石英岩矿矿山开采工程可行性研究报告

- 1 - 1 总 论 况 河南省 某 县 某 镇赵家沟石英岩矿 是 河南省 某 县万山石材加工厂 下属的矿山企业 （合伙企业） ， 某 县万山石材加工厂成立于 2011年 1 月 12 日，执行合伙企业事务的合伙 人为： 常小伟 。 同年河南省 某 县万山石材加工厂在竞拍中取得了河南省 某 县 某 镇赵家沟石英岩矿的采矿权。 2012 年 7 月 8 日， 为了 办理 采矿许可证， 某 县万山石材加工厂 委托云南中林地质勘察设计有限公司 编写划定矿区范围内的 河南省 某 县 某 镇赵家沟石英岩矿 采矿工程可行性研究报告（代 矿产 资源开发利用 案） 。 2012 年 7 月 30 日 某 县地质矿产局颁发了采矿许可证 ，证号：准 生产规模 为 800t/年 。 区范围、 自然 地理 及周边环境 一、矿区范围及自然地理 某 县 某 镇赵家沟石英岩矿矿区位于 某 县 260方向，直线距离约14矿山范围行政区划属 某 县 某 镇唐家庄村管辖。矿区位于 某 镇唐家庄村赵家沟自然村西南山坡上， 某 县至 某 镇有省级公路 相通， 某 镇与赵家沟有村村通公路连接， 矿山至 赵家沟村 有简易公路相连，交通较为便利（见交通位置 图）。 矿区面积 采标高自 +1308m 至 +1261m。 批复采矿权中的矿区范围由四 个拐点圈定 。 矿区范围 拐点坐标 表 1 1 拐点 北京 54 坐标系 西安 80坐标系 - 2 - X Y X Y 1 3740495 37537168 3740847 37537664 3740576 37537847 3740234 37537338 区地处伏牛山北麓，属于中山区。矿体分布在山 坡上、沟脑处，切割显著 ,地形坡度较大。 矿区 地势中间为一北东向山沟，两边为山梁，北东低，南西高。最高点位于矿区南西部，最大标高为 +1365m，最低点位于矿区北东部，最低点标高为 +1250m，最大高差 115m。 矿区内无明显河流，雨季有短暂溪流，是伊河发源地之一，本区属黄河流域伊河水系。 本区属大陆性高山型气候，冬冷夏凉，四季分明，年平均气温 最高气温 33，最低气温 15。年平均降水量 季多集中在 7、8、 9三个月。降雪期一般 11月至次年 4月，冰冻期 12月至次年 2月，冻结深度一般为 8 24霜期 60 190天。 区内主要农作物有玉米、土豆及经济作物核桃、中草药等。近些年来铅、锌、钼等矿产的采选业极其兴盛，同时旅游业发展也比较快。区内劳动力充足，矿山内水、电条件较好，可满足矿山生产、生活需要。 二、矿区周边环境 矿区地处无居民区，周围无耕地极少有村民来往，矿山开采所产生的噪音及粉尘，对当地居民生产、生活也无大的影响。矿山采用地下开采方式，生产规模小，采掘规模有限，废石量很小，废石倒入指定地点，砌堰护围，对周围环境影响很小。采出矿石运往 用户 对当地环境无大影响，矿区现有环境状况保持较好 ，对地表生态的破坏极其轻微。矿区附近无工矿企业，大气、水及土壤未受工业污染。自然、社会及水环境质量现状较好。 - 3 - 本矿床内 无 放射性危害。矿 山开采作业不会对人体产生放射性危害。 未来矿山开采的水、电供应可就地解决，供水水源来自地下水或山沟溪流。电力供应比较方便， 由 某 镇变电站引来的 10 路直达矿区。原料及燃料供应、建筑材料可就近在 某 县城购置， 用汽车 运到矿区。 区内无名胜古迹，也不属于自然保护区，不在禁止、限制开采矿产的区域之内。 制 依据及原则 某 县 矿 资源较丰富，自改革开放以来，相继开办了国有、集体、 个体等多个矿山，为满足国民经济快速发展对 矿 产 资源开发的需求，将资源优势转化为经济优势， 云南中林地质勘察设计有限公司 受 河南省 某 县万山石材加工厂 委托，特编制 河南 省 某 县 某 镇赵家沟石英岩矿 可行性研究报告（ 代资源开发利用方案 ） 。 （ 1） 采矿许可证，证号： （ 2） 2010年 9 月 洛阳千山矿业科技有限公司 编制 的 河南省 某 县 某镇赵家沟石英岩矿资源储量简测报告 。 2010年 10月 13日 ， 洛阳市 矿 业发展 中心评审通过该报告， 洛矿 储 评字 2010054 号文。 （ 3） 2010年 10 月 28日， 洛阳市 国土资源 局 印发了关于 河南省 嵩县 车村镇桃阳沟萤石矿资源储量核实报告 等十九个报告 矿产资源储量评审备案证明 ， 洛 国土资储备字 20108号文 ； （ 4） 2010年 8 月 6日 洛阳市 国土资源 局关于对 某 县地质矿产局申请办理采矿许可证的意见 ， 2010545 号； （ 5） 某 县 某 镇赵家沟石英岩矿 委托 云南中林地质勘察设计有限公司编写 某 县 某 镇赵家沟石英岩 矿可行性研究报告 （ 代资源开发利用方案 ） 的 - 4 - 委托书； （ 6） 矿山安全条例、金属非金属矿山安全规程、矿井通风与安全及国家、 省、市有关 矿 产资源开发利用的法律、法规； （ 7） 业主提供的企业现状与有关资料。 （ 1）贯彻执行国家有关工矿企业建设项目环境保护、安全工程“三同时”的政策及可持续发展政策； （ 2）贯彻执行国家有关保护国土资源、节约耕地的政策； （ 3）贯彻执行国家有关矿山地下开采安全生产规程规范； （ 4）认真贯彻国家基本建设的方针、政策、落实国家对矿产资源、环境、土地和资源等有关政策法令，执行矿业安全卫生等各项专业法规和规定； （ 5）根据矿区现状，为减少投资，充分利用原有矿山 探矿工程 ,采用合理的技术工艺，尽 可能的压低基建投资、压缩非生产人员； （ 6）设备选型应符合高效、节能，达到国内同行业先进水平 ； （ 7） 贯彻执行国家有关矿产资源开发利用与保护的政策，实行贫富兼采、综合利用的原则 。 - 5 - 2 矿产品需求现状与价格分析 产品国内外需求和市场供应情况 石英岩矿，作为一种硅质玻璃原料和硅工业原料，在国民经济发展中具有举足轻重的作用。随着我国城市化的发展要求，各类城市市区的建设规模不断扩大，对石英岩矿的需求量将会成倍增加。 石英岩矿是一种用量很大的非金属矿产，用途极广。它是重要的玻璃硅质原料，主要用 于制造工业技术玻璃、平板玻璃、器皿玻璃；还用于铁合金、硅铁、硅砖、水泥、结晶硅、熔剂、铸造砂等方面。 由于石英矿经深加工，在冶金、化工、建材等领域具有广泛的用途，市场需求量很大，国际国内十分畅销，产品售价一直比较稳定。随着经济发展和资源全球化，市场需求不断增加。 目前市场普通石英的价格一般为 130 200 元（人民币） /t。国际硅砂价格：铸造砂的离厂价 11 12英镑 /t，玻璃砂的离厂价 12 15英镑 /t。 本设计石英岩 原 矿将按 150元 /t 的价格进行经济评价。 - 6 - 3 地质 资源 区 地质 矿区大地 构造位置处于华北地台南缘，卢氏 褶带中段。 出露地层简单， 沟谷中 零星 分布第四系残坡积 ，大面积出露为燕山晚期花岗斑岩，区域地质构造复杂，具有良好的成矿地质条件。 矿区内地层出露简单，主要为第四系残坡积。仅出露在沟谷一带，主要为残坡积物及腐植质。 造 矿区断裂构造较发育，褶皱不发育，在矿区中部发现两条近南北向断裂构造 2，为矿区内控矿构造。 03m，走向北北东，倾向东偏南，倾向为 110，倾角 38。构造带宽 内充填为石英脉。 矿构造带在矿区内长约 107m，走向北北东，倾向东偏南，倾向为 110，倾角 41。构造带宽 内充填为石英脉。两条构造为同期形成，其地质特征基本相同。 浆岩 区内大面积出露岩浆岩，为燕山晚期老君山岩体，其岩性特征为：岩石呈浅肉红色，中粗粒斑状结构，块状构造，矿物组成主要为钾长石，含量在 40%左右、斜长石含量在 25%左右、石英含量在 20%左右，其次为黑云母含量在 10%左右、含微量锆石、磁铁矿、榍石、磷灰石等付矿物。斑晶主要为钾长石和石英，粒径 3数可达 8右，量约 10基质也主要为长英质，中粗粒晶质结构，局部为细粒结构。 - 7 - 体 特征 矿区内石英岩矿化赋存于燕山晚期花岗斑岩中含矿构造内，矿体形态、产状都严格受断裂构造带的控制，本次工作在 2号构造带中，分别圈定一个矿体，即 2号矿体，两条矿体呈脉状产出。 存于燕山晚期花岗斑岩中 体赋存标高 +1308 +1286m ，矿体长度 50m ，矿体产状与构造带一致， 并随构造带产状变化而变化，矿体走向北北东向，走向为 20，倾向东偏南，倾向为 110，倾角38。