新提纲露天采矿初步设计及《安全专篇》.docx
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新提纲露天采矿初步设计及《安全专篇》
××××××××
×××××××××××矿露天开采建设项目
初步设计及《安全专篇》
工程编号×××2012-××
（备案版）
××××××有限公司
二〇一二年六月
××××××××
××××××××××××矿露天开采建设项目
初步设计及《安全专篇》
工程编号×××2012-××
（备案版）
经理：
×××
总工：
×××
工程负责人：
×××
××××××有限公司
二〇一二年六月
××××××××
××××××××××××矿露天开采建设项目
初步设计及《安全专篇》
设计人员
姓名
专业
职称
签名
×××
采矿
高级工程师
机电
高级工程师
给排水
工程师
土建
工程师
地质
高级工程师
采矿
工程师
附件：
1、委托书
2、采矿许可证
3、营业执照
4、审查意见
5、专家评审意见
6、修改说明表
附图：
1图纸目录01
2地形地质及总平面布置图02
3储量估算图03
4露天开采终了平面图04
5露天采场终了剖面图05
6采矿方法图06
7基建终了平面图07
8供电系统图08
9矿区现状实测图
第一章总论
1.1项目简介
××××××××位于××××××××××××村，法人代表×××，是一家以经营××××××、销售为主的个人独资企业；××××××××××××矿位于×××××××××村境内。
河南省地质矿产勘查开发局××××××按照有关规范要求对该矿区范围内所蕴藏的×××矿产资源进行了地质勘探，于2006年8月编制提交了《河南省××××××××××××矿资源储量报告》，资源储量×××万m³，矿石体重2.6t/m³,即×××万t。
2006年12月企业委托×××地质××编制了《××××××××××××矿矿产资源开发利用方案》，并于2009年3月通过评审，2011年11月×××国土资源局颁发了采矿许可证，证号×××，矿区面积×××km2，生产规模为2.36万m³/年，有效期至2014年4月2日。
2011年12月委托河南省××××有限责任公司编制了《××××××××××××××××××××矿露天开采建设项目安全预评价报告》。
2012年1月委托我公司编制《××××××××××××××××××××矿露天开采建设项目初步设计<安全专篇>》。
矿区范围由四个拐点组成，其拐点坐标如下（1980西安坐标）：
拐点号X坐标Y坐标
1×××142.93×××7349.50
2×××049.92×××7611.46
3×××962.92×××7549.46
4×××059.93×××7307.46
矿区面积为×××km2，批准开采深度+×××m～+×××m。
1.2设计范围和设计依据
1.2.1设计范围
设计范围由4个拐点圈定的矿区范围内露天矿开拓运输系统、矿床开采、供风系统、供排水系统、矿山机械与供配电等安全设施设计。
矿山破碎站已建成，本次设计仅对破碎站供配电进行校核。
1.2.2设计依据
1）设计委托书；
2）企业法人营业执照；
3）采矿许可证；
4）《河南省××××××××××××矿资源储量报告》（河南省地质矿产勘查开发局××××××2006年8月）
5）《××××××××××××矿矿产资源开发利用方案》（×××地质××.2009.12）；
6）《××××××××××××矿矿产资源开发利用方案》评审意见（2009.3）
7）《×××××××××××××××××矿露天开采建设项目安全预评价报告》（河南省××××有限责任公司，2011.12）；
8）设计人员现场收集到的有关资料。
1.3设计原则
