样本——某铝土矿露天开采设计(共37页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上中 南 大 学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY本科毕业论文(设计)论文题目： 学生姓名： 指导老师： 李杰林 学 院： 中南大学继续教育学院 专业班级： 完成时间： 年 月 日 专心-专注-专业中 南 大 学毕 业 论 文（设 计）任 务 书函授站(点): 甘肃函授站 专业: 采矿工程 年级：2014级 学生姓名：XXX毕业设计（论文）题目： 起止日期： 指导教师： 李杰林毕业设计（论文）要求（包括日程安排和进度）：一、日程安排和进度阶段阶 段 内 容起止时间总体设计设计内容的主要构架章节和重点难点内容资料收集通过现场调研、文献查阅、网上搜集等收集资料

2、初稿撰写根据总体设计和有关要求撰写并完成设计初稿修改补充根据导师意见对初稿进行修改补充文档整理按毕业设计格式要求整理文档，准备答辩答辩二、论文要求 毕业论文由题目（标题）、摘要、引言（前言）、正文、结论、参考文献和附录等几部分构成。整篇论文页数不少于25页，书写方式必须为计算机打印。要求数据正确、思路清晰、观点正确，逻辑合理，语句通顺，文本格式符合规范要求。 注：本任务书由指导教师填写并经审查后，一份由学生装订在毕业设计（论文）的封面之后，原件存函授站。中 南 大 学毕 业 设 计（论文）成 绩 单函授站(点): 甘肃函授站 专业: 采矿工程 年级：2013级 学生姓名: XXXX毕业设计（论

3、文）题目： 指导老师评语：指导老师建议成绩：指导老师签名：年 月 日评审意见： 评审人签名： 年 月 日 毕业设计（论文）答辩评语及成绩成绩： 专业毕业设计（论文）答辩委员会主任签名： 年 月 日审查意见： 院（系）负责人签名： 年 月 日注：此成绩单一式三份，一份装入学生学籍档案，一份成教学院备存，另一份由各函授站备存。目 录摘 要*露天铝土矿采区由于民采及盗采历史久远，已不具备大规模开发利用价值，区内民采井遍布，地表塌陷严重，地表农田无法耕种，存在很大的安全隐患。为消除该区内的不安全因素，计划对地形进行整理整治。本文从矿区实际出发，通过对地质情况分析，周边环境分析，同时根据技术与经济合理的

4、原则，结合学习工作经验，从理论上和现状综合分析，选择了露天开采、汽车公路运输的方式。关键词：*铝土矿，露天开采，汽车公路运输ABSTRACT* open-air bauxite working area has not had the value of large-scale development and make use of worth, because of the long history of the local peoples illegal mining. The people inside the zone adopts well and spreads all over ,

5、 the earth's surface collapse seriously, the surface farmland is unable to cultivate, which may cause dangerous consequences . In order to eliminate the unsafe factors in this region, we are planning to carry out measures to improve the current situation. This reality from the mining area, throu

6、gh the analysis of geological conditions, the surrounding environment analysis, but also with technical and economic rationality, combined with a learning experience, comprehensive analysis of theory and the status quo, choose the open-pit mining Auto highway transportation methodsKeywords：* bauxite

7、, Open-pit mining, Auto highway transportation. 第一章 总论1.1 采区概况*露天采区是中铝中州矿业有限公司在强化资源保护和加快矿山生产建设形势下所启动的土地整理项目。为适应生产所需，完成的本开采施工方案。*露天采区地质储量18万t，考虑到民采破坏比较严重，设计损失率为34%，设计利用储量为12万t，地质品位Al2O371.2，A/S11.09，生产规模12万t/年，采场剥离量48.34万m3，平均剥采比12.04 m3/m3（4.02 m3/t），出矿品位Al2O367.64%，SiO26.42%，Fe2O33.48%，A/S10.53，服务年

8、限为一年。 本次方案设计主要依据郑州豫源地矿勘查技术服务有限公司2007年10月份提交的段村雷沟矿区铝土矿加密勘探报告，通过多次现场踏勘了解的现场实际情况基础上，由矿相关技术人员完成。1.2 地理位置及交通*露天采区位于段村-雷沟地区的中部，行政隶属仁村乡管辖。位于仁村乡政府东南部小南沟村，总体地势较平坦，地面标高493-499m左右。邻近采区有310国道和较多乡间公路经过，交通比较方便。图1-1 段村雷沟矿区交通位置图1.3 建设条件*露采区位于仁村乡政府东南面1公里处，东临仁村乡变电所，电源比较可靠，能保证采区正常生产及安全用电。北临仁村，采区南部距小南沟民房较近，西部450米还有正在使用

