洛南县水草坪脉石英矿开发利用方案Word格式.docx

1、4、陕西省洛南县水草坪脉石英矿开采系统纵投影图K2 1： 1000 5、陕西省洛南县水草坪脉石英矿浅孔留矿采矿方法示意图 1： 2001.概述1.1.矿区位置交通、自然地理洛南县水草坪脉石英矿位于洛南县巡检镇水草坪村南一带，行政区划隶属洛南县巡检镇管辖，矿区位于洛南县城0度方向，直距26公里。有省级S202公路、县乡公路连通，公路运距约50km。矿区向北经S202省级公路可达华阴县敷水镇，公路运距47km，可与陇海铁路、连霍高速公路、G310国道交接；矿区向南经S202省级公路经洛南县城，达商洛市区，可与福银高速G70、沪陕高速G40相连，交通较方便。（见图1-1）。矿区中心地理坐标为：110

2、0530，342152.5 。 交通位置图1-11.1.2.自然地理及经济状况矿区地处秦岭山脉小秦岭分水岭南侧，地形属中低起伏的中高山地貌，北高南低，最高海拔2260.0米，最低海拔1500.0米。西托河、高山河从矿区南、北部经过，为常年流水水系。气候属于暖温带山地气候，年平均气温11.5，极端最高气温37.1，极端最低气温-18。年平均降水量770毫米，主要集中在七九月，无霜期190天。区内物产、矿产资源较丰富。经济作物有核桃、板栗、漆树、香椿树、中药材等。区内植被发育，主要以灌木为主，其他树种主要为松、柏、栎等树种。矿产资源主要有金、银、铁、铜、钼、铅、硅石、钾长石、石材矿等，开发前景十分

3、可观。区内经济较为落后，粮食基本可以自给，粮食作物主要为玉米、小麦，次为豆类、薯类等。区内劳动力充足，农民在农闲期间均可从事非农业劳动。1.2.矿产资源开发利用方案编制的主要依据19561957年地矿部西北地质局区域地质测量大队完成1:20万洛南幅区域地质调查，编制出版了洛南幅地质图及说明书，奠定了以后地质研究的基础。1992-1995年陕西地质矿产勘查开发局综合研究队在本区展开1:5万地质调查，出版华山幅地质图及说明书，为区域地层划分、构造地质属性、岩浆岩序列厘定及成矿地质条件的深入研究提供详实地质资料。2013年6月由陕西汇金矿业科技发展有限公司编写的陕西省洛南县水草坪脉石英矿资源储量核实

4、报告其他相关法规、矿产资源规划资料。2.矿产品需求现状和预测2.1.国内需求现状及预测石英岩矿广泛应用于冶金工业、耐火材料工业、化学工业、磨料工业、建筑工业等部门。但主要用于建筑工业的玻璃行业和冶金工业的铸造行业。其主要发达国家用量占40%（美国）60%（日本）。我国主要用于玻璃和铸造，有资料显示，全国年生产玻璃1500万吨。近二十年来，我国建筑行业突飞猛进，成为国民经济快速发展、拉动内需的支柱产业。对下游产品如玻璃制造行业带动很大，国企的、民营的玻璃厂星罗棋布，仅陕西境内就有陕西玻璃厂（咸阳）、永盛玻璃厂（渭南）、户县玻璃厂、汉中玻璃厂等中大型玻璃厂多个。目前，全国已建成浮法生产线70余条，

5、仅洛阳玻璃厂日熔量就达700吨。当前及今后一段时期内，随着新农村建设、安居工程的大规模实施，建筑行业和玻璃工业会得到持续发展，对石英岩矿需求还有进一步增长。目前，在安康境内还没有玻璃制造企业，开采矿石主要销往西安、汉中方向。2.2.国内外市场分析矿产品和其他商品一样，其价格是随着全球经济、国内经济的好与坏而发生变化的，20042008年，洛阳玻璃厂收购价格，60140目石英砂为120元/吨，2010年为160180元/吨，2012年底为260380元/吨。根据走势分析，5年内石英砂价格有可能攀升500元/吨。3.矿产资源概况3.1.矿区总体概况3.1.1.矿区总体规划情况矿区以商洛市国土资源局

