务川自治县石朝乡高峰采石场设计建材厂设计.docx
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务川自治县石朝乡高峰采石场设计建材厂设计
务川自治县石朝乡高峰采石场
开采方案设计
（生产规模：
20.00万t/a）
（修改稿）
贵州子怡工程技术有限公司
二○一四年三月
务川自治县石朝乡高峰采石场
开采方案设计
（生产规模：
20.00万t/a）
（修改稿）
设计：
审查：
项目负责：
贵州子怡工程技术有限公司
二○一四年三月
目 录
附图：
1、矿区地形地质图（1:
2000）
2、采场工程平面布置图（1:
2000）
3、露天采场最终境界图（1:
2000）
4、采场及最终边坡剖面图（1:
1000）
5、供电系统及防尘管路示意图（示意）
6、采矿方法示意图（示意）
附件：
1、《务川自治县石朝乡高峰采石场开采方案设计》委托书；
2、采矿许可证副本复印件副（本，证号：
5203260140002）；
3、设计单位资质证书。
1概 述
1.1矿区位置、企业性质和隶属关系
务川自治县石朝乡高峰采石场位于务川自治县石朝乡冷草坨村，属务川自治县石朝乡管辖。
矿山紧邻公路，距离务川自治县石朝乡直距约5.0km，交通方便。
矿区地理坐标为：
东经108°01′06″～108°01′15″，北纬28°29′00″～28°29′09″（见交通位置图）。
经济类型：
私营合伙企业
生产规模：
20.00万t/a
1.2矿区开采范围、矿产资源赋存、开采技术条件情况
1.2.1矿区范围
根据务川仡佬族苗族自治县国土资源局2014年2月18日颁发的采矿许可证（副本，证号：
5203260140002），本矿区范围由1～5号拐点圈定。
矿区范围拐点坐标、矿区面积及开采标高（详见表1－1）：
矿区拐点坐标表（1980西安坐标系）表1—1
点号
北京1954坐标
西安1980坐标
X
Y
X
Y
1
3151148.228
36501878.936
3151092.69
36501806.81
2
3151060.149
36502098.302
3151004.61
36502026.17
3
3150787.754
36502000.829
3150732.21
36501928.70
4
3150806.187
36501739.761
3150750.65
36501667.63
5
3150921.947
36501752.492
3150866.41
36501680.36
矿区面积：
0.086km²
开采深度：
+1400m～+1345m
1.2.2自然地理概况
矿山地形总体为北西部高，南东部低，最高点约为1400.0m，最低点约为1335.0m，相对高差65.0m。
地形起伏较小，为低山侵蚀、溶蚀地貌。
矿区气候潮湿，多阴雨，年平均相对湿度85％，无霜期短，年平均气温最高21.0℃，最低4.6℃，平均15.6℃。
年降水量900～1800mm。
年平均降雨量1239.4mm。
6～9月雨季，月降雨量90～390mm，降水量占全年的82％。
区内居民以汉族为主，从事农业生产，劳动力有富余。
农业以粮食作物水稻、小麦、玉米为主，经济作物有烤烟、油菜、花生。
1.2.3矿产资源赋存
根据贵州天盈矿业科技有限责任公司2013年7月编制提交的《务川自治县石朝乡高峰采石场地质勘查报告》，具体地质如下：
1、地层
矿区出露地层由老至新分别为二叠系中统茅口组（P2m），以及零星分布的第四系（Q）。
其岩性从老到新叙述如下：
二叠系中统茅口组（P2m）：
岩性为浅灰色厚层至块状微晶灰岩，厚度大于55m。
本次调查未见其底。
第四系（Q）：
为泥、砂原地堆积形成，多堆积于山沟或缓玻地带，厚0～1.5m。
2、构造
