露天矿山开采设计

1、Ni 山i Mil 1) niters it y金属矿床露天开采课程设计课程设计题 目 大木冲水泥石灰岩矿露天开采设计学院名称核资源与核燃料工程学院指导教师杨仕教曾晟班 级矿物资源工程071班学 号121学生姓名李昌武南华大学矿物资源工程系2010年10月1、设计条件本次课程设计对大木冲水泥石灰岩矿0、1、3、5勘探线内的矿石进行露天开采设计。提供的原始资料(电子版)有：矿床地质地形平面图、矿矿床地质地形剖面图、大木冲水泥石灰岩矿开发利用方案。2、设计要求(1)矿山日生产能力如表 1单位：t/d。设计控制参数如表 2学号日产量学号日产量学号日产量110001521003032002110017

2、220031330031200182300323400513001924003335006140020250034360091500212600353700101600222700363800111700242800373900121800252900384000131900263000404100142000283100414200名 称移动角/度移动角/度移动角/度移动角/度移动角/度上盘下盘上盘下盘上盘下盘上盘下盘上盘下盘35354040454550505555学号1-1011-1819-2628-3435-41(2)矿山工作制度：年工作日330天，三班工作制3、设计内容和步骤露天开采境

3、界设计露天生产能力的确定露天开拓方法设计(1)开拓方法选择；(2)开拓系统主要参数设计；(3)新水平开拓方法设计；露天主要开采工艺设计(1)穿爆工作设备选型与工艺设计；(2)采装工作设备选型与工艺设计；(3)运输工作设备选型与工艺设计；(4)排岩工作设备选型与工艺设计；4、设计成果(1)课程设计说明书：按毕业设计格式要求打印，按时提交课程设计成果。(2)开采境界最终平面图，A2图纸1张。5、设计要求严格按科研论文的排版格式；页面设置：页边距：上 2厘米，下2厘米，左厘米，右 2厘米，页眉厘米，页脚厘米 间距：段前0行, 段后0行 行距：固定值，磅(题目行、公式行采用单倍行距)； 字体和字号一级

4、标题：四号，宋体和 Times New Roman字体，加粗，靠左顶格；二级或三级标题：小四号，宋体和Times New Roman字体，加粗，靠左顶格；正文部分：五号，宋体和 Times New Roman字体；希腊字母用Symbol字体；图题、表题：小五号，加粗，宋体和 Times New Roman字体；图、表中文字用小；五 号Times New Roman字体，量与单位之间用 /间隔；图注与说明、表注与说明：小五号Times New Roman 字体。图用CAD出图，所有的图纸都要图签，图签格式统一。1工程概况 错误！未定义书签。矿产资源 错误!未定义书签。矿区交通、自然地理和区域经济

5、概况错误！未定义书签矿区位置与交通错误！未定义书签。自然地理与经济状况错误！未定义书签。矿山规模及矿区范围错误！未定义书签。矿山现状、特点及存在的主要问题错误！未定义书签主要编制依据 错误！未定义书签。.该设计工程的资源概况错误！未定义书签矿床地质及构造特征错误！未定义书签。区域地质背景错误！未定义书签。矿区地层特征错误！未定义书签。构造错误!未定义书签。覆盖层特征错误！未定义书签。岩溶特征 错误！未定义书签。矿层特征错误！未定义书签。矿石质量特征错误！未定义书签。矿山开采技术条件及水文地质条件错误！未定义书签错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义

6、书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签错误！未定义书签错误！未定义书签。错误！未定义书签水文地质条件现状评价 水文地质条件预测评价 工程地质条件现状评价 工程地质条件预测评价.露天开采境界设计 确定露天矿最小底宽 选取露天矿最终边坡角 确定露天矿开采深度 长露天矿开采深度的确定 短露天矿开采深度的确定 绘制露天矿底部周界 绘制露天矿开采终了平面图露天矿开采境界合理确定与安全的关系错误！未定义书签.露天开拓方法设计错误！未定义书签。开拓方法 错误！未定义书签。开拓方法选择的主要原则错误！未定义书签。影响本矿开拓方法选择的主要因素错误！未定义书签。开拓方案的选

7、择错误！未定义书签。.开拓坑线的布置错误！未定义书签。出入沟的布置 错误！未定义书签。移动坑线的形成错误！未定义书签。开段沟初始位置确定错误！未定义书签.开采程序错误！未定义书签。开采台阶划分 错误！未定义书签。台阶形式 错误！未定义书签。工作帮构成错误！未定义书签。工作帮推进错误！未定义书签。开采程序分类及特征错误！未定义书签全境界开采错误！未定义书签。分期开采 错误！未定义书签。.矿山的生产能力与生产剥采比错误！未定义书签。.露天矿主要开采工艺设计错误！未定义书签。穿爆工作 错误!未定义书签。穿孔设备选择及爆破法 错误！未定义书签。爆破参数的确定错误！未定义书签。每次爆破量的确定错误！未定

