露天采石场开发利用方案设计.docx
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露天采石场开发利用方案设计
***市***********采石场建筑石料用灰岩矿
资源开发利用方案
*****矿产开发综合服务中心
二○一五年九月
*************采石场建筑石料用灰岩矿
资源开发利用方案
编制：
审核：
技术负责：
主任：
项目负责：
生产能力：
40.0万t/a
服务年限：
3.3a
开采矿种：
建筑石料用灰岩
******矿产开发综合服务中心
二○一五年九月
附件：
1、地质勘查资质证书
2、******资源局****分局关于《**省******砂石粘土矿矿业权设置方案修编（2015年）已设采矿权调整的实施意见》****函【2015】22号
3、*****国土资源局*****划定矿区范围审批表
4、《***省********采石场建筑石料用灰岩矿资源储量核实报告》评审备案书（****国土资储备字【2015】13号）
5、方案内审意见书
6、方案编制单位承诺书
7、销售价格材料
8、原采矿许可证
附图：
1、**********采石场资源开发利用方案采场开采方式平面布置图1：
2000
2、**********采石场资源开发利用方案开采方式A-A′剖面图1：
2000
3、**********采石场资源开发利用方案采场终了平面图1：
2000
4、**********采石场资源开发利用方案开采终了A-A′剖面图1：
2000
5、**********采石场资源开发利用方案采矿方法示意图（示意）
6、资源储量估算图（利用）
第一章概况
一、目的任务
**********采石场建筑石料用灰岩矿（以下简称“**采石场”）是**市**区内已发证的生产矿山，矿山由于生产需要，申请调整矿区范围，经**市国土资源局**分局批准调整矿区了范围{见附件：
《**省**市**区砂石粘土矿矿业权设置方案修编（2015年）已设采矿权调整的实施意见》北国土资函【2015】22号、**市国土资源局**分局划定矿区范围审批表}。
为了科学有序、合理有效、安全利用矿产资源，认真贯彻落实国家《矿产资源法》、《矿山安全法》等有关法律、法规和文件精神，使矿山生产能持续、稳定、健康地向前发展，受**市国土资源局**分局委托，**市矿产开发综合服务中心对**采石场进行矿产资源开发利用方案的编制工作。
编制工作的具体工作任务为：
1、收集资料，实地调查了解矿山基本特征，对资源储量的利用进行分析与计算，确定可采资源储量。
2、对调整后矿山范围的生产规模进行分析、论证。
3、为合理开发、保护资源，根据矿山建筑石料用灰岩资源赋存特征，确定矿山开采方式及采矿方法，提出主要的安全防治措施。
4、制定合理的矿山服务年限及产品方案。
5、对矿产资源开发利用进行简要经济分析与评价。
6、提出存在的问题与建议。
二、矿区位置与交通
调整后的矿权范围位于**市南西方向约11公里处，行政隶属于**区**镇管辖。
其地理坐标为：
东经112°56′44″～112°56′52″；北纬25°41′47″～25°41′59″。
矿山交通以公路为主，从矿区有简易公路向西行1Km接G107，沿G107往北14Km达**市区；往南经良田镇至宜章县城，相距约48Km，交通极为方便，详见图1-1。
图1**区**镇**采石场交通位置图
三、企业性质及现状
1、企业性质
**采石场是已发证矿山，目前正在生产，矿业权人是**市**区**建材有限公司，属私营企业。
2、矿山开采现状
