野猪田硅石矿开采方案设计

麻江县杏山镇野猪田硅石矿 扩能 开开 采采 方方 案案 设设 计计 生产规模 2 00 万 t a 贵州淞源矿山开发技术咨询有限公司 二 O 一六年七月 麻江县杏山镇野猪田硅石矿 扩能 开开 采采 方方 案案 设设 计计 生产规模 2 00万t a 设 计 审 核 项目负责 编制单位 贵州淞源矿山开发技术咨询有限公司 提交单位 麻江县杏山镇野猪田硅石矿 编制时间 二 O 一六年七月 目目 录录 第一章第一章 概概 述述 1 1 1 矿山位置 企业性质和隶属关系 1 1 2 矿区范围 矿产资源赋存 工程地质等情况 1 1 3 矿山现状 特点及存在主要问题及建议 9 第二章第二章 编制依据编制依据 12 2 1 编制依据的文件 批准书 委托书 协议等 12 2 2 编制依据的地质资料及有关矿山安全的基础资料 12 2 3 编制依据的法规 规程 标准及技术规范 12 第三章第三章 开采方案开采方案 14 3 1 确定开采境界 可采储量 开采规模和服务年限 14 3 2 开拓运输方案 17 3 3 开采顺序和推进方式 18 3 4 台阶要素 18 3 5 开采工艺及爆破方案 19 3 6 采场最终边坡要素 24 3 7 附属设施 25 3 8 建设工期 26 第四章第四章 主要设备选型 设施设计及布置主要设备选型 设施设计及布置 27 4 1 矿山主要设备选型 27 4 2 主要设施设计及布置 29 第五章第五章 危险 有害因素分析危险 有害因素分析 31 5 1 自然危害因素分析 31 5 2 生产过程中危害因素分析 32 5 3 其他伤害分析 39 第六章第六章 安全技术措施安全技术措施 41 6 1 保障露天矿边坡稳定及防止坍塌的措施 41 6 2 防止高处坠落的措施 44 6 3 凿岩安全措施凿岩安全措施 44 6 4 爆破安全措施 46 6 5 爆破器材存储 加工安全措施 48 6 6 运输和机械设备防护装置及安全运行保障措施 49 6 7 矿山排水措施 55 6 8 矿山通讯设施 56 6 9 空压机安全措施 56 6 10 矿山防火措施 58 6 11 预防其他危害的措施 58 6 12 安全投入 59 第七章第七章 矿山安全机构 人员配备及管理制度矿山安全机构 人员配备及管理制度 61 7 1 安全机构及人员配备 61 7 2 特种人员的配备 62 7 3 从业人数及安全教育培训工作 62 7 4 建立健全安全生产管理制度 64 第八章第八章 职业危害防治职业危害防治 68 8 1 管理和监测 68 8 2 健康监护 69 第九章第九章 经济分析经济分析 72 9 1 估算原则 72 9 2 投资估算 72 9 3 效益分析 72 第十章第十章 开采方案简要结论开采方案简要结论 73 10 1 建设规模 73 10 2 产品方案 73 10 3 工业场地及开拓运输方案 73 10 4 开采工艺 73 附件 1 开采方案设计委托书 2 采矿许可证 副本 复印件 证号 C5226002009046130057857 3 营业执照 副本 复印件 附图 1 矿区地形地质图 1 5000 2 矿区总平面布置图 1 5000 3 露天开采最终境界平面图 1 5000 4 采场及最终边坡剖面图 1 2000 5 爆破网络及装药结构示意图 示意 6 采矿方法图 示意 第一章第一章 概概 述述 1 1 矿山位置 企业性质和隶属关系矿山位置 企业性质和隶属关系 麻江县杏山镇野猪田硅石矿位于县城 杏山镇 北西方向平距约 8km 处 行政区划属麻江县杏山镇所辖 地理坐标 东经 107 30 30 107 31 18 北纬 26 30 42 26 31 22 从 320 国道附近有麻江 景阳 长冲乡村公路抵达矿区 靠近贵 阳 新 寨 高速公路 交通较为便利 见矿区交通位置示意图 企业性质 私营企业 隶属关系 麻江县杏山镇所辖 1 2 矿区范围 矿产资源赋存 工程地质等情况矿区范围 矿产资源赋存 工程地质等情况 1 2 1 矿区范围矿区范围 根据黔东南苗族侗族自治州国土资源局 2015 年 10 月颁发的 采 矿许可证 证号 C5226002009046130057857 矿区范围由 4 个拐 点圈定 拐点坐标 矿区面积及开采深度如下 表 1 1 矿区范围拐点坐标表 1980 西安坐标 拐点号 XY 1 2933602 92036451176 920 2 2934342 92036451526 920 3 2934342 92036451964 920 4 2933602 92036451614 920 矿区面积 0 3241km 开采深度 1128m 1025m 图图 1 1 麻江县杏山镇野猪田硅石矿交通位置示意图麻江县杏山镇野猪田硅石矿交通位置示意图 1 2 2 矿产资源赋存情况矿产资源赋存情况 一 矿山地质特征 1 地层 因矿区范围不大 出露地层单一 均为二叠系吴家坪组及零星分 布的第四系 附图 1 吴家坪组及第四系残坡积层是赋矿层位 其 岩性特征自下而上分述如下 第四系 Q 主要集中分布在地势较为平缓的斜坡上及较低的 岩溶洼地内 物质成份以褐红色 褐黄色粘土 亚粘土和白云岩 灰 岩转块 硅石砾块为堆积杂乱 结构松散 厚薄不等 厚度 0 40m 吴家坪组 P3w 该组在矿区内分为三段 矿区位置 吴家坪组一段 