一、设计题目
江西某铜矿采矿方法设计。
二、矿床赋存及开采技术条件
江西某铜矿3号矿体产于花岗岩与大理岩外接触带的矽卡化大理岩中，为小型矽卡岩铜矿床。现开采的3号矿体走向长2000米，延深700米，矿体厚15～40米，平均厚度35米，矿体属急倾斜矿体，平均倾角约780。矿石坚硬稳固，
f?10~12。矿石平均品位3.04%，矿石体重为3.8吨/米3，矿石松散系数为1.48。
矿体沿走向及倾向产状较规则，上下盘界线明显。上下盘围岩较稳固，
f?10~12。地表允许陷落。
三、采矿方法初选
根据矿体的赋存条件、产状、品位等因素，初选采矿方法为分段矿房法、竖直深孔阶段矿房法和垂直深孔球状药包阶段矿房法。
（一）、初选采矿方法的优缺点分析
1、分段矿房法
优点：
（1）、由于分段回采，可使用高效率的无轨装运设备，应用时灵活性大，回采强度高。 （2）、由于分段矿房采完后，允许立即回采矿柱和采空区，既提高了矿柱的矿石回采率，又处理了采空区，从而为下分段回采创造了良好条件。
缺点：采准工程量大，每个分段都要掘分段运输平巷、切割巷道、凿岩平巷等。
2、垂直深孔阶段矿房法
优点：
（1）、回采强度大，劳动生产率高，采矿成本低，坑木消耗少。 （2）、回采作业安全。 缺点：
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（1）矿柱矿量比重大（达35% ~ 60%），回采矿柱的损失贫化大（用大爆
破回采矿柱，其损失率达40% ~ 60%）。
（2）垂直深孔分段凿岩阶段矿房法采准工作量大。
3、垂直深孔球状药包阶段矿房法
优点： （1）、矿块结构简单，省去了切割天井，大大减少了矿块的采准工程量和切割工程量。 （2）、生产能力高，是一种高效率的采矿方法。 （3）、采矿成本显著降低，经济效果很好。
（4）、球状药包爆破对矿石的破碎效果好，降低了大块产出率，有利于铲运机装运。
（5）、工艺简单，各项作业可实现机械化。 （6）、作业安全可靠，可改善矿工的作业条件。凿岩工在凿岩硐室或凿岩巷道中钻孔，爆破工亦可在凿岩硐室或凿岩巷道中向下装药，这就保证了工作的安全性。 缺点： （1）、凿岩技术要求高，必须采用高风压的浅孔钻机钻大直径深孔，并需结合其它技术措施，才能控制钻孔的偏斜。 （2）、矿层中如遇矿石破碎带，则穿过破碎带的深孔易于堵塞，处理较困难，有时需用钻机透孔或补打钻孔。 （3）、矿体形态变化较大时，矿石贫化损失大。 （4）、要求使用高密度、高爆速和高威力炸药，爆破成本较高。 根据以上三种采矿方法的优缺点分析以及矿体的实际情况分析：阶段矿房法虽然有回采率高，采空区处理及时等优点，但同时也有采准切割工作量大的缺点。虽然垂直深孔阶段矿房法和垂直深孔球状药包阶段矿房法有损失贫化较大的缺点，但该矿体的上下盘界限清楚、矿体形态也规则，所以运用这两种采矿方法时采取一定的措施可以有效的降低矿石的损失和贫化，同时这两种方法都有采矿强度大、效率高、采准切割工作量小的优点。所以，综上分析，舍弃阶段矿房法，对垂直深孔阶段矿房法和垂直深孔球状药包阶段矿房法进行详细的技术经济分析。
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四、技术经济分析
