第一篇：礦山土建設計淺談

礦山土建設計淺談

1、概述

礦山建設包含采礦和選礦，采礦是將地下蘊藏的礦石運用采礦機械和人力資源以及科學管理等手段挖掘出來并運輸到地面上。選礦則是將采礦場提供的礦石中的有用物質經選廠加工變成商品提供相關的工廠（如：冶煉、化工等）加工成有利于社會、國家的產品。

礦山建設的形成首先是通過地質工作者辛勤的勞動，他們在崇山峻嶺中反復查找探明地下礦藏的貯量并繪制礦產貯量分布圖，而礦產貯量分布狀況的確定要由國家主管部門組織地質專家審查通過后才能成立。探礦的過程是十分艱辛的，一個大型礦山的發掘往往要經過十幾年甚至二十年反復查證、勘探、試驗才能確定。探礦工作有點近似玄學，行家到了礦山會感到滿山的礦石在向你招手，外行經過時卻會毫無感覺，因為地下礦藏肉眼是看不見摸不到的，而探礦地質人員水平不一，體會不同，技術觀點就不能做到一致。

采礦有兩種方式，一為露天開采，一為地下開采，這是根據礦產分布狀況決定的。露天開采技術比較簡單，投資少，地下開采技術比較復雜，投資大。個中道理不難理解。

開采出來的原礦石須進行選礦工藝處理，才可成為商品，根據原礦石粒度大小，確定選礦工藝的設計方案，通常采用三段一閉路，兩段一閉路等兩個方案。所謂三段是指開采的原礦石要經過粗碎、中碎、細碎等工序進行破碎。兩段是指開采的原礦石破碎減少了一個破碎工序（中碎）。閉路是破碎后的礦石經過篩分之后的篩上物（不合格粒度）通過皮帶運輸返回到細碎車間進行破碎，直至合格粒度再輸入粉礦倉以備磨礦，一般的說磨礦有球磨、棒磨、自磨、半自磨等四種方式。磨礦工序完成之后，根據礦的成份分別采用浮選、磁選、重選、電選等方式進行選礦，選出的精礦要經過脫水過濾處理，之后貯存到精礦倉變成產品而后出售。

選礦工藝中破碎、篩分、磨礦、選礦、過濾脫水等工序中廠房的機械設備基礎、礦倉以及其它特殊結構名目繁多，它們均需土建設計人員配合工藝精心設計完成，工作是格外艱辛，十分繁重，可以說很多項目的設計在學校學習時從未接 觸和見過的。由于礦山建設十分重要，土建設計人員必須做好礦山土建設計，為此我們土建人除了加強“三基”（基本理論、基本計算、基本技能）訓練之外，還要了解熟悉工藝的生產流程，接受新知識新技術的再教育，還要積累學習前人先進的設計經驗、技術，不斷創新，不斷提高設計水平，這就要求土建設計人員具有“莫道雄關真如鐵，而今邁步從頭越”的拼搏精神。

2、設計工作在國民經濟建設中的地位

設計工作是基本建設的重要組成部分，可以說是基本戰線中的“先行官”，因為它是科技轉換為生產力的樞紐，是實現國民經濟建設計劃的橋梁，生產中的先進經驗、科研成果在工業生產中得到應用與推廣都需通過設計才能實現，所以設計工作的好壞在基本建設中節約投資和建成投資取得經濟效益起著決定性的作用。

3、礦山建設的重要性

我們的先人和有識之士為振興中華在晚清時期曾提出“礦業救國”的口號，意思是說將地下的礦藏開采出來通過物理化學手段生產出服務于國計民生的產品，改變國家貧窮落后的面貌，使之與時俱進，趕上世界潮流。在二十一世紀的今天，礦山建設在國民經濟建設中的地位更是非常重要，礦山生產的精礦品類繁多，有硫、銅、鐵、鉛、鋅、錫、鋁等品牌，這些精礦由需要的廠家經過加工或冶煉提煉成硫酸、銅、鋼、鉛、鋅、錫、鎢、鋁或其它產品，顯然這些產品的質量和數量與我們國家的現代化建設和國防國力的增強是密切相關的。

4、采礦廠主要建構筑物

1)地上井塔井架； 2)捲揚機房； 3)機修車間； 4)空壓機房； 5)鍛釬機房；

6)生活用房（含：辦公、派班房、食堂、浴室、宿舍、鍋爐房）7)水池； 8)污水處理站； 9)變電站（所）

5、選礦廠主要建構筑物

1)粗礦倉； 2)粗碎車間； 3)洗礦車間； 4)中細碎車間； 5)篩分車間； 6)粉礦倉；

7)磨選車間（含磨礦、選礦）8)濃縮池； 9)脫水過濾車間； 10)精礦倉；

11)附屬建筑物：機修車間、倉庫、變電站（所）12)民用建筑物（含辦公、學校、醫院、食堂、浴室等）13)特殊構筑物：水塔、水池、管橋、尾礦場以及橋梁（含棧橋）14)污水處理站；

6、如何做好礦山的建筑結構設計

礦山設計中采礦、選礦專業是工藝專業，建筑結構專業是附屬專業，土建部分的投資雖比工藝部分少，但設計質量的好壞卻直接影響工藝的使用和投產，因而也是舉足輕重的。在礦山建設的工程設計中，選礦廠的建筑結構設計難度大，圖紙多，設計周期長。從設計→施工服務→竣工投產→后期技術改造的過程中看，施工現場服務的工作十分繁重，耗費的精力也最多。顯然，選礦廠設計是建筑結構專業在礦山建設中的設計重點，一般說做好礦山土建設計應從下列方面入手：

1)熟悉了解工藝流程和生產方面的知識，到生產現場參觀、考查、學習、收集設計方面的資料。2)按工藝提供的設計條件實施建筑結構設計并做到合理、經濟。3)設計過程中嚴格遵守國家現行規程規范，設計深度要滿足建設部省建設廳規定的要求。

4)查閱已往類似的設計資料圖，吸收前人的設計經驗，取其優點減少彎路，以提高工作效率和設計質量。對聰明的設計人員來說這是必須做到的。5)自身的修為方面要加強三基的訓練。

