施墩铁矿矿井开采设计（毕业论文） - 图文

毕 业 论 文

论文题目： 施墩铁矿矿井开采设计 专业

函 授 站：山东科技大学继续教育学院 班级：煤矿开采技术12级

撰 写 人： 郭延化

山东科技大学继续教育学院

2014年8月2日

摘 要

铁矿是我国重要的矿产资源，在国民经济中具有重要的战略地位。在我国一次能源结构中，铁矿将长期是我国的重要资源。铁矿资源的合理开发和利用日益重要起来，基于此，本论文针对施墩铁矿进行毕业论文概述。

本设计开采储量187.2万吨，设计生产能力为20万吨/年。本论文针对施墩铁矿实际情况进行了较详细的分析说明，其中包括开拓方案的选择、采矿方法的选择、充填设施、矿井通风、技术经济指标等，最终确定为竖井开拓方案，上向分层充填采矿法，抽出式通风方式。

关键词：开拓系统；采矿方法；矿井通风；矿井排水；运输系统

目 录

第一章 总 论 ........................................................................................................................... 1 1.1 地理交通位置、自然状况 .............................................................................................. 1 1.2 建设条件 .......................................................................................................................... 2

1.2.1 矿山现状 ................................................................................................................. 2 1.2.2 地质资源 ................................................................................................................. 4 1.2.3 外部供电 ................................................................................................................. 5 1.2.4 供水 ......................................................................................................................... 5 1.2.5 其他建设条件 ......................................................................................................... 5 第二章 工 程 概 况 ............................................................................................................... 6 2.1 设计规模、服务年限及产品方案 .................................................................................... 6 2.2 地下开采 ............................................................................................................................ 6 2.3 其他设施 ............................................................................................................................ 8 2.4 节能 .................................................................................................................................. 9 第三章 地 质 ......................................................................................................................... 10 3.1 矿床地质勘探工作 ........................................................................................................ 10 3.2 矿床区域地质 ................................................................................................................ 10

3.2.1 区域地质概述 ....................................................................................................... 10 3.2.2 矿区地质 ............................................................................................................... 11 3.3 矿床地质特征 ................................................................................................................ 13

3.3.1 矿体分布规律 ....................................................................................................... 13 3.3.2 矿体基本特征 ....................................................................................................... 13 3.3.3 矿石质量 ............................................................................................................... 14 3.3.4 矿体围岩与夹石 ................................................................................................... 14 3.4 矿石资源储量计算 ........................................................................................................ 15

3.4.1 工业指标 ............................................................................................................... 15 3.4.2 矿区储量 ............................................................................................................... 16 第四章 地 下 采 矿 ............................................................................................................. 17

4.1 开采技术条件 ................................................................................................................ 17 4.2 开采范围、开采对象及开采方式 ................................................................................ 17

4.2.1 开采范围及开采对象 ........................................................................................... 18 4.2.2 开采方式 ............................................................................................................... 18 4.3 矿床开拓 ........................................................................................................................ 18

4.3.1 矿区地形地质特征及矿体赋存状态 ................................................................... 18 4.3.2 开拓方案选择 ....................................................................................................... 18 4.3.3 岩石移动界线的确定 ........................................................................................... 20 4.3.4 中段高度及中段平巷布置 ................................................................................... 21 4.4 开采顺序及首采地段 .................................................................................................... 21 4.5 采矿方法 ........................................................................................................................ 22

4.5.1 矿床开采技术条件 ............................................................................................... 22 4.5.2 采矿方法选择 ....................................................................................................... 22 4.5.3 采矿方法构成要素 ............................................................................................... 23 4.5.4 采矿方法主要技术指标 ....................................................................................... 23 4.6 回采工作 .......................................................................................................................... 24

4.6.1 矿石开采量的分配 ............................................................................................... 24 4.6.2 回采工作与计算 ................................................................................................... 24 4.7 采准掘进工作 ................................................................................................................ 26

4.7.1 采准掘进 ............................................................................................................... 26 4.7.2 主要设备及材料消耗 ........................................................................................... 27 4.8 坑内运输 .......................................................................................................................... 28 第五章 矿井通风、防尘 ....................................................................................................... 30 5.1 通风方案选择 .................................................................................................................. 30 5.2 通风系统及通风方式 ...................................................................................................... 30 5.3 风量计算 .......................................................................................................................... 31 5.4 矿井风量分配及负压计算 .............................................................................................. 32 5.5 局部通风 .......................................................................................................................... 32 5.6 除尘 .................................................................................................................................. 33 第六章 安全技术与工业卫生 ............................................................................................. 34

6.1 主要危险、有害因素及安全技术对策措施 ................................................................ 34

6.1.1 主要自然危险因素及防范措施 ........................................................................... 34 6.1.2 生产过程中主要危险、有害因素及防范措施 ................................................... 35 6.1.3 管理安全措施 ....................................................................................................... 42 6.2 工业卫生 ........................................................................................................................ 43 6.3 安全工业卫生机构 ........................................................................................................ 43 参考文献 ................................................................................................................................. 44

第一章 总 论

1.1地理交通位置、自然状况

施墩铁矿隶属芜湖市鸠江区沈巷镇管辖。矿区中心地理坐标为东经118°15′58″，北纬31°24′02″。

矿区位于长江西岸，与芜湖市隔江相望。区内交通便利，淮南铁路、合芜公路分别从矿区东、西两测通过。矿区南侧裕溪河终年可通航小轮，距长江裕溪口码头5km，距沈巷火车站7.5km，由此可通过水路、铁路通往全国各地。区内水陆交通较为便利，施墩铁矿交通位置见图1.1。

图1.1 施墩铁矿交通位置图

矿区为长江河漫滩冲积平原区，区内地形平坦，海拔高程一般在+5~+8m。

本区属亚热带湿润季风气候区，气候温暖，雨量充沛。区内历年年平均气温16°C，最

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高温度41°C，最低气温-15°C。区内年平均降水量1175.9mm，在一年中，5~8月份为降水量最多季节，年最大降水量为1906.5mm。本区年蒸发量平均为1360.5mm，年平均相对湿度为75%，全年风向多东南风。本区抗震设防烈度为6度。

区内水系发育，沟渠纵横，水位季节性变化明显，年平均水位标高+3.71～+6.50m，最大水位变幅6.58m，受长江洪水位影响，本区最高洪水位达+10.96m。

本区工业基础相对滞后，以农业为主，物产丰富且劳动力充足。区内华东电网、地方农电网覆盖全区，与矿区相距约5km的雍镇变电站或15Km的沈巷变电站可为矿区提供电力服务；供水可利用附近自然水源。区内供电、供水、通讯可满足矿山生产需要。

1.2 建设条件

施墩铁矿是一个刚刚投产的矿山，已建有较为完善的供电、供水和地表公辅设置。这些条件为矿山采矿技改设计和建设创造了良好的建设条件。

1.2.1 矿山现状

1）矿山概况 ⑴企业简介

芜湖太平矿业有限责任公司前身是一家民营企业，自2013年10月份由山东地矿股份有限公司生产经营，在此之前该矿山主要处在基建期，2013年11月2日正式生产。

⑵周边环境现状

施墩铁矿位于长江西岸，与芜湖市隔江相望，隶属于芜湖市鸠江区沈巷镇管辖。矿区地势平坦，地表主干水体长江从矿区东侧约4.8km处通过，矿区周边主要为农田，矿区南部为太平村，地表有若干个小水塘。

2）开采现状

目前，矿山共施工主、副井各一条；并形成了较为完善的地表工业场地，主要包括采矿工业场地（主井、副井等）、矿石堆场、废石堆场、行政生活区、压气站、供水供电辅助设施等。以下对矿山现状叙述如下：

⑴开拓、运输及提升 ①主井

主井位于32#线西侧、矿体下盘。井筒中心坐标为X=3476356.20、Y=39620351.80，井口标高+12.0m，井底标高-195.0m，井筒净径Ф4.7m。采用2JK-2A型单绳缠绕式提升机、

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2550mm×1180mm单层双罐笼互为配重提升，主要担负井下矿石的升降任务。井筒内设人行、管道和电缆间，同时兼作回风井。

②副井

副井位于32#线东侧、矿体下盘，距离主井约50m。井筒中心坐标为X=3476369.32、Y=39620400.00，净径Ф3.6m，井口标高+12.0m，井底为-195.00m。采用2JTP-1.6型提升机、单层罐笼（底板尺寸2200×1104mm）与平衡锤互为配重提升。主要担负废石、人员及材料、设备等的升降任务。井筒内设人行、管道和电缆间，同时兼作进风井。