8、义书签。采装工作 错误！未定义书签。采装设备的选择错误！未定义书签。采装工作面参数及工作平盘的配线方式错误！未定义书签挖掘机生产能力的确定 错误！未定义书签。.排土工作错误！未定义书签。排土场位置的选择及排土容积的计算错误！未定义书签。排土场位置的选择 错误！未定义书签。排土场的容积 错误！未定义书签。排土方法的选择及堆置要素的确定错误！未定义书签。选择排土场方法错误！未定义书签。排土工序 错误！未定义书签。确定排土场参数错误！未定义书签。排土段高 错误！未定义书签。岩堆安息角错误！未定义书签。最小平台宽度 错误！未定义书签。排土线长度错误！未定义书签。排土线生产能力错误！未定义书签。参考文献

9、 错误!未定义书签。1工程概况大木冲水泥石灰岩矿为双峰海螺水泥生产的原料基地，为露天开采，采用自上而下分水平开采法，截止2006年9月矿山开采按两个山头开采了四个平台，开采平台标高+240m、+230m、+220m、+210m。开采面积152696m2。采损石灰岩基础储量493万t ,其中水泥生产用矿量 492万t,矿山修筑公路处置矿石量1万t。现矿山分三个平台开采，开采平台标高已降至+223m、+210m、+195m。开采面积263836m2。采损石灰岩资源储量万t,其中水泥生产用矿石量万t,矿山已采剥仍置于采场矿石量万t,修筑矿山生产公路处置矿石量2万t,生产碎石用矿石量 32万to矿石运

10、输为汽车运送到矿山破碎漏斗口，经破碎后由输送带运送至3km外的水泥生产原料库。 为完成矿业权的变更、转移手续，合理开发利用矿产资源，提高矿产资源的开采利用率，保持生态环境，维 护矿产资源所有权人和采矿权人的合法权益，合理开发矿产资源，于是双峰海螺水泥有限公司提出开发大木冲石灰岩矿矿产资源。矿产资源1972年、1988年湖南省地质局区域地质矿产测量队先后进行了包括矿区在内的1 ： 20万、1 ： 5万区域地质调查，提交了 1 : 20万涟源幅区域地质矿产报告、1 ： 5万界岭幅区调地质报告，对该区地层、构造、矿产进行了研究。2002年9月至12月，四一八队应双峰县政府要求，对大木冲石灰岩、 砂岩

11、矿先后进行了预查及普查(图2),于2002年10月提交预查地质报告，提交水泥灰岩D+E+F级储量 亿t,砂岩矿F级储量 亿t;于2002年12月提交普查地质报告，提交水泥灰岩 D+E级储量23926万t,砂岩矿E级储量万t。2002年12月19日， 省国土资源厅以 湘国土资储认字2002034号湖南省双峰县大木冲矿区石灰岩砂岩矿普查报告矿产资源 储量认定书”形式对报告予以认定，批准石灰岩矿D+E级(333+334)资源储量23926万t、其中D级(333)11920万t,砂岩矿 E级(334)资源量万t。2003年5月至8月，四一八队在以往普查工作的基础上对矿区石灰岩矿进行了勘探工作，提交了湖

12、南省 双峰县大木冲矿区水泥石灰岩矿勘探报告，省国土资源厅以湘国土资储备字2003015号湖南省双峰县大木冲矿区水泥石灰岩矿勘探报告矿产资源储量评审备案书”形式对报告予以认定，探明或控制石灰岩矿基础储量(121b+122b) 7560 万 t,其中(121b) 2055 万 t, (122b) 5505 万 t。2006年9月至2007年1月，四一八队对双峰海螺水泥有限公司大木冲石灰岩矿进行了资源储量检测，在原 勘探报告估算资源储量范围两侧外推100m范围新增了 333资源量764万t,提交了双峰海螺水泥有限公司大木冲石灰岩矿 2006年度资源储量检测报告，娄底市国土资源局以娄检备字：2007

13、4号双峰海螺水泥有限公司大木冲石灰岩矿2006年度资源储量检测报告备案书”的形式对报告予以备案，检测报告累计探明资源储量为 8499万t,其中121b基础储量2067万t, 122b基础储量5668万t, 333为764万t。矿山 建矿投产至2006年9月累计采损资源储量493万t,保有资源储量 8006万t。矿山截止2008年7月底，累计探明资源储量(111b+122b+333 )矿石量： 万t,其中：111b矿石量：万t , ( 122b)矿石量：万t,资 源量(333)矿石量：万 to矿区交通、自然地理和区域经济概况矿区位置与交通大木冲矿区位于双峰县城(永丰镇)259方向直距 25km处

14、，行政区划属三塘铺镇管辖。地理座标：东经111 56 40111 58 071匕纬 27 24 127 24 57准采标高 +286+140m。洛湛铁路经过矿区东侧，矿区距三塘铺火车站约3km；上海一云南瑞丽高速公路于矿区南东侧通过，距甘棠铺、三塘铺入口 4km,北通娄底市 45km,南接邵阳市54km。县、乡级公路可直通矿区，交通方便(图 1)pll11 Lu电）誓情出0 fl畸JiMQ-峰休，/，话品PbXXWlr：tedj口* K*Ei Mz 3 n5 日7 EZ CZ9 Oio9 3 号一ffl l交通便置图h城电内界1.gHl界机电锻巾, L鼠甫品木氏品tt* L高*公球肌at九件且