矿区为一单斜构造，无大断裂通过该矿区，总体地层走向北东～南西，地层倾向为139°，倾角平均10°，属构造简单类型。
3、矿体（层）特征
1）矿体形态、产状及规模
矿区内灰岩矿体为沉积型似层状矿体，矿层产于二叠系中统茅口组。
矿体产状139°∠10°，矿层（体）沿走向、倾向均稳定延伸至矿权外。
含矿岩性为灰白色，薄层～中厚层状灰岩，岩石完整，溶蚀沟槽较发育，矿体严格受层位控制，矿区内矿体长约421m，宽约292m，采矿标高内全为矿体，厚度约55m。
2）矿石特征
A．结构构造：
石灰岩，颜色主要为灰白色，矿体硬度大，地表风化后颜色略浅。
矿石主要组份为方解石，含量少量白云石、铁质和泥质。
B．矿物成分：
岩石中主要矿物成分为石灰岩。
C．抗压强度：
经相邻矿山采集中厚层灰岩进行抗压强度测量（5cm3），测试结果为垂层方向上抗压强度为1280～1300kg／cm2，平行层面方向抗压强度为1050～1095kg／cm2。
3）矿石质量
本区矿石主要为石灰岩，其主要化学成分及物理力学性质指标均能满足建筑石料用灰岩标准，据收集资料矿石中杂质含量少，按照建筑用砂一般工业指标，本区灰岩达到建筑用砂原料一级品要求。
4、水文地质条件
1）地表水
区内地表水体不发育，区内无河流、湖泊及泉点分布。
2）地下水类型及特征
A地下水类型
根据出露地层及含水介质特征，结合区域水文地质资料分析，矿区发育的地下水类型主要为岩溶裂隙水，第四系孔隙水次之。
B含水岩组及富水性
a二叠系中统茅口组（P2m）-碳酸盐岩岩溶裂隙水
由厚层状细晶灰岩、少量燧石结核、硅质灰岩或硅质岩组成，岩溶裂隙较发育，厚度大于200m，由于该区域出露面积较大，大气降水可通过岩溶洼地、溶洞等溶蚀裂隙对地层补给，其含水性可能较强。
该地层为区内主要的岩溶管道及裂隙水含水层。
b第四系（Q）松散岩类孔隙水
赋存于第四系（Q）松散堆积层，富水性弱。
3）矿坑涌水量预测
在本次勘查及储量计算范围内，矿床所处位置较高，矿层属隔水层。
储量计算范围内，地下水对矿床无充水影响，季节性大气降雨是未来矿坑充水的唯一来源，在矿山开采初期，可自然排泄；后期可挖沟开渠使矿坑水排入附近溪谷或低洼地带，不会对开采造成影响。
建议开采中适时构筑排水沟渠，以免造成矿坑临时集水，影响正常开采。
经初步估算，矿坑雨季平均涌水量约。
19m3／d（日平均降水量乘以矿区面积）。
5、工程地质条件
根据岩性特征、岩石强度及构造、岩溶等，将评估区内的岩石分为硬质岩组和松散岩组二个岩组，特征如下：
1）硬质岩组
区内由二叠系中统茅口组（P2m）灰岩组成。
分布较广泛，圈定的露采石灰岩矿段边坡和底座围岩均为石灰岩、白云质灰岩，属坚硬质工程岩组，岩石坚硬、性脆，力学强度高，抗风化能力较强，稳定性较好，矿床的岩土工程地质条件较好。
2）松散岩组
第四系碎屑岩残积、坡积土层，一般具可塑性，分布面积不大，土层厚度不大，缓坡及沟谷中稍厚，土质多为碎石土、砂土、粉质粘土，土体呈松散或半国结状，分选性、胶结性差，土体较松散，透水性较好，压缩性高，稳定性差。
6、环境地质条件
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），该区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s，地震基本烈度小于Ⅵ度，区域地壳较为稳定。
综上所述，矿区水文地质条件简单，工程地质条件简单。
区域地壳稳定性好，矿区现状环境地质条件简单。
1.3矿山现状特点
1、矿山于2014年2月18日取得务川仡佬族苗族自治县国土资源局颁发的采矿许可证（证号：
5203260140002），有效期限：
2014年2月18日至2024年2月18日，生产规模20.00万t/a，开采标高：
1400～1345m；矿区面积:
0.086km2。
2、矿山为新建矿山，矿山设计在矿区南侧布置工业场地、矿山建筑及堆矿场地等。
