侯莊鐵礦礦山工程畢業(yè)設(shè)計模板

摘要PAGEPAGE120摘要本次畢業(yè)設(shè)計是依據(jù)山東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院礦物資源專業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，對侯莊鐵礦礦山工程總體設(shè)計。設(shè)計生產(chǎn)能力為30萬噸/年，開采-400m以上的礦體。通過實地參觀實習(xí)，對該礦的地質(zhì)資料、經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件有了一定的了解。該礦礦體走向長度2150，均水平厚度7.24m；平均傾角為40°。本次設(shè)計的內(nèi)容主要包括總論、礦山地質(zhì)、開拓系統(tǒng)、采礦方法設(shè)計、礦山機(jī)械、環(huán)境保護(hù)及礦山安全、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和投資概算等。本次我設(shè)計的重點是礦井井底車場專題。關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計，侯莊鐵礦，礦井運輸提升，井底車場摘要AbstractThisgraduationprojectrestsontheproject-descriptionoftheresourcesandtheenvironmentengineeringcollegeinShandongUniversityofTechnology,inordertominegoldmineofCanzhuangDistrictinZhaoyuan.ThedesignmainlyiscarriedontheNo.2mineralbody.Thedesigningproductionabilityis100,000tonsperyear.Throughvisitsonthespotinspectsthepractice,tothisoregeologicaldata,theeconomicalengineeringfactorhadthecertainunderstanding.Thelengthoforeis2150m,intending360minclinely;thethicknessoforebodyrangesfrom1Thecontentsofdesignmainlyincludesthegeneralintroduction,thetechniqueeconomy,mineralcountryqualityandmineforminerals,thedesignforminingmethod,mineralmachine,environmentalprotection,themineralmountainsafety,investsandsoon.ThistimeIfocusedonthedesignofminetoenhancethetopicoftransportationandhoisting.Keywords:graduationproject,goldmineofCanzhuang,transportationandhoistingofmining.目錄第一章總論 71.1概述 71.1.1礦山概況 71.1.2礦區(qū)主要地質(zhì) 81.2設(shè)計依據(jù)和設(shè)計條件 91.2.1本次設(shè)計的主要依據(jù)和基礎(chǔ)資料有： 91.2.2本次設(shè)計的原則 91.3設(shè)計方案 101.3.1開拓方案 101.3.2采礦方案 101.3.3通風(fēng)系統(tǒng) 111.3.4井下運輸和提升 111.3.5侯莊礦區(qū)供電系統(tǒng) 111.4主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 111.4.1礦區(qū)地質(zhì)儲量 111.4.2礦石貧化率、回收率及礦石地質(zhì)品位 121.4.3礦山年生產(chǎn)能力 12第二章礦山地質(zhì) 132.1礦區(qū)地質(zhì) 132.1.1地層 132.1.2礦區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造可分為： 142.1.3圍巖蝕變 142.2礦床地質(zhì) 152.2.1礦床類型 152.2.2礦體特征 152.2.3礦石特征 162.3開采技術(shù)條件及水文條件 182.3.1開采技術(shù)條件： 182.3.2水文地質(zhì) 182.3.3礦體頂板圍巖特征 192.3.3區(qū)域環(huán)境地質(zhì)概況 192.4礦區(qū)儲量及勘探方法 20第三章礦床開拓 233.1礦山工作制度 233.2礦山生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 233.3礦山建設(shè)投產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)及儲備產(chǎn)量 233.4礦山能力驗證 233.5井田劃分及開采方式 243.6開拓方案的選擇 253.7開拓系統(tǒng) 273.7.1階段高度的確定 273.7.2井筒的數(shù)目 273.7.3主井的位置 273.7.4風(fēng)井位置確定 283.7.5主要開拓巷道位置的確定 28第四章礦山基本巷道 314.1井筒的提升設(shè)備 314.2井筒斷面設(shè)計 334.2.1斷面設(shè)計：包括斷面形式尺寸，井筒裝備等。 334.3主井井筒凈斷面尺寸和掘進(jìn)斷面尺寸： 334.4井筒支護(hù)：支護(hù)材料，支護(hù)厚度 354.5井口、井底水窩設(shè)計 364.6井口機(jī)械化設(shè)計 364.7井筒掘進(jìn)的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 384.8巷道斷面 384.8.1絞車巷道的尺寸 384.8.2主運輸大巷巷道尺寸 40第五章采礦方法 435.1采礦方法的選擇 435.1.1礦山原始的資料： 435.1.2礦床地質(zhì) 455.1.3礦床開采技術(shù)條件 475.2采礦方法 485.2.1采礦方法的適用條件 485.3房柱法 515.4分段鑿巖階段礦房法 545.3膠結(jié)充填采礦法 605.3.1采切布置 605.3.2充填工藝 615.3.3支護(hù)技術(shù) 61第六章井底車場 646.1井底車場的組成及基本形式 646.2井底車場的基本形式 646.3井底車場形式的選擇 646.4井底車場軌道線路及彎道連接系統(tǒng) 656.4.1井底車場線段劃分 656.4.2線段長度的確定 666.4.4彎道及其連接系統(tǒng) 676.5井底車場的平面布置 686.5.1儲車線長度確定 686.5.2馬頭門的平面布置 696.5.3基本參數(shù)的確定 706.6線路閉合計算 736.7井底車場的通過能力 746.8電機(jī)車運輸計算 746.8.1電機(jī)車運輸計算的原始數(shù)據(jù)： 746.8.2選擇電機(jī)車的黏著質(zhì)量 746.8.3按電機(jī)車的啟動條件計算牽引重量 756.8.4按制動條件計算重車組質(zhì)量 766.8.5電機(jī)車臺數(shù)的確定 