P3w1 为一套中 薄层具微细层纹燧石条带灰岩 和硅质岩夹页岩 区内未见底 吴家坪组二段 P3w2 为一套灰色薄层硅质岩 粘土岩 偶夹 灰岩透镜体 为区内主要的含矿层位 为矿区硅石矿 石英砂岩 的 主要产出层位 厚 90 110m 吴家坪组三段 P3w3 灰色厚层状生物屑灰岩 泥晶灰岩 局 部见方解石呈细脉状产出 脉宽 1 3mm 左右 厚 50 110m 2 地质构造 矿区地处扬子准地台黔南台陷贵定南北向构造变形区东部凤山向 斜西翼 区内构造相对简单 1 断层 矿区范围共发育有两条断层 即 F1 F2 现将其特征分述如下 F1断层 分布于矿区南部及中部 走向北北东 南起于白沙田 经野猪田 在野猪田北东 320m 处与 F2断层相交 矿区内长约 0 76km 北西盘和南东盘出露地层均为二叠系上吴家坪组和第四系 Q 该断裂走向 210 30 倾向 120 倾角 65 F2断层 分布于矿区东部及中部 走向北北西 矿区内长约 600m 北西盘和南东盘出露地层均为二叠系上吴家坪组和第四系 Q 走向 160 340 倾向 250 倾角 80 左右 北端与 F1断层相交 2 褶皱 麻江县杏山镇野猪田硅石矿区位于凤山向斜西翼中段 该向斜轴 向近南北 核部北起于福泉县凤山镇 南止于都匀市落邦镇 其形态 为紧闭型向斜 在区域上与宽缓背斜构成隔槽式褶皱组合 两翼出露 地层较齐全 由老到新依次有 震旦系 寒武系 志留系 泥盆系 石炭系 二叠系 三叠系及第四系 二 矿体及矿石特征 1 矿体特征 1 硅石矿体赋存特征 硅石矿体赋存于二叠系吴家坪组灰岩及第四系残坡积层中 受地 层层位控制 矿体呈似层状产出 分别为沉积型 原生 和残坡积型 次生 的硅石矿体 露天产出 矿体赋存标高不一 在1025 1085m 之间 其中 号矿体长100m 宽75 130m 平均100m 厚5 120m 矿体倾角20 SiO2平均品位为99 20 号矿体长300m 宽约 175m 厚0 80 1 76m 矿体倾角10 SiO2平均品位为99 20 号 矿体底板围岩为灰岩 顶板围岩为粘土岩及硅质岩 号矿体底板为 灰岩 除节理裂隙发育部位外 大部分围岩的物理力学性质较好 矿区属碳酸盐岩溶低山地貌 地形切割深度小 海拔高程在 1027m 1287 6m 之间 对地貌形成有重大影响的是流水地质作用 最 大高差 260 6m 一般 150 200m 山势相对较缓 地形起伏较小 坡 度在 20 30 之间 区内没有国家保护的建筑设施 设计的矿体开采标高均在当地最 低侵蚀基准面以上 矿体围岩富水性中等偏弱 大气降水是露天采场 充水的主要因素 也是唯一的补给因素 2 矿体特征 矿区内共发现 2 个矿体 其工业类型皆为冶金用石英砂岩矿床 其中 号矿体为海相沉积型石英砂岩矿床 号矿体为次生残坡积 型矿床 号矿体 该矿体位于矿区中部野猪田东部 距野猪田 170m 产于吴家坪组二段底部 有 A 1 A 2 A 3 B 1 Ck1 1 Ck1 2 Ck1 3 CK2 1 Ck2 2 Ck2 3 等工程控制 矿体产于 F1 断层和 F2 断 层断夹块内 矿体长 100m 宽 75 130m 平均 100m 出露标高自 1025 1085m 1085m 以上被浮土掩盖 SiO2平均品位为 99 20 因受 断层影响 矿体产状和断层两侧地层产状差异较大 倾向约 150 倾角 20 号矿体 该矿体在矿区南部白沙田附近 距白沙田约 60m 产 于第四系残坡积层中 与下覆吴家坪组一段灰岩呈不整合接触关系 该矿体有 TC01 TC02 TC03 三个工程 和 LT01 LT02 两个采样点 控制 矿体长约 300m 宽约 175m 单工程平均厚 0 80 1 76m SiO2 平均品位为 97 87 含矿较均匀 无顶板 底板围岩为二叠系上统吴 家坪组一段灰 深灰色中 厚层块状细晶灰岩 岩石中见晶洞构造 局部可见硅化或燧石团块 与底板界线清楚 产状与底板灰岩基本一 致 倾向约 100 倾角 10 矿体形态较简单 据采样统计估算 其含矿率为 31 此外 在矿区北部 野猪田以北 70m 至矿区北面边界 发现一条 矿化带 该矿化带产于二叠系上统吴家坪组二段顶部 大部分部被浮 土和植被掩盖 地表露头不连续 2 矿石特征 1 矿石物质组成 矿物成份主要为石英 次有长石 绢云母 黄铁矿 粘土矿物及 其它矿物 2 结构构造 矿石主要有隐晶质结构 粒状结构等 构造主要为层状构造 致 密块状等构造 3 矿石化学物质成分 根据化学分析 化学成分主要 SiO2含量为 98 38 99 66 最 高达 99 66 Fe2O3一般 0 08 0 21 最高 0 21 Al2O3为 0 10 0 22 其次有少量 CaO MgO K2O NaO 等 根据硅石 石英砂岩 矿的用途 矿区硅石属冶金用石英砂岩 参考 矿产资源工业要求手册 玻璃 陶瓷 冶金用石英砂 石英 砂岩 石英岩 八 附录 一 冶金用硅质原料据行业标准 YB T5268 2007 对硅质耐火材料 铁合金与工业硅用的硅质原材 料矿石的精矿品质要求 矿区中 矿体 SiO2品位 98 38 99 66 Al2O3品位 0 08 0 21 Fe2O3品位 0 10 0 0 22 矿体精 矿品质达到了铁合金与工业硅用硅质原料 GST98 牌号 三 开采技术条件 1 水文地质条件 1 