某县同达铁矿4矿区4号矿体开采可行性研究.doc

某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 某县同达铁矿某县同达铁矿 4 4 矿区矿区 4 4 号矿体号矿体 开采可行性研究开采可行性研究 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 目目 录录 1 1 总论总论 1 1 1 项目简介 1 1 2 可行性研究的依据 2 1 3 可行性研究的原则 2 1 4 可行性研究的范围 2 1 5 主要技术经济指标 3 2 2 市场需求现状及预测市场需求现状及预测 4 2 1 铁矿石国内需求及供应变化情况 4 2 2 产品价格分析 4 3 3 矿区地质概况矿区地质概况 5 3 1 矿山地质概况 5 3 2 开采技术条件 8 3 3 矿石质量 10 3 4 资源储量估算 10 3 5 对设计依据的地质资料的评述 11 4 4 采矿采矿 13 4 1 矿区开采范围 13 4 2 矿山规模及工作制度 14 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 4 3 矿床开拓 15 4 4 开采顺序 17 4 5 基建工程量 17 4 6 采矿方法 18 4 7 矿井通风与防尘 20 5 5 矿山机械矿山机械 23 5 1 矿井运输与提升 23 5 2 矿井供水 排水系统 27 5 3 矿山压气 29 6 6 机修机修 30 7 7 矿区供电 通讯及自动控制矿区供电 通讯及自动控制 31 7 1 矿区供电 31 7 2 矿区通讯 32 7 3 矿用提升机的控制 32 8 8 总图运输总图运输 34 8 1 企业布局 34 8 2 总体布置及总图设计 34 8 3 生产运输 34 8 4 绿化 35 9 9 能源利用与节能措施能源利用与节能措施 36 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 9 19 1 能源种类能源种类 36 1010 环境保护环境保护 38 10 1 设计依据及设计原则 38 10 2 主要污染源及污染物 38 10 3 环境保护措施 39 10 4 环境影响评价 40 10 5 环境监测与管理 41 1111 工业卫生工业卫生 42 1212 矿山安全矿山安全 44 12 1 安全设计依据的规程 规范 44 12 2 安全制度 44 12 3 安全机构 46 12 4 影响安全的主要因素及防范措施 46 12 5 工业卫生 53 1313 组织机构和劳动定员组织机构和劳动定员 55 13 1 组织机构 55 13 2 工作制度 55 13 3 劳动定员 55 1414 投资估算投资估算 57 14 1 矿山设备 57 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 14 2 项目总投资 57 14 3 编制依据 58 1515 技术经济技术经济 59 15 1 建设项目资金筹措 59 15 2 产品成本估算 59 15 3 经济评价 60 1616 需要说明的问题需要说明的问题 61 附图目录 附图目录 1 满族自治县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体矿区地形地质图 2 满族自治县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体总平面图 3 满族自治县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开拓系统纵投影图 4 满族自治县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体阶段矿房采矿方法图 5 满族自治县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体浅孔留矿采矿方法 附件 附件 采矿许可证 副本复印件 证号 2100000 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 1 1 总论总论 1 11 1 项目简介项目简介 1 1 11 1 1 矿区自然概况矿区自然概况 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体位于辽宁省某县高官乡北东约 10km 处 距 市东南 35km 距偏岭火车站 26km 有县级黑色公路 相通 行政区划隶属于高官乡碾子沟村所辖 交通条件方便 详见 交通位置图 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体矿区中心地理坐标为 东经 123 59 58 北纬 41 31 04 该区属大陆性半干旱季风气候 年降水量在 700mm 左右 集中 在 7 9 月份 易形成洪水 封冻期自 11 月下旬至翌年 3 月份 历 时 4 个多月 年平均气温 8 无霜期 160 天左右 冬季冻土层约 1 30m 左右 自然地理属中低山丘陵区 多以丘陵为主 地形低缓 海拔高度 300 500m 相对高差 150 250m 地形切割强烈 形成狭 长状山间沟谷密集雨裂 基岩多半掩盖 第四系多分布于山前坡地 该区经济上属贫困地区 以农业生产为主 工业不发达 以小 型的采矿业为主 多为铁 金矿 农业以旱田种植业为主 农作物 为玉米 高粱 谷类和小杂粮等 当地居民总体的生活水平一般 农村剩余劳动力充足 有 1 万伏高压线通至矿区附近 矿山生产动 力用电充足 沟谷第四系潜水可满足小型矿山的工业用水和生活用 