梅山矿业梅山铁矿安全避险“六大系统”方案设计说明书中冶北方工程技术梅山矿业梅山铁矿安全避险“六大系统”方案设计说明书副总经理：王洪俊副总工程师：仲文总设计师：贵华库号：1C-Z-111中冶北方工程技术二一二年三月梅山矿业梅山铁矿安全避险“六大系统”方案设计说明书副总经理：副总工程师：总设计师：库号：1C-Z-111中冶北方工程技术二一二年二月参加设计人员序号专业设计人组 审室 审1地质宋 宇王少泉周 育2水文建峰王少泉周 育3岩力王少泉朱晓杰周 育4采矿滑本领、多勇、于天亮胜文金哲奎6矿机本宏本宏田庆林7矿建义刚 光郭 杰8通讯、信号王奇乐梁吉胜9系统 斌边 文宋明博10自仪龙林立宋明博11工经王秀芳臧际权翠萍 目 录 1 前言11.1 设计概况11.2 设计依据的文件和基础资料21.3 设计遵循的基本原则32 梅山矿业梅山铁矿开采工程设计简介42.1 工程设计概况42.2 地质42.3 水文地质52.4 采矿部分52.5 提升、排水、压气72.6 地下破碎82.7 井下供电82.8 选矿工艺82.9 尾矿库92.10 技术经济评价93 矿山灾变事故分析123.1 金属矿地下开采矿山企业灾变事故的类型123.2 梅山矿业梅山铁矿开采与安全避险“六大系统”的相关问题154 安全避险“六大系统”设计174.1 监测监控系统174.2 井下人员定位系统244.3 紧急避险系统254.4 压风自救系统284.5 供水施救系统294.6 通信联络系统305 综合自动化系统335.1 概述335.2 设计围335.3 设计原则335.4 技术规355.5 技术方案说明365.6 自动化系统操作方式405.7 主要设备表415.8 投资估算426 投资估算436.1 编制依据436.2 建设投资436.3 附表447 附图481 前言1.1 设计概况梅山矿业是宝钢集团唯一的铁矿石生产基地。它的产品铁精矿主要供给宝钢集团梅山钢铁股份公司，作为炼铁的原料。梅山矿业历经一期工程、一期延深工程、二期扩建工程、二期延深工程建设，现已建成生产能力为400万t铁矿石的大型地下矿山，经梅山人的努力奋斗，梅山矿业公司已建成为国一流地下矿山。矿山从1965年开始建设，1975年投产，一期建设规模为250万t/a铁矿石，开拓水平最低标高为-198m。一期延深工程从1987年开工，1993年竣工，二期扩建工程1994年开工，1999年竣工，一期延深和二期扩建工程为同一个开拓系统，设计规模为400万ta铁矿石。最低开拓水平标高为-330m。目前矿山正在-288m、-303m及-318m水平进行生产。根据矿山的生产计划安排，矿山二期扩建工程尚可服务7年左右时间。二期延深工程从2004年开始建设，设计规模为400万t/a铁矿石，最低开拓水平标高为-420m。二期延深工程矿山设计服务年限为18年。目前主体工程已基本施工完成，为矿山的持续稳定发展奠定了良好的基础。梅山铁矿床-330m水平以下还有地质矿量B+C+D级10102.87万t，为梅山矿业可持续发展提供了很好的资源条件。1.2 设计依据的文件和基础资料1.2.1 安全避险“六大系统”设计依据的文件1）梅山矿业梅山铁矿于2011年11月提供的梅山矿业梅山铁矿开采工程安全避险“六大系统”设计委托书，委托中冶北方工程技术对梅山铁矿开采工程按现行相关规要求进行井下监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络六大安全系统及综合自动化系统的方案设计。2）金属非金属矿山安全规程GB16423-2006。3）国家安全监管总局关于切实加强金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知，安监总管一2011108号。4）国家安全生产监督管理总局2011年7月12日发布的金属非金属地下矿山监测监控系统建设规AQ2031-2011。5）国家安全生产监督管理总局2011年7月12日发布的金属非金属地下矿山人员定位系统建设规AQ2032-2011。6）国家安全生产监督管理总局2011年7月12日发布的金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规AQ2033-20117）国家安全生产监督管理总局2011年7月12日发布的金属非金属地下矿山压风自救系统建设规AQ2034-2011。8）国家安全生产监督管理总局2011年7月12日发布的金属非金属地下矿山供水施救系统建设规AQ2035-2011。9）国家安全生产监督管理总局2011年7月12日发布的金属非金属地下矿山通信联络系统建设规AQ2036-2011。1.2.2 设计依据的基础资料1）全国储委一九八四年十二月三十一日以全储决字（1984）004号文批准的省市梅山铁矿二期建设地质勘探报告书及其所附图表。2）梅山矿业公司提供的由省冶金地质勘探公司807队编制的标有混合矿分布位置的11000比例尺的勘探线剖面图。3）冶金设计研究总院于2003年十月提交的梅山矿业二期延伸工程初步设计的文字说明及相关图件。1.3 设计遵循的基本原则1）安全避险“六大系统”的设置必须认真贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针。随着改革开放和冶金工业的发展，对矿石需求量日益增加，国冶金矿山的发展取得了长足进步。