摘 要

本设计基于新寨锡矿进行地下开采设计，完成矿山的开拓系统，采矿方法，运输，通风和排水的设计。设计矿山生产能力为24万t/a，通过对矿体的分析，选择了利用已有的4个出坑平硐，采用底盘漏斗空场法，用电耙将矿石运输到溜矿井后，通过主运输平硐运出的运输方案。为了保证安全，采场结束后会封闭采场与中段运输平巷。排水采用平硐自流排水，850m以下，通过中段水仓，机械排水到850m中段，最后通过原有的PD1平硐水沟自流排水。

关键词：底盘漏斗空场法；平硐；自流排水

Abstract

This design is based on the underground mining design of Xinzhai tin mine, completing the design of mine development system, mining method, transportation, ventilation and drainage. The production capacity of the mine is designed to be 240,000 t/a. through the analysis of the ore body, the transportation scheme of using the existing four pit exit adits, adopting the chassis funnel open field method, and using the electric rake to transport the ore to the slip mine and out through the main transportation adit is selected. In order to ensure safety, the stope and the middle transportation drift will be closed after the stope is completed. Drainage adopts adit artesian drainage, below 850m, through the middle water tank, mechanical drainage to 850m middle, finally through the original PD1 adit ditch artesian drainage.

Key Words：Site funnel empty method; Adit; Gravity drainage

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 3

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 4

1.2.3电源、水源条件 4

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 6

1.3.3矿区水文地质 6

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根据矿山开采年下降速度验证 8

2.3开拓方案的选择 9

2.3.1开拓方法的确定 9

2.4平硐开拓断面设计 10

2.4.1主平硐断面设计 10

2.4.2溜井设计 12

2.5电机车型号的选择 12

2.5.1轨道道床参数 13

第3章 采矿方法的选择 14

3.1选择采矿方法考虑因素 14

3.1.1选择采矿方法的基本要求 14

3.1.2影响采矿方法选择的的主要因素 14

3.2采矿方法的初选 15

3.2.1开采技术条件分析 15

3.2.2采矿方法的确定 16

第4章 采矿工艺 17

4.1矿块和回采单元参数 17

4.2采准 17

4.2.1采准布置 17

4.3切割 17

4.4回采 17

4.4.1落矿 18

4.4.2出矿 18

4.4.3采空区处理 19

第5章 提升与运输 20

5.1概述 20

5.2井下运输设备选择 20

5.2.1轨道道床参数 21

5.3矿井提升容器及设备 21

5.3.1箕斗规格选择 21

5.4井底车场 22

5.4.1选择原则与影响因素 22

第6章 通风与排水 23

6.1矿山通风 23

6.1.1通风计算 23

6.1.2通风设备选择 24

6.2矿山排水 25

参考文献 26

附录 28

1、采矿方法图； 28

2、开拓系统复合平面图； 28

3、850m平硐截面图； 28

4、 开拓方法截面图； 28

5、 巷道截面图（手绘）； 28

致 谢 29

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

新寨锡矿，位于云南东南部，是老君山花岗岩锡钨多金属成矿区的组成部分，属环太平洋成矿域。大地构造单元属华南拗褶带，越北隆起之北缘。本区地壳运动，以加里东运动，及印支、燕山运动表现最为显着。

矿区从1984年起有当地群众进行地表的手工采矿，开采地表露头和分散的矿体。

1985年9月由云锡公司和麻栗坡县联合建成新寨采选厂，生产规模前期为100t矿石/日，后期扩建为500t矿石/日，由于原矿品位低生产情况不好，一般年产锡精矿95-100t，且生产矿量大部份来自于矿区南部的云南麻栗坡益嘉冶金矿产有限责任公司新寨锡矿采矿权范围内。主要为露天开采，露天采场采深、局部达100m。中金共和公司正在整合南部益嘉公司的采矿权，手续基本上已经完成。

