大理石矿开采设计方案.doc
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1、前 言根据非煤矿矿山企业安全生产许可证实施办法及省市有关文件的要求,受通山县黄沙铺镇中通珊瑚红大理石矿采矿权人委托,我单位为其编制开采设计方案。为切实贯彻党中央关于“在保护中开发、在开发中保护”,“把节约放在首位”的资源开发政策,使有限的“珊瑚红”大理石矿产资源得到合理的开发利用。在设计过程中,我们遵循国家的有关法律法规和规章,坚持“科学、合理、有效”的原则,一方面严格遵照非煤矿矿山企业安全生产许可证实施办法中对开采设计的具体要求,同时结合通山县地方矿山的客观实际,认真进行设计编写。力求使本设计方案能达到正确指导矿山科学办矿、安全生产、合法经营,不断提高资源利用率,走健康发展的道路,以取得最佳
2、的经济效益。由于水平所限,本设计难免出现顾此失彼现象,欠妥之处,敬请指正。 第一章 概 论第一节 目的与任务进入二十一世纪以来,我国社会主义工业化、城镇化、信息化和经济全球化进程的逐年加快,推动了制造加工业及原材料能源工业的快速发展。促进了国民经济持续稳定增长。各地的大中型基础工程建设项目相继展开,建筑石料用量不断增长。为了引导小型矿山企业走上“依法办矿,科学采矿,安全生产,保护环境”的轨道,受通山县黄沙铺镇中通珊瑚红大理石矿的委托,我公司安排专业技术人员到现场进行了详细勘测,并参考法律、法规和环境、地质、开发利用方案等资料编制了此矿山开采设计方案。该矿山开采矿种为大理岩,开采方式为露天开采,
3、生产规模年产0.15万立方米,矿区面积为0.0718km2,该矿山的服务年限为53年。第二节 建设单位地理位置及交通一、矿区位置与交通通山县黄沙铺镇中通珊瑚红大理石矿位于通山县城关52方位,平距约23.5km处的蒲兰尖烽火尖山脉北面山坡上(当地俗称南山岩),其中心理位置地理坐标为东经1143959、北纬294250,隶属黄沙铺镇中通村管辖。通山黄沙咸宁柏油公路从矿山脚下穿过,有连接矿山采场的1.2公里矿山公路与之相通,交通尚属方便(见交通位置图)。中通珊瑚红大理石矿通山县黄沙铺镇中通珊瑚红大理石矿交通位置图二、矿区地形与气候测区属低山丘陵地貌,南测最高点+479米,山脚沟谷高程+110米+13
4、0米,相对高差达300米以上;山脉总体呈东向展布,山体中下部地层岩性为志留砂页岩、奥陶系灰岩,地形切割一般,山坡自然坡角一般为2025左右;山体中上部地层岩性为寒武系较耐风化云质灰岩及白云岩层,山势较为陡峻。矿区位于山腰,采区附近一般海拔高程+180米+300米,地表岩石多呈馒头状,杂乱分布,植被多为灌木茅丛,通视条件一般。该处村民以农耕为主,主要农作物为水稻、玉米、红薯等,经济上主要依赖青壮年在沿海一带打工。通山县域地处长江中游以南,为北亚热带湿润季风气候区,属大陆性气候。平均日照1845小时,年平均气温16.3,年均降雨量1503.3毫米,平均降水天数为147天。以偏东风为主,平均频率43
5、%,平均风速2.5米/秒,年无霜期260天左右。第三节 设计依据及内容一、设计依据1、通山县黄沙铺镇中通珊瑚红大理石矿开发利用方案2、中华人民共和国安全生产法3、爆破安全规程4、中华人民共和国劳动法5、中华人民共和国矿山安全法6、中华人民共和国矿产资源法7、金属非金属露天矿山安全规程8、小型露天采石场安全生产暂行规定9、设计委托书二、设计内容根据委托方要求,设计主要内容包括采矿工程(采矿方法、运输、排水)、安全、环保和消防措施。三、设计原则矿山开采方案力求适应小型矿山特点,尽量利用原有的设备、设施,采用合理、先进的生产工艺,采、运设备立足于选用小型矿山常用低能耗设备。同时做好安全生产、环境保护
6、和消防措施规划设计。力争投资少,见效快,为建材行业材料“珊瑚红”大理石矿山取得良好的经济效益和社会效益打下坚实的基础。第二章 矿山地质第一节 矿区地质一、地层该区出露地层为志留系下统寒武系上统,现以新至老分述如下:下志留统高家边群(S1gj):黄绿色页岩、粉砂质页岩夹薄层石英粉砂岩,出露厚度不详。奥陶系中上统(O2+3): 灰色、灰绿色厚层泥质瘤状灰岩及骨屑灰岩。下奥陶统牯牛潭组(P1g): 灰色中厚层龟裂纹含骨屑灰岩泥质骨屑灰岩,厚24米。 下奥陶统大湾组(P1d):紫红色泥质瘤状含骨屑粉晶灰岩、泥质骨屑灰岩、泥晶骨屑灰岩,局部夹灰绿色。厚25米。 下奥陶统红花园组(O1h):灰深灰色、厚层
