下盘的近主断面处。断层成矿后有较弱的活动,显张性,使局部的矿体被破碎。
在三山岛矿区内出露的为其北段,地表出露和工程控制长度1700米,构造岩带宽50~200米。总体走向40°,倾向南东,倾角40°,工程控制倾斜延深1000米以上。走向、倾向上均呈舒缓波状,显压扭性。
2、成矿后断裂 F2断层
F2断裂是F3断裂的次级或平行断裂,其特征基本一致,向北西基本已延伸入海。位于1号蚀变带西侧(下盘)约200米处。走向12°,倾向北西,倾角85°。断层长600米,北入渤海。为一左旋扭性断层,横切黄铁矿石英脉,错距为20米。地表槽探揭露,断层裂面无断层泥、糜棱岩和角砾岩。延伸在250米处即无踪迹。
F3断层
该断层为区域上三山岛——三元断裂的西北端,在矿区内长1500米,向北西伸向莱州湾,向南东延长到矿区之外。断层于32线与36线间通过,横贯矿区。延深大于600米。断层走向300°,倾角近于直立。该断层活动至少有两次,一次为张性,使大量辉绿岩脉沿断层侵入;二次为左行平移,使辉绿岩破碎,将F1断层左行水平错距达20米。根据辉绿岩中含有黄铁绢英岩的捕虏体,确定为成矿后的断层。
由于该断层的破碎带以角砾岩为主,故富水性和导水性良好。又因其切割F1断层向西北端伸入渤海,其不仅局部破坏了F1的隔水层,而且沟通海水与采区的联系,造成采矿坑道大量涌水。 2.4矿床开采技术条件
根据岩性及工程地质条件划分为:松散软弱岩组、风化及构造蚀变岩组、块状岩组。其中,只有块状岩组工程地质条件良好,其余岩组工程地质条件较差。
矿体顶底板岩石均为构造蚀变岩,为软弱~半坚硬岩,工程地质条件差~较好。影响岩体稳定性的主要因素为各种地质结构面,特别是F3、F1断层等大型软弱结构面,坑道位于F1断裂的下盘,北西向构造发育,断裂带及附近岩石受挤压而破碎,掘进时易产生掉块和塌方。
采场上盘围岩由于接近F1断层,顶板围岩的稳定性受F1断层影响显著,开采时在采场内易发生较大规模的冒顶。所以,在开采时应采取有效的支护措施。
F3断裂走向北西,产状近直立,断裂带内岩石破碎,主要由碎石、泥石、高岭土、砂砾石及粘土组成。在地下水的长期浸泡下,处于饱和状态,物质颗粒之间摩擦力减少,巷道掘进至F3断裂时,易引发坑道泥石流灾害。
综上所述,该矿区为近海岸地下开采的矿山,矿体倾角缓,断裂构造发育,近矿围岩多不稳定,局部地段易发生矿山工程地质问题,工程地质条件复杂程度为中等~复杂。
第三章 开拓运输系统
3.1开拓方案选择
根据设计委托书要求:在矿山扩建期间不影响生产的前提下,新立矿区采选综合能力为8000t/d。
为实现上述生产能力,本次设计新立矿区总提升能力要达到9000 t/d,其中矿石7800 t/d(新立矿区与三山岛矿区总量),废石1200 t/d(新立矿区废石量)。
新立矿区目前有三条提升井:主井、副井和措施井,其总提升能力可达3500 t/d。另外,为加强矿山基建期提升能力,设计将现有主井提升系统进行简单改造,矿山现有提升系统的提升能力可超过4000t/d。
在选择矿区提升能力扩建的方案时,设计按照改扩建现有竖井工程和新建井工程进行了方案比较。
方案一:新建主提升主井
在新立矿区新建主竖井,位于55~63线间,靠近原主竖井,井口中心坐标:X=39848.00,Y=94635.00,Z=5.00,井筒净径φ4.5m,井深750m,采用方钢罐道,内设22m3底卸式箕斗与平衡锤配重。提升机选用JKM-4.0×6(III)E型多绳摩擦提升机,电机功率2570kw。该井下设坑内破碎系统并在-500m和-700m设两个装矿水平。设计新竖井提升能力为9200t/d。
