砂石厂建筑用砂矿开采工程初步设计说明.docx
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砂石厂建筑用砂矿开采工程初步设计说明
砂石厂建筑用砂矿开采工程初步设计
第一章 总论1
1.1 概论1
1.2项目编制的依据与原则1
1.3 项目概况及建设条件2
1.4 设计范围4
1.5主要设计方案5
1.6 存在的主要问题及建议7
第二章 地质概况7
2.1地质概况7
2.2 水文地质及开采技术条件8
2.3 矿产资源/储量8
2.4 存在的主要问题及建议11
第三章 采矿11
3.1 概述11
3.2开采范围及开采方式12
3.3 开采境界圈定12
3.4 工作制度、生产能力及服务年限13
3.5 开拓运输14
3.6露天开采铲装工作15
3.7 存在的主要问题及建议17
第四章 筛分18
4.1砂石料的筛分18
4.2筛分设备选型18
4.3存在主要问题及建议19
第五章矿山机械20
5.1设计主要生产设备配置20
5.2 设备选型20
5.3矿山机械维修22
5.4存在主要问题及建议23
第六章给排水、供电及通讯24
6.1设计依据及范围24
6.2 给水24
6.3防洪与排水25
6.4供电25
6.5 矿山通讯28
6.6存在主要问题及建议28
第七章总平面布置及土建工程29
7.1总平面布置的主要原则29
7.2平面布置的主要项目29
7.3土建工程30
7.4存在主要问题及建议31
第八章矿山组织机构及劳动定员32
8.1矿山组织机构32
8.2劳动定员32
8.3存在主要问题及建议32
第九章矿山环境保护33
9.1矿山环境现状33
9.2设计依据33
9.3设计采用的标准33
9.4污染物排放标准33
9.5项目污染源及防治措施33
9.6存在主要问题及建议35
第十章矿山安全、工业卫生与消防36
10.1矿山安全技术措施36
10.2工业卫生37
10.3消防37
10.4存在主要问题及建议37
第十一章矿山经济技术38
11.1工程概况38
11.2项目投资估算38
11.3生产成本与费用分析40
11.4经济效益分析41
11.5综合评价41
11.6存在的问题及建议42
附件：
1、设计委托书；
2、采矿许可证副本（复印件）；
3、《某县国土资源局拟出让6号（河道）砂石料厂建筑用砂矿地质简测报告》（封面复印件）《某区有色地质勘查局地质研究所》（2010.3）；
4、《<某县栏杆乡6号（河道）砂石料厂采矿权申请报告的审查意见》（疏国土资字【2010】63号）；
附图:
1、基建终了及总平面布置图；
2、开采终了平面图；
3、开采终了剖面图；
4、采矿方法图；
5、工艺流程图；
6、供电系统图。
第一章 总论
1.1 概论
1.1.1项目名称
矿山的采矿证名称为“某县栏杆乡恒泰砂石料厂建筑用砂矿”。
由某县国土资源局于2010年1月办理了采矿许可证。
1.1.2生产规模、产品方案
1、生产规模：
依据采矿许可证，设计矿山生产规模为2.5万m3/a（成品建筑用砂石料）。
2、产品方案：
粒径：
>5mm、5mm-20mm、20mm-40mm的砂砾石，主要销往某县及喀什市周边民用建筑领域。
1.2项目编制的依据与原则
1.2.1设计依据
1、设计委托书；
2、采矿许可证；
3、某区有色地质勘查局地质研究所2010年3月编制的《某县国土资源局拟出让6号（河道）砂石料厂建筑用砂矿地质简测报告》；
4、某区有色地质勘查局地质研究所2010年3月编制的《某县国土资源局拟出让6号（河道）砂石料厂建筑用砂矿开发利用方案》；
5、《金属非金属矿山安全规程》（GB16423—2006）；
6、《采矿手册》（冶金出版社出版）；
7、《新编矿山采矿设计手册》（中国矿业大学出版社）；