6、批准的矿区范围为准，矿山范围由4个拐点直角坐标组成 （见表3-1）。矿区范围拐点坐标对照表 表3-1拐点号1954北京坐标1980西安坐标XY13804350374149763804298.5637414906.4823804700374149813804648.5737414911.4833804680374176153804628.5837417545.504374179433804298.5837417873.51矿区面积：0.951km，标高：1800-1100m。3.1.2.以往工作概况区域矿产地质工作始于上世纪6070年代，1973年1978年陕西省地勘局第六地质队在本区开展钼、铜

7、、稀土矿点检查及1/5万区域地质调查及综合找矿工作，为矿产地质研究开了先河。19791980年西北有色地质勘查局在小秦岭地区开展地质找矿工作，圈定了驾鹿巨型分散流异常，进一步划分了7个分散流异常区（带），为本区找矿指明了方向。自上世纪80年待以后，陕西省地质矿产局、西北有色地质勘查局为代表的地质队伍相继在小秦岭地区发现多处金、钼、铜、铅锌矿床、矿点多处。随着民营企业的进入，区域内探矿勘查、矿业开发和矿产品加工进入黄金时期。陕西陕西汇金矿业科技发展有限公司在2013年6月提交了陕西省洛南县水草坪脉石英矿资源储量核实报告， 探获333内蕴经济资源量（矿石量）40.63万吨，该报告已经过评审，能作为

8、参考依据。3.1.3.矿山设计、开采和资源利用概况3.1.3.1.矿山建设和开采情况1、矿山开采设计陕西省洛南县水草坪脉石英矿为一新建矿山，未经过矿山设计。 2、矿山开采情况陕西省洛南县水草坪脉石英矿目前正处于开采初期建设阶段，目前矿山未进行采矿。3.1.3.2矿山开采对土地资源和生态环境的影响 （1）对土地资源的影响：矿区为地下开采，各洞口、矿山公路均分布于岩石大面积出露的山坡上，破坏土地类型为林地（灌木林地）或荒坡地，用地面积非常小。 （2）对植被和地形地貌景观的影响：地下开采对地表植被破坏性小，对地形地貌景观改变轻微。 （3）恢复治理措施：工程结束后，投入一定资金对矿山公路，房屋场地进行

9、植树绿化，恢复自然景观。3.1.4.该设计与矿区总体开发的关系受矿山企业委托，山东省景闰矿山工程研究设计有限责任公司按照矿山开发利用方案的编写提纲的技术要求及相关法律法，并结合矿山具体情况来编制洛南县水草坪脉石英矿矿产资源开发利用方案。3.2.矿山资源概况3.2.1. 矿区地质1、地层矿区内地层仅见太古代翁岔铺片麻岩套地层及第四系分布。岔铺片麻岩套（Ar2H）分布于矿区，主要岩性组合为黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩和奥长花岗岩。第四系全新统洪积层（Q4al）由松散砾石、砂砾及含砾砂土。2、构造：断裂构造 矿区发现两条北东向断裂斜贯核查区，成为区内仅有的断裂构造,分别编号为：F1、F2。F3

10、、F4分布于区外南北两侧。F1断裂 断层出露于核查区中部，走向北东50，断层面倾向南东，倾角在80左右。断层面较平直，延伸稳定，具有平移正断层特点。断层被晚期石英脉充填，核查区延伸长度1.3Km。F2断裂 断层出露于核查区东部，与F1断裂近于平行，属于同组断裂。断裂走向北东45，断层面倾向南东，倾角在81断层亦被晚期石英脉充填,核查区延伸长度0.7Km。北东向断裂为核查区主要含矿断裂。F3断裂 断层出露于青岗坪南部。断裂走向北西西280，断层面倾向南南西，倾角在65断层亦被晚期石英脉充填,长度3Km。F4断裂 断层出露于碌碡沟，走向北东50断层面较平直，延伸稳定，属正断层特点，核查区延伸长度1