15、单w大米内,因希用自然地理与经济状况矿区境域地貌形态呈四周山丘崛起、中部岗平相间的立体轮廓，区内地貌为丘陵缓坡溶蚀、剥蚀地貌。四周 山丘环绕，中部岗盆宽广。县境东部、东南及东北群山连绵起伏，西部有猪婆山及山斗的台升地带，北部丘 岗起伏。海拔较低，地势平缓，属侵蚀溶蚀地貌，由泥灰岩、泥质灰岩，花岗岩、页岩组成。大木冲石灰岩 矿层分布区最高海拔标高，最低海拔标高，相对高差。地形总体走向呈东西向，中部高，向南、北两边逐渐 降低，自然坡度1025。矿区属中亚热带季风气候，四季分明，春季寒潮频繁，气温变化剧烈；夏季暑热期长，伏旱明显；前秋干旱频繁，后秋天气多变；冬季严寒期短，阴睛少雨天多。本区年平均气温

16、C,夏季日最高气温一般 CC ,冬季日最低气温一般 CC o年平均降水量，最大年降水量，降水量较为充沛，多集中于春夏季，占全年降水量的72%,冬、春两季多为连绵细雨，而夏、秋两季多为阵雨，日最大降水量。历年月平均相对湿度75% 82%,月平均绝对湿度毫巴。常年蒸发量一1700mm o历年出现初霜日期为 12月2日，终霜日期为翌年 2月22日,无霜期天。历年平均累计冰冻日天，最长 23天。风向受季节控制，以北风、北北东风占优势，年平均风速 s,瞬时最大风速为 28m/s。境内矿产资源种类较多，分布广。已查明的有27个矿种，99个矿点，其中金属矿有黄金、铅锌、鸨铝、睇铝、铁、矶、铜等；非金属矿有煤

17、、石膏、黄铁、大理石、花岗岩、陶瓷土、耐火粘土、碳、磷、钾、重晶 石、硅石等。位于全省前10位的矿产有：石膏、大理石、黄铁、煤、耐火粘土、黄铁矿等。区内经济活跃，劳动力充裕。农业以稻为主，兼产甘薯、小麦等，自给有余。商业以国营商业为主体，有比 较完整的商业服务系统，市场繁荣，供应充沛。矿山规模及矿区范围根据2007年5月全面开工建设第二条日产5000t水泥熟料新型干法生产线，建成后，熟料生产能力达300万t/a o按生产1t熟料需要消耗石灰石矿石量计算，该矿山石灰石矿年产量设计为300 X =405万to本方案以此规模作为设计的生产规模，采矿许可证核准的矿区范围及开采深度如下表1-1:表1-1

18、大木冲石灰岩矿范围坐标表拐点号坐 标拐点号坐标XYXY130338902303397733033276430332175303337263033738矿山面积：（km2）准米标高：+294+140m矿山现状、特点及存在的主要问题大木冲水泥石灰岩矿为双峰海螺水泥生产的原料基地，为露天开采，采用自上而下分水平开采法，截止2006年9月矿山开采按两个山头开采了四个平台，开采平台标高+240m、+230m、+220m、+210m。开采面积152696m2。采损石灰岩基础储量 493万t ,其中水泥生产用矿量492万t,矿山修筑公路处置矿石量1万t。2007年5月全面开工建设第二条新型干法生产线建成后，

19、现矿山分三个平台开采，开采平台标高已降至+223m、+210m、+195m。开采面积263836m2。采损石灰岩资源储量万t,其中水泥生产用矿石量万t,矿山已采剥仍置于采场矿石量万t,修筑矿山生产公路处置矿石量2万t,生产碎石用矿石量 32万to该露天矿虽然开采水文地质条件和工程地质条件都简单，矿石易于开采。但是因该矿开采范围大，再加上方 案设计范围内已经有多处开采的小采坑，地表环境已经造成不同程度的破坏，如矿体东部的露天开采边坡、 高速公路采石场采坑、双峰县水泥二厂采石场采坑等等。这些地表的破坏对下步开采造成一定的影响。该矿南边、西南边有大量的民房，开采爆破时要注意加强安全保障工作，离矿体开

20、采范围200m的居民需要搬迁，这将带来开采成本增大。矿区附近有条高速公路，应确保公路安全，建议离公路500m的矿体不能开采。另外，以前开采的露天采坑与边坡给下步开采带来的步安全隐患要加强管理，并必要时牺牲矿石留足安 全距离。主要编制依据中华人民共和国矿产资源法；中华人民共和国矿山安全法；中华人民共和国矿山安全法实施条例；中华人民共和国安全生产法；中华人民共和国劳动法；中华人民共和国消防法；中华人民共和国职业病防治法；矿产资源开发利用方案编写内容要求；国土资源部关于加强矿产资源开发利用方案审查的通知；金属非金属矿山安全规程；爆破安全规程；工作场所有害因素职业接触限值；建材工业劳动保护工作暂行条例

21、；工业企业设计卫生标准；湖南省地质矿产勘查开发局四一八队2003年8月编写的湖南省双峰县大木冲矿区水泥石灰岩矿勘探报告；湖南省地质矿产勘查开发局四一八队2008年8月编写的双峰海螺水泥有限公司大木冲水泥石灰岩矿资源储量核实报告；关于湖南省双峰县大木冲矿区海螺水泥石灰岩矿资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明（湘国土资储备字：2009: 013号）；双峰海螺水泥有限公司提供的有关设计基础资料；双峰海螺水泥有限公司提供的委托书。2.该设计工程的资源概况矿床地质及构造特征区域地质背景矿区大地构造位置处白马山一龙山东西向隆起带猪婆大山短轴背斜南东翼。区域内出露有奥陶系下统、泥盆 系中上统、石炭系下统