**采石场始建于2010年，2011年4月6日首次办理采矿许可证，证号为C431000*********0110702；于2014年6月27日办理了延续登记，采矿权范围由4个拐点坐标圈定，期限为叁年，自2014年6月27日至2017年6月27日，开采矿种为建筑石料用灰岩，面积0.03131km2，开采标高为+390m～+340m，，设计生产规模8万吨/年；开采方式为露天开采，采用中深孔爆破采矿，汽车运输。
矿山现生产产品主要有片石、碎石和石粉，销售价格分别为：
15元/吨、24元/吨、8元/吨，主要销往**市区建筑、道路等施工企业。
本次根据**市国土资源局**分局划定矿区范围审批表，调整的采矿权范围由6个拐点坐标圈定，面积0.03813km2，开采标高为+415m~+315m，拟定生产规模为40万吨/年。
周边无其它采矿权和探矿权，也无采矿权重叠。
矿山范围调整前后基本情况详见表1。
表1－1**采石场范围调整前后拐点坐标表（80西安系坐标）
拐点号
原采矿权范围
调整后采矿权范围
X
Y
X
Y
1
2843779.00
38394186.00
2843779.00
38394186.00
2
2843594.00
38394231.00
2844000.00
38394185.00
3
2843739.00
38394411.00
2843950.00
38394370.00
4
2843844.00
38394391.00
2843801.00
38394255.00
5
2843667.00
38394321.00
6
2843622.00
38394224.00
面积
0.0313平方公里
0.03813平方公里
开采标高
+390m~+340m
+415m~+315m
四、方案编制依据
（1）《中华人民共和国矿产资源法》及资源开发利用有关政策、法律、法规；
（2）《小型露天采石场安全管理与监督检查规定》（国家安全生产监督管理总局令第39号）
（3）（湘国土资办法[2011]175号）附件2—《**省矿产资源开发利用方案编写提纲》；
（4）《**省**市**区砂石粘土矿矿业权设置方案修编（2015年）已设采矿权调整的实施意见》北国土资函【2015】22号；
（5）**市国土资源局**分局划定矿区范围审批表
（6）《**省**********采石场建筑石料用灰岩矿资源储量核实报告》及备案书（北国土资储备字【2015】13号）；
五、本次工作情况
本次工作是依据2015年7月**市矿产开发综合服务中心编制的经**市国土资源局**分局备案的《**省**********采石场建筑石料用灰岩矿资源储量核实报告》进行的。
本次工作分为二个阶段进行：
第一阶段：
矿山实地工作阶段。
我中心接受任务后，立即组织了专业技术人员收集了矿山的有关资料，在此基础上，于2015年9月上旬组织采矿技术人员2人赴矿山实地调查核实其他类似生产矿山实际生产规模、采剥方法及开采顺序、运输方式等各项技术经济指标。
第二阶段：
室内资料分析整理及方案编写阶段。
矿山实地调查核实工作结束后，在室内进行综合研究及方案编写。
取得以下工作成果：
表1-2工作成果表
序号
名 称
数量
1
**********采石场建筑石料用灰岩矿资源开发利用方案
1份
2
**********采石场开发利用方案开采方式平面布置图
1张
3
**********采石场开发利用方案开采方式A-A′剖面图
1张
4
**********采石场开发利用方案采场终了平面图
1张
5
**********采石场开发利用方案采场终了A-A′剖面图
1张
6
**********采石场开发利用方案采矿方法示意图
1张
第二章矿产资源概况
一、矿区总体概况
1、矿区总体资源概况
矿权范围内矿体长约280~376m，宽70~190m，厚度为0~100m，平均厚约40m，矿体开采标高+415m～+315m，
根据评审备案的资源储量核实报告，矿权范围内保有建筑石料用灰岩资源量（122b）57.5万m3（149.5万t）。
