松桃黔东锰矿二采区开采方案设计报告

1 1 1 概述概述 1 11 1 矿山概况矿山概况 一 矿山位置 企业性质 黔东锰矿位于松桃县城西南方向约 70km 处 位于孟溪镇正南偏 西 距离约 15km 矿区地理坐标 东经 108 51 34 108 52 05 北纬 28 01 55 28 03 08 矿区距湘黔线大龙站 180km 左右 距枝柳线吉首站 189km 距 渝怀铁路孟溪站 22km 矿区有公路与松 松桃 印 印江 公路 相接 交通较为方便 详见交通位置图 2 2 1 交通位置图 松桃县孟溪镇黔东锰矿为集体企业 行政隶属松桃县孟溪镇 二 矿山开发现状 松桃县孟溪镇黔东锰矿为整合矿山 由原松桃黔东锰矿和松桃 高梁坪锰矿整合而成 设计将整合后的矿山划分为两个采区 一采区和二采区 进行 开采 一采区为原松桃黔东锰矿的开采范围 二采区为原松桃高梁 坪锰矿的开采范围 本次设计为二采区的开采方案设计 矿山老硐较多 废弃巷道布置混乱 开采方案设计附图只标出 了部分废弃巷道及封堵情况 经现场踏勘 矿山的废弃巷道较多 矿山所在位置 3 但基本予以封堵处理 少部分废弃巷道暂未封堵但设置有风门 防 止通风系统漏风或短路 三 变更的原因和依据 该矿山原设计于 2013 年 1 月通过了铜仁市安监局组织的专家审 查 并于 2013 年 6 月通过了铜仁市安监局组织的安全验收 为了更 加安全 有效地开采矿山资源 根据矿山现有开采系统 设施设备 匹配程度及企业自身发展需要 根据相关法律法规规定 受业主委 托特进行本次变更设计 本次变更设计将原 设计 所设计的开拓 系统全部利用 只增加 750 井 副井 井口标高 750m 方位角为 57 坡度为 3 从矿体下盘一直前掘揭穿矿体 然后沿矿脉走 向在矿脉内向两翼开掘 750m 运输巷道 作为本矿山的另一个安全出 口 本次设计主要验证 750 井 副井 在安全上是否满足现行法律 法规的要求以及对原系统是否造成不良影响 1 21 2 设计依据的国家有关安全生产的法律 法规 规章设计依据的国家有关安全生产的法律 法规 规章 1 中华人民共和国安全生产法 国家主席令第 70 号 2 中华人民共和国矿山安全法 国家主席令第 65 号 3 中华人民共和国矿产资源法 国家主席令第 74 号 4 中华人民共和国劳动法 国家主席令第 28 号 5 中华人民共和国消防法 国家主席令第 4 号 6 中华人民共和国节约能源法 国家主席令第 77 号 7 中华人民共和国职业病防治法 国家主席令第 60 号 4 8 中华人民共和国环境保护法 国家主席令第 22 号 9 中华人民共和国环境噪声污染防治法 国家主席令第 77 号 10 中华人民共和国固体废物污染环境防治法 国家主席 令第 31 号 12 民用爆炸物品安全管理条例 国务院令第 466 号 12 安全生产许可证条例 国务院令第 397 号 13 建设项目环境保护管理条例 国务院令第 253 号 14 地质灾害防治条例 国务院令第 394 号 15 安全生产事故报告和调查处理条例 国务院令第 493 号 16 建设工程安全生产管理条例 国务院令第 393 号 17 工伤保险条例 国务院令第 375 号 18 非矿矿山企业安全生产许可证实施办法 国家安全生 产监督管理局 2009 第 20 号令 19 劳动保护用品监督管理规定 国家安全生产监督管理 总局 1 号令 20 生产经营单位安全培训规定 国家安全生产监督管理 总局 3 号令 21 国家安全监管总局关于进一步加强中小型金属非金属矿 山 尾矿库 安全基础工作改善安全生产条件的指导意见 安监总管 一 2009 44 号 5 22 建设项目安全设施 三同时 监督管理暂行办法 安监 总局 36 号令 23 国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知 国 发 2010 23 号 24 金属非金属地下矿山企业领导带班下井及监督检查暂行 规定 国家安全生产监督管理总局令第 34 号令 25 国务院安委会办公室关于贯彻落实 国务院关于进一步 加强企业安全生产工作的通知 精神进一步加强非矿山安全生产工 作的实施意见 安委办 2010 17 号 26 国家安全监管总局关于印发 金属非金属地下矿山安全 避险 六大系统 安装使用和监督检查暂行规定 的通知 安监总管 一 2010 168 号 27 特种作业人员安全技术培训考核管理规定 国家安监 总局 30 号令 28 高危行业企业安全生产费用财务管理暂行办法 财企 2006 478 号文 29 关于加强金属非金属地下矿山安全通风管理防范中毒窒 息事故的通知 按监总管 2010 93 号 30 贵州省矿山安全资格证管理办法 黔府办发 1995 40 号 31 贵州省实施中华人民共和国矿山安全生产法办法 1993 年 11 月 27 日贵州省第八届人民代表大会常务委员会第五次会议通 6 过 32 贵州省安全生产条例 2006 年 3 月 30 日贵州省政府 第 39 次常务会议 33 金属非金属矿山安全标准化规范地下矿山实施指南 AQ2007 2 2006 34 金属非金属地下矿山安全避险 六大系统 安装使用和 监督检查暂行规定 国家安全生产监督管理总局安监总管 2010 168 号 2010 年 10 月 9 日起施行 35 关于印发 