9、的供水井，可满足施工人员的生产、生活用水。北部100米就有公路，临近采区有多条乡村道路，交通较方便。在露采区西北部有民采竖井10多个，西部还存在一个露采坑，矿体已造成严重破坏。区内黄土覆盖层较厚，北面邻近采场有一冲沟，为涧河支流，雨季有少量水；旱季无水干涸。西面有一民采坑，采坑境界为130×60m。根据河南省渑池县段村雷沟矿区加密勘查区铝土矿资源/储量估算说明书，*采区（00-02勘探线，纵勘探线01以北）范围内，勘探网度达到50m×50m，储量级别为122b,达到了设计要求。1.4 设计原则及指导思想（1）遵照国家和行业的有关政策、法规、规程、规范；（2）充分利用企业已有

10、的设施；（3）精心设计，使本方案达到安全可靠、建设周期短、投资省、成本低、经济效益好的目的。1.5 项目设计范围 本次设计只对*采区露天采场进行设计，其余工业场地由施工方自己解决。1.6 主要设计方案1.6.1 产品方案单一铝土矿石。1.6.2 生产规模、服务年限及工作制度根据矿体赋存条件和设计确定的开采范围内资源储量，本设计生产规模为12万t/年，服务年限为1年，年工作300天，每天工作2班，每班8小时。1.6.3 开采范围本次设计开采对象位于段村-雷沟矿区中段，开采范围北部以矿体的露头为界，南部以纵02勘探线为界，东西以00-02勘探线为界。1.6.4 矿区地质资源储量根据河南省渑池县段村

11、-雷沟矿区铝土矿2007年度补充勘探报告，采区范围内122b储量为18万t，地质品位为Al2O371.2%，SiO26.42%，Fe2O33.48%，A/S11.09。考虑到采区西北部发现10多口民采井分布，资源破坏较严重，资源利用系数取66%，*采区设计利用资源储量为12万吨，出矿品位为Al2O367.64%，SiO26.42%，Fe2O33.48%，A/S10.53。1.6.5 开采方式设计选用露天开采方式。1.6.6 采矿工艺方案（1）露天境界设计露天境界：本采区全部采用凹陷露天开采，北部以矿体的露头为界，南部以02线为界，东西以0002勘探线为界，开采范围200×（10015

12、0）m。开采标高为499-460m，开采深度为39m，台阶高度10m，底部坑境界40×30m，采区境界平面范围见开采终了平面图。露天开采境界内剥离岩土石总量48.4万m3, 出矿量12 万t，Al2O367.64%，SiO26.42%，Fe2O33.48%，A/S10.53，平均剥采比4.02m3/t(12.06 m3/ m3), 平均剥采比小于一般的经济合理剥采比。（2）露采采剥工艺、采剥方法由于受外部条件限制，本采区不采用穿爆工艺，采矿和剥离中如遇见硬度较大的岩石使用液压碎石机直接破碎后装载。矿石较为坚硬、矿体薄、倾角缓，采矿采用液压碎石机直接破碎，推土机积堆，液压铲装载的采矿工

13、艺。剥离量中大部分覆盖层为第四系黄土、卵石层和粘土页岩，不需穿孔爆破，采用10m台阶高度，黄土层倾角450，其他倾角650。（3）开拓运输方案根据上述开拓运输条件，而且矿岩运输量不大，服务年限短等特点，因此，设计选择公路开拓汽车运输方式。（4）要技术经济指标本项目的主要技术经济指标见表1-1。表1-1 主要技术经济指标 序号指 标 名 称单位数 量备 注一地质1矿床类型矿床成因类型沉积型铝土矿床矿床勘探类型第勘探类型2采区地质储量121b矿石量万t18万t地质平均品位 Al2O3%712SiO2%6.42Fe2O3%3.48A/S11.093露天采坑内设计利用资源储量121b矿石量万t12万t

14、平均品位 Al2O3%67.64SiO2%6.42Fe2O3%3.48A/S10.534小南沟备采矿段矿体特征走向长度m100倾向宽m100150厚度 范围m2.797.77平均m4.84倾角º19280矿体埋深m0395水文地质条件简单6工程地质条件简单类型二矿床开采1开采方式凹陷露天2露天采场构成要素露天境界投影面积m227554最大边坡高度m39最大开采高度m39最大开采深度m39最终帮坡角 顶帮º55底帮º20.8坑底最小宽度m30台阶高度m10台阶坡面角 黄土º45 其他º65安全平台宽度m33剥离量m34采矿量t5出矿品位 Al2O

15、3%67.64SiO2%6.42Fe2O3%3.48Al/Si10.5367平均剥采比 m3/t34.02m3/m312.068开采贫化率%59开采损失率%510生产能力t/at/d400 11生产服务年限a112工作制度300d/2班/8小时13开拓运输系统开拓运输方式公路汽车矿石平均运距km21.0废石平均运距km0.6最大纵坡%9.0公路宽度m 9.0第二章 地质资源2.1 地质构造和矿床产状2.1.1 地质构造本采区（00-02勘探线）处在渑池向斜北翼，地层呈单斜产出，倾角19280左右，其变化严格受古地形控制。本采区无明显较大的褶皱，未发现断裂构造的存在，没有岩浆岩出露。2.1.2

