一、选题背景（含题目来源、应用性和先进性及发展前景等）

1、题目来源：

该设计题目来源于实际生产。本次设计是根据华北理工大学矿业工程学院采矿工程专业毕业设计任务书和矿山实际地质资料，对矿山资源进行详细的采矿方案设计，要求技术可行，经济合理，对矿山有实际工程意义。

2、市场概况：

自2004年中国正式参加铁矿石价格谈判以来，国际铁矿石价格已连续4年上涨，累计涨幅达165%。有消息称，铁矿石供应商想将明年的长期协议价格再提高30%至50%。

正当中国进口商与国际供应商新一轮铁矿石价格谈判即将启动之际，全球矿业巨头必和必拓矿业集团宣布希望收购力拓矿业公司，以组建一家市值3500亿美元的矿业集团。业内内人士认为，如果合并成功，必将使中国进口商的谈判任务更加艰苦。海外矿山集中在少数巨头手中，使资源消费国的经济前景复杂化，对中国来说尤其如此。

为了减少对大型铁矿石供应商的依赖，国际大型钢铁企业都在想方设法拥有自己的铁矿。近年来，中国企业也一直努力走出国门，寻找可以不受控于国际垄断集团的铁矿资源。

为解决铁矿石消耗巨大的难题，除了钢铁企业积极加快海外寻矿步伐外，国家也陆续实施调控措施，压缩铁矿石需求，整顿铁矿石贸易秩序。我国铁矿资源总量很大，但禀赋较差，开发利用成本高。近年来，针对贫铁矿品位、成本、环境三大难题，我国通过技术攻关建立了资源高效绿色智慧开发新模式，实现了提高品位、降低成本、扩大规模、绿色高效的目标，为贫铁矿大规模开发利用提供了解决方案。但从开发建设情况来看，仍然存在开发利用滞后、国内供应不足、自给率不断下降，产业集中度低、主体地位不明确、缺乏中坚力量支撑引领等难题。与巴西、澳大利亚等优质铁矿资源大国相比，存在资源“贵”买不起、办证“难”耗不起、投资“大”建不起、负担“重”转不起、经营环境“差”不敢投等突出问题。

3、应用性及先进性

根据近几年矿石需求量持续上涨，矿山企业的兴起，选定了该设计题目，主要应用于中小型矿山的开采，由于国内外建设对钢铁企业的依赖，在未来若干年矿山企业还会越来越壮大。通过此次的设计，会使自己的能力得到一步提升，将来能更好的适应工作。

结合所学知识，能做到理论联系实际，较为合理地完成本次设计的矿床开拓方案，选择合适的采矿方法，较为合理的选择矿山设备以及进行矿山生产技术经济概算，以便在以后工作岗位中能更快地适应现场实际情况，具体问题具体分析。

4、发展前景

东沟磁铁矿具有开发利用价值，合理的开发利用能够刺激和推动当地经济的快速发展，增加当地税收和就业岗位，分担政府压力改善民生，有利于提高人民生活水平，逐步加快农村城市化进程，于此同时带动其他产业的发展，进一步创造经济价值，对当地今后的发展具有重要意义。

5、地质概况

东沟磁铁矿属承德市双滦区大庙镇管辖。

该区地处燕山山脉中段，海拔高度1000—1375.2m，相对高差375.2m，属中低山地貌。地势东高西低，山脊走向为北东向和东西向。该区域属于滦河水系，区内水系不发达，丰水期有地表水流，枯水期断流。

本区属大陆季风气候,冬长而寒冷,夏短而炎热,多年平均气温9.1°C。7月份平均气温24.4°C,1月份平均气温-9.4°C,极端最高气温41.5°C,极端最低气温-24.2°C,最大日温差23.8°C。历年最多风向，静风、西北，最多风向频率,静风52%,西北6%，平均风速1.3m/s,十分钟最大风速21.3 m/s,瞬时最大风速26m/s。历年最大降水量835.9mm,最小降水量326.7mm,平均降水量557.9mm,月最大降水量382.8mm ,24小时最大降水量151.4mm,1小时最大降水量55.0mm,10分钟最大降水量24.4mm,连续最大降水量223.0mm(5天)。历年最大积雪深度27cm,雪压1.8g/cm2。电线积冰厚度25mm。最大冻土深度126cm。

地方经济以农业为主，农作物主要为玉米、谷子及薯类等；林业以红松和落叶松为主。随着国家改革开放的优越政策，镇内工矿企业较为发达，尤其铁矿的开发极大地带动了当地经济的增长。