6)要勇于設計創新、技術革命走前人未走的路，做出符合國情和世界潮流的高水平的優秀設計。

為此，我們要膽大心細、多看、多思、多想，掌握國內新技術、新材料、新理論、新計算的動向，并在工作中積累設計經驗充實自我完善自我。

7、工藝專業提供土建設計的條件和資料內容

工藝專業提供土建設計的條件和資料內容是土建設計的重要依據，在實施土建設計前必須進行消化理解，此后圍繞它開展設計工作。由于其它的原因，提供的條件資料可能不全或漏提，這樣做出的土建設計圖可能會造成返工、修改，引起不必要的麻煩，同時，返工修改工作是一個細心的系統工作，容易顧此失彼，少有不慎就會產生錯誤，為減少差錯我們對工藝條件要有一定的了解，工藝應向土建專業提供的條件和資料內容如下：

1)工藝建（構）筑物系統圖，包含廠房、通廊、棧橋位置、面積大小、標高、之間聯系、分期建設預留場地。

2)主要廠房設備配置圖，包含設備相互關系、定位尺寸、設備重量和相關的參數如振動、頻率、擾力、幾何圖形、廠房平面、高度尺寸、柱網、各層平臺標高、面積、起重機型號、噸位、跨度、軌頂標高。3)對廠房的采光、采暖、保溫、防水等要求。4)礦倉貯存物料的特點與要求。（含體積、平面）

8、選礦廠各工序的結構設計概況

以銅礦為例，按工序的先后分述如下： 1)粗礦倉； 粗礦倉多為鋼筋混凝土結構，平面圖形為矩形，它的功能是貯存采礦場運來的礦石，供粗碎車間破碎用，倉的頂部設置鋼擱柵控制入倉礦石粒度，避免大粒徑原礦進入倉內造成出礦口堵塞，影響生產進行。入倉礦石受重力作用對礦倉產生較大的沖擊力，容易造成礦倉磨損，設計時常采用錳鋼或舊鋼軌以及高分子塑料板護壁用以抵抗沖擊和避免倉壁磨損，從而保證礦倉的安全使用。為防雨水流入礦倉，礦倉上面設有敞開式建筑物，對于支撐屋蓋的承重柱要防止運礦石的車輛碰撞導致建筑物的倒坍，故應采取保護措施。例如設擋墩、加鋼套等。

2)粗碎車間；

粗碎車間的結構形式一般采用鋼筋混凝土排架，地上一層、地下一層，平面圖形為長方形。車間的主要設備有檢修吊車、顎式或旋回破碎機、鐵板給礦機、皮帶運輸機等。車間的主要功能是對粗礦倉提供的礦石進行第一段破碎，而后運入中細碎車間對礦石進行第二段、第三段破碎。其運作過程是粗礦倉的礦石由出礦口進入粗礦堆場或鐵板給礦機→破碎機破碎→皮帶運輸機將破碎后的礦石提供中細碎車間破碎。

破碎機為動力設備，其基礎應按《動力設備基礎規范》GB50040-96設計。破碎機生產廠家應向設計單位提供下述設計資料進行動力計算：

a)破碎機、電機的相互位置及傳動方式； b)破碎機擾力作用位置；

破碎機基礎宜采用鋼筋混凝土結構，其形式有大塊式、墻式、框架式三種。墻式基礎頂板厚度不宜小于600mm，且不小于L/6（L為頂板跨度），頂板懸臂不大于1500 mm，縱墻厚度不小于400 mm高厚比不大于6。橫墻厚度不小于500 mm高厚比不大于4?；A底板厚度不小于600 mm且不宜小于墻厚，基礎底板懸臂長度不大于2.5倍底板的厚度?？蚣苁交A的底板宜采用平板，其厚度不小于600

mm。兩臺以上破碎機的聯合基礎底板厚度不小于800 mm。當基礎建造在巖石地基上時，并滿足下列條件：

巖石節理裂隙不發育無粘土夾層整體性好；巖石飽和單軸極限抗壓強度大于3*104KPa;巖石的節理裂隙雖發育，但無溶洞裂隙水，在采用注漿后尚能構成基本完整狀態。此時破碎機基礎可采用錨樁（桿）基礎。錨樁（桿）中心距≥5d（樁、桿）且控制在400 mm ~1200 mm之間，距基礎邊緣的凈距≥150。錨入巖層 的深度不小于20 d（錨桿）與15 d（錨樁），錨入基礎的深度不小于鋼筋直徑的25倍，大塊式基礎的錨樁（桿）主筋總面積按基礎底板面積的0.05%計算。

中小型顎式破碎機基礎通常采用鋼筋混凝土墻式基礎，墻式基礎沿墻面應配置鋼筋網：豎向為12~16@200~300，水平向為14~16@200~300。上部梁板配筋按計算確定，墻與底板、上部梁板連接處應適當增設構造筋。地下室的側墻壁、底板多為鋼筋混凝土結構，結構本身應具有抗滲漏能力，混凝土的抗滲等級應不小于S6，地下室地面應避免積水并及時排出，防止積水與礦石中的硫元素通過化學反應產生酸性界質對結構產生腐蝕作用。地面排水坡度宜為2%并配置集水井，集水井的水由工藝配備的水泵定時外排。建在地下室的破碎機基礎、皮帶機基礎以及結構本身應根據礦石成份的實際情況確定防腐蝕的設計對策。為避免設備振動產生不良作用，破碎機基礎應與廠房柱基和底層樓板隔開。

3)中細碎車間

中細碎車間為單層工業廠房，結構形式多為鋼筋混凝土排架，平面圖形為長方形。車間的主要設備有檢修吊車、電葫盧、圓錐破碎機（標準、短頭）前者為中碎后者為細碎用，以及中型圓錐破碎機（中細碎合用）、皮帶運輸機等。車間的主要功能是對粗碎車間提供的礦石進行第二段、第三段破碎，破碎的礦石提供篩分車間進行篩分。圓錐破碎機為動力設備，其基礎應按《動力機器基礎設計規范》GB50040-96設計。圓錐破碎機基礎通常采用大塊式鋼筋混凝土結構，基礎的配筋按規范第4.2.2條采用：

a)當體積為20~40m3時，基礎頂面配置10@200鋼筋網； b)當體積大于40 m3時，沿四周和頂、底配置10~14鋼筋網；

當基礎建造在巖石地基上時巖石性能又能滿足規定的條件，可以采用錨桿、錨樁基礎。

車間內設有操作平臺和高架式分配料倉，均采用鋼筋混凝土結構，分配料倉為篩分車間的篩上物返回到車間供短頭型圓錐破碎機再次細碎。

設計廠房柱基和操作平臺時應與破碎機基礎隔開，避免圓錐破碎機振動產生的不良影響。

4)篩分車間； 中型以上礦山的篩分車間為單層工業廠房，結構型式通常為鋼筋混凝土排架，平面圖形為長方形，車間的主要設備有檢修吊車、振動篩、皮帶運輸機等。車間的主要功能是將中細碎車間提供的礦石進行篩分，合格物（篩下的礦石）送入粉礦倉貯存，以備磨礦車間磨礦用。不合格物（篩上的礦石）通過皮帶運輸返回到中細碎車間的分配料倉，然后由短頭型圓錐破碎機再次細碎，細碎之后再輸入篩分車間篩分，周而復始就形成了工藝上的所謂“閉路”。