1、充分利用地质资源，在考虑到资源质量满足需要的前提下贫富兼采，难易兼采；
2、根据矿区的实际情况，采用合理的采矿工艺和配套的矿山设备；
3、贯彻执行国家对工矿企业建设项目环境保护工程“三同时”的政策及可持续发展战略；
4、贯彻执行国家有关矿山露天生产安全的规程和规定。
1.4矿区位置、交通
该矿山建设项目位于×××××××××村境内，东距×××城5km。
209国道从矿区东南方向通过，距矿区2.7km，矿区有矿山道路与其相连接，交通十分便利。
详见矿区交通位置图。
矿区交通位置图
1.5自然地理和周边环境及现状
1.5.1自然地理
矿区为中低山区，山峦起伏，地势北高南低，地面标高+600～+790m，相对高差190m，地面坡度大，沟谷发育，有利于大气降水的径流和排泄。
矿区属于大陆性暖温带气候，年平均气温13.6℃，元月份平均气温-1.5℃，7月份平均气温25.6℃。
年平均无霜期164天。
年平均降水量为891mm。
区内以农业为主，主要作物为烟叶、小麦、玉米、豆类。
特产有木耳、香菇、核桃、天麻等。
1.5.2矿区周边环境及现状
经现场踏查，矿区位于×××村西北侧近南北走向的沟谷内，沟谷内有季节性地表径流。
该矿为山坡型露天矿，位于沟谷东面，面西南，目前尚未进行开采。
矿区南部有一条原县城至潘河的公路，现已改道。
西南距209国道2.7km。
最近的村庄×××村在矿区1km处。
矿区东南60m处有一老采场，长130m，宽80m，目前已废弃。
高压线：
矿区北侧有高压线从矿区最终境界600m外穿过。
该矿山已建成破碎站、部分生活区及变配电室等生产生活设施。
矿山现有设备：
1台22m3/min的BJ-22/8G型空压机、1台110kW的锤式破碎机、1台132kW反击式破碎机、1台37kW的筛分设备、3台5.5kW的传送带、4台4.5kW的传送带、1台4kWKQJ120型气动式潜孔钻机、1台S11-630/10变压器、1台S11-250/10变压器、4辆15吨自卸运载汽车、1台925D型挖掘机、1台ZL50型装载机。
1.6主要设计内容概述
1.6.1矿产品现状及加工利用趋向
矿山最终产品为公路和民用建筑设施所需的各种规格石料，主要用于当地县乡公路及居民住宅等民用建筑设施建设。
目前，国家正在大力发展交通运输工业，交通运输业的发展形势喜人，公路等基础设施建设需求旺盛，公路建设用石料需求较高，石料生产仍供不应求。
1.6.2矿产品价格分析
本次设计的石料厂是就地生产石料供应当地公路建设使用，具有一定优势目前，就销售情况看，×××路段建筑用石料矿产品销售价在25元/t左右。
本次设计开采的石料属露天开采，成本较低，具有价格竞争优势，只要厂家重视技术，加强生产管理和安全管理，矿山将会获得较好的经济效益。
1.6.3采矿
开采范围为已经进行过储量核查的矿体，采用的开采方式为露天开采。
经计算本次设计利用储量为10.6万m3，矿石体重2.6t/m3，即27.56万t，服务年限为×××。
工作制度：
年工作300天，每天1班，每班8小时。
产品方案：
最终产品为各种规格石料。
开拓运输方案：
采用公路开拓汽车运输方案。
开采标高：
×××m-×××m。
该矿山为山坡露天矿，开拓方式采用公路开拓、汽车运输方式，线路布置为区内折返式。
采矿方法：
根据该矿地形、矿体赋存条件决定采用自上而下台阶式开采，单台阶推进。
矿体共分为6个台阶，即690m、680m、670m、660m、650m及×××m，基建时对690m平台进行采剥。
采场最终边坡要素：
台阶高度：
10m
台阶坡面角：
75°
最终边坡角：
58°
安全平台宽度：
4m
清扫平台宽度：
6m
露天开采爆破安全距离：
200m，下坡方向300m。
采剥工艺包括：
