张家湾钒矿设计说明书.doc

湖南省辰溪县船溪乡张家湾钒矿开采方案设计说明书设计单位：湘西金矿设计科研所提交时间：二00六年二月湖南省辰溪县船溪乡张家湾钒矿开采方案设计说明书规模：9.0万t/a设计单位：湘西金矿设计科研所设 计：刘 斌审 核：李昌元所 长：曾德斌提交单位：湘西金矿设计科研所提交时间：二00六年二月目 录第一章 概述1第一节 矿区位置、交通、隶属关系及企业性质1一、位置与交通1二、隶属关系及企业性质2第二节 矿区自然地理和经济概况2一、自然地理条件2二、自然经济概况3第三节 产品的需求现状和预测4第四节 矿山开发基本情况4第五节 设计的基础资料4第六节 设计的基本原则5第二章 矿产资源概况6第一节 矿区总体概况6一、矿区总体规划情况6二、矿区矿产资源概况6三、该设计与矿区总体开发的关系7第二节 矿床地质及构造特征7一、地层7二、构造8三、矿层8四、矿体9五、矿石质量10第三章 矿床开采技术条件及水文地质条件11第一节 水文地质条件11一、自然地理概况11二、地表水11三、大气降水11四、岩层含(隔)水性12第二节 工程地质条件12第三节 环境地质条件12第四章 采矿场主要开拓系统14第一节 储量及建设规模14一、储量14二、建设规模14第二节 矿床开采方式的选择15第三节 厂址选择及开拓运输系统方案的确定16一、厂址位置的确定16二、开拓运输方案的确定16三、总图运输配套方案的确定17第四节 矿山防洪与排水17第五章 矿床开采18第一节 露天开采境界的确定18一、剥采比18二、露天采场底平面宽度18三、开采深度19四、露天矿边坡角19第二节 露天矿生产工艺过程19一、掘沟工程19二、采掘方法的选择20三、采掘工艺及参数20四、排土工艺21第三节 推荐的生产能力及能力验证21第四节 选矿方案22第五节 采矿制造成本核算22第六章 矿山机电23第一节 采矿场、地表运输23一、采矿场运输23二、外销运输23第二节 空气压缩设施23一、风动设备及数量23二、采矿场总耗气量计算及压缩机选择23三、确定空气压缩机站24第三节 采矿场内供水、供电24一、采矿场供水24二、采矿场供电25第七章 环境保护26第一节 概述26一、设计依据26二、露天开采影响生态环境的因素26第二节 露天开采后影响生态环境的防范措施26一、废石的产生及治理方法27二、废水的产生及治理方法27三、废气的产生及治理方法27四、噪音的产生及治理方法27五、绿化措施28六、采矿场开采工程中的其他注意事项28第八章 安全生产技术措施29第一节 概述29第二节 安全生产技术措施30一、主要灾害发生前的预兆30二、灾害的预防措施31三、采矿场灾害后的综合治理37四、采矿场发生事故时灾区人员的自救、互救和安全撤离措施38五、防止事故扩大措施38第三节 排土场安全及治理39第九章 工业卫生和劳动保护40第一节 工业卫生与劳动保护40一、卫生设施和机构40二、工业卫生标准和监测以及职业危害的预防40第二节 健康管理41第十章 采矿场安全检测及其它装备、矿山救护队42第一节 采矿场安全检测及其它装备42第二节 矿山救护队42第十一章 劳动定员和概算43第一节 劳动定员和安全培训43一、按岗位编制劳动定员43二、安全培训43第二节 概算44四、矿山事故处理经费44五、事故处理应急流动资金44第十二章 简要结论及存在问题和建议48附 图 目 录图号图 名比例尺GJ-01张家湾钒矿地形地质及总平面布置图12000GJ-02张家湾钒矿开拓系统平面图11000GJ-03开段线横向布置法采矿方法标准图11000GJ-04配电系统图示意另附：1、辰溪县船溪乡张家湾钒矿采矿许可证（证号：4312000610001）复印件2、湘西金矿设计科研所工程设计证书第一章 概述第一节 矿区位置、交通、隶属关系及企业性质一、位置与交通辰溪县船溪乡张家湾钒矿位于湖南省辰溪县城南北北东方向，直距约24km，地理坐标：东经11015541101614，北纬271151281215。行政区域属辰溪县船溪乡陶江村，距湘西自治州泸溪县县城直距仅7km（见交通位置图）。交 通 位 置 图矿区开采范围已于2006年1月5日经湖南省怀化市国土资源局批准，矿区面积0.1193km。，开采标高为+280+170m，矿区范围由4个拐点组成，其坐标分别为：(1) X=3121356 Y=37428293 (2) X=3121266 Y=37428419(1) X=3120684 Y=37427861 (2) X=3120601 Y=37427979矿区有矿区公路O.2 km与2 2 3省道相连，距湘黔铁路辰溪站约45 km。矿山生产的钒矿主要靠汽车运输，交通方便。二、隶属关系及企业性质辰溪县船溪乡张家湾钒矿由辰溪县宏大钒业有限责任公司所建，并于2006年1月申请办理了采矿权证，实现合法采矿。