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1、宣威大坳平定采石场开采方案设计学位论文麻江县平定大坳砂场开采方案设计 （审改稿） 贵州凇源矿山开发技术咨询有限公司二一三年五月麻江县平定大坳砂场开采方案设计（生产规模：3.0万t/a） 设 计： 审 查： 项目负责： 报告提交单位：麻江县平定大坳砂场报告编制单位：贵州凇源矿山开发技术咨询有限公司报告编制时间：二00一三年五月委 托 书贵州凇源矿山开发技术咨询有限公司：为规范矿山的安全生产管理工作，依照国家及贵州省安全监督管理局关于“非煤矿山生产企业须获得安全生产许可证方可从事生产”的相关规定，我单位现委托贵公司编制本单位麻江县平定大坳砂场的开采方案设计，请贵公司接洽为荷！委托单位（公章）：麻江

2、县平定大坳砂场负责人：二一三年月日目录附图：1、矿区地形地质图2、采场工程布置平面图3、露天开采最终境界平面图4、采场及最终边坡剖面图5采矿方法示意图6、供电系统及防尘管路示意图附件：1、采矿许可证副本（证号：C5226352013047120129469）2、开采方案设计委托书。第一章 概述1.1矿区位置、企业性质和隶属关系麻江县平定大坳砂场位于麻江县宣威镇平定村北东约2.5km处，矿区中心地理坐标：东经1074236，北纬：262411。宣威龙山乡村公路从矿区西侧穿过，交通十分方便。（详见矿区交通位置图）。经济类型：私营企业。隶属关系：行政区划属麻江县宣威镇管辖。1.2矿区开采范围、矿产资

3、源赋存、工程地质情况1.2.1矿区范围根据麻江县国土资源局2013年4月颁发的麻江县平定大坳砂场采矿许可证，该矿山矿区范围由4个拐点圈定，矿区范围拐点坐标、矿区面积及开采深度如下：矿区范围拐点坐标 表1-1北京54坐标系西安80坐标系拐点号XY点号X坐标(m)Y坐标(m)A292133036471035A2921279.3636471035.475B292166036471100B2921609.3636471100.474C292166036471320C2921609.3636471320.472D292128036471240D2921229.3636471240.472采矿标高+864

4、.4+750m矿区面积0.0773km2麻江县平定大坳砂场交通位置图1.2.2矿产资源赋存本次开采设计方案的编制依据是贵州省地质矿产勘查开发局一一地质大队2012年4月提交的贵州省麻江县平定大坳砂场建筑石料用白云岩矿资源量核实报告（该报告经过了评审，但未能收集到其备案证明及评审意见）；结合设计人员现场调查、测量，具体地质资料如下：1. 地层矿区内出露地层为寒武系上统娄山关群（3ls），岩性主要为灰、灰白色中厚层状细中晶白云岩，厚度500m，为本区石料开采层位。2. 构造矿区构造简单，断裂构造不发育，矿体呈单斜岩层产出，倾向300，倾角8。3. 矿体特征及矿石质量区内石白云岩为沉积矿产，呈层状产

5、出，矿体产状与地层产状一致。经现场实地调查，其矿体沿走向倾向已延伸出矿区范围外，全区白云岩都可开发利用。矿石结构： 区内矿石主要为块状结构，岩石坚硬，矿物组成主要由灰、灰白色中厚层白云岩组成。矿石构造：主要为厚层块状构造。矿物成分：矿石的矿物成分主要为白云岩，其CaMg（CO3）2含量达90%以上，FeO、SiO含量较低，为优质石白云岩。综上所述，矿区内石白云岩性质良好而稳定，满足民用建筑用砂石原料的要求。1.2.3水文地质条件矿区开采标高为+864.4+750米，位置高于当地最低侵蚀基准面，便于自然排水。矿区范围内地表水不发育。地下水主要含水岩组为寒武系上统娄山关群白云岩，地下水补给来源为大