車間內設有振動篩的操作平臺，通常采用鋼筋混凝土結構，振動篩安裝在平臺的梁上，梁上預留螺栓與振動篩架連接固定，螺栓直徑的大小由計算確定。振動篩的振動很大，設計時應對振動篩的頻率，支承振動篩的結構頻率進行計算，二者之間的比值要求在規定允許值的范圍內，防止發生共振現象。為避免或減少振動對支承結構帶來的不利影響，在振動篩與支承結構接觸處設計時可采用隔振措施，上世紀八十年代初期在永平銅礦一臺大型振動篩的支承結構的梁上加設了特制的橡皮墊，經試驗證明，減少了振動，取得了較理想的減振效果。隨后這一措施在設計上得到廣泛的應用。

為避免振動篩工作時因振動對車間廠房結構帶來的不良影響，振動篩平臺及其柱基必須與廠房及其柱基隔斷處理。

5)粉礦倉

小型礦山的粉礦倉常采用圓形磚礦倉，中大型礦山的粉礦倉多為鋼筋混凝土槽倉、圓倉。它的功能是貯存篩分車間的合格粒度的礦石（篩下物）供磨選車間磨礦用。其運作過程是：篩分車間的合格粒度礦石通過皮帶運輸機輸入粉礦倉頂上的的梭式皮帶機或卸礦機上，再由梭式皮帶機送入粉礦倉，倉內的礦石由給礦機輸入磨機進行細磨直至可以采用化學或物理學的手段選礦的粒度為止。粉礦倉的貯量大小，應根據磨機的生產規模確定，一般粉礦倉的貯量要滿足磨機1~1.5日的生產需要。由于礦石的成份不一和粒度不勻，倉內的礦石在出礦口處有時會發生堵礦與排礦不暢的現象，形成的原因有二：一為礦石粘性大；二為礦石出礦口處產生了起拱現象。為保證磨機的正常運轉，往往派工人進入倉內采用鋼釬捅開堵住的礦石，使之排礦順暢，然而，這種方法十分危險，稍一不慎就會出現人員被埋事故，這樣整個礦山將會籠罩不文明生產的陰影。對正常生產秩序也會帶來不良影響，為了杜絕出礦口的堵礦現象，我院在上世紀八十年代末期在永平銅 礦工程中采用了“粉粒分流”的改進方案，由工藝、土建兩個專業共同在現場完成施工圖設計。方案特點是礦粉直接進磨機，礦粒進粉礦倉。這個設計實施后，粉礦倉從未發生堵礦現象，杜絕了工人因捅礦而帶來的人員傷亡，之后生產秩序正常，生產效率得到提高，改進方案的設計深得礦山好評。

入倉礦石粒度較小，由重力作用產生的沖擊力較小，故不需要采用高強度的鋼材、高分子塑料板護壁，但必須考慮小粒度礦石的重力作用時的沖擊力，為防止礦倉的磨損，通常采用鐵屑砂漿抹面約30mm厚，防止粉礦倉壁受損。

6)磨選車間

磨選車間是由磨礦、選礦兩個主要工序組成的生產車間，結構形式為多跨框、排架結構。車間平面由五部分組成，分別是粉礦倉跨、磨礦跨、動力設備跨、選礦跨、給藥跨。其中粉礦倉跨、動力設備跨采用框架結構，其余各跨為排架結構。大跨度的屋蓋結構通常采用鋼屋架，預制鋼筋混凝土屋面板，其余承重結構采用鋼筋混凝土結構，根據工藝流程要求，上述五部分廠房地面標高不同，之間形成高度差，車間的剖面圖呈臺階狀，為使各跨之間地面高差得到實施，在車間內部地面標高變化處需設計擋土墻，這點是與其它車間不同之處。

車間的主要設備有檢修吊車、磨機、分級機、水力旋流器、選礦機、礦漿分配器、給藥設施、動力設備、皮帶運輸機、卸礦車以及給礦機等。車間的主要功能是對粉礦倉提供的礦石進行細磨和選別，這些成品經過濃縮、脫水、過濾、干燥之后貯入精礦倉變為商品，出售給需要的廠家。

磨機為動力設備，其基礎應按《動力設備基礎規范》GB50040-96設計，根據磨機生產廠家提供的磨機擾力作用位置以及磨機與電機的相互位置及傳動方式進行動力計算。磨機基礎宜采用鋼筋混凝土結構，其形式有大塊式、墻式、箱式三種，其中大塊式、墻式基礎可不進行動力計算。管磨機的磨頭和磨尾可分別采用獨立基礎，當地基承載力的標準值大于250KPa時（土質均勻）球磨機、棒磨機、自磨機的磨頭和磨尾亦分別采用獨立基礎。當基礎建造在巖石地基上時巖石又能滿足規定的條件時，可以采用錨桿（樁）基礎。磨機基礎通常采用大塊式鋼筋混凝土結構，其配筋多為構造配置按規范第4.2.2條規定采用，由于基礎體積大混凝土用量多，為降低混凝土施工過程中產生的水化熱，在混凝土配合比設計時摻加一些粉煤灰，避免因水化熱過大引起混凝土的早期收縮裂縫。車間內設有操作平臺、泵坑、鋼球倉、電纜橋架等，除電纜橋架采用懸吊（索）鋼結構之外，其余均采用鋼筋混凝土結構。