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 水 1 21 2 可行性研究的依据可行性研究的依据 本可行性研究报告的编制主要依据了该矿山的基础地质资料和 采矿工艺 土建 电气 给排水 总图运输等各个专业的技术规范 标准 同时还依据了如下一些基础资料 1 中华人民共和国采矿许可证 副本复印件 证号 2100000 2 辽宁省某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体铁矿资源量核实报 告 辽宁省第十地质大队 2007 9 1 31 3 可行性研究的原则可行性研究的原则 1 采用的生产技术既要先进合理又要成熟可靠 使项目能顺 利施工 安装 投产 取得最佳的经济效益 2 按年产 10 万 t 铁矿石原矿的生产能力 确定合理的技术 方案和开采范围 3 选择技术方案时 在满足设计规范的前提下 充分考虑矿 方的要求以及地形 地质 气象等自然条件 尽量使工艺流程完整 简捷 顺畅 以减少用地和土石方工程量 合理地利用资金 4 充分考虑污染源的治理 严格执行环保和职业安全卫生标 准的规范 5 充分考虑矿山安全影响因素 1 41 4 可行性研究的范围可行性研究的范围 1 对项目建设的内部条件 外部条件进行研究 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 2 对主要设备的选型 工艺 土建 供配电 给排水 总图 运输的技术方案进行研究 3 对企业组织机构的设置和劳动定员安排进行研究 4 对项目总投资进行估算 并对项目完成后的经济效益 社 会效益进行定性和定量的分析 1 51 5 主要技术经济指标主要技术经济指标 详见表 1 1 表 1 1 主要技术经济指标表 序号指标名称单位数量 地质指标 1 地质储量万 t 35 2 2 本次设计利用储量万 t 35 3 矿石类型磁铁矿 4 矿石地质品位 35 88 采矿指标 1 矿山设计规模万 t a 10 2 矿山开采年限 a3 5 3 矿山工作制度300d a 3 班 d 8h 班 4 矿山建设时间 a0 5 5 基建工程量 m35053 6 开拓方案竖井开拓 7 采矿方法阶段矿房法 浅孔留矿法 8 废石混入率 15 9 矿石回采率 85 10 采出矿石品位 30 54 经济指标 1 投资万元 374 7 2 矿石成本元 吨 41 63 3 矿石售价元 吨 120 4 年利润万元 555 7 5 年税后利润万元 372 3 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 2 2 市场需求现状及预测市场需求现状及预测 2 12 1 铁矿石国内需求及供应变化情况铁矿石国内需求及供应变化情况 改革开放以来 我国经济持续保持较高的增长速度 钢铁产量 快速增长 我国钢产量从1996 年突破1亿吨以来 已连续10 年居世 界第一 2004 年钢产量达到2 73 亿吨 占世界钢产量的26 钢铁 工业的快速发展使市场对铁矿石需求量大幅度增加 拉动了国产铁 矿石和进口铁矿石的增长 我国铁矿资源丰而不富 铁矿资源贫矿多 富矿少 而且我国 铁矿资源分布十分不均衡 主要集中在华北和东北地区 全国铁矿 石平均品位33 低于世界铁矿石平均品位11 个百分点 97 2 为贫 矿 富铁矿石仅占2 8 我国的铁矿开采企业大多是低层次开采 规模小 普遍缺乏先进的开采技术 2001 年至2004 年产量分别为 2 17 2 31 2 61 和3 1 亿吨 但是同期国内对铁矿石的需求远超 过自身生产能力的增长 使得我国铁矿石供需缺口不断扩大 2 22 2 产品价格分析产品价格分析 随着我国国民经济持续高速发展 基本建设规模日益扩大 对 钢铁的需求不断上升 由于近几年来国外铁矿石价格大幅度抬升 限制了我国大量进口铁矿石 导致铁精粉价格处于较高的价位 尽 管国家采取了宏观调控政策 目前铁精粉价格仍然保持在 800 元 吨 水平 该地区铁矿石价格约 120 元 吨 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 3 3 矿区地质概况矿区地质概况 3 13 1 矿山地质概况矿山地质概况 3 1 13 1 1 区域地质区域地质 本区处于中朝准地台 胶辽台隆 辽阳 凹陷之上 1 地层 区域大面积出露太古界混合岩 岩性主要为混合质片麻岩 混 合质变粒岩 混合花岗岩 局部见有太古代变粒岩 斜长角闪岩 磁铁石英岩等 在工作区西部见有少量前震旦系石英砂岩 石英岩 灰岩及页 岩 第四系分布于山间沟谷及山前坡地 2 构造 区域上塑形构造较单一 主要表现为地层总体呈近东西搌布 倾向南 仅局部见有小型柔流褶皱 断裂构造主要见于工作区西部 一组压性断裂控制了区内前震 旦系地层的分布 3 岩浆岩 区域岩浆活动较弱 主要发生于太古代早元古代及古生代 太古代早元古代先后发生了大规模的酸性岩浆活动 表现为区 域性的多次混合岩化作用 古生代的岩浆活动表现为形成了大量的岩脉 其岩性有辉长辉 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 绿岩 闪长岩 二长闪长岩 正长斑岩 闪长玢岩 煌斑岩等 3 1 23 1 2 矿区地质矿区地质 1 地层 区内大面积分布的地层是混合花岗岩体残存的花岗片麻岩 混 合质花岗变粒岩等变质岩系 均为太古界下鞍山群通化村组毛燕段 地层 总体近于东西向展布 倾向南 岩性见有混合质片麻岩 混 合质变粒岩 斜长角闪岩 混合花岗岩 其中混合质片麻岩 混合 质变粒岩 斜长角闪岩是区内铁矿体的主要赋存层位 混合质片麻岩 岩石为灰绿色 鳞片变晶结构 片麻状构造 浅色矿物有斜长石 40 以上 石英 30 左右 暗色矿物普通角闪石 10 15 