采矿工程毕业设计（论文）-年产量为110万吨露天矿设计.doc

内蒙古科技大学毕业设计说明书1第一章矿区概况及矿床地质特征1.1矿区概况1.1.1矿区地质概况及气候条件本区地处中朝准地台内蒙台隆阴山断隆大青山复背斜北翼三合明挤压带的东端。该区自古生代以后长期处于活动状态，构造线近东西向，印支旋回以后经燕山亚旋回、喜玛拉雅山亚旋回的阶段性上隆抬升，并在反冲断裂构造的挤压作用下，将部分铁矿体抬升到地表或浅部形成了今日三合明铁矿区以紧密褶皱和断裂构造较为发育的复杂构造形态。整个矿区分为：西部异常区、中部露头区和东部异常区，本次设计为中部露头区。区域出露的地层主要为下元古界三合明群、中元古界白云鄂博群、新生界老第三系和第四系。矿区属丘陵地区,四周地势比较平坦,海拔高度平均为16501655m.该地区属华北干燥大陆气候,降雨集中在78月份,冬季较长。矿区周围为半农半牧区。1.1.2矿区工作程度东鞍山铁矿开采的三合明铁矿区中区走向长约1600米，中、东采场在1548米水平以上连成一个露天采矿场，1548米以下形成中、东两个露天采场。截至到2003年底，东鞍山铁矿累计采出矿石约1551.67万吨。1.2矿床地质特征1.2.1矿床地质及地层三和明铁矿中部露头区，自线XII以东F14断层，长约1600m，矿体地表出露最长达1250m，露头最大宽度106米。矿体厚度变化较大。矿体沿倾斜方向最大延伸为450m，一般延伸为300m左右。随深度增加逐渐变薄，并迅速尖灭，而品位亦有变低的趋势。矿体形态基本为层状或似层状，因后期构造运动影响，产生一系列的倾伏褶皱构造，矿体的形态和产状各处不一。区内出露的地层主要为下元古界三合明群（Pt15），其次为新生界老第三系（E）和第四系（Q），该铁矿赋存于三合明群之中。内蒙古科技大学毕业设计说明书2三合明群含矿层自下而上分为六个岩段，但在中部露头区仅出现四个岩段，由老到新分述如下：a下角闪岩段：下部为中细粒角闪岩夹石英岩、透闪岩扁豆体；上部为磁铁透闪片岩、石榴黑云片岩夹斜长黑云片岩，条带状磁铁石英岩、石英岩及石英透闪岩扁豆体。本层构成中部露头区矿体的底板。b下磁铁石英岩段：分布在矿区中部，为条带状磁铁贫矿夹磁铁透闪片岩、石英岩扁豆体。矿石以条带状构造为主，沿矿层走向变化大，为本区中部露头区的主矿体。c片岩段：该层为中部露头区矿体的顶板围岩，矿体为磁铁透闪片岩，其次为石榴黑云片岩、石榴透闪片岩，上部为厚层石英岩夹透闪片岩，其次夹薄层磁铁透镜状。d中角闪岩段：角闪岩斜长角闪岩夹石英岩，透闪岩，赤铁石英岩及透闪片岩透镜体。1.2.2岩浆岩及构造矿区内岩浆岩不甚发育，规模一般不大，均呈脉状产出。已发现的有：闪长岩脉、闪斜煌斑岩脉、碳酸盐岩脉、辉石闪长岩脉，其中辉石闪长岩脉在深部对矿体有较大的破坏作用。构造的分类主要有：a褶皱构造：矿区含矿地层产状变化复杂，出现多个倒转褶皱，因所在部位不同而异，中部露头区勘探线以西，地层走向东北东，向南东倾斜，勘探线以东，地层走向转为北西，向南西倾斜。b断裂构造：矿区内断裂构造较为发育，已发现大、小断层20多处，对矿体有一定的破坏作用。断裂构造大体分为5组：东西向反冲逆断层组、北东向正断层组、北东东向逆断层组、北西向正断层组及北北东向正、逆断层组。1.2.3矿床地质矿区内岩浆岩不甚发育，规模一般不大，均呈脉状产出。已发现的有：闪长岩脉、闪斜煌斑岩脉、碳酸盐岩脉、辉石闪长岩脉，其中辉石闪长岩脉在深部对内蒙古科技大学毕业设计说明书3矿体有较大的破坏作用。