穿孔、爆破、边坡处理、装载、运输等。
选用潜孔钻机穿孔、中深孔爆破的方法松动矿岩，然后用挖掘机铲装，将矿岩分别装车，矿石运往破碎站。
1.6.4矿山机械
运输设备可利用已有的4台15吨自卸汽车。
装载设备利用已有的925D型挖掘机（主要参数为：
斗容为1.2m3，回转速度11.5rpm，爬坡能力35°，最大挖掘高度9.72m）。
穿孔设备选用KQJ120（耗气量6m3/min）型潜孔钻机，钻孔直径60-100mm，炮孔倾角60-90°，工作气压0.5-0.7Mpa，钻孔深度0-30m。
供风设备利用最大供气量为22m³/min的BJ-22/8G型空压机。
1.6.5矿山供电和通讯
矿区工业场地变配电站及矿山破碎站供电均为外部引入的6kV高压输电线路，利用已有的S11-250/10和S11-630/10变压器。
矿部安装一部程控电话，实现矿部与外部联络。
矿区移动电话信号较好，管理人员配备手机，值班人员配备对讲机，保持空压机房、露天工作面、值班室等处联络畅通。
1.6.6工业场地
未来露天开采中，设计拟建矿山简易公路将露天采场采场与矿区外部的公路相通，并连接至各采矿平台，用汽车运输开拓。
设计职工宿舍、办公室等建在矿区西部的老卢潘公路旁，利用矿区南部的S11-250/10变压器、空压机房及矿区东部老采场内的S11-630/10变压器及配电室。
设计在矿区西部道路旁修建一个避炮室，避炮室的开口背向采区。
1.6.7矿山基建
按二级矿量平衡关系,露天采矿的开拓矿量保有年限为1年,备采矿量的保有年限为3个月,按照此要求,开拓矿量应不小于××万t，备采矿量不小于1.53万t。
矿体根据开采推进方向，则在680m标高以上进行开拓，形成运输道路，形成开拓矿量约9万t；690m标高形成长50m，30m宽的平台，即可完成备采工程，形成备采矿量约1.84万t。
1.6.8利旧工程
该矿山已建成破碎站及配套设施，生活区及变配电室等已建成可为本次设计利用。
已有设备：
1台22m3/min的BJ-22/8G型空压机、1台110kW的锤式破碎机、1台132kW反击式破碎机、1台37kW的筛分设备、3台5.5kW的传送带、4台4.5kW的传送带、1台4kWKQJ120型潜孔钻机、1台S11-630/10变压器、1台S11-250/10变压器、4辆15吨自卸运载汽车、1台925D型挖掘机、1台ZL50型装载机，以上设备均可为本次设计所利用。
1.6.9安全技术和工业卫生
影响矿山安全的主要危险、有害因素有：
露天边坡滑坡或坍塌、爆破伤害、地表水危害、物体打击、高出坠落、车辆伤害、触电、火灾、容器爆炸、粉尘、噪声、震动。
1.6.10组织机构和劳动定员
根据矿山生产规模和生产工艺，采用白班工作制度，年工作300日，每日1班，每班8小时，初步确定矿山人员编制为18人。
1.6.11投资估算
总投资：
35.38万元
年销收入：
153.4万元。
年总成本：
79.786万元
附加费及税金：
20万元
年净利润为：
×××万元；
投资回收期：
0.66年
第二章地质
2.1矿区地质特征
2.1.1矿区地层
矿区大地构造位置位于华北台西南边缘，杜关向斜南翼，铁岭北翼。
因矿区面积很小，区内地层单一（只出露中元古界蓟县系管道口群杜关组），倾向110°，倾角约28°，构造较为简单。
为便于对周围地质情况了解，本次工作地层和构造的范围主要以所附地质形图的范围进行描述。
（1）蓟县系杜关组
分布于工作区中部及西部，为本矿区出露的主要底层，也是矿区开采和本次工作的对象。
主要岩性可分为：