22、及第四系等地层。早古生代奥陶纪早世，本区域以一套巨厚的浅海相细粒碎屑岩沉积 为主；在晚古生代至中生代早期，本区表现为强烈沉降带，泥盆系、石炭系等地层发育，广泛分布于猪婆大 山背斜四周，属浅海相碳酸盐岩沉积和滨海相碎屑岩沉积；第四系零星分布于河、沟两侧及地势低洼处。区域构造较简单，主要表现为呈北东走向的猪婆大山隆起（短轴背斜）及其两侧（两翼）的走向冲断层。猪 婆大山背斜核部由奥陶系组成，泥盆系不整合于奥陶系之上，分布于背斜两翼。该背斜向北东、南西两端倾 伏，长约18km。核部岩层倾角 40-60。，两翼岩层倾角 20-40。，呈一拱形短轴背斜。两翼所伴生的冲断层， 造成一系列地层重复及形成直立挤

23、压带，使两翼出露宽度极不对称。大木冲矿区处背斜南东翼北段，构造简 单。区域内变质作用较弱，围岩蚀变主要表现为绢云母化、绿泥石化、方解石化和白云石化。 区域内较近的花岗岩距矿区数公里。区域内矿产丰富，种类较多，以燃料和水泥灰岩等非金属矿产为主，金属矿产次之，主要有睇、金、铅锌、 铁、镒、铜、鸨等。矿区地层特征矿区出露地层主要为泥盆系中统棋梓桥组及上统余田桥组，此外尚有第四系零星分布。由老至新分述如下： （1）中统棋梓桥组（D2q）按其岩性组合特征可分为上、下两段。下段（Dzq1）:仅于矿区钻孔中见及，岩性主要为泥灰岩、页岩夹瘤状灰岩。钻孔揭露厚度，但据矿区外围 资料，该层厚 2066 m。上段（

24、D2q2）:分为二个岩性亚段第一亚段（D2q2-1）:岩性主要为浅灰至深灰色厚至巨厚层灰岩夹厚层状白云质灰岩、灰质白云岩，白云质 灰岩呈团块状分布，富含藻类化石，为石灰岩矿赋矿层位。厚约90 mo第二亚段（D2q2-2）:岩性主要为浅灰至深灰色厚至巨厚层状泥晶-微晶灰岩，富含层孔虫及藻类化石。偶夹含白云质团块灰岩及条带状白云质灰岩，单层厚一般局部10m左右。为石灰岩矿主要赋矿层位。厚165200m。（2）上统余田桥组（D3S）分布于矿区南东部，岩性为灰色泥质灰岩夹泥质粉砂岩、粉砂岩，底部夹有灰色薄层状泥灰岩，产腕足类化 石。为石灰岩矿体的顶板。厚度不详，但据矿区外围资料，该层厚110137m。

25、上述各地层均呈整合接触。（3）第四系（Q）主要为河流冲积层，具二元结构，分布于矿区北西、南东两侧；其次为残坡积层，零星分布于山坡、冲沟和 田坊之中，岩性为黄褐色粘土、亚粘土。厚0。不整合于前述各地层之上。构造矿区构造简单，总体为一倾向南东的单斜。岩层总体走向65。左右、倾向南东、倾角 846。，一般2535。，局部地段岩层产状有较大的变化，形成呈北东向展布的宽缓褶皱，褶幅一般小于10m,最大15m,不影响总体构造形态。断层不发育，仅有 F1及F3,均表现为北东向正断层性质，为脆性岩石因褶皱挤压和重力变形在近轴部位置形成的张性楔形断裂，一般规模较小，断距 525m,现分述如下：F1:分布于矿区中

26、部， 北东起于4线，往南西延出图幅外， 区内长1.6km。走向60、倾向北西、倾角68 85 ,总体倾角 75。左右。破碎带厚 45m,主要由张性角砾状灰岩及方解石脉组成。上、下构造面所构成 的破碎带呈楔形向下延深，往深部具尖灭趋势，断距约 525m o断裂上盘岩层产状平缓（1025。），下盘 岩层产状相对较陡（2732 ）。据相邻剖面对比、采场观察，断层通过位置两侧岩性变化不大，但标志层 清楚，显示上盘下降。F3:分布于F1南侧，北东起于晃成堂（10线西侧），往南西延出图幅外，沿走向与F1呈由南西向北东撒开的趋势，相距60300m,区内走向长2.1km。总体走向70左右，倾向北西，倾角458