采矿许可证号：4312000610001。 辰溪县宏大钒业有限责任公司属有限责任公司企业。第二节 矿区自然地理和经济概况一、自然地理条件张家湾钒矿区所处地形为丘陵地形，地形最高点位于矿区东南角山丘上，标高为275m；最低点在矿区南部冲沟内，标高为167m，一般海拔高程150.2m，相对高差108m。整体地貌属东高西低风化剥蚀丘陵地貌。区内无大的地表水体，仅在矿区北部边界3线南侧冲沟中存在溪流，流量为1.82.1L/S。矿区外围西部有一条宽510m的小河，现时流量64.8L/S，河床部部标高150l54m，最高洪水位155.5m，低于矿区的最低开果括高14.5m，与矿床充水没有关系。区内植被发育，灌木丛生，属亚热带气候，为温暖潮湿多雨地区，年平均气温 16.517.9，最高温度40.2，最低温度-12.1；历年一月平均气温5.1，七月平均气温28.4；四季分明，春、冬两季阴雨绵绵，年平均降雨量1428.5mm，年最大降雨量1699.2mm，降雨量多集中在春末夏初（47月），大气降雨为区内地下水补给的重要来源，冬、春两季多为偏北风，夏、秋季多为偏南风， 全年主要导风向为偏北风，很少有暴风雨，属雷击地区，年霜冻期多为当年12月至次年2月，元霜期约299天。区内无地震记载，地震烈度为6级，为非地震活动区。二、自然经济概况 矿区内经济以农业为主，盛产稻谷、红薯、豆类、和森林。工业相对发展较快，主要为加工、采掘业。第三产业以饮食服务业为主，剩余劳动力较多，加之邻县、邻乡也有大量剩余劳动力，可以输入。矿山开采和加工所需劳动力容易保障。电力靠国家电网供应，10KV铁路专线电网已进入矿山，用电方便。内区溪水常年不断，采矿工业和民用生活用水可基本满足。矿区内全部区域可使用移动通讯联系，也可使用无线和有线程控电话联系，通讯方便。矿山距233省道仅200m，矿石运输条件好。综上所述，矿区自然地理和经济条件对矿产资源的开采比较有利。第三节 产品的需求现状和预测 钒作为钢铁的合金组分，可细化基体晶粒，广泛用于钢铁工业。在非铁合金中用钒制造的钛合金广泛用于航天事业。五氧化二钒广泛用作有机及无机氧化反应的催化剂。近几年，国际市场上五氧化二钒产品紧俏，市场价格一路攀升，预计将来一段时期，9 9的五氧化钒产品销售价格会稳定在1215万元/t。随着钒产品的更广泛应用，其市场形势将有较好前景。钒矿价格为35元/t。第四节 矿山开发基本情况该矿山为新办矿山企业，于2005年4月由湖南省地质矿产勘查开发局四一六队对区内地层、构造进行了初步勘测，提交了湖南省辰溪县张家湾钒矿资源储量报告。第五节 设计的基础资料采矿场开采设计的主要基础资料如下：湖南省地质矿产勘查开发局四一六队于2005年4月编制提交的湖南省辰溪县张家湾钒矿区张家湾钒矿资源储量报告；矿山企业的生产经营资料；湖南省非煤矿矿山企业安全现状评价实施细则要求。第六节 设计的基本原则为合理开采国有矿产资源，加快边远经济发展。我们在矿山开采设计中认真贯彻执行国家经济建设的方针、政策，按照国家和行业有关设计规范要求，遵循因地制宜、确保安全、技术先进、经济合理的原则进行设计。具体说是依据矿床赋存条件和开采技术条件，切合实际确定矿床开拓方案和采矿方法设计；遵循安全生产法、矿山安全法、矿山安全监察条例、金属非金属露天矿山安全规程、矿产资源法、环境保护法及劳动法等法律法规，使矿山开采具备保障安全生产的条件，使矿山作业场所符合安全环保要求；开采技术上，力求先进；技术装备上，先简易而后逐步提高，力求经济合理。第二章 矿产资源概况第一节 矿区总体概况一、矿区总体规划情况 张家湾钒矿是个新建的矿山企业，为辰溪县宏大钒业有限责任公司所建。矿山企业已依法登记，并具有安全生产、保护环境条件，又无矿业权属纠纷等，可以对批准的矿山范围内的矿产资源进行开采。矿山范围拐点坐标见表。张家湾钒矿开采范围拐点坐标表拐点号拐点坐标拐点号拐点坐标XYXY1312135637428293231212663742841933120684374278614312060137427979 开采标高：+280m至+170m面积：0.1193K本方案是在储量报告的基础上，对已提交的矿产资源进行的合理开采设计。由于该区仅钒矿资源，无其它可供利用的共伴生矿种类，所以只对钒矿资源进行开采方案设计。 二、矿区矿产资源概况矿区主要矿产为钒矿。张家湾钒矿为单一类型的钒矿，矿床成因为浅海化学沉积矿床。矿层赋存于寒武系下统小烟溪组。V1、V2、V3矿层均有工业矿体，矿体呈倾斜单斜层状产出。2005年4月由湖南省地质矿产勘查开发局四一六队提交的湖南省辰溪县张家湾钒矿区张家湾钒矿资源储量报告，矿山有经济基础储量(122b)113.87万t，V205量1.14万t。