8、《简明工程机械施工手册》（人民交通出版社）；
9、《非煤矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法》（国家安监局18号令）；
10、《采矿设计手册》（中国建筑工业出版社）；
11、《矿山电力设计规范》（GB50070-2009）；
12、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；
13、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；
14、《厂矿道路设计规范》（GBJ22—87）；
15、委托单位提供的相关材料及对项目建设的要求；
16、设计人员现场踏勘所收集的资料。
1.2.2设计的基本原则与指导思想
1、遵照“经济上合理、技术上可靠、安全有保障、环保可控制”的设计原则进行设计。
2、以经济效益为目的，合理的开发利用矿产资源。
3、采用技术先进、工艺成熟、易于掌握、便于管理的采矿方法。
4、结合矿山实际，利用矿山一切有利条件，力求设计圆满。
1.3 项目概况及建设条件
1.3.1项目概况
1.3.1.1位置与交通
某县栏杆乡恒泰砂石料厂位于某县东北方向约25km处的栏杆乡七村，有简易道路直达矿区，交通方便。
行政区划属栏杆乡管辖。
（详见交通位置图）。
矿区中心地理坐标为：
东经７５０，51′13″，北纬39°，27′39″。
某县栏杆乡恒泰砂石料厂建筑用砂矿范围：
由4个拐点圈定，其拐点直角坐标为：
矿区范围拐点坐标
拐点
直角坐标（西安80坐标）
X
Y
P1
4370104.483
25573595.706
P2
4370189.481
25573578.707
P3
4370129.482
25573345.712
P4
4370049.484
25573377.711
矿区面积0.020平方公里，开采深度1.5米，开采标高1329-1327.5米。
1.3.1.2地形、地貌
本矿区位于克孜河河道，矿区地形较平缓，南高北低，海拔高度为1329-1327.5m，相对高差1.5m。
1.3.1.3气象及地震
矿区属中温带干旱气候，典型的大陆型荒漠气候，一年四季多风少雨，气候变化多端。
降水主要集中在夏季和冬季且多为阵雨或阵雪，年均降水量为103mm左右；年蒸发量2241mm。
冬季气温低寒，平均气温在-5℃左右；夏季炎热，平均气温在20℃-30℃之间，最高可达36℃以上；年平均气温11.7℃，无霜期210天。
每年3月至5月份，有沙尘天气出现，沙尘天气一般可持续3至10天。
风速、风向一日多变，平均风速约1.5-4m/s，最大可达20m/s左右，经常可卷起沙尘。
一般情况下早上无风或微风，中午以后开始刮风。
日照长，平均日照2750小时。
根据《中国地震烈度区划图》,矿区地震烈度为Ⅶ度。
1.3.1.4地表水系
矿区属河道采砂，采砂工作根据洪水期进行调整，洪水期矿区停止采砂。
1.3.1.5自然经济
矿区除采矿业外，无其他产业。
1.3.2建设条件
1.3.2.1资源条件
依据2010年3月某区有色地质勘查局地质研究所编制的《某县国土资源局拟出让6号（河道）砂石料厂建筑用砂矿地质简测报告》，矿区范围内保有资源量（333）级为2.55万m3。
（因本矿属于河道采砂，即矿山每年开采储量等于每年洪水期河道的补充量。
）故设计利用3年的资源量为7.65万m³。
1.3.2.2外部建设条件
1、水源、电源及通信条件
水源条件：
矿区生产、生活用水均取自矿区自建井（生活用水经净化后饮用）。
电源条件：
设计从某县供电公司10KV电网拉至矿区，经矿区100KVA变压器变压后，供矿区生产和照明使用。
通信条件：
移动信号覆盖矿区，矿区与外界可以移动通信方式联系。