16、矿床产状特征（1）地层0002线范围内大部分由黄土覆盖，区内出露的主要地层有：中奥陶统马家沟组（O2m），石炭系上统本溪组（C2b），石炭系上统太原组（C2t），二叠系下统山西组（P1s），二叠系下统下石盒子组（P1x），第四系（Q）。石炭系上统本溪组（C2b）是铝土矿层的赋存地层，为一套不太稳定的海湾、湖沼相铝（粘）土矿岩石建造。为本次设计开采的含矿岩系，可分为三个岩性段。下段（C2b1）：为铝矿层的直接底板岩石，岩性为铁质粘土岩和铁质页岩。颜色有紫红、黄褐、灰及灰黄色。泥质结构，多为块状、局部页理较发育。一般厚35m，平均厚度4.84m。 中段（C2b2）：为铝土矿层和粘土矿层，主要由铝土

17、矿、硬质和高铝粘土矿组成。局部铝土矿层中夹层为：粘土矿及其级外品、粘土页岩、炭质页岩或煤层。铝矿层主要呈层状、似层状、透镜状、个别呈漏斗状。铝土矿为灰色、灰白色、有的呈深灰色。有碎屑状、稀豆鲕状、砂状、蜂窝状、致密状结构，块状构造。主要矿物为一水硬铝石，次为高岭石、水云母和其它粘土类矿物等。铝土矿厚2.797.77m，一般厚3-5m，平均厚4.84m。粘土矿分布于铝土矿层上部或下部，通常下部较多，局部夹在铝土矿层中。粘土矿中常含有少量铁质矿物，使其变为各类粘土矿级外品。高铝粘土和硬质粘土变化较大，在纵、横剖面上不对应，连不成矿体，呈零星分布。上段（C2b3）：为铝矿层顶板，岩性为粘土页岩、炭质

18、页岩或煤。粘土页岩：呈灰白色、灰黑色、有的因铁质污染呈土黄色、紫红色等，泥质结构，岩性较软，显页理，微层构造。矿物成分以水云母为主，次为高岭石及其它粘土类矿物，含铁质氧化物。炭质页岩：呈黑色。泥质结构，页理发育，微层构造。据统计，直接顶板为煤和炭质页岩占53%，粘土页岩和高铝粘土占30%，顶板为第四系占10%，该层厚度2.797.77m，一般厚3-5m，平均厚4.84m。（2）矿层特征段村-雷沟矿区开采范围北部以矿体的露头为界，南部以纵01线为界，东西以横向0002勘探线为界。铝土矿层赋存于石炭系上统本溪组内。矿体倾向170225°，总体倾向200°，倾角20°左

19、右，矿体形态沿走向与倾向均有膨缩变化的特点，其变化严格受古地形控制，矿体顶底板围岩与矿体呈整合或假整合接触，产状基本一致，矿体顶面相对平缓，北东高南西低；底面总体趋势与顶面相似，不同的是在局部地段因古地貌的影响出现凹陷。采区内施工钻孔6个。全部工程见矿，矿层平均厚4.84米，大厚度工程1个，厚度为7.77米，其余5个孔厚度为2.795.84米，矿体东西长250多米，南北宽100150m，矿层内部结构较简单，矿层埋深20.929.48m，平均埋深25.85m。2.1.3 矿石质量特征铝土矿矿石呈灰色、深灰色，风化后呈灰白色、黄褐色。以碎屑状、稀豆鲕状、致密状和蜂窝状结构为主，块状构造。主要矿物成

20、份一水硬铝石，其次为高岭石等粘土类矿物及铁质。化学成份主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、S、Loss等。（1）矿石的矿物成份据相邻矿区的光谱分析，结合采区的野外观察和岩矿鉴定，组成铝土矿矿石的主要矿物有一水硬铝石，次为高岭石等粘土类矿物，并含有少量的赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等。微量矿物有锐钛矿、锆石、独居石、金红石等。一水硬铝石：为矿石中的主要矿物，含量5090×10-2，多呈结晶粒状、鳞片状、小柱状的集合体存在于铝土矿石的碎屑、鲕粒、豆鲕及胶结物中。一水硬铝石的直径0.020.05 mm，有时被铁质和有机质污染。高岭石：为铝矿石的次要矿物，含量510×10-

21、2，与水铝石互为消长。矿物呈细小鳞片状，集合体呈团块状、蠕虫状存在与豆鲕状、碎屑状铝土矿的胶结物中，或分布于水铝石颗粒间隙中，也有少量存在鲕粒的核心呈蠕虫状产出，或与水云母交织在一起，构成毡状结构和泥质结构。水云母：含量从微量到10×10-2左右，呈显微鳞片状，片度大小与一水硬铝石晶粒相似，与一水硬铝石、高岭石共同存在于豆鲕状、碎屑状铝土矿的胶结物中。铁质矿物：浅部多见到褐铁矿、赤铁矿，含量10×10-2，多数2×10-2左右，多呈侵染状、薄膜状或小团块状分布于铝土矿石的胶结物中或淋滤于节理裂隙中。深部多见赤铁矿、菱铁矿及黄铁矿等，黄铁矿呈侵染状、结核状分布于矿层

