双峰县东湾石膏矿开发利用方案Word格式文档下载.docx
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2、娄底市国土资源局娄国土资储小矿备字[2010]年01号《湖南省双峰县梓门桥矿区东湾石膏矿资源储量核实报告》评审备案书。
3、娄底市国土资源局娄采划发[2009]1号“关于拟划双峰县东湾石膏矿矿区范围的批复”。
附图：
采掘方案选择对比图01
矿井开拓方式及采区巷道布置平面图02
矿井开拓方式及采区巷道布置剖面图03
矿井地质、地形和井上、下工程对照图04
第一章 概述
第一节 任务由来
双峰县土地储备中心在2005年取得了湖南省双峰县梓门桥矿区东湾勘查区石膏矿的探矿权（证号4300000510241，有效期2005年10月14日至2006年10月31日），邀请湖南省地质矿产勘查开发局四一八以作项目承担单位开展矿段勘查工作，2006年8月完成勘查任务，于2007年2月编制的《湖南省双峰县梓门桥矿区东湾矿段石膏矿详查地质报告》，经湖南省矿产资源储量评审中心以湘评审[2007]047号文评审确认，省国土资源厅资储备字[2007]023号文备案。
为促进双峰县的经济发展，实现资源优势向经济优势的转化，双峰县国土资源局拟设置东湾石膏矿的采矿权，为做好东湾石膏矿的招、拍、挂工作，向娄底市国土资源局申请了东湾石膏矿开采范围并获批准（娄采划发[2009]1号）。
418队根据批复的开采范围，编制了储量核实报告，市国土资源局娄国土资储小矿备字[2010年]01号评审备案。
为顺利实施东湾石膏矿的招、拍、挂工作，委托我院编制《双峰县东湾石膏矿资源储量开发利用方案》。
第二节 位置和交通与开采范围
（一）位置与交通
东湾石膏矿位于双峰县城355°
方向直距约12km处，属双峰县梓门桥镇管辖。
地理座标为：
东经112°
10＇38＂～112°
11＇23＂，北纬27°
32＇49＂～27°
33＇31＂，面积0.5518km2。
该矿西距娄（底）邵（阳）铁路双板桥车站约20km,距上瑞高速公路湖南段（潭邵高速）娄底和双峰出口均约15km，南距G320国道梓门桥镇7km，乡村级梓（门桥）山（口）水泥公路途经设采矿权范围内。
区内简易公路四通八达，交通极为便利（见插图1）。
（二）企业性质
东湾石膏矿为新设置的采矿权，企业性质未定。
（三）申请批准开采范围
娄底市国土资源局以娄采划[2009]01号文批复了东湾石膏矿的开采范围，见下表：
东湾石膏矿开采范围拐点坐标表
拐点号
1954年北京坐标
1980西安坐标
备 注
X
Y
1
3048940
37616280
3048884.081
37616215.621
开采标高
＋130～－400m
2
3048850
37616445
3048794.080
37616380.622
3
3049550
37616835
3049494.086
37616770.624
4
37617520
3049494.087
37617455.629
5
3049770
3049714.089
6
3050125
37616458
3050069.090
37616393.620
7
3049655
3049599.086
3716393.621
8
3049620
37616645
3049564.086
3761580.623
第三节 编制依据
1、湖南省地质矿产勘查开发局四一八队2009年十一月编制的《湖南省双峰县梓门桥矿区东湾矿段资源储量核实报告》。
2、娄国土资储小矿备字[2010]01号《矿产资源储量评审备案书》。
3、《矿产资源法》，《安全生产法》。
4、《湖南省矿产资源管理条例》。
5、《金属非金属地下矿山安全规程》
6、《矿产资源开发利用方案编写内容要求》
7、设计委托书
第二章 矿产需求现状与预测
石膏因组份不同分为石膏（CaSo4、2H2O）和硬石膏（CaSo4）两种，主要用于建材、化工、医药等工业。
双峰县现有石膏矿4个，生产规模55万t，除满足本地建材工业制水泥外，产品外销广东、福建等沿海城市。
海螺集团，南方公司等大型水泥生产企业在我省投资建设大型水泥厂，石膏的需求量肯定要增加，产品销路不会出现问题。
据相邻矿山资料，石膏现行销售价格60元/t，双峰县的石膏矿业以其质量好，产量稳定，信誉高在市场有一定的优势。