地下水类型 根据地下水形成的自然条件 地下水形成的主要控制因素是大气 降水的充水补给 含水岩性层及其间发育的断裂构造 节理 溶蚀 裂隙 溶蚀孔洞等地是下水赋存空间 组成统一的含水介质 加之矿 区地质 地貌条件差异不大 地下水的赋存特征及其分布规律是一致 的 设计区地下水类型主要为碳酸盐类岩溶水 次为松散岩类孔隙水 2 含水岩组及其富水性 a 碳酸盐类岩溶水 区内碳酸盐岩分布广泛 岩溶水较为发育 主要为岩溶裂隙水 含水层为二叠系上统吴家坪组 岩性主要为灰岩及少量硅质岩 粘土 岩 富水性中等 含水性不均一 动态变化大等特征 岩溶水受大气 降雨补给 通过岩溶裂隙径流 于较低的侵蚀基准面排出地表 在矿 区内主要汇流于岩溶洼地渗入地下岩溶管道 b 松散岩类孔隙水 赋存于第四系松散岩类中 主要为残坡积 冲洪积粘土 亚粘土 碎石土 孔隙水接受大气降雨补给 具就地汇集 就地排泄等特征 3 地下水补给 径流 排泄 矿区以斜坡 沟谷 岩溶洼地微地貌为主 大气降雨沿坡面向沟 谷径流 汇集于更大尺度的沟谷或岩溶洼地中 区内岩溶裂隙较发育 有利于地下水排泄 矿体最低出露标高为 1025m 1060m 高于当地最低侵蚀基准面 1013 9m 号矿体的回采均可自然 排水 因此 矿区水文地质条件简单 地下水对矿区的施工和开采没 有影响 综上所述 按 矿区水文地质工程地质勘探规范 要求 杏山镇 野猪田硅石矿区水文地质条件简单 2 工程地质条件 1 工程地质岩组特征 松散岩类工程地质岩组 为第四系残坡积层 粘性土 残坡积层以黄色粘土与亚粘土为 主 主要分布在地势较高的碳酸盐岩坡面斜坡及岩溶洼地内 厚 0 40m 该岩组工程地质特征表现为 土体类残坡积层承载力极低 抗风 化能力极差 在斜坡上易产生滑 坍 塌 易被流水冲刷成沟壑 硬质岩类工程地质岩组 矿区均为二叠系吴家坪组 出露面积约 1 5 km2 为灰岩 硅质 岩及粘土岩 厚 220 320m 该岩组工程地质特征表现为 碳酸盐岩类富水性较好 岩体结构 属层状结构 岩体结构面以原生沉积的层间结构面为主 次为 级节理裂隙 断层构造结构面 尚见卸荷裂隙 风化裂隙等次生结构 面 在适当的地貌条件下易产生滑坡 崩塌等地质灾害 2 矿体顶底板特征 硅石矿体产于灰岩及残坡积层中 其中 号矿体顶板岩石均为 灰岩及少量粘土岩 硅质岩 底板为灰岩 属硬质工程地质岩组 号矿体因赋存于残坡积层中 底板为灰岩 属硬质工程地质岩组 没 有顶板 顶底板的岩石结构致密坚硬 除局部小裂隙发育地段需支护 外 大部分矿体围岩稳固性较好 工程地质条件属简单类型 3 区域稳定性评价 本区无地震活动的记录 根据 中国地震动参数区划图 GB183006 2001 该区地震基本烈度小于 度 区域地壳较稳定 对矿山建设危害性不大 3 环境地质条件 在现状条件下 自然作用对地质环境的影响小 鉴于采矿活动是 露天开采方式 对地质环境的破坏程度较高 但仅限于矿体赋存的局 部地段对地质环境的影响较大 因矿体赋存标高在当地最低侵蚀基准 面以上 矿床开发不会引起区域地下水位下降的水环境问题 更改变 不了矿区地下水的径流排泄条件 矿体资源量规模虽较大 但生产规 模有限 形成的露天采场不大 引发山体开裂的可能性较小 因受矿 区地形地貌条件的制约 有形成崩塌 滑坡等地质灾害的可能性 1 2 31 2 3 自然地理自然地理 矿区地处贵州高原东南部 苗岭山脉南坡 矿区总体地势为东西 高中部低 侵蚀切割较为强烈 为山地槽沟地貌 最高点为矿区南部 牛角山顶 海拔为 1149 50m 最低点为矿区中部的野猪田附近的洼 地 海拔 1025 60m 相对高差 123 90m 矿区植被较为发育 该区属长江流域沅江水系 清水江的上游 区内属亚热带黔中温 和湿润气候 雨量充沛 年平均气温 14 5 最高 37 最低零下 7 9 雨季多在 4 6 月 年平均降雨量 1396 5mm 当地为多民族杂居之地 主要农作物有 水稻 小麦 玉米及薯 类及烤烟等 工业不发达 经济较落后 1 3 矿山现状 特点及存在主要问题矿山现状 特点及存在主要问题及建议及建议 1 3 1 矿山现状 特点矿山现状 特点 麻江县杏山镇野猪田硅石矿为扩能矿山 属私营企业 该矿山 于 2015 年 10 月取得了由黔东南苗族侗族自治州国土资源局新颁发的 采矿许可证 采矿证号 C5226002009046130057857 矿区面积为 0 3241 平方公里 生产规模为 2 万 t a 采矿证有效期限 10 年 即 2014 年 5 月至 2024 年 4 月 麻江县杏山镇野猪田硅石矿为扩能矿山 矿区范围外 300m 范围 内无采矿权重叠现象 无民房 村寨 水库 石油管道 高压电网等 设施 在矿区西面距矿区边界 35m 距矿山采场约 200m 处有一间 护林人员的值班室 1 3 2 存在主要问题及建议存在主要问题及建议 1 矿山开采过程中应加强边坡检查和管理 2 矿山应按照本开采设计方案的要求 坚持自上而下台阶式规 范开采 同时应加强工人的安全教育和培训 保证矿山安全生产 加 强环境保护意识 2 每次爆破作业及阵雨后 必须加强采场边坡的巡回检查 发 现有浮石或边坡失稳现象应立即处理 确认安全隐患完全排除后方可 继续作业 4 矿山爆破作业时应采用分段毫秒延期爆破 降低爆破振动 并采用松动爆破 禁止抛掷爆破 爆破时在爆点四周 