井工矿山安全设施设计.docx
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井工矿山安全设施设计
井工矿山安全设施设计
1.1建设项目依据的批准文件和有关的合法证明
1、采矿许可证证号：
C150********62120038320
2、企业法人营业执照注册号：
150********1612
3、《内蒙古自治区乌海市海勃湾区阿拉坦图矿区铁矿生产详查报告》评审意见书（内国土资储评字[2011]005号）和矿产资源储量评审备案证明（内国土资储备字[2011]26号）。
4、乌海市安全生产监督治理局“关于对海勃湾区千里山阿拉坦图磁铁矿年开采30万吨铁矿石技改扩建项目安全预评判报告备案审核的通知”（乌安监发[2013]102号）。
5、内蒙古自治区经济和信息化委员会“关于核准海勃湾区千里山阿拉坦图磁铁矿年开采30万吨铁矿石技改扩建项目的通知”（内经信投规字[2015]36号）。
1.2国家有关安全生产的法律、法规、规章
1、《中华人民共和国安全生产法》（主席令〔2014〕13号）2014.12.1；
2、《中华人民共和国矿山安全法》（主席令〔1992〕65号）1993.5.1；
3、《中华人民共和国矿产资源法》（主席令〔1996〕74号）1997.1.1；
4、《中华人民共和国环境爱护法》（主席令〔2014〕9号）2015.1.1；
5、《中华人民共和国劳动法》（主席令〔1994〕28号）2013.7.1；
6、《中华人民共和国消防法》（主席令〔2008〕6号）2009.5.1.；
7、《中华人民共和国职业病防治法》（主席令〔2011〕52号）2011.12.31；
8、《地质灾难防治条例》（国务院令394号）2004.3.1；
9、《安全生产许可证条例》（国务院令397号）2004.1.7；
10、《民用爆炸物品安全治理条例》（国务院令466号）2006.9.1；
11、《生产安全事故报告和调查处理条例》（国务院令493号）2007.6.1；
12、《地质灾难防治条例》（国务院令第394号，2004）；
13、《劳动防护用品监督治理规定》国家安全生产监督治理总局1号令，2005。
14、《生产经营单位安全培训规定》国家安全生产监督治理总局3号令，2006。
15、《安全生产事故隐患排查治理暂行规定》国家安全生产监督治理总局16号令，2007。
16、内蒙古自治区安全生产监督治理局《关于做好全区非煤矿山和工商贸企业建设项目安全设施“三同时”工作的通知》（内安监管办字[2005]60号）。
17、《国家安全监管总局关于公布金属非金属矿山禁止使用的设备及工艺名目（第一批）的通知》，安监总管一〔2013〕101号。
18、《非煤矿山企业安全生产许可证实施方法》国家安全生产监督治理总局令第20号，2009.6.8。
19、国家安全监管总局《关于印发金属非金属矿山建设项目安全设施设计编写提纲的通知》（安监总局一〔2015〕68号）。
20、《国家安全监管总局关于进一步加大中小型金属非金属矿山（尾矿库）安全基础工作改善安全生产条件的指导意见》，安监总管一〔2009〕44号。
21、《企业安全生产费用提取和使用治理方法》，财企[2012]16号。
22、《中华人民共和国资源税暂行条例实施细则》，财法字[1993]第43号。
23、《建设项目安全设施“三同时”监督治理暂行方法》国家安全生产监督治理总局36号令，2011.2.1。
24、《关于切实加大金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设的通知》，安监总管一〔2010〕108号。
1.3要紧技术标准、规范、规程
1、《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）。
2、《爆破安全规程》（GB6722-2014）。
3、《厂矿道路设计规范》（GBJ28-87）。
4、《矿山电力设计规范》（GB50070-2009）。
