宜都市枝城镇九道河杨先国采石场开采设计及安全专篇313.docx
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宜都市枝城镇九道河杨先国采石场开采设计及安全专篇313
附件：
1、委托书；
2、《个体工商户营业执照》，注册号：
20581600070112；
3、采矿许可证，注册号：
4205810820024；
4、宜市国土资储核函【2008】64号关于印发《湖北省宜都市枝城镇九道河采石场矿山矿产资源储量地质检测报告》评审意见书的函；
5、宜市国土资矿认字【2008】28号，《宜都市枝城镇九道河杨先国采石场矿产资源开发利用方案》评审认定书；
6、宜都市枝城镇九道河杨先国采石场《建设项目环境影响登记表》。
7、《宜都市枝城镇九道河杨先国采石场安全预评价》审批表；
附图：
1、地形地质图1：
2000
2、开拓运输及总平面布置图1：
2000
3、开采终了平面图1：
2000
4、开采终了剖面图1：
2000
5、采矿工艺示意图1：
2000
第一部分开采设计
1．概述
1.1矿山位置与交通
宜都市枝城镇九道河杨先国采石场位于湖北省宜都市枝城镇九道河村境内，行政隶属枝城镇管辖。
矿区有专用公路与省道鸦（鸦雀岭）——澧（澧县）线公路相接，交通较方便。
矿区地理坐标为东经111°28′36″，北纬30°13′16″，面积0.0251km2。
（详见交通位置图）。
宜都市枝城镇九道河杨先国采石场交通位置图
1.2矿区地理、气象及经济
该矿区属低山地貌，地形北西高，南东低，坡角25°左右。
矿区内最高海拔标高为+282.4米，最低点海拔标高为+152.9米，相对高差129.5米。
地表无大的水系，大气降水主要以地表径流汇流至沟谷内排出区外，地下水主要靠大气降水渗入补给。
矿区属亚热带湿润季风气候区，冬冷夏热，四季分明。
年平均气温16.6℃，七月八月为高温季节，气温最高达40℃，元月份为低温季节，最低气温为-6℃，年平均降水量1177mm，雨量多集中在4～9月、7～8月；全年无霜期272天左右。
根据国家地震局1990年出版的《中国地震烈度区划图》（1：
400万），矿区所在地地震烈度为VI级，不属于危险设防区。
1.3矿山概况
宜都市枝城镇九道河杨先国采石场为一露天开采建筑石料用石灰石的矿山企业，产品为石灰石，主要用于建筑、道路施工、水泥原料等。
宜都市枝城镇九道河杨先国采石场的前期准备工作如下：
2008年8月由宜昌市矿业技术协会提交了《宜都市枝城镇九道河杨先国采石场矿山矿产资源储量地质检测报告》；
2008年8月27日，宜昌市国土资源局以宜市国土资储核函[2008]64号，关于《湖北省宜都市枝城镇九道河采石场矿山矿产资源储量地质检测报告》评审意见书的函；
2008年9月国家环境保护总局提交了《宜都市枝城镇九道河采石场矿山地质环境影响评估表》；
2008年9月19日宜都市环境保护局提具了关于宜都市枝城镇九道河杨先国采石场环境影响报告表审批意见；
2008年9月由宜昌市矿业技术协会提交了《宜都市枝城镇九道河杨先国采石场矿产资源开发利用方案》；
2008年11月24日，宜昌市国土资源局以宜市国土资矿认字[2008]28号，《宜都市枝城镇九道河杨先国采石场矿产资源开发利用方案》评审认定书；
2008年12月，由宜昌市安全生产监督管理局通过了本项目的安全预评价报告；
2008年取得《采矿许可证》和《个体工商户营业执照》。
采矿许可证主要指标：
本矿采矿许可证证号：
4205810820024；
地址：
宜都市枝城镇
经济类型：
私营企业；
开采矿种：
建筑石料用灰岩；
生产规模：
10.00万吨/年；
矿区面积：
0.0251平方公里；
开采深度：
由+240米至+185米标高。