796.9硐室設(shè)計 806.9.1水泵房設(shè)計 806.9.2中央變電硐室 816.9.3水倉設(shè)計 826.9.4井下火藥庫 82第七章礦山機(jī)械設(shè)備選型計算 857.1井下運輸設(shè)備 857.1.1罐籠及礦車的選擇 857.1.2礦井-280m運輸大巷電機(jī)車運輸 857.1.3罐籠的選擇 877.1.4鋼絲繩選型 877.1.5罐籠提升井架高度 897.1.6提升機(jī) 897.1.7上罐機(jī)械 927.2礦山排水設(shè)備 947.2.1侯莊礦區(qū)水文地質(zhì)條件 947.2.2水倉的布置方式分為單側(cè)布置和雙側(cè)布置 977.2.3水泵電動容量的計算 103第八章礦井通風(fēng)設(shè)計 1068.1通風(fēng)系統(tǒng) 1068.1.1進(jìn)、回風(fēng)井的布置方式 1068.1.2通風(fēng)系統(tǒng)方式有以下三種 1078.2.3回采工作面需風(fēng)量（按硐室型作業(yè)面計算） 1088.2.4全礦需風(fēng)量計算 1118.3全礦通風(fēng)總阻力計算 1138.4選取扇風(fēng)機(jī) 1158.5礦井通風(fēng)難易程度評價 117致謝 119參考文獻(xiàn) 120第一章總論第一章總論1.1概述1.1.1礦山概況金嶺鐵礦位于山東省淄博市張店區(qū)東北，中埠鎮(zhèn)、鳳凰鎮(zhèn)、侯莊鄉(xiāng)交界處。侯家莊礦區(qū)是金嶺鐵礦的一個采區(qū)，位于鳳凰鎮(zhèn)西8km，屬高新區(qū)衛(wèi)固鎮(zhèn)管轄。侯家莊礦區(qū)地理坐標(biāo)極值為東經(jīng)118°07′08″～118°08′36″、北緯36°53′13″～36°54′00″。濟(jì)青高速公路穿過礦區(qū)、南鄰濟(jì)青公路，有鐵路專用線從膠濟(jì)鐵路的金嶺鎮(zhèn)車站通往礦區(qū)。礦區(qū)內(nèi)公路四通八達(dá)，交通極為便利。。侯家莊礦區(qū)采礦許可證（3700000430212號）批準(zhǔn)的礦區(qū)面積為0.7483km2。開采標(biāo)高由-20米至-400米。礦區(qū)內(nèi)地形平坦，氣候溫和濕潤。土地肥沃，人口稠密，是山東省有名的糧食產(chǎn)區(qū)，主要作物有小麥、棉花等。礦區(qū)自然地理狀況：侯莊礦床地處金嶺短軸背斜西翼之西北邊緣，地形平坦，地面標(biāo)高一般在28.0m左右，地形南高北低。年內(nèi)主導(dǎo)風(fēng)向為南南西及南西向。年平均氣溫13.6℃，最高氣溫40℃，最低氣溫‐18℃。年平均降水量595.89mm，歷年6—9月份降水較為集中，年最大降水量856.2mm，年最小降水量250.9mm。年平均相對濕度61%，年平均蒸發(fā)量2080.46mm，年平均氣壓1.0127×1.1.2礦區(qū)主要地質(zhì)1)礦床地質(zhì)特征及礦石儲量侯莊礦床為一接觸交代矽卡巖型磁鐵礦床。本設(shè)計范圍為-160m水平以上，主要是I號礦體。該區(qū)段礦體產(chǎn)狀平緩，形態(tài)簡單，大部呈薄層狀，礦體平均傾角20°左右，少部分地段近似水平，平均厚度5m左右。該區(qū)段礦體的頂板圍巖24～29線，33～43線為結(jié)晶灰?guī)r，裂隙發(fā)育、較完整，穩(wěn)定性較好。29～32線、43～64線第四系為直接頂板。底板圍巖均為透輝石、石榴子石矽卡巖和閃長巖，裂隙發(fā)育。工業(yè)指標(biāo)礦石類型全鐵（Tfe）含量％最低可采厚度m夾石剔除厚度m邊界品位工業(yè)品位一般富礦25451.001.002)礦床水文地質(zhì)條件區(qū)域內(nèi)與礦床有關(guān)的主要含水層有兩個：第四系孔隙水含水層；中奧陶系石灰?guī)r含水層。這兩個含水層的富水性都比較強(qiáng)，彼此間存在一定的水力聯(lián)系，給礦床開采造成一定的威脅。主要隔水層為亞粘土層、石炭和二疊系地層和閃長巖。3）礦區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造可分兩類：（1）褶皺構(gòu)造：金嶺短軸背斜位于周村凹陷的北部，背斜軸向北45°東，向北東傾伏，其周邊巖層傾角不一，鐵山、辛莊、北金召與侯家莊礦區(qū)一般傾角為30°～50°，局部可達(dá)60°以上。背斜傾伏端逐漸變緩，到王旺莊礦區(qū)只有20°～30°左右，該背斜構(gòu)造控制了金嶺巖體的產(chǎn)狀、形態(tài)及展布方向，是重要的成礦前控礦構(gòu)造之一。斷裂構(gòu)造：主要有三條較大斷裂構(gòu)造：巖體東側(cè)有金嶺鎮(zhèn)斷層，西側(cè)張店斷層和中部穿插巖體的玉皇山斷層。它們均為NNE向延展。辛莊礦床的8-6號孔已揭露到其中的金嶺鎮(zhèn)斷層，斷裂帶內(nèi)有斷層泥和構(gòu)造透鏡體，顯壓扭性特征。形成時間也晚于NE向構(gòu)造。所以切割了褶皺，錯斷了地層、巖體，同時也破壞了礦體的完整性。1.2設(shè)計依據(jù)和設(shè)計條件1.2.1本次設(shè)計的主要依據(jù)和基礎(chǔ)資料有：⑴山東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書⑵《山東淄博金嶺鐵礦侯莊礦床地質(zhì)勘探報告》⑶《山東省金嶺鐵礦侯莊礦床專門水文地質(zhì)勘探總結(jié)報告》⑷山東冶金設(shè)計院1983年3月提交的《山東省金嶺鐵礦侯莊礦區(qū)初步設(shè)計》⑸國家對《金屬和非金屬地下礦山安全法規(guī)和規(guī)程》以及有關(guān)安全的文件⑹國家對環(huán)境保護(hù)有關(guān)的規(guī)范、規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)等文件1.2.2本次設(shè)計的原則1）法律法規(guī)⑴遵循《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》和有關(guān)政策法規(guī)規(guī)定，充分利用資源，合理開采。⑵貫徹安全第一，預(yù)防為主的安全生產(chǎn)方針，按照《金屬非金屬地下礦山安全規(guī)程》和和環(huán)境保護(hù)有關(guān)規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)要求，確保生產(chǎn)系統(tǒng)安全、完善、可靠；減少生產(chǎn)過程中“三廢”對環(huán)境的污染。⑶遵循其它相關(guān)的法律法規(guī)。本次設(shè)計的年生產(chǎn)能力：30萬噸。設(shè)計范圍：0—26號勘探線之間，主要設(shè)計Ⅰ，Ⅱ礦體。1.3設(shè)計方案1.3.1開拓方案Ⅰ號礦體全長2150m，傾角平均為400,礦體平均厚度7.24m.-100m為奧陶系灰?guī)r溶隙含水層和第四孔隙含水層，極容易破壞當(dāng)?shù)氐牡叵滤?，開采起來較為困難，暫不開采。Ⅱ號礦體較小，可暫不開采，先開采Ⅰ號礦體，最后開采Ⅱ號礦體。采用下盤中央豎井對角式開拓方式，有三條豎井，分別為主副混合井、東風(fēng)井、西風(fēng)井。主井標(biāo)高為+28.5m～-400m，主要提升水平為-280m,主要提升原礦，提升人員、掘進(jìn)廢石，并運送設(shè)備、物料，提升水平為-100m、-160m、-220m、-280m、-340m；東風(fēng)井標(biāo)高為+28.5m～-345m，西風(fēng)井標(biāo)高為+28.5m～-330m,提升水平為-100m、-160m、-220m、-280m.