海螺、南方等大型建材企业等进驻湖南，现正在建设，作为水泥主要配料石膏的需求量增大，东湾石膏矿的建设正好迎来产品需求旺季。
预测石膏价格也会稳中有升，因此该矿的建设正合时宜，预计经济效益良好。
第三章 矿产资源概况
第一节 该矿建设与总体规划的关系
双峰县梓门桥石膏矿区是娄底市，双峰县规划开采的重要矿区，现有双峰石膏矿，双峰第二石膏矿、新龙石膏矿、万里石膏矿开采。
东湾矿段于2006年探明，该矿开采符合娄底市、双峰县矿产资源开发规划。
第二节 以往地质工作
梓门桥矿区地质工作始于1958年，至1980年先后有省属湘中队、湘煤勘165队及中南140队和468队等单位分别于不同时期，对不同地段进行过不同程度的普查找煤和石膏矿勘查工作，并提交了相应的地质报告。
1980年3月～12月，省地矿局418队曾对梓门桥全矿区开展了比较系统的煤矿普查工作，提交了《湖南省双峰县太平寺煤田梓门桥矿区煤矿初步普查地质报告》，在报告中特别阐述了在该区有石膏矿存在的可能。
1981年7月原湖南省煤田勘探公司第六勘探队进入梓门桥矿区进行煤矿普查工作，并于1988年10日提交了《湖南省双峰县梓门桥矿区北段（煤）普查地质报告》。
在工作中虽然施工的钻孔大部分穿过了石膏层位并证实了石膏矿的存在，但该报告没有对石膏矿进行研究和估算资源量。
1983年418队受双峰县政府的委托，开展了梓门桥矿区北部东侧凤形山矿段的石膏矿勘查工作，并于1984年提交了《湖南省双峰县梓门桥矿区凤形山矿段石膏矿详细普查地质报告》，计算了石膏、硬石膏B+C+D级总储量3778.38万t，其中B级352.51万t，C级1225.25万t，D级2200.2万t可供年产30～40万t石膏矿的矿山服务40年以上。
本次详查工作参考和利用了以往的矿产地质工作相应的矿床水文地质、工程地质工作等成果资料。
2005年10月双峰县土地储备中心取得东湾矿段的探矿权，委托418队实施勘探。
418队详细收集了工作区前人资料，开展1：
10000水文地质修测和1：
5000地质图修测，1：
2000勘查线地质剖面测量、钻探施工、矿层取样分析，对地面勘查工程及重要地物等标志进行控制测量。
完成钻探工作量2505.45m，勘查总投资约225万元，提交了《双峰县梓门桥矿区东湾矿段详查地质报告》，查明[332]＋[333]总计609.70万t，经省国土资源厅评审备案。
第三节 矿井资源概况
一、地层
东湾矿位于梓门桥复向斜北段的西面北段地层，从老到新：
下石炭统石磴子组，测水组和梓门门桥组，中上统壶天群，二叠系下统及白垩至上统，第四系。
梓门桥组为赋膏地层，全层总厚138.5～168.4m平均153.32m。
按其岩性分膏上段，含膏段和膏下段，膏上段平均厚18.35m，含膏段平均厚114.87m，膏下段平均厚23.88m。
含膏段从上至下含膏4层，从上而下称Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ膏层，其中Ⅰ膏层不可采，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ膏层均可采。
区内发育M1、M2岩层，M1可以作为膏层直接标志，M2作为对比的间接标志。
M1——石英砂砾岩，细砂岩、钙质砂岩，泥质粉砂岩岩性层，为含膏岩上部的碎屑岩层，厚2.20——7.80m,平均4.70m。
它是作为含膏岩系趋于沉积结束将进入新一轮沉积环境的换层标志。
M2——鲕状白云岩，为Ⅳ石膏层直接底板，厚0.5～1.11m，层位稳定，厚度变化不大。
它不仅是确定与对比该膏层良好标志，且也是全区性的一个工程终矿标志。
二、主要地质构造
开采范围位于梓门桥复向斜南西翼北段，次级褶皱白竹山背斜北东翼，矿段总体构造形态为被一系列与褶皱同向的逆断层破坏的平缓单斜构造，走向北西、倾向北东，倾角15～30o，深部有继续变缓趋势。
1、褶皱构造
开采范围内由南西向北东出露的地层依次为梓门桥组和壶天群，上述地层呈整合接触。
被F4及F55走向逆掩断层破坏后，使上述地层不同程度地造成重复再现，无论被断层破坏如何，但开采范围内仍不失为一缓倾斜的单斜构造特征，走向南东——北西、倾向北东、倾角15～39o。
地下深部岩层倾角14～28o，有逐渐变缓的趋势。
2、断裂构造