在深入贯彻落实科学发展观，建设和谐社会，以人为本，牢固树立安全发展理念的形势下，地下开采的矿山设计认真贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，凸显重要。建设完善的地下矿山企业安全避险的“六大系统”，做到“措施、责任、资金、时限和预案”五到位，认真贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”方针。2）安全避险“六大系统”设计必须与矿山生产实际相结合金属矿山地下开采在灾变类型、发生频率也因矿而异，与煤炭系统地下开采的矿山相比也是有差异的。为此，在梅山矿业梅山铁矿开采工程安全避险“六大系统”设计必须结合矿山生产实际，有针对性的、合理的设计和设置安全避险“六大系统”。3）梅山矿业梅山铁矿开采工程安全避险“六大系统”设计，按“安装方便、集中操作、使用可靠”的原则进行。2 梅山矿业梅山铁矿开采工程设计简介2.1 工程设计概况梅山矿业开采工程设计包括地质、水文、岩力、采矿、选矿、矿山机械、矿建、供电、通讯与信号、机修、水道、热力、暖通、土建、安环、工程经济、技术经济等多个专业参加。初步设计分为初步设计说明书和初步设计图纸。2.2 地质梅山矿业公司二期延深工程依据的地质勘探报告仍然是二期扩建工程依据的地质勘探报告。即由省冶金地质勘探公司于1979年完成的，此次地质勘探是在1964年提交的地质勘探成果的基础上进行的。地质勘探报告提交平衡表矿量为26829.9万t（BCD级），其中富矿为15953.7万t，贫矿为10876.2万t，含铁品位42.63。该地质勘探报告经全国矿产储量委员会以全储决字（1984）004号文批准。二期延深工程开采围是-330m标高以下矿段，地质报告中认为该矿段的勘探深度足以满足设计要求，可作为设计的依据。矿体主要分布在409线412线之间，矿体长1160m，宽510m，矿体赋存标高-330-524m。矿体中间厚而富，边部分枝变薄变贫。矿石中主要矿物为磁铁矿、假象赤铁矿，其次为菱铁矿、黄铁矿等。脉石矿物主要为白云石、方解石及石英，少量铝硅酸盐矿物。矿石结构以中细粒为主，少量交代残余结构和海绵陨铁结构等。矿石构造以浸染状为主，致密块状、斑点状次之，角砾状、网脉浸染状、竹叶状很少。二期延深开采围的矿石质量比一期和二期相对变化较大，矿石性质比较复杂。混合型矿石由二期的20%增加到40%，赤铁矿型矿石由30%增加到42%，贫矿由27%增加到61%。二期延深开采围矿石地质储量B+C+D级为11556.47万t，其中B+C级为10945.41万t，D级为611.06万t。矿石含铁品位38.20%,含硫1.60%，含磷0.31%。2.3 水文地质二期延深工程开采围水文地质状况是比较简单的，与二期相近。地下涌水主要由两部分组成，即地下涌水和大气降水经塌陷区进入地下的水，其矿坑涌水量见下表。矿坑总涌水量预测结果表 表1-1设计标高（m）地下水量（m3/d）降雨入渗量（m3/d）矿坑总涌水量（m3/d）正常最大正常最大-405353183808380011911873312.4 采矿部分2.4.1 采矿方法采矿方法仍采用业经一期工程、一期延深工程和二期扩建工程使用的，并比较适合梅山矿体的无底柱分段崩落采矿方法。结构参数1820m，分段高度18m，进路间距20m。矿石回采率80%，废石混入率16%，矿石的采出铁品位34.92%。凿岩和出矿设备采用目前先进的梅山矿业公司正在使用的设备，掘进凿岩采用Boomer281型全液压凿岩台车4台，采矿凿岩选用SimbaH252型全液压凿岩台车4台和SimbaH1354型全液压凿岩台车2台。出矿采用Toro400E电动铲运机3台和Toro1400E电动铲运机3台。凿岩出碴采用Toro301D柴油铲运机4台。运矿仍采用20t电机车牵引10m3底侧卸式矿车。2.4.2 开拓方案梅山矿业一期工程开拓标高为-198m水平，一期延深和二期扩建工程开拓标高为-330m水平。二期延深工程的开拓标高为-420m水平。 矿山自一期工程到一期延深和二期扩建工程，均采用竖井开拓，共建有八条竖井，分别为1#主井、2#主井（井口标高+31.5m，井底标高-447m）、副井（井口标高+13.3m，井底标高-353.8m）、西南井（井口标高+35.2m，井底标高-365m）、北风井（井口标高+13.3m，井底标高-330m）、南风井（井口标高+33.5m，井底标高-405m）、西风井（井口标高+34.7m，井底标高-200.4m）和东南风井（井口标高+47m，井底标高-338m）。1#主井和2#主井两条箕斗井共同担负提升矿石的任务。副井和西南井两条罐笼井共同担负矿山的辅助提升任务。北风井和南风井为矿山的专用进风井，西风井和东南风井为矿山的专用出风井。二期延深工程对于-330-420m矿体的开采亦采用主井延深开拓方式：1#主井、2#主井、副井和西南井分别下延服务至-420m开拓标高，南风井下延15m，井底标高为420m。北风井下延90m，井底标高为-420m。东南风井为回风井，现井底标高为-338m，不需延深。西风井延深至-330m，采区斜坡道随着开采水平的延深而逐渐下延。阶段高度为90m，-330m阶段水平为回风水平，-402m水平为进风水平，-420m水平为主运输水平。在420m开拓标高以下重新设地下破碎系统，破碎硐室及破碎变电所设在-447