露天矿山开采设计Word格式文档下载.docx
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表2
名称
移动角/度
上盘
下盘
45
50
55
1-10
11-18
19-26
28-34
35-41
（2）矿山工作制度：
年工作日330天，三班工作制。
3、设计内容和步骤
露天开采境界设计
露天生产能力的确定
露天开拓方法设计
（1）开拓方法选择；
（2）开拓系统主要参数设计；
（3）新水平开拓方法设计；
露天主要开采工艺设计
（1）穿爆工作设备选型与工艺设计；
（2）采装工作设备选型与工艺设计；
（3）运输工作设备选型与工艺设计；
（4）排岩工作设备选型与工艺设计；
4、设计成果
（1）课程设计说明书：
按毕业设计格式要求打印，按时提交课程设计成果。
（2）开采境界最终平面图，A2图纸1张。
5、设计要求
①严格按科研论文的排版格式；
②页面设置：
页边距：
上2厘米，下2厘米，左厘米，右2厘米，页眉厘米，页脚厘米间距：
段前0行，段后0行行距：
固定值，磅（题目行、公式行采用单倍行距）；
③字体和字号
一级标题：
四号，宋体和TimesNewRoman字体，加粗，靠左顶格；
二级或三级标题：
小四号，宋体和TimesNewRoman字体，加粗，靠左顶格；
正文部分：
五号，宋体和TimesNewRoman字体；
希腊字母用Symbol字体；
图题、表题：
小五号，加粗，宋体和TimesNewRoman字体；
图、表中文字用小；
五号TimesNewRoman字体，量与单位之间用“/”间隔；
图注与说明、表注与说明：
小五号TimesNewRoman字体。
④图用CAD出图，所有的图纸都要图签，图签格式统一。
金属矿床露天开采课程设计
1工程概况
大木冲水泥石灰岩矿为双峰海螺水泥生产的原料基地，为露天开采，采用自上而下分水平开采法，截止2006年9月矿山开采按两个山头开采了四个平台，开采平台标高+240m、+230m、+220m、+210m。
开采面积152696m2。
采损石灰岩基础储量493万t，其中水泥生产用矿量492万t，矿山修筑公路处置矿石量1万t。
现矿山分三个平台开采，开采平台标高已降至+223m、+210m、+195m。
开采面积263836m2。
采损石灰岩资源储量万t，其中水泥生产用矿石量万t，矿山已采剥仍置于采场矿石量万t，修筑矿山生产公路处置矿石量2万t，生产碎石用矿石量32万t。
矿石运输为汽车运送到矿山破碎漏斗口，经破碎后由输送带运送至3km外的水泥生产原料库。
为完成矿业权的变更、转移手续，合理开发利用矿产资源，提高矿产资源的开采利用率，保持生态环境，维护矿产资源所有权人和采矿权人的合法权益，合理开发矿产资源，于是双峰海螺水泥有限公司提出开发大木冲石灰岩矿矿产资源。
矿产资源
1972年、1988年湖南省地质局区域地质矿产测量队先后进行了包括矿区在内的1∶20万、1∶5万区域地质调查，提交了1∶20万涟源幅区域地质矿产报告、1∶5万界岭幅区调地质报告，对该区地层、构造、矿产进行了研究。
2002年9月至12月，四一八队应双峰县政府要求，对大木冲石灰岩、砂岩矿先后进行了预查及普查（图2），于2002年10月提交预查地质报告，提交水泥灰岩D+E+F级储量亿t，砂岩矿F级储量亿t；
于2002年12月提交普查地质报告，提交水泥灰岩D+E级储量23926万t，砂岩矿E级储量万t。