2、矿区与周边矿山总体规划情况
在**区砂石粘土矿业权设置方案修编中，**采石场属调整矿区范围的矿山，矿权无重复设置，周边无其它矿山开采，不存在资源与矿界纠纷。
二、矿山资源概况
1、矿床地质特征
（1）地层
图区内出露的地层由老至新依次为石炭系中、上统壶天群（C2+3ht），二叠系下统栖霞组（P1q）、孤峰组（P1g）、上统龙潭组下段（P2l1）及第四系（Q）。
现分述如下：
（1）石炭系中、上统壶天群（C2+3ht）：
分布于图区西部，为区内出露最老地层。
岩性为浅灰、灰白色厚层状结晶灰岩、白云质灰岩、白云岩，厚度约194~323m。
（2）二叠系下统栖霞组（P1q）：
分布于图区中和东部、采矿权范围一带，灰、深灰色至灰黑色中厚层状泥晶灰岩、生物碎屑灰岩，含燧石结核灰岩，上部有薄层灰岩，下部夹薄层状炭质灰岩、白云岩、灰云岩，厚度约122m，与下伏壶天群（C2+3ht）地层呈整合接触，为该矿的开采矿体。
（3）二叠系下统孤峰组（P1g）：
呈条带状分布于调整后矿权范围北部，浅灰、灰黑色含铁锰质硅质岩、硅质页岩，下部夹有灰岩透镜体，厚度15~35m，与下伏栖霞组（P1q）地层呈整合接触。
（4）二叠系上统龙潭组下段（P2l1）：
分布于调整后矿权范围北部，由页岩、粉砂质页（泥）岩、粉砂岩、石英砂岩及泥岩、粉砂岩及砂岩组成，局部地段含黄铁矿结核，厚度130.10~324m。
与下伏孤峰组（P1g）地层呈整合接触。
（5）第四系（Q）：
分布于低洼地带及地表层，以褐黄色残坡积亚粘土、粘土为主，次为灰岩和砂岩等碎块，厚度为0~7.8m不等，一般为6.5m。
（2）构造
经现场调查，图区内，区内断裂构造发育，褶皱较发育。
区内见F1一条断层，呈北东~南西走向，倾向105°~117°，倾角54°~70°；该断层破碎带水平宽度一般为2~3m，厚度平均约2.2m，主要由团块状灰岩、角砾岩、泥质物质等组成，角砾成分主要为灰岩碎块，胶结成分主要为泥质等，目估角砾岩胶结成分比例约40%，角砾胶结性一般~好，预测为压扭性断层。
该断层破碎带，含泥质炭质较高，敲击易破碎，不能作为建筑石料矿石使用。
综上所述，区内总体地质构造复杂程度为中等。
（3）岩浆岩
矿区范围内未见到岩浆岩出露。
2、矿体（矿层）特征
（1）矿体形态、产状特征
**采石场所采矿体为二叠系下统栖霞组灰岩，中厚层状构造，矿权范围内矿体整体呈北东~南西向展布，矿体长280～376m，宽70～190m，呈北厚南薄，厚度为0~100m，平均厚约40m，单层厚度为0.1m~0.5m，矿体倾向不一，变化较大，倾角22°~62°，据现场调查，其表面有厚度为0~7.8m不等的第四系残坡积物及灰岩强风化层覆盖，开采时需要剥离。
（2）矿石质量
矿体的主要矿物成份为方解石，次为白云石和粘土矿物等，隐晶质结构，块状构造。
本次核实报告中收集到矿山委托**现代建设工程检测试验有限公司进行的抗压强度检验报告，检验结果：
该矿山矿石最大抗压强度为76.0Mpa，最小抗压强度为59.2Mpa，平均为69.3Mpa，符合JTJ054-94石料标准中的III级石料标准。
储量核实报告中本次取样送具有资质的“**省湘南地质勘察院实验测试分院”化学分析：
化验结果为：
CaO含量平均为50.00%，MgO含量平均为2.76%，烧失量平均为37.31%。
化验分析资料表明，开采矿体可用于公路、房屋等工程建设。
能满足一般建筑工程用石料要求。
（3）矿石加工技术性能
矿石较硬、性脆，易爆破，机械破碎性能好，并对机械磨损少，属于易加工矿石。
采出的块石、石料加工成粒度不同的碎石，大部分提供给混凝土搅拌站，少部分外运销售。
是良好的建筑用石材。
（4）矿层顶底板、围岩、夹石及覆盖层特征
矿层顶、底板：
矿山为露天开采，夹石少，整体开采。