黑云母 10 以上 另有少量普通辉石 磁铁矿等 混合变粒岩 岩石为灰色 粒状变晶结构 块状构造 斜长石 占 60 以上 其次为黑云母 角闪石 石英 磁铁矿等 斜长角闪岩 在矿区内分布普遍 多分布在矿体的下盘 呈扁 豆状 似层状产出 主要矿物成分普通辉石占 60 为柱状及粒状 其次为石英和斜长石 呈变晶结构 块状构造 混合花岗岩 区内大面积分布 岩石为灰黄 黄白色 中粗粒 状变晶结构 块状构造 矿物成分主要为长石和石英 长石有正长 石和斜长石 呈板状 含量 30 50 石英为粒状 含量 25 50 黑云母 角闪石少量 第四系主要分布于山间沟谷和山前坡地 基本上为亚粘土 黄 土 沙砾石层等组成 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 2 构造 矿区构造简单 主要为单斜构造 断裂构造仅分布于碾盘沟采 场 规模较小 对矿体破坏不大 另外 区内由于受多期强烈变形 及后期岩浆岩侵入影响 产生一些小的褶皱和节理裂隙 3 岩浆岩 区内侵入岩主要为燕山期旋回侵入闪长岩 加里西期辉绿岩 4 变质作用 区内变质作用主要有区域变质作用 接触变质作用和动力变质 作用三种类型 其中区域变质作用普遍发育 使太古界岩石普遍遭 受不同程度变质 形成不同类型的变质岩 根据区内太古界变质岩系中矿物的共生组合特征 暗色矿物多 色性以及区域不同类型变质岩石组合特征 可将其变质岩相划分为 角闪岩相和绿片岩相 5 混合岩化作用 区内太古界地层普遍遭受不同程度混合岩化作用 混合岩化作 用分为重熔 重结晶及注入交代两种方式 区内地层普遍遭受混合岩化作用 但是由于含铁层为高铁镁质 岩类 不易被混合岩化彻底熔蚀 因而残留基体较多 矿体基本未 受到混合岩化作用破坏 6 矿体特征 矿区内 2 条矿体均赋存于太古界混合岩中 矿体与顶底板围岩 界线明显 2 个矿体平距 32m 平行展布 呈北西走向 南西倾向 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 其矿体特征分述如下 4 号矿体呈似层状或扁豆状 两端呈锥形尖灭 深部具分支特 征 出露长度 200m 地表水平宽度 13 26m 倾向 247 倾角 66 深部较缓 TFe 最低品位 29 85 最高品位为 40 78 平均品位 35 88 矿体东南端被一条北东走向的闪长岩脉切断 但矿体无明 显位移 4 1 号矿体呈似层状或扁豆状 两端呈锥形尖灭 出露长度 87 5m 地表水平宽度 3 02m 倾向 247 倾角 63 矿体中间厚 两侧变薄 TFe 最低品位 27 62 最高品位为 35 45 平均品位 31 16 总的来看该区矿体具膨缩现象 矿体与围岩界线清楚 矿体厚 度变化不大 品位变化均匀 产状亦较稳定 矿床成因类型属于变 质 海底火山沉积 硅铁建造铁矿 3 23 2 开采技术条件开采技术条件 3 2 13 2 1 水文地质条件水文地质条件 矿区位于构造剥蚀的低山丘陵地貌单元 标高在 300 500m 地 形切割较剧山峦起伏 坡度较大 区内侵蚀基准面标高为 250m 区内距 4 号矿体南约 100m 有一溪流 因位置较高动态变化大 9 月末实测溪水流量约 7m3 h 根据地层岩性及地下水赋存条件 除沟谷中带状分布的第四系 松散岩类孔隙水含水层外 主要为基岩风化裂隙水含水层 矿坑直 接充水的含水层就是弱富水的基岩风化裂隙含水层 第四系孔隙水 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 含水层分布在较低位置 距矿坑较远并且是间接充水含水层 故对 矿坑充水意义不大 地表水虽距 4 号矿体较近 但因地层渗透性小 故危害性也小 基岩裂隙水由高处向低处径流在山坡或山脚 以泉的形式溢出 地表或渗入较低处的第四系孔隙水含水层中 如遇矿坑会渗入矿坑 核实报告中采用渗透系数相同类型的 岩性构造相似的矿区资 料结合本矿区矿体赋存条件及开采方式进行了涌水量计算 计算结 果竖井涌水量和巷道涌水量均在 120 140m3 d 3 2 23 2 2 工程地质条件工程地质条件 矿区为一走向北西倾向南西的单斜构造 岩体结构分类为整体 块状类型的块状结构亚类 I2 岩石力学强度较大 完整的块状岩石单轴抗压强度在 120Mpa 以 上 属极硬岩石 只是由于风化作用及构造应力作用形成了节理裂 隙 尤其浅部受风化作用形成的风化带 力学强度会有所下降 向 深部风化强度渐弱 在井巷中 岩石有较好的稳定性 只在风化带和有断裂构造带 才会有不稳定的性质 在开采掘进中当遇到边坡与断裂构造面走向 一致时 要关注边坡的稳定性 3 2 33 2 3 环境地质条件环境地质条件 矿区内标高 300 500m 山峦起伏 山坡陡峻 但山体稳定无崩 塌 滑坡及泥石流 地面沉降 地裂缝等地质灾害的发生 但是由 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 于矿山开采形成的一些岩石裸露陡崖 易于发生崩塌地质灾害 总 体地质环境简单 无不良地质现象发生 本次设计开采矿石为磁铁石英岩矿石 矿物成分以磁铁矿为主 矿石中化学成分以 SiO2为主 占 40 50 有害杂质硫 磷含量很低 无有害元素对周围环境的污染 但因含硅较多 开采种粉尘中游离 的 SiO2对人的身体危害极大 易产生矽肺 因此矿山应注意加强治 尘工作 在坑内要加强对 SiO2得监测和洒水 喷雾 降低 SiO2粉尘 含量 凿岩工人带好安全防尘用品进行湿式凿岩作业 3 33 3 矿石质量矿石质量 该矿区矿石自然类型可分为两种 主要为灰黑色多条带磁铁石 英岩铁矿石 其次为细粒灰黑色角闪磁铁石英岩矿石 矿石化学成份主要为 SiO2 约占 40 50 Fe3O4约占 30 40 其 次为 Fe2O3 MgO 