水泥厂东矿区水泥石灰岩矿资源开发利用方案.doc

1 目录 1.概述概述4 1.1 矿区位置、隶属关系及矿山位置4 1.2 矿产资源开发利用方案编制依据 .9 2.矿产品需求现状及预测矿产品需求现状及预测11 2.1 水泥用石灰石市场需求11 2.2 产品价格分析14 3. 矿产资源概况矿产资源概况15 3.1 矿区总体概况15 3.2 设计项目资源概况 .19 3.3 矿床开采技术条件24 3.4 资源量估算28 3.5 地质报告中存在的主要问题及建议 .29 4. 主要建设方案主要建设方案30 4.1 开采方案30 4.2 防治水方案 .37 5. 矿床开采矿床开采40 5.1 露天开采境界40 5.2 矿山开采 .41 6. 环境保护环境保护49 6.1 矿山地质环境49 2 6.2 设计依据 .50 6.3 设计原则 .51 6.4 主要污染物及污染源 .51 6.5 控制污染和生态变化的措施 .51 6.6 环境管理及监测 .53 6.7 环境保护建设投资 .54 7. 矿山安全与工业卫生矿山安全与工业卫生55 7.1 方案设计概述 .55 7.2 设计依据 .55 7.3 影响矿山安全的主要因素分析及防范措施 .55 7.4 工业卫生 .62 8. 开发方案简要结论开发方案简要结论63 8.1 设计利用矿产资源储量、生产规模、矿山服务年限 .63 8.2 产品方案 .63 8.3 开拓运输方案及工业场地选择 .63 8.4 采矿工艺方案 .64 8.5 对工程项目的综合评价 .64 8.6 综合技术经济指标64 9技术经济技术经济.67 9.1 项目总投资及资金来源67 9.2 劳动定员67 9.3 经济评价 .67 3 附件：附件： 1. 山东省国土资源厅鲁国土资字2009996 号文“关于山东省 xx 市 xx 区 xx 东矿区水泥石灰岩矿资源储量报告矿资源储量评审备案的 函” ； 2. 山东省国土资源厅鲁国土资字2009287 号文关于委托出让 xx 市 xx 东矿区水泥石灰岩矿采矿权的函以及评审意见书; 3. xx 市 xx 区 xx 水泥厂设计委托书。 附图：附图： 1.图纸目录； 2.地形地质图； 3.平面布置图； 4.开采终了图； 5.2 勘探线开采终了纵剖面图； 6.4 勘探线开采终了纵剖面图； 7.露天采矿方法示意图。 4 1.概述概述 山东省建筑材料工业设计研究院受 xx 市 xx 区 xx 水泥厂的委托，根 据国土资源部国土资发199998 号文件和山东省地质矿产厅鲁地发1999 65 号文件关于矿产资源开发利用方案编制要求，参照山东省国土资源厅鲁 国土资字2009996 号文件“关于对山东省 xx 市 xx 东矿区水泥石灰岩 矿资源储量报告矿资源储量评审备案的函， ”编制xx 市 xx 区 xx 水 泥厂 xx 东矿区水泥用灰岩矿资源开发利用方案 。 1.1 矿区位置、隶属关系及矿山位置矿区位置、隶属关系及矿山位置 1.1.1 项目名称、隶属关系 （1）项目名称：xx 市 xx 区 xx 水泥厂 xx 东矿区水泥用灰岩矿资 源开发利用方案。 （2）隶属关系：xx 市 xx 区 xx 水泥厂 xx 东矿区水泥用灰岩矿隶 属岭子镇管辖。 1.1.2 项目位置、交通、地理概况 （1）项目位置：xx 市 xx 区 xx 水泥厂 xx 东段水泥用灰岩矿区位 于 xx 市 xx 区西偏南约 20km，极值地理坐标： 东经 11744361174536 北纬 363633363719 矿区范围由 12 个坐标拐点连线圈定，矿区面积 1.32km2，开采深度 +180m+397.5m。各拐点坐标值见表 1-1。 （2）交通概况：矿区交通方便，道路纵横，北侧有乡间公路通向岭 子镇、王村火车站，东侧有乡间机耕路，通行采石场运矿汽车，矿区距 xx 水泥厂原料场地 1.2km。矿区北距胶济铁路王村站 8km，距岭子煤矿 5 专用铁路线 2.5km，距 g309 国道 6km。东北距 s326 省道约 4km，东距滨 (州)博(山)高速公路约 9km，详见交通位置图(图 1-1)。 表 1-1 矿区范围拐点坐标 北京 54 坐标系西安 80 坐标系经纬度坐标 备 注 拐点 编号 x 坐标y 坐标x 坐标y 坐标经度纬度 14054900205668504054855205667941174450363719 24054900205676004054855205675441174520363719 34054650205676004054605205675441174520363711 44054520205678004054475205677441174528363706 54054520205680004054475205679441174536363706 64053500205680004053455205679441174536363633 74053500205676004053455205675441174520363633 84053624205676004053579205675441174520363637 94053690205670584053645205670021174458363640 104053990205670584053945205670021174458363649 114054400205668804054355205668241174451363703 124054260205665204054215205664641174436363658 6 （3）地理概况：xx 东矿区为低山丘陵地貌，最高标高为 397.50m， 最低侵蚀面标高 180m，相对高差 217.50m。