生產(chǎn)現(xiàn)階段有-100m、-160m、-220m、-280m、-340m五個階段水平，各個水平都有石門相連，負(fù)責(zé)火藥運輸、物料及升降人員。各階段之間都用斜井相連接。東西風(fēng)井凈直徑為4米，井內(nèi)設(shè)梯子間作為一安全出口。中央豎井從地表打到-280米水平并在此水平設(shè)置環(huán)形井底車場，打通與風(fēng)井貫通的開拓巷道形成回風(fēng)通道，井下采用上（下）山運輸?shù)V石，豎井接力提出地表.1.3.2采礦方案由于侯莊礦區(qū)的圍巖和礦石穩(wěn)固，地表不允許陷落，并且礦體長、產(chǎn)狀多樣，所以不能只采用單一的采礦方法。金嶺鐵礦礦床中礦體多為急傾斜礦體，主要采礦方法為分段鑿巖階段礦房法。礦房沿礦體走向或垂直走向布置，階段高度為50～70m，礦房長度30～50m，頂?shù)字叨?～10m，間柱寬度6～12m，分段高度為15～20m。膠結(jié)充填采礦法，礦房沿礦體走向布置，采用兩步驟回采，先采礦柱，后采礦房，礦柱寬度為12m，礦房寬度為20m，礦房高度為8～10m，采用全尾砂膠結(jié)充填，單臺金-WJD-075型電動鏟運機(jī)臺年的礦房生產(chǎn)能力為3.17萬t/a，同時回采礦房數(shù)為3～5個。1.3.3通風(fēng)系統(tǒng)該礦體走向較長，開采范圍較廣，所需風(fēng)量較多，不易采用中央式通風(fēng)。金嶺礦體走向較長且規(guī)整，采用中央開拓，豎井設(shè)為進(jìn)風(fēng)井，兩翼各設(shè)一個回風(fēng)井，構(gòu)成兩翼對角式。兩翼對角式通風(fēng)，兩翼各設(shè)一個回風(fēng)井，基建費用較高，不便于管理。但風(fēng)流線路短，風(fēng)壓損失小，漏風(fēng)少，整個礦井生產(chǎn)期間風(fēng)壓比較穩(wěn)定，風(fēng)量分配比較均勻，排出的污風(fēng)距工業(yè)場地較遠(yuǎn)。所以該系統(tǒng)選擇兩翼對角抽出式通風(fēng)。該系統(tǒng)新鮮風(fēng)流由中央豎井進(jìn)入，經(jīng)井底車場、主運輸平巷，通風(fēng)天井到礦房切割平巷，沖洗工作面后再經(jīng)通風(fēng)井進(jìn)入總回風(fēng)巷，最后由回風(fēng)井經(jīng)過通風(fēng)機(jī)抽出。東西風(fēng)井設(shè)1#主扇與2#主扇，1#主扇與2#主扇的初選型號相同，都為K55－No.12型礦用通風(fēng)機(jī)，配套電動機(jī)型號為Y2255S－4型電動機(jī)軸功率37Kw，轉(zhuǎn)速為1480r/min1.3.4井下運輸和提升井下運輸采用有軌架線電機(jī)車牽引礦車運輸，主要運輸大巷采用雙軌運輸。電機(jī)車選用ZK7-6/250型號。礦車選用YCC0.7。軌距600mm.礦井提升選用單層單車雙罐籠提升，罐籠型號選用3#罐籠。1.3.5侯莊礦區(qū)供電系統(tǒng)1.礦區(qū)地表設(shè)有：壓風(fēng)機(jī)房配電室；東風(fēng)井配電室。2.礦井井下：‐160米水平設(shè)有中央變電所，采區(qū)設(shè)置配電室。‐280米水平設(shè)有中央變電所，‐3.供電電壓動力供電電壓：6000V和380V照明供電電壓：220V、127V、36V1.4主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.4.1礦區(qū)地質(zhì)儲量勘探所獲得的儲量如下表：勘探網(wǎng)度（m）儲量級別礦石量（t）各級儲量百分比（%）50×50B272295917100×100C1042102865B+C1314398782200×100D290647418全區(qū)B+C+D160504611001.4.2礦石貧化率、回收率及礦石地質(zhì)品位礦石回采率％71.2開采貧化率％10采出礦石品位TFe％43.90Cu％0.540Co％0.01381.4.3礦山年生產(chǎn)能力依照設(shè)計手冊，設(shè)計礦山年生產(chǎn)能力30萬噸。礦山服務(wù)年限44年。第二章礦山地質(zhì)第二章礦山地質(zhì)2.1礦區(qū)地質(zhì)2.1.1地層金嶺巖體分布的地層由老至新分述如下：（1）中奧陶統(tǒng)馬家溝組第三段灰?guī)r：厚300m左右，尾礦區(qū)內(nèi)主要成礦圍巖。環(huán)繞金嶺巖體呈環(huán)狀分布。上部豹皮狀純灰?guī)r夾泥灰?guī)r；中部白云質(zhì)灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r；下部灰質(zhì)白云巖；底部有白云質(zhì)灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r。但由于熱力變質(zhì)作用，均已成為灰色、深灰色、灰白色或白色的結(jié)晶灰?guī)r和大理巖或白云質(zhì)大理巖。他們往往相間出現(xiàn)，單一深灰色的結(jié)晶灰?guī)r為主。礦物成分主要為方解石和部分泥質(zhì)物和炭質(zhì)，所以變質(zhì)后常形成條帶狀構(gòu)造。結(jié)晶灰?guī)r為礦床之頂板巖層?？拷V體處結(jié)晶較大，結(jié)構(gòu)松散節(jié)理發(fā)育，與交代成礦關(guān)系密切。但中奧陶統(tǒng)灰?guī)r又是礦區(qū)內(nèi)的主要含水層，溶洞裂隙非常發(fā)育，滲透性禾蟲水性極強(qiáng)，相對的對礦床開采帶來了不利因素。（2）石炭系（C）：本區(qū)石炭系地層分布在金嶺短軸背斜兩翼。東南翼分布在辛莊至鳳凰山一帶；西北側(cè)分布在王旺莊～侯家莊一帶以北（均為第四系所覆蓋）。與中奧陶統(tǒng)地層呈假整合接觸，由下而上又分為：（1）中統(tǒng)本溪組（C2b）：±65m。假整合覆蓋于中奧陶統(tǒng)地層馬家溝組石灰?guī)r侵蝕面上底部為灰色、黃綠色、暗綠色鋁土頁巖，間夾“G”層鋁土礦；上部有含燧石結(jié)核的徐家莊灰?guī)r。王旺莊礦區(qū)在中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r和石炭系地層的侵蝕面上，還形成了金嶺礦區(qū)規(guī)模最大的矽卡巖型磁鐵礦礦床；（2）上統(tǒng)太原組（C3t）：層厚±200m。下部為灰白色或黃色中粒厚層長石砂巖及砂質(zhì)頁巖、黑色炭質(zhì)頁巖和砂頁巖互層，局部夾可采煤層。（3）二迭系（P）：區(qū)內(nèi)出露不全，僅有下二迭統(tǒng)山西組及部分上二迭統(tǒng)南定組地層出露。（1）下二迭統(tǒng)山西組（P1S）：層厚220m，可分為淄川亞組（P1SZ）：為褐色砂巖和灰黑色頁巖互層，夾煤層和黑山亞組（P1Sh）：為黃褐色長石砂巖與雜色頁巖互層。（2）上二迭統(tǒng)南定組（P2n）：厚約240m，從區(qū)域上又可分為三個亞組，但區(qū)內(nèi)只出露下部萬山亞組（P2nW）和上部大奎山亞組（P2nd）。其他地層均被第四系覆蓋，主要巖性為一套陸相碎屑沉積的砂頁巖層。萬山亞組底部含“A層”硬質(zhì)粘土礦。（4）侏羅系～二迭系（J～P）：礦區(qū)內(nèi)沒出露，從區(qū)域上來看僅分布于四寶山及曹村一帶以西，張店斷層西側(cè)，巖石主要為一套紫紅色、紫色細(xì)砂巖、粉砂巖和砂礫巖。