2003年由云南麻栗坡百艺矿业有限公司，向云南省国土资源厅申请了北部的“云南麻栗坡百艺矿业有限公司新寨锡矿”采矿权，但是从申请到采矿权后，公司采、选矿石几经起落，断断续续，所采矿石没有正规统计，开采也没有正规设计开采，一般是见矿采矿。2006年经云南省国土资源厅的批准，矿山企业名称从“云南麻栗坡百艺有限公司新寨锡矿”变更为：“云南中金共和资源有限公司麻栗坡分公司新寨锡矿”，公司采、选矿石同样是断断续续，开采也没有正规设计开采，同样是见矿采矿。

矿区生产的锡精矿主要销往省内个旧。由于选矿回收率很低，矿山原来经济效益一直较差，很难持续生产。

1.1.2资源条件

麻栗坡新寨锡矿矿区内出露地层以寒武系中统田蓬组为主，矿区东南部有寒武系下统冲庄组混合岩出露，矿区北部有大片龙哈组白云质大理岩覆盖。其中寒武系中统田蓬组自上而下细分第五段、第四段、第二、三段、第一段，田蓬组第二、三段为矿区含矿层。矿体底板岩性大致相同，主要为石英二云母片岩、云母石英片岩、层状绿帘石化矽卡岩及大理岩。顶、底板岩石工程地质特征差异不大，属半坚硬-坚硬岩石。以镶嵌结构为主，结构体形态不一，大小不同，棱角显著，彼此咬合较好，工程稳固性一般较好。矿岩物理力学性质：矿石平均体重2.95t/m³，松散系数1.60，普氏系数f=9～12，平均10。顶底板岩石平均体重2.70t/m³，松散系数1.50，岩石普氏系数平均f= 7。

根据业主的委托，本次设计的范围为云南中金共和资源有限公司麻栗坡分公司的麻栗坡新寨锡矿采矿权范围。麻栗坡新寨锡矿的采矿权范围由4个拐点圈定，面积1.32km²，详见表4-3。

表4-3 云南省麻栗坡县新寨锡矿采矿权拐点坐标表

中金共和公司所属的麻栗坡新寨锡矿矿区范围内截止2010年6月30日评审通过的地质保有资源量122b 333类Sn矿石量354.83万t(矽卡岩型矿石226.02万t,片岩型矿石128.81万t)，金属量20061t(矽卡岩型14057t,片岩型6004 t)，品位0.565%。其中122b类矿石量91.84万t(矽卡岩型矿石58.95万t,片岩型矿石32.89万t)，金属量5395t(矽卡岩型3697t,片岩型1698t) 品位0.587%；333类矿石量262.99万t(矽卡岩型矿石167.07 万t,片岩型矿石95.92万t)，金属量14666t(矽卡岩型10360t,片岩型4306 t)，品位0.558%。矿山4号主矿体保有的工业矿石量294.29万t，占总保有地质资源储量的83%，余下的2号、3号、5号、13号、14号、17号、21号次要矿体资源量总共占17%。

设计开采范围及开采对象：设计开采范围为中金共和公司所属的麻栗坡新寨锡矿的采矿权范围，面积1.32km²。开采对象为4号主矿体，2号、3号、5号、13号、14号、17号、21号次要矿体，开采标高为740至1056m。

由于4号、5号矿体经过多年开采，存在大量采空区，设计在采空区与保有资源之间保留5m宽的保安矿柱，经地质专业计算该保安矿柱所占工业矿石量为14.59万t。设计利用的地质资源储量为评审通过的保有工业矿地质资源储量减去保安矿柱矿量，即设计利用122b 333类工业矿地质资源储量340.24万t，平均品位0.565%，金属量19235t。

另外矿山低品位矿石不纳入本次设计利用，矿山在今后生产中可根据选矿实际回收率和市场情况考虑是否利用。

1.1.3自然地理及气候

矿体顶底板围岩为石英二云母片岩、云母石英片岩、层状绿帘石化矽卡岩及大理岩，其中矽卡岩和大理岩力学强度高，属坚硬岩体，稳定性好；片岩属半坚硬岩体，稳定性一般，工程掘进中一般不需支护，但遇到断裂破碎带时，可能会出现严重冒顶及片帮现象，在施工中要注意坑道支护，