贵州省金属非金属地下矿山安全避险 六大 系统 实施细则 的通知 黔安监管 2010 166 号 36 国家安全监管总局关于印发金属非金属矿山建设项目安 全专篇编写提纲等文书格式的通知 安监总管 2012 45 号 37 企业安全生产费用提取和使用办法 财企 2012 16 号 1 3 设计依据的主要技术标准 规范 规程设计依据的主要技术标准 规范 规程 1 金属非金属矿山安全规程 GB 16423 2006 2 爆破安全规程 GB 6722 2011 3 矿山安全标志 GB 14161 2008 4 矿山井巷施工及验收规范 GBJ 213 1990 5 厂矿道路设计规范 GBJ 22 1987 6 建筑抗震设计规范 GB 50011 2010 7 7 建筑设计防火规范 GBJ 50016 2006 8 建筑物防雷设计规范 GB50057 2010 9 工业企业厂界噪声标准 GB 12348 2008 10 污水综合排放标准 GB 8978 2002 11 大气污染物综合排放标准 GB 16297 1997 12 一般工业固体废物贮存 处置场污染控制标准 GB 18599 2001 13 工业企业设计卫生标准 GBZ 1 2010 14 工业场所有害因素职业接触极限 GBZ 2 2002 15 危险化学品重大危险源辨识 GB 18218 2009 16 低压配电设计规范 GB 50054 2009 17 供配电系统设计规范 GB 50052 2009 18 矿山电力设计规范 GB 50070 2009 19 有色金属采矿设计规范 GB50771 2012 20 金属非金属地下矿山通风技术规范 AQ2013 2008 21 金属非金属地下矿山通风技术规范 通风系统 AQ2013 1 2008 22 金属非金属地下矿山通风技术规范 局部通风 AQ2013 2 2008 23 金属非金属地下矿山通风技术规范 通风系统检测 AQ2013 3 2008 24 金属非金属地下矿山通风技术规范 通风管理 8 AQ2013 4 2008 25 金属非金属地下矿山通风技术规范 通风系统鉴定指标 AQ2013 5 2008 26 AQ2031 2011 金属非金属地下矿山监测监控系统建设 规范 27 AQ2032 2011 金属非金属地下矿山人员定位系统建设 规范 28 AQ2033 2011 金属非金属地下矿山紧急避险系统建设 规范 29 AQ2034 2011 金属非金属地下矿山压风自救系统建设 规范 30 AQ2035 2011 金属非金属地下矿山供水施救系统建设 规范 31 AQ2036 2011 金属非金属地下矿山通信联络系统建设 规范 1 41 4 主要参考资料主要参考资料 1 中地地矿建设有限公司 2009 年 9 月提交的 贵州省松桃 县孟溪镇黔东锰矿资源 储量核实报告 2 贵州淞源矿山开发技术咨询有限公司 2013 年 12 月提交的 松桃县孟溪镇黔东锰矿 二采区 开采方案设计 3 贵州淞源矿山开发技术咨询有限公司 2013 年 12 月提交的 9 松桃县孟溪镇黔东锰矿 二采区 安全专篇 4 设计人员到现场考察和收集到的生产现状资料 三 方案设计指导思想 1 合理布置开拓和开采系统 以较少的工程投入 获取较好的 经济效益 2 优化系统 规范开采工艺 强化安全 提高工效 注重环保 及职业卫生 1 51 5 矿井建设综合评价矿井建设综合评价 一 矿井开拓方式 矿山采用平硐开拓 二 资源可靠性评价 1 根据中地地矿建设有限公司 2009 年 9 月提交的 贵州省松 桃县孟溪镇黔东锰矿资源 储量核实报告 整合后整个矿区范围内 保有锰矿石资源量为 55 万吨 二采区开采范围内资源量约为 25 万吨 2 基本上探明了地质构造和矿层的赋存特点 储量基本可靠 三 外部协作条件 1 松桃县孟溪镇黔东锰矿辖属松桃县孟溪镇 有简易矿山公路 通往矿区 交通较方便 2 本矿所需电源引自当地 10 kv 农网 用电电源有保证 3 矿山生产 生活用水取自矿区附近的大屋河水和山泉水 10 可见矿山建设的外部协作条件较好 四 开采方案的主要技术经济指标 设计生产能力 2 万吨 年 全员效率 1 92 吨 人 天 劳动定员 35 人 项目总投资 120 万元 建设工期 8 个月 五 综合评价 矿层赋存基本稳定 地质构造基本查清 用户可靠 市场潜力 大 为矿山建设提供了有力条件 矿山建设和生产具有良好的经济 效益和社会效益 六 存在的问题及建议 1 矿井勘探程度较低 矿井储量和地质构造有待于进一步验证 建议在生产过程中加强地质工作 提高储量级别 探清地质构造 以更好地指导生产 若发现更多的资源 矿山可申请扩大矿区范围 2 本方案设计中所采用的支护 巷道断面 工作面长度等各项 参数应根据井下实际情况进行调整 3 周边矿山开采情况不详 矿山应加强对周边矿井及老窑的调 查 接近老窑 采空区应加强探放水工作 4 本矿若有与本方案中技术指标相类似设备 亦可使用 以节 省投资 11 2 2 矿区地质矿区地质 一 地层 矿区及其附近出露地层有新元古界南华系下统铁丝坳组 Nh1t 南华系上统大塘坡组 Nh2d 南沱组 Nh2n 震旦系下统陡山沱组 Z1d 上统灯影组 Z2dn 寒武系下统牛蹄塘组 1n 和明心 寺组 1m1 第四系 Q 由老至新分述如下 1 新元古界南华系下统铁丝坳组 Nh1t 