（5）白堊系（k）：礦區(qū)內(nèi)沒有出露，以區(qū)域來看只出露下統(tǒng)青山組（k1g（6）第四系全新統(tǒng)（Q3+4）：本區(qū)分布較廣，厚度不一。辛莊、召口等地為20～40m。王旺莊為150～200余米，本區(qū)65～130米不等。其大致順序自上而下為：亞粘土、亞砂土、含礫亞粘土、流砂層（所見孔不多）一般與基巖又含砂亞粘土或是鈣質(zhì)膠結(jié)含礫亞砂土相隔。2.1.2礦區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造可分為：（1）褶皺構(gòu)造：為，鐵山與侯家莊礦區(qū)一北東方向的金嶺短軸背斜和湖田向斜。軸向N40°~60°E,其兩翼巖層傾角不一般傾角30~50°，局部較陡可達(dá)60以上，背斜傾沒端的北東方向逐漸變緩，到王旺莊礦區(qū)只有20~30，背斜控制了金嶺巖體的產(chǎn)裝及其形態(tài)斜構(gòu)造。到目前為止，在所投入的工程中，尚未發(fā)現(xiàn)。巖體形態(tài)為北東方向長12km北西向?qū)?km的橢圓形巖體;湖田向斜構(gòu)造內(nèi)還仍保存了石灰二迭系地層。（2）斷裂構(gòu)造：主要有三條較大斷裂構(gòu)造：巖體東側(cè)有金嶺鎮(zhèn)斷層，西側(cè)有張店斷層和中部穿插巖體的玉皇山斷層，它們均為NNE向延展。辛莊礦床的8-6號孔已揭露到其中的金嶺鎮(zhèn)斷層，斷裂帶內(nèi)有斷層泥和構(gòu)造透鏡體，顯壓扭性特征，形成時間也晚于NE向構(gòu)造，所以切割了褶皺，錯斷了地層、巖體，同時也破壞了礦體的完整性。根據(jù)結(jié)構(gòu)面和其產(chǎn)狀特征應(yīng)屬新華夏構(gòu)造體系，而NE向金嶺短軸背斜和湖田向斜則應(yīng)屬華夏式構(gòu)造體系。就侯莊礦床本身而言為一單斜構(gòu)造、到目前為止，在所投入的工程中，尚未發(fā)現(xiàn)什么斷裂構(gòu)造。但是鉆孔中所揭露的石灰?guī)r和火成巖中節(jié)理列席普遍發(fā)育，無疑與上述構(gòu)造有密切關(guān)系。2.1.3圍巖蝕變（1）沉積巖的蝕變特征：主要包括石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等。此類巖石的熱力變質(zhì)及交代變質(zhì)作用極為顯著，蝕變范圍也非常寬闊。主要表現(xiàn)為重結(jié)晶、大理巖化、硅化、透輝石化、磁鐵礦化及黃鐵礦化等現(xiàn)象。（2）火成巖的蝕變特征:巖漿巖的自變質(zhì)作用：主要為堿質(zhì)交代如鉀、鈉化；矽卡巖化作用：以透輝石為主，其次是綠泥石化，但后兩種蝕變作用分布一般比較局限；熱液蝕變作用：有絹云母化，綠泥石化、黃鐵礦化、葡萄石化和碳酸巖化等。這些蝕變通常迭加于早期蝕變之上，其范圍亦往往超越早起蝕變所涉及的范圍。如本區(qū)內(nèi)輝石正閃長巖和二長巖。其原巖為輝石閃長巖，為早期鉀鈉化作用和晚期堿質(zhì)交代作用的結(jié)果。（3）矽卡巖：區(qū)內(nèi)碳酸質(zhì)圍巖與火成巖的接觸帶，通常發(fā)育有厚度不等的矽卡巖，特別是在接觸帶構(gòu)造有利地段，發(fā)育更為良好。一般很不規(guī)則，厚度由數(shù)米到數(shù)十米不等，有事也見其呈細(xì)脈狀產(chǎn)于圍巖裂隙中，但仍接近接觸帶。（4）大理巖、結(jié)晶灰?guī)r、角巖帶。此帶是外蝕變帶，多為礦體頂板，與礦化關(guān)系密切。2.2礦床地質(zhì)2.2.1礦床類型侯家莊礦床主礦體賦存于閃長巖體與灰?guī)r的接觸帶上，礦體與巖漿期后形成的蝕變巖——矽卡巖賦存于同一空間，礦體邊界清晰。礦體形態(tài)和分布受接觸帶控制，呈似層狀、扁豆?fàn)睢５V石結(jié)構(gòu)以塊狀構(gòu)造為主，浸染狀次之。礦石礦物以磁鐵礦為主，礦石礦物以透輝石、橄欖石、蛇紋石為主。伴生元素有Co、Cu。因此，其礦床類型為巖漿期后高溫?zé)嵋航佑|交代矽卡巖型鐵礦床。2.2.2礦體特征侯家莊礦區(qū)是侯家莊礦床的一部分，侯家莊礦床位于金嶺短軸背斜北翼，侯家莊村南，金嶺閃長巖體與中奧陶系灰?guī)r的接觸帶上。它由四個礦體組成，Ⅰ、Ⅱ號礦體為主礦體，Ⅰ、Ⅰ0、Ⅱ0號礦體位于礦權(quán)區(qū)內(nèi)，其地質(zhì)特征詳述于后：Ⅰ號礦體：分布1-21A勘探線之間。礦體走向北55～65°東，傾向北西，傾角一般在20～40°之間，西部較陡，呈似層狀或扁豆?fàn)町a(chǎn)出。埋藏在-53～-387m標(biāo)高之間，礦體走向長2150m，傾向延深80～570m，平均355m。礦體厚度一般在3.65～14.52m之間，平均礦體厚度7.24m。厚度變化系數(shù)82.58×10-2。為中等類型。礦石TFe品位較高，多大于40×10-2，TFe平均品位51.11×10-2，伴生銅品位較高，平均品位0.177×10-2。Ⅰ0號礦體：主要分布在6A～7線的淺部，產(chǎn)狀與Ⅰ號礦體一致，但傾角較緩，礦體長100m，傾斜延深130m。平均礦厚5.04m，埋深在-100m標(biāo)高以上，為一小透鏡體。TFe平均品位47.56×10-2。Ⅱ0號礦體：分布Ⅰ、Ⅱ號礦體之間，即21A線淺部。礦體長60m，傾斜延深37m，礦厚15.66m，埋深在-100m標(biāo)高以上。鐵品位較高，TFe平均品位52.15×10-2?？傊?，礦體產(chǎn)狀比較穩(wěn)定，形態(tài)簡單，與圍巖接觸界線清楚，為正接觸帶交代成礦。礦體受接觸帶構(gòu)造控制的現(xiàn)象十分顯著。2.2.3礦石特征礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造：本區(qū)礦石構(gòu)造主要是致密塊狀為主，其次為條狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造結(jié)構(gòu)主要為半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，部分為嵌晶結(jié)構(gòu)，粒狀結(jié)構(gòu)有時變結(jié)晶結(jié)構(gòu)。礦石礦物成分：磁鐵礦：硬度較大，鐵黑色，金屬礦物主要是磁鐵礦，其次為黃鐵礦和少量黃銅礦；脈石礦物主要是透輝石、石榴子石、綠泥石、黑云母以及碳酸鹽類等。脈石礦物含量約10～15×10-2。含矽卡巖磁鐵礦：呈鐵黑色或灰綠色，礦物成分以磁鐵礦為主，其次是黃鐵礦；脈石礦物含量相對增多，主要有透輝石、綠泥石、黑云母以及碳酸鹽類等。假象赤鐵礦：褐紅色，以赤鐵礦為主，其次是褐鐵礦，個別赤鐵礦中尚可見到磁鐵礦的晶形假象，偶見黃銅礦，由于次生富集作用全鐵品位相對增高。根據(jù)鏡下觀察，磁鐵礦與黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦密切共生，其生成順序為透輝石、透閃石、磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、黑云母、綠泥石、方解石等。礦石化學(xué)組分：根據(jù)光譜分析，礦石中含有下列元素：Ba、Mn、Ni、Ti、Mo、Cu、Zn、Co、Ga、V、P、Fe、S、Si、Mg、Al等。