陕西煎茶岭镍矿工程初步设计第一章总论.docx

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陕西煎茶岭镍矿工程初步设计第一章总论

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目录

目录4

第一章总论10

1.1概述10

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1.2设计基本原则13

1.3建设规模、企业组成及产品方案13

1.4设计方案主要内容13

1.5节能与环保20

1.6基建工程量及基建进度21

1.7企业建设综合经济效益22

1.8问题与建议23

第二章技术经济24

2.1综合技术经济指标表24

2.2企业组织机构及定员37

2.3流动资金估算及资金筹措43

2.4成本与费用47

2.5财务分析56

2.6综合评价60

第三章地质70

3.1矿区地质70

3.2矿体（层）地质75

3.3地质勘查工作83

3.4矿产资源储量87

3.5基建探矿92

3.6水文地质96

3.7工程地质98

第四章采矿100

4.1开采范围及开采技术条件100

4.2采矿方法103

4.3矿山生产能力119

4.4开拓运输系统123

4.5井巷工程133

4.6充填材料和充填设施134

4.7基建进度计划139

4.8采矿进度计划143

4.9矿井通风144

4.10坑内排水与排泥152

4.11辅助设施153

第五章矿山机械154

5.1概述154

5.2运输系统154

5.3盲箕斗提升系统158

5.4盲罐笼提升系统164

5.5矿井通风172

5.6坑内排水排泥系统173

5.7压气173

5.8供水管网174

5.9充填空压机站175

5.10曲轨卸载175

5.11机修176

5.12充填设施176

第六章选矿183

6.1概述183

6.2原矿185

6.3选矿试验188

6.4设计的工艺流程及指标192

6.5生产能力及工作制度195

6.6主要工艺设备选择及计算196

6.7厂房布置及设备配置203

6.8药剂设施203

6.9自动化项目及其水平204

6.10中心试化验室及试料加工站205

6.11辅助设施206

6.12劳动定员206

6.13存在的问题及建议206

第七章尾矿设施208

7.1设计依据208

7.2尾矿库及运用方式209

7.3坝体工程211

7.4排洪系统212

7.5尾矿输送系统214

7.6回水系统216

7.7尾矿库管理及观测设施217

第八章总图运输220

8.1区域概况220

8.2总体布置221

8.3总平面布置222

8.4竖向布置226

8.5矿山内、外部运输226

8.6绿化228

8.7附表228

第九章给排水229

9.1设计依据及设计范围229

9.2给水229

9.3消防231

9.4排水232

9.5存在问题及建议232

第十章电力、仪表、电235

10.1供电与传动235

10.2电气节能措施243

10.3通讯243

第十一章土建248

11.1本工程主要选用的规范、规程248

11.2设计依据248

11.3工程地质249

11.4建筑材料249

11.5土建施工队伍的要求249

11.6设计原则249

11.7建筑形式的选择249

11.8结构形式的选择250

11.9行政生活福利设施250

11.10建筑面积与建（构）筑物一览表250

第十二章环保251

12.1设计依据251

12.2矿区及其周围环境概况251

12.3矿床开采对环境造成破坏的主要因素252

12.4主要污染物及其控制工程252

12.5矿区绿化255

12.6环境管理与检测256

12.7矿山建设对周围环境的影响256

第十三章水土保持与土地复垦257

13.1设计目的与设计指导思想257

13.2土地复垦的原则、目标及复垦范围258

13.3水土保持现状258

13.4新的水土流失预测258

13.5水土保持及土地复垦方案259

13.6领导机构和管理技术措施260

第十四章安全与消防262

14.1劳动安全卫生262

14.2消防措施265

第十五章工程概算266

15.1设计规模266

15.2投资范围266

15.3编制依据267

15.4几点说明268

15.5投资分析（见附表）269

15.6概算表格269

第一章总论

1.1概述

1.1.1矿区地理位置及自然条件

煎茶岭镍矿位于陕西省略阳县何家岩镇，地理坐标为东经106°21′25″,北纬33°15′20″,矿区东西长约5200m，南北宽约2000m～3000m。

矿区交通方便，现有略阳—勉县公路（310省道）通过矿区，向西27km接宝（鸡）成（都）铁路的略阳站及陕甘公路，向东42km接阳（平关）安（康）铁路勉西站及108国道。