矿区及其附近仅出露铁丝坳组第四段 Nh1t4 上部为灰色薄 至厚层粉砂岩夹灰色凝灰质砂岩及绿泥石杂砂岩 中部为灰绿色板 岩 灰色粉砂岩 偶夹灰白色石英砂岩 下部为灰绿色板岩 细砂 岩 偶夹凝灰质砂岩及长石砂岩 底部为中厚层状砾绿泥石狭长石 砂岩 矿区及其附近的铁丝坳组 Nh1t4 与上覆震旦系下冰碛岩段接 触关系为微角度不整合接触 其理由是在刺丘湾 下大屋 铜钱山 大坳等地南华系上统大塘坡组一段与铁丝坳组第四段接触 而木耳 溪 冷板沟 秦家河口至道塘一带 大塘坡组一段与铁丝坳组第三 段石英砂岩接触 故大塘坡组一段岩段超覆于铁丝坳组之上 厚度 121 43m 2 南华系上统大塘坡组 Nh2d 共分四段 第一段 Nh2d1 上部为黑色含砂砾炭质砂岩 炭质砂岩 其下为黑色薄层炭质 12 页岩夹条带状菱锰矿透镜体 菱锰矿层厚度 0 0 29m 中部为灰色 中厚层细砂岩或粘土岩 具斜层理构造 下部为黄绿色厚层砂质杂 砾岩 在矿体边缘 一般下冰碛段厚度变薄 岩石组合趋于简单为 白云质砂岩 砾岩 与下伏铁丝坳组地层为微角度不整合 厚度 0 73 9 3m 第二段 Nh2d2 黑色层炭质页岩 间夹数层 一般 2 4 层 含星点状黄铁矿的 浅灰色粘土岩薄层 底部产 0 25 3 49m 块状炭质菱锰矿及条带状 炭质菱锰矿 一般在工业矿体边缘或无工业矿体地段 含锰岩系变 薄至尖灭 在锰矿层尖灭地段 菱锰矿层常为砂质白云岩取代 该 亚段即习称含锰岩系 厚度 6 82 33 24m 第三段 Nh2d3 灰色 灰黑色薄至中厚层含炭质条带粘土岩 含砂质页岩 由 上至下 炭质逐渐增多 下部夹炭质页岩薄层 与上覆及下伏地层 无明显分界标志 均为过渡关系 厚度 20 34 41 59m 第四段 Nh2d4 上部为灰至深灰色薄 中厚层层纹状粉砂质页岩 有时顶部见 层纹状粉砂岩 层纹平直 密集 顶部常见滑塌构造 乱层纹 下 部为灰色薄 中厚层粘土岩夹粉砂质页岩 局部为具层纹状构造 上部与下部岩性为过渡关系 无明显标志层 厚度 180 58 225 85m 3 南华系上统南沱组 Nh2n 13 黄绿色 灰绿色厚层块状砾岩 上部夹含砾砂岩 含砾粉砂岩 含砾粘土岩 偶夹粉砂质页岩 粘土页岩 中下部夹有浅灰 灰色 砂屑白云岩透镜体 砾石呈次棱角 半滚园状 大小不等 成分复 杂 砾岩及含砾岩具球状风化 厚度 80 91 86 29m 4 震旦系下统陡山沱组 Z1d 上部为灰色薄至中厚层含粘土质粉晶白云岩 偶夹炭质页岩及 硅质条带 下部为灰色中厚层状细晶白云岩 厚度 12 01 16 66m 5 震旦系上统灯影组 Z2dn 灰 深灰色厚层状细 粉晶白云岩 含较多灰白色石英白云石 网脉及硅质团块 风化表面呈刀砍状 厚度 35 70m 6 寒武系下统牛蹄塘组 1n 共分二段 第一段 1n1 灰至灰黑色层硅质岩 顶部偶夹炭质页岩薄层 该组与灯影组 分界明显 在黄塘坪附近硅质岩厚 26m 左右 在木耳溪 桃树湾附 近硅质岩仅 20 30cm 在土地坳则缺失硅质层 而局部出现 1n2 的磷质结核层或磷块岩透镜体覆盖在灯影组白云岩之上的 情况 综上所述 灯影组与牛蹄塘组应为假整合接触关系 厚度 25 67m 第二段 1n2 上部为灰 深灰色薄层粘土岩 细砂岩 局部为黑色炭质页岩 14 夹粉砂质页岩 顶部夹条带状粘土质粉晶灰岩 下部为黑色薄至中 厚层炭质页岩 底部产 0 0 30m 磷块岩透镜体 扁豆体及磷质结核 在磷矿层向上 3 5m 范围内的黑色炭质页岩中 钼 矾含量较高 钼的含量最高为 0 02 厚度 0 20 1 50m V2O5含量 0 63 厚度 0 2 24m 7 寒武系下统明心寺组 1m 共分二段 第一段 1m1 灰 深灰色中厚层灰岩 底部夹少许砂岩 与下伏岩石为过渡 关系 厚度 51 29m 第二段 1m 黑至黑灰色炭质页岩夹粉砂质页岩 出露不全 厚度 71 55m 8 第四系 Q 为表土夹碎石等坡积 残积冲积物 与下伏地层为不整合接触 厚度 0 10m 二 构造 大屋锰矿段位于梵净山穹状背斜北东 矿段分布于木耳扭性断 层与金子山背斜之间 矿段紧靠木耳断层 区内构造简单 总体上 为一单斜构造 地层走向北东 倾向北西 倾角15 35 一般 为20 25 在8线以东 地层倾向逐渐由北北西转向北北东 地层倾角变化大 在5 30 之间 一般为10 15 在大屋 15 青石溪沟谷切割剧烈 含锰岩系及锰矿层沿倾向被剥蚀 在上下大 屋之间 锰矿体沿倾向完全被剥蚀 成为青石溪和白石溪两个块段 的天然分界线 矿区分布于木耳扭性断层与金子山背斜之间 区内构造简单 为 一单斜构造 地层走向北东 倾向北西 倾角 20 35 次级构 造不发育 局部发育少量层间断层 三 矿床地质特征 1 矿体赋存特征 锰矿赋存于南华系上统大塘坡组第二段底部炭质页岩中 矿体 呈层状 或大透镜状 顺层倾斜产出 矿体走向北东 倾向北西 倾角 20 35 平均 30 与地层产状基本一致 矿层地表出露标 高 611 933m 相对高差 312m 地表沿走向连续分布 长度 5500m 向深部倾斜延伸 1130m 最低控制标高 485 01m 矿区范围内矿层最大厚度 2 87m 最薄 0 35m 平均 1 11m 2 矿石特征 1 矿石质量 大屋矿段的氧化矿石 氧化矿深度一般为10 25m 最大深度 30m左右 氧化矿厚度0 14 