及 CaO 等 矿石中 SiO2含量较高 但 S P 含量较 低 属低硫 低磷铁矿石 3 43 4 资源储量估算资源储量估算 3 4 13 4 1 工业指标工业指标 根据中华人民共和国地质行业标准 DZ T0200 2002 铁 锰 铬矿地质勘查规范 并参考同类矿床 近年来生产 经济技术指标 及经济效益确定本矿区的工业指标为 边界品位 TFe 20 块段最低工业品位 TFe 25 最低可采厚度 1 0m 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 夹石剔除厚度 1 0m 3 4 23 4 2 资源资源 储量储量 1 计算方法 用平行断面法计算 在勘探线剖面图上计算矿体面积 根据断 面控制距离求得块段的矿体体积 2 计算参数的确定 断面积 S 勘探线剖面图上求得 矿石体重 D 3 20 t m3 3 计算公式 矿体呈锥型尖灭 采用公式 Q S L 3 D 矿体呈板状 采用公式 Q S L D 式中 Q 矿石量 万 t S 断面积 m2 L 断面控制距离 m D 矿石体重 t m3 4 矿体圈定 矿区内共有 4 号 4 1 号两条矿体 依据辽宁省第十地质大队 于 2007 年 9 月提供的 辽宁省某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体铁矿资 源量核实报告 4 号矿体 333 级资源量为 31 64 万 t 4 1 号矿 体 333 级资源量为 3 56 万 t 共计 35 2 万 t 3 53 5 对设计依据的地质资料的评述对设计依据的地质资料的评述 本设计主要依据是 辽宁省第十地质大队于 2007 年 9 月提供的 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 辽宁省某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体铁矿资源量核实报告 该报 告简述了区域地质条件 并对矿区的含矿层位 构造 岩浆岩 变 质作用等作了重点扼要叙述 报告对矿体的地表控制工程和部分钻 孔工程都作了交代 对矿体的地质特征作了说明 为本次设计提供 了设计依据 本设计地质部分文字叙述清楚 储量级别较低 为 333 这 样在矿床开拓时要加强地质探矿工作 结合采矿工作进行穿脉和天 井探采工作 以保证生产的正常进行 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 4 4 采矿采矿 该矿的两条矿体因为地表露头已经采用露采方式采出 所以设计确定 360 350m 水平间为预留顶柱 以保护上部采空区 本次设计开采 4 号和 4 1 号矿体 由一套开拓系统完成 该开拓系统包括 一新凿竖井 一新凿斜井 人行通风井 共同构成的开拓系统 竖井布置在矿体下盘东南部移动界线外 25m 斜井布置在矿体下盘北端部 移动界线以外 4 14 1 矿区开采范围矿区开采范围 依据某县同达铁选有限责任公司采矿许可证中划定的同达铁矿 4 号矿区范 围由 10 个拐点组成 矿区面积 5 8576km2 各拐点坐标见表 4 1 表 4 1 矿区范围拐点坐标表 坐标 拐点号 XY 1459965041583100 2459965041583700 3459896041584190 4459885041584010 5459795041584610 6459726041584610 7459726041584410 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 8459795041584400 7459912041583620 8459925041583090 开采深度 270m 610m 4 24 2 矿山规模及矿山规模及工作制度工作制度 4 2 14 2 1 矿山规模矿山规模 根据某县同达铁选有限责任公司的委托 考虑矿山实际开采状况 设计该 矿山生产规模为 10 万 t a 4 2 24 2 2 生产能力验证生产能力验证 4 2 2 14 2 2 1 按可能布置的矿块数验证按可能布置的矿块数验证 按可布置矿块数进行生产能力验证公式为 2 Aa nA K d 式中 A 矿井生产能力 万吨 年 a 单个矿块日生产能力 吨 日 n 同时回采矿块数 A2 掘进工作面日生产能力 吨 日 K 不均衡系数 K 0 8 0 85 d 设计年工作天数 A 150 3 11 1 0 8 300 11 06 万 t 经计算 该矿可达到年产 10 万 t 的生产能力 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 4 2 2 24 2 2 2 按经济合理服务年限验证按经济合理服务年限验证 本次设计利用的地质储量为 35 万 t 按经济合理服务年限进行生产能力验证公式为 1 Q T A 式中 T 矿井服务年限 年 Q 矿井设计利用储量 万 t 矿石回采率 取 85 A 矿井生产能力 万 t 年 矿石贫化率 取 15 3 5 年 35 0 85 10 1 0 15 T 经计算矿山服务年限为 3 5 年 因该矿山为铁选联合企业 考虑到选矿厂 的生产能力及企业的经济效益 所以该矿生产规模设计较大 4 2 34 2 3 矿山工作制度矿山工作制度 矿山采用连续工作制 年工作 300 天 每天三班作业 每班 8h 4 34 3 矿床开拓矿床开拓 4 3 14 3 1 开拓系统选择开拓系统选择 根据矿山提供的相关资料和实地调查确认以及矿主委托 本次设计矿体开 采采用竖井 斜井联合开拓 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 4 3 24 3 