3、在矿区南侧250m左右有一变电站（矿山现在未与变电站签订安全协议，矿山应在下一步生产过程当中与变电站签订安全协议），矿区周边300m范围内无矿山无采矿权重叠现象、无重要建（构）筑物及水库、无石油管道及饮水工程等设施。
矿山开采对当地环境影响较小。
2编制依据
2.1编制依据的文件
1、根据务川仡佬族苗族自治县国土资源局2014年2月18日颁发的务川自治县石朝乡高峰采石场采矿许可证（副本，证号：
5203260140002）；
2、《务川自治县石朝乡高峰采石场开采方案设计》编制委托书。
2.2编制依据的地质资料及有关矿山安全的基础资料
1、贵州天盈矿业科技有限责任公司2013年7月编制提交的《务川自治县石朝乡高峰采石场地质勘查报告》及相关图纸；
2、设计人员现场勘察、收集的资料。
2.3编制依据的法规、规程、标准及技术规范
1.《中华人民共和国矿产资源法》（修正）；
2.《中华人民共和国矿山安全法》；
3.《中华人民共和国安全生产法》；
4.《中华人民共和国劳动法》；
5.《中华人民共和国职业病防治法》；
6.《中华人民共和国消防法》；
7.《中华人民共和国环境保护法》；
8.《中华人民共和国矿山安全法实施条例》；
9.《小型露天采石场安全管理与监督检查规定》（国安监第39号令）；
10．《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》（国家安监局第20号令）；
11.《贵州省深化非煤矿山安全生产专项整治方案》、《关于进一步加强非煤矿山安全专项整治的通知》黔安监管办字[2004]20号；
12.《金属非金属矿山安全规程》（GBl6423-2006）；
13.《爆破安全规程》（GB6722-2011）；
14.《矿山电力设计规范》（GB50070-2009）
15.《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）；
16.《建筑设计防火规范》）（GB50016-2010）；
17.《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）；
18.《采矿设计手册》露天开采篇；
19.《企业职工伤亡事故分类标准》（GB6441-1986）；
20.《金属非金属矿山安全标准化规范导则》（AQ2007.1-2006）；
21.《作业场所职业健康监护管理规定》（国家安监局第47号令）；
22.《建设项目安全设施“三同时”监督管理暂行办法》（国家安监总局第36号令）；
23.《小型露天矿山开采方案编写大纲》（黔安办［2005］70号）。
3开采方案
3.1确定开采境界、保有储量、开采规模和服务年限
3.1.1露天开采境界确定
1、露天开采境界确定原则
确定露天开采境界的方法大致有三种：
①境界剥采比不大于经济合理剥采比。
②生产剥采比不大于经济合理剥采比。
③平均剥采比不大于经济合理剥采比。
本矿采用平均剥采比不大于经济合理剥采比，确定合理的开采境界。
2、平均剥采比
经济合理剥采比应保证露天开采矿石成本≤地下开采矿石成本，根据矿体性价比，一般不应大于0.5：
1。
本矿山矿区地表多为荒山，矿山岩石裸露，剥离物均为部分草皮、树木等盖山，要据矿山地质资料及现场核查，矿山主要剥离物为砂质粘土、腐殖土为浮土层，厚0～2m（平均1m），分布于整个矿区。
矿区最大开采面积为8000m2，矿山剥离总量计算如下：
8000m2×1m×1.6t/m3（浮土层比重）=1.28万吨
经计算，矿山剥离总量约为1.28万吨，剥离量较小，开采过程中产生的废石、废土装车运至工业场地，平整场地和铺设公路，故不设排土场。
矿山设计利用资源量为328.03万t，故矿山平均剥采比计算如下：
