采矿方法研究露天及优化文档格式.docx
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30′23.57″
4
45′41.22″
30′23.46″
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矿区及地理位置及交通图
自然地理概况
1）气候条件
本区属内陆干旱气候区，多风少雨，昼夜温差大，极度干旱的气候导致了强烈的蒸发作用，蒸发量远大于降水量。
区内无地表水体及地表水流，偶尔的暴雨可产生短暂性地表泾流，但很快便消失。
1.2矿区及矿床地质
1.2.1矿区地质
阿拉塔格铁矿矿区位于中天山地背斜隆起带东端，盐湖背斜的北翼，出露地层为元古界卡瓦布拉克第一亚组（
）
地层
为一套浅到中等变质程度的片岩和大理岩组成的区域变质岩，后期热液变质明显。
总厚1550米。
根据岩性特征可分为六个岩性段。
一、白云质大理岩段（
）：
分布于矿区以南。
主要岩性下部为灰白色块状大理岩与二云石英片岩互层。
二、二云石英片岩段
：
分布于矿区南缘，其岩性可分为上、中、下三部分。
三、薄层状大理岩段（
分布于矿区南部，主要岩性为灰白色大理岩。
四、二云石英片岩、绢云石英片岩与白云石英片岩段
分布于矿区西部和中部。
五、块状大理岩段（
分布于矿区西部偏北，主要为灰白色灰绿色块状，条纹条带状大理岩。
六、斜长片岩、混合岩段（
分布于矿区中部北缘，上部为条带状混合岩，细粒结构，条带构造，主要成分为石英、长石及少量黑云母（有时呈花岗结构，可能是正变质岩石）。
（2）构造
矿区构造比较简单，地层走向近东西，向北陡倾（60-90）度的单斜构造。
深部往往变化在（65-75）度。
南部及东南部因受花岗岩侵入影响发生到转，在矿区中部偏北地层走向向北西偏转形成一个向西撒开，向东熟练的似帚状构造。
由于岩体破坏，东部帚柄出露不全（如下图）。
一、断裂：
区内断层不甚发育，以南北向为主，东北向次之。
都为逆断层且形成于成矿之后。
现分述如下：
位于矿区西部边缘，走向近南北，倾向西，倾角（45-65）度，逆断层形成于成矿之后。
断层处于矿区中部偏西3-5勘探线之间。
走向从北往南由北东向转为南北向再转为北东向，倾向北西，倾角（50-60）度，往深部变陡为（70-80）度，为成矿后的逆断层。
断层长约200米，横切全部含矿带。
主要依据K4槽中（949地质点）见断层面及数十公分的破碎带，另断层两侧地层错开。
由于该断层的影响，致使西盘上升被剥蚀矿体出露地表，东盘下降为隐伏矿体。
在矿区东部有一条北东，南西走向的片状钠长斑岩脉，贯穿全区，有近东西向的数条小断层平行错开。
该脉岩为早期断裂的充填物。
二、层间破碎：
矿区层间破碎带较为发育，大都与地层走向相近，分布于刚性岩石中及刚性与柔性岩石分界面上。
层间破碎带，应为较早期南北向压力形成，为后期的矽卡岩化和成矿提供了有利部位。
因而控制了矿体的形态和产状。
矿体的顶部及底常有碎裂现象及绿泥石岩，说明矿体形成后，这种压力作用仍在继续。
三、节理：
由于长期应力作用，矿区内节理也比较发育。
主要有三组，一组为北东向；
一组为北西向；
一组近东西向。
其中前两组最为发育。
这些节理多被各种岩脉所充填。
总之本矿区构造形态，显示了应力作用的长期性和复杂性。
其中，南北向压力为主，造成了层间破碎带和北东向、北西向的节理而为后期矿液通道和赋存的条件。
后期的应力作用形成了一系列近南北向逆断裂而破坏了矿体。
（3）岩浆岩
区内侵入岩发育，按时间属华力西早、中两期。
按岩性可分为中性和酸性。
其中尤以华力西中期酸性岩浆活动最为强烈。
主要分布在矿区北部和东部，脉岩也较发育。