2、外部运输条件
矿区到某县有简易道路相通，与某县相距25km，矿山建设时期的物资供应以及投产后矿产品运输条件十分便利。
3、物资供应条件
矿山建设及生产所需的一切生产、生活物资均可由某县供应解决。
因此，矿区建设的外部条件较好。
1.3.3市场需求及预测
矿区位于某县东北方向25km处的克孜河河道上，有简易道路直达矿区，交通方便。
具有较好的地缘优势及生产条件。
工农业生产的快速发展，带动了城市基础建设的发展，随着改革开放的不断深入以及西部大开发战略的实施，基础设施建设有了突飞猛进的发展，对建筑用砂石料的需求不断增加，给某县周边生产建筑用砂石的企业发展带来巨大商机，砂石料矿的开发利用前景十分乐观。
结合某县当前砂石料市场价格的趋势，本设计砂石料销售均价定为20元/m³。
1.4 设计范围
根据采矿许可证划定的矿区范围，矿区范围由4个拐点坐标圈定，见表1－4—1。
矿区面积：
0.020km2，开采标高：
1329m-1327.5m，开采深度1.5m。
矿区范围拐点坐标表表1－4—1
拐点
直角坐标（西安80坐标）
X
Y
P1
4370104.483
25573595.706
P2
4370189.481
25573578.707
P3
4370129.482
25573345.712
P4
4370049.484
25573377.711
设计范围为采矿许可证圈定的矿区范围。
依据委托书要求，设计主要内容为：
1、采砂、筛分
露天采场境界圈定；
露天开采工艺；
筛分工艺（仅作简要叙述）。
2、辅助系统
劳动组织、总平面布置及供水、供电等。
3、安全环保、技术经济。
1.5主要设计方案
1.5.1生产规模及产品方案
依据采矿许可证，设计生产规模为2.5万m3/a。
（成品砂石料）
该矿开采的矿种为建筑用砂石料，砂石料主要销往某县建筑领域，依据业主要求，最终产品方案为粒径>5mm、5mm-20mm、20mm-40mm的砂砾石。
1.5.2设计方案
1、设计范围：
采矿许可证划定的矿区范围。
2、开采方式：
露天开采。
3、开拓运输方案：
公路开拓汽车运输方案。
4、采矿方法：
单台阶开采、一次性采全高。
5、生产工艺：
装载机铲装→自卸汽车→入料口→破碎机→胶带输送机→筛分机筛分。
6、总图运输：
矿山设计建设有筛分场、成品堆放场、办公生活区、机修间、配电室、库房等设施。
矿区外部交通较为便利，工业广场比较平缓，厂区内道路空间较大。
1.5.3技术经济指标
主要技术经济指标表见表1－5－1。
主要技术经济指标表表1－5－1
序号
项目
单位
指标
备注
一
矿石量
1
地质资源储量
万m3
2.55
2
设计损失率
%
3
含运输损失
3
可采矿量
万m3
2.5
二
矿山工作制度
1
年工作天数
d
210
2
日工作班数
班
1
三
生产规模及服务年限
1
生产规模
万m3/a
2.5
成品砂石料
2
服务年限
a
3
河道采砂工艺
四
主要技术经济指标
1
筛分机效率
m3/h
32
2
装载机效率
m3/h
150
3
矿石成形率
%
100
经破碎后
4
全员劳动生产率
m3/人·a
2778
五
经济指标
1
总投资
万元
54.5
2
砂石料均价
元/m3
20
3
年总产值
万元
50
4
矿山年生产总成本
万元
20
5
年上缴其它税金
万元
4.49
6
年上缴所得税（25%）
万元
6.37
7
矿山年总利润
万元
25.5
8
年税后利润
万元
19.1
9
投资利润率
%
35
10
投资利税率
%
55
11
静态投资回收期
a
2.2
1.6 存在的主要问题及建议
1、《某县国土资源局拟出让6号（河道）砂石料厂建筑用砂矿地质简测报告》提供的地质资料过于简单，缺少地形地质图等必要的地质图件。