下部燧石条纹及细条带状×××，该层顶部为厚层状×××，岩层为灰白色，燧石条带颜色为灰色、灰白色，成条纹、细条带状，薄层状和厚层状构造，微-隐晶结构，成分为白云质和硅质；中部为粗燧石条带状×××和团块状×××，灰白色、灰色，中厚层状微-隐晶结构，条带状或块状结构，成份为白云质、硅质；上部为密集燧石条纹及细条纹带状×××夹厚层状×××，局部夹燧石条带×××、夹豆状×××，含较稀疏粗燧石条带或块团。
（3）第四系
为坡积物含岩块、砂土、亚砂土、河床冲击沙砾石层。
主要分布于矿区南部及沟谷低洼地带。
2.1.2构造
区内构造发育。
南部有双槐树-朱阳关-夏馆大断裂，将秦岭群岩石向北推复，形成构造残片。
其与五里川盆地的上白垩系砂砾岩呈断层接触。
北部与上三迭系延长群砂板岩以断层相隔。
断裂走向280°～305°。
北倾角45°～60°。
2.1.3岩浆岩
区内未发现岩浆岩出露。
仅个别地段有斜长角闪岩脉分布。
2.2矿体特征
矿区矿体为浅灰色厚层状细粒×××，连续性好，拟开采的矿体厚度大。
矿体产状110°∠28°。
开采标高为：
+×××～+×××m。
矿体全部位于侵蚀基准面以上，呈层状，规模大，分布广。
依据原储量报告，该矿床成因属于沉积型矿床，矿体形态为山体形态。
矿石体重2.6t/m³，岩石坚固系数f=8。
2.3矿石质量特征
矿石为×××，粒状、块状结构。
成分以石灰石为主，含少量石英、方解石。
矿石致密坚硬，抗压强度86MPa-98MPa，具有良好的工业加工利用性能，是优质建筑石料，可满足高速铁路和其它等级公路建筑用石料的要求。
2.4矿床开采技术条件
2.4.1水文地质条件
矿体为秦岭群×××，致密坚硬，为弱含水层。
拟采矿体位于侵蚀基准面以上，为地上露天开采，区内未发现大的含水构造。
地表水受季节变化而变化，在雨水集中的6-9月，要加强防洪。
由于地行较陡，降水期集中，大部分降水以地表流水的方式排泄，形成地表水，就地排泄。
矿区水文地质条件属简单类型。
2.4.2工程地质
×××具有明显的层状特征，致密块状构造，岩石坚硬，硬度8（摩氏）。
各矿层中基本上无明显的夹层存在，矿床顶、底板稳固性能好，适合露天台阶开采。
在采石过程中要注意台阶的设置和边坡的稳定。
2.4.3环境地质
矿区地处山坡中上部，采区周边开阔空旷，远离居民区。
开采过程中剥离的废石可就地用于修路，成品料堆放不会造成周围环境污染，也形不成对环境保护的潜在危害。
总之，开采该石料不会影响地质环境。
2.5矿区矿产资源概况
2.5.1资源储量估算及范围
本次资源储量估算为资源储量报告提供的矿区四个拐点坐标圈定的矿体，开采标高＋×××m～＋×××m，××××××××××××矿保有资源储量为（333类）×××万m3，矿石体重2.6t/m3,即32.42万t。
2.5.2设计利用矿产资源储量
根据相关规范，同时结合我国同类矿山经验，本设计将（333）类矿石资源储量设计利用系数取值为85%，则该矿区内设计利用×××资源储量为32.42×85%=27.56万t，根据××××××××××××矿体产状特征和矿体赋存条件，按照该矿山实施露天开采施工工艺的实际情况，结合我国类似矿山相关统计资料，本此设计开采矿石综合回采率为95%。
可采储量为：
10.07万m3，矿石体重2.6t/m3,即可采储量为26.18万t。
第三章采矿
3.1矿床开采方式
矿区范围内矿体连续性好，厚度较稳定，设计范围内的矿体赋存标高为×××～×××m。
矿体形态简单，沿走向和倾向矿体变化不大，比较稳定。
根据矿体赋存情况，显然露天开采具有明显的优势，因此，本设计确定采用露天开采。
3.2建设规模及产品方案
根据该矿资源储量，结合矿床开采技术条件和矿石加工技术性能，类比相邻矿山，综合考虑采矿生产能力、运输能力、外部建设条件等多种因素，拟定矿山生产规模为2.36万m3/年，矿石体重2.6t/m3，即××万t/年。
矿山服务年限；
按下列公式计算矿山服务年限