11、.3Km。韧性剪切带 韧性剪切带主要发育在太古代翁岔铺片麻岩套（变质岩浆岩体）变质岩中，以近东西向为主，属于成矿前构造。3、岩浆岩： 未见岩浆岩出露。3.2.2.矿体特征K1矿体：矿体出露于矿区中部，产于侯家村黑云角闪斜长片麻岩中，属后期沿北东向F1断裂充填而成。其围岩为黑云角闪斜长片麻岩，矿体与围岩界限区分明显。矿体呈脉状产出，走向NE，倾向140-155，倾角56-70，产状较稳定。矿体地表出露标高为1440-1630米。矿体赋存标高1445-1630米。二氧化硅的含量在92.28%-95.03%之间。矿体长度610m，厚度2.27-3.76m，平均厚度3.05m。K2矿体：分布于矿区东部

12、，K1矿体以东约450米左右。地表出露最低标高1440-1600米，矿体赋存标高1410-1600米。呈脉状，走向NE，倾向140-155, 倾角50-75，产状较稳定，与K1矿体基本相同。矿体与围岩为断层接触。二氧化硅的含量在92.83%-95.42%之间。矿体长度300m，矿体厚度1.99-2.25m，平均厚度2.15m。3.2.3.矿石质量1、物质成分（1）矿物组成：主要矿物成份为石英，少量云母、长石。（2）基本化学成份：SiO2 92.28%-95.42%、Al2O3 2.12-3.41%、Fe2O3 0.12-0.34%。（3）组合分析：SiO2 96.54%-96.91%、Al2O

13、3 0.210-0.319%、Fe2O3 0.05-0.09%、TiO20.021-0.023%、Cr2O3 0.015-0.016%,其他略。2、矿石结构构造 （1）矿石结构：中细粒半自形结构，结构单一。（2）构造：块状构造。3、矿石类型及工业品级：矿石自然类型为脉石英矿石，工业类型为熔融脉石英矿石。3.3.矿山工程地质、水文地质及环境地质条件3.3.1.工程地质条件1、工程地质条件现状评价根据矿区出露地层岩性、结构、组合关系、工程地质性质，可划分为土体和岩体两大类型。岩体按岩性结构、成因类型和工程强度可划分为块状较软较坚硬中深变质岩类；土体类型划分为碎石类土。（1）块状较软较坚硬中深变质岩

14、类以太古界翁岔铺片麻岩套侯家村黑云角闪斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩和斜长角闪岩等组成。岩石抗风化能力低，易风化破碎，稳定性较差，易产生溜滑，工程强度低，据本次采样分析，斜长角闪岩干燥抗压强度33.1Mpa，饱水抗压强度23.2Mpa，软化系数0.70，干燥抗拉强度1.3Mpa，饱水抗拉强度0.4Mpa，饱水抗剪断强度C=1.99Mpa，=39.2，该类型主要分布于矿区全区。（2）碎石类土第四系（Q）松散层包括粘性土和碎石土。沿沟谷及沟谷两侧斜坡分布，以残坡积物，人工堆积物，冲洪积物，河流堆积物为主，岩性为砂砾，碎石及粉土，杂乱组成，厚度一般为315m，结构松散，透水性强，稳定性差，工程地质特性差

15、异较大，其与下伏基岩接触带遇水易形成软弱面，易形成崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。区内土体类型主要为第四系松散土体，主要分布于沟谷附近，疏松，分选性差，承载力中等，抗冲蚀力中等，工程地质性质一般。在矿山建设时期，修建公路、便道，开采时尽可能做到保护植被，不乱倒废渣，不破坏山体稳定性。工地建筑应考虑各方面的安全因素。2、开采技术条件矿体资源量估算范围均位于当地最低侵蚀基准面1400米以上。矿体埋藏相对较浅，地形有利于工程布设和矿床开拓。矿体呈脉状产出，矿体完整、连续性好。矿体与围岩界线清楚，利于开采辨认。区内无工业污染源，工业生产、生活用水便利，且水源充足，开采条件较成熟。综上所述，洛南县水草坪脉