矿区南北侧各有一条简易公路与略勉公路相接，见交通位置图。

矿区位于秦岭山脉南部余支，嘉陵江与汉江两水系的支流分水岭（煎茶岭）地段。

山脉走向近东西向，群峰耸峙，挺拔陡峭，峰谷显然，地形复杂。

矿区内最高山峰官地梁海拔1404.86m，最低点标高为800m，相对高差为150-400m。

矿区地势由北向南倾斜，从分水岭向东、向西逐步降低，山坡坡度较陡，一般在30°～40°。

矿区气象属暖温带潮湿气候，气候温暖湿润，降雨充足。

1.1.2设计依据

设计依据

（1）陕西煎茶岭镍业有限公司关于煎茶岭镍矿开采初步设计委托书。

（2）2006年8月17日～19日煎茶岭矿业开发有限公司、金川集团公司、西安有色冶金设计研究院、金川镍钴研究设计院金川设计结合会会议纪要。

（3）2006年9月2日、9月6日煎茶岭镍业公司、金川集团公司、西安有色冶金设计研究院、金川镍钴研究设计院西安设计结合会会议纪要。

（4）金川集团有限公司矿山、选矿厂、冶炼厂投产多年的实际生产资料和数据。

地质资源条件

矿床探获镍矿石量3735.3万吨，镍金属量256740吨，全镍平均品位0.687%，硫化镍平均品位0.560%；钴金属量10071吨，钴平均品位0.027%。

其中：

控制的经济基础储量2176.6万吨，推断的内蕴经济资源量1558.7万吨。

主要设计基础资料

（1）中国有色工程设计研究设计总院2004年3月提交的《陕西省略阳县煎茶岭镍矿初步可行性研究报告》

（2）西北有色地质勘查局七一一总队1995年11月提交的《陕西省略阳县煎茶岭镍矿床地质详查报告》。

（3）西北冶金地质勘探公司地质研究所1976年4月《陕西煎茶岭镍矿可选性试验报告》

（4）金川集团公司选矿研究室2003年12月《陕西略阳煎茶岭镍矿可选性试验报告》

（5）西安有色冶金研究设计院，2006年1月《煎茶岭镍矿可行性研究报告》

1.1.3外部建设条件

煎茶岭镍矿工程是新立项，待开发利用的工程。

外部运输条件较好，略阳—勉县公路（310省道）通过矿区，向西27km接宝（鸡）成（都）铁路的略阳站及陕甘公路，向东42km接阳（平关）安（康）铁路勉西站及108国道。

矿区南北侧各有一条简易公路与略勉公路相接。

给排水系统主要为生产和生活两部分，由于生活基地要迁入809基地，因此原矿区生活水仍利用已形成系统；生产水利用井下涌水、尾矿回水。

煎茶岭镍矿现有35kV总降压变电所一座，35kV电源引自夏口峪110kV区域变电站，一回电源，一台主变压器容量为6300kVA。

本工程扩建后，该总降压变电所经改造后继续使用，只需将主变容量改为10000kVA。

1.1.4镍矿开采对现有设施利用情况

镍矿开采工程在地质勘探时期，在40行线以南形成了1070m水平（PD1070）坑探坑道，略阳实达公司以探采方式从1070坑道向下掘砌三段斜井至905m水平，并以空场法已开采完905m水平以上的富矿。

目前坑道安全状况较好。

可作为该矿先期采矿用的临时性的措施工程。

原煎茶岭金矿距离镍矿较近，该金矿采用斜坡道开拓，斜坡道开口在947.4m，已下掘至810m水平，净断面为5m×5m（宽×高），坡度1∶7。

该斜坡道安全状况较好，可作为镍矿工程的辅助斜坡道。

煎茶岭金矿选矿厂设施、设备，以及供电、供排水等设施。

1.2设计基本原则

1、尽量利用现有设备、设施。

2、设计要充分考虑贫富资源综合利用，做出合理方案，产品满足金川公司的需要。

3、工艺先进，自控水平高。

4、充分利用地理、气候特点，确定建筑结构型式。

5、生活设施在809基地，本次设计只预留改造费用。

1.3建设规模、企业组成及产品方案

1.3.1生产规模

生产规模2000t/d，660Kt/a。

1.3.2企业组织

陕西煎茶岭镍业有限公司为新建的矿山企业，由陕西有色集团公司、金川集团有限公司、西部矿业公司、711地质队、煎茶岭镍业有限公司共同参股的镍业公司，下设矿山和选矿厂。