矿区位于云贵高原南东缘，南温河、畴阳河分水岭东南端西侧，南温河北岸斜坡上。地形北高南低，山顶（茶叶着）最高标高1746.90m，最低浸蚀基性面（南温河）标高6O1.0m，相对高差1145.90m，矿区内海拔最高1420m，最低1020m，相对高差400m，属中等切割的高中山地形区。区内地形陡峻，地表坡度一般20～35 度，最陡45度，局部形成悬崖陡壁，冲沟发育，地形利于地下水和地表水的自然排泄。设计的矿体均处在最低侵蚀基准面之上。矿体赋存在(∈₂t⁴)含水层下部的(∈₂t^{2 3})片岩隔水层中部。∈2t4含水层厚153～528m，含岩溶裂隙水，处于含矿层之上，对矿床充水有一定影响。矿体位于∈₂t^{2 3}片岩隔水层中，矿体顶板离∈₂t⁴含水层垂直距离40m～70m。大气降水是、地下水补给的主要来源，主要补给方式是、通过裂隙渗入补给，地下水、地表水对矿床开采无充水影响，矿区水文地质条件比较简单。矿山850m标高以上采用平硐自流排水，850m以下采用机械排水。本次设计采用水文地质比拟法估算850～740m标高之间坑内的涌水量，经水文地质专业计算最低生产中段740m坑内正常涌水量103.27m³/d，最大涌水量154.91m³/d，此涌水量不包括坑内生产产生的废水。排水方式：通过处于740m的中段水仓、740-850m盲斜井机械排水到850m中段，最后通过原有的PD1平硐水沟自流排出坑。

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

2003年由云南麻栗坡百艺矿业有限公司向云南省国土资源厅申请了北部的“云南麻栗坡百艺矿业有限公司新寨锡矿”采矿权，但是从申请到采矿权后，公司采、选矿石几经起落，断断续续，所采矿石没有正规统计，开采也没有正规设计开采，一般是见矿采矿。2006年经云南省国土资源厅的批准，矿山企业名称从“云南麻栗坡百艺有限公司新寨锡矿”变更为：“云南中金共和资源有限公司、麻栗坡分公司新寨锡矿”，公司采、选矿石同样是断断续续，开采也没有正规设计开采，同样是见矿采矿。

开采方式为地下开采，开拓方式采用平硐开拓，已形成4个出坑平硐，从下到上分别为PD1平硐，硐口标高845.06m、PD2平硐，硐口标高953.08m、PD3平硐，硐口标高998.30m、PD4平硐，硐口标高1056.03m。以上四个平硐口均超过矿区范围，而本次设计需要利用这个四个已有的平硐，就这四个平硐越界问题，有关部门已同意批复利用。

矿山在PD1平硐西部附近原建有500t/日重选矿厂一座，经现场考察该选厂设备很破旧，没有再利用的价值。

1.2.2运输条件

矿石和废石采用KFU0.75-6的0.75m³翻斗式矿车由ZK7-762/250电机车牵引运至坑口，坑口到选厂由汽车运输。

1.2.3电源、水源条件

设计的矿体均处在最低侵蚀基准面之上。矿体赋存在(∈2t4)含水层下部的(∈2t2 3)片岩隔水层中部。∈2t4含水层厚153～528m，含岩溶裂隙水，处于含矿层之上，对矿床充水有一定影响。矿体位于∈2t2 3片岩隔水层中，矿体顶板离∈2t4含水层垂直距离40m～70m。大气降水是地下水补给的主要来源，主要补给方式是通过裂隙渗入补给，地下水、地表水对矿床开采无充水影响，矿区水文地质条件简单。