磨選車間的操作平臺是現澆的鋼筋混凝土結構，模板支撐工作量大，既耗工時又耗木材，工程進度緩慢，且不經濟。為了節約投資減少三材的消耗以及礦山早日投產，上世紀八十年代初期我院在永平銅礦磨選車間廠房設計中對操作平臺采用預制梁現澆板的設計方案，具體作法是：在預制梁上按一定的位置、間距預留圓孔，梁頂面預留出現澆板的厚度以及鋼箍、架立筋，梁的兩側安裝特制的角鋼，通過預留孔采用鋼銷與梁固定，將定型鋼模板支在角鋼上，而后綁扎板鋼筋澆筑混凝土。方案的特點是利用預制梁作現澆樓板的支承，省去了笓笆撐的制作和安裝，同時采用定型鋼模板，拆裝方便，節約了大量木材，加快了施工速度，這個設計方案實施之后，對選礦廠的及時試車、投產為工藝爭取了充足的調試時間，從這里可以看出礦山建設是一個廣闊的天地，那里有很多結構設計需要土建人去研究和創新。

磨選車間的臺階狀地面的形成要由擋土墻設計才能實施，擋土墻的施工，怎么安排呢？是先平整場地還是先作擋土墻呢？這是一個工作順序問題，然而學問很大，稍有閃失，將會對工程建設帶來極大的損失，例如：福建行洛坑磨選車間施工時先平整場地，且土方又超挖，地面雖形成臺階狀，但因為下雨，土體滑移，造成大面積滑坡，結果花了數百萬元處理邊坡失穩，這一沉重的教訓，給了我們一個啟迪，若是調整一下施工順序，即平整場地前放線定位，在臺階地面處先做好擋土墻，再來平整場地，這樣遇上下大雨也不會造成土體滑坡，更不需要花巨資處理邊坡失穩了，顯然，這巨大的浪費完全是一念之間造成的。

磨選車間給藥跨存有化學藥品，在使用過程中對結構可能產生不良影響，故應根據工藝提供的條件確定結構的防腐對策。為避免磨機生產時因振動對車間廠房結構和操作平臺帶來的不良作用，磨機基礎應與廠房柱基和操作平臺板隔開。

7)洗礦車間（略）8)濃縮池

濃縮池屬特種結構，通常采用鋼筋混凝土結構，平面圖形為圓形。根據工藝出料位置的要求，濃縮池可分為高架式和落地式、半落地式三種，從節省投資的角度出發，一般采用落地式濃縮池的設計方案，僅在工藝流程上采用底部出料有 困難時或地形地質條件不適合時，方采用高架式或半落地式濃縮池，濃縮池的主要設備有中心傳動式和周邊傳動式濃密機，前者適于小直徑（6-18M）濃縮池，后者適于大直徑（24M以上）濃縮池，它的功能是將磨選車間提供的液狀精礦在池內濃縮，使其含水率降至35%左右，然后通過池底的管道或皮帶輸送到脫水過濾車間進一步過濾脫水，使其含水率降低到12%，成為選礦廠合格的精礦產品，或直接運入精礦倉或干燥處理后進入精礦倉貯存。

根據工藝要求濃縮池底板呈圓錐形，大直徑濃縮池中央設置中心圓柱支承周邊傳動式濃縮機基座，池壁頂部設有預埋鐵件，用以固定鋼軌，周邊傳動式濃縮機沿著軌道進行圓周運動，使池內的液狀精礦達到濃縮的效果。小直徑濃縮池的直徑兩端設置支墩，支墩頂面設置預埋鐵件固定中心傳動式濃縮機的鋼架或鋼桁架，中心傳動式濃密機在鋼梁（架）中心轉動帶動濃密機的刮板進行圓周運動，使池內的液狀精礦實施濃縮。

濃縮池為露天鋼筋混凝土結構，由于日曬夜露溫差變化作用，通常應按規范規定設置溫度伸縮縫，當工藝不希望做伸縮縫時，結構設計應采用擴大伸縮縫間距相關的技術措施，例如：設后澆帶、混凝土配合比中按試驗數據摻加適量的UEA、HEA等類型的抗裂劑，減小混凝土的溫度裂縫。濃縮池混凝土要求抗滲，其抗滲等級采用S6。

9)脫水過濾車間

脫水過濾車間為雙層工業廠房，結構形式多為鋼筋混凝土排架，平面圖形為長方形。車間的主要設備有檢修吊車、真空泵壓縮機、過濾機、礦漿分配器以及皮帶運輸機等。車間的主要功能是將濃縮池提供的液態精礦（含水率35%）進行脫水過濾，使其含水率降到12%，然后輸入精礦倉貯存。

車間內設有過濾機操作平臺和礦漿分配器平臺，均采用鋼筋混凝土結構，它們的操作荷載均為2KN/M2，檢修荷載分別為3 KN/M2、2.5 KN/M2。

10)精礦庫（或稱精礦倉）

精礦倉為單層工業廠房，結構形式通常采用鋼筋混凝土排架，平面圖形為長方形，庫房內配設精礦貯存倉（池），主要設備有抓斗吊車和地磅。精礦庫的功能是貯存脫水過濾車間輸入的精礦，庫房的屋面防水以及圍護結構工程質量要求十分嚴格，防止庫房內精礦受到風吹雨淋，帶來不必要的損失。庫房內設置的精 礦貯存倉（池）為半地下式鋼筋混凝土結構，貯存倉（池）的大小體積由工藝專業確定。精礦貯存倉（池）的做法有兩種，一為現澆；一為預制。為加快工期節省模板常采用預制鋼筋混凝土結構。具體作法是：底板部分采用現澆鋼筋混凝土，底板與豎壁接頭處設計成杯形槽。豎壁的厚度由計算確定，一般是上小下大變截面形式，豎壁板采用預制。豎壁板預制寬度1M左右（視現場吊裝能力定），豎壁板做成企口板形狀，施工時將豎壁板插入底板的杯形槽內，豎壁板之間采用企口接合，就位之后，杯形槽處采用C30細石混凝土（內摻膨脹劑）二次澆灌，豎壁板的企口縫處采用高強度等級的水泥砂漿抹平填實。大型精礦貯存倉（池）堆放量多豎壁較高，底板受力大，故對地基承載能力要求高，一般宜為250KPa，否則，對地基要采取加固措施。