构造的分类主要有：a褶皱构造：矿区含矿地层产状变化复杂，出现多个倒转褶皱，因所在部位不同而异，中部露头区勘探线以西，地层走向东北东，向南东倾斜，勘探线以东，地层走向转为北西，向南西倾斜。b断裂构造：矿区内断裂构造较为发育，已发现大、小断层20多处，对矿体有一定的破坏作用。断裂构造大体分为5组：东西向反冲逆断层组、北东向正断层组、北东东向逆断层组、北西向正断层组及北北东向正、逆断层组。1.3矿石质量特征1.3.1矿石类型、结构构造矿石的自然类型可分为石英型磁铁矿、石英闪石型磁铁矿和闪石型磁铁矿。中区西段与中段（线以西），以石英闪石型磁铁矿矿石为主，其次为闪石型磁铁矿矿石，石英型磁铁矿矿石呈透镜状零星分布在石英闪石型磁铁矿矿石之中。矿石结构主要为：自形一半自形粒状变晶结构，纤维状、束状、放射状变晶结构，包含变晶结构，交代溶蚀结构。矿石构造主要为条带状、皱纹状和细脉侵染状构造。1.3.2矿石的矿物成分和化学成分有用矿物主要有磁铁矿，次为赤铁矿和褐铁矿。脉石矿物以铁闪石、镁铁闪石和石英为主。此外尚有黑云母、方解石和黄铁矿等。矿石中的化学成分比较简单，主要有益组份是铁，未发现可供利用的其他有益组份。本次矿石是以SFe圈定。TFe最高含量为51.37%，平均含量为34.51%，SFe最高含量为44.59%，平均含量为27.52%。而SFe的含量主要集中于25-32%之间。露天采场的矿石平均品位TFe34.34%，SFe26.86%。矿石中有害组分主要是S和P，含量均较低，见表。有害杂质含量表1-1组分最高含量（%）最低含量（%）平均含量（%）内蒙古科技大学毕业设计说明书4S1.2720.0030.219P0.2190.0340.105矿石中造渣元素含量表1-2组分SiO2Al2o3MgOCaoK2ONa2O最高含量（%）56.9610.584.8411.200.681.60最低含量（%）28.500.350.270.56痕迹痕迹平均含量（%）41.451.2472.3912.6530.210.121.3.3矿岩的物理力学性质根据各种岩、矿石的物理机械性质试验结果表明：磁铁矿及角闪岩抗压抗剪强度较大，岩、矿石的稳定性较好，而片岩及砂岩的抗压抗剪强度较小，岩石的稳定性差。风化带、断层破碎带及褶皱构造带的轴部，风化及构造裂隙发育，岩石的稳定性不好，特别是片岩沙岩及断层破碎带等因抗压抗剪强度低，稳定性差，为露天采场边破的不稳定地段，开采是必须注意安全。矿、岩的物理力学性质表1-3矿石的硬度系数f=8-16岩石的硬度系数f=6-10矿石体重3.30t/m3岩石体重2.80t/m3含矿石体重3.09t/m3虚方体重2.10t/m3矿石松散系数1.60岩石松散系数1.45内蒙古科技大学毕业设计说明书51.3.4矿石储量1.3.4.1工业指标地质报告储量计算采用的工业指标表1-4矿体的边界品位SFe20%块段最低工业品位SFe25%最小可采厚度2m夹石剔除厚度2mSFe平均品位大于边界品位而小于块段最低平均品位的矿石为表外矿。SFe平均品位大于或等于15%而小于20%，单独进行圈定和计算。1.3.4.2地质储量地质队采用水平断面法计算的矿石储量为8492.88万t(包括表外矿石储量44.78万t)。表内储量为8448.10万t,其中B+C级7013.38万t,D级1434.72万t。东鞍山铁矿自1988年建矿以来，截止2003年底，累计采出矿量1551.67万t。本次设计计算了矿区内地质保有矿石储量B+C级5730.67万t,B+C+D级7184.83万t(包括表外矿石储量44.78万t)。