设计全部利用。 三、该设计与矿区总体开发的关系该开采设计是根据现有的地质勘查资料和矿区的实际情况进行设计，设计范围为采矿许可证所规定的范围，本次规划的矿山工程投资是按改扩建小型矿山规模进行的，设计矿山生产能力为9.0万ta。第二节 矿床地质及构造特征一、地层1、第四系(Q)灰褐色粘土，系残坡积粘土，厚06m，一般15m。与下伏地层呈不整合接触，分布于山坡、山地低洼处。2、寒武系中统探溪组(2t)上部：灰色、深灰色炭泥质灰岩、泥质白云岩，偶夹钙质板岩下部：黑色炭质板岩，含硅质炭质板岩，夹少量白云岩，含大量灰岩，白云岩团块。全组厚113512m，平均210m，与下伏小烟溪组地层整合接触。3、寒武系下统小烟溪组(1x) 上部：灰黑色板岩，灰至灰绿色砂质板岩，夹白云质灰岩、灰岩。厚度50100m，平均75m。 中部：黑色炭质板岩，硅质炭质板岩，夹薄层硅质岩，含磷结核和黄铁矿结构。是本矿区的含矿段，厚17.6126.31 m，平均22.78m。下部：黑色薄层状硅质岩夹炭质板岩，厚512m，平均8.5m。本组是矿区的含矿岩系，全组厚72.61134.78m，平均厚106.28，与下伏震旦系上统留茶坡组地层整合接触。 4、震旦系上统留茶坡组(zb1) 灰色、青灰色中厚层硅质岩，具纹层构造，厚度877m。二、构造 张家湾钒矿区位于武陵山、雪峰山褶皱带之间的过渡区，中生代沅麻坳陷盆地区。该坳陷盆地由一系列北东向褶皱和断裂构造组成，但矿区范围内未见大的断裂构造，仅在矿区东部有一背斜构造一一张家湾背斜存在。张家湾背斜：轴向为北东35左右，东翼地层产状较平缓，倾角1520，西翼地层稍陡，倾角3552平均45左右。张家湾钒矿区位于张家湾背斜西翼，由一套单斜构造的寒武系小烟溪组地层组成。地层倾向296312，平均305；倾角3552，平均45左右。三、矿层经地表地质工作，张家湾钒矿区共圈定钒矿层三条，编号分别为V1、V2、V3，现就V1、V2、V3矿层特征分述如下： V1：黑色炭质板岩、硅质板岩，含球状磷结核，矿体形态为层状。出露宽度2.604.45m，平均3.34m，出露长度超过560m，倾向北西，倾角3652，平均44。V2：黑色炭质板岩，炭质硅质板岩，含球状磷结核和黄铁矿结构，矿体形态为层状。是本矿区主矿层,出露宽度 14.425.3m,平均18.5m，出露长度超过1130m，倾向北西，倾角3652，平均43。V3：黑色炭质、硅质板岩，夹少量硅质岩，矿体形态为层状。出露宽度0.956.96m，平均3.93m；出露长度超过1130m。倾向北3652，平均44。四、矿体矿区钒矿体赋予手寒武系下统小烟溪组中部炭质板岩、硅质炭质板岩中。V1、V2、V3矿层中均有工业矿体。V1矿体：位于V1矿层北部，长度315m，分布在2线以北。由TC 1、TC2工程控制。倾向300302，平均301，倾角3848，平均42。厚度1.622.21m，平均1.92m，在1线较宽，到2线变薄至尖灭。品位0.71.80，平均1.08。品位变化呈北高南低的趋势。V2矿体：本矿区主矿体，北北东几贯穿整个矿区，长度800m；由TC1、TC2、TC3、TC4工程控制。倾向302315，平均305；倾角36-48，平均43。厚度6.89-99.4m，平均8.88m，在北部1、2线和南部4线厚度较大，3线附近厚变薄。品位0.721.80，平均1.03，品位变化无明显规律性。V 3矿体：北北向东贯穿整个矿区，长度800m，由TCI、TC2、TC3、TC4工程控制。倾向302310，平均305；倾角3652，平均43。厚度0.744.92m，平均2.66m，从北往南厚度增大，品位0.771.11，平均0.81，品位变化无明显规律。张家湾钒矿属沉积型钒矿体。勘探工作以浅部控矿工程为主，深部没有工程控制，所采集样品均为风氧化矿石。在风化露头上，Ni、Cd、zn、Ca等不稳定元素显著淋失，V等稳定元素得以保留。因此通过浅部探扩工程圈定的矿体，其品位和厚度变化情况基夺上具有代表性。五、矿石质量钒矿赋存于炭硅质板岩、炭质板岩和硅质板岩。其化学成分如表2-1。矿石化学成分分析结果表表2-1项目V2O5SO2AL2O3Ca0Na2oFeoFeo3Mg0CSP含量（%）1.0248.468.562.692.651.360.510.778.691.730.12因本矿区钒矿矿物及其赋存状态不清楚，矿石的微观结构不清。矿石构造主要为层状构造和块状构造。第三章 矿床开采技术条件及水文地质条件第一节 水文地质条件一、自然地理概况张家湾钒矿区属丘陵地形，地形最高点位于矿区东南角山丘上，标高为275m；最低点在矿区南部冲沟内，标高为167m，高差约108m。整体地貌属东部高西部低的风化剥蚀排丘陵地貌。二、地表水 矿区范围内无大的地表水体，仅在矿区北部边界3线南侧冲沟中存在溪流。