7、状、泥晶粉晶骨屑灰岩,泥质条带骨屑内碎屑灰岩,亮晶骨屑-藻灰岩。局部含硅质结核,顶部为灰色泥质瘤状细中晶晶粒灰岩。下奥陶统分乡组(O1f):灰色厚巨厚层泥质条带亮晶骨屑灰岩、粉晶骨屑灰岩。下奥陶统南津关组组(O1n):灰色中厚巨厚层亮晶骨屑灰岩、亮晶砾砂屑灰岩、晶粒灰岩、残余鲕粒晶粒灰岩。中上寒武统娄山关群(2+3):灰色厚层亮晶砂砾屑云质灰岩、晶粒云岩。二、侵入岩测区内末见侵入岩出露。三、构造测区位于坑口背斜中部北冀。测区内为一单斜地层,近东西走向、北倾。矿区的东西两侧各见一条较大规模的北东向断层(F1、F2),错距明显,其产状不清,均破坏了岩矿层的连续性,造成区内地层岩石破碎,节理、裂隙发
8、育。 第二节 矿床地质特征一、矿体规模、形态及产状申办矿区的“珊瑚红”大理石矿层即奥陶系大湾组岩层。该层颜色紫红、砖红,局部夹灰绿色,厚层状,岩性为泥质瘤状含骨屑粉晶灰岩、泥质骨屑灰岩、泥晶骨屑灰岩,部分地段夹灰绿色含绿泥水云母粘土岩,岩石中含有大量直角石、腕足类化石及其它古生物骨屑。近东西走向,北倾(与坡向一致),倾角65左右,全层厚约20余米。矿石中分布有白色及少量浅黄褐色方解石网脉,脉宽1-3mm不等。矿层中普遍发肓有二组节理裂隙,节理产状分别为11527、1268,节理间距15米不等,致使地表岩石经风化剥蚀后呈大小不等的球状、馒头状。二、矿石质量特征矿石颜色紫红、砖红,鲜明独特。泥粉晶
9、结构,硬度4-5级(摩氏硬度),切磨性能较好,其瘤状斑纹及方解石网脉构成的板材底色美观大方,古朴典雅,各项物理性能经测试,基本符合工业要求。但矿石中因泥质成分较高、极易风化,板材日晒雨淋久后板面即日渐失去光泽,变得模模糊糊。这也是产品质量较差,迟迟难以打开市场的主要原因。另矿层中含有一定的灰绿色夹层,夹层厚一般0.3-0.6米,开采时均应作为废石予以剔除。第三节 水文地质及矿床开采技术条件一、水文地质条件该矿未作专门水文地质工作,但从测区地形地貌及地质构造情况分析:区内碳酸盐岩分布广,岩溶构造可能较为发肓,深部地下水可能存在。但矿区仅采表至超浅层矿体,影响采矿的水患应为地表水,而矿场位于山腰,
10、地势较高,地表自然坡度20-25度,自然排水条件良好。且大理石露天开采均为从上至下分台阶水平推进方式,一般不会形成凹陷积水采坑。只要在暴雨季节,加强作业区的汇水疏排工作即可。矿山水文地质条件比较简单。二、工程地质条件该矿区的”珊瑚红”大理石矿床受地层控制,出露于山腰地表,且矿层倾向与山坡坡向一致,适宜于山坡露天开采。构成露采采坑边坡的岩石均为碳酸盐岩类,属中等坚硬岩石,其边坡角控制在不大于65度的情况下,一般不会造成边坡破坏。如遇局部小裂隙、层间破碎发肓地段,边坡角可适当调小,以防止岩石松动而造成崩塌、滑坡。总之,采区的矿体单一、采深较浅,围岩较坚实,工程地质条件比较简单。三、环境地质条件据武
11、汉地震大队1977年编制的湖北、河南地震危险区划图及地震烈度区划图资料,测区位于5级(六度区)范围,不属危险设防区。根据湖北省区调所资料,测区海相沉积岩放射性强度背景值一般在15-20伽码,属于正常值范围。测区内未见有明显的污染源。地表、地下水水质良好,矿石和废石不易分解出有害组分; 未见其它地质灾害隐患,故地质环境质量较好。第三章 矿山开采 第一节 矿山开采范围及采矿方法一、矿区境界经国土资源部门批准,通山县黄沙铺镇中通珊瑚红大理石矿开采范围由4个拐点坐标圈定,矿区范围拐点坐标如下:拐点XY13288680.0038564070.0023288740.0038564840.003328864
12、0.0038564770.0043288580.0038564050.00矿区面积约为0.0718km2。开采标高:+250m+190m。二、设计利用矿产资源储量根据通山县黄沙铺镇中通珊瑚红大理石矿预查地质报告中提供矿区占用的“珊瑚红”大理石333类资源量为17.28万立方米,可作为本矿开采设计利用储量的依据,在回采率按90%,边坡损失按10%计算,储量备用系数取1.4,则可采出“珊瑚红”大理石矿量为:17.2890%(1-10%)1.410.0(万立方米) 其成材率(荒料率)类比其它矿山按80%计算,则可采出荒料量为:10.080%=8.0(万立方米)三、矿山建设规模及服务年限根据本矿的开采