平均剥采比=1.28（万t）/328.03万t=0.003/1＜0.5/1（经济合理剥采比），即采出1吨的矿石约需剥离0.004吨的岩土。
剥离量较小，开采过程中产生的废石、废土由人工装车运至工业场地，平整场地和铺设公路。
3、露天开采境界的确定
根据国土部门批准《采矿许可证》范围内的实际地形、地质条件结合该矿《地质勘查报告》圈定矿体的实际情况，本方案设计的露天开采上部境界以矿界圈定范围内所采矿体的最大开采边界为限。
因为矿山南部有一条农村的道路穿过矿区，为保障道路的路基完好，所以应在矿区南侧设置一个禁采区，禁采区面积为0.038km2。
本设计开采标高为+1400m~+1345m标高，相对高差55m。
考虑安全平台宽度、清扫平台宽度等要求作最终边坡线至设计最低开采标高（+1345m），采场终了时在矿区内形成≤54°的最终边坡角。
3.1.2资源量及可采储量
1、地质报告资源/储量
根据贵州天盈矿业科技有限责任公司2013年7月编制提交的《务川自治县石朝乡高峰采石场地质勘查报告》，截止2013年7月底，矿界范围内累计探获总资源储量（333）为328.03万t，扣去禁采区的源储量（333）为144.94万t，设计采区源储量（333）为183.09万t。
2、设计利用资源/储量
设计利用资源量=保有资源量-边坡损失-采空区量
＝183.09-0-0
＝183.09（万t）
3、设计可采资源量
设计可采资源量（Qk）＝Qs×γ
＝183.09×0.9
＝164.78万t）
注：
根据贵州省矿产资源总体规划，本次设计露天采矿回采率取γ＝90％。
3.1.3矿山服务年限
1、设计生产规模
生产规模：
本次设计按20.00万t/a进行设计（与采矿许可证一致）。
2、矿山设计服务年
矿山设计服务年限＝
＝
＝7.5（a）
经计算，矿山设计服务年限大约7.5年。
3、工作制度
设计年工作天数为300d，每天1班，每班8h工作制。
矿山可以根据实际生产自行调整。
3.2开拓方案
3.2.1开拓运输方案比选
本矿为山坡露天矿山。
其开拓运输方案有多种，影响因素主要有自然地质条件、生产技术条件、经济条件因素等。
选择开拓运输方案的主要原则有以下几点：
1、要求矿山基建的时间短、早投产、早达产。
2、要求生产工艺简单、可靠、技术上先进。
3、基建工程量少，施工方便。
4、基建投资少、尤其是初期投资要少。
根据本矿山矿区地形特征、矿体赋存状况、矿山现状，本矿可供选择的开拓运输方案有：
1、公路开拓—汽车运输方案
公路开拓—汽车运输方案，即汽车上到各水平装载平台，采场矿石利用装载机装矿、汽车运输到破碎加工场地。
上山公路设计执行《厂矿公路设计规范》（GBJ22—87）。
2、简易上山便道—机械倒堆—斜坡溜槽落矿—汽车运输方案
利用矿山坡度大等有利地形，将各水平崩落的矿石通过机械倒堆，利用斜坡溜槽落矿至底部装载平台，再通过装载机将矿石装上汽车，由汽车运输至矿石破碎加工场地。
方案比较表
表3—1
方案
方案一
方案二
开拓方式
公路开拓—汽车运输方案
简易上山便道—机械倒堆—斜坡溜槽落矿—汽车运输方案
优点
矿区周边地形坡度较缓（地形坡度在15°左右）、易布置公路，易维护。
运输路线较短、运输设备投入较低。
缺点
运输路线长、运输设备投入较大。
矿山地形坡度较缓、溜槽坡度不够、布置溜槽达到溜矿效果工程量较大，且不易维护。
方案比较
经比较，再结合业主意见，方案二更适合该矿露采条件。
方案选择
方案二
3.2.2开拓运输方案
本矿山山体坡度相对较陡，不易修筑汽车运输公路，如采用公路运输，将大大增加运输成本，且安全系数较低，不经济。
经比选，本矿山选择简易上山便道—机械倒堆—斜坡溜槽落矿—汽车运输方案
3.2.3开拓布置
设计在矿区南侧地势平缓处布置工业场地（破碎加工场），工业场地破碎加工及供电系统等参照设计选用设备。