目前，井下共形成-135m、-185m两个中段，其中-135m中段为回风中段。-185m中段开拓巷道 2527m，其中井底车场222m；-135m中段开拓巷道1128m，其中车场65m。

矿山基建期，井下掘进废石和副产矿石由人工装入或溜井放至YFC0.75-6翻转式矿车，经人工推车至副井车场，通过副井提至地表。

⑵通风、压气及供、排水系统 ①通风系统

矿山采用抽出式通风方式。副井为进风井，主井为回风井，形成中央并列式通风系统。新鲜风流由副井至中段运输水平后，经联络行进入采场，工作面污风均由采场切割上山排到上中段总回风巷，由主井排出地表。

目前，矿山已购置两台K40-6-№14型轴流式风机，配用电机型号Y225M-6，功率30kW。分别安装在-135m、-185m中段主井马头门处。

②压气设施

采用集中供气方式。目前，矿山在副井东侧35m处设置一处空压机站，站内配置4L-20/8（排气量20m3/min，功率132kW）型空压机2台，采用一路φ133×5mm的无缝钢管沿主井井筒敷设至井下。

③供、排水设施 a、供水

矿山在地表工业场地设有一座简易高位水池，作为坑内供水及消防用水的水源。供水管采用φ150×5mm无缝钢管，沿副井井筒敷设。

b、排水

目前，矿山井下共建有三座水仓泵房，分别为：-185m中段主井水泵房、-185m中段副井水泵房、-135m中段副井水泵房。

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-185m中段主井水仓泵房位于-185m中段、主井井底车场附近，泵房内安装有MD155-30×9型（流量155m3/h，扬程270m，电机功率185kW）水泵三台。排水管选用Φ219×8mm无缝钢管三条，沿主井井筒敷设，一条工作，两条备用。水仓为单侧布置，分内、外水仓两条，但仅有一条吸水井，水仓断面为2.5×3.2m2，水仓容积共计1742m3。

-185m中段副井水仓泵房位于-185m中段、副井井底车场附近，泵房内安装有MD85-45×5型（流量85m3/h，扬程225m，电机功率90kW）水泵三台。排水管选用Φ108×5mm无缝钢管一条，沿副井井筒敷设。水仓为一条（单侧布置）紧邻主井外水仓，水仓断面为2.5×3.2m2，容积为630m3。

-135m中段副井水仓泵房位于-135m中段、副井井筒附近，泵房内安装有MD155-30×6型（流量155m3/h，扬程180m，电机功率132kW）水泵三台。排水管选用Φ108×5mm无缝钢管两条，沿副井井筒敷设，一条工作，一条备用。水仓为一条，水仓断面2.3×2.3 m2，容积为330m3。

另外，矿山在每条水仓斜巷的入口位置分别设置了4m3的沉淀池。 ⑶总图运输

目前，矿山形成了较为完善的地表工业场地。地表工业场地主要有采矿工业场地、矿石堆场、废石堆场、行政生活区、供水供电辅助设施等组成。

企业内部运输主要为矿、废石，采用有轨运输；外部运输采用全汽车运输。 ⑷供电系统

目前，矿山建有10kV变电所一座，供电源来自距离5km的雍镇变电所。变电所内安装有两台变压器（S9-630/10和S11-630/10各一台）。

另外，矿山正在基建一座35kV变电站，电源来自与矿区相距约1.1km的藏东线。 ⑸工民建

经过两年多的基建，施墩铁矿已在矿区北侧围绕主、副井布置了一处工业场地，主要由主、副井卷扬机房、主副井井口设施、办公楼、职工宿舍、食堂、空压机站、10kV变电站、值班室等工业设施组成。

总建筑面积为2041.2平方米。

1.2.2 地质资源

施墩铁矿属以热液充填为主的接触交代～热液型矿床。矿体均分布于背斜构造南东翼钠质石英闪长岩体与围岩（徐家山组地层）接触带附近岩体之凹陷构造内。矿体主要呈似层状、

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透镜状，其形态、规模受围岩地层及接触带控制。

依据安徽省地质矿产勘察局322地质队于2006年6月编制的《安徽和县施墩铁矿床详查地质报告》及其评审意见，至2005年11月30日全矿区查明（保有）铁矿资源储量332+333类矿石量316.41万t，平均品位TFe39.79%；其中332类68.83万t，平均品位TFe36.45%；333类247.58万t，平均品位TFe40.72%。

1.2.3 外部供电

目前，矿山用电由距矿区5km 处的雍镇10kV 变电站供给。另外，矿山已建成并使用的35kV变电站，电源来自与矿区相距约1.1km的藏东线（裕溪闸专用线）。

1.2.4 供水

矿区地势平坦，海拔标高+5~+8m左右，矿区第四系较发育，地下水丰富，另外南侧有裕溪河流过，终年水量充足，可作为矿区建设的生产和生活用水。

1.2.5 其他建设条件

施墩铁矿已基建了两年多的时间，矿山已经形成较为完善和通畅的建设材料供应通道及内外部运输。

矿山建设用的砖、块石、碎石和砂等土建材料和采矿所需的木材均可就地取材，钢材、水泥货源充足。

矿山劳动力充足，有大量熟练的采矿工人。

目前矿山各生产系统已基本形成，工程前期建设投资和流动资金全部由企业自筹。

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第二章 工 程 概 况

本矿项目建设，坚持科学发展观和经济最大化原则，通过论证，正确拟定以下符合本矿床特征、矿石特性和生产实际的设计方案。

2.1 设计规模、服务年限及产品方案

矿山设计规模为20万t/a（606.06t/d）。矿山总服务年限为10a，其中达产期1a（含基建期1.0a），减产期1a，稳产期8a。

产品方案：铁矿石。

2.2 地下开采

1）开采范围、开采方式、开采顺序及首采地段 ⑴开采范围及开采对象

矿区面积为0.2862km2，开采标高由+6m~-200m，矿权平面范围由四个拐点组成，其坐标详见表2-1。

矿权范围拐点坐标 表2-1

1980西安坐标系 拐点编号 X 1 2 3 4 3476336.00 3475844.00 3475850.00 3476343.01 Y 39620099.68 39620105.69 39620686.69 39620680.69 X 3476383.00 3475891.00 3475897.00 3476390.00 Y 39620150.00 39620156.00 39620737.00 39620731.00 1954北京坐标系 矿区范围面积：0.2862km2；开采标高：+6m~-200m。 ⑵开采方式：地下开采。 ⑶开采顺序及首采地段

在矿体走向上，由东向西后退式回采；在矿块内自下而上开采。首采中段为-153m中段。 首采地段：-153m中段矿体1采区的矿块。 2）采矿方法及装备

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采矿方法采用上向水平分层尾砂胶结充填法。

矿块沿矿体走向布置。矿块宽度一般为6~8m，矿块长度取50m。矿块垂高为中段高度50m，间柱6m，底柱高为5m，不留顶柱。

设计采用浅孔凿岩，每个矿块配置1台YT-28凿岩机。采用乳化炸药，人工装药，分段微差爆破。崩下矿石采用电耙出矿，通过溜井装入矿车后，编组后由电机车牵引运至中段井底车场。

3）矿床开拓

本次设计采用竖井开拓，具体开拓方案为主井+副井开拓方案。 ⑴开拓井筒

本次设计开拓系统共包含有两条井筒，分述如下： ①主井

主井为原有主井，井口标高为+12.0m，井底标高-195.0m，井深为207m，井筒净断面直径为φ4.7m。该井主要担负矿、废石及大型设备的提升任务，同时兼做出风井。井筒内布置有管缆间、梯子间。

②副井

副井为原有副井，井口标高为+12.0m，井底标高-195.0m，井深207m，井筒净直径为Ф3.6m。该井主要担负人员及材料、小型设备等的升降任务，为进风井，井筒内安装梯子间，兼做井下第一安全出口。

⑵排水

设计采用一段排水方式。

设计将现有-185m中段、主井井底车场附近的水仓泵房改造后（水仓扩容、增加排水水泵）作为主排水系统，排水高度197.0m；另外，将原有-185m中段副井水泵房、-135m中段副井水泵房作为备用排水系统。

