采矿CAD课程设计

采矿课程设计2015～2016学年第二学期

学院地球科学学院

专业名称XXXX

设计题目采矿CAD课程设计学生姓名XXX

学生学号XXXXXXXX

指导教师XXX

2016年5月

目录

1.设计任务 (1)

1.1.课程设计目的 (1)

1.2.设计内容 (1)

1.2.1.设计任务 (1)

1.2.2.采矿方法选择与设计 (1)

1.2.3.CAD 制图过程 (2)

1.3.设计工作计划 (2)

2.采矿方法选择与设计 (3)

2.1.设计基础参数 (3)

2.2.采矿方法优选 (3)

2.3.采矿方法叙述 (3)

2.3.1.房柱法 (3)

2.3.2.分段凿岩阶段矿房法 (5)

2.3.3.上向水平分层充填采矿法 (7)

3.CAD制图过程 (9)

3.1.绘图环境设置 (9)

3.2.图纸内容绘制 (10)

3.3.标注图形 (10)

3.4.图纸分析 (10)

3.5.图框和标题栏的绘制 (10)

3.6.图纸打印 (11)

4.心得体会 (12)

5.参考文献 (12)

1.设计任务

1.1.课程设计目的

随着计算机应用技术的发展和普及，计算机辅助设计在采矿工程中的应用已经成为我们工作和生活中不可缺少的工具，对于采矿工程专业的学生而言，掌握并熟练应用计算机绘图的方法和步骤，并进行基本的二次开发操作是必不可少的学习环节。采矿CAD 课程设计是学生修完金属矿床地下开采、工程制图、井巷工程、采矿CAD 等基本专业课程后，进行的一个重要教学实践环节，其目的是：

（1）综合运用井巷工程、金属矿床地下开采、采矿CAD 等课程和其他先修课程的知识和操作技能，绘制采矿专业工程图，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；

（2）通过课程设计，进一步熟悉掌握常用的绘图、编辑命令的使用方法和技巧，综合应用多种绘图和编辑命令，掌握二维工程图的绘制，培养分析问题和解决问题的能力；

（3）通过采矿工程图的绘制，进一步巩固所学的知识，为后续课程的学习和采矿课程设计及毕业设计打下良好的基础，也为在今后的工作中应用计算机绘图作基本技能的训练；

（4）培养学生团队组织、协作能力，锻炼其处理问题的综合能力和素质。

1.2.设计内容

1.2.1.设计任务

课程设计目的，设计内容及设计工作计划。

1.2.2.采矿方法选择与设计

（1）设计基础参数

（2）采矿方法优选根据矿床的地质条件和开采技术条件以及国家技术经济政策的要求，拟出无明显缺陷的技术经济上较为可行的采矿方法方案，至少 3 个。确定每个方案主要构成要素，采准切割布置和回采工艺，选择在倾角、厚度、品位等方面具有代表性的矿块，绘制采矿方法方案的标准图并列出各方案的技术经济指标（矿房或矿块的劳动生产率采准切割工作量及时间，矿房或矿块生产能力、主要材料——炸药木材、水泥等的消耗，矿石的损失率与贫化率，采出矿石的直接成本）、安全程度和劳动条件。进行技术经济分析比较，选择最合理的采矿方法方案。

（3）采矿方法叙述（结构、采切、回采、运搬、地压、优缺点等）

①采矿方法构成要素根据采矿技术条件和采矿方法特点，详细论述矿块（采区）

的布置、矿块（采区）的构成要素（矿块长度、宽度、顶柱与底柱高度、间柱宽度、分段或分层高度、漏斗间距等）。按比例绘制所选定的采矿方法小图与大图。

②采准工作阶段运输水平的采准方式。巷道的布置、尺寸及支护方法。矿块（采区）底部结构形式，各种放矿巷道的布置和尺寸以及支护方法。其它各种采准巷道、切割巷道的布置，断面尺寸及支护方法。