围岩：
所采矿体内存在一层软弱夹层，分布于F1断层上盘，倾向62°～101°，倾角22～40°，岩性主要为薄层状炭质灰岩，岩石易破碎，其抗压强度较低，不能加工利用；矿山开采过程中，上述F1破碎带和炭质灰岩软弱夹层都作为废石处理。
覆盖层：
为褐黄色残坡积粘土、亚粘土及石灰岩碎块组成，厚0～7.8m，一般为6.5m，开采时需剥离。
3、矿床开采技术条件
（1）水文地质条件
区内为低山丘陵地貌，区内地势南北高中间低，海拔标高315～415m，相对高差100m，地形坡度15°～25°。
最高点为矿权北面边界山坡处，海拔标高为416.5m，最低点为矿区西面坐标拐点1处附近，海拔标高315.3m。
矿区内无河流及水体，矿区地表水系不发育。
①第四系残坡积孔隙水（Q）
主要分布于矿区山坡沟谷及低洼地带，由褐黄色残坡积粘土、亚粘土及石灰岩碎块组成，属残坡积层，含水层厚度0~7.8m，平均6.5m，结构松散，含孔隙水，水位及水量随季节变化明显。
地下水化学类型属HCO3～Ca型水，PH值为6.9，该含水层具透水性，孔隙水水量贫乏，为弱含水层。
②溶裂隙含水层
矿区出露大面积二叠系下统栖霞组灰岩，表面风化为浅灰色，覆盖物为褐黄色粘土，较软弱，有粘性；风化裂隙有溶蚀现象；岩石密实。
富水性差，透水性弱，属于弱含水层；总体岩石以弱含水层为主。
地下水化学类型属低矿化HCO3～Ca+Mg型水。
③地下水补给、径流、排泄
区内地下水、泉水流量与降雨关系密切，大气降水是该区含水层的主要补给来源。
地下水径流方向由北向南径流；沿冲沟流出矿区。
④矿山充水因素
矿山主要充水水源为大气降水，第四系孔隙水及风化层裂隙水。
综上所述，该矿属以大气降水为主的裂隙充水矿床，水文地质条件为简单类型。
（2）工程地质特征
①土体
为软弱残坡积褐黄红色残坡积粘土、亚粘土及石灰岩碎块组成，分布于山坡平缓和低洼地带。
结构疏松，稳定性差，工程地质条件差。
②.岩体
根据现场调查，开采矿体为坚硬石灰岩岩体，岩体具中厚层状，岩层倾向与采坑斜坡大都斜交，矿山分台阶进行开采，开采边坡角基本为60°，采坑边坡最大高差约为30m，目前未发现大面积垮塌、滑塌现象，开采边坡稳定性一般。
但根据现场调查，区内见F1断层破碎带，水平宽约2～3m，其周边裂隙发育，采坑+330m水平台阶存在多处危岩，局部边坡稳定性较差。
未来生产过程中，应采用台阶式开采，通过采取降低边坡角等措施，可预防崩塌、滑坡等现象的发生。
综上所述，现采矿权范围内工程地质条件中等。
（3）环境地质特征
根据现场调查，矿区范围未见崩塌、滑坡、泥石流、地裂逢、地面塌陷等地质灾害，地质环境现状较好。
A、地质灾害危险性
依据批准调整的矿区范围。
未来矿山开采后期最大将形成约100m高边坡，但该类岩石密实，未来开采面与岩层产状斜交，未来矿山爆破开采时可能产生松动危岩，但可预防，发生崩塌可能性小，地质灾害危险性较小。
B、水资源、水环境影响预测
未来矿山采用露天开采，开采深度较浅，无地下水抽排，不会造成地下水位超常下降，对矿区地下水资源枯竭影响小；未来矿山开采将有少量废石堆积，其淋滤水对水环境有一定的污染，主要为固体悬浮物，有毒、有害元素含量低，一般能就地净化。
预测矿山开采对水资源、水环境影响较轻。
C、土地资源、土石资源环境影响预测
未来开采对土地资源、土石环境影响主要为采坑挖损破坏，废石堆放区压占。
但占用区为林地，且占地面积小，可复垦，矿山开采对土地资源、土石环境影响小。
现场调查，未来矿山开采产生的废渣、废石土、对环境有一定影响。
综上所述，矿山环境地质条件中等。
4、备案的资源储量
根据备案的《**省**********采石场建筑石料用灰岩矿资源储量核实报告》提供，矿山保有资源量（122b）57.5万m³（149.5万t），见表2-1。