5、《建筑物抗震设计规范》（GB50011-2010）。
6、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）。
7、《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）。
8、《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213）。
9、《金属非金属矿山排土场安全生产规则》（AQ2005-2005）。
10、《矿山安全标志》（GB14161-2008）。
11、《工作场所有害因素职业接触限值物理因素》（GBZ2.2-2007）。
12、《金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范》（AQ2031-2011）。
13、《金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范》（AQ2032-2011）。
14、《金属非金属地下矿山压风自救系统建设规范》（AQ2034-2011）。
15、《金属非金属地下矿山供水施救系统建设规范》（AQ2035-2011）。
16、《金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范》（AQ2033-2011）。
17、《金属非金属地下矿山通信联络系统建设规范》（AQ2036-2011）。
1.4其它设计依据
1、内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院2008年12月编制的编制的《内蒙古自治区乌海市海勃湾区阿拉坦图矿区铁矿生产详查报告》。
2、北京达飞安评治理顾咨询有限公司2013年6月编制的《海勃湾区千里山阿拉坦图磁铁矿30万吨/年技改扩建项目安全预评判报告》。
3、河北新烨工程技术有限公司于2015年7月编制的《海勃湾区千里山阿拉坦图磁铁矿地下开采初步设计》。
4、企业提供的矿山生产技术资料。
5、海勃湾区千里山阿拉坦图磁铁矿初步设计托付任务书。
2工程概述
2.1矿山概况
2.1.1建设单位简介
2.1.2矿区交通位置
阿拉坦图磁铁矿位于乌海市海勃湾区北东30km处，行政区划乌海市海勃湾区千里山镇管辖，其地理坐标为：
东径：
106°54′55″~106°55′54″；北纬：
39°53′22″~39°54′09″。
矿区位于乌海市海勃湾区北东30km，距千里山钢铁厂10km，距包兰铁路线新地站15km有柏油路相通，交通方便（见交通位置图）。
2.1.3矿区自然地理
矿区位于桌子山北（千里山地区），海拔标高1380m～1452m，相对高差为72m，属中低山区。
区内地势起伏比较大，除沟谷有第四系覆盖外，其它地区均为基岩裸露，植被不发育。
本区属大陆性洪涝气候，常年洪涝少雨，温差变化大，夏季炎热，最高气温37.8℃，冬季冰冷，最低气温为-28℃；大气降水多集中在7、8、9月份，以短暂大雨为主，年平均降水量166.1mm，日最大降水量58.7mm；年蒸发量为3081.1mm，是降水量的20倍；春冬季以西北风为主，最大风力达8级以上，最大冻土深度1.08m。
依据《中国地震动参数区划图》（GB-18306-2001）划分，该区地震动峰值加速度为0.20g，对比烈度为8度。
2.1.4矿山开采现状
海勃湾区千里山阿拉坦图磁铁矿为有采矿许可证的生产矿山，矿山于2005年12月建成投产，采矿许可证证号为：
C150********62120038320，开采矿种：
铁矿，开采方式：
地下开采；生产规模30万t/年。
矿区面积：
0.459km2，矿区范畴包括一采区和二采区。
一采区范畴内对Fe5号矿体地表及浅部进行了露天开采，矿体沿走向自西北向东南依次形成5个采矿，各采坑大小分不约为44×18m、74×26m、770×30m、110×20m、180×20m，深度10-15m。