⑶矿岩运输

坑内运输采用轨道运输方式，-185m中段矿、废石采用2.5t蓄电池式电机车牵引0.75m3

翻转式矿车组运输。

⑷通风

通风系统为中央并列式抽出式通风系统。副井进风，主井回风。采场采用贯穿风流通风。

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4）充填工艺及系统

矿山充填站正在规划建设中，由两个容量分别为200m3的立式砂仓与一个容量为50m3

的水泥仓及造浆、给料、搅拌、管路及监测仪表等组成。充填站址位于空压机站南邻，充填能力40m3/h。

2.3 其他设施

1）总图运输 ⑴总平面布置

目前，矿山形成了较为完善的地表工业场地。地表工业场地主要有采矿工业场地、矿石堆场、废石堆场、行政生活区、供水供电辅助设施等组成，共占地10.3亩左右。

矿区新建工业场地及设施主要由充填站（新增占地0.36亩）、副井卷扬机房（在原有基础上改建）、新变电所（新增占地0.47亩）、高位水池（原有工业场地内）等组成。

⑵内、外部运输

矿山内部运输主要有炸药及爆破材料、采矿辅助材料、其它材料、原矿及废石等，采用有轨运输方式。

企业外部运输外委解决，采用汽车运输方式。 2）电力

用电设备安装数量：85 台（套）； 用电设备工作数量：71 台（套）； 总安装容量：5017 kW； 总工作容量：3639 kW； 计算负荷：

有功功率ΣPjs =2794kW； 无功功率ΣQjs =2218kvar； 视在功率ΣSjs=3585kVA。 总企业年电能消耗量计算：

Wn=αnPjsTn=0.70×2794×5580=1091.34×104kWh； 式中：有功负荷系数αn=0.70； 系统总有功功率Pis=1781kW。

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新建35/10kV总降变电所位于位于主井提升机房的北侧。35/10kV总降变电所作为矿山的主变电所，原有临时10/0.4kV变电所拆除（保留10kV架空线电源）。35kV架空线作为主供电源，来自雍镇变电所10kV供电线路进入总降所作为本工程的第二电源。该两个电源均可满足本工程对供电电源质量及可靠度的要求。

3）通信

参照安全避险“六大系统”中“通信联络系统”及“监测监控系统”执行。 4）给排水

企业总用水量（新水）208.80m3/d，其中生产用水量174.0m3/d，生活用水量19.80m3/d，未预计水量15.0m3/d。

消防用水量按消防规范采用15L/S，火灾延续时间按2h计算，共需108m3。

企业采矿生产及消防用水取自矿井涌水，余下部分除作为公司选厂补充用水来源加以利用外，多余部分达标排放。

企业职工生活用水取自井水。 5）土建

施墩铁矿地表工业及辅助设施较为完善，主要由采矿车间（主、副井卷扬机房、井口房、配电室等）、辅助设施（仓库、机修、空压机站等）及行政生活区（办公楼、食堂、宿舍、浴池、厕所等）等组成。本次设计在矿山已有工业场地的基础上新增工民建设施主要有副井卷扬机房、配电室、充填站及变电所等。

2.4 节能

设计中充分考虑了节约能源和综合利用，使采矿单位综合能耗符合国家对设计中有关节能技术规定的要求。

采矿工序能耗为每吨矿岩20.04kg标煤，折合585.41MJ/t（矿岩总量22.0万t），矿山能耗较高，主要为井下排水用电负荷大，矿山在下一步的水文治理后，矿山能耗将大幅度降低。

矿山用水量为208.80m3/d，单位矿石耗水量为0.34m3/t，达到了中华人民共和国环境保护行业标准的要求。

本设计与原冶金部规定的考核标准对照，其能耗指标是较先进的。

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第三章 地 质

3.1 矿床地质勘探工作

1959年原地质部物探局航测大队综合研究队对本区开展了1：10万～1：20万航空磁测；1962年安徽省地质局物探大队第12物探队在本区开展过地面检查；1973年冶金部物探公司航测二队开展航磁物探工作，提交了1：5万《安徽省铜陵芜湖地区航磁ΔT测量报告》；1974年江苏省区测队完成了包括本区在内的1：20万区域地质测量工作，提交了1：20万马鞍山幅区域地质测量报告；1975年安徽省地矿局322地质队对雍镇小六房、金龙等地开展了铁矿普查、详查工作，同时开展了本区1：2.5万～1：1万（部分1：5000）地面磁测、1：1万重力测量工作，并编制提交了相应的地质、物探报告。

1981年安徽省地质矿产勘查局322地质队在本区发现磁异常，2002年该队申请取得了太平村铁矿点的探矿权，开展了以钻探为主、物探为辅的地质普查工作，于2004年5月提交了《安徽省和县太平村铁矿床普查地质报告》，共圈定了六个矿体，编号为Ⅰ~Ⅵ号，其中规模较大的为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ三个矿体，提交333类贫磁铁矿矿石资源量142.44万t，富磁铁矿矿石资源量95.60万t，贫假象赤铁矿矿石资源量39.09万t，合计277.13万t，平均品位44.75%。2004年9月由安徽省矿产资源储量评审中心组织专家通过了普查地质报告矿产资源储量的评审，2004年10月经安徽省国土资源厅评审备案。2005年初，安徽省和县太平矿业有限责任公司通过有偿转让协议依法取得了施墩铁矿的探矿权。

2006年5月，安徽省地质矿产勘查局322地质队完成《安徽省和县施墩铁矿床详查地质报告》，本次详查工作发现矿床内共有9个铁矿体，呈似层状、透镜状产出，规模一般较小。提交332＋333类铁矿石总资源储量316.41万t，TFe平均品位39.79%。

3.2 矿床区域地质 3.2.1 区域地质概述

本区大地构造位置属扬子准地台、下扬子台坳，沿江拱断褶带之安庆凹断褶束，宁芜断陷盆地之西南缘。区域构造线方向为北东～北北东向。

区内地表均为第四系松散冲积物覆盖，下伏地层有三迭系中统徐家山组（T2x）、黄马青组（T2h），三迭系上统范家塘组（T3f）及第三系（N）。

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区内褶皱构造主要是裕溪口～汤沟镇（俗称裕汤）复背斜，轴向自北向南由50°～60°渐变为20°，两翼地层产状平缓。倾角20°左右。核部地层为三迭系中统徐家山组，两翼为三迭系中统黄马青组及上统范家塘组。复背斜枢扭有起伏，常被北西～近东西向的断层切割。复背斜两翼的次一级褶皱发育，自北西至南东依次有大宋巷～周家村背斜、小韦村背斜、中和村向斜、小六房背斜、王家坝向斜、小万家背斜、唐家跳向斜等。这些次一级的褶皱大都向斜开阔，背斜紧密，呈短轴状产出。

区内地表全为第四系覆盖，无基岩出露，仅根据物探资料，及各矿区施工的钻孔资料，推测有少量北西～近东西向断裂。

本区的岩浆岩属燕山晚期的侵入岩。有花岗闪长岩、斜长花岗岩、石英二长岩、石英正长闪长岩、二长岩、闪长岩等，上述岩石类型呈渐变关系，它们之间的界线较难准确划分，因此，统称为“石英闪长岩类杂岩体”。

本区的变质作用主要有接触热变质作用和交代变质作用两种。

3.2.2 矿区地质

1）地层

矿区地表全为第四系松散冲积物覆盖，钻露的地层主要为三迭系中统徐家山、黄马青组。现将其一般特征自下而上分述如下：

⑴三迭系中统徐家山组（T2X）

分布于矿区中部。下部以浅灰、灰白色灰质白云岩、白云质灰岩为主，偶夹薄层灰岩；上部为浅灰、浅灰绿色钙质泥岩、含粉砂泥岩，灰岩夹薄层状白云质灰岩、泥灰岩，具有水平微层理构造；顶部有一薄层～中层状钙质泥岩或泥灰岩，水平微细层理发育。与上覆黄马青组地层为整合接触。其下部被岩浆侵入体吞没，未见底。厚度大于150m。该地层为本区的主要含矿层位。

⑵三迭系中统黄马青组（T2h）

矿区内主要为黄马青组一段、二段岩层。 ①黄马青组一段（T2h1）

分布于矿区 南部及北西部。岩性主要由紫红色泥岩、含粉砂泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等组成厚底式韵律层，单个韵律层厚度较大，泥岩多于粉砂岩，粉砂岩在走向和倾向上均不甚稳定。岩石中常见灰绿色色斑及钙质结核，虫管构造发育，具水平微细层理构造，底部有时可见微型斜层理构造。钻孔中未见顶，厚度大于50m。

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②黄马青组二段（T2h2）

钻孔中未见及，根据邻近矿区钻孔揭露资料，矿区的南部、北西侧有该地层分布。据收集资料，其岩性为紫红色泥岩，含粉砂泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，夹多层薄层细砾岩。粉砂岩多于泥岩，具交错层理、钙质结核、色斑。厚度大于150m。