北部边界冲沟溪水流量为1.8L/S，3 线南冲沟溪水量为 21L/S。据调查冲沟中的溪流常年不断，在暴雨季节流量成倍增加。但两条冲沟均呈近东西走向，从东向西流过矿区，在矿区西部边界其沟底标高低于矿山最低开采标高。矿区外围西部有一条宽510m的小河，现时流量64.8 L/S。河床底部标高150154m，最高洪水位155.5m，低于矿区的最低开采标高14.5m，与矿床充水没有关系。三、大气降水根据辰溪气象站资料，船溪年平均降水量1428.5mm，年最大降雨量1699.2mm，47月份为雨季，雨季平均降雨量为862.3mm。四、岩层含(隔)水性矿区范围内岩层岩性为炭质板岩，硅质岩，硅质、炭质板岩，夹少量白云质灰岩和灰岩透镜体。岩层隔水性较好，而含水性极弱。主要是构造裂隙含水，由大气降水补给，水量小，易于疏干。总之，本矿区岩层隔水性较好，含水性极弱，矿床充水的主要因素是大气降水形成的地表水流，矿床充水受降雨量控制明显，本矿山是以大气降水为主，板岩基岩裂隙充水为辅的，水文地质条件简单类型裂隙充水矿床。第二节 工程地质条件本矿区矿体范围为板岩、炭质、硅质板岩、硅质岩，岩石工程地质类型属较硬、硬岩类。坑道开采其顶、底板具有较好的稳固性。围岩的工程地质条件较硬一一硬岩类简单类型。第三节 环境地质条件矿区属丘陵区，标高为167275m，植被发育，地表无大的水体。矿区范围内及外围150m以内无居民地。矿山工程地质条件属较硬一一硬岩类简单类型，但主矿层为厚矿层，开采后有可能造成地面塌陷，矿山应及时回填和治理。矿山废石堆积物较少，但废石堆积物中含有少量黄铁矿，在地表易氧化，对水质有轻微污染。矿山水文地质条件属简单类型，大气降水通过地面和冲沟流入矿区外西部的小河中，矿坑的涌水量小。对土壤、农作物及河流影响不大。 综上所述，张家湾钒矿区矿山地质环境复杂程度为简单类型，地质环境影响程度较轻，地质灾害危险性小。矿山工程地质条件一般。矿山的开采对周边环境的危害不严重。第四章 采矿场主要开拓系统第一节 储量及建设规模一、储量张家湾钒矿开采的地质资源储量依据是湖南省地质矿产勘查开发局四一六队于2005年4月编制提交的湖南省辰溪县张家湾钒矿区张家湾钒矿资源储量报告(122b)基 础 储 量 113.8 万 t。根据本次开采方案设计所依据的地质资料，考虑到矿山勘查程度及矿体赋存条件，确定对矿区范围内的钒矿资源进行开采，设计预可采储量（可采系数）0.7585.40万t。二、建设规模根据矿山目前状况和地质资源储量规模，本方案设计矿山建设规模为年产矿石量为9.0万t，设计总回采率75，设计服务年限为： T=QKA1- 式中：Q为矿石工业储量，即Q=113.87万t K为矿石总回采率，即K=7 5 A为矿石年产量，即A=90万ta ：为采矿贫化率取=1 5 则：T=113.7875/9.0(1-15)=11.2(a)第二节 矿床开采方式的选择采矿场开采方案设计对象为开采矿体+280+170m标高以内的钒矿矿体。矿区钒矿体赋予于寒武系下统小烟溪组中部炭质板岩，硅质炭质板岩中。V1、V2、V3矿层中均有工业矿体。V1矿体：位于V1矿层北部，长度315m，分布在2线以北。由TCl、TC2工程控制。倾向300302，平均301，倾角3848，平均42。厚度1.622.21m，平均1.92m，在1线较宽，到2线变薄至尖灭。品位0.71.80。平均1.08。品位变化呈北高南低的趋势。V2矿体：本矿区主矿体，北北东几贯穿整个矿区，长度800m；由TCl、TC2、TC3、TC4工程控制。倾向302315，平均305；倾角3648，平均43。厚度6.8999.4m，平均8.88m，在北部1、2线和南部4线厚度较大，3线附近厚变薄。品位0.721.80，平均1.03，品位变化无明显规律性。V3矿体：北北向东贯穿整个矿区，长度800m，由TCI、TC2、TC 3、TC4工程控制。倾向302310，平均305；倾角3652，平均43。厚度0.714.92m，平均2.66m，从北往南厚度增大，品位0.771.11，平均0.81，品位变化无明显规律。张家湾钒矿属沉积型钒矿体以浅部控矿工程为主，深部没有工程控制，通过浅部探矿工程圈定的矿体，其品位和厚度变化情况基本上具有代表性。矿体呈倾斜单斜状产出，赋存稳定，围岩稳固，工程地质条件简单，水文地质条件简单。根据矿体的赋存情况和开采技术条件及实际情况，本方案设计采用全部露天开采方式进行开采。依据矿体的形态产状、厚度和开采技术条件，采矿方法选用开段线横向沿矿层走向布置法；从上往下布置台阶，台阶高度10m，台阶边坡角45，也可根据实际情况适当调整。第三节 厂址选择及开拓运输系统方案的确定一、厂址位置的确定根据矿山目前状况和地质资源量规模，张家湾钒矿生产规模为9.0万ta，平均日采矿量约300t/a。