2、建议矿山在开采过程中进一步加强地质勘探工作，充分掌握矿区地质情况，并依据地质变化情况适当调整设计。
3、建议矿山扩大生产规模，增加企业效益。
第二章 地质概况
2.1地质概况
2.1.1矿区地质概况
矿区位于某县东北方向约25km处的克孜河河道上，矿区地形较平缓，南高北低，矿区构造为山前洪积平原。
矿层平缓稳定，无大断裂通过该矿区。
矿区内主要出露地层简单，为第四系克孜河的洪冲积物，河水挟带的碎屑物沉积下来，形成层状的砂砾沉积，即砂砾层。
表面平坦，干水期出露水面，洪水期被淹没。
2.1.2矿床特征
矿层为第四系克孜河的洪冲积物，河水挟带的碎屑物沉积下来，砂砾石混合堆积，其中充填一些细砂。
砾石成份比较复杂，主要由花岗岩、片麻岩、砂岩、硅质岩、火山岩、脉石英等。
砂及卵砾石配根据相邻场地相关测试资料为：
砾石粒径小于5mm占30％，5-20mm占25％，20-40mm占30％，大于40mm占15％，分选性差，磨圆度中等，多呈浑圆、扁平状，部分呈棱角次棱角状。
矿区内矿层广泛分布，厚度大且稳定，易于粒度分选。
设计矿山配备破碎装置，提高矿山利用率，基本消除大于40mm的卵石废石量。
最终都用于建筑用砂料。
2.2 水文地质及开采技术条件
2.2.1水文地质条件
矿区属于河道采砂，暴雨期会影响矿区，采矿活动暂停。
待暴雨期过后，才可继续采矿。
2.2.2开采技术条件
1、该矿体出露于地表，呈水平状产出，适宜于露天开采。
其开采技术条件简单，利用装载机采装，自卸汽车拉运，采用破碎机破碎后，经胶带输送机送至振动筛分类后即为成品砂砾石，无需其他设备。
2、砂石料层具有一定的重力压实作用，主要是装载机采装，集中堆放石料。
矿体为松散堆积的沉积砂砾层，最终开采境界即最低开采标高位于当地地下水位最低侵蚀基准面以上。
2.3 矿产资源/储量
2.3.1工业指标
某区有色地质勘查局地质研究所于2010年3月提交的《某县国土资源局拟出让6号（河道）砂石料厂建筑用砂矿地质简测报告》，主要依据《矿产工业要求参考手册》（1987年全国储量委员会办公室）、《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52—79）中的有关规定及要求确定储量计算中工业指标。
其工业指标为：
1、建筑用卵石：
（1）含泥量（按质量计）<1.5；
（2）泥块含量（按质量计）<0.7；
（3）针片状颗粒含量（按质量计）<25；
（4）有机质含量（比色法）合格；
（5）硫化物及硫酸盐含量（按SO3质量计）<1.0；
（6）坚固性（质量损失率）（硫酸钠溶液5次循环）<12；
（7）强度<16；
（8）表观密度>2500；
（9）松散堆积密度>1350；
（10）空隙率<47；
2、建筑用砂：
（1）含泥量（按质量计）<5.0；
（2）泥块含量（按质量计）<2.0；
（3）云母含量（按质量计）<2.0；
（4）轻物质含量<1.0；
（5）有机质含量（比色法）合格；
（6）硫化物及硫酸盐含量（按SO3质量计）<0.5；
（7）氯化物含量（以氯离子质量计）<0.06；
（8）坚固性（质量损失率）（硫酸钠溶液5次循环）<10；
（9）表观密度>2500；
（10）松散堆积密度>1350；
（11）空隙率<47；
2.3.2资源/储量计算
2.3.2.1矿体的圈定
矿体圈定范围为采矿许可证划定的矿区范围。
采矿许可证确定矿区限采标高1329m-1327.5m，开采深度为1.5m。
2.3.2.2资源/储量类型
依据《固体矿产资源/储量分类》（GB/17766－1999）、《固体矿产地质勘查规范总则》（GB/T13908－1999）及相关规范，该矿矿区确定的勘探类型为一类一型。
根据对矿体的控制程度，资源量级别定为（333）。