开采范围断裂构造较发育，对该矿影响最大的断层是F55、F支4、F4及F支3，这4条断层几乎控制了开采范围石膏矿层的分布范围，其它断层对该矿石膏层位影响较少。
主要断层的特征分述如下：
（1）F55：
与岩层走向一致的缓倾角走向逆掩断层。
该断层北西起于图外的大村煤矿，南东经返应湾，过九江水，被白垩系上统红层所掩盖（F3断层相汇），全长约4km。
断层走向大致为290o左右，倾向北东，倾角30～40o，落差120～200m。
该断层地表表现为梓门桥组由东向西逆掩于壶天群之上，造成地层大量重复，矿层隐伏于该断层之下，成为一个构造简单的单斜层状矿床。
（2）F支4：
该断层地表未出露，ZK51和1809孔控制F支4夹于F55与F4之间，造成Ⅰ膏层的底板直接与Ⅳ膏层底板的鲕状白云岩接触，断失了Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ膏层，落差约50m左右。
为一倾向北西，倾角16o左右的正断层。
（3）F4：
缓倾角走向逆掩断层，全长约4KM,走向300o左右，北西从图外经白竹山至泉塘一带，南东被白垩系上统红层掩盖，与F3相汇，倾向北东，断层面呈缓波状，倾角20～30o，落差200～400m。
断层地表表现在罗家托至泉塘一带，梓门桥组由东往西直接逆掩于壶天群之上，而其它地段或深部断层上、下盘分别有石磴子组、测水组、梓门桥组等地层，造成大量地层又一次重复，由于该断层上盘深部大多为测水组或石磴子组，而且又位于膏层之下，因而对开采范围F55至F4之间的石膏无影响。
（4）F支3：
为一逆断层，全长大于5km，北东由图外至过路塘后被白垩系上统红层的掩盖，走向40o左右，倾角30～45o，落差200～300m左右，该断层在红层下与F3汇合，并切割向斜南西翼发育的F55、F4、F53等断层，在18～线6线之间，该断层与上盘的石膏矿层交线构成开采范围资源量估算的北东边界。
开采范围总体构造形态为一走向北西一南东，倾向北东的平缓单斜构造，断裂构造以与矿层走向和倾向一致的低角度逆掩断层为主，膏层隐伏于断裂构造之下，故断裂构造对矿层影响较小。
综上述：
开采范围内构造复杂程度属中等程度。
三、膏层及其顶底板特征
梓门桥组中部地层为含膏层，含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ膏层，Ⅰ膏层厚0.8m，不可采；
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ主采膏层。
分别如下：
Ⅱ石膏，以硬石膏为主，普通石膏次之。
矿石呈灰色、灰白色，结晶粒状结构，块状构造复杂，一般有1～2层夹石，厚0.13～0.68m，膏层厚4.12～5.05m，平均4.61m，厚度稳定。
品位80.90～94.98％。
顶板为纹层状白云质灰岩或纹层状灰岩，水平层理清晰，顶板厚14.96～22.97m，平均厚17.72m。
底板为纹层状灰岩或白云质灰岩，下为生物碎屑灰岩，底板厚14.73～24.36m，平均20.73m。
Ⅲ石膏：
为硬石膏，矿石呈灰至灰白色，结晶粒状结构，块状构造，厚1.07～3.81m，平均厚3.06m。
厚度稳定，基本无夹石。
品位88.30～92.19％。
Ⅱ膏层底板为Ⅲ膏层顶板，Ⅲ膏层底板为灰至灰黑色生物碎屑灰岩，生物碎屑泥质灰岩及含膏脉白云质灰岩，厚8.62～11.38m，平均厚10.22m。
Ⅳ膏层：
以硬石膏为主，夹有普通石膏。
膏层结构较复杂，有1～4层夹石，厚0.33～1.75m。
膏层厚度较稳定，厚1.54～4.56m，平均厚3.25m，品位87.35～89.46％。
Ⅳ膏层的顶板为Ⅲ膏层的底板，底板为鲕状白云岩。
鲕状白云岩为Ⅳ膏层的最为重要的标志。
四、矿石质量
该矿段含石膏、硬石膏、矿物成分、化学成分见下表：
膏层化学成分表
化学成分
及含量
膏层号
CaSO4
CaSO4·
2H2O
SO3
H20+
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
加权平均值
化学成分
膏层号
CaO
MgO
SiO2
Fe2O3
FeO
K2O
Na2O
SrO
C1-
酸不
溶物
35.19
1.08
0.74
0.15
0.10
0.06
0.07
0.37
0.83
35.85
1.42
0.19
0.14
0.05
0.04