其岩性主要为细晶闪长岩、闪长岩脉以及花岗斑岩脉、花岗伟晶岩脉、细晶花岗岩脉、长英脉、石英脉等等，总之岩性十分复杂。
（4）围岩蚀变
由于花岗岩的侵入而产生了角岩化和矽卡岩化。
一、角岩为灰白色、浅灰绿色块状或条带状构造。
矿物成分主要为透辉石、绿帘石次为石榴石、石英、长石及少量方解石黄铁矿等。
主要分布在北部大理岩的两侧及矿区的东西两边，将矽卡岩包围其中，其它地区零星分布。
二、矽卡岩：
为灰绿色、暗绿色石榴石多时则成淡红色，细粒块状有时为条带状。
主要成分为石榴石、透辉石次为绿帘石、透闪石以及少量的绿泥石、蛇纹石、石英、方解石和金属矿物如磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿等。
矽卡岩产于北部大理岩（
）的层间破碎带中呈扁豆状分布。
它是铁矿的直接围岩，与铁矿有密切关系，若以铁矿体两侧，矽卡岩矿物分布还有如下特点：
近矿时主要是钙铁榴石，钙铁辉石随后出现绿帘石、钙铝榴石、透辉石、矽卡岩化大理岩。
磁铁矿交代矽卡岩也较明显。
（如下图）
总体来看蚀变带有如下特点：
角岩与矽卡岩矿物成分十分近似，有时不易区别。
区别在于矽卡岩粒度较粗含金属矿物，铁镁矿物含量较高，色深等特点与角岩相别。
矽卡岩化具有明显的选择性，集中于花岗岩与大理岩的接触带。
角岩范围广，西部延出图外。
矽卡岩范围小，长500米，宽（10-100）米，角岩分布在矽卡岩的两侧，矿体在矽卡岩中呈透镜状。
矽卡岩本身又可分为内带和外带，内带不发育，赋存于花岗岩边缘带中，伴随磁铁矿体呈脉状产出，无角岩带外圈。
外带赋存于角岩中，与层间破碎带共生。
矿区围岩按成因特点分为两类：
一是与火山活动有关的自变质作用，表现为面型的绿泥石化、碳酸盐化，与金矿化关系不大；
二是与火山期后热液有关的近矿饰变作用，表现为沿F2早期张性断裂呈带状或线型分布的硅化、黄铁娟英石化，空间上与金矿化关系密切。
主要有黄铁绢英岩化、绿泥石化、碳酸盐化及硅化。
黄铁绢英岩化与成矿关系密切，局部地段形成工业矿体。
位于石英脉上盘的英安岩普遍蚀变较强，下盘蚀变轻微。
1.2.2矿床地质
（1）含矿带
赋存于第五岩性段内，呈近东西向，与地层产状基本一致，长约500米，宽（30-100）米的透镜状，倾向北，倾角（65-75）度以3线、5线为中心向东西两端尖灭。
（2）矿体
呈多个平行排列赋存于角闪花岗岩与大理岩接触带的矽卡岩中。
地表出露大小矿体41个大者长约100米，小者仅10米，分布在
槽之东，F2断层之西的200米范围内，东部由于F2断层使东盘下降而成隐伏状矿体。
矿体呈似层状、透镜状、脉状，产状与围岩（含矿带）基本一致，倾斜向北，倾角（50-75）度。
沿走向矿体向东侧伏，侧伏角（20-25）度，又因F2断层以东为隐伏矿体所以往东埋深加大。
根据产出部位对比，具有一定规模的矿体有六个，其特征见下表。
哈密金矿阿拉塔格铁矿矿体特征及储量一览表
矿体号
产出位置
规 模（m）
倾 向
倾 角
矿石类型
储量
长
假厚
控制斜深
储量级别
矿石量（万t）
Tfe品位（％）
备注
Ⅰ-1
蚀变带西端北缘花岗岩与矽卡岩接触面上
55
13
北75°
磁铁矿
D
5.99
45.39
Ⅰ-2
3勘探线
50
17
80
北60°
6.90
48.92
Ⅱ-1
蚀变带西端K1-K2之间
100
9
北65°
-70°
12.14
37.52
Ⅱ-2
65
7
110
-65°
7.62
38.09
Ⅱ-3
3勘探线到K4间
35
1.88
47.91
Ⅱ-4
40
2.68
Ⅲ
蚀变带西部K3槽Ⅳ号矿体北侧
28
14
6.55
43.91
Ⅳ
蚀变带中部K2-11线之间
400
16
180
北50°
355.74
41.34
Ⅴ
蚀变带西中部K3槽Ⅳ号矿体南侧