6、气降水，矿区内未见泉水出露，含水性弱。综上所述，矿区水文地质条件简单。1.2.4工程地质条件矿区出露及开采的寒武系上统娄山关群白云岩岩性以灰、灰白色中厚层状白云岩为主，为坚硬岩组，抗压强度高，稳定性好；岩层厚度稳定、完整，工程地质条件较好。1.2.5矿区环境地质条件本区无地震活动记录，根据中华人民共和国地震动峰值加速度区划图（2002），该区地震基本烈度为度，对矿区建设危害性不大，可以不设防。由于矿区含水岩组富水性强，矿石物质组分主要为碳酸盐，化学成分稳定，不易分解出有害组分，矿区附近又无污染源。因此开采矿床对地下水、地表水的污染影响不大。矿区属山地岩溶地貌，区内大部分基岩裸露地表，浮土层薄（

7、00. 5米）；现状条件下采区及附近未发生边坡滑移、崩塌、泥石流等地质灾害现象，环境地质条件较好。1.3矿山现状、特点及存在的主要问题1.3.1矿山现状及规划麻江县平定大坳砂场2011年建矿，为延续矿山，前期主要在矿区西部进行了局部开采，目前在矿区西部边界附近已形成高约30m、坡度约65的陡坡。矿山持有2013年4月麻江县国土资源局颁发的采矿许可证，采矿许可证号为：C5226352013047120129469。核定生产规模为3.0万t/a；该矿属于延续小型矿山，经济类型为私营企业。目前矿区公路已通至采区和矿山工业场地。矿区内除白云岩开采外没有其它矿产资源可供开发；矿山供水、供电系统已基本形成

8、。目前矿山生产生活用水水源来自矿区外南西部约200m村寨自来水系统，已用水管靠自然压力（静压）引至矿区工业场地的水池，能够满足矿山生产生活用水。矿山电源引自矿区南部的10KV农网线路。矿区范围周边300m环境情况：宣威龙山乡村公路从矿区西侧穿过，矿区外西南部约300m存在3户民房，矿区北西部约60m存在另一家砂场（建议矿山和该砂场签订安全协议），此外不存在高压线等重要设施。设计开采工艺为潜孔钻机凿岩、中深孔爆破，装二号岩石炸药，用导爆管起爆，采场爆下的矿石采用挖掘机装车、载重汽车转运矿石至破碎加工料场。矿山已配备的主要生产设备：挖掘机1台、装载机1台、空压机1台、B750型破碎机1台，B800

9、型打砂机1套，SKD100型潜孔钻机1台。挖掘机配备有破碎头，可对大块进行机械破碎。矿山生产设备能够满足矿山生产规模要求，配套的工业场地、辅助设施也基本满足生产要求。1.3.2矿山开采特点经过本公司现场勘测，矿山取样化验证实，矿石质量稳定，矿床出露地表，开采工艺简单矿山采用分层开采方式开采；根据机械开采要求，矿山采用中深孔爆破，爆下的矿石（毛石）用挖掘机装车、载重汽车转运矿石至破碎加工料场。矿山生产用爆破器材由专业爆破公司统一配送。1.3.3存在的问题及建议1、矿山为小型露天矿山，矿山应按照开采设计方案的要求，坚持自上而下分层规范开采，同时应加强工人的安全教育和培训，保证矿山安全生产。2、根据

10、设计人员现场观察，遗留采场坡面存在浮石、危石，如遇爆破震动易引起滚石，安全隐患较大；为保证矿山生产安全，开采前必须对采场上部危石进行处理。3、矿山在开采过程中一定要加强开采边坡的监测工作，在爆破及开采过程中发现有掉块、崩塌的征兆，应立及停止生产加以防治。4、采矿许可证上拐点坐标虽注明为1980西安坐标系，但依据地质报告（拐点坐标标注有2个坐标系数据），其数据实际为54北京坐标，建议业主申请调整。5、依据有关安全生产法律法规及国家安全生产监督管理局公告（2010年第9号）企业安全生产标准化规范的规定和要求，矿山应充分认识加强标准化建设的重要意义，加强矿山安全标准化的建设。第二章 编制依据2.1编

