采石场开发利用方案.docx

1、采石场开发利用方案第一章 概 述第一节 本方案编制目的本方案是由采石场委托我院编制的。其目的是按照国家有关法律法规和方针政策,科学地规划、合理地开发利用矿产资源，以实现矿产资源的充分利用，促进矿山企业规模化、规范化开采，本方案的编制目的是：规范矿山的开采行为，为国土资源部门进行资源储量价款评估、核发采矿许可证提供依据。第二节 矿山位置与交通矿区位于县城区SW271，平距约20千米处。行政区划隶属县沙坪镇枫树村管辖。矿区中心点平面直角坐标为：东经1135413 ，北纬292326。矿区距沙坪镇约4公里，位于沙坪镇近东方。同时有约2.5公里的村级简易公路（部分为水泥路）与106国道相接，交通较为便

2、利（见交通位置图）。交通位置图第三节 自然地理与经济概况矿区为鄂南低山丘陵，地势东高西低,矿区南东侧最高点海拔标高+221.2米，最低标高约+75米左右，位于矿区西部,相对高差约130米。沟谷切割不深，地表水系发育。本区属亚热带大陆性气候，四季分明，雨量充沛，冰冻期短。春季天气变化较大，多阴雨，夏季湿热多雨，秋季凉爽，冬季干冷。据县气象站记载，年平均气温16.6,7-8月最高气温可达40.7，1月最低气温可达零下10。全年无霜期250天左右。区内降水季节性明显，4-8月为雨季，暴雨多发生于7-8月，年均降雨量达1474.5毫米。本区春夏多东南风，秋冬多西北风，但全年最多风向是东偏南、西，偏北次

3、之。当地以农业和小型地方工业为主要经济来源, 劳动力充足。农作物以水稻、小麦为主，次为红薯、玉米等，经济作物主要为油菜、芝麻，次为花生。矿区距沙坪镇政府约4公里，水电及劳动力资源丰富。第四节 矿区开采现状该矿为一新办矿山。2005年，有当地村民在此无证非法开采碎石矿，形成一长约80米，进深平均约20米，采高平均约8米的采空区。现已停产。本矿申办人于2008年初重新申请办理采矿权，以满足当地建筑市场的需求。该矿区矿体裸露地表，埋藏甚浅，基本上没有多少剥离量，在矿区东部设有排土场。第五节 本方案编制的主要依据一、国家、地方政府和主管部门有关规定1、中华人民共和国矿产资源法；2、中华人民共和国劳动法

4、；3、中华人民共和国矿山安全法；4、国土资源部国土资发199998号矿产资源开发利用方案编写内容要求;二、采用的主要技术规范、规程和标准1、GB/T 17766-1999固体矿产资源/储量分类；2、GB50295-1999水泥工厂设计规范（矿山部分）；3、GB16424-2006金属非金属矿山安全规程（露天部分）；4、GB6722-2003爆破安全规程。三、其他设计依据1、大冶安盈地质勘探有限公司于2008年6月提交的县沙坪镇风顺灰岩碎石矿预查地质报告（以下简称地质报告）；2、委托单位的委托书。 四、本方案编制原则1、严格执行国家有关法律法规和地方政府有关政策规定；2、根据矿区的水文地质条件、

5、地形地貌以及工程地质条件、周边环境条件，在充分考虑这些因素与确保安全生产的前提下，本着经济、合理、高效的原则，选择和制定矿山建设和生产工艺方案。3、方案中充分保护和利用国家矿产资源，考虑矿山10万吨/年的生产规模，设计积极推广中深孔爆破技术。4、该矿员工系附近村民，下班各自回家，故矿山生活福利设施尽可能从简。第二章 矿产资源概况第一节 矿区地质一、地层矿区内地层为一单斜地层，主要出露奥陶系下统灰岩地层与第四系残坡积层。现分述如下：第四系（Q）：主要分布在矿区西部山坡平缓地段、山间洼地和沟谷中，主要由残坡积褐红色粘土、亚粘土夹少量基岩碎屑和块石组成。残坡积厚度0.3-2米。奥陶系下统（O1）：灰