63
18.54
41.67
Ⅵ
蚀变带中段3-7线间
150
5
14.85
37.58
（3）矿石
矿石为磁铁矿石。
矿石成分：
金属矿物主要为磁铁矿，含少量假象赤铁矿及微量磁黄铁矿、赤铁矿、针铁矿、白铁矿、黄铁矿、黄铜矿及闪锌矿等。
脉石矿物有：
方解石、石榴石、透辉石、绿帘石、绿泥石、角闪石等。
磁铁矿以半自形晶为主，自形、它形晶次之，呈微粒集合体。
沿磁铁矿八面体解理有假象赤铁矿交代。
赤、针、水针铁矿等呈微粒状常共生-起呈不规则分布在磁铁矿晶粒边缘或之间的脉石中。
脉石矿物呈粒状、片状分布在磁铁矿之间，部分呈脉状分布。
矿石的结构构造：
矿石为铁黑色、铁褐黑色，微粒结构、块状构造，侵染状和稠密侵染状构造部分为条带状构造。
块状构造及稠密侵染状构造的矿石，多为富铁矿石。
脉石矿物往往较均匀地分布在磁铁矿晶粒之间，条带状构造是脉石矿物与磁铁矿相间构成，反映了原生层理。
（4）矿石性质
通过对矿石化学分析得知：
TFe品位变化很大，通常（25-64.50）%之间，但多数在40%左右。
全区平均（所有参加储量计算的矿体）TFe41.59%.各矿体质量见下图。
上图可见部分组合样与普通样分析结果差值甚大，部分矿体无组合样，这是由于新疆局一大队施工工程没有全部付样所致。
Ⅱ-3矿体甚小未取样，其品位参考Ⅱ-4使用。
因矿石贫富相间，矿体又不大，故未单独划分富矿。
TFe与SFe差值较大，一般在（1-3）%，最大差值4.96%，最小差值为零，平均差值1.95%（详见下图）。
在普通样中有少数样品没有分析SFe，故治好将TFe与SFe都不参与计算。
组合样中由于没有地表付样，故只是钻孔样品组合（新疆一大队的钻孔也未参加组合）。
含量较高，最高达35.55%，最低3.99%平均18.27%，它主要赋存于硅酸盐中，矿石中几乎没有游离的
，其含量与全铁成互为消长的关系。
S：
各矿体含量不一，但普遍含量较高，最高9.59%，最低0.06%，平均0.94%。
P：
普遍含量很低，一般均在（0.01-0.05）%，最高为0.179%，平均0.021%。
Ga、Zn等有害元素含量都很低，不再一一叙述。
根据组合样分析结果（CaO+MgO）/（
+
）比值如下：
Ⅰ-2、Ⅳ两矿体属酸性矿石，其余属半自熔性矿石，但都接近酸性矿石。
（5）矿床成因
一、层间破碎：
热液与铁质沿此通道上升，也控制了矿体的形态，产状和规模。
二，铁质来源于华力西期的角闪花岗岩，它侵入后与大理岩接触，通过交代而形成了矽卡岩。
花岗岩和大理岩的存在满足了形成矽卡岩的基本条件。
三、磁铁矿明显地交代矽卡岩矿物，说明磁铁矿的形成晚于矽卡岩。
综上所述，阿拉塔格是一个接触交代矽卡岩铁矿。
1.3矿区水文地质
1.3.1自然地理
矿区地势平坦，山势浑圆，属低山丘陵地形。
标高在1010米左右，相对高差＜40米。
其上分布着元古界地层，低凹处覆有厚度不大的第四系松散堆积物，岩石的裂隙和孔隙为地下水的储存创造了一定的条件。
但由于地下水补给来源贫乏，因此地下水量不丰富。
加之地下泾流条件极差，往往形成矿化度较高的高浓度地下水。
本区属内陆干旱气候区，多风而少雨，昼夜温差较大。
极度干旱的气候导致了强烈的蒸发作用，致使蒸发量远大于降水量。
区内无地表水体及地表水流，仅极少次的暴雨可产生短暂性地表散流，但很快便消失。
本区的气候、地形、岩性及构造影响并决定地下水的形成和运移。
1.3.2矿区水文地质条件概述
矿区构造系属盐湖背斜北翼，沿东西、北东、北北西向有断层分布。
矿区地层岩性单一，主要为元古界卡瓦布拉克组片岩、大理岩。
岩石结构致密，裂隙发育较好，按其成因可分为风化构造与成岩裂隙，其中以风化裂隙最为发育，透水性较好，但裂隙发育程度随深度增加而减少。
