第十章 矿山工业场地与排土场.doc

。，。、。一、。、。幕一节 搬 述。一、。 矿山工业场地与地面生产系统是根据采矿工艺、矿石运输和地面加工等使用要求，结 合地形、地貌、地质、水文、气象、矿区地质环境等自然条件，按照安全卫生和环境保护 等的有关规定，对矿山地面各个组成部分进行全面规划与布置，使各个组成部分之间互相 联系，形成彼此协调的综合有机体。 由于各矿山生产性质、规模、开采方法、产品种类以及建设条件不同，矿山工业场地 与地面生产系统布置也各有不同。一般矿山工业场地由如下三大部分组成。 一、主要生产部分 （）露天矿山 1开采工艺过程 门）生产流程 采剥工作面穿孔一装药爆破一装车一运输，矿石运至破碎场或选矿 场，岩、土运至废石场。如图101所示。 D，I一二一三一止 189十囫二一囫二一回 山LFilyjj（一二一pij一囫一二 图10刁 露天开采流程图 门）开拓 开辟由工业场地通向采矿场，由采矿场通往破碎站或选矿厂、废石场和采 峋各工作水平之间的运输线路，建成采矿生产运输系统及水、电、风输送管网，为采 准、回采工作创造条件。 （3）采准 在矿山生产期间，为各生产水平的掘进与扩帮及剥离工作。 （4）回采 矿石回采工作。 2场地组成 露天矿山的场地组成一般有露大采矿场、矿石破碎站、选矿厂或矿石加工场、矿石堆 场、地磅站、排土场、尾矿库等。D（二）地下矿山11开采工艺过程D 井下采掘工作面与露天采剥工作面生产流程类同。】山开拓 开凿巷道（坚井、平佩斜井、溜矿井、井底车场、磁室等），建立地面DS井下开采的提升、运输、通风、排水、供电、压气、供水、通讯等系统设施。D（n采准 为回采工作掘进采矿坑道和切割工程。 1 （3）回采 采掘矿石，并运至地面。 2组成部分 地下矿山的生产系统主要有竖井、斜井、平札通风井、充填井等，以及支护设测充填设施，矿石的运输系统、矿石破碎场、选矿厂或矿石加工场、地磅站、矿石堆杖一土场、尾矿库等。二 二、辅助生产系统， 包括电力、压气、修理、供水、排水、供热、污水处理、仓库、炸药库、炸药惭厂、地面运输系统等设施。 三、行政及福利部分t 有行政办公、食堂、医疗、住宅和公用设施等g一，豢二节 矿山地面生产荔统与工业扬跑要全t 一、工业场地和地面生产系统的确定8 （一）主要影响因素l 1生产规模和服务年限，、，t 矿山的生产规模越大，所要求的场地面积就越大，生产系统就越复杂；服务年限越长，对地面设施的要求也越高。 2矿山开拓方式、开采方法与运输方式一l 各个矿山的开拓方式和开采方法不同，其场地设置也不相同，且露天开采和地下开采也各有差异；各种运输方式对场地和地面系统的布设也有很大差异，但必须满足矿山开采运输方便、经济合理、安全卫生等要求。 3矿物性质 根据矿物性质，在符合安全卫生和环境保护条件下，选择适宜的工业场地和地面生产系统，使矿物得到充分利用和开发，满足社会需求。 4矿区工程地质、水文地质及地形、气候条件t （）工程地质 一般建、构筑物要求土壤地耐力为1sksCm2以上，主要建、构筑物要求土壤地耐力在 25纯C。2。 （2）水文地质 根据地下水位高低、水质分析情况建设建（构）筑物，且不受水影响，或受其影响所引起的沉陷最小。 （3）地形 要有适宜的场地面积，充分合理地利用有利地形，尽量减少土石方工 程量。 （4）气候条件 地面生产系统与工业场地的建设，应充分考虑气候条件。它包括：历 年风向、频率、风速等统计资料，风玫瑰图、历年气温、气压、湿度、日照、蒸发等统计 资料，历年降水量资料（包括历年最高，最低及平均雨量和降雪量，日最大暴雨等），历 年最高洪水位及其范围，土壤最大冻结深度。 （5）矿区环境地质 矿山工业场地及地面生产系统的选择与布置应充分考虑地质环境 与地质灾害的影响。 5其他因素 全面考虑矿山近期建设和远景发展的关系，以及与相邻企业在生产和综合利用等方面 的协作关系。 