1 03m 平均厚度0 42m 含 MnO23 79 35 87 平均24 5 氧化矿石主要为块状 胶状 葡 萄状 皮壳状 少数为网格状及疏松土状 氧化矿的厚度由地表向 深部逐渐变薄 浅部的氧化矿石碎裂状 块状及条带状原生菱锰矿 氧化形成 深部则主要产于破裂菱锰矿层之中 16 矿石有关特征见下表 17 矿石特征表 矿石类型 矿物名称 块状矿石条带状矿石碎裂状矿石备注 菱 锰 矿 60 30 70 20 70 锰白云石少 8 少 锰方解石少 3 少少 25 石 英少 20 少 5 30 35 长 石少少 磷 灰 石微微微 绢 云 母微 少微 少微 粘 土 矿 物少 10 8 30 少 炭质有机质少 12 0 4 30 黄 铁 矿少 20 少 3 少 绿 泥 石少少 1 少 玉 髓少 8 2 矿层围岩及夹石 夹石 矿层中时常夹有 1 2 层黑色炭质页岩夹石 据对 46 个 够工业矿体厚度的工程统计 有 2 个工程中矿层有夹石 占 4 3 此外 有 23 个工程夹石厚度均小于剔除厚度 一般厚度为 0 12 0 27m 夹石的岩石特征与底板炭质岩近似 具泥状结构 层纹状构 造 其物质组成亦与底板炭质页岩几乎完全一致 偶见菱锰矿呈细 柱集合顺层分布 直接顶板 在矿体中心部位主要为浅灰色条带状含炭质粘土岩 或带状粉砂岩 在矿体的边缘 该层岩石变薄 炭质增多则以灰黑 色条带状物为主 占 60 以上 石英 1 5 长石 1 3 黄铁矿 1 3 菱锰矿 1 5 炭质有机质 3 15 其次尚含有极少的锰矿 解石 锆石 磷灰石 绿泥石 绢云石 白云母 白云石等矿物 区内矿层顶板颜色浅 具条带状构造 野外易于识别 是一个极好 的标志层 顶板与矿层分界线清楚 顶板岩石稳固性良好 顶板不 18 易塌落 直接底板 矿层底板为黑色薄层含锰炭质页岩 厚度0 8 0 63m 分布较连续稳定 具泥状结构 层纹状构造 泥状断口 岩 石主要由粘土矿特及炭质有机质组成 有极少的绢云母 绿泥石 锐钛矿 黄铁矿 菱锰矿等矿物 粘土矿物含量约60 以上 炭质有 机质占10 40 石英约5 10 其余矿物含量甚微 3 矿床内共 伴 生矿产 矿段内有益矿产主要有 磷矿 下寒武统牛蹄塘组是产磷的重要层位 根据以往工作 磷矿层厚度小 一般为 0 0 03m 品位为 20 左右 呈透镜状和扁 豆状 结核状产出 产于黑层底部 覆于硅质岩之上 经少数工程 揭露及地质填图 尚未发现具工业要的磷矿床 钼 钒矿 产出层位与磷相同 具体位于磷矿层上的炭质页岩 中 紧临磷矿层 经少数工程取样化验 钼的含量 0 002 0 02 其中品位为 0 02 的厚度 0 20 2 02m 其钼的含量最高者 仅达边界品位 尚未达到工业品位要求 钒的含量 0 03 0 65 见矿最厚 2 24m 品位 0 626 上述数据说明 在黑层中有钒的工 业矿体存在 钼矿虽仅达边界品位 但由于工作不尽详细 少数工 程的取样结果尚难定论 总之 工作区黑层中的钼钒矿 今后工作 值得注意 金 银 对金含量的了解不多 仅在大塘坡组第一段中含黄铁 矿较多的炭质岩进行过取样分析 其银的含量很低 为 0 19 0 02g t 对银含量的了解主要是在牛蹄塘组黑层中取样分析钼 钒矿的 同时 分析了解银的含量 其银的含量为 1 25 7 04g t 远未达 到工业要求 硅石 本矿段大屋河与木耳溪河汇合附近 两河的沿岸及河底 出露南华系下统铁丝坳组第三段厚层石英岩状砂岩及长石英砂岩 SiO2含量95 26 95 66 平均品位94 65m 厚度10 47m Fe2O3含量 1 07 3 59 平均2 21 CaO为0 06 0 06 平均0 04 MgO含 量均一 平均为0 01 Al2O3含量0 82 2 29 平均1 45 硅石厚 度可观 其含量接近硅锰合金用硅石的工业要求 3 矿床开采工程技术条件 矿区内工程地质岩组可划分为半坚硬岩组及松散岩组二类 半 坚硬岩组 主要为南华系下统铁丝坳组 Nh1t 和南华系上统统 南沱组 Nh2n 大塘坡组 Nh2d 由于其岩性为砂岩类 泥质类 炭质页岩类 此类岩组的岩石由于层理 节理 裂隙等结构的影响 其力学性能稳定性相对较差 抗风化能力较弱 在巷道或工作面易 发生垮塌 冒顶 滴水 渗水等工程地质问题 松散岩组 主要包 括第四系表土夹碎石等坡积 残积冲积物 第四系残积 坡积土层 主要零星分布于矿区范围内的山脊 坡麓地带 分布面积不大 由砂质岩类 泥质岩类经长期风化 剥 蚀后的残积 坡积物 土层厚度不大 缓坡及沟谷中稍厚 一般小 于 10m 土质多为碎石土 砂土 粉砂质粘土 土体呈松散或半固 20 结状 分选性 胶结性差 土体较松散 透水性较好 土体强度弱 压缩性高 受力后土体沉降量大 边坡容易失稳 上覆地层 含矿地层上覆围岩为大塘坡组第二段 主要为含炭 质粘土岩 粉砂质粘土岩 属半坚硬岩组类型 抗压强度一般 抗 风化能力一般 岩体稳定性一般 工程地质条件一般 含矿层 锰矿层赋存于大塘坡组第二段 Nh2d2 含锰岩系底部 主要为黑色炭质菱锰矿夹少许条带状粉砂岩及炭质页岩 属半坚硬 岩组类型 抗压强度一般 抗风化能力一般 岩体稳定性一般 工 程地质条件一般 下伏地层 含矿层的下伏地层为大塘坡组第一段 Nh2d1 上 部为黑色含砂砾炭质砂岩 炭质砂岩 其下为黑色薄层炭质页岩夹 条带状菱锰矿透镜体 菱锰矿层厚度 0 0 