裂隙中充填有淋滤的氧化铁薄膜、碳酸盐薄膜及硫酸盐薄膜。
从现有资料分析认为：
地下水位以上风化带为透水而不含水带。
地下水位埋深在35米以下，水位标高980米左右。
因此不同岩性之岩层含水性强度弱反映极不明显，难以确切划分隔水层。
1.3.3矿坑充水因素和涌水量
矿区地下水补给来源贫乏，泾流条件极差，地下水长期处于停滞状态，微量地下水极度饱和形成高矿化水，均为矿化度较高的氯硫酸钠型水。
本区气候对矿床充水的意义是很大的，长期干旱少雨致使蒸发量远大于降水量，但也偶尔出现短暂暴雨，形成暂时性的地标水流，是洼地带积水。
因此，必须对暂时性地表水流引起注意，否则会造成在开始时流入矿井成为矿床的主要充水因素。
综上所述，该区由于蒸发强烈降水微弱，地下泾流条件差，从而决定了地下水的多年性补给形成方式，以及迟缓的运动条件。
虽然岩层裂隙较为发育，但也不能促成地下水的富集，所以矿区以静储量为主的简单水文地质类型。
目前井下涌水量每日约250方。
1.4开采技术条件及资源储量
1.4.1开采技术条件
本采矿方法研究只针对924以上中段（含924中段）的回采后留下的矿柱和残矿进行回采，主要涉及对象为阿拉塔格铁矿区Ⅳ号矿体，地表走向长度约400m。
矿体产状急倾，倾角50°
～75°
，埋藏深约210m，矿体厚度中厚到厚大，最厚处可达百米。
上下盘围岩稳定性较好，除个别地段外，基本不要支护。
矿山现采用竖井开拓，罐笼提升，974中段采用人工装矿人力车运输，924中段采用人工装矿有轨矿车运输。
采矿方法为：
平底漏斗底部结构，浅孔留矿法开采，矿房宽10-15米，间柱宽8-10米，顶柱厚10-15米，个别可达20米。
矿区属低山丘陵，海拔在1010～1039m，相对高差小于40m，矿区范围内高差不到10m。
区内矿体多分布在西部，编号的矿体有7个，未编号的矿体有30余个，Ⅳ号矿体是本矿区主要矿体，占矿区总储量的82％，矿体最长400m，地表厚度16m，控制斜深180m，矿体呈扁豆状，直接产在含铁矽卡岩中，少量产于柘榴石透辉石矽卡岩中。
矿石以致密块状构造为主，矿体平均品位41.34%。
详见下表。
矿石以磁铁矿为主，属典型的接触交代矽卡岩型磁铁矿床。
整个阿拉塔格铁矿为一半裸露，一半隐伏的小型磁性富铁矿床。
阿拉塔格铁矿处于塔里木板块星星峡古生代岛弧中部，背斜的北翼，矿区出露地层元古界卡瓦布拉克群的一套碳酸盐建造，岩性有含铁矽卡岩，大面积出露，铁矿产于该岩中，是铁矿的直接围岩，围岩稳固性好。
区内断层不甚发育，以南北向为主，东西向次之。
F1：
位于矿区西部边缘，走向近南北，倾向西，倾角45～65°
。
F2：
断层处于矿区中部偏西3～5勘探线之间，走向从北往南由北东向转为南北向再转为北东向，倾向北西，倾角50～60°
，往深部变陡为70～80°
断层长约200m，横切全部含矿带。
矿石体重、岩石体重、矿岩普氏系数系数、矿岩松散系数如下：
矿石体重：
4.0t／m³
；
岩石体重：
2.7t/m³
矿岩的普氏系数：
8～12；
矿、岩的松散系数：
1.6。
1.4.2保有资源储量
根据矿山提供的2010年度储量核实报告，截止2010年末该保有地质储量见下表。
经统计，920水平以上保有矿量149万吨，平均品位约40%。
2010年末各矿体的地质保有储量
矿体编号
块段编号
储量类型
保有块段编号
体积（m3）
体重（t/m3）
矿量（万吨）
平均品位（%）Tfe
920以上保有（万吨）
Ⅰ
Ⅰ-1-1
122b
Ⅰ-1-1-B
3350
1.34
43
Ⅱ
Ⅱ-1-1
Ⅱ-1-1-B
35725
14.29
35.3
Ⅱ-1-2
333
12171
4.87
40.2
Ⅱ–2-1
35926
14.37
41.2
Ⅱ–2-2