矿体边界清楚，沿走 向和倾向有膨胀和狭缩现象， 矿体完整，矿化连续，矿体形态呈脉状，没有遭受后期构造破坏； 2构造内，矿体赋存标高 +1281 +1261m ，矿体长度 50m ，矿体产状与构造带一致，并随构造带产状变化而变化，矿体走向北北东向，走向为 20，倾向东偏南，倾向为 110，倾角 41。矿体边界清楚，沿走向和倾向有膨胀和狭缩现象，平均厚度 矿体完整，矿化连续，矿体形态呈脉状，没有遭受后期构造破坏。 矿体围岩为花岗斑岩，与 矿体边界清楚，矿体内部结构简单。 石质量特征 物成分 矿石矿物以石英为主，含量达 右，并含有微量方解石、铁质矿物等。 矿石呈乳白色、少量呈腊黄色，玻璃光泽，断面呈油脂脂光泽，性脆，品质一般。本区石英岩矿有三种类型，一种是细粒全晶质石英岩，是本区主要类型；第二种是呈玻璃质蛋白石型；第三种是以非晶质多层皮壳状椭 - 8 - 球体型，椭球体大小在 3 5两种类型较少见。 矿石化学成分主要为： 其它化学物质含量甚微。 造 矿石结构主要有全晶质自形、半自形、它形、隐晶质、玻璃质结构。构造主要有块状构造，皮壳状构造、条带状构造。 根据相邻矿山同类矿石作为玻璃原料销往省内外各厂所反馈来的信息及对所采样品化验分析可知：矿区矿石品级主要为三级品，质量一般。 石类型 按矿物组合可分为石英型一种类型。 按结晶程度可分为全晶质石 英岩型和玻璃质蛋白石型两种。 根据该矿石中石英含量，本矿区矿石主要用于玻璃原料，因此其工业类型确定为硅质玻璃原料用石英岩矿。 岩蚀变和夹石 岩蚀变 本区 2号石英岩矿体赋存于花岗斑岩中，矿化带及其上下盘围岩附近蚀变较少，主要为硅化，其它矿化不明显。兹将硅化强度及其与矿化的关系简述如下： 硅化： 1、在矿体中主要呈全晶质脉状存在，另外以玻璃质蛋白石型存在，还有一各以多层皮壳状 椭球体形式存在。矿体中以第一种为多，后 - 9 - 两种较少。 2 围岩蚀变 有两种形式：一是附近岩 石中形成游离的石英颗粒增多，有时为不规则的石英团块。二是围岩中形成一些石英脉或网脉，使岩石颜色变浅、岩石坚硬，矿化富集处，硅化强，游离石英或石英网脉增多。 石 矿体中很少有夹石存在，偶而有围岩花岗斑岩夹石，其形态多为透镜体，不规则扁豆体，由于矿体厚度有限，其夹石零散，规模很小， 1 12采时无须剔除。 矿化赋存于大面积花岗斑岩中的断裂带中，明显受断裂控制，围岩及矿体中主要为石英等中低温热液蚀变矿物。故其成因类型为中低温热液矿床。其工业类型属于裂 隙充填脉状矿床。 石加工技术性能 矿区内矿石未进行过加工技术性能试验，但邻近的其它矿山所采矿石与本区相类似，完全可以类比。据调查，矿石经选后，主要销售至省内作为玻璃原料利用。 矿石易选，易于加工，用途广泛。 床开采技术条件 矿体赋存于大面积分布的花岗斑岩中，基本不含水，透水性也很差。矿体地处山坡地带，位于当地侵蚀基准面之上，地形坡度在 25左右，沟谷发育，有利于大气降水和地表径流的自然排泄。矿床属于裂隙充水的水文地质类型，水文地质条件简单。 - 10 - 矿区内无大的地表水体，矿区地势中间为山沟较低，两边为山梁较高，矿体位于山沟两边山梁上，矿区内的沟谷平时干旱无水，雨季时汇成小溪顺沟向东排入伊河，由于地形坡度大，冲沟发育，汇水面积小，大部分大气降水会很快以地表径流方式流出矿区，对矿床充水影响很小。 矿区内主要含水层为基岩风化裂隙水和构造破碎裂隙含水带，且以后者为主。 矿体围岩为花岗斑岩，岩石致密坚硬，风化裂隙不发育，或被硅质物充填，对矿床充水影响甚微。 影响矿床充水主要为断裂破碎带。矿区内的断裂破碎带主要为近南北向，构 造面在平面上多呈舒缓波状，在剖面上，有陡缓交替和分枝复合现象，为矿区主要控水构造，也是矿床充水的重要通道。裂隙埋藏水在各构造断裂带中，构成不同的含水体系，由于花岗斑岩的致密性，各含水带之间无水力联系。另外，由于含矿构造带被石英脉充填。且与围岩接触较紧密，致使大气降水对该含水带的补给也极为有限，从邻近矿区矿坑观察，裂隙水水量很小，因而对矿体充水影响不大。 基岩风化裂隙含水层以下，未经风化的完整花岗斑岩为隔水层，矿体的直接顶底板为花岗斑岩，除近地表处发育少量裂隙，接受降水渗入补给外，其中深 部岩石节理、裂隙不发育，含水性极弱，可视为不含水层，从而成为裂隙脉状含水带的隔水层。 综上所述，矿床水文地质条件属于中等类型，但在雨季采矿时要做好防水工作。 区供水水源评价 - 11 - 矿区附近地表水资源丰富，矿区生活用水主要取自山泉的地下潜水。