29m 中部为灰色中厚 层细砂岩或粘土岩 具斜层理构造 下部为黄绿色厚层砂质杂砾岩 在矿体边缘 一般下冰碛段厚度变薄 岩石组合趋于简单为白云质 砂岩 砾岩 属半坚硬岩组类型 抗压强度一般 抗风化能力一般 岩体稳定性一般 工程地质条件一般 矿层的顶底板均为炭质页岩 力学强度不高 稳定性较一般 工程条件一般 本矿区地形以低中山为主 地形有利于大气降水入渗 除在浅 部岩层露头区风化作用强烈 岩石节理裂隙发育 稳定性较差 上 覆地层和下伏地层岩石工程地质条件一般 含矿层及顶底板岩层的 稳定性一般 工程地质条件一般 21 根据井下观测与矿山多年生产实际 现状条件下 矿井开采范 围的顶底板变化很小 局部出现小的坍塌 片帮现象 经过简单支 护或处理 效果较好 可以达到矿山安全生产条件 4 矿床水文地质条件 A 区域水文地质概况 本区地处长江流域沅江水系 位于贵州高原东部 区内地形以 中低山 低山为主 地势较陡 区域内出露地层有中元古界梵净山群 新元古界震旦系 南华 系 青白口系板溪群 古生界寒武系 奥陶系 新生界第四系 地 层多呈北东向展布 震旦系分布在该区南西缘梵山穹状背斜核部 南华系分布最广 主要出露在区内的梵净山穹状背斜北缘 广泛分 布在大塘坡 杨立掌 大屋 黑水溪 凉风坳等地 分布区多被第 四系残坡积层覆盖 植被较发育 岩石浅部因风化作用节理裂隙发 育 大气降水容易通过岩石节理裂隙渗入地下 岩层中赋存着基岩 裂隙水 富水性弱 中等 这些裂隙水沿岩层层面径流 最后以泉 的形式在低洼处排泄 区域内第四系孔隙水及基岩裂隙水 均以大气降水作为补给来 源 地下水动态随季节变化明显 一般每年 5 月地下水流量 水位 开始回升 6 9 月为最高值 其间出现 1 3 次峰值 10 12 月份 进入平水期 水位 流量开始逐渐递减 到次年三 四月份降为最 低值 B 地貌与地表水 22 矿区属构造侵蚀中低山沟谷地貌 地势较陡 切割强烈 地形 起伏较大 山体走向与构造线方向基本一致 呈北东方向延伸 地 势总体南部较高 北部相对较低 区内最高海拔标高 1185 5m 位 于矿区范围 5 号拐点附近的山顶 最低海拔标高 620m 左右 位于 1 号拐点北面大屋河河床支流乌鸦洞附近的河床 最大高差 565 5m 矿区附近的最低海拔标高 620m 可视为矿区范围内的最低侵蚀基准 面 620m 标高 矿区属长江流域沅江水系 大屋河流经矿区的北西部 地表水 系较发育 大气降水为本区地下水的主要补给来源和矿床充水的主 要因素 矿区内有 1 处泉水点出露 流量较小 C 地下水 区内地下水类型分为裂隙水和孔隙水 其埋藏形式为潜水 低 洼处地下水埋深一般小于 10m 地下水的补给源主要为大气降水 大气降水通过地表风化裂隙 构造裂隙及岩石孔隙渗入补给地下水 运移于岩石裂隙及岩层面 径流至低洼处以泉的形式排泄 D 含水层与隔水层 矿区及其附近出露地层主要为前元古界南华系下统铁丝坳组 Nh1t 南华系上统南沱组 Nh2n 大塘坡组 Nh2d 第四系 Q 根据地层岩性组合和含水介质特征 将区内划分为孔隙水含水 层 基岩裂隙水含水层 隔水层三类含水层 孔隙水含水层 第四系 Q 23 为表土夹碎石等坡积 残积冲积物 厚度 0 10m 含孔隙水 富水性弱 一般透水而不含水 对矿坑的充水不会造成威胁 基岩裂隙水含水层 为南华系上统南沱组 Nh2n 大塘坡组 Nh2d 的第一 二 四段 由于南沱组的以上分段主要由砂岩类 泥质岩类及炭质页岩组成 根据以往钻孔简测资料 单位涌水量 q 0 0016 0 058l s m 渗透系数 K 0 0022 0 145m d 富 水性弱 含承压裂隙水 水位 流量受大气降水的控制 水温较稳 定 隔水层 为大塘坡组 Nh2d 的第三段和铁丝坳组 Nh1t 第四 段 由于大塘坡段第三段 岩性为灰色 灰黑色薄至中厚层含炭质 条带粘土岩 含砂质页岩 富水性弱 为相对隔水层 铁丝坳组第四段 上部为灰色薄至厚层粉砂岩夹灰色凝灰质砂 岩及绿泥石杂砂岩 中部为灰绿色板岩 灰色粉砂岩 偶夹灰白色 石英砂岩 下部为灰绿色板岩 细砂岩 偶夹凝灰质砂岩及长石砂 岩 底部为中厚层状砾绿泥石狭长石砂岩 富水性弱 为相对隔水 层 E 构造破碎带对矿井充水的影响 矿区分布于木耳扭性断层与金子山背斜之间 区内构造简单 为 一单斜构造 地层走向北东 倾向北西 倾角 20 35 次级构 造不发育 局部发育少量层间断层 节理裂隙较发育 因此 矿区 开采范围遭受断层及破碎带充水 突水的可能性不大 但随着未来 24 矿床开采范围的逐步扩大 人工采矿裂隙大量出现 改变了应力场 和地下水的天然流场 地表水 地下水更可能次级构造 层间断层 进入矿井 根据井下观测 矿井涌水以淋水 滴水为主 矿区范围 节理 裂隙较发育 根据地表和井下观察 主要为 NE 向 这些节理 裂隙带成为矿区内地下水集中径流带 并成为未来开采矿井 直接 充水层中地下水向矿井充水 的导水通道 F 矿井充水因素 矿床充水水源 主要是震旦系上统南沱组 大塘坡组中的基岩 裂隙水 大屋河 季节性溪沟地表水体和第四系孔隙水 地下水补给主要靠大气降水和地表水体 大气降水经地表岩石 的裂隙 孔隙 渗入地下形成裂隙水 各种岩石裂隙 是矿井充水 的主要通道 根据目前规定的矿体开采深度 矿区开采的锰矿体大部分位于 当地最低侵蚀基准面以上 其中二采区开采范围内的矿体位于最低 