16700
6.68
50.1
Ⅱ-3-2
10009
44.1
Ⅲ
Ⅲ-1
Ⅲ-1-B
972
0.39
39.2
Ⅳ
Ⅳ-1
Ⅳ-1-B
15650
6.79
39.4
102.2
Ⅳ-3
144252
57.7
Ⅳ-4
Ⅳ-4-B
60650
24.26
39.5
Ⅳ-5
Ⅳ-5-B
33642
13.46
38.7
Ⅳ-6
306153
122.46
37.1
Ⅳ-7
59058
23.62
38.9
Ⅳ-8
78546
31.42
41.3
Ⅳ-11
118225
47.29
41.6
Ⅶ
Ⅶ-2
1575
0.63
41
小计
240.69
38.5
132.88
41.4
合计
122b+333
373.57
39.1
148.8
2011年7月，为切实掌握矿山实际保有矿量情况，研究人员与矿山人员一道在井下采用简易激光测量仪对各采场进行了实测，再结合现场技术人员的历年开采情况的介绍，经计算估计截止到2011年7月份924以上中段的地质保有储量合计约为151万吨，详见下表：
924中段矿量汇总（单位：
t）
采场编号
采出矿量
未采矿量
间柱矿量
巷道顶板
采场顶板
存窿矿量
1、2、3、4采场
54448
16866.5
27224
5444.8
5采场
48366
46431.4
4836.6
6+7采场
84114
30939
28038
8411.4
8采场
29110.2
2911
9采场
38556
11569.6
3855.6
10采场
64813
9519
6481.3
11采场
19456
4466.4
2723.8
1945.6
12采场
34910.5
42844.7
3491
13采场
97467.9
20334.6
66455.4
9746.8
14、15、16、17采场
126344.4
32759.4
80018.1
12634.4
18采场
12645
2225.5
1264.5
小计
610231
378983.4
126455
155097
295960.9
61023.1
剩余矿量
1017519
974中段矿量汇总（单位：
露天矿量
马脊梁
采空区
最低点
最高点
1号采场
23622
5640.1
19032.1
3937
20.8
10.7
2号采场
15273.4
8948.1
2075.1
2545.6
27.8
8.9
3号采场
10591.9
3301.3
2446.3
1765.3
12.8
7.2
4号采场
22200
2788.1
17344.8
3700
24.6
15
5号采场
44117.7
14310.1
49661.1
7353
23.8
7.1
6号采场
61521.3
24965.6
20507.1
10253.6
23
22
7号采场
36398.7
10817.5
21072.9
6066.4
20
10
8号采场
2758.7
1440
275.9
459.8
8
9号采场
3596.5
720
89.9
599.4
10号采场
16164
5400
8082
2694
11号采场
21724.5
3224.5
37704.3
3620.8
14.8
12+15采场
146559.1
21185.3
46705.7
24426.5
13+14采场
94516.6
25024.8
32193.8
15752.8
23.7
9.9
16号采场
11089.2
2648.7
10725.6
1848.2
11
17号采场
22554.5
2536.5
34787.5
3759.1
13.5
5.1
18号采场
1549
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