矿区地表除勘查探矿钻孔、探槽和露天采坑等以外，无其它采剥工程。
2011年2月，内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院通过生产勘探，编制完成了《内蒙古自治区乌海市海勃湾区阿拉坦图矿区铁矿生产详查报告》。
查明一采区资源储量（122b+333）477.33万t，消耗资源储量10.18万t，保有铁矿资源储量467.15万t，平均品位TFe28.51%，mFe23.52%。
目前，一采区内现有探矿平硐PD1（盲斜井）一条、探矿竖井SJ1、SJ2、SJ3、SJ4四条。
其中平硐PD1（盲斜井）和探矿竖井SJ1可利用，SJ2、SJ3、SJ4探矿竖井已废弃不用。
矿山没有地下采矿活动，正在履行建设项目“三同时”手续的工作。
2.2设计概况
2.2.1开采范畴
设计范畴为批准的矿区范畴，一采区由4个拐点坐标组成，其3度带坐标为：
一采区范畴拐点坐标表
点号
1980年西安坐标系（3°）
X
Y
1
4418957.36
36407153.52
2
4419150.50
36407360.08
3
4417912.82
36408468.90
4
4417821.29
36408215.74
采区面积：
0.4278km2；开采深度：
1414m-1210m；
2.2.2开采方式
矿区的磁铁矿体形状简单，呈层状、似层状或透镜体，属急倾斜薄矿体。
按照矿体的赋存状态、地表地势条件和开采技术条件，此次设计选择地下开采方式。
2.2.3设计规模、服务年限和工作制度
采矿许可证批准的矿山生产规模为30×104t/a。
设计一采区生产规模为29×104t/a。
矿山服务年限12.99年。
最终产品为铁矿石原矿。
采矿工作制度采纳间断工作制，年工作日300天，每天3班，每班8个小时。
2.2.4要紧技术方案
2.2.4.1开拓方案
1、现有工程
一采区内现有探矿平硐PD1（盲斜井）一条、探矿竖井SJ1、SJ2、SJ3、SJ4四条。
现有平硐PD1位于矿区东南部，平硐（盲斜井）断面3.0m×3.0m，盲斜井井筒倾角5º，斜长80m。
目前巷道完好，能够利用。
现有探矿竖井SJ1位于P6线邻近，井筒净直径2.5m，井深50m。
目前井筒完好，能够利用。
SJ2、SJ3、SJ4探矿竖井位于矿体上盘，且在岩石移动范畴之内，存在安全隐患，此次设计废弃不用，要求废弃的探矿竖井井口采纳混凝土墙永久封闭。
2、设计开拓方案
据矿体赋存特点、矿床开采技术条件及现有要紧井巷工程，经方案论证比较，确定一采区采纳平硐（盲斜井）—竖井开拓方式，Fe4、Fe5号矿体联合布置开拓工程如下：
设计主平硐开采Fe4号矿体1350m中段，硐口中心坐标：
X=4418031，Y=36408349，Z=1356m；平硐净断面3.0m×3.0m，为主运输通道和行人安全出口。
设计主井布置在P4-P5线之间，井口中心坐标：
X=4418321，Y＝36407973，Z＝1356m。
井底标高1210m，井筒净直径4.0m，装备1.6m3双箕斗，作为主提升井，担负提升矿石、废石的任务。
利用现有探矿竖井SJ1作为副井，井筒净直径扩大至4.0m，要紧服务于1350m及以下中段。
井口中心坐标：
X=4418495，Y=36407809，Z＝1328m。
井筒净直径4.0m，井底标高1210m。
装备2#单层罐笼，作为辅助提升井，担负运送人员、材料、设备的任务。
井筒安装梯子间作为安全出口，梯子间与提升间用金属防护网完全隔开。
设计北回风井布置在P8线邻近，井口中心坐标：
X=4418709，Y＝36407606，Z＝1325m。
井底标高1310m，井筒净直径2.5m，井筒安装梯子间，兼作行人安全出口。
利用现有平硐PD1作为南部回风平硐，硐口中心坐标：
X=4418198，Y=36408223，Z=1350m；平硐净断面3.0m×3.0m，盲斜井井筒倾角5º，斜长80m，井底标高1350m。