侵蚀基准面之上 南沱组 大塘坡组主要为裂隙含水层 富水性弱 透水性一般 地形有利于排水 地下水主要充水水源为大气降水 故矿床水文地质勘探类型属以直接进水的裂隙充水矿床 水文地质 类型简单 G 矿坑涌水量 根据原黔东锰矿和原高梁坪锰矿矿井抽水原始记录统计分析 矿坑涌水量受大气降雨影响明显 枯季 1 5 月 正常涌水量为 3 2 9 6m d 左右 平均 6 4m d 左右 雨季最大可达到 7 2 25 21 6m d 左右 平均 14 4m d 左右 根据该矿的现状条件下涌水量实测资料 采用比拟法进行估算 未来开采区域的矿井涌水量 矿区矿坑涌水量为 4 70 14 11m d 该矿坑涌水量为一般矿坑涌水量 不含在特殊水 文地质条件下的矿坑涌水量 H 目前开采条件下矿区水文地质条件的变化 原黔东锰矿和原高梁坪锰矿经多年开采 矿井已形成一定面积 的采空区 约 0 40km 根据原两个锰矿的核实报告 2004 年 2005 年 水文地质条件基本一直 由于开采面积扩大 井巷排水 量有所增加 前后均没发现地表河流 大屋河对矿井进行渗漏 涌 水 I 未来水文地质条件的变化预测 随矿山的继续开采 空区的不断扩大和采动影响 岩层中的裂 隙水向矿井中渗漏 从而破坏了原有的平衡性 使矿层上下顶底板 的含水层产生水力联系 同时导致局部地下水的径流和排泄方向也 发生变化 地下水的流向向着薄弱应力场 采空区 径流 如果采 动切穿未知断裂构造和隐伏断裂构造 构造会沟通矿井与各含水层 以及地表水体的水力联系 矿山生产中应密切关注矿井地下水的变 化动态 防止因贯通地层间的地下水和地表水体而造成矿井涌水 突水事故发生 建议矿山建立健全整合后的涌水量观测记录 为矿山今后涌水 量预测提供依据 为矿山安全生产依据 26 J 供水水源 大屋河流经矿区西北部 常年有水流 清水流量 74 76 126 83 L s 水量随季节变化 可以作为供水水源 矿山开采过程中 预测的涌水量为 4 7 14 11m d 其水质不 宜作为生活用水 经沉淀处理后 可供生产用水 四 环境地质条件 1 矿山环境地质条件现状评价 地震 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 及 贵州省 地震烈度新区规划通知 1992 203号文 本区地震基本烈度小 于 度 属较稳定区域 地质灾害现状 矿区及周边未发现明显的滑坡 地面塌陷 地裂缝等地面变形 现象 矿区环境地质条件较好 地表水污染现状 生活 生产污水只经简单池蓄沉淀后排放于地表冲沟中 对地 表水 地下水及农作物造成一定污染 大气污染现状 矿山目前主要的大气污染源为矿井废气 区域内主要的污染物 是粉尘 放射性污染现状 矿区内无放射性污染 27 2 矿山环境地质条件预测评价 矿山开采可能引发的环境地质问题有 1 生活 生产污水排放及处理不完善 对地表水 地下水及 农作物物造成一定污染 2 随着矿山开采 会造成大面积采空 易引发地面塌陷 地 裂缝等地质灾害 针对上述可能引发的环境地质问题 必须采取有效的防治措施 1 必须严格按设计方案开采 2 矿山生产中的酸性矿坑水和生产 生活污废水 应采用混 凝沉淀 消毒处理 达到 污水综合排放标准 GB8978 1996 一级标准要求 3 地下工程建设及生产过程中 应边采掘边支护 对软弱岩 层和节理发育破碎地带应加强支护 4 按相关规范预留足够的保安矿柱 总体来看 矿区环境地质条件为简单类型 28 3 3 矿床开采矿床开采 3 13 1 矿区范围及资源量矿区范围及资源量 1 矿区范围 根据 2010 年 11 月由贵州省国土资源厅颁发的采矿许可证 松 桃县孟溪镇黔东锰矿矿区范围由 9 个拐点组成 矿区范围拐点坐标 见下表 二采区开采范围为原松桃高梁坪锰矿的开采范围 2 矿山保有资源量 根据 贵州省松桃县孟溪镇黔东锰矿资源 储量核实报告 矿 区范围内锰矿石保有资源量为 55 万吨 二采区开采范围内资源量约为 25 万吨 矿区范围拐点坐标表 3104543 5936585278 11 36585503 133104143 58 36585108 123103118 57 36584658 123102278 57 36584448 133102553 57 36584446 123102723 57 36584740 133103221 59 36584673 123103701 57 36584843 133103981 58 4 3 2 1 7 6 5 9 8 YX拐 点 4 3 2 1 7 6 5 9 8 开采标高 开采标高 1185 550m 矿区面积 0 9653km2 29 3 23 2 矿山生产能力及服务年限矿山生产能力及服务年限 1 矿山工作制度 年工作日按 300d 计算 每天二班作业 每班作业 8h 每天净 运输时间为 14 16h 2 生产规模及可采资源量 生产规模 松桃县孟溪镇黔东锰矿由贵州省国土资源厅 2010 年 11 月颁发的采矿许可证上规划的生产规模为 5 万吨 年 矿石量 根据矿山保有资源量的实际情况 本设计二采区的生产规模确定为 2 万吨 年 矿石量 设计利用资源量 根据 贵州省松桃县孟溪镇黔东锰矿资源 储量核实报告 矿 区矿石保有资源量为 55 万吨 其中 111b 43 万吨 122b 7 万 吨 332 5 万吨 本设计 