第二篇：土建設計崗位職責

1.編制土建技術部分的項目投標文件。

2.組織編制項目土建部分專業設計和施工圖卷冊設計任務書。

3.負責本專業與其他專業間的協調配合。

4.參加設計評審，并負責驗審分包單位的設計成品，優化設計方案。

5.負責處理項目現場土建方面的設計工作聯系單，執行設計變更。

第三篇：礦山設計基礎復習題

山東理工大學礦山設計基礎復習題

一、名詞解釋

1、保安礦柱

2、最小工業品位

3、最低可材厚度

4、邊界品位

二、填空題

1、硫化銅礦石的邊界品位是

%，最小工業品位是

%；鉬礦石的邊界品位是

%，最小工業品位是

%；金礦石的邊界品位是

g/t。

2、經濟合理的服務年限，與礦山規模有關。大型及特大型礦山的合理服務年限一般大于

年，中型礦山的合理服務年限一般大于

年，小型礦山的合理服務年限一般大于

年。

3、礦山企業生產費用，按成本項目分類可分為如下九項：，生產過程用的輔助材料費，，，，非生產支出。

三、問答題

1、我國有色金屬礦山三級礦量保有期標準各為多少年？

2、什么叫最低米百分數？

3、礦山企業存在哪四個階段？

4、礦山地面外部運輸，有幾種運輸方式？

四、簡述題

1、簡述礦石工業指標。

2、最小工業品位與邊界品位的區別主要表現在哪幾個方面？

3、壓氣系統設計中，全礦最大耗氣量計算要考慮哪些系數？

4、礦山廢石場位置選擇要綜合考慮哪幾方面的問題。

5、如何考慮礦山尾礦庫場地的選擇？

五、計算題

1、膠東某金礦，地處中低山丘陵區，屬于中小型礦山。采用主平硐盲豎井提升開拓系統，階段高度40m。地表允許陷落，水文地質簡單。礦床埋藏較淺，由多條礦脈組成，礦脈之間

＃相距較遠，相互之間基本不受影響。其中8礦脈走向NE55°，走向長度1600m，探明延深380m，礦體傾角70－83°，礦體厚度0.8－4m，平均品位6－7g/t，礦巖界線明顯，上下盤圍巖穩固，礦體較穩固。請選擇合適的采礦方法，并確定合理的采場結構參數和采礦工藝。

2、某銅礦床，探明地質儲量1750萬噸，銅礦石平均品位1.25%。礦體走向長約1200m，23平均厚度15.5m，礦體平均水平面積18200m，礦石體重3.2t/m。礦體傾角60度。礦體、上下盤巖石穩固性較好。礦山設計采用地下開采，開拓系統為主副井加斜坡道開拓方案，階段高度為50m；選擇的采礦方法為膠結充填采礦法，礦塊結構參數為50m×60m×15.5m，礦房的生產能力為300噸/天，礦房采出礦石率為80%。設計礦石回收率90%，廢石混入率10%。礦山平均一個階段的工業礦量為300萬噸。設計采取單階段作業回采方式，一個新階段的開拓、采準準備時間為3年。設計礦山工作制度為300天/年。初步考慮礦山基建與試生產期5年，達產期20年，收尾結束期3年。請按照“同時回采礦塊數法”“年下降速度法”“及時準備新階段法”這三種方式確定該鉛鋅礦山的生產能力，并用“合理服務年限法”驗證其生產能力的合理性。

3、某有色金屬礦床，探明地質儲量1120萬t，礦體走向長約800m，平均厚度19.5m，平23均水平面積13200m，礦石體重2.9t/m。礦體傾角近85度。礦體及上盤巖石穩固性較好，下盤巖石穩固性好。礦山設計采用地下開采，階段高度為50m；礦塊結構參數為50m×50m×19.5m，礦房的生產能力為200t/d，礦房采出礦石率為80%。設計礦石回收率95%，廢石混入率8%。礦山平均一個階段的工業礦量為280萬t。設計采取單階段作業回采方式，一個新階段的開拓、采準準備時間為3.5年。礦山工作制度為330天/年。初步設計考慮礦山基建與試生產期4年，達產期20年，收尾結束期3年。請按照“同時回采礦塊數法”“年下降速度法”“及時準備新階段法”“合理服務年限法”這四種方式計算可能達到的生產能力，并最終確定該礦山的生產能力。

參考答案

一、名詞解釋

1、正常應當回采、但為保護某些設施而不允許采動的礦段。

2、開采礦段內經濟合理的最小平均品位。

3、具有開采價值礦體的最小厚度。

4、在當前技術經濟條件下，可用礦石（單個品位）有用組份含量的最低界限。

二、填空題

1、硫化銅礦石的邊界品位是0.2-0.3%，最小工業品位是0.5%；鉬礦石的邊界品位是0.02-0.03%，最小工業品位是0.04-0.06%；金礦石的邊界品位是1.0g/t。

2、經濟合理的服務年限，與礦山規模有關。大型及特大型礦山的合理服務年限一般大于 25－30 年，中型礦山的合理服務年限一般大于 20 年，小型礦山的合理服務年限一般大于 10－15 年。

3、礦山企業生產費用，按成本項目分類可分為如下九項： 原料及主要材料費，生產過程用的輔助材料費，生產過程用的燃料費，生產過程用的動力費，生產工人工資，生產工人工資附加費，車間經費，企業管理費，非生產支出。

3、礦山企業生產費用，按成本項目分類可分為如下九項： 原料及主要材料費，生產過程用的輔助材料費，生產過程用的燃料費，生產過程用的動力費，生產工人工資，生產工人工資附加費，車間經費，企業管理費，非生產支出。

三、問答題

1、開拓礦量大于3年；采準礦量1 年；回采礦量半年。

2、最低可采厚度與最小工業品位的乘積。

3、基建期；發展期（或試生產期）；正常生產期（或達產期）；結束期（或收尾期）。

4、準軌鐵路運輸；汽車運輸；窄軌鐵路運輸；架空索道運輸；水路運輸；管道運輸。

四、簡述題

1、①邊界品位；②最小工業品位；③最低可采厚度；④夾石剔除厚度。

2、①用途：最小工業品位是開采用的，邊界品位是圈定礦體用的； ②概念；最小工業品位是開采最低界線，邊界品位是礦體最低界線； ③性質；最小工業品位是區段品位，邊界品位是單個品位； ④應用。最小工業品位采礦應用，邊界品位是地質工作應用；（加1分）