11、制依据的文件 2013年4月麻江县国土资源局颁发的麻江县平定大坳砂场采矿许可证（证号为：C5226352013047120129469）。麻江县平定大坳砂场与本公司签订的开采方案设计编制委托书。2.2编制依据的地质资料本次开采设计方案的编制依据是贵州省地质矿产勘查开发局一一地质大队2012年4月提交的贵州省麻江县平定大坳砂场建筑石料用白云岩矿资源量核实报告（该报告经过了评审，但未能收集到其备案证明及评审意见）及设计人员现场勘察、收集的相关资料。2.3编制依据的法规、规程、标准及技术规范1、中华人民共和国矿山安全法；2、中华人民共和国安全生产法；3、中华人民共和国矿产资源法（修正）；4、中华人民

12、共和国劳动合同法；5、中华人民共和国职业病防治法；6、中华人民共和国环境保护法。7、安全生产许可证条例；8、中华人民共和国矿山安全法实施条例；9、民用爆炸物品安全管理条例；10、非煤矿矿山企业安全生产许可证实施办法（国家安全生产监督管理总局令第20号）；11、非煤矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法（国家安监局令第18号）；12、小型露天石厂安全管理与监督检查规定（国宝安全生产监督管理总局第39号令）；13、贵州省安全生产委员会办公室文件“关于进一步加强非煤矿山安全生产专项整治的通知”及其附件1小型露天矿山开采方案编写大纲（黔安办200570号）；14、金属非金属矿山安全规程（GB l6

13、4232006）；15、爆破安全规程（GB 67222011）；16、矿山电力设计规范（GB 500702009）；17、建筑物防雷设计规范（GB 500572010）；18、建筑设计防火规范（GB 500162006）；19、工业企业设计卫生标准（GBZ1-2010）。20、机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求（GB/T81962003）；21、金属非金属矿山排土场安全生产规则（AQ 20052005）；22、金属非金属矿山安全标准化规范（AQ 20072006）。23、关于加强金属非金属矿山安全基础管理的指导意见（安监总管一2007214号）。24、劳动防护用品监督管理

14、规定(国家安全生产监督管理总局1号令）。25、矿山安全标志（GB14161-2008）。26、工作场所职业卫生监督管理规定（国家安全生产监督管理总局令第47号，2012年6月1日施行）。27、职业健康监护技术规范(GBZ188-2007) ，2007-10-01实施 。28、生产安全事故应急救援预案管理办法（国家安全生产监督管理总局令第17号，2009年5月1日施行）29、建设项目安全设施“三同时”监督管理暂行办法（国家安全生产监督管理总局令第36号，2011年2月1日施行）30、采矿设计手册露天开采篇。31、国家安全监管总局关于进一步加强非煤矿山安全生产标准化建设工作的通知安监总管一2011

15、104号；32、关于印发金属非金属矿山安全生产标准化评分办法的通知（安监总厅管一2011177号）。第三章 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露天开采境界确定圈定露天开采境界原则是：保证露天开采出来的矿石有盈利，而境界剥采比不大于经济合理剥采比；要充分利用矿产资源，发挥露天开采的优越性；露天开采的最终边坡应等于或小于边坡稳定所允许的角度，以保证采场安全生产；还要考虑其他特殊因素的影响。该矿采矿许可证核定开采深度：864.4750米标高。根据矿山现状，为方便矿山生产及采面布置，考虑矿山合理的服务年限，设计矿山分为两期开采，864.4805米标高部分设为矿山一期工程