6、灰黑色、厚巨厚层含碳质灰岩，出露广泛，测区内除第四系外均为此层位。未见顶底。二、构造矿区位于九宫山复式背斜西端北翼一次级背斜东部近倾伏端部位，区内核部地层为奥陶系下统灰岩地层，翼部依次为奥陶系上统、志留系等地层。区内未见断裂构造。三、岩浆岩矿区内无岩浆岩分布。第二节 矿体地质特征一、矿体规模、形态及形状区内灰岩碎石矿由厚巨厚层状含炭质灰岩组成，为沉积型矿床，矿层与地层一致。矿体呈层状产出，矿层走向近南北向，倾向南东东，倾角55度左右，产状稳定，变化不大。矿体的分布范围超过拟采矿界范围，延深较大。根据县国土资源局核定的采区范围最低开采标高为+90米，矿权范围内矿体的出露最大标高为+140米。矿体

7、大部分裸露地表，局部有0.3-2.0米左右浮土覆盖，主要为露天顺坡开采，除开采边坡外，剥离量极少。矿区范围内无不能利用的软弱夹石。二、矿石的矿物成分和结构构造1、矿石的矿物成分主要成分为方解石，含少量的菱镁矿及其他碳酸盐矿物。2、矿石类型矿石的自然类型为灰色-灰黑色、厚巨厚层状灰岩。矿石的工业类型为建筑碎石用灰岩。3、矿石的结构构造微晶结构、厚巨厚层状构造。三、矿石质量本矿床主要作为一般建筑用碎石原料矿矿石。通过对勘查区划定矿界范围内的碎石原料矿进行地质调查发现，矿石结构致密，强度较高，抗风化及抗水性能较强，物理力学性质稳定，加工性能较好。类比同类矿山，其矿石质量完全满足建筑用灰岩的强度要求。

8、矿石经过破碎加工后过筛，可以获得不同粒度的碎石材料，在建筑工业中可以用作路渣、基础填料等。四、矿石加工技术性能通过对矿石的加工技术性能试验，矿石加工工艺十分简单，采用碎石机加工，逐级破碎后过筛，可以获得不同粒度的碎石原料，用作铁路和公路的路基垫层、公路混凝土骨料等。第三节 开采技术条件一、水文地质条件测区未作过专门水文地质工作，具体有关水文地质资料较少，但可从矿区地形地貌及地质情况分析。该石灰岩地区，岩溶、裂隙比较发育，岩层透水性强，地势高差起伏大，排泄条件畅通；区内附近地表侵蚀面以上应无承压水层。而大气降水及沿地表山坡顺流的水体均可自行排泄。矿区开采标高均高于当地最低侵蚀基准面，且露天开采是

9、根据地形从上至下分台阶水平推进方式作业，由大气降水补给的地下水及沿山坡地表顺流的水体，均可顺山坡及沟谷自行排泄，故此矿水文地质条件比较简单。二、工程地质条件矿体出露地表，矿层厚度大，产状稳定，矿区除局部有少量第四系覆盖层外，其它均为可利用的矿石层，工程地质岩组简单。主要分为第四系松散结构岩组和坚硬的厚层碳酸盐岩岩组1、第四系松散结构岩组主要由第四系残坡积层和少量采矿废渣组成，第四系残坡积层分布于矿区外围西部和山间洼地等缓坡地带，由褐红色粘土、亚粘土夹少量基岩碎屑和块石组成。其结构松散、透水性强，易流失，稳定性较差。2、坚硬的厚层碳酸盐岩岩组本采区所采灰岩碎石矿为奥陶系厚巨厚层状灰岩组成，该岩组

10、岩石坚硬，力学性质稳定，强度高，单轴抗压强度强。岩石结构面不发育，稳定性好，属较稳定的岩体类型。综上所述，矿体形态稳定，岩性较均一，强度高，无不稳定软弱夹层，工程地质条件为简单类型。三、环境地质条件采石场处于亚热带大陆性气候区，矿区地表为低山丘陵地形，地形坡度较缓，自然条件下的边坡角为20-30度左右，无大的危岩、孤石，矿区范围内以基岩为主，第四系松散堆积层分布零星，厚度小，无岩崩、滑坡、泥石泥和水体污染等自然灾害。现状条件下环境地质条件简单。未来矿山开采过程中形成采坑边坡，对采区范围内的植被有一定的破坏作用，同时，地表采坑的形成，降低了采坑周边地下水位的埋藏深度，引起地下水流失，对采场周边一