2.3.2.3资源/储量估算方法
地质简测报告考虑矿体形状、产状、开采方法等因素，采用地质块段法计算矿区资源量。
2.3.2.4资源/储量估算及各参数的确定
1、资源量计算公式
M=S×H
M——资源量（万m2）
S——块段面积（m2）
H——矿体平均厚度（m）
2、参数的确定
（1）块段面积的确定，根据资源量计算图圈定的块段形状，利用规则几何图形公式法计算面积。
（2）厚度：
矿区内可用砂料平均厚度为矿体的实际厚度，即矿体资源量计算深度均选为1.5m。
资源/储量估算结果表表2－4－1
矿体编号
矿体水平投影面积（万m2）
矿体厚度（m）
砂石料含量（％）
资源量类别
资源量（万m³）
砂
砂
Ⅰ
0.02
1.5
85
333
2.55
（3）资源量级别的确定：
根据对矿体的控制程度，资源量级别定为（333）。
2.3.2.4资源/储量估算结果
矿区面积（S）：
0.02km2，（122）资源储量平均开采深度（h）为1.5m。
资源/储量估算结果见表2－4－1
该矿砂砾石保有资源量为2.55万m3（因该河道属于河道采砂，即矿山每年开采储量等于每年洪水期河道的补充量）。
故设计利用3年的保有资源量为7.65万m³。
2.4 存在的主要问题及建议
1、《某县国土资源局拟出让6号（河道）砂石料厂建筑用砂矿地质简测报告》提供的地质资料过于简单，缺少地形地质图等必要的地质图件。
2、建议矿山在开采过程中进一步加强地质勘探工作，充分掌握矿区地质情况，并依据地质变化情况适当调整设计。
3、该矿为河道采砂，循环开采时需核察矿区境界。
第三章 采矿
3.1 概述
3.1.1项目现状简介
该矿属民营企业，开采矿种为砂石料矿，矿山属新建企业，于2011年1月取得采矿许可证。
目前该矿有管理及服务人员9人，其中生产人员3人，矿山已做了大量生产前期工作，矿山已配备有采矿、筛分、转运等生产设备；生产设施有配电室、输电线路等；辅助设施有办公室、宿舍等。
工业场地主要有筛分场、成品堆放场、废料场、配电室及机修间等。
3.2开采范围及开采方式
3.2.1开采范围
矿山开采范围为采矿许可证划定的矿区范围。
采矿许可证限采标高：
1329m-1327.5m。
采深1.5m。
3.2.2开采方式
矿区开采矿种为建筑用砂砾石，为矿区内第四系克孜河的洪冲积物，河水挟带的碎屑物沉积下来，呈层状水平分布于地表，矿体松散，易铲装，含泥量少，分选性好，设计采用露天开采方式。
3.3 开采境界圈定
3.3.1境界圈定的原则
（1）尽量利用已查明的地质储量；
（2）开采境界不超过划定的矿区开采范围；
（3）境界圈定参数与生产规模、矿岩物理力学性质、采掘设备技术性能相适应。
3.3.2境界圈定结果
3.3.2.1露天采场境界要素的确定
（1）台阶坡面角及最终边坡角的确定：
根据《金属非金属矿山安全规程》、《采矿设计手册》中的有关规定以及开采技术条件，设计台阶坡面角及最终边坡角为45°。
（2）采场最小底宽：
设计采场内以装载机铲装。
设计供车方式为双向行车－折返调车。
采场最小底宽按下式计算：
Bmin＝Rmin＋Bc/2＋Lc/2＋2E
式中：
Bmin—采场最小底宽，m；
Rmin—最小转弯半径，取8m；
Bc—车辆宽度，3m；
Lc—车辆长度，6m；
E—安全间隙，取1m；
Bmin＝8＋3/2＋6/2＋2×1
＝14.5m
设计采场最小底宽按15m计算。
（3）采场境界参数：
上部境界长：
280m，宽：
80m。
下部境界长：
277m，宽：
77m。
3.3.2.2露天采场参数
（1）采矿许可证限定开采标高：
1329m-1327.5m；
（2）工作台阶高度：
1.5m；
（3）工作台阶坡面角：
30°；
（4）最终边坡角：
45°。
3.4 工作制度、生产能力及服务年限
3.4.1工作制度