设计1350m、1310m、1270m、1230m四个采矿中段，中段高度40m。
各中段利用边界行人通风井相互贯穿，并通达地表安全出口，形成完整的开拓、通风系统。
2.2.4.2采矿方法
矿床总体开采顺序：
先上盘矿体后下盘矿体，自上而下顺序开采，从矿体边界向进风井方向后退式开采。
首采Fe5号矿体1350m中段。
采矿方法的选择取决于矿体赋存特点、矿床开采技术条件及矿山总体装备水平、参照国内类似冶金矿山的实际生产情形，确定采纳浅孔留矿法作为要紧开采方法。
2.2.4.3提升运输
主井承担矿石和废石的提升任务，拟选用一对1.6m3翻转式箕斗。
设计选择提升钢丝绳6×19（1＋6＋12）型绳钎维芯圆股钢丝绳，钢丝绳直径Φ30mm。
设计配备提升机型号2JK-2.5/20，电动机功率280kw。
罐道为180×180mm的组合型钢。
副井承担运输人员、设备和材料的提升任务，拟选用2#单层铝合金罐笼，单罐笼带平稳锤系统。
设计选择提升钢丝绳6V×34+FC型绳钎维芯圆股钢丝绳，钢丝绳直径Φ20mm。
设计配备绞车型号2JTP-1.6×1.0，电动机功率75kw。
罐道为180×180mm的组合型钢。
坑内运输采纳无轨运输方式，矿石和岩石由3t柴油车直截了当运出主平硐外，或矿石和岩石采纳3t柴油车运至主井车场，通过井口卸矿平台的钢板溜槽将矿石直截了当倒入箕斗，然后提升至地表。
材料和设备装入罐笼运至井下各作业地点。
2.2.4.4矿井通风
设计一采区为两翼对角式通风系统，副井为进风井，回风平硐（北回风井）回风。
回风平硐选用DK40-6-No16型矿用风机1台；北回风井选用K45-6-No15型矿用风机1台。
要求风机叶片角度能够按照实际情形适当调剂。
风机可反转返风，返风效率不小于60%。
主扇风机要配备一台同型号的电动机，以便工作电动机发生故障可随时更换。
2.2.4.5压气设施
空压机站设在副井井口工业场地，内设4台20/7型风冷螺杆空压机，其中3台工作，1台备用。
总供气能力达80m3／min，能满足供风要求。
空压机全部设在地表，采纳集中供风方式。
供气管选用φ159×4.5mm无缝钢管1条，沿副井敷设送入井下。
2.2.4.6矿井排水
设计依据：
井下日常涌水量120m3/d，估算最大涌水量300m3/d，排水高度123m，进行排水设备的选型。
经运算，选择D50-50×3离心泵3台，流量50m3/h，扬程150m，电机功率37kw，一台工作，一台备用，一台检修。
排水管路采纳两条无缝钢管，管径Φ89×4.0mm。
正常排水时，一条工作，一条备用。
最大涌水量时，两条同时工作，回水全部排入地表高位水池。
2.2.4.7供电系统
一采区电源来自距矿区约10km的千里山35/10kV变电站，10kV架空线路（LGJ-70mm2）已至矿区，杆塔为钢筋混凝土电杆。
为保证副井提升、井下排水等一级负荷供电的可靠性，同时配备TZ-300GF（300kW）和TZ-200GF（200kW）各1台柴油发电机组作为备用电源。
当工作电源突然故障停电时，柴油发电机组启动，供电主开关合闸向一级负荷供电。
2.2.4.8通讯系统
为了满足生产、生活需要，设计选用一台16门数字程控调度交换机，兼作行政治理与生产调度指挥通信使用。
2.2.4.9总平面布置
该矿工业场区设施要紧由井口和工业厂区组成。
采矿工业场地地面工程包括：
主、副井井口厂房、变电所、绞车房、空压站、办公室及蓄水池、风机房和井口车场等。
所有建筑物位置选在当地最高洪水位1m以上，距离岩体移动界限20m以外岩土稳固地段。
废石经竖井提升至地面，要紧用以修建防洪坝及修建道路等，其余废石堆至矿山排土场，废石场布置在主井邻近的山坡下。
2.2.4.10基建工程量及工期
一采区井巷基建工程量3199m/25831m3，建设期1年。
2.3安全设施投资
安全专项投资151.77万元，占项目总投资2986.28万元的5.08%。
安全设施要紧项目有劳动培训、劳动爱护、医疗抢救设施；消防设施、安全避险六大系统等。
项目安全投资明细表万元