2002年12月19日，省国土资源厅以“湘国土资储认字[2002]034号《湖南省双峰县大木冲矿区石灰岩砂岩矿普查报告》矿产资源储量认定书”形式对报告予以认定，批准石灰岩矿D+E级（333+334）资源储量23926万t、其中D级（333）11920万t，砂岩矿E级（334）资源量万t。
2003年5月至8月，四一八队在以往普查工作的基础上对矿区石灰岩矿进行了勘探工作，提交了《湖南省双峰县大木冲矿区水泥石灰岩矿勘探报告》，省国土资源厅以“湘国土资储备字[2003]015号《湖南省双峰县大木冲矿区水泥石灰岩矿勘探报告》矿产资源储量评审备案书”形式对报告予以认定，探明或控制石灰岩矿基础储量（121b+122b）7560万t，其中（121b）2055万t，（122b）5505万t。
2006年9月至2007年1月，四一八队对双峰海螺水泥有限公司大木冲石灰岩矿进行了资源储量检测，在原勘探报告估算资源储量范围两侧外推100m范围新增了333资源量764万t，提交了《双峰海螺水泥有限公司大木冲石灰岩矿2006年度资源储量检测报告》，娄底市国土资源局以“娄检备字［2007］4号《双峰海螺水泥有限公司大木冲石灰岩矿2006年度资源储量检测报告》备案书”的形式对报告予以备案，检测报告累计探明资源储量为8499万t，其中121b基础储量2067万t，122b基础储量5668万t，333为764万t。
矿山建矿投产至2006年9月累计采损资源储量493万t，保有资源储量8006万t。
矿山截止2008年7月底，累计探明资源储量（111b+122b+333）矿石量：
万t，其中：
111b矿石量：
万t，（122b）矿石量：
万t，资源量（333）矿石量：
万t。
矿区交通、自然地理和区域经济概况
1.2.1矿区位置与交通
大木冲矿区位于双峰县城（永丰镇）259°
方向直距25km处，行政区划属三塘铺镇管辖。
地理座标：
东经111°
56′40″～111°
58′07″，北纬27°
24′14″～27°
24′57″，，准采标高+286～+140m。
洛湛铁路经过矿区东侧，矿区距三塘铺火车站约3km；
上海—云南瑞丽高速公路于矿区南东侧通过，距甘棠铺、三塘铺入口4km，北通娄底市45km，南接邵阳市54km。
县、乡级公路可直通矿区，交通方便（图1）。
1.2.2自然地理与经济状况
矿区境域地貌形态呈四周山丘崛起、中部岗平相间的立体轮廓，区内地貌为丘陵缓坡溶蚀、剥蚀地貌。
四周山丘环绕，中部岗盆宽广。
县境东部、东南及东北群山连绵起伏，西部有猪婆山及山斗的台升地带，北部丘岗起伏。
海拔较低，地势平缓，属侵蚀溶蚀地貌，由泥灰岩、泥质灰岩，花岗岩、页岩组成。
大木冲石灰岩矿层分布区最高海拔标高，最低海拔标高，相对高差。
地形总体走向呈东西向，中部高，向南、北两边逐渐降低，自然坡度10～25°
。
矿区属中亚热带季风气候，四季分明，春季寒潮频繁，气温变化剧烈；
夏季暑热期长，伏旱明显；
前秋干旱频繁，后秋天气多变；
冬季严寒期短，阴睛少雨天多。
本区年平均气温℃，夏季日最高气温一般℃℃，冬季日最低气温一般℃℃。
年平均降水量，最大年降水量，降水量较为充沛，多集中于春夏季，占全年降水量的72%，冬、春两季多为连绵细雨，而夏、秋两季多为阵雨，日最大降水量。
历年月平均相对湿度75%—82%，月平均绝对湿度毫巴。
常年蒸发量—1700mm。
历年出现初霜日期为12月2日，终霜日期为翌年2月22日，无霜期天。
历年平均累计冰冻日天，最长23天。
风向受季节控制，以北风、北北东风占优势，年平均风速s，瞬时最大风速为28m/s。