2 开拓运输系统开拓运输系统 该区工程地质条件简单 岩石力学强度较大 完整的块状岩石单轴抗压强 度在 120Mpa 以上 属极硬岩石 只是由于风化作用及构造应力作用形成了节 理裂隙 尤其浅部受风化作用形成的风化带 力学强度会有所下降 向深部风 化强度渐弱 在矿体下盘南东端附近新掘进一矩形竖井做主竖井 为罐笼井 井筒断面 为 2 9m 2 1m 井筒全长为 110m 含井底水窝 井筒中心坐标 X 4599312 01 Y 41583338 89 井口高程 Z 370m 井筒内设梯子间 管子 间 作为安全出口 主井安装 1600mm 的双卷筒双绳缠绕式提升机一台 采 用罐笼提升采出的矿石和废石等 主井位于岩石移动界线以外 25m 在矿体下盘北东端岩石移动界线以外新掘一斜井 斜井断面 2m 2m 倾 角 70 斜井全长为 150m 井口底板中心坐标 X 4599483 00 Y 41583270 21 井口高程 Z 410m 斜井掘至 270m 水平 斜井安装梯子 作为第二安全出口和回风井 4 3 34 3 3 地表移动界线地表移动界线 设计根据矿体的赋存条件 采用的采矿方法 参照类似矿山的开采实践 并且本次设计矿体顶 底板围岩稳固 无大型构造和破碎带 节理裂隙不发育 围岩较坚硬 故确定开采移动范围按 上盘岩石移动角为 65 下盘岩石移动角为 63 端部岩石移动角为 65 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 第四系沉积层移动角为 45 据此确定开采岩石移动范围见某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体总平面图 4 44 4 开采顺序开采顺序 该矿开采 4 号 4 1 号矿体 水平方向采用后退式开采 即由矿体端部矿 块开采回采 先采 4 号矿体 后采 4 1 号矿体 垂直方向先采上部中段 后采 下部中段 矿块内从中央向两侧后退式开采 4 54 5 基建工程量基建工程量 矿山基建工程量按投产时应保有的生产准备矿量和应达到的矿山生产能力 确定 主要包括主井 斜井 310m 水平运输巷 350m 水平回风巷 石门 水 仓等 基建总长度 3638m 总工程量 17146m3 详见表 4 2 表 4 2 矿山主要井巷工程量 断面 单价一览表 矿井名称断面长度体积单价总额 单位 m2mm3 元 m3万元 提升竖井 6 0911067060040 2 斜井 415060020012 310m 水平石门 7 89352762005 5 310m 水平沿脉巷道 7 89328196220039 2 350m 水平石门 3 8301142002 2 350m 水平回风巷道 3 8328124620025 水仓 802902 3 泵房 7151053503 7 合计 5053130 1 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 4 64 6 采矿方法采矿方法 4 6 14 6 1 采矿方法的选择采矿方法的选择 根据开采技术条件 年产量等因素 设计选用阶段矿房法 4 号矿体 和 浅孔留矿法开采 4 1 号矿体 350 360m 水平间的保安矿柱 待地下开采后 期再视具体情况决定是否回收 如回收前应制定切实可行的安全措施 4 6 24 6 2 采场构成要素及回采工艺采场构成要素及回采工艺 阶段矿房法 根据 4 号矿体产状和地质条件 设计确定矿块按走向布置 阶段高度 40m 矿房长度 50 55m 宽度为矿体水平厚度 13m 分段高度 10m 矿柱尺寸 分别为 顶柱 4m 底柱 6m 间柱 6m 详细布置可参见采矿方法标准图一 采准与切割 阶段运输平巷布置在矿体的下盘 当阶段运输平巷掘完后 在矿块的两端 和矿体中间沿矿体倾向掘人行通风天井 天井上口与上中段回风巷道连通 天 井下口与阶段运输巷道连通 沿矿块天井分别凿分段凿岩巷道 沿矿体走向 在矿块内每隔 14m 掘一条穿脉运输平巷 每个矿块内共掘 3 条穿脉运输平巷 在穿脉巷道内向两侧掘出矿巷道 出矿巷道间距为 6m 7m 两侧装矿巷道相 互交错 由出矿巷道向上掘漏斗 掘拉底平巷和切割天井 凿岩工作 落矿是在分段凿岩巷道内 采用 YGZ90 型凿岩机配 TJ 25 型凿岩台架凿岩 向上凿扇形孔 凿人行通风天井采用 YSP 45 型凿岩机 其余凿岩工作采用 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 7655 型凿岩机 回采工作 沿矿房长度从矿房中央向两侧后退式回采 采矿工作线呈直线形 采用 WJD 0 4 型装运机进行出矿 经计算 标准矿块的千吨采准比为 34m 千 t 根据类似矿山统计资料 矿石损失率为 15 废石混入率为 15 浅孔留矿法 根据 4 1 号矿体产状和地质条件 设计确定矿块按走向布置 矿块要素 中段高度 40m 矿块长度 30 40m 间柱 6m 顶柱 4m 不留底柱 天井布置在 矿房两侧沿矿体下盘脉内 间柱内 天井与矿块的间柱为 2m 沿天井每隔 5m 掘联络道 规格为 2 0m 2 0m 矿体可布置 2 个矿块 以采准天井划分矿块 矿块的天井可设在岩石中 采准和切割 在下盘脉外掘进阶段运输巷道 各阶段运输巷道之间有通风 行人天井相通 从阶段运输巷道每隔 6m 掘一装矿进路到达矿体 拉底巷道高 2 0m 宽度等于矿体厚度 但不小于 1 5m 以拉底巷道为自由面 形成拉底 空间 打向上或水平浅孔 爆破后站在矿堆上 再向上打孔 分层崩落矿石 回采 采用分层回采 分层高度 2 米 回采工作面多为梯形布置 采用上 向凿岩或水平凿岩 采用 7655 型浅孔凿岩机 孔深 1 2 2m 孔径 38mm 爆 破后出矿 30 左右 