③回采工作简述矿房回采各生产工艺过程及其相互间的联系。矿房拉底，劈漏和开掘切割槽的工作方法和工作顺序。绘制拉底、劈漏和开切割槽的工作方法图。矿房落矿工作：落矿方法，凿岩设备与工具的选择，凿岩爆破参数的确定并简短的说明，炮眼布置图，爆破方法，一个回采循环的落矿量，落矿工人劳动生产率，单位炸药消耗量。二次破碎方法，放出矿石的二次破碎单位炸药消耗量。采场矿石运搬方式及出矿劳动生产率，放矿漏斗型式结构绘制漏斗结构图。采场支护方法。若采用充填采矿方法，则须说明充填料的来源、充填料的输送与充填方法。采场通风的方式、系统和通风工作制度。回采工作组织及循环工作图表：回采中各作业所需时间的计算或选取，各作业间的作业顺序，编制回采循环工作图表。每昼夜的工作班数和工作循环数。矿房回采工作人员编制和所需的设备与材料。

1.2.3.CAD 制图过程

（1）绘图环境设置说明图形界限设置，绘图单位、字体样式、标注样式及图层建立，说明相应图层的线型、线宽及颜色设置。需列表和插图说明，形式详见附件《双轨运输大巷巷道断面的绘制步骤》。

（2）图纸内容绘制说明图纸内容的绘制顺序及所属图层，说明相应的绘图特性，包括线型、线宽及颜色。其中，如有二次开发程序设计，说明编程设计的名称、内容及其操作步骤。

（3）标注图形说明标注的分类、形式及内容。

（4）图纸分析说明设计图纸大小、设计需要分配的图层数量及名称、线型种类、线宽、颜色方案、决定是否进行图元、块、线型及图案文件的开发，确定绘图比例。

（5）图框和标题栏的绘制说明图框和标题栏的绘制方法及步骤。

（6）图纸打印说明图纸打印设置格式、图纸布局、图纸幅面及打印比例。。

1.3.设计工作计划

2.采矿方法选择与设计

2.1.设计基础参数

表2-1

2.2.采矿方法优选

该矿床矿体倾角2°、属于微倾斜矿体;

平均厚60m；属于极厚矿体;

全矿区岩石坚固性系数f为6～8，矿岩一般稳固;地标不允许崩塌。

初步选择，房柱法阶段矿房法上向分层充填法。

2.3.采矿方法叙述

2.3.1.房柱法

2.3.1.1.采矿方法构成要素

此矿体厚度为60m，微倾斜且顶板稳固，生产能力要求不高，可设计采用不切顶的中深孔电耙出矿采矿方法。电耙出矿中深孔房柱法一般是在阶段内沿矿体走向划分为采区，采区内又划分为规则矿房与房间矿柱。其突出特点是每个矿房内掘有中央凿岩上山，在该凿岩上山内架机钻凿上向扇形中深孔。爆下矿石用电耙运搬。