区内地势由南而北渐次降低， 水系亦自南而北流向，地表无大的水体，仅在汛期有地表水迳流。 本区属大陆季风区气候，一年四季分明，具春季干旱多风、夏季炎热 多雨、秋季凉爽易于旱涝、冬季寒冷少雪的气候特征。年平均气温 13， 1 月份气温最低，极端最低气温-23，7 月份气温最高，极端最高气温 42.1， ，年平均降水量 630.3mm，最多年份（1964 年）为 1237.1mm，最 少的（1965 年）为 384mm。年平均降水日 81.9 天，降水多集中在夏季， 占全年降水总量的 61%。 区内经济以农业为主，主要农作物有小麦、玉米、地瓜和花生等。区 内有山东山水水泥和 xx 市 xx 区 xx 水泥、xx 矿务局岭子煤矿等大型 7 企业，也有零星的石灰石开采、加工。 区内电力资源供应充足，但水资源相对匮乏。农村剩余劳动力较多， 能够满足矿山建设的劳动力需求。 1.1.3 项目建设外部条件及开发现状 （1）项目建设外部条件： 1）矿业权设置：本矿无矿业权设置。 2）项目建设资源条件：依据山东正元地质勘探勘查有限公司 2009 年 9 月编制的山东省 xx 市 xx 东矿区水泥石灰岩矿资源储量报告 ，提交 矿区保有水泥用灰岩矿资源量（332+333）6394.7 万 t，其中 (332) 资源量 838.5 万 t、(333) 资源量 5556.2 万 t。 3）供水条件：矿区北部 2km 处新建 120 万 t /a 水泥厂的机井资料， 涌水量为 4050m3/h，水质优良，是良好的生活用水，可满足矿山生产、 生活用水的需要。 4）供电条件：矿区供电电源以 10kv 回路引自 xx 区岭子镇龙泉 35kv 变电站 10kv 母线，以 10kv lgj-350mm2架空线路，距离 1km 引至矿区 北部废石加工场地变电所。 （2）开发现状： 方案设计矿山是 xx 市 xx 区 xx 水泥厂新建 4000t/d 干法水泥生产线 配套的水泥用灰岩矿原料矿山，尚未开发利用。矿区范围内已经有两条道 路沿东、西两条冲沟到达矿区+240m 水平，其中矿区西侧的道路目前服务 于山水泥厂 xx 矿区的矿石运输，道路状况良好。 （3）存在的问题及建议 1）依据山东正元地质勘探勘查有限公司 2009 年 9 月提交的山东省 xx 市 xx 东矿区水泥石灰岩矿资源储量报告 ，本矿储量计算范围内矿岩 剥采比达到 0.5：1（m3：m3） ，剥离量相对较大，特别是矿区 1 勘探线附 8 近剥采比达到 1：1（m3：m3） ，将此部分矿石列入储量计算，不太合理。 2）矿区最高点位于 1 勘探线南部（397.5m） ，该区段夹石较多、剥离 量较大，生产初期难以达产，故主要采矿工作面布置在 4 勘探线西南侧与 5 勘探线西侧上部平台，此两处顶部剥离量较小，石灰岩矿层厚大、矿层 间基本无夹石，矿石产量相对稳定。1 勘探线南部在建设初期布置 2 个剥 岩工作面，主要是为下部采矿做剥离准备及作辅助采矿工作，以保证达产。 同时根据矿体赋存条件、矿区地形、石灰岩矿质量进行计算分析，1 勘探 线夹石大部分可以与矿石搭配使用，故设计将 1 勘探线顶部、4 勘探线西 南侧顶部与 5 勘探线西侧顶部一起开采，根据水泥厂对石灰岩矿质量要求、 按比例搭配使用，充分合理利用资源。 3）本矿剥离量较大，经过计算矿山在开采终了时共需剥离废石 1035.4 万 m3。依据矿区邻近的 xx 矿区、李里石料厂剥离废石可作为建筑材料进 行利用，块度大于 30cm，直接作为建筑块石销售；块度小于 20cm，破碎 后作为各种规格的建筑石子销售，加工工艺、方法简单。由此可见，本矿 区剥离废石绝大部分可以进行综合利用，尤其是矿层之上奥陶系第六层 （ombd-6）上部为白云质灰岩夹石灰岩，中部夹有青灰色石灰岩，下部为 豹皮状灰岩，生产过程中注意综合利用，以降低剥采比，提高经济效益。 方案设计矿山配套建设一石料厂，将其中满足建筑石料、砼骨料要求的废 石加工出售。此外部分薄层灰岩还可以用于水泥原料。 4）矿区范围内+225m 水平以上矿体被两条南北方向的冲沟分割成三个 相对独立的采区，矿山开采时需要分别修筑道路到达其顶部开采平台，道 路基建工程量相对较大。 1.1.4 以往地质工作 1、1985 年，山东省地矿局一大队提交了 1：50 万山东省石灰岩矿 产资源量预测报告 ，对本区水泥石灰岩的成矿条件、资源量进行了初步 9 评述和预测。 2、19901996 年，山东省第四地质勘查院完成了 1：20 万 xx、临 朐、沂水幅区调工作，对该区的基础地质进行了调查，进行了该区的区域 地层划分和区域构造格架研究。 3、19971999 年，山东省第四地质勘查院和中国地质大学（北京） 联系完成了 1：5 万 xx、文祖幅区调工作，查明了本区不同地层的分布、 规模、岩性特征，对指导找矿具有现实意义。 