⑶第四系（Q）

广泛分布于全区。主要为粘土，含粉砂粘土、泥质粉砂、粉细砂及砂砾石层。上部常夹有薄层泥炭。厚度50～70m。

2）构造 ⑴褶皱

矿区内的褶皱构造主要为一背斜构造，系裕汤复背斜之太平村段。该背斜轴部位于矿区中部贾小庄～代墩一带，轴向北东50°～60°；核部地层为三迭系中统徐家山组，两翼为黄马青组一、二段地层。背斜两翼地层总体走向北东，分别倾向北西、南东，产状一般较平缓，倾角约10°～15°。岩体由背斜构造的核部侵入，由于岩体侵入抬拱作用不同而对两翼地层产状产生影响，在岩体隆起部位，地层相对抬高，在凹陷部位地层则相对降低，故在太平村附近，似表现为迭加于北东向背斜构造上的一个北西向短轴向斜构造。本矿床内的矿体即产于太平村背斜南东翼之岩体凹陷部位。

⑵断裂

目前已施工的钻孔资料表明，矿区内未发现大的断裂构造。但从岩石裂隙、角砾岩及热液脉岩较发育等情况分析，区内在成矿作用前后，均可能在不同应力场作用下，形成各种局部张裂隙、层间破碎带、小型压性断裂等。

此外，在矿床范围内岩体与围岩接触面产状总体比较平缓，倾角一般在10°～15°，与围岩地层产状大体一致，仅局部较陡，如太平村东，倾角可达40°左右。因接触面具有相对隆起和凹陷，并常有岩枝沿围岩层理穿插，而使接触带复杂化。在太平村的东、西、北三面岩体与围岩接触面均相对隆起，从而在太平村的南侧形成一个总体向南开口类似于“箕”状的相对凹陷（岩凹）构造。在这岩凹部位，围岩受到岩浆侵入过程中不同方向的侧向挤压及岩凹下部的热熔作用，岩凹内岩层易沿层理方向形成层间张裂隙及层间破碎带，从而为成矿提供了有利的空间。故岩体接触带的凹陷构造与成矿关系密切，本矿床内的主要矿体受岩体接触带凹陷构造控制明显。

3）岩浆岩

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矿区内岩浆岩属前述之钠质石英闪长岩类。出露于太平村北侧和西侧，面积约0.5km2。根据其矿物成分，结构，构造的差异，可分为以下几类：钠质闪长岩、钠质石英闪长岩、钠质角闪石英正长闪长岩，钠质黑云母石英正长闪长岩、钠质角闪闪长岩，偶尔可见安山玢岩和闪长玢岩。其中以钠质石英闪长岩及钠质石英正长闪长岩为主。

本区岩浆岩与成矿具有密切的成因联系，本矿床的所有矿体均产于岩体与围岩的接触带附近，它为成矿提供了一定的物质来源，是主要的成矿母岩。

3.3 矿床地质特征 3.3.1 矿体分布规律

施墩铁矿床矿体均分布于背斜构造南东翼钠质石英闪长岩体与围岩（徐家山组地层）接触带附近岩体之凹陷构造内。上部产于徐家山组地层中的矿体，一般呈薄板状、透镜状，产状大体与地层产状相近，矿体规模一般较小，TFe平均品位较低。如Ⅰ～Ⅲ、Ⅴ～Ⅸ号矿体。受闪长岩体接触带构造控制的矿体，一般呈似层状，矿体产状与接触面产状一致，规模相对较大，TFe平均品位较高。如Ⅳ号矿体。

3.3.2 矿体基本特征

本矿床由9个铁矿体组成，编号为I~IX。矿体埋深一般在50m~188m。矿体主要呈似层状、透镜状，其形态、规模受围岩地层及接触带控制。矿体产状一般较平缓，略向南东倾斜，倾角一般在5°左右；Ⅳ号矿体倾角稍大，一般在5°~20°。

区内矿体规模一般较小，其走向、倾向延伸均在100m左右，厚度2.23m~9.27m不等；矿体产出标高-45m~-144m；Ⅳ号矿体规模较大，矿体走向延伸约500m，倾向延伸约300m，工程见矿厚度2.10~25.02m，矿体厚度变化中等，其变化系数为60%。矿体产出标高-67m~-180m。

区内I、III、V、VI号矿体矿石自然类型为方解石假象赤铁矿矿石；II、VII、VIII号矿体矿石类型为方解石假象赤铁矿磁铁矿矿石为主；IX号矿体上部矿石类型为方解石假象赤铁矿矿石，下部为方解石假象赤铁矿石磁铁矿矿石；IV号矿体矿石类型以方解石磁铁矿矿石为主，部分方解石假象赤铁矿磁铁矿矿石，少量方解石假象赤铁矿矿石；局部尚有部分黑云母、阳起石磁铁矿矿石。

矿体TFe品位一般较稳定，分布均匀；IV号矿体品位变化系数沿倾向为23%，沿走向为24%，沿厚度方向最大为31%。

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3.3.3 矿石质量

1）矿石的物质组份

本区铁矿石的矿石矿物主要为磁铁矿、赤铁矿（假象赤铁矿），其次是穆磁铁矿、黄铁矿，微量磁黄铁矿、黄铜矿等。

2）矿石的结构构造 ⑴矿石的结构

矿区铁矿石主要由磁铁矿、赤铁矿、穆磁铁矿等构成。磁铁矿呈自形～半自形粒状结构，次为他形粒状结构；赤铁矿呈半自形～他形粒状结构，穆磁铁矿呈自形片状结构。磁铁矿（穆磁铁矿）的自形晶可包于黑云母、方解石、石英等晶体中呈嵌晶结构，磁铁矿（穆磁铁矿）被赤铁矿、脉石矿物不同程度地交代形成浸蚀结构，嵌晶结构、反应边结构、交代网状结构、骸晶结构、残余结构、假象结构。

⑵矿石的构造

矿石构造有稠密浸染状构造、块状构造、条带状构造、角砾状构造等。 ①稠密浸染状～块状构造

磁铁矿较均匀地呈稠密浸染状嵌布在脉石矿物中。磁铁矿呈粒状或粒状集合体紧密分布，颗粒粒径一般在0.05～1.0mm，含量40～80%不等。这种构造多发育在阳起石型富磁铁矿矿石、方解石富磁铁矿矿石中。具这种构造的矿石，品位较高，硬度较大。

②条带状构造

条带状构造是由金属矿物与脉石矿物相间出现，条纹粗、细不均。形成条带状构造的金属矿物是磁铁矿或假象赤铁矿和脉石矿物方解石、石英、绿泥石等。具这种构造的矿石主要分布在矿区Ⅳ号、Ⅸ号矿体中，可能是选择性交代而保留原岩微层理痕迹之故。

③角砾状构造

具角砾状构造的矿石，其角砾成份为灰岩，角砾砾径0.1～5mm，具棱角状，大小混杂，胶结物有石英、碳酸盐、磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、绿泥石等。角砾状铁矿石在矿区分布较少，仅在32线少数钻孔的局部地段见到。

3.3.4 矿体围岩与夹石

矿体的顶板、底板围岩主要为大理岩类、方解石岩类、闪长岩类，部分为角岩类、少量角砾岩及安山玢岩。闪长岩类除少数为矿体顶板（Ⅰ号矿体）外，多数为矿体底板。矿体围岩分布情况见表3-3。

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施墩铁矿床围岩类型分布率统计表 表3-3

角岩、角岩围岩类型 出现频率 分布率（%） 大理岩类 化泥岩 9 30 5 17 3 矿体与围岩的界线一般较清晰。但当矿体顶、底为方解石岩类和角砾岩类时，因其具有不同程度磁铁矿化，故两者之间常呈渐变关系。由于区内矿体铁矿化一般较均匀，故矿体内一般无夹石分布。

岩类 7 223 3 3 99 岩类 7 1 闪长方解石 角砾岩 岩 1 30 安山玢∑ 3.4 矿石资源储量计算 3.4.1 工业指标

根据DZ/T0200－2002《铁、锰、铬矿地质勘查规范》一般工业指标及和县太平矿业有限责任公司《关于和县施墩铁矿床详查工业指标的函》有关要求，确定本次资源储量估算的工业指标如下：