22、中。菱铁矿常呈鲕状、粒状、细条状分布于矿层中或铁质岩中。钛质矿物：主要为锐钛矿、金红石等。多呈浑圆状、短柱状或针状，赋存于水铝石的晶粒间或存在于水铝石的胶结物中。（2）矿石结构 碎屑状结构：碎屑由显微晶粒状、隐晶状，一水硬铝石及少量粘土类矿物组成。碎屑多呈棱角状、次浑圆状形态，分选性差，具不太规则的排列。碎屑粒径15mm，个别10mm左右，为采区常见的矿石类型。砂状结构：由晶粒状一水硬铝石和少量粘土矿物组成，铝矿石外观呈细砂状，晶粒径0.10.3 mm。豆鲕状结构：鲕粒内由晶粒状、隐晶状一水硬铝石以及少量的高岭石和铁质组成。鲕粒呈球状、椭圆状，鲕内呈同心圆构造，鲕径0.52 mm。常含有少量豆

23、粒，豆粒直径35 mm。呈椭圆状，平行层理定向排列，有的豆粒内由粘土类矿物构成，具同心圆构造。致密结构：由隐晶质状一水硬铝石和高岭石、粘土类矿物及少量的铁质组成。矿物粒径细小，肉眼不易分辨，外观较致密细腻。断口平坦呈块状，含少量水铝石晶屑。（3）矿石的构造平行定向构造：碎屑长轴方向、扁圆状豆粒与层面定向排列的特征。区内常见的构造类型分布于豆鲕状、碎屑状矿石中。块状构造：矿石具有均一致密的特征，矿石成份结构无明显差异，致密状、豆鲕状和晶粒状铝土矿石常具此种构造。蜂窝状构造：矿石中常常具有大小不规则的空洞，大小与豆鲕相似，呈圆形、椭圆形。推测矿石长期风化，受地表水或地下水淋滤侵蚀，豆鲕内粘土类矿物

24、、铁质被淋失所致，有的孔洞尚保留部分高岭石和铁质。蜂窝直径15 mm，最大达8 mm。有的人将较小的蜂窝铝矿石称为蜂窝状结构。层状构造：铝土矿在整体上呈层状构造产出，单厚层12 m，少量铝矿层具薄层状构造。（4）矿石的自然类型根据矿石的结构、构造可分为以下几种类型：1) 砾屑状铝土矿：呈浅灰、灰白、灰、黄褐色等。碎屑结构，层状构造。由晶粒状、隐晶状一水硬铝石及少量粘土类矿物组成。为中高品位矿石，是采区的主要矿石类型，该类矿石占矿石总量的20 %左右。2) 砂砾状铝土矿：呈灰白、灰、黄褐色等。由晶粒状、柱状一水硬铝石组成，有少量高岭石分布于一水硬铝石之间。经成岩重结晶作用，矿物颗粒增大，镶嵌致密

25、，矿石外观呈砂状，为高品位矿石，该类矿石占矿石总量的10 %左右。3) 豆鲕状铝土矿：呈浅灰色、灰色、灰黄褐色。豆鲕状结构，块状、似层状构造。由晶粒状、隐晶状一水硬铝石及少量高岭石等组成，为中等品位矿石，该类矿石占矿石总量的25 %。4) 蜂窝状铝土矿：呈浅灰、灰白、黄褐色。蜂窝状结构，块状厚层构造。矿物成分以一水硬铝石为主，次为粘土类矿物及少量铁质，为采区中高品位矿石，该类矿石占矿石总量的20 %左右。5) 致密状铝土矿：呈浅灰、灰、黄褐色。隐晶状一水硬铝石和较多粘土类矿物组成。外观细腻，断口平坦。此类矿石较贫，该类矿石占矿石总量的10 %左右。6) 薄层状铝土矿：呈灰色、浅灰色、黄褐色。致

26、密结构，薄层状构造。由细晶粒状、隐晶状一水硬铝石和较多的高岭石等组成，为较低品位矿石。该矿石占矿石总量的7 %左右。7) 土状铝土矿：呈灰白色、浅黄褐色。致密结构，土状构造。质地较软，手碾易碎呈土状。矿石由隐晶质一水硬铝石和粘土类矿物组成，含少量铁质。为中等品位矿石，该类矿石占矿石总量的10 %左右。以上各种矿石自然类型，在走向上和倾向上没有明显的分界线，多呈过渡型与混合型产出。而在剖面上、在单工程矿石中有明显的界线，在矿层下部以碎屑状、土状、蜂窝状矿石为主，中部以晶粒状、蜂窝状矿石为主，上部大都为致密状、豆鲕状矿石。当矿层变薄时，一般为致密状、薄层状、豆鲕状矿石。按主要的铝矿物成分划分，属一