4、2002 年，山东省地矿工程勘查院在本区进行了选点勘查，估算 xx 矿区水泥用石灰岩资源量 2.66 亿吨，其中特级品 1.97 亿吨，i 级品 0.31 亿吨。 5、2002 年 811 月，山东省第四地质勘查院在本矿区西南侧进行了 勘探工作，目的是为山水集团提供石灰岩资源基地，勘查矿层为奥陶纪马 家沟组五阳山段。同年 11 月提交山东省 xx 市 xx 东矿区水泥石灰岩矿 勘探地质报告 ，求得水泥用石灰岩矿(331)+(332)+(333)资源量 1.66 亿 t。 国土资源部于 2002 年 12 月 25 日下发“国土资认储字【2002】280 号”文 进行矿产资源储量认定。 6、山东正元地质资源勘查有限责任公司按照国家现行规范要求，自 2009 年 5 月 10 开始，通过资料收集、野外调查和室内资料分析论证，查 清了山东省 xx 市 xxxx 东段石灰岩矿区资源储量情况。于 2009 年 9 月 10 日提交了山东省 xx 市 xx 区 xx 东矿区水泥用灰岩矿资源储量报告 。 矿区查明水泥用灰岩矿资源储量 6394.7 万 t，其中（332）838.5 万 t，(333)5556.2 万 t。 1.2 矿产资源开发利用方案编制依据矿产资源开发利用方案编制依据 （1）国土资源部颁发的矿产资源开发利用方案编写内容要求及 10 其他相关的法律法规； （2）山东省国土资源厅鲁国土资字2009287 号文关于委托出让 xx 市 xx 东矿区水泥石灰岩矿采矿权的函以及评审意见书; （3）山东正元地质资源勘查有限责任公司 2009 年 10 月提交的山 东省 xx 市 xx 东矿区水泥用灰岩矿资源储量报告及山东省国土资源厅 鲁国土资字2009996 号文“关于山东省 xx 市 xx 区 xx 东矿区水泥石 灰岩矿资源储量报告矿资源储量评审备案的函”; （4） 中和人民共和国矿产资源法（1993.5.1）； （5） 中华人民共和国矿山安全法1993.5.1； （6） 金属非金属矿山安全规程 （gb164232006） ； （7） 爆破安全规程 （gb67222003） ； （8）其他有关的国家法规、文件; （9）xx 市 xx 区 xx 水泥厂与山东省建筑材料工业设计研究院共同签 订的建设工程设计合同及方案设计委托书。 11 2.矿产品需求现状及预测矿产品需求现状及预测 2.1 水泥用石灰石市场需求水泥用石灰石市场需求 2.1.1 水泥用石灰石矿现状及加工利用趋向 石灰岩是由方解石组成的的一种碳酸岩类沉积岩，是地壳中分布最广 的矿产之一。石灰岩在冶金、建材、化工、建筑、农业等行业都是重要的 工业原料。国内当前石灰岩用量最大的是冶金、建材行业。在建筑材料工 业中，大量的石灰石用于水泥工业生产硅酸盐水泥，我国目前水泥年生产 量约 8 亿 t，需要大量的石灰石资源。作为水泥生产主要原料的石灰石， 化学成分中除 50%的氧化钙外，其余大部分是二氧化碳，在水泥窑中煅烧 时二氧化碳变成废气而逸散了，也就是说石灰石在运输过程中有 40%左右 的运量是废物。水泥成品作为大量使用的普通建筑材料销售价格较低，因 而主要生产原料石灰石矿距工厂越远越不经济。故水泥工厂建厂时一般考 虑到水泥矿山的特点，厂区建在有石灰石资源的地区，并根据石灰石矿床 的规模和矿石质量确定建厂规模和工艺方案，厂区原则上靠近矿山建设。 如山东省石灰岩出露地表的范围大体在北起济南xx昌乐，南到枣庄 临沂，西到肥城梁山，另外在嘉祥、胶东的栖霞、蓬莱等地也有零星 出露。故此山东多数的水泥厂集中在枣庄、临沂、济南、xx、潍坊等资 源充足的地区。 方案设计开发利用的 xx 市 xx 区 xx 水泥厂 xx 东矿区水泥用石灰 岩矿矿石质量好，有害组分含量低，尤其适用于生产水泥，为 xxxxxx 水泥厂今后生产高标号优质水泥提供了理想的石灰石原料，矿山距厂区距 离约 1.2km，运距较合理。 12 2.1.2 市场需求及主要销向预测 水泥工业是我国建筑、原材料业重要组成部分，我国是世界水泥消费 和水泥生产最主要的大市场。 2005 年全国全年水泥产量 103444 万 t，产 量比上年同期增长了 11.8%，全国累计生产水泥熟料 75727 万 t，熟料产量 比上年同期增长 15.5%，其中预分解窑熟料产量为 30077 万 t，同比增长 48.6%。2006 年水泥生产处在周期的收缩期，增长率有可能出现稍低于 gdp 增长的情况。由于固定资产投资保持较高增长走势，预测需求达到 11.211.4 亿吨左右，水泥增长率在 7-8%左右，2006 年的产量在 11.5 亿 吨左右。2005 年全年水泥制造业累计完成产品销售收入 2608.35 亿元，同 比增长 16.2%；实现利润总额 80.50 亿元，同比下降 38.7%。2005 年全年 水泥累计出口量为 1137.25 万 t，同比增长了 89.0%；出口金额为 40602.29 万美元，同比增长了 101.0%。水泥销售 fob 价格为每吨 35.97 美元， 2006 年 36.2 美元，2007 年底出口价格为 53.82 美元，与上年同期比上涨 了 17.62 美元。扣取人民币相对增值的部分还增长了 1.3 美元。