1）矿石工业类型划分标准： mFe/TFe≥85%为磁铁矿石

mFe/TFe 85%～15%为假象赤铁矿磁铁矿矿石（混合矿石） mFe/TFe≤15%为赤铁矿（假象赤铁矿）矿石 2）矿床工业指标 ⑴磁铁矿石

需选富矿：TFe≥50%；

贫矿：边界品位TFe≥20%，最低工业品位TFe≥25%； ⑵赤铁矿（假象赤铁矿）石

边界品位TFe≥25%，最低工业品位TFe≥30%； ⑶贫假象赤铁矿磁铁矿石

边界品位TFe≥20%，最低工业品位TFe≥25%； ⑷最低可采厚度2m； ⑸夹石剔除厚度1m。

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3.4.2 矿区储量

依据安徽省地质矿产勘查局322地质队于2006年6月编制的《安徽省和县施墩铁矿床详查地质报告》及其评审意见，至2005年11月30日全矿床累计铁矿石资源储量332＋333类316.41万t，TFe平均品位39.79%。其中各类型矿石资源储量所占矿床总资源储量的比例为：332类铁矿石资源储量约占矿床资源储量的22%；需选富磁铁矿矿石（333类）约占20%；贫磁铁矿矿石（332＋333类）约占59%，其中332类贫磁铁矿矿石约占贫磁铁矿石总量的37%；贫假象赤铁矿磁铁矿矿石约占14%；贫赤铁矿（假象赤铁矿）矿石约占7%。具体如下：

贫磁铁矿矿石：332类 68.83万t，TFe平均品位36.45%； 333类 118.56万t，TFe平均品位36.68%； 332＋333类 187.39万t，TFe平均品位36.60%。 需选富磁铁矿矿石：333类 62.96万t，TFe平均品位55.36%。 贫假象赤铁矿磁铁矿矿石：333类 43.38万t，TFe平均品位34.86%。 贫赤铁矿（假象赤铁矿）矿石：333类 22.68万t，TFe平均品位32.44%。

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第四章 地 下 采 矿

4.1 开采技术条件

1）水文地质条件

区内第四系埋藏厚度大，富水性强；矿床埋藏较深，矿体及其顶板岩层富水性中～强，巷道直接进水，水压大；裂隙岩溶含水层与第四系含水层之间虽有厚度0～26m弱透水岩层起到相对隔水作用，但在构造裂隙、岩体接触带裂隙发育处或该层变薄尖灭处，往往是第四系强含水层与裂隙岩溶含水层沟通的有利通道，故未来巷道突水现象严重。

本矿床属于顶板直接进水，有稳定的地下水补给来源，故其水文地质条件属于复杂类型。 2）工程地质

矿区上覆第四系厚50～70m，主要为粘土，含粉砂粘土、泥质粉砂、粉细砂及砂砾石层。上部常夹有薄层泥炭。

矿区内主要矿体埋藏在50~188m之间，矿体围岩多为大理岩类、方解石岩类、闪长岩类，部分为角岩类、少量角砾岩及安山玢岩。顶底板岩石大部分半坚硬、完整，其工程地质条件稳定性较好。但局部构造发育地段，由于岩溶发育或蚀变作用的结果，岩石呈松散、软弱状，含水性强，加之地下水压力大等综合因素的作用，故其工程地质条件稳定性差，危害性突出。

本矿床工程地质条件属于复杂类型。 3）环境地质

矿区位于长江冲积平原，地表沟渠纵横，水网密布。区内人类工程活动以农田种植为主，以及零星分布的小型农田水利设施、乡镇公路及低于二层的居民房屋建筑等。

本区地震活动的强度、频度相对比较低，属中弱发震区，未出现破坏性地质灾害。本区属地震烈度6度区。

本矿区无原生环境地质问题，属环境地质类型简单的矿床。

综合矿区的水文地质、工程地质和环境地质条件、特征和目前井下开拓的实践资料，本矿床的开采技术类型划分为复杂的复合问题为主的矿床，即属于Ⅲ-4。

4.2 开采范围、开采对象及开采方式

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4.2.1 开采范围及开采对象

1）开采范围

根据矿体赋存情况及开发规划，初步设计开采范围为采矿许可证拐点坐标所圈定的范围内的矿体，开采标高+6~-200m。

2）开采对象

矿区范围内共圈定的9个铁矿体，编号为I～IX。

4.2.2 开采方式

施墩铁矿地处平原地区，各矿床均为盲矿体，矿体顶部被数十米厚的第四系冲积层所覆盖，矿体埋深一般在50~188m。矿区地表多为农田，结合矿山现状及前期设计情况，本次设计仍采用地下开采方式。

4.3 矿床开拓

4.3.1 矿区地形地质特征及矿体赋存状态

矿区地势平坦，海拔标高约在+5~+8m左右，南侧有裕溪河流过，区域内最高洪水位+10.96m。

矿体围岩多为大理岩类、方解石岩类、闪长岩类，部分为角岩类、少量角砾岩及安山玢岩。矿体均分布于背斜构造南东翼钠质石英闪长岩体与围岩（徐家山组地层）接触带附近岩体之凹陷构造内。上部产于徐家山组地层中的矿体，一般呈薄板状、透镜状，产状大体与地层产状相近。矿体赋存标高一般在-45m～-180m，倾角一般5~20°左右。

4.3.2 开拓方案选择

1）矿山开拓现状 矿山目前采用竖井开拓。

主井位于32线以南矿体下盘、岩石移动界限以外，井口标高为+12.0m，井底标高-195.0m，井深为207.0m，净断面φ4.7m，采用混凝土支护。采用2JK-2A型单绳缠绕式提升机，电动机型号为JR126-6，电动机功率155kW，提升容器为单层双罐笼（2550×1180mm）。主要担负井下矿石、废石及大型设备的升降任务，井筒内设人行、管道和电缆间，兼作回风井。

副井位于主井东50m处，井口标高+12.0m，井底为-195.00m，井筒全深207.0m，井筒

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净直径为Ф3.6m。采用2JTP-1.6型提升机，装备单层罐笼（底板尺寸2200×1104mm）与平衡锤互为配重提升。主要担负人员及材料、小型设备等的升降任务，为进风井，井筒内安装梯子间，兼做井下第一安全出口。

2）选择原则

⑴矿山建设速度必须满足国家和企业的要求，保证投产早，达产快； ⑵充分利用原有地表生产、生活设施； ⑶工程量小，施工方便；

⑷不占良田，少占耕地，并有利于改地造田； ⑸基建投资少，特别是初期投资少；生产经营费用低。 3）方案选择

根据矿区地表地形条件、矿体赋存特征及矿山现状，在充分利用矿山现有开拓井巷工程的前提下，并综合考虑技术经济因素及业主意见，本次设计仍采用竖井开拓方案，即主、副开拓方案。

4）开拓系统简述

本次设计采用竖井开拓，具体开拓方案为主井+副井。 ⑴开拓井筒

本次设计开拓系统共包含有两条条井筒，分述如下： ①主井

主井为原有主井，井口标高为+12.0m，井底标高-195.0m，井深为207m，井筒净断面直径为φ4.7m，最大提升高度为197m。该井主要用于井下矿石、废石及大型设备（电机车等）的提升任务，兼做出风井。采用2JK-2A型单绳缠绕式提升机、2550mm×1180mm单层双罐笼互为配重提升，配备JR126-6型直流电机一台。通过校核主井现使用6×19+IMR-Φ31型钢丝绳，不能满足安全规程相关要求，设计选用18×7+FC-φ24-1770型纤维芯钢丝绳。其他设施予以利用。按最大班提升量计算，-185m中段提升时间为5.01h，满足设计需要。

②副井

副井为原有副井，井口标高为+12.0m，井底标高-195.0m，井深207m，井筒净直径为Ф3.6m。采用2JTP-1.6×0.9/20型提升机，装备单层罐笼（底板尺寸2200×1104mm）与3.0t平衡锤互为配重提升，主要担负人员及材料、小型设备等的升降任务，为进风井，井筒内安装梯子间，兼做井下第一安全出口。经校核计算，现有副井提升机滚筒宽度仅为900mm，

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钢丝绳需缠绕两层。《金属非金属矿山在用缠绕式提升机安全检测检验规范》（AQ2020-2008）将竖井中升降人员或升降人员和物料的提升装置卷筒上缠绕钢丝绳的层数，由《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）规定的“宜缠绕单层”改为“应缠绕单层”。因此，矿山现有提升机不能满足设计要求，结合矿方意见，本次设计对副井提升设施进行重新选择，主要设备型号及参数如下：

提升机：2JTP-1.6×1.2/20单绳缠绕式提升机； 电动机：JR125-8型直流电动机（原有），功率95kW；

提升容器（原有）：单层罐笼（尺寸2200×1104mm，自重2119kg）配平衡锤（自重3000kg）； 提升钢丝绳：6×19S+IWR-φ18-1770型钢芯钢丝绳、Ps=1.62kg/m。