0.35
0.09
1.07
34.49
0.99
0.11
0.08
0.31
0.96
利用东侧的凤形山矿段详情报告资料
五、矿井开采技术条件
（一）水文地质条件
1、地表水
九江水：
从北往南在开采范围内的壶天群地层通过，河床宽7～12m，河床纵坡降2～3‰，河底有砂卵石层，水深一般为0.5～2.0m，常年有水，平水期流量600～1000％L/s。
九江水与壶天灰岩水力联系密切。
壶天群岩溶水是矿井涌水的间接补充来源，要通过梓门桥的导水断裂才能进入矿坑；
而顶板隔水层厚度大，分布稳定，存在导水断裂可能性小，采用房柱法开采，导水裂隙高度小，一般情况下难以连通壶天群岩溶水。
老铺子河：
位于开采范围东南，往南汇入九江水，距矿区范围1km，对矿床开采一般无影响。
新庄水库：
位于矿山西北面，距矿区1.5km，为小二型水库，位于石磴子组，测水组下段地层，与矿坑涌水没有关系。
新庄水库西干渠：
从矿区西南部山坡上的梓门桥组地层通过，对矿坑充水影响轻微。
水圹：
水圹较多，位于梓门桥组地层，对地下水有补给作用，因梓门桥组导水性弱，对矿坑充水影响轻微。
2、含水层：
矿段内含水层有第四系、白垩系上统、石炭系上、中统壶天群，下统梓门桥组、石磴子组。
但对矿井充水影响较大的为壶天群、梓门桥组，现简述如下：
壶天群：
含丰富的裂隙溶洞水，富水性强，分布很不均一，九江水河段地段为富水区。
覆盖于梓门桥组岩层之上，距石膏层240～270m，一般以越流方式补给矿床充水，主要含水层—梓门桥组裂隙含水层，直接与矿坑发生导通的可能性小。
梓门桥组：
地质报告述及梓门桥组隙潜水位分布较普遍，但富水性和厚度随地形、岩性、构造等因素有较大的变化，不均一性较强，其含水中等，可以通过断层对矿坑充水。
3、矿坑充水来源及涌水量计算：
梓门桥组中上部地层以深灰、灰黑色生物碎屑泥质灰岩、泥灰岩为主，夹灰岩、泥岩等，岩层较完整，裂隙弱，发育小且又是闭合裂隙。
距相邻的双峰第二石膏矿采空区顶板完整、稳定，普遍具隔水性，顶板有足够厚度的隔水层。
壶天群以越层直接进入矿坑的可能小。
未来矿山充水的主要来源是风化裂隙水，但因F55等断层错距大，断裂裂隙带构造发育，可能成为深部矿坑涌水的主要来源。
地质报告采用大井法预算-300m水平正常涌水量120m3/h，最大涌水量244m3/h。
因此，该矿水文地质条件中等。
（二）工程地质条件
矿坑石膏层围岩主要为中厚层状灰黑色生物碎屑泥质灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩。
力学强度高，抗压强度大。
矿坑顶底板稳定性较好
（三）环境地质条件
该区属低山丘陵地貌，地形较平缓，开采范围内的顶板地层房屋密布，必须选用对地表变形小的采矿方法，矿坑开采和排水将使梓门桥组地层部分泉井和壶天群部分泉井流量减少甚至干涸。
应采取部分措施予以补偿。
矿坑地质环境条件中等。
根据娄底市国土资源局批复东湾石膏矿的开采范围，418队对原东湾矿段普查地质报告进行了有关章节的删减而提交资源储量核实报告。
经市局评审备案。
1、受探矿权人委托，418队对梓门桥矿区东湾矿度进行了地查勘查工作，在收集历次勘查资料和相邻矿山资料的基础上，通过本次投入的系统工作，有效地控制了矿层。
已基本查明矿段地层、构造、含膏岩系的岩性、岩相、厚度及分布规律；
基本查明石膏矿的赋存层位、膏层数量，连接对比标志，膏层产状、形态、规模、厚度变化及空间位置，矿石的物质组分、结构构造与稳定性。
较全面反映了该矿山资源量的勘查成果，对区内石膏资源作出了总体评价。
控制了一定数量的石膏资源储量，该详查报告的提交，为未来矿山的合理开发、科学规划提供了地质依据和资源保证。
2、基本查明了矿段开采技术条件，水文地质、工程地质条件，环境地质条件属中等类型。
预算了矿坑涌水，并指出生产和生活用水方向。
3、按一般工业指标圈矿，矿产资源储量估算方法选择恰当，矿产资源储量估算参数基本合理，其估算结果基本可靠。
该矿为新设立的采矿权，从矿山设计和开采要求仍有下例不足：
1、矿层水化淋失控制程度低，石膏层溶蚀边界无工程控制。
2、该矿开采最大的安全隐患为矿井水患，报告中对矿井水文地质条件进行了描述，对断层的导水性和九江水在开采范围内经过的地段为富水区未作进一步研究，一定要在生产中引起高度重视。
第四章 主要设计方案的确定