共有4个拐点圈定，矿区范围拐点坐标见表1-1。
矿区范围拐点坐标表1-1
拐点
拐点坐标
1
X=3344620
Y=37545880
2
X=3344740
Y=37546018
3
X=3344660
Y=37546095
4
X=3344486
Y=37545908
1.4市场分析
该矿主要产品为建筑石料用灰岩。
本矿石灰石主要用于用于建筑、道路施工、水泥原料等，用途十分广泛，随着我国社会经济建设的不断发展，基础设施的建设步伐加快，矿产资源的需求量正在不断上升，特别是建筑石料的市场前景看好。
2.编制依据和编制原则
2.1编制依据
为了加强安全生产、规范矿山开采、合理利用资源、保护生态环境，根据《矿产资源法》、《安全生产法》、《矿山安全法》等有关法律法规的规定和要求，编制本矿山开采设计。
2.1.1法律、法规及标准
序号
法律、法规及标准
实施日期或标准号
1
《中华人民共和国矿产资源法》
1997年1月1日
2
《中华人民共和国安全生产法》
2002年11月1日
3
《中华人民共和国矿山安全法》
1993年5月1日
4
《中华人民共和国矿山安全法实施条例》
1996年10月30日
5
《中华人民共和国劳动合同法》
2008年1月1日
6
《中华人民共和国环境保护法》
1989年12月26日
7
《湖北省矿产资源开采管理条例》
1997年12月3日
8
《金属非金属矿山安全规程》
GB16423-2006
9
《爆破安全规程》
GB6722-2003
10
《工业企业设计卫生标准》
GBZ1-2002
11
《小型露天采石场安全生产暂行规定》
2005年2月1日
12
《湖北省实施<矿山安全法>办法》
1995年3月31日
13
《宜昌市矿产资源保护与开发利用规划》
14
《电力设施保护条例》
1997年9月15日
2.1.2地质资料及其他文件
1、个体工商户营业执照，注册号：
20581600070112，宜都市工商行政管理局发证；
2、宜都市国土资源局发的采矿许可证，证号：
4205810820024；
3、《宜都市枝城镇九道河杨先国采石场矿山矿产资源储量地质检测报告》及宜市国土资储核函[2008]64号评审备案证明；
4、《宜都市枝城镇九道河杨先国采石场矿产资源开发利用方案》宜市国土资矿认字[2008]28号评审认定书；
5、《宜都市枝城镇九道河杨先国采石场安全预评价报告》及批复；
6、宜都市枝城镇九道河杨先国采石场矿山地质环境影响评估表；
7、矿山提供的其他有关资料；
8、设计委托书。
2.2编制原则
1、采用科学开采方法，确保安全生产；
2、环境保护，防治地质灾害，边开采边复绿，按市政府的要求，把矿山建设成为生态型、规范型；
3、保护和合理利用资源，并从矿山远景出发统筹兼顾，全盘考虑；
4、矿山生产规模为年产建筑石料用灰岩10万吨/年；
5、开采标高由240m～190m，开采高差50m；
6、开采范围选择在采矿许可证登记的开采范围内；
7、采用连续工作制，年工作300天、每天1班、每班8小时；
3.矿区地质与开采条件
3.1矿区地质
3.1.1地层
该矿出露地层主要有第四系（Q）、古生界寒武系中统覃家庙组（
）。
矿区地层自上而下为：
（1）第四系（Q）
矿区出露的第四系为全新统（Qh）。
岩性为黄色粘土及少量碎石构成的残坡积物，结构松散，在坡角和沟谷两侧零星分布，厚0～1m，一般小于0.5m。
（2）寒武系中统覃家庙组（
）
矿区出露的覃家庙群为一套中厚层状灰岩，夹泥质、白云质灰岩。
黄色的白云泥质条带厚度可达10～20m，沿层间分布，沿走向3～5m即可尖灭。
局部含硅质较高，硅质呈燧石条带形式出现。
覃家庙群厚度大，层位稳定，在矿区厚大于100m左右，为灰质建筑石料矿床赋存层位，是本次开采设计的对象。
3.1.2构造