3、氣動工具磨損系數，氣動工具同時工作系數，空壓機生產能力下降系數，管網漏氣系數，高原修正系數。

4、①考慮地形：偏僻冊坡、荒溝； ②考慮庫容：滿足服務年限排廢要求； ③少占耕地；

④考慮廢石化學性質：防火、防污染；

⑤考慮居民區：選在主導風向下風側。

5、①利于筑壩（天然溝塹、枯河、峽谷等地）； ②利于尾礦自流輸送（盡量低于選廠標高）；

③考慮尾礦庫滲水處理（避免污水滲漏污染農田或直接進入江河）。

五、計算題

1、答題要點：

①方案確定：要初選3－4種采礦方法，進行技術經濟分析，選擇確定淺孔留礦法； ②結構參數：確定礦塊尺寸，礦塊高度40m，厚度0.8－4m，長度50－80m； ③采礦工藝：要明確是淺孔鑿巖爆破，采場內進行二次破碎，局部放礦。

2、①同時回采礦塊數法：

A??K1?N?P?0.4?16?300?2400t/d ＝72萬噸/年； 0.8②年下降速度法：

A?HS?K12?18200?3.2?0.9??698880t/d ≈70萬噸/年；

1??1?0.10③及時準備新階段法：

A?Q?K300?0.9??71.43萬噸/年；

T????1???3?1.4?0.9④礦山生產能力為70萬噸/年； ⑤用合理服務年限法驗證：

T?Q?K1750?0.9??25年；符合我國有色中型礦山服務年限大于20年的規A??1???70?0.9定。

3、①同時回采礦塊數法：

A??K1?N?P?0.4（注：ω可取0.3－0.5； ?13?200?1300t/d≈43萬噸/年；0.8②年下降速度法：

A?HS?K14.4?13200?2.9?0.95?t/d＝56.9萬噸/年； 1??1?0.08③及時準備新階段法：

A?Q?K280?0.95??59萬噸/年；（注：ω可取1.1－2.0；

T????1???3.5?1.4?0.92④合理服務年限法：

A?Q?K1120?0.95??49.21萬噸/年；

T??1???23.5?0.92⑤礦山生產能力取以上最小值，即為43萬噸/年。

第四篇：礦山水文地質設計工作思路淺析

礦山水文地質設計工作思路淺析

摘要:水文地質設計在礦山的建設與運行中都有著十分重要的意義，在礦山建設之初就要對選址區域進行水文地質的勘探，在建設中更是離不開水文地質設計工作，本文就不同階段的水文地質工作進行了論述，為礦山更好地開展這項工作提供了一些途徑。

關鍵詞：礦山；水文地質；設計；工作思路

一、礦山水文地質設計的意義

礦山水文地質工作的主要內容是對礦山所在地的水文地質情況進行詳細的了解，然后在此基礎上做好這種條件下礦山的防水工作，保證礦山在進行開采作業的時候，免收地下水的侵害。為了保證礦區不受水害的影響，在礦山建設的時候對水文地質情況進行準確、全面的了解相關的技術人員要深入礦區，利用各種儀器以及方法開展探采作業，以便獲得礦區的水文地質的準確數據以及相關的信息。特別需要注意對礦床的可能涌水量、充水條件、以及實際涌水量要進行精確的勘測以判斷，在此基礎上對礦山的防水與排水工作以及對礦山影響較大的水文情況做出評價。為下一步建設礦山的防排水系統工程提供可靠的依據。

礦山水文地質工作對礦山建設來說是非常重要的關系著礦山今后的正常運行，要根據礦體的開采方式確定礦山的防水設計內容，防水設計根據礦山建設階段的不同可以分為建設階段的設計與生產階段的設計。在礦山建設開工之前技術人員就要進入施工現場進行水文地質勘測,水文地質情況對于礦山建設的質量以及建成后采礦工作開展的是否順利有著極大的影響。但是由于許多礦山施工隊的素質不高，并沒有認識到水文地質情況對礦產建設的重要性，所以在施工建設中很少考慮這方面的因素，不能準確的掌握水文地質情況。在實際施工建設中往往會出現一些意料之外的情況，影響施工的進度與質量，礦山水文地質工作的主要內容就是對礦床中的地下水具體情況進行研究,在掌握地下水的活動規律的基礎上，采取有效的措施避免地下水給礦山的建設與開采帶來的危害。地下水流動性與再生性對礦區的建設與生產的影響極大，如果礦床底下蘊藏著豐富的地下水資源，對礦山建設與開采都是非常不利的，會為礦區的建設帶來極大的困難，也不利于礦區的采礦作業。另外在建設中還要注意保護地下水資源不受污染，對地下的流向不要隨意改動，要保證當地居民的正常用水，是當地居民的正常生活不受影響。

二、礦山建設與生產階段的水文地質設計

（一）找礦勘察

在礦山建設開采之前對采礦地的水文地質的基本情況與活動規律進行的預測，具體的勘探獲得精確的水文條件數據，掌握地下水的分布于活動特點，并且針對這些制定相應的水文設計方案解決可能遇到的水文地質問題。這兩方面不可偏頗，要給予同等的重視。舉例來說，當某地經過科學的勘察與檢測確定具有豐富的礦產資源，并且決定要對該礦產資源進行開發利用，這時就要發揮水文地質工作的優勢，對當地的水文地質情況進行祥細的勘察而且要根據觀測到的數據建立地下水的動態觀測設施，記錄下變化的特點以及關鍵的數據，經過科學研究系統的考察確定適合開發利用這一礦產資源，就馬上著手進行建設的準備工作，否則經過科學嚴謹的考察與論證發現在這一地區的地質條件不適合開采與利用就應給馬上停止開發、建設礦區的行動，避免造成更大的經濟損失，避免的財力與人力資源的浪費，節約了建設資金，規避了投資的風險。

礦山水文地質工作的重點應該放在水文地質單元的研究上面，地下水補給與疏干與水文地質單元的大小有著直接的關系。礦山水文地質方面的技術人員要利用先進的技術與方法對水文地質單元的地形地貌以及地質構造等進行準確的把握。對整個山域的水文地質條件要了如指掌，要選擇不同規模與不同類型的礦床進行勘測，這樣有利于全面掌握礦床的水文地質情況，了解水文地質情況通常情況下可以通過地質觀測孔進行觀測與記錄，這樣獲得的觀察