111b 122b 332 资源量利用 系数均取 1 0 经估算 二采区开采范围内保有总资源量约为 25 万吨 设计利用资源量 22 1 0 22 万吨 可采资源量 采矿回采率取 80 根据前期矿山开采收集的数据 永久矿柱损失比例为 8 7 则 可采资源量 设计利用储量 永久矿柱损失 采矿回采率 22 22 8 7 80 16 万吨 30 3 矿山服务年限 矿石贫化率按 10 计 则 矿山二采区服务年限 可采资源量 1 矿石贫化率 设计生 产能力 16 1 10 2 8 年 3 33 3 矿床开采矿床开采 一 矿山二采区开拓及采掘巷道布置方式 一 矿山二采区开拓及采掘巷道布置方式 设计开采标高内的矿体 埋藏较深 盖山厚 不具备露天开采 条件 设计采用地下开采 矿山前几年开采已形成多个开拓井筒 本设计充分利用已形成 的井筒进行开拓布置 根据矿区地形地质特点 资源量和设计生产规模 二采区设计 采用平硐开拓 共设计布置 3 个井口 分别为 750 井 副井 800 井 主井 和 850 井 风井 各井筒均已形成 750 井 副井 井口标高 750m 方位角为 57 坡度为 3 从矿体下盘一直前掘揭穿矿体 然后沿矿脉走向在矿脉内向两 翼开掘 750m 运输巷道 800 井 主井 井口标高 795m 方位角为 101 坡度为 3 从矿体下盘一直前掘揭穿矿体 然后沿矿脉走向在矿脉内向两 翼开掘 800m 中段运输平巷 850 井 风井 井口标高 847m 方位角为 125 坡度为 3 从矿体下盘一直前掘揭穿矿体揭穿矿体 然后沿矿脉走向在矿 31 脉内向两翼开掘 850m 中段回风平巷 一般以 25m 左右的垂高布置中段 各中段间通过斜坡道和回风 上山连接 井下涌水和生产废水可自流出井外 故井下不设置水仓 通过以上工程可完成二采区的开拓 矿山开拓情况详见开拓系 统平面图 工业场地布置 800 井 主井 井口附近地势较平缓 经挖掘平 整后作为工业场地 主要布置有堆矿场 废石场 空压机站和消防 水池 办公室 洗澡间 灯房和变电站等 二 井筒布置与装备 二 井筒布置与装备 1 井筒布置 根据矿区地形地质特点 二采区共布置 3 个井口 分别为 750 井 副井 800 井 主井 和 850 井 风井 3 个井口均布置在崩落范围之外 工业场地有关设施均布置在岩石移动范围之外 各井口间距均大于 30m 各井筒布置详见开拓系统平面图 井口坐标及井筒特征见下表 井口位置及井筒特征表井口位置及井筒特征表 井口坐标 井筒断面 m 井 筒 名 称 XY 井口 标高 m 方位角 坡 度 井 筒 长 度 m 净掘 750 井 副井 3103550 1 36585157 4 75057 3 1204 54 8 32 800 井 主井 3103436 4 36585195 3 795101 3 1154 54 8 850 井 风井 3193356 7 36585133 6 847125 3 73 3 94 3 2 井筒装备 运输平硐 掘进断面 2 2m 2 4m 为拱形断面 主要用作运 输矿石 废石 材料 进风 排水 铺设管线和进出人员的通道 井口 20 米段采用砌碹 对于不稳定于地段一般采用砼支柱 钢 支架进行支护 运输平硐内采用 无轨运输 回风平硐 掘进断面 2 1m 2 0m 为拱形断面 主要用于回 风 并作为安全出口 三 采矿方法 三 采矿方法 矿体倾角 20 35 平均厚度 1 11 米 属缓倾斜薄矿体 矿体 及其顶板为中等稳固 矿体形态为层状 似层状产出 地表允许陷 落 结合矿山设计规模等实际情况 适宜采用空场法里的房柱法进 行采矿 1 矿块布置与结构参数 矿块布置方式 矿块沿矿体走向布置 矿块结构参数 矿块长度为阶段斜长 根据电耙的有效运距 取 40 60m 矿块内划分矿房 矿房跨度取 8 15m 矿房内规则矿柱的宽度 依经验一般取 3 5m 间距一般取 5 8m 矿块间留间柱 间柱宽度为 3 6m 33 阶段间矿柱厚度一般取 3m 2 采切工作 因该矿矿体较薄 生产规模较小 阶段运输巷布置在脉内 所 需做的采切工作有 沿矿体走向紧贴矿体底板掘进阶段运输平巷 在阶段运输平巷的一侧开掘储矿仓 沿矿房中心线并紧贴矿体底板 开掘上山 作为通风 行人及运搬材料的通道 并作为回采时的自 由面 其末端与联络平巷 回风平巷 联通 当矿体厚度较大时 回风平巷开向靠近矿体顶板 与上山之间采用短天井连接 在矿房 下部边界处掘进切割平巷 作为矿房下部起采自由面和相邻矿房间 的通道 3 回采工作 本矿矿体平均厚度为 1 11m 整层回采即可 回采从切割平巷 与上山交口处开始 自下而上以一字形工作面逆倾斜推进 在推进 工作面的同时或落后于工作面 5 10m 形成规则矿柱 4 采场落矿及运输方式 采场内采用 YT 24 浅孔凿岩机钻孔爆破落矿 孔径一般为 36 44mm 孔深 1 2 2m 孔距 0 6 1 2m 排距 0 5 1m 一次推进 距离 1 2 1 4m 采场内的矿石经自运搬至中段运输平巷内经装入 0 5m 矿车和 拖拉机内 经中段运输平巷 运输上山或斜坡道 主井将矿石运输 至地面 5 采场通风 34 爆破后一般需进行半个小时左右的通风 新鲜风流由中段运输 平巷进入切割平巷 冲洗工作面后 污风经切割上山从回风巷排至 回风井 6 采场支护与顶板管理 回采矿房时的采空区主要依靠矿石和围岩自身的稳固性和矿 