根据本类产品的市场需求及矿区气候条件，该矿宜采用季节性生产，河道采砂。
矿山每年工作210天，每天1班，每班8小时工作制。
3.4.2生产能力验证
依据采矿许可证，矿山生产规模为2.5万m3/a，依据业主委托，矿产品方案为粒径>5mm、5mm-20mm、20mm-40mm的砂砾石。
依据矿体原矿各粒径砂石含量比例，采挖1m3原矿经筛分后可生产可利用的砂砾石0.85m3，占砂石料矿组成的85％，但由于矿山配备破碎设备装置，使不可利用矿量转变为可利用矿量，提高了利用砂石料，故最终砂石料矿组成为100%。
境界损失率2％，由于受河道采砂境界范围影响，因此年采挖并筛分砂石料原矿2.52万m3。
鉴于运输距离短，道路平坦，考虑运输损失率1%，年采建筑用砂料为2.5万m³。
根据矿体赋存特征、开采技术条件、以及设计选用的采矿方法，采用年下降速度对砂厂生产能力进行验证，按年下降速度验证砂厂生产能力见表3-4-1。
按年下降速度验证砂厂生产能力表表3-4-1
序号
开采水平
（m）
年采出原矿量
（万m3/a）
开采深度
（m）
年采砂量
（万m3/a）
年下降速度（m/a）
备注
1
1329-1327.5
2.52
1.5
2.5
1.5
河道采砂
从验证结果看：
年下降速度在1.5m/a之内，与同类砂厂相比也在合理范围内。
故通过上述方法验证，说明砂厂可以完成年采挖2.52万m3砂石料原矿。
年生产砂砾石的能力，设计推荐砂厂生产建筑用砂石料规模为2.5万m3/a。
3.4.3服务年限
该矿开采境界内保有资源量为2.55万m3，年生产建筑用砂石料2.5万m³，因该矿属于河道采砂，且每年洪水期都会补充，开采储量等于每年洪水期河道的补充量，因此矿山服务年限为永久。
依据该矿采矿许可证有限年限为三年，因此本设计有效服务年限为3年。
3.5 开拓运输
3.5.1开拓运输方案选择原则
（1）尽量降低开拓系统的建设投资。
（2）开拓运输系统建成后，企业经营费用低。
（3）适应干燥、少雨、多风沙的气候特点和地理条件，保证系统运行安全可靠。
（4）运输设备选型与矿山生产规模、地形地貌和矿体赋存条件相适应。
3.5.2开拓运输方式选择
矿区属平原地形，地势南高北低。
结合此矿的开采技术条件可以选择的有：
公路开拓汽车运输方案与装载机、胶带输送机联合开拓运输方案。
①公路开拓汽车运输
优点是生产环节少，生产工艺简单，机动灵活，生产能力易于调节，劳动安全卫生条件好。
基建投资少，基建时间短，利用长距离运输。
缺点是汽车数量多，维修量较大、燃油和轮胎消耗量较多。
②装载机、胶带输送机联合开拓运输
优点是工艺简单，基建时间长，基建投资少于公路运输设计，机动灵活性较公路运输复杂，开采安全性好，利于短距离运输。
缺点是管理较复杂。
依据两方案的优缺点，结合矿山地形条件及矿区至筛分场地的距离，设计采用公路开拓汽车运输方案。
3.6露天开采铲装工作
3.6.1采矿方法
根据矿体赋存特点，设计采用单台阶开采、一次性采全高的采矿方法。
3.6.2采场要素的选择与确定
3.6.2.1台阶坡面角、最终边坡角
根据《金属非金属矿山安全规程》的有关规定，确定台阶坡面角及最终边坡角为45°。
3.6.2.2开采深度
根据《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）5.2.1.1：
“松软的岩土采掘作业方式采用机械铲装，不爆破，阶段高度不大于机械的最大挖掘高度”的规定，该矿矿体平均厚度仅为1.5m，设计采用龙工SL50W型装载机进行采挖，该装载机最大卸载高度可达3.3m，因此满足开采深度1.5m，单台阶开采。
3.6
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