使矿房内暂留矿与回采工作面之间留有 2m 左右空间 大量放矿 矿块采完后 矿房可以进行大量放矿工作 应考虑全矿供矿的 需要 及时调整各矿块的出矿 合理进行配矿 根据类似矿山统计资料 矿石损失率为 10 废石混入率为 15 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 4 74 7 矿井通风与防尘矿井通风与防尘 4 7 14 7 1 通风系统选择通风系统选择 根据矿山开拓系统 设计对采用侧翼抽出式通风系统 新鲜风流由主竖井 进入运输平巷 再经天井进入采场工作面 冲洗工作面后 污风由回风天井汇 入回风巷 经斜井 风井 排至地表 4 7 24 7 2 矿井风量及风阻计算矿井风量及风阻计算 4 7 2 14 7 2 1 矿井风量计算矿井风量计算 按井下同时工作的最多人数计算矿井需风量 矿井均按 30 人计算 供风 量不少于 4m3 min 人 计算风量为 120m3 min 按排尘风速计算 矿井为 18 75m3 s 详见表 4 4 井下无柴油设备 不做计算 上述计算取最大值 取按排尘风速计算值 18 75m3 s 作为矿井总需风量 4 7 2 24 7 2 2 矿井负压计算矿井负压计算 矿井需风量均为 18 75m3 s 按此风量计算通风阻力最大的竖井与回风斜 井间矿井的负压 203 45Pa 详见表 4 5 4 7 2 34 7 2 3 局部通风局部通风 在矿井生产期间 使用局扇加强和辅助通风地点有 开拓 探矿 巷道掘 进工作面 采准切割工作面以及其他需要临时加强通风的地点 设计选用了 JK55 2No3 5 型局扇 4 台 其功率为 3KW 用于加强辅助通风 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 4 7 2 44 7 2 4 矿井主要通风装置矿井主要通风装置 根据采矿提出的条件 在计算矿井需风量和负压的基础上 再考虑了矿井 夏季自然风压损失 扇风机装置的漏风及压力损失 矿井采取 K40 6 No 13 型 扇风机 电机为 Y180L 6 型 功率为 15KW 新型节能轴流式风机 1 台 安装 在回风井 斜井 出口处 4 7 2 54 7 2 5 矿井风速核定矿井风速核定 根据矿井设计井巷和计算需风量 对用风地点进行风速核定 均符合 金属非金属矿山安全规程 第 8 1 5 条和第 8 1 8 条的规定 其中采场风速 在 0 4m s 左右 详见风阻计算中的风速栏 矿井安全出口风速校验 风井最大风速为 4 6m s 符合要求 表 4 4 按排尘速度计算矿井风量表 序号工作面名称 用风点数量 个 单位耗风量 m3 S 总需风量 m3 S 备注 1 采矿凿岩 326 3 台凿岩机 2 放矿点 326 3 掘进凿岩 21 53 2 台凿岩机 小计 15 风量备用系数 1 25 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 合计 18 75 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 表 4 5 风阻计算表 序 号 井巷 名 称 支护类 型 摩擦阻 力系数 井巷长 L m 井巷周长 P m 通风断 面 S m2 S3 风阻 3 S LP R 风量 Q m3 s Q2 井巷负 压 Pa 风速 m s 1 主竖井砼 36 10 3 11056 09225 870 0818 75351 628 133 07 2 井底石门无支护 13 10 3 407 433 8155 30 0718 75351 624 64 9 3 入风巷无支护 13 10 3 407 433 8155 30 079815 672 36 4 入风天井木支护 15 10 3 4084640 0756362 781 5 5 回采工作面无支护 35 10 3 100141010000 0495251 250 5 6 回风天井无支护 15 10 3 5084640 096363 240 8 7 回风巷道无支护 13 10 3 507 433 8155 30 098645 762 1 8 回风斜井无支护 16 10 3 15084640 318 75351 6105 484 6 小计 176 91 局部阻力系 数 1 15 合计 203 45 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 5 5 矿山机械矿山机械 5 15 1 矿井运输与提升矿井运输与提升 5 1 15 1 1 平巷运输 平巷运输 依据开拓系统及采矿方法 平巷运输采用人推矿车运输方案 矿车选用 YFC0 5 6 侧翻式矿车 载重 1150kg 自重 590kg 采用有 轨运输 选择 600mm 窄轨 钢轨采用 11Kg m 木质轨枕 矿车数量 为 15 辆 12 辆使用 3 台备用 5 1 25 1 2 矿井提升矿井提升 根据开拓方式 本次设计提升系统为竖井 采用双罐笼提升方 式 设计年提升能力 10 万吨 竖井提升计算 1 矿井主要基本参数 井筒标高 井口 370m 井底 270m 提升方式 双绳缠绕式提升 运输设备 YFc0 5 6 矿石松散容重 2 3t m3 年工作天数 300 天 2 小时提升量 s rsb CA A ttt 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 1 2 100000 300 3 6 5 20 5t h 式中 As 小时提升量 C 产量不均系数 A 设计年提升量 tr 年工作日数 tb 日工作班数 ts 班工作小时数 3 小时提升次数 次 3600 3600 95 937 5 2 s n T 式中 ns 小时提升次数 T 