水质分析结果显示，浑浊度超国标 2度，有少量悬浮物，其余指标均符合生活饮用水卫生标准（ 经适当处理后亦可饮用。 本矿属于裂隙充填矿床，矿体充填于缓倾斜断裂中，决定其工程地质条件的有矿体本身及其上下盘的围岩。 本区石英岩矿赋存于 2断裂中，断裂带中主要被石英脉充填，矿石类型为石英型，矿石中硅质含量高，矿体比较致密坚硬，特别是富矿段部分，稳定性更好，具有整体性结构，质量等级属于中等。 板岩石 石英岩矿体的顶、底板围岩为花岗斑岩，该类岩石致密坚硬，呈块状构造，整体结构性强，裂隙率低，力学强度相对较高，稳定性好，岩石质量指标大于 85%，质量等级良好；矿体附近围岩，在矿化过程中都受到较强烈的硅化作用。因此变得比较坚硬，适于布置工程。 综上所述，矿山工程地质条件总体属于中等类型，稳固 性较好。但在施工过程中如遇成矿后构造活动，使矿体遭受破碎地段应采取防护安全措施。 - 12 - 然环境状况 矿区属于中山区，切割较深，平均年降水量 平均气温 ，矿区中部沟谷中平时无水，雨季时小溪流水量也很小，呈季节性变化。当地人口密度小，居住分散，以农业、林果业为主，经济落后，水及土壤未受污染，矿区自然环境、社会环境质量现状较好。 质环境现状 矿区处于地震活动区，据洛阳市地震局资料本区地震基本 烈度在 6度以下。 矿区的地下水为基岩风化裂隙水和构造破碎带中的裂隙脉状水。含水量较少，便于疏干排放，水文地质条件中等，区域岩石稳定性好，风化作用微弱，矿山规模小，生产矿石很少，地质环境质量尚好。 总之，矿区及其附近自然环境和地质环境质量现状尚好。 矿体规模较小，采掘规模有限，故矿山开采不会影响当地井泉流量及居民生活用水和工农业用水水源，更不会造成地面变形、塌陷等其它地质灾害。 随着采矿工程的进展，相应产生的废石、废水排放量日益增加，应当采取必要措施，执行国家环境保护法 ，尽可能减少矿山开采中对环境的影响。 石处理 采矿产生的废石，运到坑口以外定点堆放在旁测的沟谷中，随着生产规模的扩大，废石较多时，还要在沟底砌坝，渣堆上方设置“入”字型排水沟，防止洪水来时造成泥石流危害。 - 13 - 水排放 生产、生活排出的废水，可建蓄水池、作为矿山生产用水循环使用，多余用水可进行沉淀净化处理，以免造成地表水体污染，给当地居民的生活用水带来不便。未来矿山开采所造成的污染主要是采矿活动使矿体及围岩中有害组分的释放，包括游离 人身体的危害。故在矿山开采过程中 ，应进行水质污染监测，发现问题及时解决。 洪、泥石流、滑坡等地质灾害 矿区位于山坡上，基岩裸露，岩石坚硬，自身不存在产生滑坡的地质条件。汇水面积小，无第四系堆积物，形不成山洪和泥石流。 矿区水文地质条件简单，附近无污染，地表水、地下水水质基本良好；区域地壳稳定，矿区工程地质条件良好；矿石、废石中有害组分的解离可能会对地下水造成轻度污染；矿碴、废石的排放可能会对地表生态环境造成一定影响，但影响轻微。 综上所述，矿区地质环境质量较好，未来矿山开采对环境影响不大 ；但矿山在进行矿业开发过程中，应当做好矿山地质环境的保护和治理工作。 质勘查与储量估算 该区地处 某 产较多，开展的地质工作也比较多，主要开展的地质工作有： （ 1） 1956 1958 年，秦岭地质队完成 1： 20 万区域地质测量，配合重砂、化探等方法手段，发现了南泥湖、上房等大型钼矿，并圈定了 某 三川多金属成矿带。 - 14 - （ 2） 1958 年原河南省地质局豫零一队普查勘探上房、南泥源钼矿和骆驼山多金属硫铁矿床的同时，在其外围包括本区进行了 1： 5 万地质草测 613平方公里。 （ 3） 1966，地质部第三物探大队、省物探队、原 20队、陕西省第二物探队等先后对本区一些磁异常进行检查和矿点评价。 （ 4） 1992 某 县矿管局组织有关人员全面收集了全县的地质矿产资料和科研成果，编制了 某 县地质矿产及开发利用研究，并通过了河南省地矿厅组织专家评审。 以上地质工作为本区提供了一些地质矿产资料，也为本次工作提供了可靠的地质基础资料和参考依据。 