境内矿产资源种类较多，分布广。
已查明的有27个矿种，99个矿点，其中金属矿有黄金、铅锌、钨钼、锑钼、铁、矾、铜等；
非金属矿有煤、石膏、黄铁、大理石、花岗岩、陶瓷土、耐火粘土、碳、磷、钾、重晶石、硅石等。
位于全省前10位的矿产有：
石膏、大理石、黄铁、煤、耐火粘土、黄铁矿等。
区内经济活跃，劳动力充裕。
农业以稻为主，兼产甘薯、小麦等，自给有余。
商业以国营商业为主体，有比较完整的商业服务系统，市场繁荣，供应充沛。
1.2.3矿山规模及矿区范围
根据2007年5月全面开工建设第二条日产5000t水泥熟料新型干法生产线，建成后，熟料生产能力达300万t/a。
按生产1t熟料需要消耗石灰石矿石量计算，该矿山石灰石矿年产量设计为300×
=405万t。
本方案以此规模作为设计的生产规模，采矿许可证核准的矿区范围及开采深度如下表1-1：
表1-1大木冲石灰岩矿范围坐标表
拐点号
坐标
X
Y
3033890
3033977
3033276
4
3033217
3033372
3033738
矿山面积：
（km2）
准采标高：
+294~+140m
矿山现状、特点及存在的主要问题
2007年5月全面开工建设第二条新型干法生产线建成后，现矿山分三个平台开采，开采平台标高已降至+223m、+210m、+195m。
该露天矿虽然开采水文地质条件和工程地质条件都简单，矿石易于开采。
但是因该矿开采范围大，再加上方案设计范围内已经有多处开采的小采坑，地表环境已经造成不同程度的破坏，如矿体东部的露天开采边坡、高速公路采石场采坑、双峰县水泥二厂采石场采坑等等。
这些地表的破坏对下步开采造成一定的影响。
该矿南边、西南边有大量的民房，开采爆破时要注意加强安全保障工作，离矿体开采范围200m的居民需要搬迁，这将带来开采成本增大。
矿区附近有条高速公路，应确保公路安全，建议离公路500m的矿体不能开采。
另外，以前开采的露天采坑与边坡给下步开采带来的步安全隐患要加强管理，并必要时牺牲矿石留足安全距离。
主要编制依据
《中华人民共和国矿产资源法》；
《中华人民共和国矿山安全法》；
《中华人民共和国矿山安全法实施条例》；
《中华人民共和国安全生产法》；
《中华人民共和国劳动法》；
《中华人民共和国消防法》；
《中华人民共和国职业病防治法》；
《矿产资源开发利用方案编写内容要求》；
国土资源部《关于加强矿产资源开发利用方案审查的通知》；
《金属非金属矿山安全规程》；
《爆破安全规程》；
《工作场所有害因素职业接触限值》；
《建材工业劳动保护工作暂行条例》；
《工业企业设计卫生标准》；
湖南省地质矿产勘查开发局四一八队2003年8月编写的《湖南省双峰县大木冲矿区水泥石灰岩矿勘探报告》；
湖南省地质矿产勘查开发局四一八队2008年8月编写的《双峰海螺水泥有限公司大木冲水泥石灰岩矿资源储量核实报告》；
关于《湖南省双峰县大木冲矿区海螺水泥石灰岩矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明（湘国土资储备字［2009］013号）；
双峰海螺水泥有限公司提供的有关设计基础资料；
双峰海螺水泥有限公司提供的委托书。
2.该设计工程的资源概况
矿床地质及构造特征
2.1.1区域地质背景
矿区大地构造位置处白马山—龙山东西向隆起带猪婆大山短轴背斜南东翼。
区域内出露有奥陶系下统、泥盆系中上统、石炭系下统及第四系等地层。
早古生代奥陶纪早世，本区域以一套巨厚的浅海相细粒碎屑岩沉积为主；