27、水硬铝石型沉积铝土矿石。（5）矿石工业类型采区铝土矿石按工业用途与提取氧化铝的方法划分，属联合法生产氧化铝矿石。根据铝土矿品级标准（GB3497-83）矿石类型划分为低铁（3×10-2）、含铁（36×10-2）、中铁（615×10-2）及高铁型（15×10-2）铝土矿石。*采区：在6个单工程中，低铁28个占90 %，含铁3个占10 %，属低铁含铁型矿石。硫在矿石中分布很不均匀，多呈粒状和团块状黄铁矿产出，中深部较浅部高。按矿石中S的含量，可划分为低硫（0.3×10-2）；中硫（0.30.8×10-2）及高硫型（0.8×10-

28、2）铝土矿石。在31个单工程中低硫（0.3×10-2）30个工程，占97 %，中硫（0.30.8×10-2）1个工程占3 %，属低硫型铝土矿石。2.1.4 岩石特征矿体顶板多为第四系黄土层、卵石层及粘土页岩，其厚度从20.9m(ZK0101)29.48m(ZK01N01）。 2.1.5矿岩物理力学性质抗压强度：矿层48.752.5 Mpa，平均50.8 Mpa；粘土页岩0.110.18 Mpa，平均0.18 Mpa；炭质页岩3.65.21 Mpa，平均4.48 Mpa；铁质页岩0.89671.7 Mpa，平均25.66 Mpa。体重：铝土矿2.99 t/m3；岩石：岩石平均

29、2.56 t/m3；松散系数：铝土矿1.5，岩石1.4。2.2水文地质特征本采区开采标高位于当地的侵蚀基准面以上，该区段主要为第四系（Q）松散沉积物较发育，厚薄不均。主要岩性为黄土状粉质粘土及其下部的粘性土夹碎石、卵石、砾石层。在沟床处，沉积有砂卵石层。含孔隙潜水，但富水性不强，对矿床开采影响不大。采区内有一冲沟，四季中只有在夏季才有流水，经过计算其汇水面积为10平方公里左右。该沟夏季一般流量0.30.5m3/s，一般洪峰流量510m3/s (2004年洪峰流量68m3/s)，历年最大洪峰流量可达30m3/s。冲沟再往东300m就流入北涧河，采区南沟下游，大雨后，北涧河流量猛增，一般洪峰流量1

30、018m3/s (2004年洪峰流量1015m3/s)，历年最大洪峰流量可达100m3/s (1982年7月31日)， 2-3天恢复常量。北涧河常年有水，但流量很小，该河一般流量0.5m3/s左右。*采区西起00勘探线，东到02勘探线。它位于段村雷沟矿区的中部，在北涧河支流的下游。该区段山高谷深，沟系发育，受南、北部各有一座近东西的山脊夹持，谷底比降较大，地表迳流条件良好。该区段民采铝土矿井较多。经调查，绝大多数矿井无排水设备，仅个别井中有水，但水量很小，泵间歇排水即可安全生产。然而，由于有这些矿井存在，它不但破坏了各岩层的自然状态，导致地下水混合，而且利于降水及地表迳流水的流入，增加了渗入量

31、，同时在今后开矿时，对露采场边坡稳定性将产生不利影响。2.3工程地质特征本区段主要岩组为第四系（Q）松散层岩组、风化带破裂层岩组、砂岩页岩互层岩组、灰岩砂岩页岩互层岩组、炭质页岩岩组、铝土矿岩组、铁质页岩岩组和灰岩岩组。其中松散层岩组及风化带碎裂层岩组易垮落坍塌，故稳定性不好。砂岩页岩互层岩组和灰岩页岩砂岩互层岩组厚度大，是本区段的主体，并构成南北部山体，露采时将形成高大边坡，并且它易于风化剥落，有产生滑坡和泥石流的可能，值得警惕。但由于南部是逆向坡而增强了边坡的稳定性。北部顺向坡十分不稳定。铝土矿层顶板多为炭质页岩和铁质页岩岩组，岩石软弱，岩体完整性不好，易引起滑坡。灰岩和铝土矿岩组岩石坚硬

32、，岩体较完整，岩体质量等级一般，岩体质量中等，是本区段较稳定的岩组。露采时灰岩岩组将构成南部较稳定的边坡。但是，由于北部是顺向坡，给边坡稳定性带来不利影响，若裂隙发育，在降水、渗流的影响下，有可能产生块体滑落或滚落，应防之。 露采场东西两端边坡的稳定性及特征介于上述两种之间，由于民采矿井（坑）的存在，又给边坡稳定带来不利影响，应加注意。2.4环境地质特征2.4.1 地震据国际中国地震动参数区划图（GB18306-2001），义马、新安等地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05 g，并且区内新构造运动不强，应属比较稳定地区。 2.4.2 污染经水样分析，本区地表水、第四系地层中水和石炭

33、二叠系地层中水都有不同程度的污染，均不适合饮用。可供饮用的水，唯独寒武奥陶系灰岩中水，但是它也受细菌不同程度的污染。 2.4.3放射性放射性r辐射测量的结果表明，铝土矿（矿体、矿石堆、矿渣）的放射性为100150微伦/小时，坑道中的矿体辐射强度在200微伦/小时以上，除此以外，其它岩石（黄土、砂岩、灰岩、炭质页岩及煤等）的放射性均低于100微伦/小时。按国家规定人体可以接受的安全计量为0.05伦琴/24小时，这一标准高于铝土矿采矿现场，这就是说，施工人员在铝土矿采场或坑道中连续，滞留310小时和165小时所接受的放射性才接近于该计量，并且当人们离开铝土矿（矿堆、采场及坑道）5 m之距后，就不会