300m 范围设立 警戒线 设人站岗 避免行人 车辆通过 爆破时全部人员应该撤离 到爆破警戒线以外区域 对在矿区内的破碎加工设备进行掩挡 避免 飞石损坏设备 5 矿山开采以挖掘机直接挖掘开采为主 遇坚硬岩层时方采用 爆破落矿 在矿区西面距矿区边界 35m 距矿山采场边界约 200m 处有一间护林人员的值班室 矿山应与该护林人员值班室签订安全协 议 爆破前应通知该值班室 并将人员撤离出 300 米安全警戒线范围 外 6 矿山生产前必须做好以下工作 1 作业前 首先必须清理 干净采面上的险 浮石 保证采面的稳定 每次爆破后 必须检查采 面结构的稳定性 2 采场周围应有明显的标志 特别是能在作业过 程中能看清楚的标志 防止作业人员及设备在作业过程中发生坠落事 故 3 矿山应定期检查采场的稳定情况 如存在边坡不稳定情况 应先进行边坡处理 在保证边坡稳定的条件下才能进行下一步的开采 工作 第二章第二章 编制依据编制依据 2 1 编制依据的文件 批准书 委托书 协议等 编制依据的文件 批准书 委托书 协议等 1 黔东南苗族侗族自治州国土资源局颁发的 采矿许可证 证 号 C5226002009046130057857 有效期限 2014 年 4 月至 2024 年 4 月 2 麻江县杏山镇野猪田硅石矿开采方案设计 委托书 2 2 编制依据的地质资料及有关矿山安全的基础资料编制依据的地质资料及有关矿山安全的基础资料 1 贵州省区域地质调查研究院 2014 年 11 月编制的 贵州省麻 江县杏山镇野猪田硅石矿资源储量核实及详查报告 及其图件 2 本公司设计人员在现场收集的基础资料 2 3 编制依据的法规 规程 标准及技术规范编制依据的法规 规程 标准及技术规范 1 中华人民共和国矿产资源法 修正 2 中华人民共和国矿山安全法 3 中华人民共和国安全生产法 2014 年修订 4 中华人民共和国劳动法 5 中华人民共和国职业病防治法 6 中华人民共和国消防法 7 中华人民共和国环境保护法 2014 年修订 2015 年 1 月 1 日起施行 8 中华人民共和国矿山安全法实施条例 9 非煤矿山企业安全生产十条规定 国家安监总局 67 号令 10 非煤矿山企业安全生产许可证实施办法 国家安监局第 20 号令 11 贵州省深化非煤矿山安全生产专项整治方案 关于进一 步加强非煤矿山安全专项整治的通知 黔安监办 2010 6 号 12 金属非金属矿山安全规程 GBl6423 2006 13 国民经济行业分类 GB T4754 2002 14 爆破安全规程 GB6722 2014 15 矿山电力设计规范 GB50070 2009 16 建筑物防雷设计规范 GB50057 2010 17 建筑设计防火规范 GB50016 2014 18 工业企业设计卫生标准 GBZ1 2010 19 厂矿道路设计规范 GBJ22 87 20 采矿设计手册 露天开采篇 21 企业职工伤亡事故分类 GB6441 427 56 22 金属非金属矿山安全标准化规范导则 AQ2007 1 2006 23 生产过程危险和有害因素分类与代码 GB T 13861 2009 24 工业企业总平面设计规范 GB 50187 2012 第三章第三章 开采方案开采方案 3 1 确定开采境界 可采储量 开采规模和服务年限确定开采境界 可采储量 开采规模和服务年限 3 1 1 开采境界开采境界 一 露天开采境界确定原则 保证露天开采出来的矿石有盈利 境界剥采比不大于经济合理剥 采比 充分利用矿产资源 发挥露天开采的优越性 露天开采边坡应 小于边坡稳定所允许的临界角度 确保采场安全生产 二 露天开采境界的确定 因 号矿体为残坡积型 次生 矿体 且资源量较小无开采价值 经征求业主意见 本次设计不设计开采 号矿体 故露天开采境界范 围为 号矿体的分布范围 号矿体开采标高为 1100m 1045m 露天开采上部境界以矿 界范围内所采矿体的最大设计开采标高为限 1100m 下部境界确 定以工作坡面角60 考虑最终安全平台 清扫平台宽度作最终边坡 线和矿体最低开采标高 1045m 平面相交 求作下部境界 在矿 区形成最终边坡角 由作图法求得最终边坡角为35 3 1 2 可采储量可采储量 根据贵州省区域地质调查研究院 2014 年 11 月编制的 贵州省麻 江县杏山镇野猪田硅石矿资源储量核实及详查报告 得知矿区范围 保有资源量 35 55 万 t 其中 号矿体范围保有资源储量 31 29 万 t 该资源量全部作为设计利用资源量 采矿回采率按 95 计 根据矿山地形地质及现状生产条件 最终边坡为第四系与茅口组 灰岩的不整合面 因此最终边坡没有占用资源量 则 可采储量 设计利用储量 最终边坡占有资源量 矿石回采率 31 29 0 95 30 万 t 3 1 2 矿山开采规模及服务年限矿山开采规模及服务年限 一 矿山开采规模的确定 确定矿山开采规模的主要条件有三个方面 一是产品市场销售情 况 二是保有的资源量是否满足 三是生产技术条件能否适应 1 市场条件 该矿采矿证生产能力为 2 万 t a 目前 市场前景较好 2 资源条件 设计利用资源量 333 31 29 万 t 可采资源量 30 万 t 矿山现 有的资源量满足 2 万 t a 的生产能力 3 生产技术条件 矿山采用台阶式开采 挖掘机直接挖掘落矿 可满足 2 万 