在晚古生代至中生代早期，本区表现为强烈沉降带，泥盆系、石炭系等地层发育，广泛分布于猪婆大山背斜四周，属浅海相碳酸盐岩沉积和滨海相碎屑岩沉积；
第四系零星分布于河、沟两侧及地势低洼处。
区域构造较简单，主要表现为呈北东走向的猪婆大山隆起（短轴背斜）及其两侧（两翼）的走向冲断层。
猪婆大山背斜核部由奥陶系组成，泥盆系不整合于奥陶系之上，分布于背斜两翼。
该背斜向北东、南西两端倾伏，长约18km。
核部岩层倾角40-60°
，两翼岩层倾角20-40°
，呈一拱形短轴背斜。
两翼所伴生的冲断层，造成一系列地层重复及形成直立挤压带，使两翼出露宽度极不对称。
大木冲矿区处背斜南东翼北段，构造简单。
区域内变质作用较弱，围岩蚀变主要表现为绢云母化、绿泥石化、方解石化和白云石化。
区域内较近的花岗岩距矿区数公里。
区域内矿产丰富，种类较多，以燃料和水泥灰岩等非金属矿产为主，金属矿产次之，主要有锑、金、铅锌、铁、锰、铜、钨等。
2.1.2矿区地层特征
矿区出露地层主要为泥盆系中统棋梓桥组及上统佘田桥组，此外尚有第四系零星分布。
由老至新分述如下：
（1）中统棋梓桥组（D2q）
按其岩性组合特征可分为上、下两段。
下段（D2q1）：
仅于矿区钻孔中见及，岩性主要为泥灰岩、页岩夹瘤状灰岩。
钻孔揭露厚度，但据矿区外围资料，该层厚20～66m。
上段（D2q2）：
分为二个岩性亚段
第一亚段（D2q2-1）：
岩性主要为浅灰至深灰色厚至巨厚层灰岩夹厚层状白云质灰岩、灰质白云岩，白云质灰岩呈团块状分布，富含藻类化石，为石灰岩矿赋矿层位。
厚约90m。
第二亚段（D2q2-2）：
岩性主要为浅灰至深灰色厚至巨厚层状泥晶-微晶灰岩，富含层孔虫及藻类化石。
偶夹含白云质团块灰岩及条带状白云质灰岩，单层厚一般～，局部10m左右。
为石灰岩矿主要赋矿层位。
厚165～200m。
（2）上统佘田桥组（D3s）
分布于矿区南东部，岩性为灰色泥质灰岩夹泥质粉砂岩、粉砂岩，底部夹有灰色薄层状泥灰岩，产腕足类化石。
为石灰岩矿体的顶板。
厚度不详，但据矿区外围资料，该层厚110～137m。
上述各地层均呈整合接触。
（3）第四系（Q）
主要为河流冲积层，具二元结构，分布于矿区北西、南东两侧；
其次为残坡积层，零星分布于山坡、冲沟和田垅之中，岩性为黄褐色粘土、亚粘土。
厚0～。
不整合于前述各地层之上。
2.1.3构造
矿区构造简单，总体为一倾向南东的单斜。
岩层总体走向65°
左右、倾向南东、倾角8～46°
，一般25～35°
，局部地段岩层产状有较大的变化，形成呈北东向展布的宽缓褶皱，褶幅一般小于10m，最大15m，不影响总体构造形态。
断层不发育，仅有F1及F3，均表现为北东向正断层性质，为脆性岩石因褶皱挤压和重力变形在近轴部位置形成的张性楔形断裂，一般规模较小，断距525m，现分述如下：
F1：
分布于矿区中部，北东起于4′线，往南西延出图幅外，区内长1.6km。
走向60°
、倾向北西、倾角68～85°
，总体倾角75°
左右。
破碎带厚45m，主要由张性角砾状灰岩及方解石脉组成。
上、下构造面所构成的破碎带呈楔形向下延深，往深部具尖灭趋势，断距约525m。
断裂上盘岩层产状平缓（10～25°
），下盘岩层产状相对较陡（27～32°
）。
据相邻剖面对比、采场观察，断层通过位置两侧岩性变化不大，但标志层清楚，显示上盘下降。
F3：
分布于F1南侧，北东起于晃成堂（10线西侧），往南西延出图幅外，沿走向与F1呈由南西向北东撒开的趋势，相距60～300m，区内走向长2.1km。
总体走向70°
左右，倾向北西，倾角45～82°