數據較為準確，但是比較特殊的礦床就不適用于大水巖溶礦床。因為巖溶地貌的礦山富水性與透水性都不均勻，用上面所說的方法很難獲得準確、有效的數據，想要獲得準確的數據就要首先進行小孔測算，在此基礎上選擇大口徑鉆孔，然后進行測算，這樣才可以獲得具有參考價值的、準確的數據，這些水文地質資料可以在施工建設中起到重要的作用，如、防止在采礦作業中的礦山塌陷事故的發生，在礦區的施工作業中地下水疏干或者是大量取水的活動如果處理不當的話都可以地面塌陷的事故發生，危及人們的生命財產安全使礦山遭到破壞，農田水利設施以及自然環境等也會受到不同程度的破壞，所以水文地質勘測為我們避免發生意外提供了第一手資料。使我們能做到防患于未然。在水文地質勘查中還要重視對隔水層于含水層的勘察、檢測，要把兩者放在同樣重要的位置上進行檢測。隔水作用在于它的存在可以降低地下水的充水危險。在采礦時一定要注意保護隔水層，不要去破壞它，使它保持天然的狀態，這樣就可以使含水層的威脅得到有效的降低甚至會徹底的排除含水層的威脅。礦產開發企業與水文地質部門都要重視隔水層的這一特點，并且要充分的利用，減少建設資金的投入。

（二）基建階段的水文地質設計

基建階段是采礦工程項目建設的中心環節。在工程準備階段的水文地質工作在這一階段都可以得到實施與檢驗，并且在實踐的過程的不斷的完善。

在這一階段的過程中調查之初根據水文地質情況設計的措施與方案會在這一階段得到實施，在實施的過程中可能會暴露一些勘察方面的缺點、不足要在施工建設的實踐中解決這些問題，對設計方案進行補充。施工中可以借鑒我國在治理地下水方面的成熟經驗，如，帷幕堵水、躲水采礦、疏干排水等方案相互配合的治理地下水，使它在可控的范圍內活動。帷幕堵水采礦的方法適用于水量較大的礦山使用，這種方法主要是在地面或者是井下鉆孔然后把特殊的材料注入鉆孔中，達到防水目標。它可以減少生產資金的投入降低施工成本，雖然帷幕堵水的一次性投入資金較多。但是后期投入資金少但作用長久。帷幕形成之后會一次性的解決在勘察過程中已經發現的與尚未發現的問題。這種方法會有效地改善礦山采礦作業的環境，使采礦工作可以再比較安全的環境中開展。躲水采礦是使人們在長期的工作實踐中總結出的一種方法，這種方法可以有效地降低礦區坑道內的水量，使工人們能夠進行正常的礦區作業。也是一種比較安全使用的方法，其工作原理是利用礦區的自然隔水條件如厚層石灰巖、以及隔水層、阻水構造等形成一個安全的采礦作業環境，使開采作業正常運行。這種方法對自然條件的要求較高，只在特定的區域內可以采用這種方法。如果礦區內的水量較小可以采用疏干排水的方法解決開采中的水文地質問題。這種方法資金投入少，安全系數高，是我國礦區中經常使用的傳統的排水方法。疏干排水法是利用放水洞室、疏干鉆孔、以及巷道等將作業面內的水量降低到安全程度，保證施工安全的一種做法。使用這種方法要注意不要引起地面塌陷，如果在實施這一方法的時候出現地面塌陷說明該區域的地質情況比較復雜，不適合采用這種方法，另外要對塌陷地區采取適當的技術措施進行補救。

（三）礦山生產階段

在這一階段尤其要重視水文地質問題，把好施工建設的安全關，確保礦井以及施工人員的人身安全。水文地質人員要時刻關注安全生產問題及時觀測涌水的規律，記錄用水量根據觀測到的資料制定治理水問題的方案，對礦區內的巖溶洞穴充水、斷層破碎帶與采空山積水的情況要及時準確的了解與掌握，對其可能造成的危害要準確的估算，對安全生產提出建設性的意見，為了做好礦區的安全生產工作還應該做好平時的水文勘測工作，及時記錄在工程勘察與建設施工中設置的觀測孔的水文地質數據，然后把這些數據積累起來進行總結分析，如果出現異常情況及時預警，保證礦區的安全性與工人的生命安全。

三、結語

水文地質工作對礦山的采礦作業具有不可替代的作用，在礦區的建設的每一個環節中都

不可缺少，是礦山采礦順利進行的一個必要的條件，要在施工中把不斷的總結生產經驗與學習專業先進的技術結合起來，總結研究出更加適合礦區開采作業的水文地質方面的技術措施，有效地提高施工作業的安全性與舒適度。

參考文獻：

[1]于潤滄.采礦工程師手冊：上冊[M].北京：冶金工業出版社.2009(10).[2]楊建安.礦山水文地質設計工作思路淺析[J].有色冶金設計與研究.2010(04).

第五篇：礦山貫通測量的設計

礦山貫通測量的設計 摘要：礦山測量中大量日常性的工作是為井巷掘進實現貫通。能否實現井巷貫通是衡量測繪工作質量的一個重要標志。通過總結該次測量工作中的實踐工作經驗，介紹一些保障井巷貫通精度的一些措施，為以后的高精度貫通測量提供了非常有益的借鑒。

關鍵詞：礦山貫通測量測量精度

一、貫通測量的概念

為了加快巷道掘進的速度，縮短巷道內通風的距離，改善工人的勞動條件，常在同一巷道的不同地點增加工作面分段掘進，最后使各分段巷道按計劃要求貫通。在整個巷道貫通過程中，為了按計劃要求掘進，保證滿足貫通的精度，為此而進行的所有測量工作，統稱貫通測量。由于在貫通測量中不可避免的存在貫通誤差，這里所指的誤差包括地面與地下的控制測量誤差以及聯系測量的誤差等，最終使各掘進的工作面不能準確無誤的實現貫通，而不可避免的出現貫通誤差。貫通誤差發生在空間的三個方向，沿巷道中心線方向的誤差，稱為縱向貫通誤差；在水平面內垂直于巷道中心線方向的誤差稱為橫向誤差；高程方向的貫通誤差稱為豎向誤差。其中橫向誤差和豎向誤差直接影響巷道的質量，又稱為重要貫通方向的誤差。