T=QK/A
式中：
T-服务年限年；
Qt-设计利用储量Qt=27.56万t；
A-设计年开采规模A=××万t/年；
K-矿石综合回采率K取95%；
T=×××
产品方案：
矿山开采的主要矿石为×××矿，本设计确定产品最终方案为公路和民用建筑设施所需的各种规格石料。
工作制度；年工作日300天，每天一班，班工作时间为8小时。
3.3开拓运输方案
采用公路开拓、汽车运输方案，线路布置为折返式。
设计采用露天开采方法，台阶开采方式。
矿（废）石、材料（不含爆破器材）等均由汽车运输。
设计共分6个台阶，即+690m、+680m、+670m、+660m、+650m和+×××m工作平台，台阶高度10m。
道路设计：
设计露天矿山道路等级为三级公路。
根据确定的运输车辆，车宽类型为二类，矿山固定线路设计为单车道路面，路面净宽度5.0米，路肩宽度0.5米（填方1.0米），局部生产支线为双车道，错车道路面宽度按二级路面双车道布置，确定为9m（不含路肩）。
错车道布置在道路纵坡不大于4%的路段，停车视距确定为30m，会车视距确定为60m。
车速控制在15km/h以内。
干线设计行车速度为20千米/小时，最小曲线半径25米，最大坡度控制在9%。
路面设计：
面层类型为泥结碎石路面，在道路上面铺10厘米面层，面层材料可采用现场的废弃碎石铺筑、压实。
回车场：
料仓等卸车处，在道路的尽头等设回车场，卸车地点应设置挡车设施，其高度为运输车辆最大轮胎直径的2/5。
3.4露天矿采场技术参数
3.4.1台阶高度和坡面角
根据生产规模开采深度及矿岩特性，参照类似矿山实际，台阶高度确定为10m。
设计台阶坡面角为75°，安全平台宽度为4.0m，清扫平台宽度为6.0m，每隔2个安全平台设置1个清扫平台。
3.4.2最终边坡角确定
最终边坡角确定：
tgβ=ΣHi/｛Σbi+Σ（ctgβ′h）｝
β-最终边坡角；
b-安全平台（清扫平台）宽度，4（6）米；
β′-工作坡面角，75°；
h-台阶高度，10米；
tgβ=ΣHi/Σbi+Σ（ctgβ′hi）
≈1.6
β≈58°（即最终边坡角约为58°）
（详见露天采场终了剖面图）
3.5露天采场开采境界
露天境界按照开采的底部界线作为开采露天境界的最底边界，四周界线为露天界线；安全平台宽度4米，清扫平台宽度6米，依此设计露天境界，最终边坡角58°。
矿体露天境界参数表
序号
项目名称
单位
数量
1
采场长度
m
160
采场宽度
m
96.0
采场面积
㎡
15360
2
采场最高标高
m
×××
3
采场最低标高
m
×××
4
工作坡面角
°
75
5
最终边坡角
°
58
3.6基建工程量与基建期
按二级矿量平衡关系,露天采矿的开拓矿量保有年限为1年,备采矿量的保有年限为3个月,按照此要求,开拓矿量应不小于××万t，备采矿量不小于1.53万t。
矿体根据开采推进方向，则在680m标高以上进行开拓，形成运输道路，形成开拓矿量约9万t；690m标高形成长50m，宽30m的平台，即可完成备采工程，形成备采矿量约1.84万t。
基建工程：
1）新修至+690m平台的矿山道路。
2）+690标高长50m，宽30m的平台的修建。
3）供、排水设施的施工。
4）设备安装、调试
基建工程表
序号
工程名称
工程量
备注
时间
1
新修至+690m平台的矿山道路
1000m
10m/d
3个月
2
+690标高长50m，宽30m的平台的修建
1.84万t
204.5t/d
3个月
3
降尘设施
1个月
4
设备安装、调试
1个月
按设计开采技术条件和能力，需整修部分运输道路，平整采场工作平台及设备的安装、调试。
基建工程进度计划表
序号
工程名称
1
2
3
4
5
6
7
8
1