16、石英矿应属工程地质条件中型。3.3.2.水文地质条件区域上矿区位于小秦岭南坡高山河上游河源处，属南洛河二级支流高山河流域，区内主要山脉为小秦岭呈近东西走向，高山河北侧发育北西向羽状支沟。地势西北高，东南低，坡度3050，局部陡立。海拔13551763.4m，属中山陡坡地形。地形有利于侵蚀基准面以上地下水和地表水的自然排泄（见照片3-1）。照片3-1 矿区地形地貌（局部）区域内水系较发育，主要发育的水系有高山河、西托河等,为常年流水水系，总体向南汇入洛河。水草坪脉石英矿矿区位于石坡河上游高山河流域的末端水系，本地区最低侵蚀基准面高程为1355m。矿区含水岩组及富水性根据地层岩性、富水空间形态、泉

17、水流量及地下径流模数将区内地层分为第四系松散堆积层孔隙水（）和基岩裂隙水（）二大类型。第四系松散堆积层孔隙水（）岩性为第四系残坡积堆积的含碎石粉质粘土和河流冲洪积堆积的漫滩相砂砾石层，广泛分布于河流沿岸及区内斜坡坡脚、山腰、斜坡顶部等地形平缓地带。主要接受大气降水补给，河谷两侧在丰水期还接受河水补给，富水性随季节不同而变化，一般涌水量小于1Ls，富水性属极弱的孔隙水。富水性弱的基岩裂隙水（）矿区内太古代翁岔铺片麻岩套侯家村黑云角闪斜长片麻岩主要岩石组合为岩黑云斜长片麻岩类，属于变质岩浆岩体，仅表层基岩裂隙较发育，深部裂隙不发育，含水性弱，大部分地段具隔水作用，泉水最大涌水量小于1Ls，大于0.

18、1Ls，径流模数为3-1Lskm2。大气降水是第四系松散岩类孔隙潜水主要补给来源。在斜坡段随地形由高到低迳流运动，排泄于沟谷，转化成地表水。在基岩裂隙水分布区，基岩裂隙水主要补给来源亦为大气降水。在河谷区存在河流渗漏补给，地下水主要沿岩石中构造裂缝由高而低迳流运动。在适当的地方以泉的形式排泄，转化成地表水。矿区地表水体不发育，仅在雨季有一定的水流量。区内大多基岩裸露，有利于雨水排泄。矿区内最低侵蚀基准面为1350m，矿层资源量估算最低标高在1350m以上，高于当地最低侵蚀基准面，未来开采矿石有利于矿坑水的自然排泄。矿区为大面积变质岩浆岩体出露，岩石坚硬，透水性差。矿山未来开采后水文地质条件不会

19、发生多大的变化，对矿体开采影响不大。水文条件属简单类型。3.3.3.环境地质条件1、矿区环境地质现状评价（1）地形地貌条件矿区沟岭起伏，纵横交织，山峰多呈鱼脊状、沟谷多为“V”字形。矿区内最高海拔1850m，最低海拔1350m，相对高差500m。地形坡度一般在20-30，局部40以上。金井河水系网络发育。属中山剥蚀地貌陡坡地形。（2）地质灾害及环境污染矿区内尚未发生过滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。经过调查，截止目前亦未发现因采矿而诱发的地质灾害隐患。2、矿区环境地质预测评价（1）地下水活动对采矿洞室围岩稳定性的影响评价前已述及太古界翁岔铺片麻岩套侯家村黑云角闪斜长片麻岩中的岩脉为水草坪脉石英矿

20、区含矿层位，矿层受断裂构造控制。构造以北东向构造裂隙为主要特征，裂隙的闭合性较好，地下水较贫乏，黑黑云角闪斜长片麻岩为弱含水层或相对隔水层，只是在矿化带裂隙较发育，地下水接受降水补给、运移和储集的条件极差，属弱中等富水区，地下水对采矿硐室稳定性影响较小。（2）围岩质量评价水草坪脉石英矿体围岩为石英脉属于软岩较硬岩类，岩石质量分级为级；直接顶、底板为黑云角闪斜长片麻岩（变岩浆岩体）为较软岩较硬岩，岩石质量分级为级。围岩的自稳能力参照岩土工程勘察规范（GB500212001）进行评估。水草坪脉石英矿矿体岩石质量分级为级；直接底板岩石质量分级亦为级。采矿洞室围岩在采矿期间可基本稳定，局部可发生掉块，