采出的矿石经目估手选出不符合质量要求的夹石，再经机械装运到加工厂。因此，本方案设计主要完善地面开拓、运输、供气、排水等生产系统和地面办公、住房、仓库、配电房、维修车间、躲炮台、矿坪、废石(排土)场等。该建设方案地形有利，地面公路运输方便，用水方便，管理集中，环境治理条件好。二、开拓运输方案的确定开拓方案的选择主要是根据矿山的地形、地质条件、矿体的赋存条件、矿山规模和技术条件来选定的。根据矿山的实际情况，本矿山开拓方案为装载机一汽车运输开拓。运输干线布置在露天矿场沿矿层走向的山坡近水平线上(见方案开拓图)。排土、排碴方便，运行速度及运输效率高。三、总图运输配套方案的确定矿山采场内采用ZL40B装载机（铲斗额定容量为2.2m3，动力为118kw，速度 35km/h）装矿，用自卸式汽车（载重为815 t）将矿石运输至地面储矿点或加工厂集中堆放；废渣、废石经汽车运至废渣场集中堆放或直接由装载机推到坡下。 第四节 矿山防洪与排水区内地形坡度大，地势西高东低，最高海拔275m，最低167m，资源储量估算最低标高为170m，自然排水条件好。采用山坡露天开采，开采条件好。地表小溪水低于露天采场最低标高，对矿山开采基本无影响。地层含水性极弱，大气降水直接汇集于露天蚤场，是采场充水的主要因素，由于区内采场面积较大，汇水面积较大，因此仍需采取相应的防治水措施。1、在露天采场的上方和两端修筑排水沟，防止地表水体直接流入采场。2、在最低标高采场出口一侧修筑排水沟引汇集水直接排出场外。 3、使露天采场有一内高外低的小坡度，让采场内集水自流排泄。4、预备12台小型抽水机，在必要时抽出采场内集水。 第五章 矿床开采第一节 露天开采境界的确定露天开采境界由露天采场的底平面、露天矿边坡和开采深度三个要素组成。因此，露天开采境界设计应包括：确定合理的开采深度、确定露天矿底平面边界及露天矿最终边坡角。一、剥采比在露天开采过程中，为了回采矿石，必须剥离覆盖层，包括围岩和浮土层，剥离岩(土)量与采出的矿石量之比，叫剥采比。经济合理的剥采比是一个经济概念，它表示露天开采的最大允许的剥采比，超过此值，露采在经济上就不合理了。通常按露天开采矿石总成本，不大于地下开采的矿石成本来确定。在设计中常用境界剥采比不大于经济合理剥采比的原则来确定露天开采的深度。区内矿体厚度较大，埋藏浅，有的出露地表。经估算，矿山以后开采剥采比为0.5，与经济合理剥采比(0.5)基本一致。二、露天采场底平面宽度 区内矿体总厚度较大，露天采场底平面的宽度不受矿体厚度的影响，只要满足采掘运输设备的工作要求则可，该矿山实际采用的采掘设备为风钻、挖掘机、装载机，底平面长度和宽度不小于2 0m以上。三、开采深度开采深度主要由经济合理的剥采比和矿体的埋藏条件来确定，区内露采境界剥采比小(05)，影响开采深度的因素为矿体的埋藏条件，区内矿体位于当地最低侵蚀基准面以上，矿体的开采深度标高为+170m，设计+200m以上为露天开采，+170m+200m可转为地下开采。地下开采部分不属本次设计内容。 四、露天矿边坡角露天矿边坡角的大小，直接影响到边坡的稳定性和剥采比，因此合理地确定边坡角，对于保证安全生产和提高露天开采的经济效益，具有重要的意义。确定边坡角时，必须全面地考虑影响边坡稳定的诸因素，如岩石性质、地质构造、水文地质条件、开采深度、边坡存在期限等。区内岩石稳定性好，地质构造、水文地质条件简单，开采深度2040m，边坡长期存在，根据矿山地层产状和矿体赋存情况，选择边坡角为45左右(即矿层底板岩层自然倾角)。第二节 露天矿生产工艺过程一、掘沟工程本矿床采用山坡露天开采方式，剥采工作是从采矿场的最高水平开始的。露天矿的沟道按其用途有两种，即用于开拓目的的出入沟和用于准备台阶工作线的开段沟。前者布置开拓运输干线，存在时间最长；后者布置采掘运输线路，随着工作面的推进而逐渐消失。本区采用山坡露天开采，在山坡挖掘的沟只有一侧有壁，另一侧是敞开的。开段沟的底宽为14m，出入沟的底宽为12m，沟的坡面角为65。采用全断面一次掘进掘沟法。二、采掘方法的选择本矿床为山坡露天矿，宜采用固定坑线开拓，坑线布置随地形条件而变化，开拓坑线布置在采场境界外的端部，各工作水平用支线与干线建立运输关系。在露天矿最终边帮所确定的沟道位置、方向和坡度，从上水平向下水平掘进出入沟，自出入沟的末端掘进开段沟，以建立开采台阶的初始工作线。根据本矿山露天矿建设期限和剥采工作的要求，开段沟以纵向布置，工作线推进方向为垂直矿体走向推进；后者工作线沿矿体走向推进。本矿决定选用开段沟纵向布置方式。三、采掘工艺及参数1、采准工作采准工作包括台阶的划分和开段沟的开掘。该矿为山坡露天矿，从上往下按不同的水平划分不同的台阶。+250m水平为第一台阶，为削顶平台，包括剥离浮土工作。