区内劳力充足，电力、水力充沛，可满足中、小型矿山生产及生活需要。

5.1区域地质

矿区大地构造位置处于中朝准地台、内蒙地轴东段，建平台拱中宝国老断凸北东端。

（1）地层

区域出露的地层主要有：

1）太古宙变质表壳岩组成

分布于太古宙变质杂岩中，以包体形态存在，呈带状、透镜状分布，具体岩性为斜长角闪岩及磁铁石英岩，其中后者部分构成工业矿体。

2）第四系（Q3）

分布于现代山间坡地前缘，由上更新统（Q3）组成。

（2）构造

区内断裂构造发育，主要由鸡冠山断裂及其派生的次一级NE向断裂构造组成，受此影响，区域上片麻理方向及脉岩产状均呈95°方向展布，倾向SW。

（3）岩浆岩

区域上岩浆侵入活动频繁，主要为华力西晚期的二长花岗岩（ηγ4）及闪长岩（δ43）呈环岛状分布于太古宙变质杂岩周围。

（4）变质岩

广泛出露于区域中部，由变质深成岩和变质表壳岩组成。

（5）矿产

区域内主要金属矿产以金、铁矿为主。

5.2矿区地质

矿区内大面积出露太古宙变质杂岩（Gn），主要岩性为黑云斜长角闪片麻岩夹磁铁石英岩。

黑云斜长角闪片麻岩为中粒变晶结构，片麻状构造。主要矿物组份为角闪石、斜长石、石英组成，此外还含有少量黑云母、磁铁矿、磷灰石等。

磁铁石英岩：粒状变晶结构，不规则条带构造。主要组分为磁铁矿、石英组成，其次含少量黑云母、角闪石等。磁铁石英岩多呈似层状、透镜状分布于片麻岩中，与片麻岩呈整合接触。

片麻理走向为北东，倾向北西。

第四系主要为上更新统的黄土及砂质粘土，沿沟谷分布。

二、设计方案（含设计主要内容、方法手段、实验准备情况及预期达到的目标等）

1设计思路

根据矿体赋存条件及地表情况，对矿体生产规模、开拓系统、运输提升系统、采矿方法及通风、排水、供电系统等进行设计，得到一个最优的矿床初步开采设计方案，为资源合理开发利用提供可靠的依据，能有较好的生产效益，经济意义和社会意义。

2设计内容

2.1开拓系统设计：

根据地质条件，选择合适的开拓方法，目前19、20号矿体已全部在采坑控制之中，采坑控制长度240m、500m，两端无延长工程控制。矿体水平厚度5.68-11.8m，矿体总体走向95°，倾向南西，倾角55-67°，矿体比较稳定，预采用竖井开拓法。

2.2 采矿方法设计：

矿体为倾角大于55°急倾斜矿体，且矿岩及围岩稳固，矿体不结块，无自然现象，开采方法预设计为浅孔留矿法。

2.3运输与提升系统设计：

选用适合的运输设备，主要巷道运输设备的选择：运输平巷中运输设备的类型及数量；回风平巷中运输设备的类型及数量。轨距、矿车类型及数量的计算与确定，计算车组数量，确定电机车台数。

选择提升设备的类型和规格；计算提升能力，合理选择提升钢丝绳和提升机，确定提升机与井筒的相对位置，计算电能消耗和提升效率。

2.4 通风系统设计：

矿区地层主要为太古宙变质岩系，开采磁铁矿，属“鞍山式”铁矿。矿体中石英成分较高，在采矿工作面应进行洒水降尘，一定进行湿式凿岩，以防矽尘对周围环境及人体的危害。预计采用抽出式通风。

2.5排水系统设计：

该区水文地质条件简单，区内无长年性河流和泉水，无丰富含水层，孔隙水、裂隙水含量较少，大气降水是矿床充水的主要来源，该区气候干旱，年降水量387～610mm左右，主要集中在6～8月份，年蒸发量为1600～1805mm，蒸发量远远大于降水量，大部分降水以地表径流形式排泄，只是很少一部分下渗补给地下水，所以在6～8月份降雨集中季节应注意防洪、排水、以避免水害的发生。

在矿井建设和生产过程中，必须设置排水系统，把涌入矿井的水及时从井下排至地面，以保证矿山的安全生产。根据地下水涌水量和降雨渗入量计算，制定排水方案，对水泵的选型、管路的选择及水泵的工况进行计算和确定，同时设计水仓和水泵房。

3预期目标及成果

3.1预期目标：

掌握矿山开采设计的基本内容、程序、方法以及技术规范。毕业设计的目的旨在参考所收集资料，提高对采矿工程设计的计算、图表绘制、计算说明书的编写的能力，解决矿山生产的实际问题。

3.2预期成果

（1） 开题报告一份；

（2） 中期报告一份；

（3） 设计说明书（包括摘要（中英文）、关键词（中英文）、目录、综述、正文、参考文献、致谢）；

（4） 翻译（翻译中文资料2000字）；

（5） 采矿方法图；

（7） 地形地质及井上下对照图；

（8） 开拓系统纵投影图；

（9） 各阶段水平工程布置图。

三、进度安排

第七学期

第八学期

四、参考文献

[1],,. [M]. , 2012.

[2]张富民．采矿设计手册（井巷工程卷）[M]．北京：中国建筑工业出版社，1988.

[3] [2]张富民．采矿设计手册（矿床开采卷下）[M]．北京：中国建筑工业出版社，1988.

[4]. [M]. , 1979.

[5]解世俊．金属矿床地下开采[M]．北京：冶金工业出版社，2008.

[6] SME. Mining Engineering Handbook[M]. Now York: McGraw Hill, 1973.

[7] Huslrulid WA. Underground Mining Methods Handbook[M]. London: The

library Association, 1982.

[8] Mining method selection by integrated AHP and PROMETHEE method.

Bogdanovic Dejan，Nikolic Djordje，Ilic Ivana，Anais da Academia Brasileira de Ciencias，2012．