表2-1**采石场建筑石料用灰岩矿资源储量估算结算表
（截止2015年6月底）单位：
万m3/万t
矿山范围
类型
占用备案资源储量
本次估算资源储量
资源储量±增减
保有量
累探量
保有量
动用储量
累探量
保有量
累探量
备案前
备案后
原**采石场（2014年9月底）
122b
8.8
18.7
2.7
9.9
0.9
13.5
-5.2
-5.2
22.9
48.6
7.0
25.7
2.4
35.1
-13.5
-13.5
扩界部分
122b
54.8
1.1
55.9
﹢55.9
﹢55.9
142.5
2.8
145.3
﹢145.3
﹢145.3
合计
122
7.9
51.7
20.6
134.6
122b
8.8
18.7
57.5
9.9
2.0
69.4
﹢50.7
﹢50.7
22.9
48.6
149.5
25.7
5.2
180.4
﹢131.8
﹢131.8
5、对《资源储量核实报告》的评述
（1）基本查明了矿区范围内的地层、岩性、构造、岩浆岩等地质特征。
（2）基本查明了矿山水文地质、工程地质、环境地质及开采技术条件。
（3）对开采矿体进行了现场调查，基本查明了开采范围内矿体的质量情况。
（4）对矿权范围内资源储量进行了估算，估算方法基本正确，估算结果基本可靠，可作为编制开发利用方案的依据。
第三章矿山主要开采方案
一、矿山设计储量及设计可采储量
1、矿山备案的资源储量
根据备案的《**省**********采石场建筑石料用灰岩矿资源储量核实报告》，截止2015年6月底矿山保有资源量（122b）57.5万m³（149.5万t）。
2、设计利用资源储量
资源储量核实报告提交122b基础储量（122b）57.5万m³（149.5万t），本方案设计全部利用。
3、可采资源储量
矿山开采范围内地表无建筑物，本方案设计为露天开采，考虑到开采过程中矿石的损失，根据地管发〔1994〕35号文件《关于下发各种采矿方法回采率与贫化率宏观控制参考指标的通知》和**区同类矿山生产实践经验，回采率取90%。
矿山可采储量为：
矿山可采储量（矿石）=57.5×0.9
≈51.7万m³（134.6万t）。
二、矿山开采方式
**采石场为已建生产矿山，根据矿体赋存条件和矿区地形地势，开采矿体部分已经裸露，根据《**省**********采石场建筑石料用灰岩矿资源储量核实报告》，全矿剥离量经计算19.8万m³，矿山可采储量为51.7万m³（134.6万t），全矿平均生产剥采比为：
19.8/51.7=0.38:
1m3/m3，小于0.5/1，符合露采开采技术要求。
所以，矿山开采，确定采用露天开采方式。
三、采矿方法
根据储量报告提供的情况，根据国家安全生产监督管理总局令第39号《小型露天采石场安全管理与监督检查规定》，小型露天采石场应采用台阶式开采或水平分层开采，本方案设计采用自上而下台阶式采矿方法。
1、露天开采境界的确定
根据批准的矿权调整范围，露天开采境界即为矿权确定的范围，平面由6个拐点坐标圈定，面积0.03813km2，开采深度+415m～+315m。
在此范围内开展安全生产活动。
2、台阶的划分
**采石场为坡面型露天采石场，开采范围内矿产储量范围最小标高为＋315m，最大标高为+415m，垂直高差为100m，根据实际范围圈定情况，该石场实际最大开采深度约为100m，按《小型露天采石场安全管理与监督检查规定》，必须自上而下分台阶开采。
为了满足生产进度的要求，给装载机，自卸汽车等创造高效率的工作条件，保证辅助工作量最小，达到最好的技术经济指标，满足安全工作的要求，设计确定台阶高度为10～15米，拟划分为6个台阶，依次为+400m、+385m、+370m、+355m、+340m、+325台阶。
共设4个安全平台、2个清扫平台。
3、台阶坡面角