1.3.3产品方案

镍精矿品位不小于4.5%。

1.4设计方案主要内容

1.4.1采矿主要设计方案

开采范围

开采范围为32勘探线至48勘探线、标高为530m～890m水平之间的富矿及上下盘贫矿。

采矿方法

根据矿体赋存条件及地表条件限制，陕西煎茶岭镍矿采用下向分层胶结充填法进行回采。

矿区矿量主要分布在34线至44线之间。

矿体呈平行条状布置，分枝复合多。

矿体厚度变化较大，最厚达60多米，厚度小的仅为1m～2m。

矿体分布西部相对比较集中，平均厚度在30m～40m之间，可以形成较连续的回采空间，适合于采用铲运机出矿，因此，该区段矿体采用机械化下向分层胶结充填法回采；东部矿体比较分散，厚度一般都在10m以下，采用电耙出矿比较合适，因此该区段矿体采用普通下向分层倾斜进路胶结充填法回采。

（1）采准布置及采场构成要素

Ⅰ机械化下向分层胶结充填法

采用脉内外联合采准系统，斜坡道布置在矿体上盘围岩中，呈折返式布置。

中段高度60m，分段高度20m，每分段分5个分层，分层高度4m。

采场沿矿体走向布置，长100m，宽度为矿体的水平厚度。

采场内以进路方式间隔回采，进路长50m，进路断面为4.0m×4.0m（宽×高）。

Ⅱ普通下向分层倾斜进路胶结充填法

采场沿矿体走向布置，长70m～80m，宽度为矿体的水平厚度。

中段高度60m。

垂直矿体走向布置分层道。

在分层道的上盘布置溜矿井，溜矿井随着采场的转层，上部预留行人进风井，兼作材料及设备井。

（2）回采工艺

Ⅰ机械化下向分层胶结充填法采场

采用RocketBoomer282凿岩台车凿岩；按照光面爆破要求布置炮孔，非电导爆管起爆；采用贯穿式通风方式通风；2m3柴油铲运机出矿；充填采用地表制备高浓度料浆，管道自流输送充填。

Ⅱ普通下向分层倾斜进路胶结充填法采场

采用YT-28气腿式凿岩机凿岩；按照光面爆破要求布置炮孔，非电导爆管起爆；采用贯穿式通风方式通风；电耙子出矿；充填采用地表制备高浓度料浆，管道自流输送充填。

（3）采矿设备

采场配备RocketBoomer282凿岩台车3台、YT-28气腿式凿岩机32台、YSP-45向上式凿岩机6台、2DPJ-30电动耙矿绞车30台、FZC3.5/1.4-7.5振动放矿机16台、JCCY-2燃油铲运机8台等设备供多个盘区共用。

（4）盘区生产能力

采场按照每天3班，每班8小时。

平均每班纯作业时间7小时，考虑矿体分支复合多，矿体不连续，采场矿体较薄，充填准备、转层的时间较长，按照占总工作时间的25%考虑，平均每班的采矿时间为5.25小时。

经计算普采采场的生产能力为178.09t/d，机采采场的生产能力为359.46t/d。

（5）采矿技术经济指标

采矿贫化率10％；采矿损失率10％；全员劳动生产率3t/人?

d；井下工人劳动生产率3.17t/人?