修建道路
2
修建工作平台
3
降尘设施
4
设备的安装、调试
综合其他不可预见因素的影响，设计基建期为9个月。
3.7主要设备及选型
序号
名称及规格
单位
数量
备注
1
挖掘机（1.2m³）
台
1
已有
2
自卸汽车（15吨）
辆
4
已有
3
潜孔钻机
台
2
新增一台
4
BJ-22空压机（m³/min）
台
1
已有
5
S11-630/10变压器
台
1
已有
6
S11-250/10变压器
台
1
已有
7
装载机
辆
1
已有
8
锤式破碎机（110kW）
台
1
已有
9
反击式破碎机（132kW）
台
1
已有
10
筛分机（37kW）
台
1
已有
11
传送带
条
7
已有
12
洒水车
台
1
自制
3.8矿床开采
采矿许可证批准的开采深度+×××—+×××m，垂高60m，根据储量报告提供的矿体范围，矿体主要赋存于×××m以上，因此本次设计开采标高为×××m—×××m。
根据地形地质特点，选择自上而下台阶开采，单台阶推进。
台阶高度10m，工作坡面角75°。
3.8.1首采段选择
基建时对+690m平台以上进行开采，矿体开采从+690m平台由东部至西部推进，形成工作平台后，由上至下台阶开采。
3.8.2开采顺序
自上而下台阶顺序开采。
3.8.3回采工艺
回采工艺：
穿孔-爆破-采装-运输。
3.8.3.1穿孔工作
作业前应清理上方危石、浮石。
用KQJ120型潜孔钻穿孔，炮孔倾角75°，孔距4m，单排孔爆破，底盘抵抗线3.5m，炮孔深10.6m，超深0.5m，孔径φ90mm。
每个炮孔完工后，孔口盖严，防止碎石和其它杂物掉入，中深孔穿孔，必须采用降尘措施，以防产生粉尘。
潜孔钻穿孔前，稳定好钻架，严禁支架下垫石块。
开钻时扶稳钻机，防止钻头伤脚和支架倾倒伤人。
3.8.3.2爆破工作
设计阶段台阶炮孔主要参数为：
炮孔孔径为d=90mm，孔距a=4m，孔深Hm=10.6m，中深孔装药长度H=7.1m，炮泥充填长度3.5m，超深0.5m，炮孔填塞长度3.5m,设计单排炮孔微差爆破。
（1）单位炸药消耗量根据岩石的坚固性f=8，使用粉状乳化炸药，炸药单耗设计取0.56kg/m3。
（2）底盘抵抗线按W=（25-45）d计算，取W=3.5m
（3）单孔装药量Q=qaHW=60.4kg
（4）填塞长度按Lz=（0.9-10）W计算，取Lz=3.5m
（5）装药：
装药采用单一装药结构，临近最终边坡，采用不偶合装药结构。
（6）设计每周爆破一次，每次爆破四个孔，填塞采用人工填塞。
（7）炸药：
选用粉状乳化炸药。
（8）雷管：
电雷管。
（9）起爆：
KQ-100型矿用起爆器，起爆方法采用非电导爆管毫秒微差爆破网路，采用电雷管击发引爆。
（10）二次破碎：
崩落的矿石，如有个别大块，可用破碎锤破碎，不得使用爆破法进行二次破碎。
爆破器材堆放，应在安全、干燥处，远离火源、电源。
装药前必须严格检查爆破材料质量是否合格、完好无损。
同一起爆网络应使用同厂、同型号的电雷管，电雷管的电阻值差，不得大于产品说明书的规定。
爆破网络应与大地绝缘，网络线路不得有裸露导线，网路与电源之间设置中间开关。
起爆电源功率应保证全部电雷管起爆，一般爆破时，流经每个雷管的电流应满足：
交流电不小于2.5A，直流电不小于2A。
严格爆破器材领用制度，未用完者回收上交。
严禁碎石或其他材料充填。
发现盲炮及时报告、处理。
不能及时处理时，应设明显标志，采取相应安全措施，按有关规定执行。
凡爆破工作，爆破前发出警戒信号，并在爆破安全警戒线外站岗放哨，防止道路行人和车辆通过。
其他工作和值班人员均应撤离
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