本矿岩石坚硬，可选用工作帮台阶坡面角为70°。
4、采场最小底宽及位置的确定
露天采场底平面要满足下列三个因素的要求：
A、底平面长度应满足运输要求；
B、底平面最小宽度应根据采掘运输设备的尺寸决定；
C、为便于进行采掘运输工作，底平面边界应可能保持平直，转弯处应满足运输线路对曲线半径的要求。
露天采场底部宽度不应小于开沟段宽度，其最小宽度根据采装、运输设备规格及线路布置的有关计算结果来确定，**采石场最小底宽为：
20m。
5、终采边坡
矿山终采后在矿区四面形成终采边坡，最低开采标高＋315m，最终边坡角57°～60°。
根据范围内最小及最大开采深度，边帮高度在0m～100m之间。
本方案从上至下设置共设置安全平台4个，分别为+400m、+385m、+355m、+340m，平台宽度4m；设置清扫平台2个，为+370m、+325m台阶，平台宽度6m。
6、采矿工艺
其采矿工艺流程主要如下：
穿孔——爆破——装载——运输
软弱覆盖层剥离采用挖掘机直接挖装后运输。
（1）穿孔
设计采用潜孔钻机穿孔，采用倾斜70°穿孔。
（2）爆破
矿山中深孔爆破具有矿岩破碎的质量好、不合格的大块少、爆堆堆积形态好、安全性高等优点，因此本矿设计采用中深孔爆破。
采用多排布置布孔方式，使用岩石炸药爆破。
爆破后的大块矿石严禁二次爆破，应采用液压锤破碎。
（3）装载
采用液压挖掘机进行装载。
（4）运输
液压挖掘机装载后，采用自卸汽车运输。
7、工作面开采技术参数
（1）最小工作平盘宽度：
最小工作平盘宽度采用L=D+C+B计算：
式中：
L——最小工作平盘宽度，m；
D——安全距离，取7.5m；
C——运输道路宽度（含路肩、水沟等宽度），5.5m；
B——爆堆宽度，一般为台阶高度，取15m。
计算后得，L=25m。
（2）最小工作线长度
本矿采用多排孔微差爆破，采用公路开拓、汽车运输的方式，因此挖掘机的最小工作线长度可选为40m。
（3）最终边坡角
本方案推荐边坡构成要素如下:
台阶高度：
10～15m；
台阶坡面角：
岩石70°，覆盖土45°；
安全平台宽度：
4m；
清扫平台宽度：
6m；
最终边坡角：
57～60°。
（5）开采顺序
本方案拟在矿区外北面修建简易矿山公路达各开采台阶。
采用由上至下开采，由西往东开拓，由南至北推进，+400台阶为首采工作面，+385台阶为接替工作面。
8、矿产资源综合利用与保护
本矿区主要开采建筑石料用灰岩，无伴生矿产。
9、排土场
矿区周边地形坡度在15°～25°之间，本开发利用方案设计在原采空区区域内作为排土场，排土场面积约22000m2，平均堆高10.0m，排土场容纳量为22.0万m³，可满足矿山19.8万m³排土需要。
四、矿山生产规模、服务年限及产品方案
1、矿山生产规模
矿山建设规模系根据多项因素确定：
1）保有资源储量及工业利用技术的可能性；
2）合理的服务年限；
3）发生的基建投资额与建设周期；
4）矿山建设条件和采矿所确定的主要工艺方案等。
本方案在确定矿山建设规模时，考虑资源条件、开采条件、技术装备水平、市场对产品需求及企业经济效益等多种因素，根据该矿的可采储量51.7万m3（134.6万t），并考虑到国家对非金属矿山最低生产能力的基本要求及该矿山可采储量较少的情况，本方案选择40.0万t/a的生产规模。
矿山的生产能力验证：
矿山年设计能力40.0万t，按年生产作业天数300天计算，则日产矿量1334t。
工作面一次全采高15m，推进度按5.0m计，采长按8m计，则一次工作量达1560t，可满足1天矿山需求量。
所以一个工作面（即一个台阶）作业能满足矿山生产能力要求。
2、服务年限
矿山可采储量134.6t，矿山服务年限为：
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