围北起红山牛场北大沟，南至红山南主山梁，南北长约2.9km，东西方向宽有0.8至1.8km。

香格里拉红牛铜矿矿山的地理坐标范围：东经(E)99°52′～99°53′，北纬(N) 28°06′～28°08′，矿区的面积大致为4.35km²。

香格里拉红牛铜矿矿区位于离香格里拉市区有30Km左右的格咱乡，其乡政府距香格里拉市区约40km。如图1.1，214国道的一条支线从红牛矿区的西侧呈近南北向经过格咱乡。而红牛矿山的矿山公路有近46km在红牛矿区的西南侧连入香格里拉至乡城214滇川公路支线。从红牛矿区到香格里拉市区的公路大约有80km，到昆明的公路距离有大约740km。由此，可以说红牛矿区的交通较为方便。但是正如前面所说的，于海拔高，冬季有较长的降雪期，一旦降雪道路就容易结冰，不利于矿石的运输，大约每年只能保证8至10个月的正常通行。矿区交通位置图见图1.1。

图1.1 矿区交通位置图

2.2 地理环境

香格里拉红牛铜矿矿区属寒温带气候，最热月平均气温大致12.2℃，最冷月平均气温大-3.7℃，日照百分率为49.6%，年平均气温为5℃。香格里拉红牛矿区在每年的5月至10月气候较为温和，11月至下一年4月为积雪期，降水主要为雪，有时甚至5月份都有降雪。红牛矿区同整个香格里拉地区一样，每年都有很充足的降雨量。但几乎都集中在雨季。年平均降雨量619.9mm，雨季降水量占全年降水量的87.1%。香格里拉红牛铜矿矿区地处次稳定区，抗震设防烈度为Ⅶ度近年来零星的小地震时有发生。在水资源方面香格里拉红牛矿区地处金沙江水系，沟谷纵横，水系发育，水力资源丰富。

2.3 矿区地形

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