说明出口 量和价格都在不同程度的上涨。 有关专业人士预测，2010 年世界水泥消费量将达 22.3 亿吨。2010 年 以前美国将继续扮演领头羊的角色，预测 2010 年美国的水泥进口量可能 达 3000 万吨。预计今后 56 年内，全世界的水泥工业将经历全球性的重 大兼并重组整合的过程，2010 年将有 75%的产能会卷入兼并浪潮，特大型 的跨国集团将应运而生，这对我国水泥及混凝土集团也是一个机遇和挑战。 我省近几年主要是狠抓水泥工业的结构调整，正在逐渐淘汰落后的立 窑，大力发展新型干法水泥。特别是 2002 年以来，我省新型干法水泥的 发展进入一个高潮，2002 年当年建成 3 条，投入建设 11 条；2003 年建成 13 新型干法线 12 条，新增水泥能力 1340 万 t；2004 年建成投产 10 条，新增 能力 1500 万 t，2008 年后在建的还有多条大中型干法水泥生产线，这些生 产线建成投产后，届时全省新型干法水泥的生产能力将占水泥总生产能力 的 60%。 在结构调整中，一批大企业、大集团脱颖而出，迅速发展壮大。xx 市 xxxx 水泥厂把“做大做强水泥主业”确定为集团的基本发展战略，集中 力量做好企业发展工作。2008 年以来，为做大做强水泥生产主业，该公司 新建了 4000t/d 回转窑生产线。xx 市 xxxx 水泥厂生产的“建磊”牌水 泥质量稳定，早期强度高，凝结硬化快，远销青岛、无锡、昆山、天津等 大中城市，深受用户的好评和信赖。 该项目符合国家产业政策，有利于企业发展，具有较好的经济效益和 社会效益。 山东省的石灰石资源储量大，而且分布较广，水泥工业所需的煤炭、 石膏等资源也很丰富，这就使得大大小小的水泥厂几乎遍布全省 17 个地、 市。因此，结合山东的水泥工业布局，本项目的目标市场，应在满足 xx 市需求的基础上，还可以利用本项目邻近高速公路的优势，销往对水泥需 求较大的经济发达地区，如青岛、日照、潍坊地区，依靠质量、价格等竞 争优势进入市场。 xx 市 xxxx 水泥厂水泥用石灰岩矿地处 xx 市、济南市、莱芜市之 间，随着国民经济的快速发展和城市化进程的加快，城市基础设施和一批 重点工程建设需要大量优质水泥，前几年经济效益一直不错，尤其是今年 下半年以来，新型干法水泥生产产品一直处于紧俏状态，市场前景持续看 好。 水泥用石灰石作为生产水泥的主要原料，矿山一般作为水泥工厂的配 套工程与工厂同时建设，石灰石的开采量是根据水泥工厂的需求量而确定 14 的。因此水泥的市场需求量决定了水泥石灰石的市场需求。 2.2 产品价格分析产品价格分析 xx 市 xxxx 水泥厂水泥用石灰岩矿生产的矿石，全部供应本厂水泥 生产，一般不对外销售。经预测石灰石开采生产成本约 68 元/t，参照市 场售价矿石销售价约 1113 元/t。 15 3. 矿产资源概况矿产资源概况 3.1 矿区总体概况矿区总体概况 3.1.1 矿区总体规划情况矿区总体规划情况 xx 市 xx 区 xx 水泥厂水泥用石灰岩矿为独立的石灰岩矿，经 xx 区进行总体规划、xx 市国土资源局批准。矿区未进行规模开采，仅有两 三处小采石场。本次矿产资源开发利用方案所设计的水泥用灰岩矿开采对 象为矿区内通过地质核实工作证明的资源储量矿段，矿山开采主要为 xx 市 xxxx 水泥厂 4000t/d 新型干法水泥熟料生产线供应生产原料石灰石。 矿山地处低山丘陵区，距水泥厂距离约 1.2km，矿区自然地形较完整。 3.1.2 区域地质区域地质 矿区位于鲁西地块北部边缘，属华北地层区鲁西地层分区泰安地层 小区。矿区内地层为奥陶纪马家沟组、石炭纪本溪组和石炭二叠纪太原 组。 北西向断裂、北北东向断裂和近东西向断裂时区内的主要构造， 地层总体上呈单斜层状向北缓倾，倾角 520。局部发育平缓的背 向斜褶皱构造。 区内岩浆岩活动较弱，仅在矿区西南部发育一条北北东向闪长岩脉， 长 100m，宽 0.52m。 区内矿产以水泥用灰岩矿最为丰富，广泛分布的马家沟组五阳山段、 八陡段石灰岩是良好的水泥用灰岩原料，也是良好的建筑用石料（石子、 碎石等） ，次为发育在太原组内的焦宝石矿、铝矾土矿等矿产资源。矿区 16 北部还有丰富的煤炭、石英岩、铁矿等矿产。 1.矿区地层 矿区位于鲁西地块北部边缘，属华北地层区鲁西地层分区泰安地层小 区。矿区地层为古生代奥陶纪马家沟组、石炭纪本溪组、石炭纪二叠纪 太原组、第四纪山前组。 奥陶纪马家沟组（om）： 在矿区广泛分布。自下而上有土峪段(omt)、五阳山段(omw)、阁庄段 (omg)和八陡段(ombd)。 (1)土峪段(omt)：厚 6090m，岩性为灰色厚层状角砾状灰岩、泥灰 岩、细晶白云岩夹白云质灰岩。顶部有古喀斯特溶洞充填和裂隙，与下伏 北庵庄段呈整合接触。 (2)五阳山段(omw)：厚 195255m，矿层产于该段中。自下而上分 个组合层。第一组合层：岩性为深灰色厚层微晶灰岩、粉屑灰岩夹薄层泥 云斑灰岩、夹薄层细晶白云岩。第二组合层：岩性为灰色中厚层状含生物 碎屑粉屑灰岩、深灰色泥云斑灰岩、微晶白云质灰岩。第三组合层：深灰 色中厚层泥云斑灰岩、粉屑灰岩、微晶灰岩夹薄层白云岩。 (3)阁庄段(omg)，厚 4060m，岩性为褐灰色中厚层白云质灰岩、细 晶白云岩偶夹薄层微晶灰岩。 (4)八陡段(ombd)，厚 100130m，岩性为青灰色微晶灰岩夹少量泥质 灰岩。 石炭纪月门沟群本溪组(cyb) 分布在矿区西北部黄家峪一带，厚 1835m，岩性为紫红色页岩、铁 铝质泥岩、铝土岩及褐色细砂岩，偶夹薄层微晶灰岩，底部为“g”层铝土 17 或铁质铝土，与下伏马家沟组八陡段呈假整合接触。 石炭纪二叠纪月门沟群太原组(c2p1yt) 分布于矿区西北部黄家峪一带。厚 101157m，岩性为黄绿色中粗粒 长石石英砂岩、黑色页岩及煤层。底部以蓝灰色页岩与下伏本溪组分界。 第四纪山前组(qerror!) 仅在矿区北部、东南部和 3 线附近山前坡脚分布，岩性为黄土状粉土、 含砾粉质粘土。厚度500m，使矿区地下潜水位 下降到 500m 以下；矿区南部北石峪村的一眼民用机井，井深 500m，孔口 标高 200m 左右，日涌水量仅几十立方米。因此，矿区应属地下贫水区。 居民用水由矿区南 30km 处的一水库远程供水。 据矿区北部 2km 新建厂一处机井资料，其涌水量为每小时数十立方米， 水质优良，是良好的生活用水，可满足矿山生产、生活用水的需要。 矿区地面标高 212397.5m，矿区北 200m 山沟最低标高 180m。资源 量估算范围内，矿层标高为 180397.5m，而矿区潜水位埋深已达 500m 以下，因此，未来矿山露天开采，主要受大气降水影响，不受地下水影响。 在开采 212m 标高以上矿层时，大气降水可自然疏干，212m 标高以下矿层 需挖掘排水沟或进行机械排水。 3.3.1.2 矿床汇水量预测 未来矿床充水因素为大气降水。矿区西南、南、东及东北地势较高， 26 汇水面积 f=5.36km2。年最大降水量 amax=1.2371m(1964 年)，年平均降水 量 a=0.6303m，雨季占 74%，疏干时间 t=92d(6、7、8 月)，入渗系数为 0.2。则 (1)正常年份雨季平均日汇水量 q=fas(10.2)/t =5.361060.630374%(10.2)/92=21739(m3/d) (2)采坑最大日汇水量 qmax=famax(10.2)/t =5.361061.237174%(10.2)/92=42668(m3/d) 上述涌水量是按雨季平均计算的。实际上，由于雨季降雨的不均匀性， 该计算结果可能偏小。因此，未来开采中应根据降雨的实际情况及生产需 要决定排水时间，调整排水量。 由于大气降水的影响，未来矿山可能产生山洪和矿坑积水，在生产过 程中，要严加防范，密切注视，采取必要的措施，防止安全事故的发生。 综上所述，矿床水文地质条件简单。 3.3.2 工程地质工程地质条件条件 3.3.2.1 矿区矿层及围岩稳定性 矿石为厚层状灰岩，隐晶泥晶微晶结构，块状构造，矿物成分主 要为方解石，含少量白云石，岩石坚硬，平均抗压强度 56.94mpa，抗风化 能力强。 矿层顶板为马家沟组阁庄段。其岩性变化较复杂，主要有泥质灰岩、 灰质白云岩、白云质泥灰岩、泥质白云岩等，其中泥质灰岩抗风化能力弱。 27 jc1、jc2 夹层主要为泥质灰岩、白云质灰岩、泥质白云质灰岩。与矿层整 合接触，产状相同。其物理性质与矿石基本一致，抗风化能力比矿石稍弱。 平均抗压强度 52.82mpa。 3.3.2.2 边坡稳定性 未来矿山为山坡露天开采，矿石和围岩为石灰岩和白云质灰岩、泥质 灰岩，均为未风化坚硬岩石，倾角较小，最终采场最大边坡在矿层底盘， 最终开采边坡角 60，相对较稳定。 综上所述，矿区工程地质条件简单。 3.3.3 环境地质环境地质条件条件 矿区及附近未发现文化古迹、风景区，开采过程中不会破坏文化古迹。 生产过程中采出的围岩、矿石不含有毒及有害元素，不含放射性物质， 矿山开采不会对当地生态平衡造成明显影响。 矿山开采活动在地下水位以上进行，无须动用地下水。矿山开采过程 中不产生对地下水有污染的有毒、有害物质。矿山开采对当地地下水基本 无影响。 矿山开采对当地自然景观有一定的破坏作用，但矿山处于缓坡地带， 有利于复垦、绿化和环境治理。 矿山开采过程中不可避免地会造成一定程度的粉尘和噪声污染。建议 在矿产资源开发利用方案的编写和进行矿山初步设计时及生产过程中对其 采取有效的措施，尽量降低噪声和粉尘的污染程度。 矿山开采过程中所产生的废石应尽量综合利用。对不能利用的废石应 28 采取回填邻近废采坑、或山沟洼地的办法进行处理。尽量避免因地表堆放 而造成二次污染、占压农田及影响当地自然景观。 综上所述，矿山为山坡凹陷露天开采，开采标高在地下水位以上， 不受地下水的影响；矿山地形特征有利于大气降水的自然排泄，水文地质 条件、工程地质条件简单；矿山开采环境地质条件良好。矿区开采技术条 件综合类型为简单型()。 3.4 资源量估算资源量估算 3.4.1 资源量估算范围和工业指标 按照冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范， 结合矿区实际情况，确定本次资源量估算指标如下： (1)矿石质量指标 i 级品矿石：cao48%； mgo3%； k2o+na2o0.6% ii 级品矿石：cao45%； mgo3.5%； k2o+na2o0.8% 个别样品达不到上述质量指标时，允许在任意连续 8m 内进行加权平 均处理。