矿山生产是动态的，随着开采工作的推进，不管是露天矿山还是地下矿山，开采对地 面工业场地的影响也在不断变化，工业场地和地面生产系统的稳定性受矿山后期生产的影 响，因此应尽量避免压矿。 （二）各组成部分布置 晋距离，降低运输成本。特别在确定出矿井 啊）口或堑沟的位置时，应充分考虑选们能的厂址位置。金属和非金属矿的选矿厂，在大多数的情况下，选择在采矿区附近（保持必需的爆破安全距离，还要考虑矿山中长期发展的需要，最好不要压矿。按地J卜件选择厂址。a） 10“25”的山坡地形。山坡上建选厂便于利用重力运输可以节省提石的费用。到目前为止国内多选用这种地形建选矿厂。b）2“矿接近水平地形。一人坡建设选厂相比其优点是，厂区通行方便，利于人员作业，利于材料运输和设备缎Z由于平土机械的改进从为将厂址挖平虽然增加平地基上石方工程量，但在建筑结构以V来改、扩建方面比在山坡建选厂更为经济。上述地形哪种为好，应根据矿山生产性质模和发展远景进行综合比较后确定。 （4）矿山企业各主要车间（厂）与居住区间的卫生防护距离 见表102。 表102 卫生防护距离表十 喜 吾 毫 2辅助生产组成部分L 门）电力站 变电所、配电所应靠近负荷中心，尽量接近用户。变电所对于露天矿c布置靠近采场爆破界限外沿的安全地段上；地下开采矿山宜布置在井（碉）口附近进出方便处。配电所一般应靠近选矿主厂房。有远景贮量的矿山企业，变电所布置需留有扩展8余地。Q （2）空气压缩机站 尽量靠近压缩空气负荷中心，并靠近主要用户的相对偏僻的地r方。露天开采矿山空气机站一般应靠近采场爆破界限外沿地带，移动式空气压缩机可放在；采场内。地下开采矿山空压机站宜在主要迸风井（嗣）口附近。选矿厂内的空压机房宜布g置在装置风动闸门的矿槽附近。机修厂内空压机宜靠近铆锻、铸造、翻砂车间。8 空气压缩机工作时产生振动和噪声，应考虑其对邻近车间、居民点、公共场所的影响。噪声防护间sh要求见表103。【 表103 噪声防护间距表r （3）机修及运输车辆修理 车间组成是根据矿山规模、生产性质、备品备件制造分工以及当地田作条件来确定。车间外形尽可能整齐、简单，按工艺要求，使生产流程合理，布置紧凑，内部运输和外部运输联系方便 （4）仓库 它是确保矿山连续正常地进行生产的必不可少的设施。根据矿山规模及原材料、备品、备件的供应及消耗的不同，仓库设施的种类也有所不同。当仓库种类较少，规模较小时，一般布设在工业场地内。 6）供水、排水设施供水。建（构）筑物应根据水源类型、水质条件、用户要求 与供水系统等因素确定。矿山企业供水一般有三种情况：生产用水系统，生活用水系统， 复用水或循环水系统。排水。矿山企业排水系统，大多采用分流制，以不同的管渠分别 排放。雨水以采用明沟排放为主，符合环保要求的生产废水亦可经雨水系统排放。选矿的 生产废水应集中于尾矿系统排至尾矿库。厂区生活污水应首先考虑用于农业灌溉。凡排出 的废水应符合国家规定的“三废l排放标准及工业企业设计卫生标准的规定。 （6）炸药库及炸药加工厂 炸药库和炸药加工厂应建在远离居民区和工业场地的独立 地段，禁止设在居民聚居的地方和风景名胜区，与周围的水利设施、交通要道、桥梁、隧 道、高压输电线路、通讯线路、输油管道等重要设施的安全距离，应符合国家有关安全规 范的规定。地面炸药库到居民区或村庄的安全距离见表104。 表104 地面炸药库到居民区或村庄的安全距离表 注；表中距离适用于平坦地形。当炸药库与其他建筑物分别位于山两侧时，根据其地形条件。其直线安全距离可 减少IO50。当炸药库与其他建筑物位于山沟内时，根据地形条件其直线安全距离应增加1050。 3行政及福利组成部分 矿山行政及福利设施一般都直接设置在工业场地内，不另外单独选择场地。