34、受其影响了。2.4.4不良地质现象本区段仅在南山脚下及山坡地带见有小型“倒石堆”和崩塌物堆积之外，地表未见大的不良物理地质现象。但是本区段民采矿井较多，对开采影响较大，应警惕。综述上，本区段环境地质条件较为简单，进行有针对性的设防即可。2.4.5*采区采空区情况采场范围内目前发现有10多个民采井，现已全部回填,采场北面矿体露头已被局部盗采。采场东面有一个露天采坑，采坑范围100×70m左右，平均深15m，在坑东面底部能看见少量矿体露出，坑内矿体已被全部开采。2.5 地质储量工作及质量评述2.5.1勘查类型采区地质因数类型系数之和为1.9，类比以往勘查区情况，结合本区的实际，勘查类型可

35、为第勘查类型，复杂程度中等类型。2.5.2工程网度2006-2007年间，由中国铝业股份有限公司矿业分公司完成了加密勘查，开采范围北部以矿体的露头为界，南部以纵01线为界，东西以横向0002勘探线为界。按50×50m网度施工钻孔，提交地质储量为122b, 达到了探明矿体的目的。2.5.3 勘查工作质量评述采区铝土矿层黄土覆盖较厚，勘查工作的手段以垂直钻探工程来获取地质资料。钻孔位置的布设是根据设计座标实测定位，用木桩标上孔号。开钻前需经地质、探矿和工程监理检查孔位、机台地盘平稳角度、各种钻具齐全、班报表及岩矿心箱备全等，达到要求下达施工通知书和设计柱状图。钻进中地质人员严格按钻探六大

36、指标及时编录，遇到与设计不一致时及时修正。钻进达到地质设计要求时（终孔层位要求为奥陶系灰岩），由地质人员与甲方代表签发终孔通知书，并按要求测孔斜、封孔，进行工程验收。终孔结钻后，必须定测钻孔实际坐标和高程。总的来说，勘查工程质量符合有关规范的要求。2.6 矿区工业指标矿区勘查报告的工业指标根据DZ/T 0202-2002铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范沉积型铝土矿一般指标，结合矿区实际情况，按照有关要求确定，其内容如下：边界品位： Al2O340 %，A/S2.1；块段最低工业品位：露天Al2O355 %，A/S3.5，地下Al2O355 %，A/S3.8；可采厚度： 露天0.5 m，地下0.8

37、 m；夹石剔除厚度： 露天0.5 m，地下0.8 m；剥采比： 15 m3/m3。2.7存在问题及建议根据矿体埋藏情况及现场采动情况，确定东面 00-02勘探线处设计采坑境界面积为2.7×104m2(43亩)，设计底部标高460m，具体情况可参考开采终了平面图。由于范围内属于严重塌陷区，民采破坏严重，资源损失无法估算，经初步估算资源量为12万t，A/S 11.09，剥离量为48.4万m3（其中黄土30万m3，岩石18.4万m3，）剥采比为 4.02m3/t。但是其现场情况较为复杂，民采井较多，资源破坏比较严重，具体的资源量无法具体核实，施工时可根据现场具体情况对施工方案进行调整。第三

38、章 矿山开采3.1开采范围和开采方式3.1.1开采范围本次设计开采范围位于雷沟矿区西段，北部以矿体的露头为界，南部以纵01线为界，东西以00-02勘探线为界。图3-1 *采区开采范围图3.1.2开采方式采区内矿体埋深较浅，一般为20.929.84m，平均埋深25.84m。地表为大面积的第四系黄土覆盖，直接顶板为卵石层和粘土页岩，矿体连续性较好，厚度变化不大，范围在2.797.77之间，平均厚度为4.84。矿体倾角较缓，范围在1928度之间。 段村-雷沟矿区00-02勘探线矿体连续性较好，倾角较缓，埋藏较浅，适用露天开采。3.2露天开采境界的确定3.2.1开采技术条件段村雷沟矿区范围位于义马（渑

39、池）向斜北、西、南三方高向东（低）开口的狭长而近椭圆形盆地的西端，在盆地北边缘为中低山地形，山顶多呈尖顶状，鱼脊状，山脊呈东西向展布。西部及南部多为低山丘陵地形。盆地中部为涧河河谷地形，发育有一、二级阶地，河谷宽800m左右。阶地以外为山前斜地，冲沟发育，近南北向冲沟最为明显。本设计露采范围为段村雷沟矿区矿体00-02勘探线之间赋存和出露矿体的地段，其地形最高标高499m，最低标高493.6m，露采坑底标高460m。矿体形态较简单，主要呈层状、似层状，少量为漏斗状。矿体倾向170225°，总体倾向200°，倾角20°左右，其变化严格受古地形控制，矿体顶底板围岩与矿