柱来维护 局部不稳固处可留矿柱护顶层 在特殊条件下可使用 金支支护 采用房柱法进行采矿 一定要加强顶板管理 在回采过程中 必须切实做好顶板的安全检查工作 并确定专人经常检查处理顶 板及两帮的松石 发现顶板有漏水等异常现象 应先打探眼 探 明情况采取措施后 方可继续作业 6 主要采掘设备配备 采场和掘进工作面主要采掘设备配备见下表 主要采掘设备配备表 采矿方法详见附图 采矿方法标准图 四 防治水方案 四 防治水方案 根据现场踏勘收集到的资料和储量核实报告提供的资料 矿山 数 量 序 号 设 备 名 称 型 号主要技术参数 单 位 使 用 备 用 合 计 1 凿岩机 YT 24 耗气量 2 8m min台 314 2 局部通风机 FCN05 0 11 型 风量 1 5 3 8m S 2 5 5kw 台 314 3 探水钻 TXU 75A 额定电压 380v N 4kw台 112 4 拖拉机载重量 2 3t辆 448 35 地表水主要是溪流和矿区附近的大屋河水 大多数溪流在雨季暴涨 旱季断流的现象比较普遍 矿山在以往的开采过程中 在矿层露头 附近 遍布老窑 部分老窑已沟通地表溪流 矿山开采矿体均位于 当地侵蚀基准面之上 矿山主要从六个方面对矿山水进行防治 1 地表水改道 对矿区内部分地表水可以在矿区范围外修筑拦水坝 使溪流从 原来路径改变方向 流到矿区外 2 封闭老窑 部分老窑联通地表溪流 设计采用混凝土浇灌老窑井口 封闭 老窑 并在老窑井口修筑防洪水沟 水沟规格为 600 mm 600mm 3 井下在开采过程中必须坚持探放水原则 严格执行 有凝必 探 的原则 按照设计要求留设防水矿柱 5 为了预防雨季洪水倒灌 各井口要修筑排洪沟 6 精确测量矿山老窑位置 以指导矿山在开采中避免碰触老窑 或事先采取措施排除老窑积水 防止透水事故的发生 五 施工工期 五 施工工期 本次仅新增 750m 运输巷道 相应的切割巷道及回风天井 新增 巷道掘进量约 750m 按井巷施工队每月掘进 100m 开工后约 7 5 个 月 可完成井巷掘进工程 加上 0 5 个月的辅助工程 即总工期为 8 个月 六 矿井通风 六 矿井通风 36 A 矿井灾害简述 矿床为锰矿 矿尘无爆炸性 矿山井下无地温异常现象 属地 温正常矿井 B 矿井通风 1 首采中段矿井通风线路 鲜风 800 井 主井 800m 中段运输平巷 斜坡道 矿房回采 工作面 回风上山 850m 中段回风平巷 风井 引风道 地面 2 风量计算 按井下同时工作的最多人数计算矿井总风量 Q 4NK 4 20 l 25 100 m min 1 67 m s 式中 N 井下同时工作的最多人数 人 4 按井下每人每分钟 4m 的单位风量计算矿井总风量 K 矿井通风系数 取 K 1 25 按排尘风速计算 矿房回采工作面所需风量 Q采 V采 S采 0 5 12 36 m min 6 m s 式中 Q采 回采工作面所需风量 V采 采场要求最低风速 S采 回采工作面最大断面 掘进工作面所需风量 Q掘 V掘 S掘 0 25 5 0 75 m min 1 25 m s 37 取整数为 2 m s 式中 Q掘 掘进工作面所需风量 V掘 掘进工作面要求最低风速 S掘 掘进工作面最大断面 独立供风硐室所需风量 Q硐 井下无独立供风硐室 Q硐取值为 0 其他巷道所需风量 Q其它 Q其它 Q采 Q掘 Q硐 10 6 2 0 10 48 m min 0 8 m s 总风量 Q总 考虑同时布置两个掘进面 则 Q总 Q采 2Q掘 Q硐 Q其它 6 2 2 0 0 8 624 m min 10 8 m s 按井下同时作业的无轨设备数量进行计算 按井下同时采用 3 台柴油拖拉机和 2 台柴油装载机进行装载运 输 每台功率分别为 30kw 和 45kw 则所需风量 4NM 4 22 3 4 45 2 624 m min 624 m min 10 4m s 式中 N 发动机功率 kw 4 每千瓦所需风量 m min M 无轨燃油设备数量 台 38 根据 计算 所需风量取最大值为 10 8m s 取整数 值为 11 m s 风量分配表风量分配表 需风量 m s 重新分配量 m s 备注 开采工作面 61 6 6 掘进工作面 2 2 42 2 4 硐室 其它 0 81 合计 10 811 C 通风设施管理 1 通风设施 为保证各采 掘工作面和硐室的风量 并使风流按规定方向流 动 在风流线路中设置有风门等通风构筑物 矿井主扇设有反风装 置 在井下发生火灾时可进行矿井下风流反向 2 防止漏风措施 风门等通风构筑物应设置在围岩坚固 地压稳定的地段 并加 强管理 经常检查维修 3 降低风阻措施 砌碹巷道应尽可能光滑 力求使巷道光滑平整 以降低风阻 在容易产生局部阻力的地点 应尽量减少局部阻力系数 巷 道连接边缘应做成斜线或圆弧形 巷道转弯处应尽量避免直角转弯 39 或小于 90 转弯 并将转弯处内 外侧按斜线或圆弧形施工 必要 时应设置导风板 在日常通风管理中 应避免在主要巷道随便停放矿车 堆杂 物 材料应堆放整齐 巷道应随时修复 保证巷道有足够的有效通 风断面 以利风流畅通 4 4 矿井主要设备选型矿井主要设备选型 4 14 1 运输设备运输设备 矿山采用 E 180 型自卸式拖拉机进行运输 其规格为 3 5m 1 5m 1 4m 长 宽 高 现对所