250m以下每10m划分为1个平台，并按要求设置安全平台和清扫平台。各参数如下：平台高度10m，安全平台宽度3m，清扫平台宽4m，台阶坡面角为65。2、穿孔爆破采用手扶式凿岩机穿孔，钻孔直径38mm，垂直钻孔，孔深2.0m，钻孔排距0.8m。爆破后的大块矿石可采用人工铁锤打碎。单位炸药消耗量0.5kgt，采用依次逐排起爆法，前排单孔装药量为600g，后排为650g，每次爆破2排，每次钻孔1517个，一字型排列，使用2号岩石硝铵炸药，电雷管引爆。3、采装及运输工作采用装载机（ZL40B）型配人工装矿、汽车运输，将矿石及剥离物运输至矿石加工车间和指定排放地点。 四、排土工艺 矿山露天开采运输排土方法为汽车前装机排土。排土场为山坡形单台阶堆置。在整个矿山设置了3个外排土场(详见开拓平面图)。1、初始路堤的建设沿山坡等高线方向开挖一单壁路堑或半挖半填，整平后，其路堤宽度为4.5m，路堤上不允许调车。 2、排土场堆置顺序排土时向路堤一侧排土，逐渐向外扩展。初始平台不得小于5040m。为了延展初始路堤，首先沿着等高线方向排土，然后垂直等高线方向扩展，两个方向交替排土，使得排土线呈扇形扩展。第三节 推荐的生产能力及能力验证采矿场年生产能力为9O万ta，年产矿石量为9O万t。按照上述采矿工艺，现矿山的采掘设备完全满足生产规模的需要，无需增加投资购买设备。第四节 选矿方案区内钒矿矿石的选矿方法主要为目估人工或机械选矿，在爆破后的矿石堆中利用目估法以人工或铲运机选出夹在矿石中夹矸，用汽车运至废石场或排土场。选出的矿石人工装车或装载机装车后，由汽车运到加工厂进行深加工。第五节 采矿制造成本核算原矿制造总成本计算表(产量：9.0万ta)表5-2 单位：元/t序号项目名称单位单价(元)单位消耗总消耗单位成本备注1采矿作业5.002表土剥离10.003辅助作业5.50其中:压风1.00排水0.05运输4.00其他0.455矿山管理费2.006制造费用1.50其中:折旧费1.00修理费0.50采矿制造成本24.00第六章 矿山机电第一节 采矿场、地表运输一、采矿场运输矿山采矿场运输比较简单，采场矿石主要通过装载机(ZL40B型)配以人工装车把矿石装到自卸式汽车上，由汽车运至堆矿场集矿地点；汽车载重量为1015t。矿山选用ZL40B型装载机3台，W2200型挖掘机3台，15t东风牌自卸式汽车8辆。 二、外销运输采矿场的矿石由汽车直接运往V205加工厂或将集放的矿石直接由汽车运输对外销售。第二节 空气压缩设施 一、风动设备及数量设计的采矿场采用两套供风系统，采矿场以压缩空气为动力的设备只有凿岩机。根据矿山设计规模，选用YP一2 4型凿岩机(湘潭产)，耗气量3.2m3mim，工作台数3台。 二、采矿场总耗气量计算及压缩机选择 压缩机站最大供气量计算 qm=niqiks kw k1knk式中：qm一压缩机站最大供气量，m3mim； ni一同型号机械台数，取2台； qi一单台凿岩机耗气量；取3.2m3mim； ks一同型号机械同时工作系数，取0.85； kw一机械磨损增加系数，取1.15； kt一管道漏气增加系数，取1.11； kn一海拔高度修正系数，取1.15； k一未计入的少量用气增加系数，取1.06； 则：qm=23.20.851.151.111.1 51.06；=8.46(m3mim)设计选择10m3mim的压缩机2台套(一台工作，一台备用)，空压机型号为3L-108，电机功率为75kw。三、确定空气压缩机站空气压缩机站建立在采矿场附近地表。压气总管路为1OOmm无缝钢管。沿山坡采矿场边界(详见开拓平面图)布置到作业地附近，再与各分支管路连接到各个作业点。第三节 采矿场内供水、供电一、采矿场供水选择在采矿场上部地表合适的地点(标高约+285m)修建容量为200m3的高位水池，利用高程差产生的压力水，通过管路从高位水池经 将水输送到各个作业点。二、采矿场供电采矿场电力负荷以二级电力负荷进行生产用电安排。变电所设置在采矿场附近，采矿场采用白天作业、夜间不作业的方式组织施工，采掘场所无需照明设施，地面车间及办公等均采用2 2 0v电压照明。矿区供电系船溪变电站至采矿场4km 10km单回路输电线路铁道专线网供电到矿区主采矿场附近变电所。该采矿场无需配备备用电源。区变电所内设有变压器、高压开关及保护装置 （如跌落式熔断器）、低压配电屏、照明变压器等变配电设备，其主要作用是将地面电网的高压电源通过电力变压器转换为适合采矿场地面用电设备、照明及破碎等所需的低压电源，直接向用电设备、照明及破碎车间供电。矿山供电配电变压器选用S9100/10/0.4变压器1台。