21、或小塌方。本矿区环境地质总体属良好类，采矿对环境无大的影响。矿山生产中，在松动爆破、破碎及装卸运输过程会产生大量的粉尘，应加强防尘保护措施建设，防止职业性矽肺病的发生；实践证明，此类粉尘搬运距离有限，会自然沉降而消除，不会造成大面积性空气污染。矿区与居民居住区较远，爆破开采振动及噪音对环境不会造成大的影响。3.4.设计利用矿山资源量由陕西汇金矿业科技发展有限公司完成的陕西省洛南县水草坪石英岩资源储量核实报告是以2013年6月30日为估算基准日，陕西省洛南县水草坪脉石英矿累计查明矿石内蕴经济资源量（333）为40.63万吨。由陕西汇金矿业科技发展有限公司完成地质储量核实工作，并提交了陕西省洛南县

22、水草坪石英岩资源储量核实报告及附图和附表，储量核实对矿体特征、采空区范围以及矿体的开采技术条件、地质构造、水文条件等进行了了解，全面完成了储量核实要求的各项任务。按要求编制出陕西省洛南县水草坪脉石英矿资源储量核实报告1份、附图5张、附表1份，该储量核实能够满足本矿产资源开发利用方案对地质勘查报告的基本要求。4.主要建设方案的确定4.1.开采方案4.1.1.建设规模及产品方案根据陕西省洛南县水草坪石英岩资源储量核实报告提交的资源储量及国土资源部关于调整部分矿种矿山生产建设规模标准的通知，并结合该矿矿体开采技术条件及矿区建设条件，本次设计规模确定为3.5万吨/年，按年生产300天计算，日生产原矿石

23、116.67吨。4.1.2. 采储量本次设计和利用的开采对象主要为划定范围内的K1、K2矿体，根据矿体开采技术条件、检测报告所提交的资源储量，结合地质影响系数、布置的开拓运输系统，石英矿内蕴经济资源量（333）为40.63万吨。4.1.3.开采方式的确定根据矿山地形条件和矿体形态、厚度及倾角等赋存要素，露天开采和地下开采作一比较。露天开采初期采矿工程投资少，投产快，而地下开采基建工程量较大，投产较露天开采慢。由于本矿山矿体的倾角均较陡，而且埋藏较深，矿体较薄，前期的露天试采剥采比较大，采矿成本较高，而且露天开采剥离会造成地表植被大面积破坏。另一方面，大面积的废石场还是一个很大的危险源。因此，本

24、次设计推荐选用地下开采方式进行石英矿的开采。4.1.4.开拓运输方案及厂址的选择（1）可选择的开拓运输系根据地形地质图、矿体资源量估算图及石英矿的埋藏情况，矿区范围内的K1、K2矿体可能采用的开拓运输方案有：平硐溜井开拓运输方案（方案）和阶段平硐开拓运输方案（方案）。（2）两种开拓运输方案主要优缺点比较（见下表4-1）。名称平硐溜井开拓运输（方案）阶段平硐开拓运输（方案）优点运输环节单一，便于管理，运输可靠；生产中，外界影响较小；废石集中堆放，有利于环保；经营费用低。中段出口与公路相通；对人员、材料等辅助运输有利。不需要施工矿石溜井，基建期短，节约投资。缺点辅助运输，需施工矿石溜井和废石溜井。

25、基建期长，投资大。受外界影响大，需建公路抵达各坑口，且各坑口均要设转运场地。开拓运输方案比较 表4-1（3）开拓运输系统的确定从现场调查了解的情况来看，矿区地形坡度在沟底地带较小，修建简易公路至各坑口较容易，而且工程量也较小，行车条件较好，结合上述矿山情况比较，推荐采用阶段平硐开拓运输方案。（4）开拓运输方案根据矿体产状、赋存条件以及现有的采矿坑道坑口位置，并结合周边地区滑石矿山地下开采经验，确定K1矿体设计6个平硐，其标高分别为1540m，1580m，1620m,1580m,1540m,1500m。确定K2矿体设计4个平硐，其标高分别为1460m,1500m,1540m,1580m。各平硐运