从工业场地沿矿区南西侧用挖掘机修筑上山便道至一阶段转运平台（+1400m），随着后期的不断推进，设计沿转运平台修筑上山便道以折返式联通各台阶标高并与各开采台阶工作面相连。
利用矿山坡度大等有利地形修建斜坡溜槽，将各水平崩落的矿石通过机械倒至溜槽，斜坡溜槽落矿至+1345m接石平台（建议转运平台外侧设置挡石堆，设计长度为50m，高度为4m，厚2.56m），转运平台（+1345m）的矿石采用装载机装车，汽车沿公路运输至破碎场地进行破碎加工，工作线长150m，加工后矿石采用装载机装车外销。
公路具体要求如下：
（1）公路应保持路面平整，无坑洼和积水，公路排水沟应保持畅通；公路宽度达到4～5m，最大纵坡度不超过9％，最小曲率半径不低于15m；
（2）上山便道要平整，压实；
（3）上山便道沿坡面修建。
3.3开采顺序和推进方式
本矿为山坡露天矿，根据矿体赋存条件及矿山现状，设计采用台阶式开采，中深孔爆破落矿。
对采场表层经清理、整治及清除危岩等工序后，从上至下逐级（台阶）布置工作平台，工作面爆破后的矿石由挖掘机倒推、斜坡溜槽下溜、下溜至接矿场地后由汽车运输至破碎场地。
3.3.1开采顺序
本矿山生产只设置一个开采工作面，对采场地表面进行清理、整治、清除危岩等工序后，沿山坡地形等高线，台阶式开采首先修建上山便道至矿山首采工作面（+1400m），对首采工作面表层经清理、整治及清除危岩等工序后，在+1400m—+1390m标高布置高布置首采面，1390m标高处为第一台阶，第一台阶开采完毕后，按10米一个台阶，保留4m的安全平台，依次往下布置工作面至+1345m，公路由西向东布置，铲装设备工作线长度160m，采剥面由西向东推进，台阶开采至设计最低开采面+1345m标高。
保留上部台阶底盘4m作为安全平台，每隔3个台阶设一个清扫平台。
设计采用机械清扫，清扫平台宽度取8m。
清扫平台布置在+1360m标高。
3.3.2推进方向
根据矿区范围内的地形地貌及地层产状，设计沿地形等高线布置工作平台，首采平台工作面的推进方向为西向东。
3.4工作台阶要素
3.4.1台阶高度（H）
台阶高度主要取决于矿岩性质、凿岩设备深度和装运设备规格，矿山所采矿体为坚硬稳固的矿石、采用机械铲装、中深孔爆破、挖掘机最大挖掘高度为10m，挖掘机或装载机铲装时，爆堆高度应不大于机械最大挖掘高度的1.5倍的原则。
本方案设计中的台阶高度取10m，倾斜孔深为11.5m。
3.4.2台阶坡面角（a）
根据《金属非金属矿山安全规程》（GB16423—2006）规定，结合本矿山矿岩条件，矿山台阶坡面角取a＝70°。
台阶坡面角参考资料 表3－1
岩石坚固性系数
15～20
8～14
3～7
1～2
台阶坡面角
75～85°
65～75°
60～65°
45～60°
3.4.3工作平台（W）
B＝爆堆宽度+运输设备宽度+安全距离＝6+5+4=15m
式中：
爆堆宽度，取6m；
运输设备宽度，取5m；
安全距离，取4m；
装载平台宽度B为不定值，以满足生产运输和安全要求为准，一般应不小于15m，取20m。
3.5开采工艺、主要设备选型和爆破方案
3.5.1开采工艺
剥离—钻孔—装药—爆破—下溜—装运—破碎—筛分—制成品。
详见工艺流程图：
1、对采场地表面进行清理、整治、清除危岩等；
2、打眼、装药；
3、一次爆破或分段爆破；
4、采场矿石采用溜槽下溜、汽车运输至工业场地；
5、矿石经一破后采用打砂机再细碎，经破碎加工出不同粒度的矿石通过铁皮溜槽下放至堆矿场。
加工后矿石采用装载机装车，砂石外销利用社会车辆。
6、因矿山剥离量较少，开采时附带出来的废石应进行综合利用，可用于修路垫公路，故不设排土场。
3.5.2矿山主要设备
设计根据矿山生产规模选定相应的设备，以下设备可供矿山业主参考选定。
1、凿岩设备
本设采用中深孔爆破，考虑到实际生产过程中便于操作，经济实用的原则，拟选用KQD70A型潜孔钻机（以根据爆破公司提供设备为准）。