40、体呈不整合接触，产状基本一致，矿体顶面相对平缓，北东高南西低；底面总体趋势与顶面相似，不同的是在局部地段因古地貌的影响出现北东凹陷。铝土矿体直接顶板为卵石、粘土页岩、砂岩。矿体的直接底板为铁质页岩、粘土矿及粘土矿级外品组成，间接底板为白云质灰岩、泥质灰岩、角砾状灰岩等。铝土矿矿石呈灰色、深灰色，风化后呈黄褐色、灰黄色，以砾屑状、豆鲕状和致密状结构为主，块状构造，矿物组成主要为一水硬铝石，化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、Loss等，次为高岭石、伊利石、水云母等，少量赤铁矿、黄铁矿等，微量矿物有锐钛矿、锆石、榍石、独居石、绿泥石、金红石、方解石、石英等。3.2.2矿岩物理力学性质抗

41、压强度：矿层48.752.5Mpa，平均50.8Mpa；粘土页岩0.110.18Mpa，平均0.18Mpa；炭质页岩3.65.21Mpa，平均4.48Mpa；铁质页岩0.89671.7Mpa，平均25.66Mpa。体重：铝土矿2.99t/m3；围岩：粘土页岩2.43t/m3，炭质页岩2.65t/m3，铁质页岩2.71t/m3，围岩平均2.56 t/m3；近地表第四系砂卵石层体重2.12 t/m3；围岩和砂卵石层平均体重2.39 t/m3。松散系数：铝土矿1.5，顶底板围岩1.4。采场边坡参数：根据上述矿区边坡岩体稳定性分析，设计确定采场边坡参数如下：表3-1 采区主要施工参数表 项 目单 位参

42、 数工作台阶高度m5最终台阶高度m10最终台阶坡面角度黄土层45，基岩65安全平台宽度m2项目区内运输道路宽度m单车道6m，双车道9m最小工作平台宽度m20最终边坡角度<50° 图3-2 采场边坡示意图3.2.3露采境界的圈定原则（1）以最大利用00-02勘探线地质储量为原则。（2）选用的采场最终边坡角使其在服务年限内保证稳定。（3）确保本设计露采范围对以后的地下开采没有影响。3.2.4 露天开采境界的确定根据方案比较选择一个凹陷露天境界，由于矿体倾角较缓只有200左右，并且矿体形态为层状与似层状，所以将境界底部周界定为矿体底板，范围为461476m，鉴于铝土矿赋存的不稳定性，

43、终了底板可根据实际揭露情况现场确定.坑长200m，坑宽178m,坑底最小宽度30m，最高标高499m。平面投影面积2.76hm2，采场最大深度39m。 图3-3 开采境界示意图图 3-4 开采境界剖面图露天开采境界内剥离总量48万m3，出矿量12万吨，出矿品位Al2O371.2%、，SiO26.42%，Fe2O33.48%，A/S11.09,平均剥采比4.0m3/ t。 3.3工作制度、生产规模及服务年限3.3.1采场服务年限按下列公式计算矿山服务年限（年）式中：T=服务年限 Qt=设计露采开采储量12万吨 q=设计年开采规模（12万吨） Ke=露采损失率5% t=贫化率（5%）矿山服务年限为

44、1年。3.3.2矿山的工作制度由于矿区距离居民区较近，为了不影响居民生活，确定工作制度如下：年工作天数：300天日工作班数：2班班工作时间：8小时3.4开拓运输系统3.4.1开拓运输条件本次设计开采的露天采场位于涧河河谷的南面，其范围内地形标高最高499m，最低490m，地形高差不大；采场开采深度不大，边坡最大高度为39m，全部为凹陷露天开采，开拓运输条件简单；采场北部有县级公路通过，可抵达破碎站，采场附近乡村道路较发达。3.4.2开拓运输方式选择根据上述开拓运输条件，结合矿岩运输量不大，服务年限短等特点，设计选择公路开拓汽车运输方式。3.4.3开拓运输系统（1）采场内部运输系统总出入沟从采场

45、最东端的492m标高处进入采场，采用螺旋坑线至露天采场坑底，沿采场北部边帮下至露天采场坑底（2）采场外部运输系统采场的矿岩均从492m总出入沟运出采场，100m就可至乡村公里。矿石经200m场外运输公路至小南沟破碎，将破碎后矿石运至18km处义马火车站，发往中州分公司。废石经0.60km的场外采场运输公路运至位于采场东部的废石场。3.4.4采场公路标准由于运量不大，服务年限短，设计采用级矿山公路标准，双车道宽度9m，单车道宽度6m，最大限制坡度9，最小转弯半径15m，路面采用泥结碎石。3.5采剥方法与采剥工程3.5.1采剥方法项目区内主要施工对象为第四系黄土，卵石、页岩、铝土矿等，大部分剥离物