粉矿回收:新建主井设独立的粉矿回收系统,井底粉矿用粉矿回收井提升至-600m中段后卸入矿石溜井,粉矿回收井直径Φ3.5m,分别与破碎硐室和皮带道贯通,内设1800mm×1150mm单层单罐配平衡锤,木罐道,并设梯子间及管缆间。
本方案中,矿山现有副井主要用来下放人员、材料,新建主竖井
可完成全矿的矿、废石提升任务。
进风井:目前矿山仅有措施井和副井进风,不能满足矿山扩大生产规模的需风量,设计新竖井投入使用后,现有主井改为专用进风井。
计算方案一基建工程量为45422 m3(含溜破系统、粉矿回收系统及主井改风井的辅助工程)。
本方案计算新建主井全部工期为28个月(含主井掘砌安装、井塔建设、溜破系统、粉矿回收系统)。
方案二:改造现有副井
①拆除现有副井井塔、井筒装配、提升设施、管缆设施进行重新装配。井内设15m3箕斗配平衡锤,采用塔式提升(新建井塔),钢丝绳罐道,配置JKM4.5×4提升机,电机功率1800KW。并新增设溜破系统和装矿系统。计算其提升能力可达到6500t/d。
②改造副井带来三个问题:由于现有副井内设管缆间,为不影响生产,副井改造前必须解决坑内管缆敷设问题;同时,由于副井被改为主井,矿山仅剩措施井(作副井用)进风,需增设进风井。副井改造带来的第三个问题是:改造后的副井布置不开梯子间,矿区减少了一个安全出口,根据安全规程要求,在矿区措施井到西风井之间需增设一个安全出口。
③问题的解决办法:鉴于上述三方面原因,设计在副井改造前在现有主副井工业场地新设计一管缆井兼进风井,内设梯子间,作为安全出口。该井的实施解决了副井改造带来的三个问题。该管缆井设计在现有主副井工业场地还可以充分利用已有坑内石门工程进风。
④管缆风井设计:根据进风需要,设计该井净断面为ф5.5m(最大进风量为350 m3/s),井深405米(到-400m中段)。为加快建设速度,同时考虑由于上部坑道分风及深部坑道工程辅助进风,深部通过管缆风井的风量将减少,设计将-400m以下的管缆井改为盲竖井,净
断面为ф3.8m,配置2#双层罐笼配平衡锤的方式,2JK-2.0/30单绳缠绕式提升机。该井兼做粉矿回收井(粉矿提升至-600m中段)。井深347m(井底标高-747.1m)。盲竖井的设计,可形成管缆风井的正掘与反掘的多头作业,加快管缆风井的施工进度。
要在3年内完成8000t/d扩建工程,在副井改造期间,现有主井已没有能力完成基建期废石的提升任务。因此需要对新建管缆井(-400m以上)进行提升系统装配,替代副井改造期废石提升任务。遵照简单易行投资少而能力尽可能大的原则,该井配置2#双层双罐互为配重的方式,2JK-2.5/11.5单绳缠绕式提升机,钢结构井架。
⑤副井改造:在完成管缆风井的装配工作后,开始拆除副井井塔及装配设施,并将副井向下延伸67.3m至-758.55m,达到改造成主井的要求,进行井筒装备及井塔建设。
本方案中,改造后的主井和现有主井共同完成全矿的矿废石提升任务,现有措施井作为矿山人员、材料进出坑内的通道。
计算方案二基建工程量为49676 m3(含管缆风井、溜破系统、粉矿回收系统及副井延伸工程)。
本方案计算改造副井全部工期为29个月(含管缆风井掘砌安装、副井拆除装配、副井延伸、井塔建设、溜破系统、新改主井装配等)。
两方案比较结果见表5—6和表5—7。
可比部分投资比较表 表5-6
序号 1 2 3 4 项目名称 基建工程 设备 管缆井设备 原有装备及管路拆除 新建竖井方案 (万元) 2655.22 2456.09 副井改造方案 (万元) 2740.94 2046.57 317.06 40.80