t a 生 产能力所需 4 生产设备能力 本设计所选用生产设备能力可以达到 2 万 t a 所选设备见第四 章 可以满足生产能力的要求 综上所述 该矿采矿证核定规模为 2 万 t a 根据矿区矿层赋存 矿产资源储量 矿层开采技术条件 矿区及采场运输 市场需求等条 件 矿山生产规模按 2 万 t a 考虑 与矿山申请规模一致 实际生产 中应根据市场销售 在满足安全及有关规定的情况下 合理安排生产 产量 二 生产能力验算 1 年剥采总量 Aa A 1 n 2 1 0 05 2 1 万 t 式中 Aa 年矿岩总生产能力 万 t A 年矿石生产能力 万 t n 剥采比取 0 05 2 生产能力验算 按可布置的挖掘工作面数目确定可能达到的生产能力按 A NnQq 计算 A 1 1 100 300 3 万 t a 式中 A 露天矿矿石年产量 万 t a N 一个采矿阶段可布置的采矿点数目 本设计中取 1 n 工作班次 每天按 1 班生产 Q 采矿点生产能力 100t 班 q 有效年工作日 300 天 经测算 可以满足年剥采总量 2 1 万 t 的要求 三 矿山服务年限 矿山服务年限 可采储量 矿山生产规模 30 2 15 年 矿山按 2 万 t 年的生产能力进行开采 矿山开采服务年限为 15 年 3 2 开拓运输开拓运输方案方案 根据本矿山矿区地形特征 矿体赋存状况 矿山现状 本矿可供 选择的开拓运输方案有 1 公路开拓方案 2 简易上山道路 溜槽溜 矿 汽车运输联合开拓方案 1 公路开拓方案 公路开拓方案 即汽车上到各水平装载平台 由挖掘机将崩落的 矿石在各装载平台装上汽车 由汽车运输到矿石破碎加工场地 上山 道路设计执行 厂矿道路设计规范 GBJ22 87 2 简易上山道路 溜槽溜矿 汽车运输联合方案 利用矿山坡度大等有利地形 将各水平崩落的矿石通过机械倒堆 利用斜坡溜槽下溜至底部装载平台 通过挖掘机将矿石装上汽车 由 汽车外运 方案比较表 表 3 1 方案名称 可比项目 方案 1方案 2 优点 运输能力大 环境单一 机动 灵活 管理简单 安全状况较 好 投资较小 工程量少 所需运 输设备较少 缺点 占用土地面积大 投资较大 环境影响大 基建期长 溜矿上卸下装必须分时段 上 下不能同时作业 增加运输环 节 二次铲装费较高 上下溜 矿需要协调 安全性差 矿山地形坡度较小 适宜修建上山运输公路 故本方案设计采用 公路开拓方案 利用有利地形从矿山进场公路修建矿山运输公路至首采平台 采 面平台上挖掘机直接将矿石铲装上载重汽车 由载重汽车外运加工或 销售 矿山运输公路宽度达到 4 0m 最大纵坡度不超过 9 回头最小 曲率半径不低于 15 0m 由进场公路延伸至首采平台 自地势平缓处 开始布置 公路成弧型与等高线小角度斜交 连接各台阶 随着开采 深度的下降 上部开拓公路逐步消失 上山公路逐渐变短 各台阶采 下的矿石采用挖掘机铲装上载重汽车 由载重汽车外运销售 具体布 置见总平面布置图 3 3 开采顺序和推进方式开采顺序和推进方式 本次设计开采标高为 号矿体范围 1100m 1045m 设计采用台阶式开采 台阶高度 10m 台阶坡面角 60 矿区首采面设置在 1095m 标高处 首先 修筑矿山公路 清除矿 山 1095m 水平以上的浮石 活石 悬石 拉顶剥离 然后在 1095m 标高处布置首采平台 待 1095m 标高以上的可采资源采完后 在 1090m 标高处布置第二个台阶 方可开采 1095m 1090m 的资源 以此类推 自上而下开采至最低开采标高 1045m 采场推进方向为由南向北推进 3 4 台阶要素台阶要素 台阶要素包含台阶高度 H 最小工作平台宽度 B 和阶段坡 面角 a 三个要素 一 台阶高度 H 根据岩石硬度 稳固性 安全规程对露天矿开采的规定以及钻机 钻孔深度 剥离量要求等因素综合考虑 台阶高度取 H 5m 二 最小工作平台宽度 转运平台宽度 B 即为凿岩 爆破施工 安全距离 由于本方 案采用台阶式开采 最小工作平台宽度 B 为不定值 以满足生产运输 和安全要求为准 B 爆堆宽度 运输汽车工作宽度 5m 安全距离 其 中台阶高度为 5m 故爆堆宽度约为 5m 安全距离为运输汽车内外两 侧的安全距离 B 爆堆宽度 5m 运输汽车工作宽度 5m 内外两侧安全距离 4m 14 故最小工作平台不应小于 14m 凿岩平台宽度 4m 三 阶段坡面角 a 根据 金属非金属矿山安全规程 GB16423 2006 结合本矿山 矿岩的物理力学性质 确定矿区的阶段坡面角 a 60 3 5 开采工艺开采工艺及爆破方案及爆破方案 3 5 1 开采工艺开采工艺 矿山开采以挖掘机直接挖掘开采为主 遇坚硬岩层再采用爆破落 矿 矿山采用自上而下台阶式开采 采下的石料通过挖掘机铲装上载 重汽车 由载重汽车外运加工销售 一 具体流程如下 拉顶剥离 挖掘机挖掘采矿 矿石装 车 汽车外运 外销 遇坚硬岩层时 拉顶剥离 打眼 装药 爆破 挖掘机排 险 矿石装车 汽车外运 外销 开采过程中产生的少量废石 废土由机械装车运至平整场地和铺 设公路 二 总体工艺流程如下 剥离 挖掘机挖掘 或钻孔 装药 爆破 排险 装运 外销 3 5 2 爆破方案爆破方案 矿山开采以挖掘机直接挖掘开采为主 遇坚硬岩层再采用爆破落 矿 每年约 2 3 次采用爆破 本矿山为委托爆破公司进行浅孔斜孔 