11、定范围内的地表植被有一定的程度破坏作用。采矿形成的少量岩粉、碎屑物、炮尘等细粒物聚集在采场周围，在大气降水时顺山坡迳流至下游水沟，对地表水造成水环境轻度污染。区域地壳稳定性级别一般划为三级：稳定、基本稳定和次不稳定。稳定性分级主要考虑三个因素：地震震级、地震烈度和发震周期。中国地震区划图（GB18306-2001）将县列为地震烈度级预测区，矿区区域地壳稳定性划为稳定级。环境地质属简单型。综合水文地质条件类型、工程地质条件类型、环境地质条件类型三方面，矿区开采技术条件属简单型()。第四节 矿山开采范围及资源储量一、矿区范围县国土资源局于2006年6月给矿颁发的采矿许可证拟定的矿区开采范围由以下四

12、个平面直角坐标拐点圈定如下：A x 3252730 y 38490590B x 3252675 y 38490825C x 3252610 y 38490820D x 3252565 y 38490580采区面积：0.0259平方千米。开采标高：+140米+90米。二、资源储量地质报告提供该矿划定矿界范围内控制的可供利用的保有灰岩矿资源储量（333）类型为85.87万吨，可作为本设计的利用储量依据。第五节 对地质报告的评述本次地质报告是在前人工作的基础上，经本次地质调查及资料结合整理，对该矿区拟开采范围内灰岩碎石原料矿的矿层、层序、岩性组合，开采矿层的空间位置产状特征，矿石矿物成分、结构、构造

13、成分、质量，加工技术性能，矿区的地质、水文地质条件、工程地质条件、环境地质条件作了一定的介绍，估算了矿区内可供开采的灰岩矿资源量，基本能满足设计方案要求。但也存在以下不足：1、地质工作未投入深部勘查工作，勘查工作中仅对地表及采场范围的灰岩碎石矿进行了地表踏勘测量，没有进行系统的化验测试工作，因此，深部矿体的矿石质量还有待进一步确认，建议在未来矿山开采过程中应注意加强生产勘查工作，为指导矿山生产提供依据。2、对矿山地形采坑涌水量情况未作介绍。 第三章 矿产品需求情况及价格情况第一节 矿产品市场需求情况该矿碎石原料矿主要由奥陶系下统厚巨厚层含碳质灰岩地层，矿石的矿物成分主要为方解石，含少量的菱镁矿

14、及其他碳酸盐岩矿物，根据其化学组成和物理性能，灰岩碎石矿主要用于交通运输、建筑建材等行业。随着国民经济的发展，国内加大基础设施建设， 各类建筑业、建材业对此灰岩碎石料、石材块料、片石、瓜米石等的需求量日益增多，因此合理开发利用非金属矿产资源，促进地方经济发展是切实可行的。第二节 市场预测及产品价格由于国内加大基础设施建设，各类建筑业、建材业、交通运输等行业的蓬勃而起，建设工程项目增多，需要的灰岩、碎石、片石等原材料量大，给碎石原料矿山提供了良好市场契机。因此，碎石原料矿市场前景广阔。由于建设工程的加大，对灰岩的需求日益增多，目前碎石的销售价格总体出现呈上升趋势，据了解碎石价格一般在25元/吨左

15、右，预计今后会上涨到30元/吨左右。第四章 主要建设方案第一节 矿山建设条件一、资源条件根据该矿“预查地质报告”，已基本查明了划定矿界范围内灰岩碎石矿的规模，估算了可供开采利用的灰岩碎石矿资源量（333）为85.87万吨，属小型矿床。上述资源量仅为拟采矿区内+90米标高以上部分、矿体往下仍有延伸，资源潜力较好。且矿体裸露地表，其资源储量、矿石质量和开采条件等均具有较大开发利用优势。二、外部建设条件矿区距沙坪镇仅4公里，水、电及物资供应均能满足矿山要求，劳动力资源充足，为矿产开发利用创造了良好的外部条件。第二节 可采储量预查地质报告提供该矿按60最终坡面角计算，采场内保有的可供利用的灰岩矿资源量