矿区位于长乐坪背斜东端梁山肖家隘斜歪背斜轴部，褶皱轴向近东西向。
矿区地层倾向220～230°之间，倾角10～18°。
沿走向和倾向呈波状起伏。
矿区内未发现明显断层，但岩石的裂隙、岩溶较发育，均为褐色粘土及碎石充填。
总体看，矿区地质构造简单。
3.2矿床地质
3.2.1矿体特征
该矿灰岩矿赋存于寒武系中统覃家庙组地层中，层位稳定，属沉积型矿床。
矿体产状与地层的产状一致，呈中厚～厚层块状产出。
工业矿体东西长220米，西北宽120米，最大厚度60米以上。
工业矿体多裸露于地表，第四系残积破厚度较薄，剥离量小，易剥离，适合山坡式露天开采。
3.2.2矿石特征
矿石为灰～深灰色石灰岩，块状构造。
3.2.3矿石类型
（1）矿石的组成及特征
开采的石灰岩主要由方解石、白云石、硅质组成。
矿石化学分析结果如下：
矿石化学成分分析结果表
分析项目
CaO（%）
MgO（%）
AL2O3（%）
Fe2O3（%）
SiO2（%）
Loss（%）
分析结果
50.89
1.29
0.35
0.3
5.41
41.1
根据试采样品测试矿区矿石饱和抗压强度最大值为49.9Mpa，最小值为43.8Mpa，平均值46.6Mpa，压碎值试验最大值为9.7％，最小值为9.3％，平均值9.5％。
（2）矿体物理力学性质
根据矿体的实际用途，经野外采样室内实验和收集有关单位资料，本矿区石料的主要物理力学性质如下：
矿石物理力学性质表
体重（t/m3）
松散系数
松散后孔隙率（%）
膨胀率（%）
饱和单轴抗压强度（MPa）
磨耗率（%）
2.93
1.4
＜45
＜0.1
43.8-49.9
＜2
（3）其他质量技术指标
压碎值：
9.5％，干松容量1.5t/m3、吸水率＜2.5%、融冻损失率＜10%，针片颗粒含量＜15%、硫酸盐及硫化物含量（SO3计）。
＜0.5%、氯化物（NaCl计）＜0.3%，无有机物。
综上所述，矿区石灰岩矿石质量达到建筑用石料技术指标。
3.2.4矿石储量
本次开采设计所依据的地质资料是由宜昌市矿业技术协会2008年8月提交的《湖北省宜都市枝城镇九道河采石场矿山矿产资源储量地质检测报告》。
2008年8月27日，宜昌市国土资源局以宜市国土资储核函[2008]64号《宜昌市国土资源局关于<湖北省宜都市枝城镇九道河采石场矿山矿产资源储量地质检测报告>评审意见书的函》对该报告进行批复。
《湖北省宜都市枝城镇九道河采石场矿山矿产资源储量地质检测报告》评审备案证明通过该矿占用石灰岩矿矿石资源储量（122b）为40.7万立方米（折合石灰岩矿石量109.9万吨），矿山设计开采利用储量（122b）40.7万立方米，可以作为露天矿山开采设计的依据。
3.3开采技术条件
3.3.1水文地质
区内水系不发育，沟谷雨季易积水形成径流，但工业矿体均位于当地侵蚀基准面以上，水文地质条件较为简单。
本区属于亚热带湿润季风气候区，四季气候变化明显，冬季寒冷，最低气温可达零下6℃，夏季酷热，极端最高气温达40℃；该区雨水多集中于4-9月份，雨量充沛，常有暴雨发生。
大气降水主要以地表径流，由北西向南东往下汇于矿山沟谷中，大气降水少量的渗入到地下，形成地下水。
矿区范围内属低山地貌，地形北西高，南东低，坡角25°左右。
区内最高海拔标高+282.4m，最低海拔标高+152.9m，相对高差129.5m。
矿山开采的最低标高海拔为+190m，最高标高+240m，两者的相对高差50m。
矿区内水文地质条件较为简单。
矿区内实行露天开采，发生重大突水事件的可能性较小，但在暴雨、连阴雨天期间，可使采区迅速汇集大量积水，影响矿山生产和人员安全，因此矿山采矿过程中应注意加强四周输水沟排水系统的建设。
3.3.2工程地质
矿区地质构造属燕山运动时期形成，地层较完整，矿区属低山区，山体坡度一般小于30°，地表多为基岩裸露，植被不发育。