2010年 9 月 1 日 9 月 7 日洛阳千山矿业科技有限公司接受委托后，组织专业技术人员对本区地质资料进行收集，先后进行了野外踏勘、 1/2000地质简测、 1/1000 地质剖面测量，地表施工探槽、取样分析，对矿区地层出露、矿层厚度和相邻矿山开采情况进行了调查，在充分利用调查资料和相邻矿山实际生产资料的基础上，对矿区地层、构造、矿层及开采技术条件等进行了认真地分析研究，对矿床开发经济意义进行了概略评价。最终编制资源储量简测报告。值得指出是：经本次工作发现该矿区内石英岩矿实际为脉石英矿，矿种与批复有出入，以下叙述中所说的石英岩矿实际为脉石英矿，建议办理采矿证时将石英岩矿更改为脉石英矿。 洛阳千山矿业科技有限公司实施的 勘查工作利用资料中，基础地质部分以收集 为主，矿产部分所需资料依据野外实测，资料来源可靠，测量精度可满足编制资源储量地质简测报告要求。 洛阳千山矿业科技有限公司在勘查 工作 中共 完成实物工作量： 1、 1： 2000矿区地质填图 - 15 - 2、实测 1： 1000 地质剖面 3、探槽编录长度 4、化学分析样品六个。 取得成果：通过工作，共估算出石英岩矿推断的内蕴经济资源量（ 333）3783t。 参考 0207璃硅质原料、饰面石材、石膏、温石棉、硅灰石、 滑石、石墨矿产地质勘查规范 ，结合本矿区实际情况，本报告 采用脉石英矿床的一般工业指标如下 。 矿石质量要求 表 3 1 类别 矿石品级 化学成份（ %） 类 0 89 一节。 山防治水方案 某 镇赵家沟石英岩矿 区水文地质条件简单， 矿区地处伏牛山北麓，属于中山区。矿体分布在山坡上、沟脑处，切割显著 ,地形坡度较大。 矿区 地势中间为一北东向山沟，两边为山梁，北东低，南西高。最高点位于矿区南西部，最大标高为 +1365m，最低点位于矿区北东部，最低点标高为 +1250m，最大高差 115m。 本区属黄河流域 伊 河水系。 矿区内无 明显河流，雨季有短暂溪流 。 矿体赋存于大面积分布的花岗斑岩中，基本不含水，透水性也很差。矿体地处山坡地带，位于当地侵蚀基准面之上，地形坡度在 25左右，沟谷发育，有利于大气降水和地表径流的自然排泄。 矿区内主要含水层为基岩风化裂隙水和构造破碎裂隙含水带，且以后者为主。 矿体围岩为花岗斑岩，岩石致密坚硬，风化裂隙不发育，或被硅质物充填，对矿床充水影响甚微。影响矿床充水主要为断裂破碎带。矿区内的断裂破碎带主要为近南北向，构造面在平面上多呈舒缓波状，在剖面上，有陡缓 - 27 - 交替和分枝复合现象，为矿区主要控水构造，也是矿床充水 的重要通道。裂隙埋藏水在各构造断裂带中，构成不同的含水体系，由于花岗斑岩的致密性，各含水带之间无水力联系。另外，由于含矿构造带被石英脉充填。且与围岩接触较紧密，致使大气降水对该含水带的补给也极为有限，因而对矿体充水影响不大。 矿床开采时，只需注意雨季排水即可 ， 故未来矿床开采不会受到水患的危害。 为矿山本质安全，在生产中应采取以下防排水措施： 1、在运输平巷的一侧修成坡度为 3 5的正向排水沟，使坑道中的积水通过排水沟自流出地表； 2、排水沟必须及时清挖。排出硐外的水体应储汇到地面的蓄水池内，澄清后，供生产、消 防使用； 3、为防止雨季洪水灌入， 各 硐口应筑 防 洪 堤 ，使硐口标高高出当地历年最高洪水位 1业场地的地面标高，也应高于当地历史最高洪水位； 4、在地面废石场的边缘砌堰、设挡水墙，以防雨季产生泥石流。 - 28 - 5 矿床开采 采顺序及首采地段的选择 矿山开采选择首采矿段的原则是：投资少、见效快、生产稳定、开采条件好、 保有的三级矿量能满足地下开采对三级矿量的需求， 服务年限适当等。 本次设计开采对象为 2号石英岩矿体 2 个 矿体，详见井上井下对照图。 根据矿山 800t/a 的生产能力，设计 体作为该矿的首采矿体。 这个矿体开采完后接续开采 矿山 两 坑口之间根据储量，进行合理接替，在生产坑口后期进行新坑口的建设，合理安排基建计划和采掘计划。本次设计根据矿山现有的保有资源储量安排矿山接替顺序。根据矿山的接替顺序，矿山存在年限为 （不含基建期） 。 详见下表 ： - 29 - 生产顺序表 表 5 1 矿脉号 设计利用储量 （ t） 生产能力 (t/a) 服务年限 （ a） 接替顺序 1 2 3 4 1355 800 1293 800 单矿体开采顺序仍采用常用的合理开采顺序，即 在矿块内采用自下而上分层开采的顺序，即先采矿块矿房的下部，后采其上部。 