分段微差爆破 爆破公司应编制具体的爆破设计方案 此次浅孔爆破 方案设计只作参考 爆破参数如下 1 钻孔深度 L 钻孔深度根据分层高度 坡面角确定 式中 H 台阶高度 5m 坡面角 取值 60 h 钻孔超深 根据岩石硬度及分层高度 h 8 12 D h 8 12 0 05 0 4 0 6m 取 h 0 5 2 炮眼直径 D d 由选用钻头直径确定 本矿山选用 YT 28 凿岩机穿孔 取 m mm a hH L4 6 866 0 5 05 60sin 5 05 sin d 50mm 3 最小抵抗线 1 按钻孔装药条件计算 倾斜孔 式中 q1 每米钻孔装药量 kg m q1 d 2 2 800 3 14 0 05 2 2 1 57kg m 装药密度 取 0 8g cm3 800kg m3 L1 装药长度 6 4 1 3 5 1m m 炮孔密集系数 炮孔临近系数 设计取值 1 0 L 钻孔深度 m 设计取值 6 4m q 单位炸药消耗量 kg m3 设计取值 0 3 计算得出 W 2m 2 根据钻孔作业的安全条件 必要条件 C W sina W sin60 C 钻孔安全距离 C 2 5 3 0m 则 W 2 2 2 6m 根据以上计算结果 最小抵抗线取 W 2 2m 满足钻孔作业的安 全条件 4 孔距 在施工中根据岩石的节理发育状况灵活调节 一般计 算公式为 a mW 1 2 2 2 2m 式中 m 系数 炮孔采用矩形布置 取 m 1 5 排距 b 0 8 1 a 1 2 2m 取 2 2m mqL Lq W 11 6 炮孔填塞长度 L2 25 30 D 25 30 0 05 1 25 1 5m 本设计取 1 3m 式中 L2 填塞长度 m D 钻孔直径 单位 m 设计取值 0 05m 矿山深孔的堵塞长度取 1 3m 堵塞物料多为就地取材 以钻孔 时排出的岩渣或选矿厂的尾砂做堵塞物料 7 单孔装药量 q 第一排孔的装药量 Q1 qaWH 0 3 2 2 2 2 5 7 26kg 第二排孔及以后各排孔的装药量 Q2 1 1qabH 1 1 0 3 2 2 2 2 5 8kg 式中 t 后排装药量增加系数 t 1 1 1 2 取 1 1 q 单位炸药消耗量 取 0 3kg m3 8 达到设计年产量所需炮孔数 n 年工作日按 300 天计算 采剥总量为 2 1 万 t 则每天产量为 21000 300 70t 单孔崩矿量 2 2 2 2 5 2 08 51 t 所需炮孔数 N 70 51 2 个 经计算 遇坚硬岩层采用爆破时 需每天打 2 个炮孔方能满足矿 山生产需求 每次炮孔数为 24 个 9 每次爆破所需炸药量 M M Q n 7 26 8 12 183 kg 每次爆破按矩形布置两排炮孔 前 12 后 12 每次 24 个炮孔 总共分 2 段爆破 每段 12 个炮孔 单段爆破最大装药量为 96kg 10 爆破飞石的安全距离 m 矿山采用浅孔微差松动爆破 爆破时个别飞石的飞散距离受地形 风向和风力 堵塞质量 爆破参数等影响 一般按下式计算 Rf 20n2WKf 20 1 02 2 2 1 25 55 m 式中 Rf 碎石飞散对人员的安全距离 m n 爆破作用系数 松动爆破一般为 0 75 1 0 取 1 0 W 最小抵抗线 2 2m Kf 安全系数 一般选用 1 1 5 根据 爆破安全规程 GB6722 2014 的规定 所以本设计爆破 飞石的安全警戒距离不小于 300m 为了防止个别飞石对采场设备的影响 爆破时 除了保证炮孔堵 塞质量外 必须对每个炮孔加以防护 采用 1 2 袋砂袋将每个炮孔口 进行严实压盖 其目的是防止孔口飞石 确保周围设备的安全 11 爆破振动安全允许距离 m 根据公式 R 1 a 单位 m v k 3 Q 式中 R 爆破地振安全允许最小距离 m Q 单段最大装药量 kg 此处 Q 96 kg K a 参数 参照 GB6722 2014 爆破安全规程 规定 此处取 k 200 a 1 5 v 保护对象所在地质点振动安全允许速度 单位为厘米每 秒 cm s 一般砖结构房屋取 2 5cm s R 1 a Q1 3 1 1 5 961 3 85 m v k 5 2 200 12 炮孔布置 采用布置矩形炮孔爆破 炮孔深度 6 4m 炮孔角度 60 爆破 方向考虑以下因素 1 岩层层面倾角方向 2 利用两个自由面增加爆破效果 3 减少爆破个别飞散物对工业场地影响 尽量向无人区方向 必要时采用沙袋覆盖爆破 13 装药和起爆方法 采用不耦合装药 在炮孔底部和上部分别装设一个起爆雷管 起 爆方法采用非电导爆管起爆 使用的起爆器材可选用毫秒微差导爆管 14 爆破注意事项 矿山爆破作业时 采取分段毫秒 秒 延期爆破 降低爆破振动 并采用松动爆破 禁止抛掷爆破 爆破时应停止破碎作业 并对加工 设备进行掩挡 避免飞石伤害 设计爆破飞石安全允许距离为 55 米 根据规程规定取 300 米 振动安全距离为 85 米 爆破前 所有人员 需撤出 300 米安全警戒线范围外方可进行爆破作业 放炮时应采取安 全防护措施 加强警戒 爆破时一定要控制好爆破抛掷方向 尽量避 开公路 房屋 有行人方向 不得出现飞散石 对大块岩石必须采用 机械二次破碎 禁止采用二次爆破 3 6 采场最终边坡要素采场最终边坡要素 根据矿山矿岩特性及安全规程的有关要求 