1.4生产勘探生产探矿是矿山生产过程中所进行的探矿工作，其目的是使矿山保有规定的三级矿量，准确控制矿体边界及厚度变化，进一步查明矿石质量的空间分布特征及其变化规律，查明对矿体有破坏作用的断裂及岩脉，查明近期开采地段水文地质条件和开采技术条件，为保证矿山正常持续生产和指导生产采准与回采切割工程的设计、施工而提供可靠的地质资料。根据本矿床矿体产状为中等倾斜的特点，设计决定以槽探为生产勘探的主要手段，槽探间距25米，垂直矿体走向布置，按年生产320万t/a矿石计算，年挖槽探工程量为3879米，槽探取样采取刻槽法，连续取样，样长2米，取样1940件。所有样品均需进行基本分析，分析TFe和SFe，另取基本分析样10%的付样194件进行组合分析，分析SiO2、Al2o3、MgO、Cao、S、P。内检和外检样分别占基内蒙古科技大学毕业设计说明书6本分析样的10%和5%，约290件，分析TFe和SFe。1.5矿区水文地质1.5.1矿区自然地理条件概况矿区四周地势比较平坦，区内最高海拔标高1724.6m。区内属于干旱和半干旱的大陆性气候，年平均气温2.46，冻结期从每年11月到翌年3月，最大冻层深度2.50m。据召河水文站资料，该区年平均降水量284毫米，多集中在7-8月份，最大24小时降水量多年平均值为30.4毫米，年蒸发量1995.4毫米，以5-9月份最大，单双河位于矿区南部，最高洪水标高约1665米。1.5.2矿区水文地质条件矿区含水层可为第四系孔系潜水、第三系潜水及承压水、基岩风化裂隙和构造裂隙水。a第四系孔隙潜水含水层该系地层主要由冲洪积、坡积物组成，在矿区的南部广泛分布，其厚度变化较大，一般厚约6-8米，局部较厚，特别是距矿区较近的单双河厚度可达60米，含水层曾多层结构。上部为中细砂夹砂砾石层，下部为砂卵石，水位埋深2.72-4.35米，地下水埋深为南西深、北东浅。在距矿区南部约300米处以下降水的形式涌出地表，其流量为20002500m3/d。b.第三系潜水及承压水该系地层在矿区的西部、北部、东部均有分布。主要由砾岩、泥质砂岩及粘土组成，厚度54.55-156.46米，水位埋深2.39米。本区基岩风化裂隙发育，含水层平均厚度11.95-14.19米，水位埋深4.81到39.19米，涌水量0.079-0.45L/S，参透系数0.045-1.09，水质为HC03-CaMg型，矿化度0.37-1.06g/L,PH值为7.4-7.9。1.5.3矿区地下水、涌水量预测本区地下水分布受地质岩性、地貌、构造等控制，各层地下水均受大气降水直接或间接补给。地下水流向在中部露头区西、北、东三面均由北向南，排泄于单双河。地下水径流条件较好，排泄方式主要以人工排泄、蒸发及降水的形式和通内蒙古科技大学毕业设计说明书7过地下径流排泄到区外。矿坑充水因素主要为基岩风化裂隙潜水及大气降雨。大气降雨汇入到矿坑内，基岩风化裂隙潜水按地下水动力学无压完整井进行了预测。1.6矿床开采技术条件矿床周围地势比较平坦，地表最高标高为1724米，最低标高为1650米，平均标高1655米，高差30-40米。矿体形式基本层状或似层状，因为受后期构造运动的影响而产生一系列的倾伏褶皱构造，控制了矿体的形态和产状。西段矿体为向斜构造，中、东段矿体沿走向出现多处短轴倾伏背向斜褶区，沿倾向一般呈波状起伏。矿体底板围岩为角闪岩，顶板为片岩，呈整合接触，界线明显。矿石硬度系数f=8-16，岩石f=6-10。矿石和角闪岩抗压、抗剪强度大，稳定性好；片岩及砂岩抗压、抗剪强度小，稳定性差。