处理后达到质量指标者，圈入相应矿层。 (2)开采技术条件 矿石最低可采厚度：8.0m； 夹石剔除厚度：2.0m； 29 最低开采标高：180m； 安全爆破距离：300m； 矿层开采最终边坡角：56； 最终底盘宽度：60m； 剥采比：0.5：1。 3.4.2 资源储量估算范围、对象 资源量估算平面范围为矿区拐点圈定的范围(表 1-1)，最低可开采标高 为 180m。估算对象为水泥用石灰岩。 3.4.3 资源储量估算结果 经估算，矿区水泥用灰岩矿资源量 6394.7 万 t，其中：(332)838.5 万 t、(333)5556.2 万 t。全部为 i 级品。各矿层资源量见表 3-3。 表 3-3 资源量估算结果汇总表 资源量(万 t)品位/% 矿层 编号(332)(333)合计caomgok2ona2ok2o+na2o 94.3825.8920.1 52.73 1.35 0.127 0.028 0.152 744.24730.45457.6 51.89 1.40 0.140 0.030 0.169 合计838.55556.26394.7 52.02 2.58 0.129 0.054 0.157 3.4.4 剥离量估算结果 本矿区剥离量 1238.1 万 m3，其中夹石量 951.4 万 m3，外剥离量 286.7 万 m3。矿石总体积为 2395.1 万 m3，剥采比 0.5:1。 3.5 地质报告中存在的主要问题及建议地质报告中存在的主要问题及建议 （1）矿区内水文资料缺乏，对于地下水情况了解有限，因此建议矿 山开采时加强矿山水文地质工作，以指导矿山的防治水。 30 （2）依据山东正元地质勘探勘查有限公司 2009 年 9 月提交的山东 省 xx 市 xx 东矿区水泥石灰岩矿资源储量报告 ，本矿储量计算范围内剥 采比达到 0.5：1（m3：m3）,剥离量相对较大，特别是矿区 1 勘探线附近 剥采比达到 1：1（m3：m3） ，将此部分列入储量计算，不太合理。 4. 主要建设方案主要建设方案 4.1 开采方案开采方案 4.1.1 建设规模和产品方案 4.1.1.1 建设规模 （1）建设规模确定的原则： 设计可利用的矿石储量及开采技术条件的可能性； 矿山建设单位对矿山建设规模的意见； 产品在市场上的销售情况； 国家对该类水泥厂所需原料矿产的最低开采规模要求。 （2）合理建设规模的确定 按照开采技术条件确定生产规模 根据地质报告，该矿山为山坡凹陷露天矿，必须采用自上而下水平 分台段开采；矿区资源储量范围内被两条天然大冲沟分割成三个山体 （1、4 勘探线西南侧及 5 勘探线北侧） ，每个山体相对独立，若分别布置 工作面进行开采，可以实现 3-4 个水平同时开采，建设规模可达 200 万 t/a 以上。 按照水泥厂水泥生产需要确定生产规模 山东省 xx 市 xx 区 xx 水泥厂 xx 东矿区水泥用灰岩矿，为 xx 市 xxxx 31 水泥厂新建的 4000 t/ d 水泥熟料生产线专门供应石灰石原料，开采的矿石 为水泥用石灰岩矿，全部运往水泥厂，最终产品为石灰岩原矿。 依据 xx 市 xxxx 水泥厂水泥生产的需要，合理的生产规模应为 150 万 t/a。 故方案设计最终确定的生产规模为 150 万 t/a。 （3）生产规模的验证 按照开采技术条件验证生产规模 本矿在 1、4 勘探线西南侧及 5 勘探线西北侧各布置一个工作面，工 作面长 150m 以上，可以布置 3-4 台 2m3的挖掘机进行生产（2m3的挖掘机 2 班生产台年生产能力达 50 万 t 以上） ，可以保证年产 150 万 t 的生产规模。 按照合理的服务年限验证生产规模 按照本矿石灰石资源储量来看，本矿为中型矿山，以设备折旧速度及 建筑的使用年限考虑，合理的服务年限应在 20 年以上，按照山东省 xx 市 xx 区 xx 东矿区水泥用灰岩矿资源储量报告 ，矿山在勘探范围内共求 得石灰石资源储量总计为 6394.7 万吨， ，勘探范围内石灰石资源全部可用， 可利用资源量为 6394.7 万 t，若生产规模为 150 万 t/a，则服务年限为 42a，大于 20a，故所确定的生产规模是合理的。 （2）产品方案 水泥石灰岩矿山可供选择的产品方案一般为两种。 第一方案：矿山经穿孔爆破后，矿石块度小于或等于工厂破碎机入 料口（本矿山为1000mm）的矿石产品方案，即矿石粒度1000mm 的块 石方案。 第二方案：矿山经穿孔爆破后，又经破碎机破碎粒度75mm（工 厂要求）碎石，其成分符合水泥用石灰质原料化学成份指标要求的碎石方 案。 32 由于本矿水泥厂距离矿山较近，矿山破碎机设在水泥厂原料场地内， 方案设计的最终产品方案为块石方案，矿山经穿孔爆破后尺寸1000mm 块石装车后运至水泥厂原料堆场。 4.1.2 确定开采储量 根据矿资源储量报告中提交，矿区范围内共求得石灰石资源储量 总计为 6394.7 万 t，设计根据矿床开采技术条件和储量计算范围，以保证 剥采比经济合理和最大程度利用资源为原则，按照设计确定的边坡要素圈 定矿山开采境界。 