荐的生产能力及验证 根据区内矿体 （ 333）资源 储量规模确定的矿山生产能力为 800t/a，日生产矿石 3t。 按照该矿矿体走向长度， 每个矿体只能 布置 1个矿块，每个矿块的生产能力为 50t/d，生产能力可达 50 t/d，可以满足生 产需要。 用远景储量扩大生产能力或延长矿山生产年限的可能性 由于矿区范围较大，矿山应在今后生产当中加强对已知矿体的周边、深部以及矿区范围内的探矿工作，很有可能发现新矿体，增加新的储量，从而可达扩大矿山生产规模或延长矿山服务年限的目的。 - 30 - 采崩落范围的确定 某 镇赵家沟石英岩矿 体赋存于 存于 2断裂中，断裂带中主要被石英脉充填，矿石类型为石英型，矿石中硅质含量高，矿体比较致密坚硬，特别是富矿段部分，稳定性更好，具有整体性结构，质量等级属于中等。 矿体上盘、下盘 主要为 花岗斑岩，该类岩石致密坚硬 ，呈块状构造，整体结构性强，裂隙率低，力学强度相对较高，稳定性好， 抗压强度 工程地质 总体属于中等类型 。 经参考有关资料，取其岩石上盘移动角为 65，下盘角为 70，走向端部为 70 ， 然后在矿体的地质剖面图上及矿体在不同地段的设计开采标高向外量取和计算，以确定矿区开采崩落范围。区内矿体崩落范围，见总平面布置图。 由于矿区内的地表多为荒山坡地，没有建筑设施及水体存在，同时由于矿体为薄矿体，且埋深 不大 ，所以地下开采后采空区塌落对地表影响较小，诱发山体滑坡、泥石流灾害的可能性较小。 要基建开拓工程及工程量 本矿山 圈出 2 个矿体 ，根据矿体 (333)资源量 分布和 设计利用的资源量2648t， 2号矿体 为本次设计的基建矿体。 为 保证井下开采所需的“三级矿量”，矿山的主要基建开拓工程有： 矿体 的 硐、 风 井通风行人上山 井 风行人上山 井 联络巷 以 及达产所需的 1 个采场的矿块采准工程。 矿山主要基建工程量如下表所示： - 31 - 矿山主要基建工程量表 表 5 3 序号 工程名称 断面（） 开挖量（ m/ 基建工程费用 （万元） 备注 1 平硐 20/2 风井 6/ 人行梯子 3 上山 6/4 风井联络巷 0/5 平硐 16/6 风井 1/人行梯子 7 上山 1/8 风硐 0/160 9 1个矿块采切工程 2 90 产矿石 688t 合计 434/本矿山通过实施以上基建工程及工程量，可获得 ： 开拓矿量 2648t， 保有 采准矿量 1355t， 保有 备采矿量 1355t， 保有 保有的三级矿量 可 满足井下开采对“三级矿量”的要求。 （ 1）基建开拓工程主要包括：开拓、运输、通风、排水系统和采矿所需的采切及探矿工程。 （ 2）施工速度指标 平硐及沿脉巷道 100m/月； 硐室工程 500； 采切巷道 100m/月； 设计确定矿山基建期为 5 个月。 矿方法选择影响因素 本设计在选择采矿方法时，着重考虑了矿体赋存特征，矿岩稳固程度， - 32 - 开采技术条件。 某 镇赵家沟石英岩矿 矿体上盘、下盘 主要为 花岗斑岩，该类岩石致密坚硬，呈块状构造，整体结构性强，裂隙率低，力学强度相对较高，稳定性好， 抗压强度 度 工程地质 总体属于中等类型 。 矿体倾角 38 41， 矿厚平均 脉 状产出，根据上述条件该矿不需采用充填法开采。 选用 留矿 全面 法 开采 是合理的 。通过选择合理的采矿方法和矿块构成要素，可减少采掘工作量，降低采掘比，提高采矿回采率，取得较好的经济效益。 采矿方法 矿方法选择 采技术条件 开采技术条件 表 5 4 矿 体 走向、倾向 走向北北东向 ， 走向为 20，倾向为 110 倾 角 一般 38 41 矿体厚度 岩稳固性 围岩 结构稳定， f 8 12，不易出现片帮及冒顶，利于矿山开采。 矿石体重 散系数 然安息角 40 二、 采矿方法选择 根据矿体开采技术条件，该矿床矿体厚度均属于 倾斜 薄矿体，矿体上下盘围岩稳固。倾斜矿体最适宜的采矿方法为留矿全面法 。 这采矿方法矿块结构简单，管理方便，生产技术容易掌握。分别简述如下： 三、 采矿方法简述 留矿全面法（见留矿全面法采矿方法图） 1、 采场结构要素 中段高度 20m 22m 矿块长度 50m - 33 - 顶柱宽度 3m 底柱宽度 5m 2、 采准切割 沿脉运输平巷布 置在矿体下部接触线处 ； 采准天井布置在间柱内，天井每隔 5m 开凿联络巷、作行人、通风用； 切割平巷平行布置在沿脉巷上部； 矿块一侧天井耙矿巷道下部设置漏斗。 