為了確定礦石的綜合利用價值，根據(jù)組合分析結(jié)果用算術(shù)平均法估算的各種主要組分含量如下表：元素TFeFeOSPCuSFe含量（10-2）52.3621.070.4010.0300.14452.28元素MnSiO2CoAl2O3CaOMgO含量（10-2）0.08213.160.01171.424.863.48根據(jù)光譜分析，組合分析，多元素分析結(jié)果，確定礦石主要有益組分為Fe，可綜合利用的元素為Cu、Co，有害組分S、P含量都不高，尤其是P均在限度以下。TFe含量在40～50×10-2之間，個別可高達(dá)60×10-2以上，Cu含量一般在0.015～0.30×10-2左右，最高可達(dá)1.184×10-2，Co含量在0.00～0.0095×10-2之間，最高為0.052×10-2，并與黃鐵礦、黃銅礦密切共生，經(jīng)選礦富集后可綜合利用。S含量在0.02～0.04×10-2間，個別最高可達(dá)3.328×10-2。礦石和圍巖物理機(jī)城性質(zhì)：為了了解礦石和圍巖的抗壓性能，從15個鉆孔中采了26塊抗壓強(qiáng)度試驗標(biāo)本。其中頂板圍巖10塊、底板圍巖13塊、礦石3塊。其測定結(jié)果如下表：巖礦抗壓強(qiáng)度試驗統(tǒng)計表巖石名稱抗壓強(qiáng)度（kg/cm2）備注最小最大平均結(jié)晶灰?guī)r344170082610塊矽卡巖33514287838塊磁鐵礦588188510543塊二長巖997166713322塊矽卡巖化二長巖932176114053塊按其自然類型可分為兩種礦石：即原生礦石和氧化礦石。而以原生磁鐵礦石為主，其次是氧化礦。氧化礦分布在Ⅰ號礦體12號勘探線和14號勘探線件的淺部，約200m的范圍內(nèi)。此外：Ⅰ0和Ⅱ0號礦體均為氧化礦，埋深大體-130米標(biāo)高以上。全區(qū)共有16050461噸礦石，原生礦石15288043噸，占96%，而氧化礦只有762418噸，僅占4%。根據(jù)本區(qū)礦體薄不易分采的特點，結(jié)合礦山對伴生組分銅、鈷的回收情況和工業(yè)技術(shù)指標(biāo)要求，去內(nèi)礦石工業(yè)品級分為兩種：即一般富礦和含銅富礦。據(jù)此計算結(jié)果，一般富礦為9611203噸，含銅富礦6439258噸，銅的金屬量為240402.3開采技術(shù)條件及水文條件2.3.1開采技術(shù)條件：由于中生代燕山期強(qiáng)烈的巖漿活動與中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r接觸，環(huán)繞著金嶺巖體周圍，在有利的地段內(nèi)形成一系列的矽卡巖型磁鐵礦礦床。侯莊礦床為熱液接觸交代矽卡巖型磁鐵礦床，礦巖接觸界線清楚，產(chǎn)狀受接觸帶控制，上盤為結(jié)晶灰?guī)r，節(jié)理發(fā)育，f=8～10，體重為2.8t/m3，穩(wěn)固；磁鐵礦f=8～12，體重4.1t/m3，Ⅰ號礦體的絕大部分和Ⅱ號礦體的全部為堅硬致密塊狀的原生磁鐵礦礦石，而且常常是頂板礦石堅硬，底板礦石相對稍軟，氧化礦大部分為土狀松散的假象赤鐵礦，有的頂板就直接和第四系黃土層接觸，礦石在基建或生產(chǎn)時應(yīng)采取防護(hù)措施；下盤絕大部分為厚度不一的透輝石矽卡巖，裂隙發(fā)育，f=8～12，體重2.8t/m3，穩(wěn)固且利于巷道掘進(jìn)。巖體之面積約為60km2，由巖體中心向邊緣巖性為黑云母閃長巖、輝石閃長巖、閃長巖、正長閃長巖、二長巖和石英閃長巖。礦體相態(tài)和厚度變化也嚴(yán)格受接觸構(gòu)造控制著，往往隨著接觸帶構(gòu)造形態(tài)變化，礦體變厚、變薄或是無礦。有的甚至因巖體突起而使得礦體厚度突然變薄或是形成無礦天窗。2.3.2水文地質(zhì)區(qū)域水文地質(zhì)————區(qū)域含水層的劃分：1.區(qū)內(nèi)主要含水層有：（1）奧陶系灰?guī)r含水層：廣泛出露于盆地外側(cè)東、南、西三面，面積達(dá)1800平方公里。厚度巨大，富水性強(qiáng)，連通性好。（2）中石炭統(tǒng)徐家莊灰?guī)r、草埠嶺灰?guī)r含水層：呈帶狀分布于盆地邊緣，厚5～20米，巖溶裂隙較發(fā)育，富水性較強(qiáng)。（3）第四系砂礫石含水層：主要分布于孝婦河及淄河兩側(cè)及下游沖積扇中，由數(shù)層砂及礫石組成，含豐富的孔隙水。2.地下水的補(bǔ)給、經(jīng)濟(jì)及排泄條件：區(qū)域地下水動態(tài)受大氣降水明顯，高水位出現(xiàn)在八、九月份，低水位出現(xiàn)在次年六、七月份，年變幅南部山區(qū)大，達(dá)幾十米；北部平原區(qū)小，僅幾米。區(qū)域地下水自南向北運動，至湖田向斜南翼，受向斜阻水構(gòu)造的影響，逐漸改為自西向東運動。區(qū)域灰?guī)r地下水一部分以泉水形式排泄，一部分補(bǔ)給第四系砂礫石含水層及淄河河水。區(qū)域灰?guī)r豐富的地下水，運動到盆地邊緣受阻而形成一系列泉群，如神頭泉群、博山泉群、龍口泉群、渭頭河泉群、豐水泉、柳行泉、矮槐樹泉等。1980年前天然逕流量達(dá)50～60萬米3/日。2000年后，由于降雨量減少，地下水的大量開采和礦山抽水，區(qū)域灰?guī)r中的水減少，補(bǔ)給差，導(dǎo)致上述泉干涸。金嶺鐵礦區(qū)地處金嶺背斜東端，地下水徑流順湖田向斜軸向在礦區(qū)南向東流動。礦區(qū)水文地質(zhì)侯莊礦區(qū)主要含水層主要為第四系沙礫石含水層與奧陶系石炭巖含水層。第四系含水層底部有一層0.5m亞粘土與灰?guī)r含水層隔斷，與石炭灰?guī)r含水層無水力聯(lián)系。奧陶系石灰?guī)r含水層，為礦體直接頂板。是礦床充水的主要因素，該層富水性在平面上具有不均一性，呈塊段分布；剖面上具有上強(qiáng)下弱的特征。經(jīng)-220m水平以下各水平的探水工程證實礦體上盤30m段內(nèi)的灰?guī)r含水層較弱，對礦床開采不會造成大的影響。2.3.3礦體頂板圍巖特征1）礦體頂板圍巖：本礦體頂板圍巖絕大部分結(jié)晶灰?guī)r，整體看頂板巖層比較完整、堅硬，也未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造或破碎帶，為礦山基建和開拓巷道創(chuàng)造了良好的條件。2）礦體底板圍巖：全部為透輝石矽卡巖和透輝石石榴子石矽卡巖以及矽卡巖化輝石正長巖、二長巖。主要是透輝石矽卡巖為礦體直接底板，巖石中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，其物理抗壓強(qiáng)度均優(yōu)于結(jié)晶灰?guī)r，有利于地下開采。2.3.3區(qū)域環(huán)境地質(zhì)概況本區(qū)地處魯西地塊東北部，距區(qū)域性斷裂較遠(yuǎn)，新構(gòu)造活動不甚強(qiáng)烈。組成巖石主要為強(qiáng)固結(jié)性巖石。本區(qū)地震動峰值加速度屬0.15g區(qū)，相應(yīng)的地震烈度為7度。據(jù)淄博地震局提供資料：一九八二年以來沂沭斷裂帶地震活動微弱，一九八三年春有一次2.1級地震；淄河斷裂經(jīng)常有輕微活動，而萊蕪弧形斷裂及博山禹王山一帶地震活動頻繁。一九八二年一月二十八日禹王山斷裂有一次3.6級地震；臨淄—桓臺一帶也有所活動。由于距震中較遠(yuǎn)，地震對該區(qū)影響較小，但距沂沭斷裂帶及齊河斷裂較近，重要建筑應(yīng)采取適當(dāng)防震措施。侯家莊礦床周圍礦山較多，除鐵礦山外，尚有煤礦、鋁土礦等。