d。

开拓运输系统

煎茶岭镍矿采用平硐、盲主副井、辅助斜坡道联合开拓。

（1）平硐

平峒口设计在原煎茶岭金矿的主斜坡道旁边。

平峒长1338m，铺设600mm轨距双轨道，平峒净规格：

4.92m×3.64m（宽×高）。

主要担负矿石、材料的运输，兼作进风巷道。

（2）盲箕斗井提升

盲主井担负950m中段至530m中段矿石的提升任务。

井筒内配置有效容积5m3的单箕斗及平衡锤，选用落地式多绳摩擦提升机，提升机设在950m中段。

井筒净直径φ4m，长度585m，采用C20喷射砼100厚支护。

粉矿回收道设在410m水平，粉矿利用盲罐笼井回收。

（3）盲罐笼井提升

副井担负950m中段至530m中段人员、材料、设备、废石等提升及下放任务。

井筒内配置3#双层加长单罐笼及平衡锤，选用落地式多绳摩擦提升机，提升机硐室设在950m中段。

井筒内设有梯子间及管缆间。

井筒净直径φ4.5m，长度582.4m，采用C20喷射120mm厚支护。

罐笼井兼作进风井。

（4）回风井

矿井通风采用统一通风系统，对角抽出式通风方式，盲罐笼井、辅助斜坡道进风，28线回风井回风。

回风井设计在28线矿体侧翼，井口标高：

1110m，井深：

280m，井筒净直径Φ3.8m。

（5）辅助斜坡道

辅助斜坡道利用原煎茶岭金矿斜坡道947m-910m标高段，从该斜坡道910m标高处穿矿体到达矿体上盘，沿矿体上盘折返延伸，先至880m水平。

随着矿山的开采，斜坡道继续折返开拓延伸至530m中段。

斜坡道新掘段净断面为5m×3.947m（宽×高）的直墙半圆拱，坡度为10%以下。

（6）中段运输

中段矿石运输采用10t电机车牵引2m3侧卸式矿车。

950m主平硐2列车同时作业。

废石运输采用3t电机车牵引0.7m3翻转式矿车。

（7）坑内充填设施

充填料浆来自地表充填搅拌站，坑内充填设施包括地表到890m水平的2条充填钻孔，以及890m水平的钻孔硐室和联络道。

（8）坑内供风、供水系统

坑内供风、供水采用管道输送。

供风、供水管道自平硐引进至盲罐笼井，在盲罐笼井内安装主供风、供水管至530m水平；890m水平安装风水管到890m～830m水平管缆井，由管缆井供给各分段采场；830m水平自盲罐笼井供至各用风用水地点。

（9）坑内排水排泥系统

水泵房设在650m水平，坑内污水由泄水钻孔经中转水仓排至650m水平水泵房；由水泵房排到地表。

井巷基建工程量

本工程建设井巷工程量为23658.37m、315892m3。

完成上述基建工程量需4年时间。

基建结束三级矿量的保有年限见表1－1。

表1－1三级矿量的保有年限

序号名称保有年限（a）

1开拓矿量4.66

2采准矿量1.48

3备采矿量0.6

1.4.2选矿主要设计方案

对现有煎茶岭金矿选矿厂进行改造后用于处理煎茶岭镍矿矿石。

破碎筛分采用二段一闭路流程，磨矿浮选采用两次阶段磨选原则流程。

破碎筛分：

保留原有的二段一闭路流程配置,更换皮带机或将现有皮带运输机提速，把现有PYD-1200圆锥破碎机更换为H4800细粗腔型圆锥破碎机，与原有的H4000破碎机共同作为细碎设备。

磨矿浮选：

采用两次阶段磨选原则流程。

一段磨矿设备采用原有的Ф3.66m×5.6m溢流型球磨机，二段磨矿设备选用Ф3.2m×4.5m溢流型球磨机，浮选选用KYF-16（m3）浮选机21槽、KYF-4（m3）浮选机14槽，同时为了减少中矿和精矿泡沫循环泵，在各作业前加1台与该作业同规格的XCF型自吸式浮选机，即增加XCF-16（m3）浮选机5槽、XCF-4（m3）浮选机3槽。

年产精矿量75570t，金属量3400t。

精矿及尾矿处理：

浮选得到的镍精矿分别进行浓缩过滤两段脱水作业后，滤饼精矿水分约12%；不设精矿仓，精矿过滤后直接装袋。

尾矿经水力旋流器分级，底流粗粒级尾矿通过矿浆泵加压扬送至充填站尾砂仓；溢流进入尾矿浓缩机，经高效浓缩机浓缩脱水后的浓缩尾矿浆通过尾矿泵加压扬送至磨子沟尾矿库；溢流返回选厂循环使用。