27、2 ,总体倾角55 左右。破碎带厚6m, 2线达16m。断裂上盘岩层产状相对变化较大（1835 ），下盘岩层产状平缓 （1018 ）,断距约 515m。据地表及深部工程（ZK301）控制，其构造破碎带特征和成因与F1极为相似。上述两条断层破碎带岩石经取样分析，本身均为工业矿体。断层走向规模虽较大，但延伸不大、断距小。因 此，对矿层的破坏作用甚微。覆盖层特征矿层之覆盖层主要为零星分布在矿区低洼地带的第四系残坡积粘土，粘土呈褐色、黄褐色，含少量黑色铁镒质，厚0。其次为高速公路人工堆积废石堆和少量余田桥组覆盖层。据取样化验分析结果，残坡积粘土 （样品数18个）的主要化学成分含量见储量报告表2-5 o

28、大部分粘土层成分含量变化大，无一定规律，平均：硅酸率为，铝氧率为。可作水泥原料的配料利用。人工堆积废石堆为上瑞高速公路临时堆放场，平均厚度，主要成分：CaO,平均, MgO,平均,可以作矿石利用。余田桥组覆盖层仅在8线附近零星出露，主要岩性为泥灰岩夹少量砂岩，泥灰岩主要化学成分见表2-6 o由于覆盖层很不发育，对石灰岩矿的开采影响较小，也无利用价值。岩溶特征在估算资源储量范围内共施工13个钻孔，其中5个钻孔见到溶洞，本次施工的3个钻孔未见溶洞。全矿区钻孔遇溶率为 38%。溶洞规模不大，溶洞高最大为 m,最小为，均独立产出，空间延伸范围较小。大部分 溶洞无充填物，仅 ZK401中见有少量泥、砂质

29、物充填。岩溶率统计结果显示：全矿床平均线岩溶率为,属不发育类型，且多发育于 160m开采标高以下，160m标高以上岩溶率仅。矿层特征大木冲石灰岩矿床赋存于泥盆系中统棋梓桥组上段，呈层状产出，含两个矿层，自下而上编号为I、 n矿层，两者平行，总体倾向南东，沿倾向自地表向深部具舒缓波状延伸。矿床地面形态呈中间高、南北两侧低的低 缓丘陵状，出露标高最高为、最低为，其底板露头线标高自西向东由214m逐渐降低为155m。已控制矿层走向长度大于，倾斜宽度1km左右，矿层总厚度，平均。矿层含稳定及不稳定夹层各一层，其中夹层为I、n矿层的分界标志，夹层位于n矿层内， 此外，矿层内尚有极不稳定夹层数层。矿层总体

30、含矿率为 ,矿量主要富集于 38线间。 I矿层赋存于中泥盆统棋梓桥组上段第一亚段上部和第二亚段下部，主要由灰白色至深灰色厚至巨厚层状泥晶一微晶灰岩，偶夹团块状或透镜状含白云质灰岩组成。地表岩溶不发育，第四系残坡积浮土覆盖层较薄， 一般小于5m。矿层出露标高：155259m。总体呈单斜产出，走向 65左右、倾向南东、倾角1035。产状较稳定，但沿倾向有波状起伏。控制矿层厚度143.65m,平均厚94.40m,变化系数34%。沿走向厚度有变化，从表2及图5中可看出，中部（14线）矿层厚度相对稳定，以6线最厚，为143.65m,往两侧厚度变小，分别为 3线61.68m、8线62.79m。沿倾向厚度较

31、稳定，总体上有由浅到深由厚逐渐变薄趋势，如0线剖面，北西端浅部厚 126.73m、南东端深部（已露出地表）厚 90.00m o矿层内含少量夹层，主要分布在3线地表。矿层顶板 夹层为与n矿层的分界标志，矿层底板界线处棋梓桥组上段第一亚段顶部灰岩与白云 质灰岩或灰质白云岩的分界位置，标志明显、对比可靠。 n矿层赋存于中泥盆统棋梓桥组上段第二亚段上部，主要由浅灰色至灰黑色厚至巨厚层状泥晶、粉晶灰岩组成。地表溶沟、石芽较发育，1线至2线地形低洼处发育有直径小于1m的落水洞三处。地表地形低洼处局部有第四系残坡积浮土覆盖，厚012.1m。矿层出露标高173293.8m。其产状与 T ”矿层基本一致，但沿倾

32、向起伏更加明显。控制矿层厚度93.30m,平均厚59.14m,变化系数 39%。沿走向自西向东总体上呈由薄变厚趋势，以 4线最厚为93.30m, 4线以东厚度相对稳定，为 6.60m,沿走向4线往西厚度起伏较大， 最小为3线27.44m ,最大为0线73.81m。厚度变化主要是地面剥蚀程度不一所致。矿层内发育有号不稳定夹层和1个极不稳定夹层，其中夹层因地面剥蚀程度的差异，出露不全，地表不连续，距夹层14-46m。矿层底板界线以 夹层为标志，顶板界线最高至D2q2-2与D3s分界处。I、n矿层中发育有F1及F3两条破矿断层，其断距小，且断裂破碎带处矿层内，破碎带岩石本身亦为矿石， 故对矿层基本无

33、影响。矿石质量特征矿石结构构造与矿物成分矿石结构主要为生物碎屑结构、隐晶结构、细晶结构、粉晶结构、泥晶结构、晶粒结构、碎裂结构等。具块 状构造，角砾状构造、假角砾状构造。矿石主要矿物成分为方解石和白云石。大部分矿石方解石含量9799%,白云石含量13%;少量矿石方解石含量90%左右，白云石含量 10%左右；次为石英、粘土矿物及氧化铁质。 矿石化学组分I矿层主要组分平均含量 CaO %,品位变化系数为 %, MgO %,品位变化系数为 86%； n矿层主要组分平均 含量CaO %,品位变化系数为 %, MgO %,品位变化系数为 ；矿床主要组分平均含量 CaO %,品位变化系数 为, MgO %