2.3.1.2.矿块布置

矿房长轴沿倾向布置，阶段高15m，斜长50m，矿房宽15m．矿柱直径5m间隔布置，间距7m，矿房高8m，中段矿柱即顶柱3m。

使用的设备有YG-80型凿岩机；30KW双卷筒电耙绞车配0.3m3耙斗。

2.3.1.3.采准工作

中段的运输平巷均在底盘围岩内，沿走向布置。运输平巷底板距矿体底板垂直高度为6～8m。中段平巷的断面均为2.5m×2.5m。

矿块的采准切割工程布置如图1-1

图1-1

所示，其主要工程有：

（1）运输平巷：在脉外底板内，作为主要装矿运输巷道。

（2）联络平巷：沿走向布置在矿房的上部靠近最上一个房间矿柱的位置，将相邻采场贯通，作为安全通道。

（3）凿岩上山：自矿房下端溜矿井和切割平巷相交处起，逆倾斜方向并低于矿体底板线800mm左右掘进，和上部联络平巷贯通，规格为2.5m×2.5m；

（4）电耙硐室：在矿房下部的矿柱中掘进电耙硐室，作为电耙工作地点；

（5）溜矿井：从脉外运输平巷至采场下部底板的溜矿井；

（6）切割平巷：在矿房下部边界处掘进切割平巷，既可作为起始回采时的自由面，又可作为去相邻矿房的通道；

（7）切割天井：在矿房中间的下部，作为拉切割立槽的自由面。

（8）人行提升井：在相邻两矿房间柱中间的下部矿柱中，自脉外运输平巷直通矿体底板，规格为2.2m×1.2m；

2.3.1.4.回采工作

深孔房柱法一般是在矿房下部沿切割平巷向上拉切割立槽，以增加自由面并作补偿空间。切割槽宽度3.5m，系在切割平巷内钻凿上向中深孔，以切割天井为自由面崩矿。凿岩用YG-80型凿岩机在凿岩上山内打上向扇形中深孔，孔深为49.0m，深孔孔径65mm，排距1.8m，孔底距2.0m

深孔凿岩结束便可进行装药爆破。装药长度为孔深的75%~80%，连续柱状人工装药。装药完毕，用两个起爆雷管配传爆线点火起爆。首次爆破落矿补偿空间15%~20%，中孔爆破效率98%左右。

在该层切割平巷的两端人行井的上口分别安二台电耙绞车，一台耙矿，一台备用，用该层溜矿井溜矿装车。一般每个矿房设一条溜井，一段电耙。

2.3.2.分段凿岩阶段矿房法

2.3.2.1.采矿方法构成要素

分段凿岩阶段矿房法，在凿岩硐室中钻水平扇形深孔，向底部的拉底空间崩矿，如图2-1所示。

图2-1

2.3.2.2.结构参数

阶段高60米，向布置矿房：长60米；宽20米。

间柱宽：8米；顶柱厚7米。

底柱高：漏斗10米，平底6米。

2.3.2.3.采准工作

如图2-2。阶段运输巷一般布置在在脉外，厚矿体布置环行运输系统。穿脉布置

在间柱中心线处。电耙道：在阶段水平以上4-5米。凿岩天井；在穿脉一侧，间

柱中心位置。凿岩联络巷，凿岩硐室。开拉底空间和辟漏。

图

2-

2

分

段

凿

岩

阶

段

矿

房

法

2.3.2.4.回

采

工

作在凿岩硐室中钻水平扇形深孔。W=2.5-3米。一般先爆1-2排，以后由于先面的

空间打了可依次多爆破几排。

2.3.2.5.通风

通风主要考虑凿岩硐室以及电耙巷道的通风问题，频繁的二次破碎工作需要电耙

巷道设置专门的回风巷道（图15-23中的5）；

2.3.2.6.出矿

崩落的矿石可以全部放出，也可以暂留一部分在采场，待整个矿房的矿石都崩落后再集中放出，这时该采矿方法就与前述深孔留矿法接近了。

由于该采矿方法的大块率较高出矿过程中二次破碎也是回采作业中的一项经常性工作。

2.3.2.7.地压管理

由于主要使用在矿岩均稳固情况，且工人均不在大的暴露面下工作。因此，回采时采场地压管理工作量很小，主要是部分采准巷道临时维护工作。

2.3.3.上向水平分层充填采矿法

2.3.3.1.采矿方法构成要素

上向水平分层充填采矿法是一般将矿块划分为矿房和矿柱，第一步骤回采矿房，第二步骤回采矿柱。回采矿房时，自下而上向水平分层进行，随工作面向上推进，逐

图3-1上向水平分层充填采矿法

层充填采空区，并留出继续上采的工作空间。充填体维护两帮围岩，并作为上采的工作平台。崩落的矿石落在充填体表面上用电耙、装运机或铲运机等机械将矿石运至溜

井中。矿柱回采到最上面的分层时，进行接顶充填。矿柱则在采完若干矿房或全阶段采完后，在进行回采。回采矿房的充填方法，可用干式充填，水力充填或胶结充填。考虑到干式充填方法目前很少应用，而且水力充填回采工艺复杂等因素，因此采用胶结充填方案，充填料采用选矿厂脱泥尾砂或冶炼厂的炉渣。用电耙或装运机、铲运机出矿。