，总体倾角55°
破碎带厚～6m，2线达16m。
断裂上盘岩层产状相对变化较大（18～35°
），下盘岩层产状平缓（10～18°
），断距约5～15m。
据地表及深部工程（ZK301）控制，其构造破碎带特征和成因与F1极为相似。
上述两条断层破碎带岩石经取样分析，本身均为工业矿体。
断层走向规模虽较大，但延伸不大、断距小。
因此，对矿层的破坏作用甚微。
2.1.4覆盖层特征
矿层之覆盖层主要为零星分布在矿区低洼地带的第四系残坡积粘土，粘土呈褐色、黄褐色，含少量黑色铁锰质，厚0～。
其次为高速公路人工堆积废石堆和少量佘田桥组覆盖层。
据取样化验分析结果，残坡积粘土（样品数18个）的主要化学成分含量见储量报告表2-5。
大部分粘土层成分含量变化大，无一定规律，平均：
硅酸率为，铝氧率为。
可作水泥原料的配料利用。
人工堆积废石堆为上瑞高速公路临时堆放场，平均厚度，主要成分：
CaO～%，平均%，MgO～%，平均%，可以作矿石利用。
佘田桥组覆盖层仅在8线附近零星出露，主要岩性为泥灰岩夹少量砂岩，泥灰岩主要化学成分见表2-6。
由于覆盖层很不发育，对石灰岩矿的开采影响较小，也无利用价值。
2.1.5岩溶特征
在估算资源储量范围内共施工13个钻孔，其中5个钻孔见到溶洞，本次施工的3个钻孔未见溶洞。
全矿区钻孔遇溶率为38%。
溶洞规模不大，溶洞高最大为m，最小为，均独立产出，空间延伸范围较小。
大部分溶洞无充填物，仅ZK401中见有少量泥、砂质物充填。
岩溶率统计结果显示：
全矿床平均线岩溶率为%，属不发育类型，且多发育于160m开采标高以下，160m标高以上岩溶率仅%。
矿层特征
大木冲石灰岩矿床赋存于泥盆系中统棋梓桥组上段，呈层状产出，含两个矿层，自下而上编号为Ⅰ、Ⅱ矿层，两者平行，总体倾向南东，沿倾向自地表向深部具舒缓波状延伸。
矿床地面形态呈中间高、南北两侧低的低缓丘陵状，出露标高最高为、最低为，其底板露头线标高自西向东由214m逐渐降低为155m。
已控制矿层走向长度大于，倾斜宽度1km左右，矿层总厚度～，平均。
矿层含稳定及不稳定夹层各一层，其中①夹层为Ⅰ、Ⅱ矿层的分界标志，②夹层位于Ⅱ矿层内，此外，矿层内尚有极不稳定夹层数层。
矿层总体含矿率为%，矿量主要富集于3～8线间。
Ⅰ矿层赋存于中泥盆统棋梓桥组上段第一亚段上部和第二亚段下部，主要由灰白色至深灰色厚至巨厚层状泥晶—微晶灰岩，偶夹团块状或透镜状含白云质灰岩组成。
地表岩溶不发育，第四系残坡积浮土覆盖层较薄，一般小于5m。
矿层出露标高：
155～259m。
总体呈单斜产出，走向65°
左右、倾向南东、倾角10～35°
产状较稳定，但沿倾向有波状起伏。
控制矿层厚度～143.65m，平均厚94.40m，变化系数34%。
沿走向厚度有变化，从表2及图5中可看出，中部（1～4线）矿层厚度相对稳定，以6线最厚，为143.65m，往两侧厚度变小，分别为3线61.68m、8线62.79m。
沿倾向厚度较稳定，总体上有由浅到深由厚逐渐变薄趋势，如0线剖面，北西端浅部厚126.73m、南东端深部（已露出地表）厚90.00m。
矿层内含少量夹层，主要分布在3线地表。
矿层顶板①夹层为与Ⅱ矿层的分界标志，矿层底板界线处棋梓桥组上段第一亚段顶部灰岩与白云质灰岩或灰质白云岩的分界位置，标志明显、对比可靠。
Ⅱ矿层赋存于中泥盆统棋梓桥组上段第二亚段上部，主要由浅灰色至灰黑色厚至巨厚层状泥晶、粉晶灰岩组成。
地表溶沟、石芽较发育，1线至2′线地形低洼处发育有直径小于1m的落水洞三处。