副井提升设施更换后，按最大班提升量计算，-185m中段提升时间为2.73h，满足设计需要。

⑵井下排水

设计采用一段排水方式。

利用现有-185中段、主井附近已建成的排水设施（改造）；副井-185m中段车场附近的旧水仓和副井-135m中段井底附近的旧水仓均作为备用排水系统。

⑶矿岩运输

坑内运输采用轨道运输方式，采用2.5t蓄电池电机车牵引0.75m3翻转式矿车组运输。 ⑷通风

通风系统为中央并列式通风系统，抽出式通风方式。副井进风，主井回风。采场采用贯穿风流通风。

4.3.3 岩石移动界线的确定

1）岩石移动角

充填法开采对地表的影响不同于采用崩落法，在满足充填法开采要求的前提下，一般不会在地表产生明显的塌陷区，但会出现地表的沉降和变形现象。其地下开采后的地表沉降和变形受多种因素控制，如采矿方法（采场结构参数）、开采中段划分（开采水平）、开采顺序（开采过程和充填过程）、充填体强度、矿岩（土）体力学性质、区域地应力场特征等多个方面。

本次设计提出的错动角圈定的地表移动区域可称为“可能的地表变形与沉降区”。但由于充填法开采对地表的影响分析是一个复杂的课题，又由于缺少详细的充填法开采分析的岩

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石力学资料，难于进行全面分析，建议矿山建立地表及地下岩体位移和应力监测系统，及时分析监测数据并提出相应的保护道路、村庄等的对策措施。

经过综合分析以及有关的类似矿山实际开采经验，选取岩体移动角见表4-1。

地下开采岩石移动角 表4-1

设计分区 第四系及风化带综合移动角 基岩上盘移动角 基岩下盘移动角 基岩端部移动角 移动角 40°~45° 70° 70° 75° 设计按照表4-1中各区域开采移动角数据，结合地质剖面图、平面图中矿体赋存深度、赋存形态等圈定了地表移动界线。

2）护顶矿柱的圈定

矿山在前期-135m中段基建过程中，发现矿体部分围岩稳固性较差，且巷道两帮涌水较大。为摸清-135m水平以及-135m水平以上水文地质、工程地质以及矿石资源储量情况，矿山组织了探矿探水钻探队、注浆队开展了一定的勘探工作，通过多个水平、上向钻孔揭露，矿体赋存标高约在-125m~-120m之间，且矿石资源量较少，矿体顶板多数为三叠系徐家山组大理岩，岩石裂隙发育，岩石破碎，单孔涌水量普遍较大。结合现有开采技术条件，为保证井下采矿安全，本矿设计将-135m作为开采上限，-135m水平以上的作为护顶隔水层。

根据本次设计圈定的中段资源量计算，-135m水平以上保有矿量约129.21万t（理论计算值），这部分矿石留做护顶矿柱不予开采。

4.3.4 中段高度及中段平巷布置

依据矿山现状，设计确定中段高度为50m。共开拓有两个中段，分别为-135m中段和-185m中段，其中-135m为回风水平。

中段平巷布置采用环行运输形式+下盘脉外布置。

4.4 开采顺序及首采地段

1）开采顺序

根据矿体赋存状况及选用的采矿方法，确定矿山开采顺序为：在矿体走向上，由东向西后退式回采；矿块内自下而上开采。首采中段为-185m中段。

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2）首采地段

根据确定的开采顺序，设计-153m中段的首采地段为矿体1采区的矿块。

4.5 采矿方法

4.5.1 矿床开采技术条件

影响采矿方法选择的有以下三方面因素： 1）矿床地质条件

本矿床由9个铁矿体组成，编号为I~IX。矿体埋深一般在50m~188m。矿体主要呈似层状、透镜状，其形态、规模受围岩地层及接触带控制。矿体产状一般较平缓，略向南东倾斜，倾角一般在5°左右；Ⅳ号矿体倾角稍大，一般在5°~20°。

矿体规模一般较小，其走向、倾向延伸均在100m左右，厚度2.23m~9.27m不等；矿体产出标高-45m~-144m；Ⅳ号矿体规模较大，矿体走向延伸约500m，倾向延伸约300m，工程见矿厚度2.10~25.02m，矿体厚度变化中等，其变化系数为60%。矿体产出标高-67m~-180m。

矿体的顶板、底板围岩主要为大理岩类、方解石岩类、闪长岩类，部分为角岩类、少量角砾岩及安山玢岩。闪长岩类除少数为矿体顶板（Ⅰ号矿体）外，多数为矿体底板。

2）水文地质条件

区内第四系埋藏厚度大，富水性强；矿床埋藏较深，矿体及其顶板岩层富水性中～强，巷道直接进水，水压大；裂隙岩溶含水层与第四系含水层之间虽有厚度0～26m弱透水岩层起到相对隔水作用，但在构造裂隙、岩体接触带裂隙发育处或该层变薄尖灭处，往往是第四系强含水层与裂隙岩溶含水层沟通的有利通道，故未来巷道突水现象严重。

本矿床属于顶板直接进水，有稳定的地下水补给来源，故其水文地质条件属于复杂类型。 3）地表其它影响因素

矿区地表多为农田、村庄，有地方公路从地下开采引起的地表移动区通过，地下采矿不能引起地表塌陷，影响农田耕作和公路的安全。

4.5.2 采矿方法选择

1）采矿方法选择原则

⑴生产安全，有良好的作业条件和环境； ⑵适应性和灵活性强，能适应矿体形态的变化；

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⑶生产能力大，效率高； ⑷贫化损失率小；

⑸技术先进，工艺简单可靠；

⑹有利于地压管理，能保证采区不贯通第四系含水层； ⑺能耗少，成本低，投资省，经济效益好。 ⑻采切工程量小，建设时间短，投产快。 2）采矿方法选择

根据施墩铁矿床的矿体赋存特征、开采技术条件及水文地质条件。特别是该矿区地处平原，地表多为良田，地表不允许陷落的实际情况。矿山选择充填法进行开采的必要性有以下几点：

⑴保证矿山井下生产安全。由于施墩铁矿为水文地质条件复杂矿山。地表覆第四系覆盖层厚度较大，且其中有含水层，不允许塌落，要实现矿山的安全开采，必须切实对第四系覆盖层实行保护，防止其产生冒落。在可供选择的采矿方法中，充填采矿法是最为切实可行的采矿方法。

⑵保护矿区及周边生态环境。矿区地势平坦，地表植被良好，且地表有村庄和道路。 ⑶可提高矿石资源回收利用率。胶结充填采矿法可实现两步回采，从而大幅度提高矿石回收率，延长矿山服务年限，使矿山获得最大的经济效益和社会效益。

综合各方面的因素，设计确定采矿方法采用上向水平分层尾砂胶结充填法。

4.5.3 采矿方法构成要素

矿块沿矿体走向布置。依据矿岩稳固情况及矿体赋存条件，矿块宽度一般取6~8m，矿块长度取50m，单个采场顶板暴露面积控制在400m2以下。矿块垂高为中段高度50m，间柱6m，底柱高为5m，不留顶柱。

4.5.4 采矿方法主要技术指标

采矿方法技术经济指标表 表4-2

序号 指标名称 单位 指标 备注 标准矿块计算值 1 矿石回采率 % 23

90.72 （综合回采率84%） 序号 指标名称 单位 指标 备注 标准矿块计算值 2 3 4 5 6 7 8 贫化率 千吨采切比 副产矿石率 出矿能力 出矿品位：TFe 矿石体重 同时工作矿块数 % m/kt % t/d % t/m3 个 11.41 （综合贫化率8.5%） 13.92 13.0 110 35.25 3.45 6 4.6 回采工作

4.6.1 矿石开采量的分配

依据矿山副产矿石率为13.0%，达到20万t/a生产能力时产量分配表见表4-3。

产量分配表 表4-3

序 名 称 号 1 2 3 班产量（t） 日产量（t） 年产量（t） 175.76 527.27 174000 26.26 78.79 26000 202.02 606.06 200000 回 采 采 切 合 计 4.6.2 回采工作与计算