礦業(yè)開發(fā)導(dǎo)致地質(zhì)環(huán)境的改變，侯家莊礦床南部鐵山礦區(qū)有兩個較大采坑，深達(dá)30余米，湖田煤礦等矸石也有較多堆積，礦山抽水致地表水位下降2.4礦區(qū)儲量及勘探方法勘探所獲得的儲量如下表：勘探網(wǎng)度（m）儲量級別礦石量（t）各級儲量百分比（%）50×50B272295917100×100C1042102865B+C1314398782200×100D290647418全區(qū)B+C+D16050461100儲量級儲量級別的確定根據(jù)國家地質(zhì)總局七七年出版的“金屬礦床地質(zhì)勘探規(guī)范總則”一文，本礦床劃分為B、C、D三個別。B級儲量：工程網(wǎng)度為50×50米，全部以鉆探工程圈定，若上述網(wǎng)度內(nèi)遇有見礦厚度小于1米的工程，則用二分之一插入法圈定，仍求B級儲量。C級儲量：工程網(wǎng)度為100×100米，B級儲量區(qū)外側(cè)有限內(nèi)推或無限外推25米左右，為C級儲量。D級儲量：工程網(wǎng)度為200×100米，C級儲量區(qū)外側(cè)有限內(nèi)推或無限外推50米左右，求D級儲量。200×100米網(wǎng)度，中間剖面礦體延伸部分，以兩側(cè)剖面工程連線與本剖面線交點為D級儲量邊界，由單孔工程揭露的礦體（如Ⅱ0號礦體），和其他零星礦體皆為D級儲量本次儲量計算礦體圈定的原則是：凡根據(jù)取樣化驗符合工業(yè)技術(shù)指標(biāo)的礦體，其可采厚度（指真厚度）不低于1米礦厚大于1米的見礦工程與無礦工程間距的二分之一為零點邊界線，也是儲量計算邊界線。但是，考慮到礦體厚度的變化及圈定礦體邊界的合理，對大于1米而小于礦厚大于2米的見礦工程與礦厚小于1米的見礦工程，則以兩工程間距二分之一為儲量計算邊界。若礦厚大于1米而小于2若邊部無工程控制時，則外推50米地表礦按其產(chǎn)狀以自然尖滅趨勢圈定。單工程控制的礦體（如Ⅱ0號礦體），外推30米深部礦體邊界大都均以200米間距無礦工程控制，中間100總之，礦床開采的有利地質(zhì)因素：（1）礦體規(guī)模大，形態(tài)簡單，礦體厚度拜年話小，品位穩(wěn)定，產(chǎn)狀相對較緩，傾角一般20～50°，個別地段稍陡，整個礦體賦存在正接觸帶中，與頂板圍巖基本呈整合接觸。因此對今后的頂板維護(hù)是有利的。（2）圍巖：該礦床頂板圍巖絕大部分為結(jié)晶灰?guī)r，巖層完整。局部地段裂隙發(fā)育，便于巷道的頂板維護(hù)。而底板主要為矽卡巖，一般硬度較小，對今后坑道掘進(jìn)有利。（3）礦體埋藏在74～415米，標(biāo)高-40～-387米，B級和C級儲量絕大部分埋藏在-100～-280米標(biāo)高以上，而其中B級即礦山先期開采地段，主要埋藏在-100米～-200米標(biāo)高之間，總的來看埋藏淺利于開采。（4）構(gòu)造條件簡單。除了巖層傾斜為單斜構(gòu)造外，在礦區(qū)施工過程中未發(fā)現(xiàn)斷層和破碎帶以及礦體有錯動現(xiàn)象。因此對礦床開采也是有利的。不利因素：（1）除了絕大部分地段結(jié)晶灰?guī)r為礦體直接頂板，形成比較牢固的坑道頂板而利于維護(hù)外，還有一部分地段第四系黃土層為礦體直接頂板，對這些地段在今后開采時極為不利。（2）還有部分工程揭露雖然礦體頂板為結(jié)晶灰?guī)r，但有溶洞，有的與礦頂板直接接觸，有的在礦頂板之上。這部分工程當(dāng)坑道掘進(jìn)開采時，可能會引起坑道突水。所以今后在這些地段掘進(jìn)時，應(yīng)采取適當(dāng)措施以防未然。第三章礦床開拓第三章礦床開拓3.1礦山工作制度生產(chǎn)人員年工作330天每天工作3班每班工作8小時3.2礦山生產(chǎn)能力及服務(wù)年限設(shè)計礦山年生產(chǎn)能力30萬t探明儲量總量16050401噸，其中B級儲量為2722959噸，占17%，C級儲量為10421028噸，占65%，D級儲量為2706474噸，占18%，其中D級儲量為不確定資源，暫不規(guī)劃。服務(wù)年限：Q∕A=B+C∕A=16050401+2722959∕30×104=43.81年3.3礦山建設(shè)投產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)及儲備產(chǎn)量儲備產(chǎn)量分為開拓，采準(zhǔn)，備采礦量。一般地下礦山基建投產(chǎn)的儲備礦量保有時間如下：開拓礦量——3年采準(zhǔn)礦量——1年備采礦量——6個月3.4礦山能力驗證按礦山開采工作年下降深度驗算礦山的產(chǎn)量由公式A=t∕aA：年產(chǎn)量t∕aS：礦體的水平面積a×b=2150×7.24=15566m2；a×b=450×3.69=1660.5㎡:礦石的容重t∕m為4.1t∕m:廢石混入率為10%K:礦石回收率為85%H：年下降深度m∕a由于井田可采面積為17226.m，井田長度2150m，二個階段回采，那么下降速度為20m\aH=kkH′=1.0×0.8×20=16m∕aA==894001.8t2）按經(jīng)濟(jì)合理的礦山服務(wù)年限驗算礦山年產(chǎn)量由公式A=Q：探明儲量為16050401tK:回收率為71.2%：廢石混入率為10%T:服務(wù)年限為43.81年，礦體穩(wěn)定超前w=1.1mT=43.81×1.1=48.191A=噸/年由以上可知，取最小值A(chǔ)=30萬噸∕年所以30萬噸∕年可取，服務(wù)年限為44年.3.5井田劃分及開采方式金屬和非金屬礦山的井田劃分，可以歸納成以下幾種：礦區(qū)走向很長，儲量很大，且礦體連續(xù)，可將礦區(qū)歸納為幾個井田。礦區(qū)走向很長，礦體不連續(xù)，但每個區(qū)段儲量很大，走向較長，可根據(jù)自然條件劃分成幾個井田。礦區(qū)范圍大，由幾條或幾十條各自獨立的礦體或礦段，且分成若干個坑口獨立進(jìn)行開采，但其出礦系統(tǒng)是統(tǒng)一的。因而將這些分散的坑口集中起來，形成一個井田。礦區(qū)由一個或幾個礦體組成，劃分成一個井田。侯莊礦床主要有兩個礦體組成，但礦體產(chǎn)狀平穩(wěn)、形態(tài)簡單，與圍巖的接觸較為明顯，無大規(guī)模的無礦帶，又沒有大的斷層和斷裂帶。礦床的范圍相對不大，礦床較為集中，且礦區(qū)的地面條件較好，同時為了基建期的投資費用達(dá)到最節(jié)省，生產(chǎn)時期的經(jīng)濟(jì)費達(dá)到最低，基建時間短，投產(chǎn)快，決定用一個井田開采。因為礦體主要埋藏在地下，賦予較深，地面有村莊和農(nóng)田，地面不允許塌落。-160以上為奧陶系灰?guī)r溶隙含水層和第四孔隙含水層，露天開采不合適，選用地下開采。3.6開拓方案的選擇對礦體產(chǎn)狀，地面地形，有關(guān)建筑物，地表是否允許下降等進(jìn)行簡述：（1）Ⅰ號礦體走向N55～65E,分布在1號～21號勘探線之間，傾角為20～40之間，16～17線深部較陡，埋藏深度82～-415之間，全長2150米，傾斜寬度80～-570米，平均寬度為355米，平均厚度7.4米。6～15線之間，礦體產(chǎn)狀平緩，形態(tài)簡單，只局部較小的產(chǎn)狀起伏，如11線～12線附近，而在礦體東西兩端，即1～6線和15-16線間的產(chǎn)狀則較陡。Ⅱ號礦體全長為450米，傾斜寬度86～-276米，礦厚由3.12米～16.10米，平均厚度3.69米。規(guī)模較小，產(chǎn)狀較陡，但在縱橫變化不大。依據(jù)礦床賦存特點，地表、地形條件，井巷布置的位置和井巷形式的不同等，開拓方法可按兩種情況分類：（1）按井筒與礦床的相對位置可劃分為：下盤開拓、上盤開拓及側(cè)翼開拓。