二、貫通測量在礦山中的應用

測繪工作是礦山生產行業中的一項重要基礎工作與技術服務工作。測繪工作質量的好壞直接關系到礦山生產的正常運作。礦山測量在礦山生產中的主要任務是為井巷開拓、機電設備安裝、為各井巷提供準確的中線、腰線位置、數據與圖紙。礦山測量的好壞，集中表現在測量成果的好壞上。礦山測量日常性的工作是為巷道掘進指導方向、坡度、成形，包括部分巷道的貫通。能否實現井巷貫通是衡量測量工作質量的一個重要標志。普朗銅礦3540膠帶運輸平硐是普朗銅礦的一條主要運輸平硐，該平硐掘進實行相向掘進，于2005年11月開始施工，中期由于一些原因停工一段時間，2007年9月順利貫通，該巷道貫通測量導線長3310.8米，直線貫通距離為1428米。根據相關規定，結合工程的需要，規定重要貫通方向上的容許偏差為：橫向貫通偏差±300mm,豎向貫通偏差±200mm。

三、貫通測量案例分析

1、選擇貫通測量方案

在選擇貫通測量方案時，采用了以下設計方案：

（1）獨立觀測次數為兩次。

（2）對原導線進行復測時，條件允許的地方，都沿原導線設站。且整條導線的測量工作一次完成，減少偶然誤差。

（3）井下測量時，按井下7秒級導線進行測量，一站兩測回，同一測回中半測回互差不大于20秒，兩測回互差

不大于12秒，每條邊的邊長測四次，互差不大于10mm。

2、貫通測量誤差預計

2．1、根據上述測量方法確定的誤差預計參數如下：

(1)井下測角中誤差：mβ=±7″

(2)測距儀測邊平均中誤差mL=±5mm

(3)三角高程測量豎直角觀測中誤差mhl=±15mm／百米

2.2貫通相遇點K在水平重要方X/軸上的誤差預計：

(1)井下導線測角誤差引起K點在X/軸上的誤差:

(2)井下導線測邊誤差引起K點在X/軸上的誤差:

(3)井下各項誤差引起K點在水平重要方向X/軸上的中誤差：

在以上三式中，mβ下--地下導線的測角中誤差；Ryi下--地下導線第i點至x軸的垂直距離；ml/l--地下導線量邊的相對中誤差；dxi下---地下導線邊在x軸的投影長度。

2．3、貫通相遇點K在高程上的誤差預計：

(1)三角測量引起K點的誤差Mh三角=mhl×R-2=±56mm

(2)井下高程測量引起K點的高程中誤差Mh（按二次獨立測量計算）：Mh=Mh三角÷2-2=±40mm

2．4、貫通點點K的誤差預計(取3倍中誤差)：水平方向誤差預計：

MXK預=±3×mxk下=±126mm

高程方向誤差預計:

Mh預=±3×Mh=±120mm3、貫通精度

3.1、貫通聯測

普朗銅礦3540膠帶運輸平硐貫通后，通過聯測，從JM04—JM03符合到JM02—JM01后，方位角差為19″，JN01的X坐標差為60mm,Y坐標差為25mm,Z坐標差為6mm。貫通工程在重要方向上的偏差如下：

類別實際偏差預計偏差限差

平面0.065m±0.126m±0.300m

高程0.006m±0.120m±0.200m

3.2貫通精度

Fx=0.060m,Fy=0.025m，Fh=0.006m，相對精度Fs=1/53000，Mh=Fh÷S=1.8mm/km。從以上的數據可以看出該巷道貫通的精度相當高，符合設計要求。

四、結束語

該項工程的順利貫通，為測量專業技術提供了許多值得借鑒的經驗，歸納如下：

1、認真審核設計圖紙，消除數字錯誤，這是確保完成貫通工作的大前提。雖然有各級設計部門層層校核，但最后在圖紙上仍會出現或大或小的數字錯誤，測量人員如按這些

錯誤的數據計算標定要素與放線要素，則勢必造成重大經濟損失，所以把好審圖這一關是測量人員在實施測量貫通工程中首先應抓好的大事。

2、在貫通測量前要進行貫通測量的誤差預計，即預計根據設計的測量方案，包括測量方法和所使用的儀器，按誤差理論來估算測量誤差在貫通點處每一重要方向上的中誤差，取其二倍作為巷道貫通的極限誤差，將該極限誤差與貫通的容許偏差相比較，若小于偏差的容許值，則說明所設計的貫通測量方案可行，否則就要修改測量設計方案，直到滿足要求為止?？傊?，要作到即不盲目追求精度高，又滿足工程要求。

3、在貫通測量中，采取可靠的檢核措施，對所有的測量工作都應獨立進行兩次，取其平均值為最后結果。

4、采用先進的技術裝備進行測角量距與計算。在外業作業前做好儀器的檢驗校正工作。

5、在內業計算時，兩人獨立進行對算，檢查結果是否一致，之后再用計算機將原始數據輸入計算，以檢查其結果與對算成果是否相符，如有出入則認真檢查以糾正在計算或抄寫中的錯誤。對內業資料的保管則由專人負責，保管人員不作變動，確保內業成果齊全完整。

6、小斷面掘進，當貫通距離剩余2O米以上時，采取小斷面掘進，提高了貫通段的巷道質量。

7、不斷提高測量人員的素質，確保業務技術骨干的穩定，這是保證測繪工作質量的關鍵。測量人員的老同志要以身作則、言傳身教，要求在思想上做到：有強烈的工作責任感、飽滿的工作熱情、嚴格執行相關規程，認真細致的工作作風、團結協作的精神；在技術上做到：有堅實的理論基礎、熟練的操作技能與快速細致的計算能力。

顯然，貫通測量工作責任大，必須精心組織、盡力實施。如果在貫通測量中發生差錯，使巷道不能按計劃要求貫通，或者雖然貫通但誤差太大，嚴重影響巷道成型質量，這將會造成人力、物力和時間上的嚴重損失。

參考文獻：

【1】貴仁義，龔欣繁，方源敏工程測量原理與應用昆明理工大學

【2】奚翔光，黃成偉，程占榮長距離井巷貫通工作淺談測繪通報2002年第2期

【3】朱建華大型貫通測量的實踐與精度分析工程論壇2005年第19期