两个方案的主要技术经济指标如下： 指标名称 （1）设计能力 （2）采场生产能力 （3）采准切割比 （4）原矿品位 （5）采矿损失率 （7）采矿贫化率 （8）出矿品位 （9）年产矿石含铜量 （10）选矿回收率 （11）铜精矿品位 （12）铜精矿产量 （13）采场职工人数 (14)全员劳动生产率 按矿石量计算 按精矿含铜量计算 (15)出矿平均成本 （16）选矿处理成本 （17）采矿总成本 （18）采选矿年经营费 （19）铜精矿成本 （20）铜精矿调拨价格 （21）企业年产值 （22）企业年盈利额 单位 万吨/年 吨/天 米/千吨 % % % % 吨/年 % % 吨/年 人 吨/年.人 吨/年.人 元/吨 元/吨 元/吨 万元/吨 元/吨 元/吨 万元/年 万元/年 第Ⅰ方案 150 3000 1.61 3.04 12 11 2.75 41250 93.5 20 192844 300 10950 281.55 30.0 9 39 2700 1309 4360 84079.98 第Ⅱ方案 150 4000 0.99 3.04 13 15 2.62 39300 93.1 20 182942 220 14600 356.13 25.0 9 34 1800 1274 4360 79762.71
从经济上对方案Ⅰ和方案Ⅱ进行比较分析：1、资源利用程度—方案Ⅰ采矿的损失和贫化均小于方案Ⅱ，出矿品位高，铜金属的回收率优于方案Ⅱ。2、金属年产量—方案Ⅰ每年铜金属产量比方案Ⅱ多1980.4吨。3、劳动生产率和千吨切割比—方案Ⅰ的劳动生产率比方案Ⅱ低21%，方案Ⅰ的千吨切割比比方案Ⅱ大0.62，用于掘进的费用多于方案Ⅱ，但每年方案Ⅰ比方案Ⅱ要多回收1980.4吨铜金属，价值达5000万元，远远多于多用于工人的工资和掘进的费用。4、基建投资—方案Ⅱ对于钻孔设备要求很高，需要先进的钻孔设备和钻孔技术，所以方案Ⅰ投资更省。
综上分析，方案Ⅰ优于方案Ⅱ，所以采用方案Ⅰ—垂直深孔阶段矿房法。
五、矿块结构设计
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（一）、矿块布置和结构参数
垂直深孔阶段矿房法：阶段高度：60m，分段高度：10m, 矿房长度：50m, 矿房宽度：35m, 间柱宽度：8m，顶柱厚度：8m, 分段高度：10m，采用平底结构装运机出矿。
（二）、采准和切割巷道布置
在距矿房下盘10m处掘进一条阶段运输巷道，沿阶段运输巷道每隔7m掘进一条出矿巷道，在矿房底部的中部掘进一条拉底巷道，并用浅孔拉槽法形成拉底空间，在拉底巷道中在沿矿房长轴方向的中部向上掘进一条切割天井，沿矿体倾斜方向在矿房两边分别掘进一条行人通风天井，每个分层掘进两条分段凿岩巷道。
采准切割巷道的断面及支护方法：阶段运输巷道：2.5m×3m三心拱断面,出矿巷道：2.5m×3m矩形巷道，行人通风天井：2m×2m方形断面，拉底巷道：2m×2m方形断面，切割天井：2m×2m方形断面，分段凿岩巷道：3m×2.5m矩形巷道。由于矿体及围岩都比较坚硬稳固，所以不统一采取支护措施，在遇到断裂带或破碎带等特殊地质情况时采取必要的支护措施。
（三）、矿块的采准切割工作
1、采准切割工作量
采准工作施工措施：平巷用YT-7655型凿岩机凿岩，2号岩石铵梯炸药爆破，局扇通风，铲运机出矿。天井用吊罐法施工，YT-7655型凿岩机凿岩，2号岩石铵梯炸药爆破，局扇通风，铲运机出矿。
采准工程量表 序号 工程名称 净断面（㎡） 数量 单长（m） 总长（m） 矿 1 2 3 4 5 6 7 8 9 阶段运输巷道 出矿巷道 切割天井 行人通风天井 拉底巷道 分段凿岩巷道 阶段运输—天井联络道 合计 矿岩合计 2.5×3 2.5×3 2×2 2×2 2×2 3×2.5 2×2 1 6 1 2 1 4 2 50 10 60 60 50 40 15 岩 矿 50 60 60 120 50 160 30 530 530 岩 工程量（m3） 矿 375 450 240 480 200 1200 120 3065 3065 岩 4
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