34、,品位变化系数为 88%。次要组分平均含量 SQ %, fSiO2 %, AI2O3 %, Fe2O3 %, K2O %, Na2O %, SO3 %, Cl %, Loss %统计结果表明：大木冲石灰岩矿床的矿石质量优良。影响矿石质量的主要组分MgO平均为。其它有害组分均小于规范所规定的指标数，质量稳定。此外，据矿石多元素分析，P2O5、Mn3O4、TiO2的含量为P2O5%、Mn3O4、TiO2为0。亦表明矿石质量甚佳。矿石类型和品级根据矿石的结构构造、化学组分等特征，矿石的自然类型可划分为灰岩矿石和含白云质灰岩矿石两类。(1)灰岩矿石：以浅灰至深灰色泥晶灰岩为主，夹少量微晶灰岩。厚至巨厚

35、层状构造，主要矿物成分为方解石，其含量 9899%,微量白云石、泥质、铁质。其颗粒组成：泥晶(微晶)8095%、球团10%左右、钙球少量，泥晶的粒径一般小于。(2)含白云质灰岩矿石呈团块状、透镜状或薄层状产出，多以夹层的形式出现。微晶至细晶结构， 风化面呈灰黑色， 粗糙有刀砍纹，主要矿物成分方解石 90%左右，白云石10%左右。上述两类型矿石质量好，均为I级品矿石。矿层顶、底板围岩及夹石(1)矿层顶板矿区I、n矿层分别处 夹层以下及以上，故 n矿层顶板即矿层顶板。为泥盆系上统余田桥组(D3s)岩石，仅在矿区东端8线附近有出露。该组底部以一层灰色薄层状泥灰岩与矿层分界，往上为灰色泥质灰岩夹泥质粉

36、砂岩、粉砂岩。泥质灰岩呈浅灰色，风化后呈灰黄色，单层厚 5cmo其矿物成分：方解石 6070%,泥质 3040%,白云石微量。泥晶结构，其化学成分：CaO %, MgO %, SiO2 %。(2)矿层底板即I矿层底板。为泥盆系中统棋梓桥组上段第一亚段(D2q2-1) 0直接底板为团块状白云质灰岩、灰岩与白云岩，呈互层产出。白云质灰岩，新鲜面略带浅红色，风化面粗糙呈灰黑色，刀砍状溶沟发育，呈中厚至巨厚层状构造，细晶结构。其矿物成分：白云石含量6070%,方解石3040%。白云石呈他形 一半自形粒状，个别以网脉状和细一粗晶出现，粒径一般至数毫米。其化学成分：CaO, MgO。(3)夹石矿层内主要有

37、两个夹层。夹层：赋存于I、n矿层之间，走向长 1.64km,产状与I、n矿层一致，岩性为浅灰色至深灰色中厚层状灰质白云岩夹白云质条带状灰岩。以粉晶结构为主、 细晶结构次之，矿物成分以白云石为主，少量方解石、炭泥质。化学成分：CaO,平均; MgO (表5),平均。厚度为12.54m,平均厚 5.80m (表2-1)。夹层：位于n矿层中上部。沿走向断续分布，产状与 n矿层一致，岩性为浅灰色至深灰色中厚层状灰质 白云岩、白云质灰岩、含白云质灰岩夹灰岩。以粉晶结构为主、泥晶结构次之，矿物成分以白云质、钙质为主，少量炭泥质。化学成分： CaO,平均%, MgO ,平均。厚度为13.00m,平均厚7.0

38、7m。属 矿层中不稳定夹层。在资源储量估算范围内 II矿层中，于2线、8线尚发育有3个极不稳定夹层，其中2线夹层化学成分 CaO %, MgO % ,平均厚度；2线中深部 夹层地表未见出露，化学成分 CaO %, MgO %,平均厚度；8线夹层 化学成分CaO %, MgO %，平均厚度。夹层规模较小，沿走向及倾向延伸长度一般小于60m ,仅夹层走向长为186m。极不稳定夹层相邻剖面间均不能相连和对比。矿山开采技术条件及水文地质条件2.4.1水文地质条件现状评价大木冲石灰岩矿区，属湘江水系涟水流域。矿区主要为丘陵地貌，主要为碳酸盐岩溶蚀剥蚀丘陵，次为构造剥蚀丘陵，地形整体较平缓，地形最高点位于

39、矿区西部，岗顶标高，地形最低点位于矿区东部，最低海拔标高，相对高差。矿区一般海拔150290m,相对高差一般小于 100m。准采区地形总体西高东低，中部高、南北低，为碳酸盐岩溶蚀丘陵，地形标高142，最大相对高差，脊线整体为东西向，地形坡度1025,地表基岩裸露，植被覆盖率小于10%。区内无大的河流，主要地表水系有茶冲河、大木冲溪、长田河、飞跃水渠和三悟堂水渠。流量相对较大的是 矿区南东的茶冲河。该河流属湘江水系三级支流。茶冲河发源于邵东县五龙岭，流经邵东县南冲村、双峰县 全桥，在永丰镇犁头嘴汇入湘江二级支流测水河，总长69km,流域面积达734km2。茶冲河流量由南冲水库控制，年平均流量 1