序号
项目
规格
数量
单价
金额
备注
1
安全培训
150人
0.02/人
3.00
2
劳动爱护
150人
0.10/人
15.00
3
抢救器材
10.00
4
抢救车
1辆
8.00
8.00
5
医疗器材
8.00
6
消防设施
9.00
7
消防器材
9.00
8
六大系统
89.77
合计
3矿区地质对矿床开采安全的阻碍分析
3.1矿区地质
3.1.1矿区地质特点
本区大地构造位于华北地台区（Ⅰ）—鄂尔多斯西缘坳陷带（Ⅱ）—桌子山褶断束（Ⅲ）。
区内构造较复杂，千里山岩群地层褶皱强烈。
总体构造线北西—南东向。
1、地层
矿区内出露的地层要紧为上太古界变质岩系。
有少量的新生代地层。
上太古界千里山岩群（Ar2q）在矿区内出露较全。
按照岩性的不同，分为三个岩组，其中二岩组分为二个岩段，三岩组分为三个岩性段。
一岩组（Ar2q1）要紧分布于矿区北东部，岩性要紧为黑云角闪斜长片麻岩，含磁铁角闪斜长岩。
地层产状：
倾向40°-280°，倾角55°-65°，地层出露厚度89m，该岩组只在二采区内出露。
Fe1、Fe2、Fe3赋存于含磁铁角闪斜长岩中，与下伏的地层为假整合接触。
二岩组（Ar2q2）据岩性分为二个岩性段。
一岩性段（Ar2q2-1）下部为角闪斜长片麻岩，上部为角闪斜长片岩、透辉石岩，地层出露厚度26m。
与下伏的一岩组呈整合接触。
二岩性段（Ar2q2-2）下部为透辉石岩夹磁铁矿；上部为透辉石岩夹透辉石大理岩、石英片岩。
在含磁铁透辉石岩中赋存Fe4、Fe5矿体，为矿区的要紧含矿层位。
地层出露厚度23m。
三岩组（Ar2q3）据岩性不同分为三个岩性段。
一岩性段（Ar2q3-1）下部为含云母石英片岩夹透辉石岩、大理岩、石英片岩，地层产状：
倾向46°-60°，倾角65°-70°，地层出露厚度约为43m。
与下伏的二岩组为整合接触。
二岩性段（Ar2q3-2）含石墨云母石英片岩，要紧矿物由石英组成，次为云母、石墨。
石墨局部含量可达8%左右，并含有少量透辉石。
地层产状：
走向51°，倾向56°，地层出露厚度约为71m。
与下伏的Ar2q3-1呈整合接触。
三岩性段（Ar2q3-3）斜长片岩夹薄层状大理岩，在大理岩中含有条带状、团块状石英。
地层出露厚度12m，与下伏的Ar2q3-2呈整合接触。
地层产状：
倾向31°，倾角58°，地层出露厚度＞18.0m。
三岩组在一采区内出露。
矿区内新生界地层仅出露全新统冲洪积物（Qhpl-ai）、残坡积物（Qhel-dl）和风成沙（Qheol）。
冲洪积物（Qhpl-ai）要紧为巨砾、砂砾石及砂质粘土等。
其厚度2-3m。
残坡积物（Qhel-dl）要紧为砂土、碎石、黄土等，其厚度2-5m。
风成沙（Qheol）要紧为细沙。
其厚度1-2m。
2、构造
矿区位于千里山—桌子山复背斜西翼，察干郭勒背斜和四泉山背斜中间，千里山岩群在矿区内呈带状紧密向斜构造（阿拉坦图向斜），构造线NW-SE向，两端呈开阔状展布，略有向南东向倾没之势。
向斜核部岩层为千里山岩群第三岩组，其两翼为千里山群二岩组、一岩组。
向斜南西翼地层产状陡，大部分地段地层产状：
倾向40°-50°，倾角：
80°-90°，局部地段地层产状有倒转现象。
北东翼地层产状较缓，倾向240°-280°，倾角55°-60°。
一采区位于向斜的南西翼，二采区位于向斜的北东翼。
矿区内断裂构造较发育。
在二采区内断裂不明显，而在一采区内见断层8条，按其断层走向矿区内断层可分为二组，一组为平行构造线之高角度断层，其特点延伸长，规模较大，如F1断层走向为130°-160°，倾向北东或南西，倾角68°-80°，断层性质多为正断层。
另一组为垂直构造线之高角度平推断层，断层走向为北东南西向，一样为40°-70°，倾向南东，倾角67°-80°。
断层性质多为平推断层或正断层。
其特点是数量多，对含矿层起到了一定的破坏作用，含矿层被该组断层错断成若干段，使矿体的连续性遭到了破坏。
3.1.2矿床地质特点
1、矿体地质特点