3、 回采工艺 工作面逆倾斜布置，一次推进。 采用 钻机打压顶眼。 炮眼采用梅花型排列，孔深 距 1m，排距 径 38 爆破采用非电导爆管引爆，乳化炸药 爆破，最大块度小于 300 电耙出矿，电耙布置在一侧天井上部的耙矿硐室内，绞车固定。 出矿分局部出矿和大量出矿，大量出矿时，余下的 40量在一定时 间内出完。 4、 矿块通风 利用全矿总风流通风， 新鲜风流由运输平巷通过侧翼人行天井、经联络巷进入采场，清洗工作面后，污风再通过另一侧的人行天井经 风井 排出地表。局部矿块可采用局扇进行辅助通风。 5、 采场支护 为了防止矿岩自行冒落和有效控制地压，回采过程中即刻进行采场的支护。按岩石和稳固程度，采场跨度的大小、顶板的透水性、矿石品位等情况合理选择不规则矿柱的尺寸和位置，确保采场顶板稳定。 6、 矿柱回采 - 34 - 矿房回采至顶柱位置，可在顶柱内凿 的向上式平行炮孔，用非电导爆管引爆乳化炸药起爆，将顶柱落矿，留下 上中段底柱支撑上下盘围岩，这部分矿石成为永久损失。 间柱回采可在天井及联络道内凿深度为 3m 左右的炮孔，也用非电导爆管将一个间柱一次爆破。间柱内打眼可在矿房回采结束后最终放矿前进行，最终放矿结束后即可进行起爆，崩落的矿石从矿房内放矿漏斗中放出。 7、 空区处理 由于围岩比较稳固，回采结束后，采场空间不作专门处理，利用已有的矿柱来支撑顶板岩石，以较长时间维护采空区的存在。为了安全生产，本次设计采用空场（隔离）法处理采空区，采取隔段隔离办法，在有关地点砌筑封闭隔墙，使其隔绝采空区，并利用通往地面的天井放出气流，避免 围岩冒落产生对生产区的冲击力。 8、 采准、切割、回采计算 矿块采准、切割井巷工程量 表 表 5 5 序号 巷道名称 数量 长度（ m） 断面积（ 工程量（ 备注 1 上 山 1 34 22 2 联 络 道 16 160 16个 3 切割巷道 1 50 00 4 漏 斗 6 3 6 108 6个 6 合 计 590 9、 采矿方法技术经济指标 技术经济指标表 表 5 6 名 称 单 位 指 标 备 注 采 矿 掘 进 1 2 3 4 5 矿块生产力 t/d 50 掌子面工效 t/班 7 矿石损失率 8 矿石贫化率 8 - 35 - 名 称 单 位 指 标 备 注 采 矿 掘 进 凿岩机合效 t/台班 50 采切比 t 699 350 (采掘比 ) 电 耙 台效 t/台班 50 最大块度 00 主要材料消耗 炸药 /t 8 /m 导爆管 m 钻头 个 钎子钢 /t 加强基建和生产探矿工作，从开采需要出发，探清矿体空间形态，进一步查明矿石数量、质量； 根据该矿矿体开采技术条件，合理选择运用适宜的采矿方法，合理布置矿块底部结构； 由于该矿矿体较薄，回采时应严格控制采幅宽度，注意残留矿的回收；加强采场顶板管理，避免围岩塌落，以降低矿石损失贫化； 回采时应加强采准、切割工作的指导，经常对采场两帮及回采工作进行检查；合理布置炮孔位置、方向等； 留矿 全面 法采 下的矿石需分局部放矿和最终放矿顺序，并对积压在矿房内的压矿进行处理； 矿柱回采与矿房回采统一考虑，保证矿房回采结束后，能在安全生产的前提下，尽可能多的回收矿柱，以减少矿柱矿量损失 ； 矿山在生产过程中，应安排专人对矿石质量进行管理，负责降低矿石损失、贫化措施的监督、检查等工作。 - 36 - 采掘设备 根据矿山生产作业安排，选择井下采掘设备 ， 见表。 井下采掘设备一览表 表 5 7 设备名称及型号 单位 数 量 备 注 工 作 备 用 合 计 台 1 1 2 留矿全面法 台 1 1 2 劳动定员 矿山年生产能力为 800t，根据矿山所开采的矿体赋存特性和采用的开拓方案及采矿方法，全矿所需要的劳动定员如下表 5 8： 全矿劳动定员表 表 5 8 作业别类 作业人数 备 注 生 产 工 人 凿岩爆破工 2 运搬工 2 空压机工 1 供水工 1 平场工 2 通风、安全 2 合 计 10 运 转 维 修 运输工 人 风、水、电、通风 机械维修 1 电器维修 1 合 计 2 服 务 人 员 物质保管 1 生活服务 2 合 计 3 技术 服务 技术人员 2 合 计 2 管理 人员 工作人员 2 负责人 2 合 计 4 全矿总定员 19 - 37 - 6 矿山机械 下运输 主运平硐采用人推 自制 人力胶轮车 运输 ，计 3台 ，坑内不铺轨。 