16、，805750米标高部分设为矿山二期工程；矿山一期工程服务年限达30年以上，本方案主要针对一期工程（864.4805米标高段）进行方案设计，二期工程建议采用台阶式开采方式开采。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及小型露天石厂安全管理与监督检查规定（国宝安全生产监督管理总局第39号令）文件的规定，结合该矿圈定矿体的实际情况，本方案设计的一期工程露天开采上部境界是根据采矿许可证认定的矿区边界为限；下部境界以60边坡角作最终边坡线和设计一期工程最低开采标高平面相交，求作下部境界。一期工程采场终了时主要在矿区北东部形成最终边坡角60左右最终边坡，最终边坡最大垂直高度59.4米（见露天开

17、采最终境界平面图、采场及最终边坡剖面图）。3.1.2矿山保有储量根据贵州省地质矿产勘查开发局一一地质大队2012年4月提交的贵州省麻江县平定大坳砂场建筑石料用白云岩矿资源量核实报告，结合设计人员现场调查、测量，扣除采空资源量，在法定的采矿权范围内估算保有资源量（333）295万t，其中一期工程（864.4805米标高段）估算保有资源量（333）105万t（均已扣除永久边坡损失矿量）。3.1.3矿山开采规模及服务年限1. 矿山开采规模的确定确定矿山开采规模的主要条件有三个方面：一是产品有无市场，二是保有的资源量是否满足，三是生产技术条件能否适应。（1）市场条件：目前，市场需求量较大，采矿许可证核

18、定矿山生产规模为3.0万t/a；根据矿山周边市场需求实际情况，本次设计规模为3.0万t/a，目前市场条件完全可以满足要求。（2）资源条件：一期工程设计开采范围内保有资源量（333）105万t，则：一期工程设计利用资源量（333）1105（万t）根据设计采用的采矿方法（露天开采）以及目前的开采技术及装备条件，参考邻近类似矿山采矿回采率指标，设计采矿回采率取95。一期工程可采储量设计利用储量采矿回采率1059599.8（万t）一期工程可采资源量为99.8万t，如每年产量3.0万t，可以生产33年以上。矿山资源条件完全满足3.0万t/a生产能力所需。（3）生产技术条件：矿体基本直接出露于地表，表土覆

19、盖很少，露采条件较好，采用中深孔爆破落矿，分层回采作业，以一个工作面作业，可以满足3.0万吨/a生产能力所需。（4）运输能力：采场运输，根据地形条件，采场采用挖掘机装车、载重汽车转运至破碎场，可满足3.0万吨/a的运输能力。外部运输，矿区己有公路相通，采用装载机装矿、汽车运输，可以满足3.0万t/a的运输能力。（5）生产设备能力：矿山配备的主要生产设备：挖掘机1台、装载机1台、空压机1台、B750型破碎机1台，B800型打砂机1套，SKD100型潜孔钻机1台。生产设备能力可以达到3.0万t/a。综上所述，根据矿山保有储量和目前市场需求的实际情况，麻江县平定大坳砂场的矿石生产能力确定为3.0万t

20、/a，一期工程有效服务年限在33年以上。2. 生产能力验算露天矿生产能力包括两个指标，即矿石生产能力和矿岩总生产能力。两者通过剥采比联系起来。AaA（1n）式中：Aa年矿岩总生产能力；n生产剥采比；A年矿石生产能力。因表土覆盖很少，估算剥采比为0.02年剥采总量为：Aa3(10.02)3.06（万t）按可布置的挖掘工作面数目确定可能达到的生产能力ANnQqA1110530031500（t/a）3.15（万t/a）。式中: A露天矿矿石年产量（t/a）；N采矿点数目；n工作班次；Q采矿点生产能力（t/班）；q有效年工作日。经测算，以一个开采工作面回采可以满足年采剥总量3.06万t的要求。3. 矿

21、山服务年限矿山生产规模为3.0万t/a。矿山一期工程可采储量99.8万t，一期工程矿山服务年限为：矿山一期工程服务年限TQkA99.83=33.3（年）式中：Qk可采资源储量，万t； A矿山设计规模，万t/a； TQkA矿山按3.0万t/a的生产能力开采，矿山一期工程服务年限为33.3年。3.2开拓方案比较露天矿开拓运输方法有多种，其影响开拓方法选择的因素甚多，主要的有自然地质条件、生产技术条件、经济条件因素等。选择开拓方法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