此次详查共圈出一采区有2个磁铁矿体，编号为Fe4、Fe5。
区内矿体位于阿拉坦图矿区西南部，阿拉坦图向斜的南西翼，赋存于上太古界中下部（Ar2q2-2）透辉石岩中，成因类型均为沉积变质型铁矿，为一小型层控贫磁铁矿。
矿体产状与围岩一致。
矿体沿走向、倾向延伸稳固。
Fe5矿体为矿区内要紧矿体，其形状、特点如下：
Fe5分布于矿区南西部，位于一采区范畴内。
矿体出露长度为1640m，矿体走向与地层一致，其产状为倾向45°-60°，倾角70°-80°，在矿体两端倾角变陡可达80°-90°，局部甚至倒转。
地表由P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11勘查线剖面和P0′、P1′、P2′、P3′、P4′、P5′、P6′采样剖面操纵，深部采纳钻孔（ZK0、ZK1、ZK2、ZK3、ZK4、ZK5、ZK7、ZK8）、平硐（PD1）和穿脉（CD1、CD2、CD3）进行了操纵，操纵斜深100-155m。
在地表矿层中有一透辉石岩夹层，其厚为1-3m。
但在深部，该透辉石岩夹层都呈透镜状尖灭或变薄（其厚度＜1m）。
经地表和深部工程操纵，矿体厚度沿走向变化一样为3-10m，沿倾向变化一样为6.4-8.0m，矿体沿倾向有变厚的趋势。
矿石品位TFe25.64-32.44%，平均为TFe28.48%，mFe21.48-27.64%，平均mFe23.43%，矿石品位沿走向倾向比较稳固，品位变化系数为4.69%，属稳固类型，赋矿标高1414-1210m。
矿体顶底板围岩均为透辉岩。
Fe4分布于矿区南西部一采区范畴内，在Fe5矿体东北侧，两矿体相距约20m。
矿体长度为282m，矿体走向与地层一致，其产状为倾向45°，倾角80°-90°。
地表由探槽TC1、TC2、TC3操纵，深部采纳竖井SJ5进行了操纵，操纵垂深86m。
经地表和深部工程操纵，矿体厚度一样为1.29-2.8m，平均2.09m，厚度变化系数12.5%。
矿石品位TFe一样为26.44-33.59%，平均为32.14%，mFe一样为20.88-33.59%，平均为26.22%，品位变化系数为15.73%，赋矿标高1394-1272m。
矿区矿体特点一览表
采区编号
矿体编号
产状
规模（m）
厚度变化系数（%）
品位（%）
品位变化系数（%）
操纵工程
操纵垂直深度（m）
赋矿
标高（m）
倾向（°）
倾角
（°）
长
厚度区间
平均
TFe
mFe
含量区间
平均
含量区间
平均
一采区
Fe4
45
80-90
282
1.29-2.8
2.09
12.5
26.44-39.46
平均32.14
20.88-33.59
平均26.22
15.73
探槽3条竖井1条
86
1394-
1272
Fe5
45-60
70-80
1640
3.00-10.0
5.00
25.64-32.44
平均28.48
21.48-27.64
平均23.43
4.69
7条勘探线
钻孔9个
平硐1层
穿脉3条
154
1414-
1210
2、矿石质量特点
（1）矿石矿物成份
矿石矿物要紧由磁铁矿组成，次为褐铁矿、以及微量黄铁矿、黄铜矿；脉石矿物要紧为石英、斜长石、透辉石、绢云母、角闪石等。
磁铁矿占矿物总量的20-50%，一样为他形—半自形，偶见自形晶。
细—中粗粒状结构，晶粒直径0.01—1毫m，呈集合体或分散状分布在脉石矿物中。
部分磁铁矿边部被褐铁矿化成环边。
褐铁矿含量不足1%，假象粒状，均质，粒度0.2-0.02毫m，局部零星分布。
金属硫化物要紧为黄铁矿、黄铜矿，含量专门少，地表已氧化成褐铁矿，呈星散浸染状，不规则他形粒状浸染分布。
（2）矿石的化学成份
矿石中要紧有用元素为TFe和mFe，矿石中TFe25.64-32.44%，平均TFe28.68%，mFe20.34-25.37%，平均mFe23.59%，变化系数为
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