40、000 L/s左右，最大流量 5000 L/s,河水深度3m左右。茶冲河是本区地表水和地下水排 泄的主要途径，最高洪水位标高（准采区东端附近小桥处）141m,河水未受污染。矿床北部边缘大木冲溪流量由大木冲水库控制，流量约L/s。自西向东流出矿区后注入涟水二级支流一茶冲桥河，季节性明显，主要接受当地大气降雨补给，旱季常断流。该溪在4线东侧K1溶洞处分为两股水流，一股流入地下，另一股由溪沟往东南流去。经连通试验，自K1流入地下之水从顺溪沟下游50m处的溶洞K1-1流出，K1入口处流量 L/s,出口处流量 L/s。与3号泉无水力联系。矿床南侧长田河流量略大，为9301040 L/s。汇入茶冲河总流量

41、为18302030 L/s。飞跃水渠：位于准采区西部， 为邵东南冲水库向双峰县峡山塘水库的输水渠道，每年410月为主要过水期。飞跃隧道位于亭家屋至范家井之间，长约800m,拱顶结构，拱顶标高171m,隧道高度，跨度。正常水深 1m左右。三悟堂水渠：位于评估区南部准采区外，为三塘铺镇新塘坪至沙子塘一带农田灌溉水渠。水渠路面标高158m左右，宽度约1m,过水水深一般。每年的410月为主要过水期。其它地表水体主要为水塘，全部分布于准采区外，对矿床开采无影响。矿床最低开采标高为 140m,低于当地最高洪水位约1m,不受洪水影响。据双峰县气象资料，评估区气象参数如下： TOC o 1-5 h z 年平均

42、气温C极端最低气温C（）极端最高气温（）年平均蒸发量年平均降水量年最大降水量（ 1990）月最大降水量（雨季集中于46月）（）年平均降雨日日最大降水量时最大降水量天（1）岩层含水性区内出露的地层较全，岩层、岩相、产状比较稳定。现将区内各岩层的含水性从新到老分别叙述如下：第四系（Q）主要为河流冲积层，分布于矿区西北角。该层具二元结构，上部为腐植土、亚粘土及亚砂土，下部为松散的砾石层，厚03m,本层下部透水性较好。此外，尚有部分第四系残坡积层，零星分布于山坡、山麓地带和冲沟、田坊之中，岩性为黄褐色粘土、砂砾层，厚度0左右。区内第四系分布区内未见泉水出露。据区域资料，该层为含水微弱的孔隙含水层。石炭

43、系下统（C1）出露于矿区东南边缘地带。岩性上部主要为泥灰岩、泥质灰岩、巨厚层灰岩夹钙质砂岩透镜体；下部为泥灰 岩、薄至中厚层状石英砂岩夹页岩。地表灰岩出露部位岩溶不太发育，仅见溶沟、溶槽及溶蚀洼地，规模不 大。区内岩关阶厚度为 351m o地表未见泉水点分布。泥盆系上统锡矿山组（D3X）该组上段岩性由细粒石英砂岩、砂质页岩、泥质粉砂岩、石英粉砂岩夹泥灰岩和灰岩透镜体组成，厚150;下段由页岩、泥灰岩夹豆状赤铁矿和厚层状灰岩组成，厚。局部地段地表可见有溶沟、溶槽和小型溶孔发育，规模甚小。地表未见泉水点分布。据区域资料，该层为含岩溶孔隙、裂隙水的含水层。泥盆系上统余田桥组（D3s）分布于矿区南部，

44、为石灰岩矿层顶板。岩性为泥质灰岩夹泥质粉砂岩，底部还夹有薄层状泥灰岩，厚110137m o该组为一岩溶裂隙水含水层。地表见有1处泉水点分布（2号泉），流量仅为L/s。泥盆系中统棋梓桥组( D2q)上段为含矿层位，岩性主要为浅灰至深灰色厚至巨厚层状灰岩，单层厚，局部10m左右。在区内见有 6处泉水点，均为下降泉，泉水点分布于石灰岩矿体的南侧沟谷之中，均为居民取水之处。其中3号泉流量最大，达L/s,旱季只有L/s左右；此外，出露于长车佬的5号泉流量达 L/s,旱季仅为 L/s,其余泉水点流量一般仅为L/s。因此区内棋梓桥组不仅是含矿层，而且又是含较丰富岩溶水的含水层。根据钻孔资料统计，终 孔稳定水

45、位标高，平均，总体反映出地下水位北高南低，并以泉水的形式，排泄于茶冲河。下段为泥灰岩、页岩和瘤状灰岩，厚 20 66m。泥盆系中统跳马涧组( D2t):上段为紫红色的泥质粉砂岩、砂质页岩夹石英砂岩，厚 367m o下段为厚169m的砂砾岩层。据区域资料，属一隔水层。奥陶系下统宁国组(Oin)该组为一套灰绿、灰绿色板状页岩、粉砂质页岩，厚度大于900m,属一隔水层。上述各含水层，其分布自北西向南东总体上由老到新，且地势由高到低。除赋矿地层一一棋梓桥组富含岩溶裂隙水外，其它地层均为弱含水层，且因构造简单，无贯通断裂，各含水层之间无地下水力联系，一般不会 影响未来矿山开米。(2)构造含水性矿区褶皱构