压设备 一、全矿最大耗气量计算 矿山 同时工作的耗气设备为： 24型凿岩机 1台， 1台耗气量为 。 每个采区的最大耗气量： Q= 1 =4.8 。 式中： 高原修正系数， 管网漏气系数， 考虑吸气管、过滤器等引起的空压机生产能力降低的系数， 气动工具磨损系数， 二、空压机的选择 采区最大用气量是 4.8 ， 矿体坑口地表空压机站一座，配备 2 台 风冷式空压机。 型空压机主要技术参数： 排气量 5m3/气压力 却方式 风冷 - 38 - 储气罐 容积 电动机功率 30压 380V 外形尺寸 L W H 130011001660 三、在 各 采区主运平 硐 口附近各建一个空压机站，位置见总平面图。 四、压气管网 空压机站设在开拓平硐的工业广场， 由空压机站引出一条 压气干管，选用管子外径 支管采用外径为 50 无缝钢管， 风管由各中段平 硐 口送入坑内。 风自救系统 设计矿山 矿体地下压风自救系统与生产压风系统设备和管道共用。 两矿体生产系统的空压机均安装在地面，并分别配备有 2台不同型号的 型电动螺杆式空压机，所用空压机 能保证在 10常情况每个矿体生产系统有 1 台空压机工作即可满足生产压风需要，并能满足井下救灾避险供风需求。 采用单树枝状管网供气系统，从坑口空压机站沿地面架设至生产中段。压气干管选用外径外径 无缝钢管 ，分支管采用外径为 50 无缝钢管， 铺设一趟。由中段压气支管向各采掘作业地点架设压风管路 ，并在各作业地点的压气管路上安装三通及阀门、压风自救装置，压风自救装置选用型号为 过防护袋或面罩向使用人员提供新鲜空气的装置。接入矿井的压风管路在中段车场设油水分离装置，并设置减压、消音、过滤装置和控制阀，压风出口压力在 间，单个出口供风量不低于 续噪声不大于 70 一、 压风自救装置 - 39 - 压风自救装置具有减压、节流、消噪声、过滤和开关等功能，零部件的连接应牢固、可靠，不得存在无风、漏风或自救袋破损长度超过 5 压风自救装置的操作应简单、快捷、可靠 。避灾人员在使用压风自救装置时，应感到舒适、无刺痛和压迫感。压风自救系统适用的压风管道供气压力为 ，压风自救装置的供气量应在 100 150L 围内。压风自救装置工作时的噪声应小于 85 压风自救袋的安装高度以减压阀下口为标准应在 关位置便于操作。 二、压风设备能力校核 根据压风自救安装区域工作人员数量，并考虑到输气管路的漏风量和一定的富裕量按下式确定供风量。 体按照最多人数 6人计，设计每人需风量为 则避灾时需风量为： K 总 q 自 =6 式中： Q 需 所需风量 K 压风管路漏风系数、取 压风自救器安装区域工作人员不均衡系数取 总 压风自救安装区域工作的最多人数； q 自 压缩空气供给量，每人按 矿体单个空压机的供风量为 5m3/够满足需要。 三、压风自救装置安装 按照 压风自救建设要求，各主要生产中段和分段进风巷道的压风管道上每隔应安设一组三通及阀门；独头掘进巷道距掘进工作面不大于 100m 处的压风管道上应安设一组三通及阀门 。 爆破时撤离人员集中地点的压风管道上 - 40 - 应安设一组三通及阀门。 风设施 某 县 某 镇赵家沟石英岩矿 的 地下开采， 二 者 各构成一个开拓系统。 本设计采用机械通风，主风机为轴流风机，工作方式为抽出式， 安装在 口的风硐中， 主运平硐 中安设双向风门， 避免矿井漏风。 当采场采矿至 近地表时，可将顶柱与地面打通，此时用局扇进行通风。采场放炮后和巷道掘进时 亦 采用 扇进行 辅助 通风。 压计算 （一）矿井需用风量计算 矿井总风量为各回采工作面，掘进工作面、以及其它风量和矿井漏风量之和。矿井总阻力为通风网络阻力及自然压力之和。由于矿山采用对角式通风，因此矿井漏风系数取 按排尘风速计算，通过井下最大班人数校核，并结合使用的采矿工艺以及确定的生产能力，确定矿井总需风量，列表如下。 矿井总需风量及风量分配明细表 表 6 1 序号 作业项目 数量 需风 量 小计 备注 1 回采采场 1 2 备用矿块 0 0 0 3 采切、掘 1 4 硐