第一节 设计利用资源储量和矿井生产能力的确定
一、工业指标
储量核实报告参照《矿产品工业要求参照手册》有关品位指标估算资源储量指标如下：
一级品：
CaSo4·
2H2O+CaSo4≥85％
二级品：
2H2O+CaSo4≥65％
边界品位：
2H2O+CaSo4≥55%
最低可采厚度：
1m
二、设计利用资源储量
该矿探明的资源储量（见表4-1）
九江水从北往南在膏层顶板地表壶天群地层流经，为保障矿井安全，需留设保安矿柱，经计算占用[122b+333]91.6万t。
（见表4-1）
表4-1 矿井设计利用资源储量明细表
项目
探明资源储量
矿柱占用资源储量
探明资源储量－矿柱资源储量
膏层编号
122b
333
122b+333
110.1
121.9
232.0
13.8
28.8
42.6
96.3
93.1
189.4
110.0
126.5
236.5
24.5
12.9
37.4
85.5
113.6
199.1
65.9
75.3
141.2
2.2
21.6
23.8
63.7
53.7
117.4
合计
.0
103.8
注：
探明资源储量抄自娄国土资源局娄国土资源小矿备字[2010]1号评审备案书，矿柱占用资源储量为本设计计算的。
设计保安矿柱内因地质控制原因没有估算资源资源储量的地段，本设计只划定了范围，也没有计算资源储量。
矿区设计利用资源储量453.8万t
可采储量＝[122b]×
采出率]+[333]×
可信系数×
采出率
＝[245.5×
60％]+[260.4×
0.8×
60％]
＝272.29（万t）
可信系数——0.8％
采出率——采用房柱法生产，参照双峰石膏矿的参数取60％
矿井探明资源储量[122b+333]609.7万t，减去矿柱占用资源储量后[122b+333]505.9万t，采用房柱法生产，参照双峰石膏矿的采出率60％，矿井可采储量为272.29万t。
三、生产能力确定
可采储量为272.29万t，按每生产能力10万t/a和15万t/a二个方案进行比较。
表4-2 生产能力和服务年限比较表
年生产能力万t/a
10
15
服务年限（a）
27.3
18.1
根据规程要求，年产15万t/a的矿山，其服务年限在15年以上。
该矿生产能力确定为15万t/a，服务年限达18.1年，符合规程要求。
且因工程勘探因素影响，划定的开采范围尚有局部地段没有计算资源储量，有远景储量。
因此该矿生产能力按15万t较为适宜。
四、产品方案
该矿生产的石膏主要作为水泥配料用，不设石膏加工车间，石膏外卖，矿山产品方案为原矿石。
第二节 开拓方案确定
一、开拓方式确定
根据地形地质条件和石膏赋存特点，只能采用斜井和立井开拓方式，立井开拓的井筒施工难度大，机械设备装备费用大，投资费用大，后期维护技术要求、费用高。
矿井生产能力为15万t/a，不宜选用立井开拓方式，本设计确定采用斜井开拓方式。
二、开拓方案的对比和确定
1、开拓方案对比
根据工业广场和通往工业广场的道路不占用基本农田的原则，本设计采用底板斜井和顶板斜井两个方案进行对比。
矿井开拓方案选择比较表
名
称
案
方
较
比
项
目
第一方案：
底板开拓方案
第二方案：
顶板开拓方案
布置方式
主井布置于栗湾圹，基本沿矿体倾向方斜布置
其主井口坐标：
X:
3089990Y:
37515338
H:
+100α:
241°
β:
25°
开筒长度：
828 于-250m标高落底为矿井的第一水平，开采矿井二水平落底标高为-350m，暗主井沿Ⅳ膏层布置。
主井布置位于李子冲、基本斜交于矿体走向方向，其主井口坐标：
3049808 Y:
37516493
+100 α:
315°
β:
井筒长度：
591.5
落底于-150m标高以后，折返施工暗斜井绕道350m，再布置暗斜井-350m标高落底，矿井第一水平为-150，基本无矿可采，根据设计规程，严禁采用“剃头下山”方式布置，必须于-350m形式生产系统后，才能进行生产。
井筒工程量
较第二方案节省工程量500m以上，
投产时间
较第二方案早一年
井筒装备
较第二方案，井筒长度828m，需选用3.0m的矿用绞车
井筒长592m，采用1.6m绞车，较
第一方案装备费用低
机电配备
第二水平
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