当矿区较 大有可能设立单独的行政、生活区时可另选场地，以“有利生产、方便生活” 为设置 原则。 二、地面工业场地的基本要求【地面工业场地各种设施组成必须顺应生产流程进行布置，并从整体出发，全面考虑内58与外部、集中与分散、近期与远期等互相配合关系，其基本要求为：I（一）用地要求（）场地面积和外形应满足生产需要，并应有适当的发展余地，但不宜过多预留用DM，近期用地要布置紧凑！（2）尽量利用山地、坡地，其他不宜耕种的荒地，要少占或不占农田。D 门）减少用地。采取场地组合，建筑合并的措施。【（4）选择地形坡度、标高，应满足生产工艺流程和物料运输的要求。D（5）选择适宜地形，以使平整场地的土石方工程量少并便于排水。”（6）场地的地形地势要有良好的通风和日照条件。严寒地区应避开阴湿地段，炎娜区应尽量避兔日晒，山坡地段居民住宅区宜向阳。邑 总之，矿山建设需要较多的土地。矿山生产性质不同，所需要的土地数量也不同。广口下开采矿山用地少，露天开采矿山用地多。我国土地属国所有，征用土地要按国家土地迂规的有关规定办理。1 （二）工业场地选择与布置的安全要求 门）选择工业场地时，应慎重考虑地震、热带风暴等自然灾害，高温、严寒等异钻候，不利的工程地质（如流砂、淤泥、喀斯特溶洞、断层、采空区、塌陷区等）、水加质和矿区地质环境条件（滑坡、山体崩塌、泥石流、地震等）以及矿石中对人体有害眺分等的影响，优先选择对安全、卫生危害最小的工业场地。 （2）基础荷载较大的建（构）筑物，宜布置在土质均匀、地基承载力较大、地下加较低的地段。在不良地质地段布置建（构）筑物时，应采取必要的加固措施。沿山坡础的建（构）筑物，应防止滑坡、滚石、山体崩塌等危害。地下水位较高时，要注意其对g（构）筑物有无侵蚀性。忑 在较厚的m极湿陷性黄土地区、新近堆积黄上、m膨胀土等地区选择场址时，应采取医可靠的安全措施，尽量选在湿陷量小、土层薄的地段。巨 （3）工业场地宜选在地下水位较低、场地雨水和工业废水易于排出的地区，应避免选 吕在受洪水或内涝危害的地区。在山区选择场址时，应避兔山洪、滑坡及泥石流爆发对场址 医的影响。在海边选择场址时，应注意海潮、热带风暴等的影响。互 （4）工业及民用场地应不受洪水威胁，矿区建设应预防山洪危害。场地设计标高在不 医设堤防时应高于计算水位0sin，设堤防时应高于历年最高内涝水位或常年洪水位（大汛 医十w同测仪j。D （5）生活居住区、饮用水源、排土场、尾矿库、炸药库等应与场址同时选择，统一规 巨划。尾矿库应设在远离人口稠密的地区。匹 （6） 仓库、选矿厂、炸药库等的布置应统筹考虑建（构）筑物之间的防火间距和消防 医车道，以及通风与采光的要求。噪声较大的空压机房、通风机站应布置在相对偏僻的 回地方。回 门）供水 水是矿山建设条件之一，应考虑矿区地面水和地下水的供水能力。在水 回量、水质方面，应能满足矿山生产和生活用水的需要。并考虑水源开发与利用的经济性和 回可行性等问题。同时协凋矿山用水与工业、农业用水分配方面的矛盾。D （2）供电 矿山的能源主要是电能。在经济发达地区，一般建立输电网路，取得较方I便的供电条件，没有供电来源的矿山，往往需要投资建立新的电站，并人区域电网。D （四）卫生防护要求1 门）场地布置必须防止因矿山废水的排放和废石碴的排弃所产生的污染。 （2）矿石、废石堆置场地应不影响附近地区的农业生产和居住区及其他建（构）筑物 的安全。 （3）易燃、易爆及有放射性物质的贮存场地，或放射性废料堆场，要与其他场地保持 符合安全防护规定的距离。 （4）工业场地应位于居住区常年最小频率风向的上风侧，场区与居住区之间应设置一 定的卫生防护距离。在卫生防护距离内不得设置经常居住的房屋，并应绿化。 （5）饮用水源严禁设在污染区和地方病常发地区。 （五）施工条件要求 矿山企业建设必须考虑施工条件，当地施工力量、施工用地安排、施工道路与现有道 路的结合，外来料的运输、存放和就地取材的条件等问题。