次全提升运行时间 秒 运矿车 送上下井人员进出罐笼停歇时间 秒 4 每米钢丝绳重量 0 3340 1 54 m 155000 0 110 11110 7 5 d s Q Pkg H m 式中 Ps 每米钢丝绳重量 kg m Qd 钢丝绳终端悬挂重量 Qd Qk Qs Q 0 59 1 5 1 25 3 34t Qk 矿车自重 t Qs 罐笼自重 t Q 有效载重 t 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 m 钢丝绳安全系数 7 5 钢丝绳抗拉强度 155000Pa H0 钢丝绳悬垂长度 m 选择钢丝绳 6T 25 7 7 直径为 23mm 钢丝绳自重 2 01kg m 钢丝破断拉力总和 337500N 5 验算钢丝绳安全系数 0 337500 9 677 5 33402 01 110 9 81 p as Q m QPHg 式中 m 安全系数 Qp 钢丝绳破断拉力总和 N Ps 每米钢丝绳重 kg m H0 钢丝绳悬垂长度 m g 重力加速度 9 81m s2 所选钢丝绳符合安全规程要求 6 选择卷筒宽度 天轮 dj 80d0 60 23 1380mm 取 dj 1600mm 2011020 3 232 722 1 6 m i H Bndsmm d 式中 nm 留在卷筒上摩擦圈数 3 圈 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 钢丝绳两圈间间隙 取 2mm 7 钢丝绳最大静张力差 0 12502 01 110 9 8114431 5 js FQPH gN 式中 Fj 钢丝绳最大静张力差 8 初选电动机功率 0 1 2 14431 5 3 06 1 3 67 54 10001000 0 85 1 2 KF vp Nkw a 式中 N 竖井单绳提电动机容量 KW F0 一次有效提升量 kg K 井筒阻力系数 取 1 2 V 提升机标准速度 m s 减速器传动效率 取 0 9 p 动力系数 取 1 3 a 速度系数 取 1 2 9 选择提升机 选择 2JTP 1 6 提升机 卷筒宽 900mm 电动机功率 N 90kw V 3 06m s 转速 n 970r min 经验算本竖井双绳缠绕式双罐笼提升系统能达到年提升 10 万 t 的生产能力 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 5 25 2 矿井供水 排水系统矿井供水 排水系统 5 2 15 2 1 矿井供水系统矿井供水系统 1 矿区生活及生产用水量表如下 序号用水地点用水标准小时变化系数单位数量用水量备注 L d Km3 h 1 全矿人员用水 502 0 人 550 11 2 车间 12 h1 5 个 50 09 小计 0 2 3 生产用水 6 m3 min1 5 台 9 小计 9 4 消防用水 井下消防用水 10 s 2 小时考虑 72 5 地面消防用水 15 s 2 小时考虑 108 小计 180 合计 189 2 6 未预见用水量 按生产生活用 水考虑 15 5 35 根据设计需要在矿区合适位置建一座 200m3高位水池 消防用 水储存在池中 生活用水采用地下水 生活污水井化粪池处理后 排入矿外的自然冲沟 地面雨水自 然排放 坑内排水如经处理 可用于喷地 绿化等 2 生活给水水质要求 应符合一定的卫生与清洁标准 水中固体悬浮物不大于 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 150mg L PH 值 6 5 8 5 之间 水中大肠杆菌不大于 100 个 L 3 凿岩用水压力不低于 0 4MPa 4 生活给排水每小时为 1 5t 5 2 25 2 2 矿井排水系统矿井排水系统 5 2 2 15 2 2 1 设备选择设备选择 根据储量核实报告 该矿区矿井正常涌水量为 120 140m3 d 在 竖井底部 270m 水平设泵房和水仓 水仓容积 80 m3 水仓断面 4m2 竖井泵房水泵计算 1 水泵选择 水泵流量 Q1 Q 20 140 20 7 m3 h 式中 Q1 计算水泵所需流量 m3 h Q 矿井正常涌水量 m3 d 水泵扬程 H K Hp 5 5 1 1 110 5 5 127m 式中 H 计算水泵所需扬程 K 扬程损失系数 1 08 1 10 Hp 一次排水高度 选择水泵 6699 8 型水泵 3 台 1 台工作 1 台备用 1 台检修 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 水泵扬程为 144m 转速 2830r min 流量 30 m3 h 电机功率 25kw 泵重 95kg 2 排水管路 排水管径 3 44 1 30 10100084 13 360036001 5 nQ dmm v 式中 d 排水管路内径 mm n 水泵台数 Q 水泵流量 m3 h v 排水管中流速 m3 h 依据手册选取 选择 108 4 无缝钢管 每米重 10 2kg 5 35 3 矿山压矿山压气气 根据矿山实际情况 在竖井井口附近设固定压气站 该矿共有 YGZ90 型凿岩机 2 台 YSP 45 型凿岩机一台 7655 型凿岩机 6 台 其中 3 台备用 经计算确定采用 12m3空压机 2 台 10m3空压机 1 台 空压机均安装在固定压气站内 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 6 6 机修机修 本次设计机修任务为 负责矿区设备维修和检修工作 矿区建 一座锻钎和矿车修理车间 对钎杆 钎头都能修磨 对矿车车厢 挂钩处等的修理工作 1 车间任务 负责全矿所用的死头钎子 活头钎杆的锻制 