1）回采工作 ⑴凿岩爆破

分层回采高度一般为2.0m，工作面呈梯段式推进。设计采用浅孔凿岩，YT-28型凿岩机施工水平孔，孔径为42mm，孔深为2.5m，孔距1.2m，排距为1.0m。

每米炮孔崩矿量为1.6t、凿岩机台班效率取40m、凿岩机年作业率取60%。经计算，每个矿块需配置1台YT-28凿岩机，共需6台。

采用乳化炸药，人工装药，分段微差爆破，非电导爆管起爆，二次破碎在采场内进行。

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⑵采场通风

爆破后采用局扇加强通风。新鲜风流由脉外运输巷经装矿穿脉、人行泄水井（或采场天井）进入采场工作面，污风经上部的充填回风井排出。

⑶采场运搬与放矿

崩下矿石采用电耙出矿，通过溜井装入矿车后，编组后由电机车牵引运至中段井底车场。 每个采场需布置1台电耙，共需6台。 ⑷矿柱回收

设计留设有5m高的底柱（岩石）和6m宽的间柱。待本中段所有矿房出矿工作结束后，采取上向水平分层尾砂胶结充填法进行间柱的回收。

⑸顶板管理与采空区处理 ①顶板管理

矿房通风完毕，即可进入矿房进行顶板的安全检查处理。此项工作应由有经验的安全工负责，仔细观察顶板，将浮石撬下，以保证作业场地的安全。

对于顶板不稳固的局部地段设计采用锚杆或锚网进行支护。采场支护采用缝管式金属锚杆，杆体长1.8m，网度采用0.8m×0.8m~1.5×1.5m。必要时应采取锚杆及金属网联合支护。

②空区管理

空区处理采用尾砂胶结充填法。

充填准备：采场出矿完毕，清理好底板粉矿，然后进行架接充填管路，架接泄水井，进行充填工作；采场充填使用Φ76~100mm塑料软管作充填管，充填管路由回风充填井敷设。

正常充填：采用尾砂胶结充填，灰砂比为1：6~1：8；充填管路由中央天井敷设，泄水由架设的钢结构泄水井泄入中段巷道；泄水井采用δ＝8mm厚钢板制成Φ1500mm的圆筒形，筒壁钻Φ25mm的圆孔，外围包上麻包布。

接顶充填：矿房分层回采、充填至上中段底柱，最后一分层的充填，应尽可能充满，使其接近顶板；可在第一次充填基本接顶后，停24h再回充第二次或采取压力灌浆。

2）回采计算

上向水平分层尾砂胶结充填法回采计算见表4-4。

上向水平分层尾砂胶结充填法回采计算表 表4-4

序号 工作阶段 地质矿量 矿石回采率 25

废石混入率 采出矿量 所占比例

（t） 3328.1 采切 % （t） 3503.% 100 35 2096090 .09 2778.70 57 0 270670 90.72 .01 8 53 2143612 .46 2778.30 57 0 11.41 .56 0 2771813 2 矿房 77 3 4 间柱 底柱 合计 10 0 100 考虑到采场内出矿死角和不规则的边角矿体无法回采的损失以及矿体尖灭处留作隔水矿柱损失。根据矿山开采技术条件，并参考国内同类矿山的平均先进指标，选取采矿损失率16.0%，即综合回采率为84%。另外，由于实际生产中，矿柱视情况进行回采，矿山的贫化率也会随之降低，本次设计取8.5%。

4.7 采准掘进工作 4.7.1 采准掘进

采准工程主要有脉外运输巷、装矿穿脉、人行通风天井、联络道、矿石溜井、充填回风井等；切割工程有切割巷道。

首先施工脉外运输巷道（2.4m×2.6m），并垂直矿体方向掘进装矿穿脉（2.1m×2.2m）。自装矿穿脉上掘溜矿井（Φ2.0m）至底柱上侧，上部各分层采用顺路架设的钢溜井。平底结构，在底柱上侧向两翼施工切割巷（1.8m×2.0m）至设计位置止并切采至矿体上盘边界。在切割平巷、靠近间柱上掘脉内人行通风天井（1.8m×2.0m），并掘进天井联络道（1.8m×2.0m）至矿房。

每个矿块布置一个充填回风井、一个顺路架设的矿石溜井和行人泄水井及一个人行通风天井。

上向水平分层尾砂胶结充填法采切工程量表 表4-5

序号

工程名称 规格m×m 单长m 26

数量 长度m 矿工程量（m） 废合3石中 1 装矿穿脉 2.1×36 2.2 1.8×2 天井穿 6 2.0 1.8×87 2.0 1.8×4 联络道 2.0 1.8×87 2.0 166 溜井 Φ1.5 +48 1.8×44 2.0 5 6 5.8 4.74 38 合计 961 44 8.4 152 64 1 87 3.2 2.1 8 137.8 1 87 3.2 13311 30 18 1 36 .86 25石中 129.3 90 计 155.16 108 313 人行通风天井 3.2 13 6.08 31 3.2 113.04 8.4 332.34 1297.08 113.04 156.08 315 充填回风井 7 8 9 切割巷道 底柱 间柱 矿块的千吨采切比为：13.92m/kt（标准m），副产矿石率13.0%。

4.7.2 主要设备及材料消耗

正常生产期间，千吨采切比为13.92m/kt、万吨开拓比为26.98m/万t（标准m）、探矿40.40m/万t（标准m，60%用于开采），从而计算出万吨采掘比182.34m万t/a（标准m）。按20万t/a的生产能力计算，矿山年采掘进尺为3646.8m（标准m）。

采掘设备选择YT-28浅孔凿岩机（平巷）和YSP-45凿岩机（天、溜井）。每班需掘进平巷3.80m，按工作面进尺1.5m/班，需掘进工作面3个，每个工作面配备1台YT-28凿岩机共3台、1台局扇共3台。天、溜井每班需要掘进0.9m/班，每个工作面进尺按1.0m/班，共需要2个工作面，每个工作面配1台YSP-45型凿岩机，共需要2台。

主要采准掘进设备见表4-6，采准掘进材料消耗量见表4-7。

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主要采准掘进设备表 表4-6

序号 1 2 3 4 单位数量（台） 设备名称规格及型号 凿岩机：YT-28 凿岩机：YSP-45 砼喷射机：PZ-5(B) 局扇：YBT-5.5 工作 3 1 1 3 备用 3 1 1 合计 6 2 1 4 其中（台） 原有 18 1 4 新增 0 2 主要采准掘进材料消耗量 表4-7 序号 1 2 3 4 5 6 7 材料名称 炸药 雷管（发） 导爆管 钻头 钻杆 锚杆 钢筋 单耗 单位 kg/m 发/m m/m 个/m 根/m 根/m t/m 33年耗 数量 9.2 4 8 0.45 0.15 1.09 单位 kg 发 发 个 根 根 t 数量 34691.36 57316.16 114632.32 1696.86 565.62 4110.17 3.47 0.00092 4.8 坑内运输

施墩铁矿运输采用有轨运输。 1）运输方式的选择

中段矿石分别经过采场矿石溜井溜放到中段运输水平，在中段运输水平穿脉或脉内装入矿车中，由蓄电池电机车牵引矿车组至井底车场附近，推入罐笼、由主井提升至地表。

废石与矿石运输设备相同。 2）线路技术条件 ⑴钢轨型号：15kg/m； ⑵轨距：600mm； ⑶道岔型号：4号； ⑷线路坡度：3~5‰； ⑸线路转弯半径：12～20m。

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3）运输设备

-185m中段矿、废石采用2.5t蓄电池式电机车牵引0.75m3翻转式矿车组运输。年运输矿石量为20万t、岩石2.0万t。电机车选用XK2.5-6/48-1型蓄电池式电机车，矿车选择YFC-0.75（6）翻转式矿车。

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第五章 矿井通风、防尘

5.1 通风方案选择

通风系统选择主要考虑因素：

1）风路短，阻力小，通风网路尽量简单，风流容易控制，在主要行人运输巷道和工作点污风不串联；

2）风量分配满足生产要求，漏风少； 3）通风构筑物少，便于管理； 4）通风动力消耗少，通风费用低；

5）矿体在平面上分布范围的大小，主要考虑矿体走向长度； 6）矿体在空间上的集中与分散情况；

7）矿区的地形条件，特别是影响主要开拓井巷的地形地貌，工业场地的位置； 8）开拓方法，开拓井巷布置，井巷工程地质条件，采准布置形式； 9）矿井设计规模，同时回采的区段或中段数。

通风系统方案选择考虑两种，即主扇通风和多级机站通风方式，主扇通风优点是风机可在地面设置，管理方便，维修维护简单，缺点风量控制难，特别是复杂矿体通风，井下需采取分风措施；多级机站优点是节能，风量易于控制，缺点是风机多，随开采水平下降，机站风机随之移动，管理维修困难。通过对矿山的实际情况和上述因素考虑，选择主扇通风系统。