区内岩土体现状稳定性较好，未发现有滑坡崩塌、泥石流、塌陷地质灾害，故地质灾害现状危险性较小。
矿区及邻区晚近期的新构造运动表现为大面积整体间歇性的掀斜式整体上升状态，其运动强度渐趋减弱，地壳处于相对稳定阶段。
3.3.3环境地质
根据湖北省地震烈度表，矿区为地震烈度Ⅵ级地区，为不易诱发地震区。
矿山无大量废石堆积，不会破坏矿山周围生态环境，不具备形成人工泥石流的地质条件。
矿区目前还未发现对人体有害的超标微量元素和放射性元素；矿山的生产环境条件较好，生产活动不会使有害元素富集，对周围生态环境的破坏作用极小。
3.3.4地质灾害
该矿区内地形较缓，无明显悬崖绝壁产出，暂不具备形成岩崩地质灾害的自然条件。
根据中国地震烈度区划图，本区基本烈度为Ⅵ度，为不易诱发地震区。
3.3.5矿床开采技术条件
1、覆盖层
该矿区内矿层的覆盖层较薄，基岩裸露，由于开采区范围不大，开采结束后应恢复至采前状况，及时种树种草，恢复植被。
2、矿石的物理及化学性质
矿石结构、构造：
该以灰～深灰色石灰岩为主，块状构造。
矿石矿物成分：
矿石主要由方解石、白云岩、硅质组成。
矿石化学组分：
主要为CaO、SiO2、MgO，含Al2O3、Fe2O3等。
矿石类型
矿石自然类型：
石灰岩。
矿石工业类型：
建筑石料用石灰石。
3.4资源利用量计算
3.4.1计算依据和原则
质量要求：
满足用户要求；
最低开采标高：
190m；
计算范围：
设计的开采境界范围内；
矿石体重：
2.7t/m3。
3.4.2计算结果
宜都市枝城镇九道河杨先国采石场开采范围内控制的经济基础储量（122b）为109.9万吨，开采回采率80％，本次设计生产规模为10万吨/年，经计算矿山服务年限8.8年，符合小型露天矿服务年限要求。
4.矿山开采
4.1建设规模及产品方案
4.1.1建设规模
依据宜都市枝城镇九道河杨先国采石场设计委托及采矿许可证生产规模要求，本矿确定建设规模为年产建筑石料用灰岩10万吨/年。
4.1.2产品方案
该矿生产的灰岩主要用于建筑、道路施工、水泥原料等。
4.2开采方式
矿区最低开采标高+190米，由于该矿覆盖层较薄，工业矿体多裸露地表，植被不发育，剥离量小，易剥离，因此本矿适于采用露天开采方式。
4.3开采范围的选择
宜都市枝城镇九道河杨先国采石场经宜昌市国土资源局颁发的采矿许可证划定的开采范围，矿区范围共有4个拐点，矿区面积0.0251平方公里。
设计根据矿床地质特征、地形地貌、宜都市矿产资源保护与开发利用规划以及保证安全等要求，开采范围确定在已划定的允许开采范围内。
4.4开采境界的圈定
4.4.1开采境界圈定原则
开采境界圈定在划定的矿界范围内；
尽可能多采矿体；
最低开采水平为190m；
最小底宽不小于40米。
4.4.2最终帮坡角的选择
最终帮坡角应根据岩石性质、地质构造和水文地质条件，并考虑安全稳定因素及布置运输系统的要求来确定。
本矿为建筑石料用灰岩，稳定性好、无软质弱面、采矿场最大深度50米，根据《采矿设计手册》最终帮坡角的选择计算并结合类似矿山资料，本矿最终边坡角确定为51°。
4.4.3最终边坡要素
根据上述圈定原则，确定采场要素如下：
台段高度：
10m
台段坡面角：
65°
最终坡面角：
51°
安全平台宽度：
3m
清扫平台宽度：
5m
表土及风化层坡面角：
25°
4.4.4境界圈定结果
根据选择的开采范围和最终边坡要素圈定开采境界，境界圈定范围见开采终了平面图及开采终了剖面图，圈定结果见下表。
表4-1开采范围内矿岩量计算结果表
开采水平
（m）
矿石
（万m3）
矿石
（万吨）
表土
（万m3）
矿岩量
（万m3）
240-230
0.89
2.40
0.432
1.322