13、条件以及市场销售情况,并类比其他同类“珊瑚红”大理石矿山的开采经营状况,年生产能力拟定为0.15万立方米较为符合实际。在年产0.15万立方米的情况下,该矿山的服务年限为:8.00.15=53(年)四、矿山开拓(一)开拓方式本矿位于山坡地带,矿层倾向与山坡同向,一般山坡坡度在2025度,根据地方大理石开采特点,不宜硐采,仅适宜于平推式山坡露天开采。根据国家对露天开采矿山的要求,必须按照由上而下的开采顺序,分成若干水平台阶进行作业,因此采掘工作是在若干具有一定高度的台阶上进行的。采出的矿石(荒料)需转到存放地点转运至加工场地或外销。露天矿山的开拓,就是按照一定的方式和程序,修建与采场相接的运输通道
14、,以保证正常生产的运输畅通。露天矿山开拓方式选择的原则是:生产加工工艺简单可靠,基建工程量小,投资小,生产经营费用低,投产快,效益高的原则,根据本矿的实际情况,宜采用公路运输开拓方案,汽车运输方式作业。(二)矿山建设根据矿山地形地貌、地质情况及拟定的生产规模,参照周边同类矿山开采的特点,拟采用大台阶小分层开采法,分成若干水平分层,从上至下逐层开采,最后在空间上形成阶梯,每一个阶梯即为一个台阶。本矿已有公路通往矿区采场,根据开采运输的要求,下步只需随着开采面的延伸,运输公路相应与各大台阶作业场地相接,以保证运输畅通(见总平面图)。为避免诱发地质灾害、破坏生态环境,必须选择山沟沟凹谷地带修建三座拦
15、碴坝(如平面图),以就4堆放废石、废碴。坝体采用浆砌结构,高68米,坝体厚12米,底部应插入基岩0.51米,坝长以实地沟谷宽度为准。(三)矿山工作制度及日产量本矿为小型矿山,设计年产量为0.15万立方米,可采用间断工作制,每天工作8小时,设备检修可安排在休息日或班后业余时间进行。每年按250天工作日计算,则达产时日产量为:1500250=6(m3)五、开采方式(一)开采技术参数的确定本矿采用大台阶小分层开采法,其开采技术参数确定如下:分层台阶高:开采时采用排眼静态爆破法,以保证荒料完整,提高资源利用率,因而分层台阶高取3.3米左右为宜。分层台阶宽度:一般34米,由于本采矿法装岩工作是在最终台阶
16、下部进行,为减少分层台阶矿石的堆积量,减少二次抛矿量以及足够操作空间,分层台阶面宽度取3-4米为宜。台阶坡面角:根据围岩的坚硬程度,参照乡镇矿山边坡参数有关规定:本矿构成露采边坡的岩石为灰岩,属较硬岩组,同时考虑矿层倾向与坡向一致,为充分利用资源,故而台阶坡面角取矿层倾角,即为65度。最终台阶高度:根据本矿矿体赋存的形态及出露特征,既保证有一定的采掘高度,又要确保安全生产,最终台阶高度取10米为宜.最终台阶宽度:为拦阻上方滚落的石块,以免伤及下方生产人员,为此最终台阶宽度取23米,并在台阶面上设置拦阻滚石的安全设施.(二)开采程序矿区开采标高为+190米+250米,实际矿体最高出露为+230米
17、,依照开采技术参数将采区分为+220米、+210米、+200米、+190米四个大台阶, 每个大台阶又分成三个分层小台阶。大台阶开采顺序为从上至下逐个开采,分层小台阶在大台阶未形成前从下向上开采,大台阶形成后从上至下逐层开采。工作线推进方向与台阶走向一致,工作线垂直于台阶坡面线(见开拓系统纵投影图)。(三) 回采工艺矿床回采是在矿场开拓工作结束以后进行的,本矿区当运输公路修至+220米(第一大台阶),便可依地形开掘,形成该采区第一个大台阶的生产系统,然后开始此系统的回采工作。如此类推,进行下一个系统的开拓、回采。由于矿体长700余米,可分段选取最高台阶按此工作程序同时开掘,分别形成各自开采系统,
18、然后进行各自系统的开拓和回采。回采工作包括凿岩、导爆索分离静态膨胀剂分割装运三大环节。1、凿岩分离大料凿岩设备:选用风动式凿岩机钻孔。分离方式:采用排眼导爆索分离出大荒料。2、分割荒料采用静态膨胀剂将大料分割成一定规格的荒料。爆破器材:为使矿石成材率高,一般选用“JC-I”系列静态爆破剂和“SCA”型静态爆破剂。围岩爆破选用2号硝铵炸药,起爆器材选用8号秒微差电雷管起爆。装药结构:采用连续柱状密实装药结构,将炸药(或静态爆破剂)连续均匀装在炮眼内,为保证足够的充填高度,装药系数一般不超过0.7。炮眼充填:炮眼装药后剩余部分,必须全部用充填物填塞严实,确保爆破效率。3、运输将分割出来的荒料用桅杆
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