2.3.3.2.矿块布置

于矿体平均厚度为60m，属极厚矿体，因此矿房长轴垂直走向布置。采场垂直矿体布置，分为矿房与矿柱，矿房长度为矿体厚度，矿房与矿柱宽度均取为10m，阶段高度取为60m，因此分层高度3.3m，阶段运输巷道每三个分层为一个分段，分段高度10m。阶段运输巷道布置在脉外，因此可以不留顶柱和底柱。

2.3.3.3.采准工作

由于矿体属极厚矿体，因此在脉外掘进上、下盘沿脉阶段运输巷道和穿脉巷道。每个矿房布置两个溜矿井、二个顺路人行天井（兼作滤水井）和一个充填天井，在矿体下盘掘进穿脉巷道通达矿体，通过穿脉进路在穿脉上方掘进水平拉底巷道，并以此为自由面扩大至矿房边界，形成拉底空间，再向上挑顶2.5m~3m。在矿房中部布置通风天井。溜矿井用混凝土浇灌，壁厚300mm，圆形内径为1.5m。人行滤水井用预制钢筋混凝土砌筑。充填天井断面为2m×2.4m，内设充填管路和人行梯子等，倾角为80o~90o。

2.3.3.4.回采工作

使用浅孔崩矿，回采分层高3.3m，打向上中深孔一次崩矿，崩落的矿石由铲运机装运矿石进入溜矿井，然后再由穿脉巷道中装车运至主溜井。

2.3.3.5.充填

采矿石时矿房采用胶结充填，接顶采用砂浆加压接顶，矿柱回采时采用水力充填回采。充填时先清理底板上的矿粉，然后充填。

通过使用进行各种采矿方法比较和经济技术分析，最终选采用深孔房柱法采矿法。

3.CAD制图过程

3.1.绘图环境设置

图4-1CAD绘图图层

图4-2 CAD绘图标注环境

3.2.图纸内容绘制

先创建图层，文字样式，标注样式和绘图单位，然后进行绘制。

3.3.标注图形

标注的颜色为蓝色，线性为continuous，线宽0.15，主要标注巷道断面尺寸大小，各种代号代表的是什么，都进行标注。

表3-1标注样式

3.4.图纸分析

图纸大小为A3，内有采矿方法图和表格，内框线宽0.5，外框线宽0.3.

3.5.图框和标题栏的绘制

（1）图框的绘制

将外框层置于当前，使用【矩形】命令绘制图形外图框，尺寸为297x420，将矩形框分解，按照25,15,15,15的偏移距离分别对图框的左右上下进行偏移和修剪，如下图。

图4-3标题栏的绘制（2）标题栏的绘制

先建立表格样式，如下表

绘制完成见下表

表3-3表题栏

3.6.图纸打印

附CAD图纸一张

4.心得体会

经过此次的金属矿床地下开采CAD课程设计，让我进一步巩固了课本中所学的专业知识，并得到了一定的实际锻炼，也使自己的设计能力有了进一步的加强。

在做课程设计的过程中，我深刻的体会到了“看者容易，做者难”这个道理，刚拿到设计题目时，可以说是一头雾水，一时不知该从何下手；但是，后来自己反复的琢磨题意，认真查看了教材的相关知识，终于可以选定几种初略的采矿方案，然后通过参考资料和询问同学，最终选定了一种的采矿方法进行设计。

通过实际操作，使自己清楚的认识到了本门专业的许多知识，需要和实际联系的很多，不能只停留在理论中，要和实际相联系，要想成为一名合格的工程师，需要下很多的努力才行。

在今后的学习中，我会更加努力的学习本专业的其他专业课程，使自己向一个合格的工程师迈进。

最后感谢黄老师的培养，老师认真的教学态度给了我认真学习的动力。

5.参考文献

1、解世俊，金属矿床地下开采，冶金工业出版社，2015；

2、李夕兵，凿岩爆破工程，中南大学出版社，2014；

3、赵兴东，井巷工程，冶金工业出版社，2014；

4、徐帅，采矿工程CAD绘图基础教程，冶金工业出版社，2013；

5、苑忠国，采掘机械，冶金工业出版社，2013；