230-220
4.87
13.15
0.578
5.448
220-210
5.65
15.26
0.523
6.173
210-200
12.46
33.64
0.38
12.84
200-190
15.65
42.26
0.42
16.07
合计
39.52
106.71
2.34
41.85
表4-2开采境界圈定结果表
序号
参数名称
单位
全矿
备注
1
境界尺寸
地表
米
220×100
底部
米
206×70
2
最大开采深度
米
50
3
最低开采水平
米
190
4
采场最高标高
米
240
5
最终帮坡角
度
51
6
矿岩量
万立方米
41.85
7
矿石量
万立方米
39.52
8
表土量
万立方米
2.34
9
平均剥采比
立方米/立方米
0.06
10
采矿场占地面积
平方公里
0.0082
4.5综合利用
本矿山设计剥离岩土总量约为2.34万立方米，其中以矿体顶部覆盖层为主，对剥离的表土、残坡积物，集中堆放于排土场中，部分可堆烧利用，部分为矿区最终各台阶、边坡覆土复绿之用。
4.6矿山工作制度、生产能力及服务年限
4.6.1矿山工作制度
考虑到当地矿山工作制度和气候条件，矿山采用连续工作制。
年工作天数为：
365-11-14-40=300（天）
其中：
365—全年天数；
11—法定节假日天数；
14—设备检修天数；
40—气候影响停产天数。
采矿每天1班，每班8小时。
4.6.2矿山生产能力
根据矿山资源情况、市场需求量、业主的委托及采矿许可证，确定设计开采规模为年产建筑石料用灰岩10万吨。
4.6.3矿山生产能力验证
按可布置的挖掘机工作面数量验证矿山生产能力：
A=NnQ
=1×1×30
=30（万吨/年）
式中：
A—矿石年产量，万吨/年；
N—一个阶段可布置的挖掘机数，1台；
Q—挖掘机生产能力，30万吨/年；
n—同时工作的台阶数，1个。
通过以上方法对矿山生产能力进行验证，本矿设计能力可以达到的。
4.6.4矿山服务年限
T=
=8.8（年）
式中：
T—矿山服务年限，年；
Q—设计范围内地质储量，109.9万吨；
—全矿平均回采率，80%；
A—矿山生产能力，10万吨/年。
根据开采境界内矿石资源量及矿山生产能力计算，矿山服务年限为8.8年。
4.7开拓运输方案
本矿为山坡露天矿，矿区地形坡度较陡，最高开采水平+240米，最低开采标高+190米，高差50米；工业场地位于矿区南部，设计标高190米。
根据矿区地形地貌、矿体的赋存情况，设计采用公路开拓、汽车运输方案。
从矿区南部工业场地采空区190米标高向东沿等高线按平均约6%的坡度布置矿山公路进入矿区，主要矿山公路布置在采场内。
矿山公路分别在+190米、+200米、+210米、+220米和+230米标高处设回头弯，到达230米开采水平。
各开采水平的矿石由挖掘机装入自卸汽车外运；剥离物用挖掘机挖掘、由自卸汽车运往采矿场南侧的排土场排弃或综合利用。
4.8采矿与剥离
4.8.1采矿顺序
采矿总体顺序为自上而下按10米高一个台阶逐层开采，开采工作线初期沿矿体走向布置，垂直走向推进。
4.8.2采掘要素
开采台阶高度10米；
台阶工作坡面角65°；
最小工作平台宽度40米；
最小工作线长度115米；
同时开采水平数1个。
4.8.3采矿工艺
矿区采矿方法简单，采矿工艺相应较为简单，主要工艺以凿岩机打眼，人工装药、放炮、装载机装矿石、运输至原厂破碎。
其工艺流程为：
4.8.4穿孔工作
根据矿石机械物理性能及矿山生产能力，主要穿孔设备选用YQ-90B潜孔钻机；剥离选用YT-24型气腿式凿岩机，配套移动式空压机。
4.8.5爆破工作
采用毫秒延时爆破方法，起爆方式为非电导爆管起爆。
采用硝铵炸药或硝铵炸药爆破。
1、爆破参数
台阶高度：
10米；