（2）按井巷形式的不同可劃分為：平峒開拓、斜井開拓、豎井開拓、斜坡道開拓及聯(lián)合開拓。礦床開拓方法大致可分為：單一開拓和聯(lián)合開拓兩大類。常見的單一開拓法有平硐開拓、豎井開拓、斜井開拓。平硐開拓法：是以平硐為主要開拓巷道，是一種最方便、最安全、最經(jīng)濟(jì)的開拓方法，但只有在地形有利的情況下才能發(fā)揮其優(yōu)點，即礦床賦存于山嶺地區(qū)，埋藏在周圍平地的地面以上才能使用。豎井開拓法：以豎井為主要開拓巷道，它主要用來開采急傾斜礦體（一般礦體傾角大于45°）和埋藏較深的水平和緩傾斜礦體（傾角小于20°）.這種方法便于管理，生產(chǎn)能力較高，在金屬礦山使用較普遍。斜井開拓法：以斜井為主要開拓巷道，適用于開采緩傾斜礦體，特別使用于開采礦床埋藏不太深而且礦體傾角為20°～40°的礦床，這種方法的特點是施工簡便、中段石門短、基建工程量少、基建期短、見效快，但是斜井生產(chǎn)能力低，因此適用于中小型金屬礦山，尤其是小型礦山。綜上所述，單一采用豎井開拓或斜井開拓在技術(shù)上是可行的，但是都存在明顯的不足，若采用單一豎井，底部石門過長，增加運輸量。若采用斜井開拓，底部礦床長莊較陡。所以，需要采用聯(lián)合開拓，有兩種方案可供選擇。方案一：明豎井和斜井聯(lián)合開拓方案二：采用明豎井和盲豎井聯(lián)合開拓。對兩種方案進(jìn)行比較方案一：上部采用明豎井，井深到-280m，下部采用斜井提升。但由于Ⅰ號礦體西部較陡，并且采用斜井開拓時所留的保安礦柱量較豎井開拓所留的保安礦柱量多很多。方案二：下盤豎井開拓法，上部采用明豎井，下部采用盲豎井聯(lián)合開拓方法。明豎井井深308.5m，從地表到-280m水平。盲豎井從-280m水平到-400m水平。優(yōu)點：這樣井筒的保護(hù)條件好，不需要設(shè)保安礦柱，減少下部石門長度，減小礦石運輸量。豎井井底車場采用立式環(huán)形井底車場，鋪設(shè)22kg/m鋼軌，軌距600mm。3.7開拓系統(tǒng)3.7.1階段高度的確定影響階段高度的因素：<1>礦床開采技術(shù)條件。如礦體厚度，傾角，礦巖的穩(wěn)定性，礦石品位，礦體底柱的平整性等。<2>基建工程量。階段高度增大回采礦量增加，階段服務(wù)時間增長，但基建工程量和初期基建投資增大。<3>選用的采礦方法和礦山裝備水平，用大量崩礦的高效率采礦方法，礦山機(jī)械設(shè)備水平高，新水平準(zhǔn)備時間短，可用高階段，否則反之。<4>與采場采準(zhǔn)、切割工程量及階段保有的開拓匡亮密切相關(guān)階段高度的確定：根據(jù)采礦方法和類礦山，階段高度確定為60m。3.7.2井筒的數(shù)目井筒的數(shù)目有四個：東風(fēng)井標(biāo)高為+28.5m～-400m，西風(fēng)井井標(biāo)高為+28.5m～-400m，主井+28.5m～-280m盲豎井-280m～-400m主井凈直徑5.0m，井筒斷面積19.625.3.7.3主井的位置選擇井筒位置應(yīng)綜合考慮礦體產(chǎn)狀，工程地質(zhì)條件，選廠位置，工業(yè)場地及外部運輸?shù)纫蛩亍＞惨苊獯┻^流沙層，含水層和斷層破碎帶。根據(jù)礦層的埋藏深度和擬定的設(shè)計原則采用地下開采，明豎井和盲豎井聯(lián)合開拓，中央對角式通風(fēng)，中央明豎井井308.5m，從地表打到-280m水平并在此水平位置設(shè)置立式環(huán)形井底車廠，打通與風(fēng)井貫通的開拓巷道形成回風(fēng)通道，井下采用機(jī)車運輸?shù)V石，豎井接力提出地表，豎井凈直徑5.0m，采用單層單車雙罐籠提升系統(tǒng)，內(nèi)設(shè)梯子間。井筒中心位置X=223.8320Y=258.6724Z=+28.5m3.7.4風(fēng)井位置確定按進(jìn)風(fēng)井和排風(fēng)井的位置關(guān)系風(fēng)井有以下幾種布置方式：中央并列式：進(jìn)風(fēng)井和排風(fēng)井都布置在礦體的中央。中央對角式：主井布置在礦體中央兼作進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)井布置在礦體的一翼。主井為罐籠井時，主井布置在礦體中央，可兼做入風(fēng)井，而在礦體兩翼各布置一條排風(fēng)井。風(fēng)井可布置在兩翼的側(cè)端。入風(fēng)井布置在礦體中央，排風(fēng)井布置在兩翼對角，形成中央對角式。對角式的優(yōu)點：負(fù)壓較小且穩(wěn)定，漏風(fēng)量較小，通風(fēng)簡單可靠而且費用較低當(dāng)?shù)叵掳l(fā)生火災(zāi)、塌落事故時，地下工作人員較安全如果在驚天兩翼各布置一條排風(fēng)井，一條發(fā)生故障時，可利用另一條維持通風(fēng)對角式的缺點：井筒間的聯(lián)絡(luò)巷道很長，而且要在回采開始之前做好，故回采時間較遲。掘兩條排風(fēng)井時，掘進(jìn)和維持費用較大側(cè)翼對角式：進(jìn)風(fēng)井布置在礦體的一翼排風(fēng)井都布置在礦體的另一翼。3.7.5主要開拓巷道位置的確定1）最小運輸功確定開拓巷道位置Q+Q>QQ+Q>Qn點的礦量加上右邊的礦量大于左邊的礦量。為減少運輸功，應(yīng)盡可能使地下與地表之間無反向運輸。（用最小運輸功確定主要開拓巷道位置，一般不做定量計算，而至做大概的定性分析即可。）2）采巖區(qū)引起的巖層移動及其主要開拓巷道的影響。為確保安全，避免因地表移動而帶來的損失。應(yīng)將主要開拓巷道和其他需要保護(hù)的建筑物布置的范圍之外，并與地表移動帶邊界保持一定安全距離。在垂直礦體走向方向上，井筒應(yīng)布置在地表移動界限以外20m以遠(yuǎn)的地方，以保證井筒不受破壞。若井筒布置在移動界限以內(nèi)，必須留保安礦柱。3)階段運輸巷道的布置形式按照階段運輸巷道與礦體的相對位置及階段平面上的運輸系統(tǒng)，主要有以下幾種布置形式：布置形式優(yōu)缺點沿脈單向形式簡單，工程量小。通過能力低。沿脈雙向、沿脈加穿脈、環(huán)形布置及組合方式。沿脈雙向但沿脈單向不能滿足產(chǎn)量要求或工作不方便時，或者由于巖石不穩(wěn)固不宜采用雙軌單向時，可布置沿脈雙向沿脈加穿脈形式簡單、靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。穿脈巷道可用于探礦，又可用于裝車。通過能力較高在厚及中厚礦體中廣為應(yīng)用環(huán)形布置系統(tǒng)較復(fù)雜，工程量大。通過能力高。適用于厚及極厚、產(chǎn)量大的階段組合式布置當(dāng)?shù)V體厚度變化較大，或礦體發(fā)生分枝、復(fù)合，或?qū)θ舾蓚€厚度不同的礦體進(jìn)行開拓時，分別采用上述布置形式組合而成由于侯莊礦區(qū)的礦石和圍巖都穩(wěn)固，所以選擇脈外布置巷道4）地表地形等因素的考慮。提升運輸、通風(fēng)排水系統(tǒng)線路的設(shè)計提升、運輸：初步考慮采用單層雙罐籠提升，地下運輸采用架線有軌電機(jī)車牽引礦車運輸。各中段的礦石、從采場、掘進(jìn)掌子面在采場由鏟車裝入礦車由電機(jī)車牽引礦車進(jìn)入主運輸巷道，由豎井罐籠提升至地表，廢石不出井，礦石進(jìn)地表礦倉，由汽車運輸。