26、输采用人力矿车运输，各水平中段所开采的石英矿石用人力矿车运输至临时堆矿场堆放，经人工手选后再由汽车将矿石运出直接销售。4.2. 防治水方案4.2.1.矿区水文地质特征矿区水文地质条件简单，但由于该类型矿区含水层的不均一性，地下水动态平衡的多变性，边界条件的复杂性，不排除在开采后水文地质条件会发生一系列变化，因此建议：1、矿山应在开采过程中加强矿井水文地质动态长期观测，并随开采进展而修正预测的涌水量。2、矿山应进行必要的抽水试验，确定矿坑充水的主要来水方向，了解含水层的渗漏补给，了解断层的导水性，解决隔水边界问题，以便获得较为客观的矿区水文地质条件。3、对于当地侵蚀基准面以下的矿段，应进行进一步

27、水文地质工作，以便了解地表水通过断裂构造是否对矿床的开采构成威胁，正确预测矿坑涌水量，确保施工人员的生命安全。4.2.2.坑道内排水措施根据该矿区水文地质条件，结合开拓系统布置形式，各中段巷道均有坑口与地表相通，且地形有利于自然排水，因此各中段巷道内排水采用自然排水方式，即在各中段巷道人行道侧设置排水沟，水沟坡度 3-5，坑内涌水及生产废水均沿水沟自流排放。井下作业时，应根据采掘情况，如出现异常，对有可能出现积水的坑道，打探眼，疏通放水，以防出现大的突水事故。为防止井下突然透水事故，应采取的措施主要有以下三个方面：查明水源、超前探水、堵挡水源（包括安设防水闸门、设置防水墙、留防水矿柱）。针对主

28、要裂隙含水层段进行动态观测，并制定相应的“探、排、堵”综合防治措施。5.矿床开采5.1.回采顺序及首采地段的选择根据矿体赋存特点、开采技术条件，结合开拓系统布置形式、选用的采矿方法，回采顺序按自上而下的顺序逐中段依次回采；首采地段选自K1矿体PD1600，沿矿体走向方向，从回风井侧向平硐坑口方向后退式回采。5.2.生产能力及生产能力验证1、矿山工作制度矿山采用连续工作制，年工作300天，每天2班，每班8小时。2、生产能力及其验证该企业是一个新办矿山，拟定矿山规模为3.5万吨每年。现对其生产能力进行验证：根据矿山开采储量及服务年限验证矿山生产能力：矿床资源量:估算洛南县水草坪脉石英矿推断的内蕴经

29、济资源量（333）40.63万吨。根据矿体地质特征，结合类似矿山生产实际情况，按采矿贫化率5%、采矿回收率95%、地质影响系数0.90计算保有可采资源储量：资源量地质影响系数（1贫化率）采矿回收率。保有可采资源储量=40.63万吨0.90（15%）95%=36.57万吨。矿山服务年限:设计年开采量3.5万吨，其服务年限为： T=36.573.510.5年。经计算，矿山服务年限约为10.5年。5.3.开采崩落范围根据矿体赋存条件及顶底板条件，采用类比法确定。矿体岩石移动角上盘55，下盘 60，端部岩石移动角60，据此圈定地表岩石移动范围和矿体地表岩石移动范围。5.4.采矿方法选择根据矿山实际情况与矿体赋存条件与位置与矿体的开采技术条件，适合的采矿方法为浅孔留矿法。5.5.采矿方法具体方案1、采矿方法结构参数根据国内同类型矿山的生产经验，把各阶段矿体化分为若干矿块，矿块沿矿体走向布置，矿块结构如下：阶段高度40m，顶柱厚4m，底柱高10m，即在走向每隔50m掘一通风、人行天井，间柱宽度6m、漏斗间距8m。2、采准和切割运输巷道一般沿矿脉靠下盘掘进，天井在矿脉中沿脉掘进，使矿脉位于天井断面的中央，一般不破坏上盘围岩的整体结构。矿体厚度大于天井断面尺寸时，天井布置在矿体内靠下盘接触面。天井的上下出口应位于巷道侧壁内，联络道是用来联通矿房和天井的，便于人行和通风。天