钻孔角度：
75°；
钻孔深度：
11.5米；
钻孔直径：
90毫米；
最小抵抗线：
3米；
孔间距：
4.5米；
排距：
3米；
每米钻孔落矿量：
10.9m3；
单位炸药消耗量：
0.5kg/m3。
2、炮孔布置
采用宽孔距小抵抗线方式，改善爆破效果，减少大块率。
炮孔为梅花状交错布孔。
3、装药与填塞
应严格按照预先计算好的装药量装填。
装药结构可采取连续结构或间隔装药，但总装药长度不宜超过眼深的2/3。
炮孔装药前，必须对炮眼参数进行检查验收，测量炮眼位置、炮眼深度是否符合设计要求，否则不能装药。
若炮孔过深则应用岩粉等堵塞物堵塞到符合设计深度；若炮孔中有水，应采用防水炸药。
炮孔充填长度与炮孔直径、最小抵抗线、装药高度、爆破岩石性质和充填物料质量有关。
实践证明，堵塞长度可按L≥（8～20）d（米）选取。
装药后，眼口应进行堵塞。
采用粘土和岩粉（砂子）作为充填材料，按1：
3配比混合而成，其含水量约为20%。
要求用炮棍适当加压捣实，并全部连续堵塞。
为减少粉尘危害，可用水袋封孔。
4、联线与起爆顺序
采用非电导爆管起爆网络，毫秒延时起爆方式。
（1）导爆管网路中不得有死结，孔内不得有接头，用于同一工作面的导爆管应是同厂同批号产品。
（2）地表导爆管起爆网路联接应在全部装药充填工作结束之后，从爆区一端逐步进行。
（3）若用雷管起爆导爆管网路，雷管端部（聚能穴）禁止朝向导爆管传爆方向联接。
联接时，可采用联接块并用胶布缠牢。
5、爆破飞石的安全距离
爆破飞石安全距离公式：
Rf=20n2WKf
式中：
Rf—碎石飞散对人员的安全距离，米；
n—爆破作用系数，1.2；
W—最小抵抗线，3米；
Kf—安全系数，1.5。
经计算，爆破飞石安全距离为130米。
根据规范要求，飞石对开采设备及人员安全距离不得小于200米。
设计爆破安全距离确定为200米。
4.8.6破碎
该矿山矿石均运至原老矿厂进行破碎加工，设计选用600×900mm鄂式破碎机一台，配套振动筛，650带式输送机一台，即可满足生产需求
4.8.6装载
目前矿山已有一台ZL50装载机，满足矿山的装矿能力。
4.8.7剥离和矿石加工
矿山剥离工作为表土和夹石剥离。
表土剥离用挖掘机直接挖掘；夹石采用YT-24型气腿式凿岩机穿孔爆破。
4.9采矿设备及技术参数
4.9.1采矿设备选择
设备选型原则：
选用先进、高效的开采设备，设备生产能力与矿山生产能力匹配，装载与运输设备斗容比匹配。
一、穿孔设备
1、设备型号
矿山规模小，矿山设备适用小型机械设备为主，矿山选用2台YT-24型气腿式凿岩机和1台YQ-90B支架式潜孔钻机，用于采矿打眼、松动矿体。
2、设备性能
（1）YQ-90B支架式潜孔钻性能如下：
•钻孔直径：
86-100mm；
•钻孔深度：
20m；
•耗气量：
9-10m3/min；
•工作气压：
5kg/cm2；
•钻杆直径：
60mm；
•输气管内径：
38mm；
•重量：
230kg；
•高度：
2300mm。
（2）YT-24型凿岩机性能如下：
•凿眼直径：
32～42mm；
•凿岩深度：
2～5m；
•耗气量：
2.8m3/min；
•工作气压：
4～6kg/cm2；
•冲击频率：
1800次/分；
•冲击功：
5.5公斤·米；
•扭距：
130公斤力·厘米；
•输气胶管内径：
φ13mm；
•配套机具：
气腿注油器，型号FY200B；
•机重：
25kg；
•机长：
690mm。
设计选用4台气腿式凿岩机和1台潜孔钻机即可满足生产需要，凿岩机2台开采，另2台备用。
二、空压机
矿山选用配套空气压缩机1台，型号为3L-10/8移动空压机，空压机
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