选厂生产规模为日处理矿石2000t，年生产规模66万t，尾矿产率按88.55％，年充填尾矿9万吨，年入库尾矿量为494430吨，尾矿堆积干容重为1.4t/m3，该尾矿库设计服务年限为4.86年。

设计采用φ-250水力旋流器6台（5用1备），对原尾矿进行分级，底流粗粒级尾矿通过矿浆泵加压扬送至充填站尾砂仓；溢流进入尾矿浓缩机。

尾矿库采用上游法筑坝堆存尾矿。

初期坝采用堆石坝型；后期坝利用固结尾砂修筑子坝，尾矿浆冲填筑坝；排洪系统采用斜槽进水、涵管泄流的方式；尾矿输送方式为尾矿浆体管道压力输送；尾矿水经自净澄清后返回选厂循环使用。

采矿生产总用水量1149m3/d,选矿厂生产生活用水量9222.50m3/d。

在主平峒口以北标高约932m处建一座采、选供水泵站,平峒口排水自流至给水处理站,经沉淀-过滤-澄清后进入供水泵站,再经水泵加压扬送至选厂高位水池（V=1000m3池底标高960m）,在高位水池旁边标高963m处设置一座加压泵房，将高位水池一部分出水再一次加压扬送至充填站高位水池（V=600m3池底标高约1950m）

井下正常涌水量3500m3/d，最大涌水量5300m3/d，另加采矿作业和充填排水约300m3/d。

主排水泵房设在650m中段罐笼井附近，排水系统采用一段式排水，将坑内涌水从650m直接排到950m，然后通过平硐内的水沟排出地表。

安装负荷：

9047kVA；计算负荷：

7828kVA；年耗电量：

4.286×107kWh。

煎茶岭镍矿现有35kV总降压变电所一座，35kV电源引自夏口峪110kV区域变电站，一回电源，一台主变压器容量为6300kVA。

本工程扩建后，该总降压变电所经改造后继续使用，只需将主变容量改为10000kVA

总平面布置图

总平面布置充分利用了原实达公司、华澳公司的已有设施以及煎茶岭镍业公司的809基地，使新增加的设施与原有设施组成为矿山生产服务的完整系统，便于生产和管理，并创造良好的生产和生活环境。