46、都可以采用挖掘机直接挖装，局部坚硬岩石采用汽锤破碎，无需爆破。工作台阶推进到最终边坡时再进行并段，每二个分层合并为一个最终台阶，最终台阶高度10m。主要作业流程：开沟平整挖掘装车（汽锤破碎）运输卸载堆存。3.5.2采剥工程由于项目区距离周围地表居民建筑物很近，爆破会影响到附近居民建筑物。设计采用非穿爆作业，剥离物大部分为第四系黄土及砂卵石层，不需要穿孔爆破，临近矿体顶板的应进行清顶。采矿在矿体上（缓倾斜）采用破碎锤直接破碎，用反铲进行装载。采用台阶式剥离时，各个台阶西至东推进，及从矿体上盘向下盘推进。工作台阶由南向北推进，工作台阶高度5米，由两个工作台阶并段为最终台阶。采剥台阶工作面主要结构要

47、素：台阶高度10m，工作台阶坡面角65°，最小工作平台宽16m，非工作平台宽度15m，挖掘机工作线长度一般为3050m。3.5.3 采矿贫化，损失由于矿体倾角缓，厚度薄，贫化损失指标较难控制，按本设计不采用穿孔爆破工艺，由于矿体下部存在采空区，因此在矿体清顶和矿体上部剥离作业过程中有可能产生坍塌，导致废石和矿石相混，无法控制。这样只有采取人工分检的办法拾矿石，确保达到贫化率5%，损失率5%的要求。3.6运输设备选型由于本设计露天采场采剥量小，服务年限短，中州铝业有限公司把采场作业外包，矿石运输外包，有社会力量担任，运输设备选型不作要求。3.6.1设备数量计算根据设计计算生产年矿岩量和

48、矿岩运距计算运输设备数量。计算年的剥离总量为48Km3/a，采矿量12万 t/a，矿石平均运距21.0km，废石平均运距0.6km。经计算运矿需3台汽车，运废石需4台汽车，合计需7台汽车。详见下表3-1。 表3-1 汽车数量计算表序号 项目单位采矿剥离1自卸汽车年运量（Q）kt1034842平均运距（L）km210.63运行速度（V）km/h32204额定载重（G） t25205周转一次所需时间（T）mintz装满一辆汽车的时间min55ty往返运行时间min78.753.6ty=120*L/vtq-卸载时间 min1.01.0tt调头及停留时间min4.04.0T=tz+ty+tq+tt88

49、.814.66台班运载能力（A）t/台班108514A=480G*K1*K2/T载重利用系数K1%0.940.92时间利用系数K2%0.850.857计算汽车台数台3.083.11N=Q*K3/C*H*A*K4年工作天数（C）天300300每天工作班数（H）班22运输不均匀系数（K3）1.11.1出车率（k4）0.550.558实际选取台数台343.6.2.采剥工作和设备因本露天矿服务年限短，不考虑新购置铲装设备，由施工队选用1.2m3的液压铲铲装，为了满足年产矿岩量和与运输设备匹配要求，计算需要2台，加上破碎需要1台，共需要液压铲3台。所需台数计算见表3-2。表3-2 采剥设备表序号计算项目

50、及参数单位 采矿剥离备注1液压挖掘机年作业量（A）kt/a1034842物料体重t/m32.992.393挖机台班作业能力（Qc）Qc3600*E*KH*h*/t/Kpm3/台班444.3814.6t/台班13291947挖掘机铲斗容积（E）m31.21.2挖掘机铲斗循环时间（t）s3525挖掘机铲斗满斗系数（KH）0.91.1矿岩在铲斗中的松散系数（KP）1.51.4挖掘机班工作时间（h）h88班工作时间利用系数（）0.750.754台年能力（Qa）Qa=Qc*C*H/1000km3/台年267489kt/台年7981169每年工作天数（C）300300每天工作班数(H）225计算台数（N）

51、N=A/Qa台0.370.98破碎需要1台6实际选取台数台3液压铲改装破碎机后，由于没有现成的设备破碎产能的参考，经过我们初步估算岩石和矿石破碎需要3台液压设备，设备的台数可在生产中根据实际情况适当增减。3.6.3 辅助作业选用下列辅助设备：推土机：按挖掘液压铲机数目的50%计算，需2台T220推土机。前端式装载机：选用ZL50型斗容为3 m3 前装机1台。洒水车：1台。3.7矿山防排水露天境界范围内的地形较为平坦。露天采场坑底位于当地侵蚀基准面以上，且全部为凹陷露天，采用人工排水作业，由于降雨量小可选用移动式潜水泵临时性排水。3.8排土场设计与土地复垦3.8.1排土场设计本项目排土采用内外排土相结合的排土工艺形式，小南沟露天备用采场服务年期限为1年，外排总方量为48.4万m3，民采坑（活土堆场），长200m左右,宽100m左右,平均深15m，面积18000m2，容积大概28万立方米。排土场利用原有河道改道，可利用河滩面积3.5 万m2，设计平均堆放高度为8m，可堆放30万立方米。两地堆放容积满足矿渣堆放容积，但复垦所需黄土