22、少。根据以上原则和自然地形、开采高度等实际情况，可以选择简易公路溜槽联合开拓和公路开拓方案。方案比较表 表31 方案名称可比项目 公路开拓简易公路溜槽开拓优点运输能力大，机动灵活，管理简单。充分利用现有的自然条件，上山公路维护简单，建设期短，能尽快投产 。缺点占用土地面积大，投资较大，环境影响大，基建期长。运输安全状况较差。溜矿上卸下装必须分时段，上下不能同时作业，增加转运环节，二次铲装费较高，上下溜矿需要协调。由于矿区内地形坡度较陡，适合汽车运输的上山公路布置困难，工程量大，维护工作复杂，安全性差；而矿山设计分期开采，一期工程为805m标高以上，其下部存在以往开采陡坡， 适合溜槽布置，因此本

23、方案选择采用简易公路溜槽联合开拓方案。简易公路从矿区北西部老采场开采平台起布置折返式上山公路。简易公路仅满足挖掘机行走及小型设备的运输，不用来行驶汽车运输矿石。各分段采下的矿石采用挖掘机直接通过溜槽转运，溜槽下部直接采用装载机转运矿石至破碎加工料场。805m标高以上采场局部挖机行走简易公路应满足挖掘机(最大允许爬坡度:58%,30)行走及小型设备的运输。溜槽布置及安全要求：（1）溜槽上部设档车梁，下部设档石墙，保证放矿安全。档车梁高度不小于车轮直径的1/3；档石墙厚度：下部3.0m,上部2.0m。（2）从安全和放矿条件考虑，溜槽坡度以4560为宜，应不超过65；深度约1.2米，宽度1.6-2.

24、0米。（3）放矿时溜槽上部一定要有专人负责监督警戒，防止飞石伤人。（4）应合理选择溜槽的结构和位置。溜槽底部接矿平台周围应有明显警示标志，溜矿时人员不应靠近，以防滚石伤人。3.3开采顺序和推进方式3.3.1开采顺序矿山设计分期开采，先开采805m标高以上一期工程矿体，再开采750-805m标高之间二期工程矿体。一期工程开采顺序为自上而下分层开采，二期工程建议采用台阶式开采方式开采。3.3.2推进方向：工作线推进方向基本为由西向东推进，工作面推进方向根据挖机公路及溜槽的相对位置基本由南向北（或由北向南）方向推进。各分层开采自上而下推进。分层凿岩平台宽度为4.5-5.0米。3.4工作台阶划分根据小

25、型露天石厂安全管理与监督检查规定（国宝安全生产监督管理总局第39号令）相关要求，分层高度视总采高而定各分层高度，分层最大高度不超过20m，分层数不超过3个；本方案分层高度取15m。3.5开采工艺、主要设备选型和爆破方案3.5.1开采工艺1、工艺流程生产工艺：穿爆设计（炮孔布置）穿孔、爆破铲运溜槽（剥离废土综合利用或运至临时废土场）装载机转运矿石破碎、筛分加工砂石装车外运。2、钻孔设备矿山开采设计采用SKD100型潜孔钻机进行中深孔穿孔爆破。3、采场运输采场运输采用挖掘机转运至溜槽，溜槽下部装载机直接转运至破碎场。4、采场布置采场布置尽量简便合理，安全方面应符合露天矿山的安全规程要求。3.5.2