最终安全平台宽 4m 每三个平台设置一个清扫平台 清扫平台宽 6m 开采最终在 1085m 1070m 1055m 标高处留设清扫平台 由作图法得知露 天采场最终边坡角为 35 3 7 附属设施附属设施 3 7 1 供电供电 矿山开采整个流程不涉及用电设备 凿岩打孔用的空压机均采用 柴油机作为动力 矿山无破碎加工工艺 均为外运加工或直接外运销 售 3 7 2 爆破器材库爆破器材库 该矿山主要开采主要以挖掘机直接挖掘开采为主 遇坚硬岩层时 方采用爆破 每年爆破次数约 2 3 次 本矿山不设置爆破器材库 不存放炸药 雷管等 矿山使用爆破器材由爆破公司负责运送 实行 供配制 按需供应 多余的爆破器材当天运走 3 7 3 通讯通讯 本矿山采用无线电话为主 对讲机为辅的通讯方式 应急通信采 用固定电话 各岗位工作联系采用对讲机 对讲机可多配 1 2 台作为 备用 3 7 4 排土场排土场 该矿山开采在实际生产过程中应 采剥并举 剥离先行 剥离 应当超前于开采工作面 4m 以上 境界内平均剥采比经估算约为 0 05 1 开采时附带出来的废石 土 进行综合利用 修路垫道 平 整场地等即可消化 故本设计未设置排土场 3 7 5 防尘防尘 该矿山不涉及破碎加工工艺 产尘点主要为采面 对凿岩与接尘作业人员配置符合国家相关标准的防尘口罩 3 7 6 防排水防排水 矿山排水必须采取防 排结合的措施 在采面上方设置截水沟 减少降水对采场作业面的冲击 生产过程中临时成型的平台及最终平 台要留有向外 3 左右的坡度防止积水 有滑坡可能的地段 必须设 置排水沟 并应定期检查疏通 排水沟规格一般为梯形断面 上宽 0 5m 下宽 0 3m 深 0 3m 在雨季来临前做好应急救援预案物资准备 雨期过后必须对边坡 的稳定性进行检查 3 7 7 其它其它 矿山开采设备 运输设备等的修理以利用社会力量为主 矿山只 配备简单的修理工具 以日常维护保养为主 矿山爆破次数较少 故本设计不设置专门的避炮设施 爆破时 需将所有作业人员撤出 300m 安全警戒线范围外方可进行爆破作业 3 83 8 建设工期建设工期 1 施工准备 该矿山为扩能矿山 矿山内 外协作生产条件优越 本设计不考 虑施工准备期 2 施工工期 矿山需新布置的工程主要有首采工作平台 矿山公路 经分析 矿山公路修筑 3 个月 设计首采工作平台的形成 3 个月 基建 时间约 6 个月 即建设工期为 6 个月 第四章第四章 主要设备选型 设施设计及布置主要设备选型 设施设计及布置 4 1 矿山主要设备矿山主要设备选型选型 4 1 1 主要设备主要设备 矿山采用浅孔斜孔分段微差爆破爆破落矿 根据矿山生产规模及 采场生产条件 矿山主要设备选型见下表 表表 4 1 矿山主要设备表矿山主要设备表 名名 称称型号及规格型号及规格 功率功率 kw 单单 位位数数 量量备备 注注 凿岩机50mm台1 空压机供气量 2m min台1柴油机作为动力 装载机龙工 50台1租用 挖掘机日立 220台1租用 挖掘机日立 210台1租用 自卸汽车载重量 20t 台台8租用 4 1 2 主要设备生产能力验算主要设备生产能力验算 1 挖掘机 挖掘机生产能力 41 16 25 14510000 57 030010 955 10 83600 10000 3600 s m tK nNTEK Q 式中 Q 挖掘机台年生产能力 万 m a T 每班纯作业小时数 8 0 小时 E 铲斗容积 矿山采用日立 220 挖掘机 斗容 1 5m3 Km 铲斗装满系数 取 0 95 n 日工作班数 1 班 N 年工作日数 300 天 挖掘机工作时间利用系数 取 0 75 t 挖掘机作业一次循环时间 取 45s KS 矿石松散系数 取 1 25 经计算 每台挖掘机的剥采能力为 16 41 万 m a 合 34 万 t a 矿山配备的日立 220 型挖掘机 能够满足矿山的年剥采总量 2 1 万 t 的要求 2 装载机 装载机生产能力 年 万立方米 2 26 25 1 6010000 80 0 30010 9530 83600 10000 3600 s m tK nNTEK Q 式中 Q 每装载机台年生产能力 万 m 年 T 每班纯作业小时数 8 0 小时 E 装载机铲斗容积 为 3m3 Km 装载机铲斗装满系数 取 0 95 n 日工作班数 1 班 N 年工作日数 300 天 装载机工作时间利用系数 取 0 80 t 装载机作业一次循环时间 取 60s KS 矿石松散系数 取 1 25 经计算 每台装载机的装运能力为 26 2 万 m a 合 54 万 t a 矿山已配备的龙工 50 型装载机一台 能够满足矿山的年剥采总量 2 1 万 t 的要求 3 凿岩机选型 矿山已配备 50 型凿岩机一套 用气量为 1 5m3 min 钻孔效率为 5m h 每天只需打两个炮孔即能满足矿山生产要求 4 压风设备选型 矿山配备一台供气量为 2m3 min 的空压机专门向凿岩机供风 可 以满足开采要求 4 2 主要设施设计及布置主要设施设计及布置 4 2 1 工业场地布置的基本原则和安全要求工业场地布置的基本原则和安全要求 1 无地质隐患 无滑坡 垮塌 陷落 洪水 泥石流等地质灾 害 2 能充分开发利用矿区范围内的有限矿产资源 工业场地和设 施尽可能不占矿 压矿 3 能充分利用地形地貌 