采矿场总用电负荷统计表表6-1序号设备名称及型号额定电压（V）装机数（台、套）同等开动数（台、套）装机容量（kw）开动容量（km）1空压机3L-10/838021150752采矿场排水水泵38021115.53机修及生活用电38020154照明及生活用电2202010合计201105.5第七章 环境保护第一节 概述一、设计依据本开采方案设计主要依据中华人民共和国矿产资源法、地质灾害防治管理办法、中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国水土保持法、湖南省矿山地质环境影响评估技术要求(试行)、湖南省固体废物管理办法及有关环保、水土保持规范。遵循采矿与环境治理保护并重的原则。二、露天开采影响生态环境的因素张家湾钒矿位于辰溪县城北北东直距24km，距自治州泸溪县县城直距仅7km，为低山丘陵地区。矿区为农业生产区，附近植被覆盖面积大，没有其他工业污染源，自然环境质量现状良好。矿山规模9.0万t/a，采出的矿石供给V2O5生产厂家为原料。因此，矿山生产过程中无化学污染。矿山露天开采影响生态环境的因素主要是：废石、废水、废气、噪声。只需采取适当排放和管理措施，即可得到有效控制，使其对周围环境不产生破坏影响。露天开采后影响生态环境的防范措施第二节 露天开采后影响生态环境的防范措施该采矿场设计能力为9.0万t/a，属小型采矿场，对建设过程和生产过程中所产生的污染源（废石、废水、废气、噪声）将进行综合处理，处理效果应达到国家有关规定标准。一、废石的产生及治理方法采场采掘过程所排出的废石，这些废石可以用来铺设矿区公路和充填采矿场采空区，对未利用的则修建防洪沟和挡矸墙，集中堆放，不会造成水土流失。采场工作结束后，对废石场经平整复土后进行绿化。二、废水的产生及治理方法1、采掘过程中，因采用湿式打眼作业，产生少量的污水，大多会自然干枯，对环境影响小。无需进行处理。 2、矿山实行露天开采：因受开采深度的影响，采矿场边坡会有地下水渗出，但渗出的地下水多为矿岩泉水，既不会影响农田的灌溉，也不会污染矿区水质。三、废气的产生及治理方法采矿场废气产自采矿场打眼的风钻和爆破产生的粉尘、炮烟和污风，排出的粉尘、炮烟、和污风量小，经地面自然风流很快吹散，对自然影响小。四、噪音的产生及治理方法本设计露天开采所选用的设备均为低噪声设备，噪声控制在85dB以内。只要确保设备正常运行就可达到要求。五、绿化措施充分利用工业场地和居住区的路边、空地、排土场及周围荒山植树造林和种植花草、美化环境，且尽最大的努力保护好原有的植被。由于采矿和地面建筑、地面设施破坏了采矿场地及周围的土地，从环境保护的要求出发，必须做到在生产期间尽可能不断地恢复土地、绿化环境，如复土它用，复土归田，复土造田，尽可能地减少水土流失和破坏，恢复生态环境。六、采矿场开采工程中的其他注意事项1、积极推行采空区充填工艺，以减少废石排放污染。2、及时处理废石场和排土场边坡，防止泥石流，使废石在地表堆积不造成环境污染，可考虑修建拦石坝将废石集中堆放；设置防、排洪沟，积极引导地表水径流水；另外，加强监测和紧急避让措施，彻底消除废石污染。3、采用湿式作业，抑制粉尘，降低粉尘危害。循环冲洗工作面，降低粉尘、烟尘危害。 4、为了防止废石堆山洪瀑发时形成泥石流(碎石流)，应在废石堆下方适当位置修建废石坝，建立废石库。同时，在废石堆上方及两边挖好排防洪沟，减少对废石的冲刷。第八章 安全生产技术措施第一节 概述张家湾钒矿矿床矿体属坚硬岩石，且稳定性好，区内工程地质条件较简单，水文地质条件简单，环境地质条件好，安全条件好。但应注意断裂、裂隙发育部位岩石破碎、泥化、软化等，必须加强矿山悬岩掉块的安全防范管理。矿山主要采用机械打眼、爆破炸岩、自流(深部为机械)排水，开拓系统比较简单。但矿山安全设施，一定要符合安全法规，从技术上首先采取防范措施，消除安全隐患。同时在安全管理上要引起高度重视，场部成立安全领导小组加强对安全工作的领导和管理。本矿虽不属自燃发火矿床，但应按照国家颁布的有关防火规定和当地消防机关、矿山行业主管部门的要求，建立地面防火制度，采取防火措施，备足消防器材。特别是对地面电器、油类等易燃材料，应按防火规定搞好消防工作防止火灾的发生。本设计依据中华人民共和国安全生产法、中华人民共和国矿山安全法、中华人民共和国消防法、矿山安全条例，金属非金属露天矿山安全规程及有关安全、环保管理规范进行设计的。矿山在生产过程中必须按照以上法规保障矿山有一个安全生产的条件，确保人身、设备安全。矿山生产安全，人命关天，矿山建设必须坚持“安全第一、预防为主”的指导思想。因此，在编制该矿山开采方案设计时必须充分考虑。第二节 安全生产技术措施根据采矿场所处的地理位置，矿区地质构造、矿脉赋存状况及特征等，该矿山生产安全的主要隐患及危险源存在于悬岩掉块、采场塌陷和边坡滑落、机械运输、触电、爆破作业、中毒、山体滑坡、爆破器材爆炸、地面火灾等。