本次设计新建28行线回风井、42行线地表搅拌站。

内外部运输

煎茶岭镍矿工程建成后，矿山的生产规模为2000t/d，矿山工程的运输量为公司内部运输，各种材料运入矿山，矿石经平硐运往选厂。

少量为外部运输，如水泥、煤、爆破器材等。

设计的内外部运输系统完全有能力承担矿山的运输量。

年内部运输量为82万t/a；年外部运输量为43.4万t/a，其中运入量35.855万t/a，运出量7.567万t/a。

1.4.8土建

选矿部分的厂房利用原有厂房不再新建，只根据工艺要求增添部分设备基础及操作平台，设备基础采用钢筋砼结构，操作平台采用钢平台。

工业厂房：

结构采用钢筋砼结构，基础采用钢筋砼独立基础，屋面采用轻钢屋架，C型钢檩条，彩钢压型板。

其它建筑物采用砖混结构，基础采用毛石砼基础，屋面采用钢筋砼梁、板。

水池及料仓等构筑物采用钢筋砼结构。

1.5节能与环保

节约能源、合理利用能源是本设计各专业在确定工艺流程，进行设备选型时的重要原则之一。

（1）选择节能工艺

煎茶岭镍矿工程的矿石提升进行了多个方案的比较，选择的54行线盲箕斗井提升方式，除了工程地质因素外，矿石提升能耗低也是其中的主要原因。

（2）设备选型及节能措施

①采矿坑内矿石、废石溜井均采用能耗低的振动放矿机放矿；2m3侧卸矿车采用无动力曲轨卸矿；坑内照明采用节能灯具；

②选择节能风机、采用变频调速技术；

③多极变电所、变压器均采用节能型；

④采用大功率集中补偿装置，使6kv功率因数不小于0.92；

⑤主、副提升机采用计算机控制，实现自动化运行；

煎茶岭镍矿的2000t/d产量能耗4.286×107kwh/a，单位耗电为64.9kwh/t。

本工程开采的矿体距地表240－420m以下，地表植被好。

为有效保护本地区的环境，我们采用充填法开采。

本次设计对主要污染物采取了有效的治理措施，污染物均达标排放，保持原有环境质量水平。

（1）粉尘治理与排放

采场进路回采和巷道掘进采用湿式凿岩；对爆堆及其它产生粉尘的作业点采取洒水降尘措施；坑内通风大量的新鲜空气的稀释作用，使坑内空气含尘浓度降至2mg/m3以下，由28线回风井排出。

（2）污水治理与排放

井下设有水仓，汇集坑内涌水和采矿充填溢流水，用水泵送到地表，地表有拦泥坝，进行沉淀，处理达标后排放。

地表一般性生产排水基本不含有害物质，可直接排入矿山排水系统。

生活粪便污水经化粪池处理后，排至附近山沟，用作绿化肥料。

（3）固体废物

采矿废石堆放在废石场内，在矿山闭坑时严格按照环保要求进行复垦。

锅炉灰渣为无害渣。

（4）噪音

地表噪音源主要为空压机、通风机和选矿设施等。

这些设备都设置了消音器或减震装置，并利用建筑物隔音，使厂界噪音能够满足《工业企业厂界噪音标准》中的Ⅱ类标准的要求。

本工程生产过程中，产生的粉尘、废水、固体废料及噪音等，均采取了有效的治理措施，排放的污染物均达到了相应的排放标准。

因此，煎茶岭镍矿工程投产后不会对周围地区环境产生影响。

1.6基建工程量及基建进度

1.6.1主要基建工程量

井巷基建工程量315892m3

总建筑面积3212m2

厂区公路0.33km

工业场地土石方量

挖方0.85万m3

填方0.21万m3

1.6.2基建进度

从上述基建工程量中可以看出，井巷工程建设速度是制约本次工程建设进度的主要因素。

主平硐、罐笼井以及斜坡道是本次基建废石的重要出口，它们的建成时间是影响镍矿工程建设速度的重要因素。

镍矿工程需4年建成。

1.7企业建设综合经济效益

煎茶岭镍矿工程总投资49998.9万元。

其中建设投资48018.4万元，建设期利息1980.5万元。

资金来源：

建设投资的60%企业自有资金，建设投资的40%为银行贷款；流动资金来源30%企业自有资金。

70%为银行贷款；贷款年利率按6.12%计。

按估算的项目达产年平均生产成本及费用为19205.7万元，销售收入37400万元，利润总额12789.4万元，税后利润8568.9万元，投资内部收益率16.35%，全投资净现值10131万元，借款偿还年限5年。

投资回收期8.63年。

（1）煎茶岭镍矿是一个大型的镍矿床，它的开发利用将对扩大陕西省有色金属总量以及带动地方经济的发展具有深远意义。

（2）矿山开拓不仅考虑了830m中段的矿石提升运输，同时兼顾了770m、710m、650m、590m、530m这五个中段的基建及矿石提升，为矿山深部开拓顺利衔接创造了良好条件。

（3）项目的内部收益率、净现值、贷款偿还年限的效益指标良好，投资风险小，是个好项目。

1.8问题与建议

（1）煎茶岭镍矿工程中的平硐及斜坡道是项目基建时期废石的重要出口，加快它们的建设，对按期完成镍矿工程的基建具有十分重要的意义。

（2）煎茶岭镍矿的工程及水文地质条件都比较复杂，在基建前，要优先考虑从地表施工箕斗井、罐笼井、回风井的工程地质钻，查清竖井施工期间的工程地质、水文地质情况。

并为设计最终确定井筒位置及支护形式提供依据。

（3）考虑到矿区周围河砂砂源比较少，无法满足矿山充填用粗骨料的需求，经过现场踏勘，附近有一些其它砂源，因此应尽快安排试验，以满足设计需要。

仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。