使所建工程费用最省 4 主导风流风向因素 生活 办公区应布置在当地全年主导风向的上风侧 生产区应布 置在当地全年主导风向的下风侧 使生活区环境不受生产区的粉尘 毒气 噪声等危害 当地全年主导风为东南风 故生活 办公区不 能布置在破碎场地的北西面 5 生产安全因素 生活 办公区和重要设备 设施要与生产场所保持一定的安全距离 6 场地内和重要建筑物内有必要的消防设施 7 矿山内电气设备可能被人触及的裸露部分 必须设置保护罩 或遮拦及安全警示标志 8 易燃易爆物品贮存库与工业场地安全距离要符合安全规程要求 9 各种设备的传动部分应有防护罩或防护栏杆 10 超过 2m 的工作平台应设置防护栏杆 4 2 2 矿山布置的主要建筑及设施矿山布置的主要建筑及设施 该矿山为扩能矿山 其整个开采流程无加工破碎 无用电设备 开采出来的矿石直接外运 矿山现场不堆料 故本设计根据实际情况 仅在矿区东面距采面约 55 米处设置一个值班室 第五章第五章 危险 有害因素分析危险 有害因素分析 5 1 自然危害因素分析自然危害因素分析 5 1 1 地质构造和主要岩石结构面地质构造和主要岩石结构面 地质构造方面的危害主要有 裂隙 断层等软弱结构面引起的地 质灾害 1 裂隙 岩石中如裂隙发育 对岩石的稳定性不利 如水平裂隙 垂直裂 隙和剪切裂隙相互交错 形成滑动体 当开采矿石时 暴露出临空面 就容易形成岩石滑动 造成岩石自然垮塌 可能使作业人员被滑动体 掩埋 造成人员伤亡 岩石中裂隙发育 开采放炮时容易造成爆破漏气 达不到爆破效 果 造成物料损失 工作效率下降 还容易导致意外事故的发生 岩石中裂隙发育 易形成地下水积聚 造成作业困难 同时 岩 石中有水加剧了岩石滑动的可能 容易导致人员的意外伤害和财产损 失 岩石中裂隙发育 受自然灾害的影响较大 一旦发生地震 易沿 裂隙垮塌 造成人员作伤亡和财产的损失 2 断层 断层是指岩层或岩体受力断裂后 断裂面两侧的岩体发生了明显 的位移 断层产生会形成断层破碎带 断层一般具有与裂隙同样的危 害 断层与裂隙相互作用 增加了滑动面 更增加了岩体滑动的可能 性 一旦发生滑动 可能造成巨大的财产损失和人员伤亡 3 主要软弱结构面 由于岩体的地质成因及后期的地壳运动 多数岩体有一个或多个 主要结构面 相对岩体其他结构面 主要结构面内磨擦力更小 且结 构面内填充物更多 岩体破坏首先从主要结构面开始 所以开采方向 要尽量避免与主要结构面方向一致 以避免因采动引起主要结构面滑 动而导致的人为地质灾害 本矿区内地质构造简单 仅分布有零星发育的裂隙 5 1 2 对开采不利的工程地质和岩石力学条件对开采不利的工程地质和岩石力学条件 矿区内矿石为灰岩 大部分裸露地表 掩盖浮土薄有利于露天开 采 矿石抗剪和抗压强度较差 节理裂隙发育 开采后形成的边坡不 稳定 开采过程中应清除边坡上松动的岩石 边坡角应在 60 度以下 应由上向下台阶式开采 严禁下部掏空 从而使上部形成危岩 就目前而言 矿区范围内未见有滑坡 崩塌 泥石流 塌陷 地 裂缝等不良工程地质现象 开采中应该注意顺层滑坡现象 矿山开采 边坡不宜过陡 边坡角以 60 为宜 对开采形成的边坡上的不稳定 岩块应及时清除 以免形成安全隐患 5 2 生产过程中危害因素分析生产过程中危害因素分析 5 2 1 开采平台及边坡布置不规范造成的危害因素分析开采平台及边坡布置不规范造成的危害因素分析 露天采场开采常常是进行高挖作业 为保证作业安全 边坡坡度 分层高度的确定 尤为重要 若在开采过程中 边坡坡度过陡 超过 岩石的自然稳定角 就容易发生垮塌 若分层高度过大 容易造成作 业人员的恐慌感 增加心理负担 导致人员操作失误 分层高度过大 容易造成滚石伤人事故 若平台宽度过窄 作业人员行动不方便 容 易造成操作失误和人员踏空 造成坠落伤人 边坡安全管理是露天矿 山安全的重中之重 边坡事故占露天矿山事故比例很大 边坡事故类 型有坍塌 岩体滑落和悬石下落伤人三种 其中落石伤人事故较多 此外 一旦发生坍塌和岩体滑落事故 就可能造成重大人员伤亡 产 生边坡失稳的主要原因有 1 采矿方法不正确 如底部掏采 爆破时炸药量过大 边坡的组成要素不合理 如台阶高度 阶段坡面角 最终边坡角 与有关规程和设计要求不符 因此 台阶高度必须控制在 10m 以下 边坡不能过陡 必须控制在 60 以内 2 地质构造未查明 如节理 裂隙 层理 断层和破碎带以及不 稳定的软岩夹层和遇水膨胀的软岩面等形成的弱层分布范围 延伸长 度 交叉程度 3 水源影响如山洪地表水直冲边坡而造成垮塌 4 边坡岩层受构造影响 层理节理较发育 因边坡角度过大或受 水的影响均可造成滑坡事故 5 岩石的物理力学性质未调查清楚 本矿山最有可能发生坍塌事故的地点为采面及采场矿石结构欠佳 地段 发生事故的后果是可能造成重大人员伤亡和设备损坏 对生产 企业造成重大经济损失 5 2 2 凿岩作业凿岩作业 凿岩机 凿岩作业人员在钻孔过程中会受到机械的振动作用 若 人员站立不稳或支架不牢固 容易导致人员机械伤害事故 若钻孔时 钻杆发生偏斜过大 使设计爆破漏斗参数发生变化 容易造成爆破达 不到设计效果 甚至会发生大量的飞石 造成伤人毁物事故 在高于 2m 以上的开采面进行钻孔 装药等作业时不按操作规程 作业 设施破坏 人员操作失误 未按规定佩戴防护用品或粗心大意 易发生坠落伤人事故