在矿山建设和生产时，首先针对这些因素制定好安全技术措施，防止事故发生。一、主要灾害发生前的预兆1、悬岩掉块、发出响声；、掉渣；、掉块矿量增多；、岩体裂缝；、岩体出现脱层；、有渗水等。2、中毒前的预兆、无新鲜空气流动；、爆破烟尘未吹散；、头痛、头晕、无力等。3、山体滑坡崩塌前的预兆、前缘掉块、坠落、小崩塌不断发生；、坡脚出现新破裂现象，前缘出现横向及纵向放射状裂缝，土体隆起；、滑带岩土体磨擦发生声响；、动物出现惊恐异常，如猪、狗、牛、羊惊恐不安，不能入睡，鼠蛇乱窜，树木枯萎或歪斜等现象；、临滑前，滑体的水平位移量或垂直位移量出现加速变化的趋势。4、火灾前的预兆外因灾：明火(明灯、吸烟、电焊、电炉等)；电气设备、线路短路故障及带电作业等产生的电火花；摩擦、坚硬物撞击引起高温着火。5、触电前的预兆、电线断裂接地；、电器、电线护套破损外露；、雷击等。二、灾害的预防措施 1、悬岩掉块事故的预防 、搞好采掘工作面的工程质量，按作业规程及安全技术措施管理边坡角和台阶高程。、所有采掘人员在作业前要坚持敲帮，发现问题及时处理，严把工程质量关。、风钻打眼按措施执行，技术人员应经常深入现场，发现边坡岩块破碎时，必须及时放落。 2、采场塌陷和边坡滑落的预防(1)开采境界内的最终边坡邻近地段地废旧巷道、采空区和溶洞，必须及时标在矿山平面图上，并随着采掘作业的进行，及时设置明显标志。(2)开采境内的废旧港道、采空区和溶洞，必须至少超前一个阶段进行处理。处理前应编制施工设计，并报主管部门审批。(3)对采场工作帮应每季检查一次，高陡边帮应每月检查一次，不稳定区段在暴雨过后应及时检查，发现异常应立发即处理。(4)机械铲装时，应保证最终边坡的稳定性，合并段数不应超过三个。(5)在最终边坡附近爆破，必须采用控制爆破和采取减震措施，严禁采用大爆破。(6)临近最终边坡的采掘作业，必须按设计确定的宽度预留安全、运输平台。要保持阶段的安全坡面角，不得超挖坡底。局部边坡发生坍塌时，应及时报告有关主管部门，并采取有效的处理措施。每个阶段采掘结束，均须及时清理平台上的松散岩土和坡面上的浮石，并组织有关部门验收。(7)对运输和行人的非工作帮，应定期进行安全稳定检查，发现坍塌或滑落征兆，必须及时采取安全措施。并报告有关主管部门。(8)应采取措施防止地表水渗入边帮岩体的弱层裂隙或直接冲刷边坡。边帮岩体有含水层时，应采取疏干措施。(9)在境界外邻近地区堆卸废石时，必须遵守设计规定，保证边坡的稳固，防止滚石、塌落的危害。(10)建立健全边坡管理和检查制度，对边坡重点部位有潜在滑坡危险的地段应进行加固。(11)对边坡应进行定点定期观测，地测部门应及时提供有关边坡的资料。3、运输事故的预防推土机司机、装载机司机、汽车司机等特殊工种必须经专门培训合格后，持证上岗，严格按有关操作规程规定进行操作。(1)铲装作业两台以上的挖掘机在同一平台上作业时，挖掘机的间距：汽车运输时，不得小于其最大挖掘半径的3倍，且不得小于50m。相邻两阶段同时的作业的挖掘机必须沿阶段方面错开一定的距离；在上阶段边缘安全带进行辅助作业的挖掘机必须超前下阶段正常作业的挖掘机最大挖掘半径3倍的距离，且不小于50m。 挖掘机工作时，其平衡装置外型的垂直投影到阶段坡底的水平距离，应不小于1m。.操作室所处的位置，应使操作人员危险性最小。挖掘机必须在作业平台的稳定范围内行走。挖掘机上下坡时，驱动轴应始终处于下坡方向；铲斗要空载，并下放与地面保持适当距离；悬臂轴线应与行进方向一致。 挖掘机通过电缆、风水管时，应采取保护电缆、风水管的措施；在松软或泥泞的道路上行走，应采取防止沉陷的措施；上下坡时应采取防滑措施。挖掘机、前装机铲装作业时，禁止铲斗从车辆驾驶室上方通过。严禁挖掘机在运转中调整悬壁架的位置。(2)推土机作业推土机在倾斜工作面上作业时，允许的最大作业坡度应小于其技术性能所能达到的坡度。推土机作业时，刮板不得超出平台边缘。推土机距离平台边缘小于5m时，必须低速运行。禁止推土机后退开向平台边缘。 推土机牵引车辆或其他设备时，应遵守下列规定：a、被牵引的车辆或设备，应有制动系统，并有人操纵；b、推土机的行走速度，不得超过5km/h；c、下坡牵引车辆或设备时，禁止用缆牵引；d、指定专人指挥。推土机发动时，严禁人员在机体下面工作，机体近旁不准有人逗留。推土机行走时，禁止人员站在推土机或刮板架上。发动机运转且刮板抬起时，司机不得离开驾驶室。推土机的检修、漏滑和调整，应在平整的地面上进行。检查刮板时，应将其放稳在垫板上，并关闭发动机。禁止人员在提起的刮板上停留或进行检查。4、触电事故的预防、矿山电工必须经专门培训合格后，持证上岗操作机电设备；按安全用电有关规范合理选择供电的电线、电缆；、地面建筑物(主要指爆破器材仓库)防雷电装置避雷针接地线电阻值应小于2，变压器变电地