锻修以及热处理 并且负担钎头的修磨 焊补及钎杆的对接 焊等 负责人车和矿车的定期检查 日常的维护及保养 焊接矿车车 厢 修补等工作 也负担对全矿所有设备的日常维修和保养 2 劳动定员 本车间共需劳动人员 8 人 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 7 7 矿区供电 通讯及自动控制矿区供电 通讯及自动控制 7 17 1 矿区供电矿区供电 矿区采用地下开采 矿用提升绞车兼有载物 载人的功能 因 此 提升绞车 井下水泵和矿井照明等按一级用电负荷设计 一级 负荷约占总负荷的 65 左右 矿区采用单回路供电 电源引自附近 10KV 变电所 经架空线路 接入本矿区竖井所在工业场地室内变电所 低压侧安装一台 200 KW 柴油发电机 当主供电回路停电时 作为一级负荷的备用电源 井上供电变压器采用三相四线制 中心点接地 地面照明用电 采用 220V 井下供电变压器采用三相制 中心点不引出 井下采用 专用照明变压器 照明电压 36V 但井下用电设备必须安装可靠性 强 灵敏度高的漏电保护设备 1 负荷计算 本矿区用电负荷计算容量 加上照明及自动控制电源等 约 465KVA 选择变压器的容量为 600KVA 计算自然功率因数仅为 0 77 故低压侧安装 220KVAR 电容器 补偿后功率因数可达 0 95 满足要求 计算提升机 水泵 通风及竖井照明等一级负荷为 200KW 选 择 200KW 低压柴油发电机作为主备电源 2 主安装设备选择 变压器 600 KVA10 0 4 KV 一台 低压隔离变压器 200 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 KVA0 4 0 4 KV 1 台 低压柴油机 选择 200KW 一台 井下局扇 水泵 井窝泵等设备各自设矿用控制箱 控制箱 应有防误操作的保护功能 箱面可设急停按钮 井下所有用电负荷 必须装设可靠性强 灵敏度高的漏电保护设备 井下电缆采用 矿 用橡套软电缆 例如 U 型或 UP 型 矿山用电设备必须设完善的控制保护功能的设备 并且要 100 的监控和受控 在下阶段设计时 应根据建筑物高度 所处地理位置 所保 护设备的特性等 按国家防雷 接地设计技术规定 进行防雷 接 地设计 7 27 2 矿区通讯矿区通讯 井下的操作面及安全出入口等处 各安装一部能与地面控制中 心联系的通讯调度电话 罐笼内设置能与控制室或地面联系的可移 动电话 以便载人时的通讯联系 7 37 3 矿用提升机的控制矿用提升机的控制 本矿采用的提升绞车用于提升矿石 设备及人员 要求本提升 机在提高效率 节约电能等方面实现自动控制以外 在安全方面必 须实现自动控制 1 为设备提供最可靠的安全性保证 实现自动控制 2 运行时使提升设备 钢丝绳和提升器的抖动最小 以提高 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 设备和钢丝绳的寿命 延长检修周期 3 提供便于诊断故障 缩短故障处理时间的显示或记录 1 矿用提升绞车的控制 主要包括启动 加速和减速的控制 速度的监视 减速指令及 过卷保护 停车控制及闸的控制等 2 人员和材料提升的控制和信号 提升机用于人员和物料提升时 主要是依靠信号工向提升机房 的司机发信号 再由司机操作提升机 提升信号要满足下述要求 1 只有罐笼停在该阶段 该阶段的信号工才能发出选择阶段 和执行的命令 2 信号箱上有紧急停车按钮 3 信号箱上有要罐信号 信号保留到给罐为止 4 信号箱上有选择运人或物材料的开关和相应的显示 3 井下水泵的控制与信号 1 井下水泵的的控制 井下水仓和井底水窝的水泵分别采用人工或自动控制及远方 井上 控制 井底水窝水泵还应设水位自动控制 2 井下水泵的信号 井下所有水泵均设就地控制信号和远方监视信号 其中故障信 号应发出声响 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 8 8 总图运输总图运输 8 18 1 企业布局企业布局 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体铁矿位于辽宁省某县高官乡北东 约 10km 处 距 市东南 35km 距偏岭火车站 26km 交通方便 该矿为地下开采矿山 矿石由竖井提升至地表运出 8 28 2 总体布置及总图设计总体布置及总图设计 主竖井为罐笼井 井筒断面为 2 9m 2 1m 井筒全长为 110m 含井底水窝 井筒中心坐标 X 4599312 01 Y 41583338 89 井口高程 Z 370m 井筒内设梯 子间 管子间 作为安全出口 兼做入风井 井口工业厂区由卷扬机房 矿仓 固定压气站 蓄水池等设施 组成 结合井口附近地形特点和外部运输条件 建议矿方及时平整场 地 合理布置工业场地如下 卷扬机房 矿仓 固定压气站 蓄水 池均布置在竖井出口附近 斜井断面 2m 2m 倾角 70 斜井全长为 150m 井口底板中 心坐标 X 4599483 00 Y 41583270 21 井口高程 Z 410m 斜 井掘至 270m 水平 斜井安装梯子 作为第二安全出口和回风井 8 38 3 生产运输生产运输 本矿井下平均运输距离 100m 根据矿山开拓系统和矿岩运距 井下采用人推矿车运输 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 矿石地面运输由井口矿仓经放矿机装至汽车 由汽车运至选矿 厂 8 48 4 绿化绿化 为了改善井口工业场区的工业场地 工作条件和劳动环境 在 工业场地周围进行植树绿化 绿化系数不低于 20 某县同达铁矿 4 矿区 4 号矿体开采可行性研究 9 9 能源利用与节能