这些都直接影响企业的基建投 ，建设速度和施工质量。D（六）其他要求D 交通方便，不受洪水威胁，供水、排水方便，不污染环境，有利生产，方便生活，充D 邯u用已有的设施。1 三、地面运输系统布置回 矿山地面运输系统是指采矿场和选矿厂及各设施之间的交通运输线路，以及场地和选】矿厂与厂外的各单独设施联系的交通运输线路。 1（一）布置原则 1（）矿山地面运输是矿山地面总体布置的重要组成部分，应在矿山总体布置中统一规 卜屿布置。 g（2）运输方式的选择、线路系统的布置以及主要设备的确定，需要经过总体布置的方 Z 案比较，使其基建投资和经营费用达到最佳的技术经济效果。 S U）地面运输和地下采矿（或露天采场）运输相适应，保持物流顺畅，运距短捷，避 g 贼减少折返迂回，联系方便，彼此不干扰，工程量最少。 Z N）完整的运输系统应包含运输、装卸、贮存、线路养护和设备维护的全部过程，不 ”谱考虑生产时期的货物和人员的交通运输，还要考虑基建时期的运输。 瞩）运输方式和过程应尽量简单、安全可靠，倒运或更换牵引类次数要最少，使运输 。报连续不断，减少中间环节，避免多次倒运。 仆）选择路线应尽量避开耕地和经济林区；应适当减少线路的占地宽度，节约用地 硼。 （二）运输系统分类 山竖井开拓的地面运输系统 矿石和废石用罐笼或箕斗沿竖井提升至地面，然后经 猎种运输方式分别运到破碎场或选矿厂和排土场。 0 u）斜井开拓的地面运输系统 采用矿车，箕斗或带式输送机提升矿石和废石到地面，再经各种运输方式分别运到破碎场或选矿厂和排士场。J （3）平调开拓的地面运输系统 这一系统比较简单，一般地下与地面采用同一运轮“”式，将矿石和废石分别运到破碎场或选矿厂和排土场。普遍采用的是电机车窄轨铁靴输，但在现代化的矿山中，有的采用无轨运输以及带式运输机。有的矿山采用架空众。输。f （4）露天开拓运输系统 采用道路、铁路、带式输送机等运输方式，将矿石和瓤别运到破碎场或选矿厂和排土场。 （三）地面运输方式的选择 1矿山内部运输￥ 它是由地下开采的矿山井（碉）口或露天开采的堑沟向破碎场或选矿厂运送矿石，P排土场运送废石，将设备、材料运往井（碉）口或露天采场以及工业场地内各车间之m设备、材料的运输等。其运输方式的选择主要取决于采矿生产工艺要求及所选方式具有什的沈十亿嫂烽会树用D 门年产量大的矿山，运距长、运量大，多采用铁路运输。运输距离短，在3沁。E内多采用道路汽车运输。当年产量少，运距在1m，也多采用汽车运输。医 （2）地形平缓线路长，山米用铁踞坯输；地浴圾度人，还输距离义短，迫十米洲 区式庄撤机；地浴起认艾化恨人，且术用累退石糊；冗牛延捌仕十地、圾地和山地郁山以 巨米用。巨 门）与矿山开拓运输方式相结合。如地下矿山，采用平调开拓，矿石可用窄轨铁路经 平地面直接运往破碎场或选矿厂；竖井罐笼提升矿石，地面运输可继续用窄轨铁路运输；箕斗并提升矿石卸入矿仓，则根据适合条件，采用带式输送机或汽车、机车运输。露天开a。时，一般与开拓运输时采用同一方式。吕 二矿山外部运输 匹它是矿山企业向国家铁路或用户运送矿石或精矿，及由外部向矿山运送材料与设备 回等。其运输方式的选择要根据矿区交通条件、矿山运输量、地质条件，可采用准轨铁路运 严输，道路运输或水路运输。一。第三节 徘土场安全，。”。、。，； 一、排土场概述g 露天开采的一个重要特点就是要剥离覆盖在矿床上部及其周围的表土和岩石，并将其运至专设的场地排弃。这种专设的排弃岩上的场地称作排上场（或废石场）。在排土场按一定方式进行堆放岩土的作业称为排土工作。 排土工作是露天矿主要生产过程之一。合理选择排土场和组织排土作业，不仅关系着采装、运输的生产能力和经济效果，同时还涉及到对农业的影响问题。