16、为85.87万吨，是已扣除了开采边坡和开采损失后的矿量。第三节 矿山建设规模、服务年限及产品方案一、矿山建设规模该矿可采储量为85.87万吨。根据矿山设计有关规范要求，结合矿山实际情况，经与矿山投资人沟通后，考虑到矿山生产技术管理及经营水平实际情况，从实际出发。故本方案拟定矿山建设规模为10万吨/年。二、服务年限矿山服务年限可采储量矿山年产量85.87108.6年，矿山工作制度为年工作300天，每日一班作业，每班工作8小时。三、产品方案根据建筑用碎石原料规格要求，该矿产品方案为片石、寸口石、瓜米石和石屑等。第四节 开采方式及露天开采境界一、开采方式根据采石场灰岩碎石矿矿体的赋存条件，矿体裸露于

17、山坡地表，矿石价值低廉，采用露天开采方式无疑是首选方案，因此本方案拟定采用露天开采方式。二、露天开采境界 该矿为山坡型露天采场。县国土资源局拟批的矿区开采范围的四个平面直角坐标拐点连线形成的平面即该矿露天开采最终境界的地表封闭圈。该矿露天境界主要参数如下：1、地表封闭圈最大高程： +140米；2、地表封闭圈最低高程（底盘标高）：+90米；3、采场底盘尺寸：南北向最小16米、东西向最小130米；4、最终台阶高度：10米；5、安全平台宽度：4米（+90米、+100米、+110米、+120米共四层）；6、清扫平台宽度：6米（+110）；7、台阶坡面角：658、最终边坡角：50；三、台阶高度的确定该矿

18、开采范围内矿体由下奥陶统厚巨厚层含碳质灰岩组成。该岩组岩石坚硬，力学性质稳定，强度高，单轴抗压强度一般为68.00-88.8MPa。岩层结构面不发育，稳定性好，属较稳定的岩体类型，无不稳定软弱夹层，工程地质条件为简单类型。根据地方矿山企业山坡露天开采的一般要求，结合本矿山实际地形地质情况，拟定其台阶高度为10米，实际选用中深孔穿孔爆破挖掘机装车自卸式载重汽车运输的开采工艺。根据安全规程规定要求，台阶高度不大于机械最大挖掘高度的1.5倍。本方案选用SW130LC型挖掘机，最大挖掘高度为8.26米，再综合爆破效果因素拟定开采工作台阶高度为10米。第五节 矿床开拓及运输方案 根据矿山安全规程中关于露

19、天开采应遵循自上而下的开采顺序、分台阶开采、“采剥并举、剥离先行”的原则。结合该矿将要开采的范围内最高高程（+140米）与最低开采标高（+90米）相对高差为50米，且+140米-+130米的削顶平台，因而该矿可划分四层台阶（从+130米-+90米），自上而下按顺序开采。根据该矿地形和开采现状条件，结合本矿规划开采最低标高为+90米的实际，故设计确定采场底部标高为+90米。考虑采坑的排水问题，故本方案拟采用公路开拓方式。本方案设计采场开拓公路从采场北西角由西往东斜行上山。采用直进式和回返式，全程设四个回返平台，分别进入削顶平台和四个开采台阶。第一个回返平台为+130m标高，第二个回返平台为+12

20、0m标高，第三个回返平台为+110米，第四个回返平台为+100米。全长约300m。该矿采场运输工具采用自卸式汽车，重卸下坡，空载上坡。采场开拓公路线布置见总平面布置图。公路施工主要技术参数如下：1、平均纵坡不大于10%，局部最大纵坡不大于15%；2、曲线段转弯半径不小于12米；3、单壁沟路段边坡角不大于65，路面宽6米；4、路面应尽可能建筑在挖方地段，避免填方地段。第六节 采场工作邦边坡相关参数 本方案设计矿山开采中采用中深孔爆破。工作台阶高度为10米，台阶坡面角为65，最小工作平台宽度为4米。这些参数是依据该矿矿岩稳固性和设计采用的采掘设备性能所要求的安全生产条件确定的。矿山开采中各工作台阶