5.2 通风系统及通风方式

为保证井下正常安全生产，保持井下稳定风流，设计采用机械抽出式通风方式，中央并列式通风系统。副井进风，主井回风。

通风构成要素： 1）入风井

副井：+12.0m~-195m，主要负担井下的进风任务，井筒直径φ3.6m，面积10.18m2，周长11.31m。

2）回风井

主井：+12.0.8m~-195m，主要负担全矿区的回风任务，井筒直径φ4.7m，面积17.35m2，

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周长14.77m。

5.3 风量计算

1）利用万吨耗风量指标进行估算 Q=A×q=20×（1.5～4.0）=30~80m3/s 式中：Q-矿井所需风量，m3/s A-矿井年产量，20万t/a

q-年万吨耗风指标，取1.5～4.0m3/s 2）矿井总风量计算 矿井风量计算按下式: Q=k1k2(Σqh+Σqj+Σqd+Σqt) 式中：k1-外部漏风系数，取1.15； k2-内部漏风系数，取1.10；

qh-回采工作面（包括备用采场）所需风量，m3/s； qj-掘进工作面所需风量，m3/s； qd-独立通风的硐室所需风量，m3/s；

qt-其它工作面所需风量（如装卸矿点、喷锚支护工作面等），m3/s。

依据采掘计划，井下正常生产时有6个上向水平分层胶结充填法，3个备用矿块。 ⑴回采工作面需风量计算

①按排尘风量确定回采工作面需风量

设计矿山采矿方法回采断面均小于10m3，可视为巷道性作业面，每个矿块配备1台YT-28浅孔凿岩机。各矿块用贯穿风流通风，每个矿块平均排风量取2.5m3/s。

②按排尘风速计算回采工作面的风量： Q回=V×S=0.25×8=2.00m3/s

③按排除炮烟计算回采工作面的风量： Q回=(N/t)×L×S=(12/2400)×40×8.00＝1.60m3/s

④按上述计算的风量取大值考虑，则回采工作面风量为： Q回=2.5m3/s

⑵掘进工作面风量的计算

因为掘进工作的大部分为巷道掘进，根据巷道型工作面所需风量的最低要求，掘进工作

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面风量取Q=2.0m3/s。

⑶独立硐室需风量计算

井下需要单独给风的硐室主要有-185m的炸药库，其需风量取Q=2.0m3/s。 ④其他作业面需风量计算

其他用风作业面主要有喷锚支护工作面，其需风量按3m3/个计算。矿井最大总风量，见表5-1。

矿井最大总风量计算表 表5-1

序号 工作面 回采 备用 掘进 炸药库 喷锚支护工作面 外部漏风系数 内部漏风系数 合计 万吨耗风量 单位 个 个 个 个 个 1.15 1.10 m/s 3数量 6 3 3 1 1 单耗m/s 3合计 m/s 31 2 回采 掘进 2.50 15.0 1.5 4.5 2.00 6.00 2.00 2.00 3.00 3.00 38.58 1.93 3 独立硐室 4 5 6 其它 5.4 矿井风量分配及负压计算

1）矿井分量分配 ⑴风量分配的基本原则

①按照所计算的回采、备用、掘进工作面、各种硐室和其他工作面需风量进行分配。 ②井下临时炸药存放硐室需独立通风的回风流应直接引入回风道中，其他硐室则重新使用。采掘工作面和其他工作面一般均不应串联通风。

③各用风点、井巷的风速必须符合《冶金矿山安全规程》关于最大和最小风速的规定。 ④风量分配应符合通风网的风阻条件，除风网各用风点按需分风外，进风网和回风网应通过解算风网来分配风量。

⑵风量分配方法

设计采用计算机通风网络解算矿井通风网的方法来进行矿井风量分配。

5.5 局部通风

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采场出矿及独头掘进选用局扇通风，将污风引入回风巷经回风井排出地表。 1）采场通风

采场爆破后采用YBT-11局扇加强通风。新鲜风流由脉外运输巷经穿脉、人行泄水井（人行通风天井）进入采场工作面，污风经上部的充填回风井（充填小井）排出。

2）掘进工作面的通风

采掘工作面和独头巷道掘进时采用YBT-5.5或YBT-11局扇进行局部通风。必须严格按《金属非金属矿山安全规程》的有关技术要求，认真落实各项规定措施，并及时检查和维修。切实严防CO中毒事故发生。

5.6 除尘

为了使坑内空气含尘量达到国家卫生标准，必须采取以风、水为主的综合防尘、除尘措施。在湿式除尘方面应采取下列措施：

1）坑内一律采取湿式凿岩；

2）爆破后（装矿前）对工作面爆堆附近10～15m以内以及凿岩前（装矿后）10m以内坑道表面，进行清洗。

3）溜井放矿时要在放矿闸门或溜井上口设喷雾器喷雾洒水。每个放矿闸门至少设喷雾器2个。

4）对进风巷道要定期清洗。

一定要贯彻综合的“六字”防尘措施（即水、风、密、管、教、救），使坑内空气含尘浓度达到小于2mg/m3的国家标准。

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第六章 安全技术与工业卫生

根据国家有关劳动和环境保护及安全生产等方面规定，为保障冶金矿山职工安全和健康，保护国家资源、财产不受损失，规划和生产中应遵守下列要求：

1）必须严格遵守GB16423-2006《金属非金属矿山安全规程》中的各项规定。 2）做好新工人培训，对各工种分别制定计划，经过严格考试后方可上岗工作，定期向全矿职工进行安全技术及环境保护教育。

3）爆破作业要定时进行，爆破作业前要发出警戒信号，禁止无关人员进入爆破作业区，人员和设备应撤离到安全地点，同时要严格控制各种爆破作业的装药量。

4）坑内所有作业地点必须按着国家有关部门卫生防护规定，采取通风除尘措施，使空气含尘量不得超过2mg/m3。

5）对炸药和起爆材料的加工、储存、运输和使用，要严格按照安全操作规程进行，并经常进行检查，防止事故发生。

6）每个采场必须有两个安全出口，安全出口的支护坚固。井下巷道交岔点处，都必须设置路标。溜井上口要设置照明红灯标志，并设有防坠设施。

7）在矿房回采完以后，应迅速组织充填，及时充填采空区。 8）坑内各作业点和设施要设置消防设备，定期检查，防止火灾发生。

9）井下各岗位操作人员应穿戴必要的劳动保护用品，如作业服、安全帽和防尘口罩等。 10）为随时掌握井下人员情况与位置，建立井下人员考勤定位系统，由地表主控室统一监控、调度等。

11）在各水平车场等重要的人员密集场所设视频监控，以便地面主控室实时掌握各关键点的人员设备情况，发现问题快速反应，快速采取措施。

12）在各开采中段分别设卫生间，提高井下环境卫生水平。

6.1 主要危险、有害因素及安全技术对策措施 6.1.1 主要自然危险因素及防范措施

1）主要自然危险因素

⑴矿区地表水发育，属于亚热带湿润季风气候，雨量充沛，气候湿暖，夏季有时受台风

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影响，暴雨较多，加之除主、副井的工业场地外，其它场地均低于最高洪水位+10.96m。因此，台风来临时及暴雨期间，万一地表水系决堤或区域排水不畅时，有发生内涝或地表水进入井下的可能。

⑵本工程存在的其他主要自然危害因素为雷电。

⑶本工程所在地区的地震基本烈度为6度，发生较大地震活动的可能性不大。 2）主要对策措施 ⑴防洪涝

①台风易发季节，加强与当地气象部门及国家有关气象部门的联系，及时、准确做好台风、暴雨的预报工作；

②开采时，平时加强对水仓的清理，水泵的检查工作，各台水泵都应该经常轮流使用； ③在台风来临前，及时撤离井下作业人员，同时，将有关设备转移至安全地点，电气设备做好防水工作，准备好排水应急电源。

⑵防雷电

矿山工业场地及居民区建（构）筑物高度超过15m的设置避雷针或避雷带，以防雷击；变电所以及矿山工业厂区厂房防雷接地保护分别设置避雷针、避雷带和接地网，计算机系统单设接地系统。

⑶防地震

施墩铁矿位于地震烈度6度地区，本工程建筑物均按7度设防。

6.1.2 生产过程中主要危险、有害因素及防范措施

1）地表塌陷 ⑴主要原因

根据地质资料及矿山实际的生产勘探，基岩的顶部均受不同程度的风化，开采时若不探明风化带的具体位置并留足够的保安矿柱及采空区不及时进行充填，可能会使采场、采空区垮塌，造成地表塌陷。

⑵防范措施

矿山主要开拓工程如主井、副井均位于开采移动带外70余米处，以确保井筒安全。 本工程采用充填采矿法，地下采场回采后立即进行充填，充填体可起到控制采场地压、支撑围岩，减缓和阻止采后采空区围岩的破坏和移动的作用。通过采用充填法采矿，不会造成地表塌陷，并可最大程度的控制地表沉降。

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