境界圈定后经计算，开采境界范围内开采储量为 6116.7 万 t，回采率 为 95.7%，其中损失部分主要为两处： 一处为 1 勘探线南侧储量计算边界以北 150m 范围内，由于剥采比较 大，已经达到 1.87：1，开采此段矿石经济上不合理，故没有将此部分矿 石进行开采利用，损失矿量 48 万 t。 另一处为矿区储量计算东、西边界由于最终境界边坡压矿，损失矿量 约 230 万 t。 表 4-1 各台段储量计算表 台段标高 （米） 废石量 （万 m3） 矿石量 （万 m3） 矿石量 （万吨） 开采量 （万吨/年） 服务年限 （年） 375 以上5.6380 001500 360-37511.3479 12.136132.40341500.21 345-36024.153810.526428.10551500.18 330-345 26.6596 23.546962.8702150 0.40 315-33037.107048.3932129.20981500.83 300-31545.455977.6603207.35301501.33 285-300130.5848110.7290295.64641501.90 270-285146.3056164.0771438.08581502.81 33 255-270249.8792 149.5647399.33771502.56 240-255151.8263 405.70011083.21931506.94 225-24068.2371544.13381452.83721509.31 210-22557.0657 483.59161291.18951508.28 195-21042.4563192.6734514.43801503.30 180-19538.6987 68.5932183.14381501.17 总 计1035.41592291.25246116.643815039.20 4.1.3 矿床的开采方式 （1）矿床开采方式 根据矿区矿体赋存条件和开采技术条件，开采的石灰岩矿体大部分赋 存于近地表，矿山开采的中前期适宜采用山坡露天开采，+225m 以下需采 用凹陷式露天开采，所以矿山开采形式为山坡凹陷露天矿，矿山自上而 下划分为若干台阶、分台阶开采，其中+225m 水平以上为山坡露天开采。 （2）首采地段的确定 本矿首采地段确定的原则： 矿山首采地段应选在储量可靠、矿石质量稳定、剥采比较低的位 置； 尽量减少矿山基建时间、基建投资，保证矿山在最短的时间内达 产、盈利； 在矿山生产初期剥离量较大的情况下，尽量选择剥离量较小的地 段，减少可搭配夹石的临时堆存量。 选择初期开采的位置应在厚度较大，矿石品位较高，开采技术条 件较好的位置。 按照以上原则，同时考虑到本矿的实际情况，石灰岩矿石全部为 i 级 品。1 勘探线附近夹层较多，但绝大部分经配矿后可以满足水泥用灰岩质 34 量要求，故首采地段确定在 1、4 勘探线西南侧及 5 勘探线西北侧，其中 4 勘探线西南侧及 5 勘探线西北侧（上部剥离量在基建期内完成）为主要 采矿地段，1 勘探线南侧夹层较大、较多（绝大部分可以搭配使用） ，作为 辅助采矿地段。这样将 4 勘探线西南侧、5 勘探线西北侧采出的石灰岩矿 石与 1 勘探线南侧可以搭配使用的夹石配矿，既可以减少其临时堆存量、 降低了剥采比，提高了矿区石灰石资源利用率。 4.1.4 开拓运输方案及厂址选择 （1）开拓方案 改革开放 30 多年，我国露天矿设备经过引进消化到自行设计制造， 大型露天矿设备已达到世界先进水平，石灰岩矿山露天开采目前较普遍采 用公路开拓汽车运输方案，从穿孔凿岩、集堆装矿、自卸汽车运输等大型 机械设备的国产化率已达到 95以上。铁路开拓运输方案和斜坡卷扬开拓 运输在水泥灰岩矿山已很少采用。 根据本矿区矿体地形条件，矿山开采最低标高+180m，最高开采标高 397.5m、相对最大高差 117.5m。设计可考虑采用的开拓运输方案主要有公 路开拓和斜坡卷扬开拓两种水泥用灰岩矿山常采用的开拓方案。公路开拓 汽车运输方案和斜坡卷扬开拓运输方案各自的特点如下： 公路开拓汽车运输方案：除生产经营成本略高外，与斜坡卷扬开拓运 输方案相比有以下优点： 挖掘机装矿、汽车运输工作线较短，可以提高矿山的开采强度； 公路曲线半径小、坡度大、降段工程量小，施工方便，新水平准备 快； 汽车运输机动灵活，便于矿岩、夹石的分采分运，也便于质量优化 搭配； 35 剥采装运生产工艺管理简单； 便于多矿点、多个工作面同时或有选择的开采。 斜坡卷扬开拓运输方案：采矿工作面多采用汽车运输，从坑底到地面 多采用卷扬机箕斗提升运输，矿石出坑后仍需要汽车转载运输，较直接用 自卸汽车运输方案多两次转载。该方案基建周期较长，基建工程量大，初 期投资和经营成本均高于公路开拓汽车运输方案。 根据本矿区高差相对较小，运距短等特点，适于汽车运输。最后综合 考虑确定本矿山采用公路开拓汽车运输方案。 本矿在开采+225m 水平以上时（山坡开采部分） ，采用移动坑线开拓 方式，按树枝式方式布线，按划分的台阶标高沿地形开段沟，沿矿体走向 布置工作线，垂直走向单侧推进。 本矿在开采+180m+225m 水平时（凹陷开采部分） ，采用螺旋式布 线方式，总出入沟布置在矿区东侧冲沟的+225m 水平上，线路布置在矿区 北侧边界最终边帮平台上，线路环绕上盘及端部边帮螺旋式下降，矿山开 采时沿矿体走向布置工作线，垂直走向单侧推进。 （2）各采场开采阶段划分及运矿道路连接 根据 xx 东矿区水泥用灰岩矿赋存条件和拟定的开采技术方案，矿山 开采上部+225m 水平以上矿体为山坡露天开采，+180m225m 水平为凹 陷露天开采，开拓初期，共设置三个各自独立的露天采场，3 个采矿工作 面、2 个剥岩工作面。自上而下划分采剥台阶及运矿道路连接叙述如下： 采场位于 5 勘探线西北侧，共设 8 个台阶，分别为 +300m、+285m、+270m、+255m、+240m、+225m、+210m、+198m，台 阶高度 15m，+225m 以下为凹陷露天开采。运输公路从山底+225m 水平修 至山顶第一开采水平+300m 水平，线路长为 862m，线路高差 75m，平均 线路坡度 8.7%。 36 采场设置在 4、5 勘探线之间，共设 9 个台阶，分别为 +330m、+300m、+285m、+270m、+255m、+240m、+225m、+210m、+19 5m，台阶高度 15m，+225m 以下为凹陷露天开采。运输公路沿矿区西侧 原有道路前进至山底部+240m 水平，然后从该水平修筑运输道路至山顶第 一开采水平+330m 水平，线路长为 1071m，线路高差 90m，平均坡度 8.4%。 采场位于 1 勘探线南部，共设 13 个台阶，分别为 +375m、+360m、+345m、+330m、+300m、+285m、+270m、+255m、+24 0m、+225m、+210m、+195m、+180m，台阶高度 15m，+225m 以下为凹 陷露天开采。运输公路沿矿区东侧冲沟内的原有道路前进至山底部+260m 水平，然后从该处修筑运输道路至山顶第一开采水平+375m 水平，线路长 为 1277m，高差 115m，平均坡度 9%。 方案设计通往三个采场的道路为相对独立的运输道路，均为半固定线 路，其服务作用随着矿山开采水平的下降而逐渐消失，本矿的固定线路为 凹陷开采最终境界边帮上的线路及总出入沟至水泥厂原料堆场（颚式破碎 机）及矿山废石场的道路。设计道路路面均宽 10m,采用泥结碎石路面，最 小转弯半径为 20m。 方案设计矿山投产初期为 3 个独立的山坡露天采场，分别为采场、 采场、采场，3 个采场同时开采，设计 150 万 t/a 灰岩原矿的工作任务 主要安排在 i、ii 两个采场内进行。采场先期进行剥离。正常采矿时， 为了确保采出矿量，采场作为、采场的辅助生产采区。 采场和采场是上述三个采场中的两个独立的骨干采场，在整个生 产期内，它能起到稳产、高产的作用。 （3）运输 矿山各采场经穿孔爆破后符合水泥厂（颚式破碎机进料口）块度要求 37 的灰岩原矿由液压挖掘机装车、自卸汽车运输到水泥厂原料堆场，平均运 距 1.2km。 （4）厂址选择 矿山工业场地包括矿山办公室、材料库及备件库，食堂、机修车间等 建筑物，场址必须布置在开采和爆破安全警戒线以外靠近上山公路，地势 较为平坦的地方。场地不允许被山洪或雨水浸蚀。由于矿山距离厂区只有 1.2km，由公路直接相通，来往交通方便，为了减少占地和重复建设，故 矿山管理及主要服务设施设在厂区。矿山只建设矿山管理人员值班室和工 人上下班休息室，其位置与剥离废石的加工车间在一起。矿山变电设施应 设在破碎车间变电所内。 矿山不建爆破材料库。爆破材料需要量、品种及爆破时间，按计划报 告当地公安民爆管理部门，由公安民爆部门按计划要求送往爆破现场。 矿山不建柴、汽油库和加油站，由专用加油车取送。 4.2 防治水方案防治水方案 该区地处低山丘陵地区，侵蚀剥蚀残余丘陵地貌，采场地面标高一般 在+212m+397.5m，总体地势西南、南、东及东北高，最低侵蚀基准面 为+180m；整个矿体位于地下水侵蚀面以上。本矿区开采方式为露天开采， 最低开采标高+180.0m。该地区地表水不发育，大气降水较充沛，年平均 降水量为 630.3mm，年最大降雨量 1237.1mm。矿山在进行露天开采时 （+225m 水平以上） ，大气降水全部自流排至境界外。开采+225m 以下水 平台阶时（+210m、+195m、+180m 水平）需设排水设备。地质报告提供 的矿坑正常汇水量 21739 m3/d，最大汇水量为 42668m3/d，由于在露天坑 开采境界边缘上部设置了截、排水沟，矿坑以外的水可沿水沟排走。方案 38 设计根据露天坑汇水面积、露天坑正常汇水量为 3488 m3/d， 30 年一遇日 最大汇水量 6846m3/d 来选择排水设施的。 4.2.1 雨季防排水 首先在露天坑开采境界边缘设防水沟截水，预防汛期地表径流水流入 露天坑，防水沟顶宽 1.5m，底宽 1m，深 1m，工程量为 5503m3。 采场山坡露天部分（凹陷闭合圈标高以上） ，采用自然排水方式。采 场外部的大气降水由境界周围的截、排水沟排走。工作平台应具有 13%的 排水坡度，开采终了平台应留有不小于 3%坡度，以有利于将采场内部汇 水自流排至境界外。 其次是凹陷露天坑排水，凹陷闭合圈标高为+225，最终底板标高为 +180m，相对标高排水差为 45m，在采场+225m 水平设固定泵站，以后随 着开采深度的增加，可陆续增设半永久（临时）泵站。增设半永久（临时） 泵站时间为矿山服务期的最后 810