所需钻机数量为：
＝
≈2（台）
式中：
N——所需设备数量，台；
Q——矿山规模，t/a；
q——凿岩机台年穿孔效率，其台班效率可以达30m，按年穿孔200天计，即6000m；
p——延米方量，t/m（其数据参照下面的爆破计算）；
e——废孔率，取0.05。
经计算，矿山现配有配备KQD70A型潜孔钻机2台，矿山配备的凿岩设备可以满足矿山生产需求。
KQD70A凿岩机技术参数：
型号
KQD70A
适用岩石
f=6-20
钻孔直径
60-90mm
最大经济钻深
15m
一次性推进长度
1000mm
钻具转速
110r/min
使用气压
0.5-0.8Mpa
耗气量
3.5M³/min
最大推动力
4300N
2、供风设备
矿山供风设备原配有VF－7/7空压机1台（排气量：
7m3/min，额定压力：
0.7Mpa，配套电机75KW）。
耗气设备使用表 表3－2
序 号
型 号
台 数
每台耗风量
（m3/min）
工作压力
（Mpa）
备注
1
KQD70A潜孔钻
1
7
0.5～0.8
根据选用的凿岩设备，采用移动式供风，供风设备供电由工业场地敷设供电线路至采场内，设计选用配备的压气设备可以满足矿山生产需求。
3、破碎设备
矿石加工采用二次破碎，对爆破后产生的大块矿岩应当采用挖掘机配破碎硾等机械方式进行破碎，不得使用爆破方式进行二次破碎。
经破碎加工出不同粒度的矿石通过溜槽下放至堆矿场。
矿山设计年产量为20.0万t，年工作天数300d，每天1班，每班8h。
则：
小时破碎量为：
200000/300÷8＝83.3（t），取83t。
设计选用配备的破碎设备主要技术参数：
鄂式破碎机：
PE-600×900（处理能力50～120t/h，配套电机110kw）
经计算，设计选用配备的破碎设备可以满足矿山生产需求。
4、铲装运输设备
矿山设计年产量为20.0万t，采场矿石采用机械铲装运输。
现矿山配有350型装载机1台，设计选三一型挖掘机1台，8t汽车6辆。
350装载机的技术参数：
斗容（m3）
1.4
额定载重量（kg）
2500
动臂提升时间（s）
≤6.0
三项和时间（s）
≤10.5
最大卸载高度（mm）
2900
外形尺寸
长×宽×高（mm）
6500×2350×3010
整机操作质量（kg）
8500
本矿山现配备350装载机1台可以满足生产需求。
三一挖掘机参数：
机重：
7580kg铲斗的容量：
0.26～0.30m³发动机型号：
CY4102BG额定功率：
53KW燃油箱容积：
160L行走速度：
25km/h爬坡能力：
30°回转速度：
10r/min液压类型:
变量柱塞泵主泵：
2流量：
180L/min先导泵：
1流量：
20L/min设定压力：
27mpa液压油箱容积：
130L
作业参数：
最大挖掘半径：
6080mm；最大挖掘机深度：
3590mm；最大切削高度：
6430mm；最大卸载高度：
4930mm；最小回转半径：
2550mm。
经计算，设计选用的铲装设备能够满足矿山生产需求。
1）铲装设备生产能力计算
Qj＝
（m3/h）
＝
＝39.27（m3/h） 即：
每小时效率大约85t。
式中：
Qj——技术生产率，m3/h；
Vk——铲斗的几何容积，m3；
Km——铲斗的装满系数，取0.8；
Tp——装运一次的工作循环时间，取200s；
Ks——岩石松散系数。
经计算，矿山现有的铲装设备能够满足矿山生产需求。
2）运输设备生产能力计算
按0.003:
1剥采比计算，矿山年剥采总量为1.28万t，即矿山年运输量为21.28万t。
汽车台班能力：
A＝
（t/台班）
＝
＝199.68（t/台班）
运输汽车台数：
N＝
（辆）
＝
＝5.3
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