26、矿山主要生产设备选型1. 打孔设备因矿岩坚硬，采用SKD100型潜孔钻机,配一字型钻头，空心六棱钢钎，铅头直径100mm。2. 供风设备选用SKD100型潜孔钻机，矿山目前配备有1台V/F-3.8/7型电动空压机，规划再配置一台V/F-3.8/7空压机，并对压风系统改造能够满足中深孔凿岩供风需求。3. 装矿设备矿山目前配备有挖掘机1台，装载机1台，为减少工人劳动强度，提高生产效率，设计采用装载机装矿。4. 采场运输设备采场运输采用挖掘机装车、载重汽车转运至破碎场。3.5.3爆破方案本矿爆破工程类别属露天深孔爆破，爆破工程分级为B级；矿山爆破工程的设计单位及施工单位均应具备B级爆破工程的设计和施

27、工资质。本方案中的爆破工程设计仅供企业参考。1、钻孔深度钻孔深度根据分层高度、工作坡面角确定：LH/sin+h15m/Sin70+1m17m， 式中：H分层高度：15米工作坡面角；h钻孔超深，取h=1 m。2、炮眼直径（D）炮眼直径（D）由选用钻头直径确定，取D=100mm3、最小抵抗线Wp= D(7.85L)/qmH Wp底盘抵抗线，mD 炮孔直径 ，采用不隅合装药，取1.15 dmH分层高度，取15 mm炮孔邻近系数，取1.2q单位炸药消耗量，矿石硬度系数f=810，取0.34kg/m3L炮孔全长，取17m装药密度，根据干孔、水孔和炸药类型变化，这里平均取0.831g/cm3装药系数，取0

28、.874经计算Wp=3.9。4、孔距：在在施工中根据岩石的节理发育状况灵活调节。一般计算公式为：a=mW=（1.0-1.2）3.9=（3.9-4.68）m ，设计取4.5m。5、排距：b=（0.81）a=3.6-4.5m，取4.0m（本方案一般为单排炮孔爆破，不涉及排距）。6、堵塞长度确定合理的堵塞长度和保证堵塞质量，对改善爆破效果和提高炸药能力利用率具有重要作用。 合理的堵塞长度应能降低爆炸气体能量损失和尽可能增加钻孔装药量。堵塞长度过长将会降低延米爆破量，增加钻孔费用，并造成台阶上部岩石破碎不佳；堵塞长度过短，则炸药能量损失大，将产生较强的空气冲击波、噪声和个别飞石的危害，并影响钻孔下部破

29、碎效果。一般堵塞长度不小于底盘抵抗线的0.75倍，或取20-40倍孔径，最好不小于20倍孔径。炮孔堵塞长度=（20-40）D =（20-40）0.1=2-4m设计炮孔堵塞长度取3.2m式中：D 炮孔直径（m）堵塞试验表明，随着堵塞长度的减少则炸药能量损失增大。不堵塞时爆轰产物将以每秒几千米的速度从炮孔口喷出，造成有害效应，因此安全规程中禁止无堵塞爆破。堵塞物料多为就地取材，以黄泥、粘土或选矿厂的尾砂做堵塞物料。7、单孔装药量(q)Q=qaWpH=0.344.53.915=89.5kg式中： a孔距，mWp底盘抵抗线，mH分层高度，mq单位炸药消耗量：取0.34kg/m3。8、达到设计年产量所需

30、炮孔数（n）年工作日按300天计算，采剥总量为3.06万吨，则每天产量为30600300=102吨。单孔崩矿量：4.54.0152.65716（t）所需炮孔数：N102/7160.14（个）经计算，每天需打0.14个炮孔能够满足矿山生产需求。因本矿山采用中深孔爆破，爆破时所需炸材量大，根据矿山具体情况，不易天天爆破。因此，设计矿山每20天爆破一次，每次炮孔数为3个。9、每次爆破所需炸药量（M）每个炮孔平均装药量按90kg计算，则每次爆破所需炸药量为：MQn=903270（kg）10、起爆网络每次爆破均为单排炮孔，每次爆破3个炮孔，总共分3段爆破，每段1个炮孔，单段爆破最大装药量为90kg；每个炮孔均采用双导爆管起爆，各炮孔引出的导爆管和导爆索紧密相连，导爆索一端和起爆雷管（