21、标高为：+140米、+90米。采场非工作邦边坡参数即最终边坡参数，见本章第四节。第七节 防治水方案矿山为山坡露天开采，依上述介绍的水文地质资料情况，矿山开采过程中地下水及地表水对矿山生产没有威胁，在开采过程中一般不存在水患威胁。矿坑水主要来源于大气降水，矿山生产受大气降水影响较大，因本矿开采最低标高为+90m，四周最低标高为+75m，采场处于一个山坡之上，自然排水条件良好。只要在暴雨或洪水季节加强作业区的汇水疏排工作即可。第八节 总图运输一、矿山运输矿区位于县城关SW270度方位平距约20公里处，矿区有简易公路与106国道相接，交通较为便利。本矿采场内部矿石由汽车运输至破碎站。成品矿石通过汽车

22、向外运输。二、总平面布置本方案总平面布置的原则是尽可能节约用地、少用土地，尽可能节约矿山基建投资。鉴于该矿矿石价值低廉，利润微薄，故一切设施应尽可能从简。1、该矿员工均系当地农民，故矿山除食堂外不设生活福利设施。2、根据当地公安机关要求，矿山爆破器材由指定的民爆物品供应站配送，故矿山不建炸药库。3、矿山对外运输条件优越，不需另建对外运输公路。4、办公室设在矿区南西侧，变压器房、破碎站、料仓、卸料平台分别布置矿区西侧，压风机房布置在矿区北西侧，水仓设在矿区北侧较高的山坡上，排土场设在采场的东侧“U”形谷中（见总平面布置图）。第五章 矿床开采 第一节 削顶剥离矿床开采第一步需削顶剥离，其目的除了剥

23、离表土、主要是形成首采台阶的上部平盘，该平盘是首采台阶回采时布置炮孔、安设穿孔机的作业平台。该矿削顶标高为+140+130米。首先从采场北侧+130米开挖，将+130米标高以上的该矿矿区以内的范围自上而下进行浅孔凿岩爆破，在+130米平台上用轮胎式装载机将矿岩及剥离土层装入汽车运出采场。直至形成+130米平台。第二节 采矿工艺及装备一、采矿工艺矿山开采以+120米工作台阶为首采台阶（+130米削顶平台为其穿孔机作业平台），按开采台阶高度10米，自上而下依次开采。穿孔作业采用潜孔钻机。该矿采矿炮孔为下向倾斜式，倾角68，孔径100毫米。爆破作业采用2#岩石炸药，柱形药包，孔内连续装药，采用双起爆

24、药包，用电力微差雷管起爆。开采台阶上矿石铲装作业采用液压反铲式挖掘机，将矿石装入自卸式汽车，运往破碎站旁边卸矿平台。采场辅助设备采用轮胎式装载机，承担削顶剥离时铲装及平场、修路，废石场整平的辅助作业。二、采矿工作面布置及推进方向山坡型露天矿山工作台阶的回采作业通常都是在开拓公路进入采场后，横向布置采掘工作面。即沿台阶地形等高线掘单壁沟至矿界另一端，然后沿单壁沟邦作采掘工作面向边坡推进。三、穿孔凿岩设备（一）潜孔钻机（1）潜孔钻机选型本方案选用KQD100型钻机，适用范围及主要技术参数如下：适用范围适用岩石：f6-20主要技术参数经济钻孔深度为25m，钻孔直径80105mm，最低供风压力0.5-

25、0.7Mpa，耗风量7m3/min，一次推进长度2m。（2）潜孔钻需要台数根据选用钻机穿孔效率和矿山生产能力；凿岩机年工作天数（每天工作班数），每米钻孔的爆破量等相关参数，计算需要的钻机台数：NQK2/m.n.A.B.K1式中：Q矿山年产量100kt/aK2产量不均衡系数1.15m凿岩机年工作天数 300天n每天工作班数 1班A凿岩机生产能力25m/台B每米钻孔的爆破量 19.86T/mK1成孔率取0.9 计算 N0.77台，取一台，备用一台，故选用2台；该矿已有一台，需新增一台。注：每米钻孔的爆破量：B19.86T/m设计方案中确定10万吨/年的生产规模，日产采矿量334吨，采用中深孔爆破，