1.2.4对外协作关系

矿山在PD1平硐西部附近原建有500t/日重选矿厂一座，经现场考察该选厂设备很破旧，没有再利用的价值。原选厂选矿的工艺流程是：两段磨矿分级重选富集锡的选矿工艺，最终获得锡精矿的两段磨矿、跳汰—摇床—溜槽的重选工艺流程。原来锡回收率只有30%左右。2010年经中南大学实验攻关，采用浮选工艺，锡回收率能达到65%左右，同时能回收伴生元素铜和锌，现正在原选厂改造进行工业实验。

矿区生产的锡精矿主要销往省内个旧。由于选矿回收率很低，矿山原来经济效益一直较差，很难持续生产。

1.3矿床地质特征

1.3.1矿区地质

（1）地层

麻栗坡新寨锡矿矿区内、出露地层以寒武系中统田蓬组为主，矿区东南部有、寒武系下统冲庄组混合岩出露，矿区北部有大片龙哈组白云质大理岩覆盖。其中寒武系中统田蓬组自上而下细分第五段、第四段、第二、三段、第一段，田蓬组第二、三段为矿区含矿层。矿体底板岩性大致相同，主要为石英二云母片岩、云母石英片岩、层状绿帘石化矽卡岩及大理岩。顶、底板岩石工程地质特征差异不大，属半坚硬-坚硬岩石。以镶嵌、结构为主，结构体形态不一，大小不同，棱角显著，彼此咬合较好，工程稳固性一般较好。

1. 构造

矿区构造复杂，大的断裂仅有近南北向F1、F5、F11的三条压扭性断裂，但小断层较多，破碎带发育。一般断裂带宽0.5-2m，由碎裂岩、角砾岩、糜棱岩组成，泥质胶结，靠近断层上下盘两侧有厚0.10-0.50m可塑状断层泥，易软化变形。断层破碎带及其影响范围内岩石破碎，结构疏松，呈碎裂状，极易产生地裂、垮塌，稳固性差。采矿坑道和老硐遇断层破碎带和小构造带多产生冒顶、片帮等工程地质问题。

1.3.2矿床地质

本项目开采对象为新寨锡矿的2、3、4、5、13、14、17、21号等8个矿体，其中4号为主矿体。

4号主矿体特征如下：总体走向40-55°，倾向308°，倾角15°- 32°，平均倾角25°，矿体控制长1116m，云南中金共和资源有限公司麻栗坡分公司新寨锡矿采矿许可证内长度只有650m，矿体斜深273～527m（平均406 m）,平面分布面积约0.45km2（证内约0.3km2）,矿体埋藏标高1147 至746 m，其中证内是埋藏标高1128m（50线附近） 至746m（60线）。西南地质勘探公司三O六队进行详查时共有78个钻孔对矿体进行控制，其中证内有47个（含5个不见矿钻孔），本次核实工作新增四个坑道（PD1、PD2、PD3、PD4）11个采样点控控制，工程间距沿走向32—180m、沿倾斜方向28-166m，目前采矿许可证内单工程矿体平均厚度内蕴经济的是0.75（ZK3212）-22.46（ZK5214）m,平均7.36m,内蕴经济的厚度变化系数是104%；内蕴经济的 次边际经济的单工程矿体平均厚度0.75-25.82m, 平均8.47m,厚度变化系数是264%，单工程矿体平均品位（内蕴经济的）Sn0.351%（ZK0825）-1.028%（PD3-CM1）,平均0.573%,品位变化系数是37%。矿石类型为：锡石～硫化物矽卡岩型矿石和锡石～片岩型矿石两类。经资源量估算该矿体已采空内蕴经济矿石量260.48万t，金属量锡14472t。采矿许可证范围内还保有122b 333类矿石量294.29万t，锡金属量16872t。

主矿体位于矿区的背斜，构造形似平缓的拱形，存在于砂页岩与闪长岩接触带的内带。矿体有与围岩一致的产状。矿体倾角一般来说大约10°～30°。矿体两翼倾角大约5°～35°。矿体挠曲部位倾角可达35°～55°。纵向上分为两部分，4B线南部以15°～35°向南倾，一般大约25°，4B线北部以0°～35°向北倾，一般与背斜倾伏角大致相同约5°～25°。