地表地形低洼处局部有第四系残坡积浮土覆盖，厚0～12.1m。
矿层出露标高173～293.8m。
其产状与“Ⅰ”矿层基本一致，但沿倾向起伏更加明显。
控制矿层厚度～93.30m，平均厚59.14m，变化系数39%。
沿走向自西向东总体上呈由薄变厚趋势，以4′线最厚为93.30m，4′线以东厚度相对稳定，为～6.60m，沿走向4′线往西厚度起伏较大，最小为3线27.44m，最大为0线73.81m。
厚度变化主要是地面剥蚀程度不一所致。
矿层内发育有②号不稳定夹层和1个极不稳定夹层，其中②夹层因地面剥蚀程度的差异，出露不全，地表不连续，距①夹层14-46m。
矿层底板界线以①夹层为标志，顶板界线最高至D2q2-2与D3s分界处。
Ⅰ、Ⅱ矿层中发育有F1及F3两条破矿断层，其断距小，且断裂破碎带处矿层内，破碎带岩石本身亦为矿石，故对矿层基本无影响。
矿石质量特征
矿石结构构造与矿物成分
矿石结构主要为生物碎屑结构、隐晶结构、细晶结构、粉晶结构、泥晶结构、晶粒结构、碎裂结构等。
具块状构造，角砾状构造、假角砾状构造。
矿石主要矿物成分为方解石和白云石。
大部分矿石方解石含量97～99%，白云石含量1～3%；
少量矿石方解石含量90%左右，白云石含量10%左右；
次为石英、粘土矿物及氧化铁质。
矿石化学组分
Ⅰ矿层主要组分平均含量CaO%，品位变化系数为%，MgO%，品位变化系数为86%；
Ⅱ矿层主要组分平均含量CaO%，品位变化系数为%，MgO%，品位变化系数为%；
矿床主要组分平均含量CaO%，品位变化系数为%，MgO%，品位变化系数为88%。
次要组分平均含量SiO2%，fSiO2%，Al2O3%，Fe2O3%，K2O%，Na2O%，SO3%，Cl—%，Loss%。
统计结果表明：
大木冲石灰岩矿床的矿石质量优良。
影响矿石质量的主要组分MgO平均为%。
其它有害组分均小于规范所规定的指标数，质量稳定。
此外，据矿石多元素分析，P2O5、Mn3O4、TiO2的含量为P2O5～%、Mn3O4～%、TiO2为0。
亦表明矿石质量甚佳。
矿石类型和品级
根据矿石的结构构造、化学组分等特征，矿石的自然类型可划分为灰岩矿石和含白云质灰岩矿石两类。
（1）灰岩矿石：
以浅灰至深灰色泥晶灰岩为主，夹少量微晶灰岩。
厚至巨厚层状构造，主要矿物成分为方解石，其含量98～99%，微量白云石、泥质、铁质。
其颗粒组成：
泥晶（微晶）80～95%、球团10%左右、钙球少量，泥晶的粒径一般小于。
（2）含白云质灰岩矿石
呈团块状、透镜状或薄层状产出，多以夹层的形式出现。
微晶至细晶结构，风化面呈灰黑色，粗糙有刀砍纹，主要矿物成分方解石90%左右，白云石10%左右。
上述两类型矿石质量好，均为Ⅰ级品矿石。
矿层顶、底板围岩及夹石
（1）矿层顶板
矿区Ⅰ、Ⅱ矿层分别处①夹层以下及以上，故Ⅱ矿层顶板即矿层顶板。
为泥盆系上统佘田桥组（D3s）岩石，仅在矿区东端8线附近有出露。
该组底部以一层灰色薄层状泥灰岩与矿层分界，往上为灰色泥质灰岩夹泥质粉砂岩、粉砂岩。
泥质灰岩呈浅灰色，风化后呈灰黄色，单层厚5cm。
其矿物成分：
方解石60～70%，泥质30～40%，白云石微量。
泥晶结构，其化学成分：
CaO%，MgO%，SiO2%。
（2）矿层底板
即Ⅰ矿层底板。
为泥盆系中统棋梓桥组上段第一亚段（D2q2-1）。
直接底板为团块状白云质灰岩、灰岩与白云岩，呈互层产出。
白
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