26、要求是每月1-2次爆破规定，按（每半月）15天爆破一次，设计采掘条带一次性爆破量应为5010吨，即每次爆破实方量为1855.5m3，矿山可采用多排孔的布置方式，微差起爆方法。按孔距3.45m、排距3m，设计炮眼25个，炮眼总长度252.2m，平均每米爆破量为5010252.219.86T/m。2、辅助凿岩机：手推式浅孔凿岩机用于修建筑公路削顶剥离、边坡修整等作业。四、装运设备该矿工作台阶高度10米，按矿山安全规程规定，台阶高度应不大于机械最大挖掘高度的1.5倍。再根据矿山生产能力需要，本方案选用SW130LC型挖掘机，主要技术参数如下：铲斗容积：0.52m3 最大挖掘高度：8260mm 最大卸

27、载高度：5940mm 最大挖掘深度：5550mm 最大挖掘半径：8248mm 最小回转半径：2780mm 行走速度（高/低）：5.3/3.6km/h 爬坡能力：70%根据矿山年生产能力10万吨的规模和工作制度，考虑到有少量浮土，裂石和不均衡系数，每日需要装载工作量Q，所需挖装工作量计算如下：式中：Q每日需要装工作量；T年生产能力；10万吨/年；d年工作日；按300；n考虑除土，废石后的生产不均衡系数；取1.15；r体重取2.7吨/m3挖掘机生产能力计算：式中Q挖掘机台班生产能力；m3 E挖掘机铲斗容积；E0.52 m3 KH挖掘机满斗系数；KH0.8； T挖掘机班工作时间，T7h； n班工作时

28、间利用系数，n0.8； t挖掘机铲斗循环时间，t40s KP矿岩松散系数，KP1.45 计算结果为Q144.60m3。以上计算和比较表明：QQ该矿只需一台挖掘机每日一班作业即可满足设计生产能力要求。2、自卸式汽车（1）汽车的选型本方案选用STQ3110CL5Y3型自卸汽车，其主要配置及技术参数如下：变速箱：六档；大梁：250mm双层；前桥：145；后桥：145（断气刹）；货厢内部尺寸（长宽高）：41002300（800+400）mm；外形尺寸（长宽高）：695524902770mm轮胎：900-20 16PR载质量（载重量）：4990kg；总车质量：11160kg；轴距：3950mm发动机：环

29、保型欧亚标准YC6105ZQL16ps（2）所需汽车台数A所选的汽车有效载重量Qx为4990kgB平均运行速度根据设计手册规定，汽车在固定线上往返的平均速度可按18-24km/h考虑，在采矿场和废石场移动线的平均速度可按10-12km/h考虑，本矿取12km/h。C时间利用系数时间利用系数与挖掘机、汽车的完好性及工作组织、气候因素有关，一般是按天工作班数的不同、采用不同利用系数，如天工作的数为一班制时，系数为0.9，本矿取0.9.D运输的均衡系数运输的均衡系数可根据矿山具体情况确定，一般取1.05-1.15，生产规模大，装运条件好取小值，本矿取1.05.E装车时间挖掘机装自卸汽车的时间主要与挖

30、掘机作业循时间及装载斗数有关，一般挖掘机装载一斗的作业时间可取35-45S，而本矿选用的汽车载重量为4.99t，挖掘机装载一斗为0.52m3（2.71.4）1t（注：2.7为矿石体宽，1.4为矿岩松散系数）；故需装载斗4.9914.99（次），即按5次取，由此装车时间为225s，F卸车时间：汽车卸车时间主要取决于卸载物料的性质，正常情况下，取1mm，粘车严重时，可适度增加。G调头及停留时间调头留 时间与汽车和挖掘机的相对位置及装载平台的布置形式，场地大小有关，一般取1min，停留时间取2-4min，本矿取3min。H出车率出车率系指平均每班开动的汽车台数与在藉台数 ，影响汽车出车率的因素很多。

31、如汽车在检修能力、备品条件的供应情况，生产管理水平及不同运距、运行条件等，一般出车率的幅度57-72%（本矿运输距离较短。）（3）汽车台班运输能力生产汽车台班运输能力可按下式计算A= 480Gk1k2 = 4804.990.850.9 = 1832.3 =155.9t T 11.75 11.75式中A汽车台班运输能力，吨/台班；G汽车容定载重量；4990t;T汽车往返一次周转时间,min；包括：T1装车时间本矿取225s；T2走行时间取3min；T3卸车时间取1min；T4调头时间取1min；T5停留时间取3min。 即：TT1+ T2+ T3+ T4+ T53.75+3+1+1+311.75minK2载定利用系数，取0.85；K1时间利用系