第四章礦山基本巷道第四章礦山基本巷道4.1井筒的提升設(shè)備（1）主井的提升任務(wù)：年產(chǎn)量礦石30萬噸（2）小時提升任務(wù)式中：C—年產(chǎn)量不均衡系數(shù)，取1.2—礦石年產(chǎn)量為30×10噸∕t—年工作日，為330天—每日提升工作時間，用罐籠提升取18小時∕日(3)確定合理的提升速度式中：—為提升高度提升速度v必須符合金屬地下礦山安全規(guī)程:罐籠提升物料時，并且升降加速度不超過0.75（3）雙容器提升一次提升量計算式中，H—最大提升高度，m；r—礦石松散密度（松散容重），t/m3,；Cm—罐籠裝滿系數(shù)，取Cm=0.85；K—系數(shù)，當(dāng)H﹤300m時，取K1=3.327；——罐籠裝載停歇時間，取15s.所以，選用容積為0.7的側(cè)卸式礦車。YCC0.7（6）側(cè)卸式礦車規(guī)格：礦車型號YCC0.7（6）長度1650mm寬度980mm高度1050mm軌道中心距1300mm軌距600mm計算一次循環(huán)提升時間根據(jù)礦車類型選擇提升容器為3號罐籠，。罐籠提升的優(yōu)點：不需要井口及井下礦倉，井架高度小，便于礦石的品種分類，不但可以提升礦物，并且可提人、提料，所以可用于主井或副井提升。缺點是：罐籠自重比箕斗大，提升能力有限。但選用雙罐籠提升可以滿足年產(chǎn)30萬t的生產(chǎn)能力要求。4.2井筒斷面設(shè)計4.2.1斷面設(shè)計：包括斷面形式尺寸，井筒裝備等。1.井筒斷面的形式主要根據(jù)井筒的用途、服務(wù)年限、穿過的巖層的性質(zhì)、選擇符的支護(hù)材料及施工方法等因素確定。由于礦井的服務(wù)年限比較長，所以井筒斷面采用圓形。2.主井布置形式，井筒內(nèi)布置一對罐籠，罐道采用兩側(cè)布置，罐梁用樹脂錨桿固定在井壁上，鋼軌罐道固定在罐梁上。3.罐籠井并設(shè)有管路間、梯子間。梯子間由梯子、梯子梁、及梯子平臺組成。梯子間通常用壁板與提升間和管路間隔開。4.梯子間兩平臺之間的間距小于6m，梯子傾斜度不得大于。5.管路間：主井管路間主要用于布置各種管路，如排水管、壓風(fēng)管、供水管，為便于檢修，管路間布置在副井中。4.3主井井筒凈斷面尺寸和掘進(jìn)斷面尺寸：1）根據(jù)井筒用途和所采用的提升容器，選擇主井單繩罐籠。2）罐道布置在容器兩側(cè)容器和井梁之間350mm設(shè)防撞繩時，容器之間最小間隙為200mm。3）罐道梁中心線的間距l(xiāng)=C+E+El=C+E+E兩側(cè)罐道間距C=1.354m梯子間尺寸M,H,JM=600+600+s+a600—一個梯子孔的寬度，mmS—梯子孔邊至2號罐梁的板壁厚度一般木梯子間s=77mma--2號罐梁寬度的一半a=120/2=60mmM=1337mmH=2(700+100)=1600mmm700—梯子孔長度100—梯子梁寬度一般取J=300-400mm因此N=H-J=1200-1300mm圖解法求豎井近似直徑R=5000mm5)通風(fēng)校核礦井風(fēng)量估算法：Q=Aq＝30×3＝90mv＝Q/(μs)＝90/（0.8×16.6）＝6.8m/s≤12m/s故滿足要求s－井筒凈斷面積，㎡；v－通過井筒的風(fēng)流速度，m/s；μ－井筒有效斷面積系數(shù)，0.8；Q－通過井筒的風(fēng)量，m3/sA－礦井或坑口年產(chǎn)量，×10000t/a；q－年產(chǎn)萬噸耗風(fēng)量，m3/s風(fēng)速校核V=S——主回風(fēng)井通風(fēng)有效斷面，S=19.625-2=17.625Q-——風(fēng)井通過的風(fēng)量，m/sV——允許的最大風(fēng)速，8m/s井筒凈直徑滿足通風(fēng)要求。4.4井筒支護(hù)：支護(hù)材料，支護(hù)厚度采用噴射混凝土井壁支護(hù)，支護(hù)厚度就100-150mm井壁圓環(huán)的橫向換算長度L=1.814R=1.814*5=9070mmh=300mmL/h=30.2>30所以應(yīng)增大h=350mm對鋼筋混凝土井壁適合條件。4.5井口、井底水窩設(shè)計1.井底水窩設(shè)計遵循的原則：1)井底水窩底部，為了便于清理，一般采用混凝土澆注成球面形。其球面高度不大于境地內(nèi)經(jīng)的十分之一2)井底水窩排水，一般采用水泵或潛水泵排水。2.提升人員的單繩提升罐籠井底水窩提升人員的罐籠井底采用搖臺承接罐籠，搖臺下應(yīng)留過卷深度（即井底過卷深度），防止提升過卷時礅罐。在過卷深度處設(shè)托罐梁。采用鋼罐道時，托梁下面留4～7米左右的水窩，水窩清理按潛水泵排水。4.6井口機(jī)械化設(shè)計豎井井口機(jī)械化設(shè)施，是連接豎井提升與井口或階段運輸?shù)闹饕h(huán)節(jié)，實現(xiàn)井口機(jī)械化、聯(lián)動化，是提高提升能力、改善工人勞動條件、減少操作人員和進(jìn)行安全生產(chǎn)的的重要手段。搖臺規(guī)格型式：雙面銜接鋼軌規(guī)格：20kg/m軌距：600mm搖臂擺角：45度（抬起角）操縱方式：電動加電磁鎖質(zhì)量：2118kg兼作安全門用阻車器單式阻車器軌距：600mm礦車容積：0.7m阻車方式：阻車輪式同時阻礦車數(shù)：10速度：0.75m/s操作方式：氣動主要外形尺寸：長1800mm寬450mm質(zhì)量：682kg=3\*GB3錯誤！未找到引用源。推車機(jī)繩索式推車機(jī)行程：12m推力：1300N規(guī)格型號：400mm鋼繩:直徑15mm繩速0.63m/s電動機(jī)：型號JZ-42-18功率13K/W轉(zhuǎn)速700r/min推車方式：推碰頭推爪超出軌面高度：347mm安全門：搖臺兼作安全門用=5\*GB3錯誤！未找到引用源。井口平臺：將井口機(jī)械統(tǒng)一裝在井口進(jìn)出車兩側(cè)的鋼制平臺上，平臺用地腳螺栓固定。高度補(bǔ)償器：采用鏈?zhǔn)脚儡嚈C(jī)=7\*GB3錯誤！未找到引用源。平車信號裝置4.7井筒掘進(jìn)的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)1、按合理的施工順序及施工隊伍的水平和礦山投產(chǎn)維持穩(wěn)定安全投產(chǎn)的條件，采用切實可行的施工定額，盡量縮短工期以便盡快投產(chǎn)。2、基建進(jìn)度計劃的編制是按以下井巷工程掘進(jìn)指標(biāo)安排的：（1）豎井成井速度：60m/月；（2）平巷：80·100m/月；（3）脈外巷道：80m/月；（4）硐室：600m3每100m井筒裝備消耗量：金屬梯子間39.4t鋼材，混凝土砌壁804m充填217m4.8巷道斷面4.8.1絞車巷道的尺寸從軌道面算起電機(jī)車（礦車）高度：從巷道沉實后的凈高度：從巷道沉實前的凈高度：從道渣面算起巷道沉實后的凈高度：從底板算起巷道沉實后的凈高度：從底板算起巷道沉實前的凈高度：從底板算起巷道設(shè)計掘進(jìn)高度：支架立柱傾角：木支架立柱斜長：在h高度處人行道寬度：在h高度處非人行道一側(cè)的安全間隙：巷道的凈寬度：巷道頂梁處的高度：巷道道渣面處的凈寬度：巷道底板處的的凈高度：頂梁長度：巷道頂板的掘進(jìn)寬度：巷道底板的掘進(jìn)寬度：巷道凈斷面積：巷道掘進(jìn)斷面積：巷道凈周長：4.8.2主運輸大巷巷道尺寸雙軌時：巷道寬：拱高：墻壁高：（1）按架線高度計算：式中：—三心拱的小半徑，—三心拱的大半徑，—電機(jī)車架線弓寬度之半，，取—非人行道一側(cè)線路中心至墻的距離，式中：h1——從軌面算起巷道墻高H——從軌面算起電機(jī)車的架線高度f0——拱高b1——運輸設(shè)備與支護(hù)之間的安全間