因此，露天矿排土 工作包括排土场位置的选择与排土方法的确定、排土线的形成和发展以及覆土造田、环境 保护等主要内容。 按排土场与露天矿的相对位置，排土场可分为内部排土场和外部排士场。内部排上场 是将岩土直接排弃在露大矿场的采空区内这是一种最经济的排士方法。但是内部排土场 只有在开采深度在3050。之内，倾角小于5”10”的矿体以及在一个采场内有两个开采 深度不同的底平面时才能使用，除后者之外，应一次采掘有用矿物的全厚。有条件的露天 矿应尽量采用这种经济的方法。但大部分金属露天矿不具备这种条件，故多采用外部排 士场。 二、排土场位置选择的原则 门）排土场应选在山坡、山谷的荒地，贯彻少占耕地，不占良田，缓占和晚占的方 5，避免迁移村庄。g（2）在不影响矿床近、远期开采和保证边坡稳定的条件下，尽量选择在位于露天采j 场。井口、炯口附近的开采境界以外，缩短废石运距。 门）排士场应保证不致威胁采矿场、工业场地（厂区）、居民点、铁路、道路、耕种 区、水域、隧洞等的安全。其安全距离应在设计中规定。i（4）排土场（包括水力排土场）的选址应依据可靠的工程地质资料，不宜设在工程地 轿或水文地质条件不良的地带；如因地基不良而影响安全，应采取有效措施。建设在雨量、充沛地区的沟谷型排士场，应采取有效措施，防止泥石流灾害事故的发生。 6）依山而建的排土场，应将山坡表面植被和第四系软弱层全部清除（单独堆放）， 84成阶梯状，增强基底摩擦力，提高排土场稳定性。 （6）内部排士场不得影响矿山正常开采和边坡稳定，排土场坡脚与矿体开采点之间应琶（7）在选择排土场时，排土场总容积应与露天矿设计的总剥离量相适应。Q（8）排土场尽可能布置在居民点的下风地带，防止粉尘污染居民区，防止岩土中的有 0 驯学成分带人河流和农田。 琶（9）在设计排士场时必须考虑复垦造田的可能性，制定覆土造田规划。 【根据露天矿运输方式和排土机械的不同，排土方法可分为人工排土、汽车运输推土 Z 帅s土。铁路运输挖掘机排土、排士犁排土、前装机排士。胶带机排土。 9 采用汽车运输推土机排士具有一系列优点：机动灵活，爬坡能力强，适应在各种复 搁形的排土场作业，宜实行高台阶排士，排上场内的运距短，可在采场外就近排士，而 栅上线路建设投资少，排土工艺和技术管理简单。我国多数露天矿采用汽车运输一推土 。做上。 铁路运输排土主要是应用其他移动式设备进行转排工作，如排土犁、挖掘机、排土 。前装枫、索斗铲等。国内目前以挖掘机排土为主，排士犁为辅。 露天矿排士技术与排土场治理发展趋势表现在：一是采用高效率的排土工艺提高山强度；二是增加单位面积的排土容量，提高堆置高度，减少排土场占地；三是排土场关垦，减少环境污染。g 四、排土场的安全管理 排土线的稳定对于排土安全至关重要，因为新设置的排土台阶岩土松散，孔隙率高台阶的沉降变形频繁，容易造成安全事故。铁路运输排土场随着路基下沉要经常垫道以这持路基的平稳。S 排土场的阶段高度、总堆置高度、平台高度、相邻阶段同时作业的超前堆置宽度均。应在设计中明确规定。喷o 挖掘机位于新排弃的平台边缘，应随时观察和监测平台岩土的稳定状态遇到滑跳兆，要立即将挖掘机撤离现场。排士场产生滑坡和泥石流的主要影响因素是基底的软弱2一F壳辜奏夸，；垂一之卜兰妻享户一一一手亨主主j一一香一一亡二一一二二亡量皇嘉霎巨士夸自）夸兰言二圣二二二韦圭兰弓石，二烹自妻乞一一J卜一一二一j卜一一一f一下一一JF丰吞亏互。官 汽车排土时安全事故较多，为避免事故，一般都在平台边缘留设安全车挡以保护汽9。卸载时的安全。车挡是由推土机就地堆置岩土而成，金属车挡为人工安置在平台边缘。高，台阶排上场的单位排土线受土量很大，排士线移动速度较慢，有利于采用移动式金属安全车挡。此外，为了避免局部排土工作面推进太快引起边坡失稳，在整个排土线上，应分区间歇式排土，让新排弃的岩土有充分的时间沉降和压实。 铁路移动线路的卸车地