46、造不发育，总体上为一单斜构造。大木冲石灰岩矿床内断裂主要有Fi、F3,属走向北东的正断层，断距 525m o对将来采矿有影响的断裂主要是Fi。Fi分布于矿区中部， 北东起自4线，往西南延伸图幅至架子塘，长2kmo走向60 、倾向北西、倾角6885,总体倾角75。左右；破碎带厚 45m,角砾岩充填，方解石脉发育。在新塘冲北山沟之中的断裂带上见有一泉水点分布(4号泉水点)，流量达5 L/s。该泉水为当地居民于上世纪 90年代初大旱之时向 F1掘进的深约80m 平巷至F1破碎带时涌出的泉水。据访问： 4号泉水施工贯通时，3号泉(流量达36.23 L/s、旱季流量为3 L/s) 有大量浑水涌出。表明

47、3号泉与4号泉及F1有水力联系，因此， F1断层破碎带不仅含水且又导水。(3)生产采场水文地质条件矿山目前的开采水平已降至 +223m、+210m、+195m,均为露天开采，开采总面积为263836m2,开采矿体为灰岩、白云质灰岩及少量粘土，岩层中厚至巨厚层状，岩石完整、稳定，含弱岩溶水，因矿山采用露天开采，矿层又为独立的小山丘，该矿床可视为一个独立的水文地质单元，现有采场标高均高于矿区所有井泉标高， 矿体岩溶溶洞裂隙水暂对矿山采场无影响，补给水源主要来自大气降水，采场观察：矿山采场几乎呈干燥状。(4)水文地质条件现状评价综上所述，矿山在当地侵蚀基准面以上露天开采，地层含弱岩溶水，采场正常涌水

48、量h,最大涌水量 h,均可自流排放，现状条件下，矿山水文地质条件属简单类型。水文地质条件预测评价未来开采矿种为水泥石灰岩，开采标高在+140m以上，主要开采灰岩、白云质灰岩及少量表层粘土。当地侵蚀基面标高约 +120m,矿山未来开采区最低标高为+140m,该石灰岩矿床最低开采边界位于当地侵蚀基准面+120m以上，采矿场可自然排水，但为了布置地面排水系统工程，本核实报告对+140m标高以上涌水量进行估算。大石冲石灰岩矿床属于岩溶充水矿床类型。矿床东部为茶冲，标高为，南东部为光冲，标高为，低于矿床最低开采标高，北部为大木冲，标高一般为150m至160m左右，西部标高达 200m以上，但有跳马涧组隔

49、水层可阻挡其他含水层的水进入矿床。因此，该矿床可视为一个独立的水文地质单元，其采矿场充水水源主要 是大气降水和矿体岩溶溶洞裂隙水；所以对采矿场的雨水汇集量及来自矿床西部的岩溶裂隙水分别进行估算。经计算求得开采最低标高140m涌水量为：Q1=3459m3/d ;Q2=3693m 3/d ；Q3=5442 m3/d ;Q 总 i （正常涌水量） =Qi+Q2=7152m3/d ;Q 总 2 （最大涌水量） =Qi+Q3=8901m3/d ;以上估算的涌水量为矿床开采最低标高140m的涌水量。140m标高以上的区段地下水可随开采灰岩矿时自流排放，但其水量从地表往下将会逐渐增大。本次所估算的涌水量可视

50、为矿区正常涌水量和最大涌水量之上限，仅供设计部门予以参考。矿山未来开采对飞跃隧道的影响，飞跃隧道位于准采区西部，拱顶标高约171m,当开采到171m标高以下时，必然对隧道拱顶产生破坏；开采到标高170m以下时，必然影响隧道的过水性能；开采到标高169m以下时，隧道将受到彻底破坏。因此，矿山开采对飞跃隧道的影响为严重。因此，矿山开采至+140m标高时，飞跃隧道由隧道改明渠，建成议以隧道中心线为准，隧道两侧各10m范围内标高171m标高以下禁止开采。综上所述，矿山石灰岩矿在当地侵蚀基准面以上开采，预测矿坑正常涌水量 7152m3/d,最大涌水量8901m3/d,地形有利于采场自流排水，构造带含水丰

51、富，地下水补给条件较差，矿区基岩裸露，水文地质边界较简单。综合认定，未来矿山水文地质条件为简单类型。工程地质条件现状评价大木冲石灰岩矿层岩性主要为浅灰至深灰色厚至巨厚层状灰岩夹厚层白云质灰岩，单层厚，局部10m左右，矿体厚度达。矿体走向北东，倾向南东，倾角846, 一般2535,属缓倾斜的矿层。该矿位于孤立的山丘之上，三面为谷地。矿层及底板节理裂隙均不发育，且无软弱夹层，岩层之间的接触属刚性接触，不易产生层间滑动。矿石结构属块状一层状结构，构成矿体的厚层灰岩垂直层面的抗压强度为，平行层面的抗压强度为，属稳定性较好的坚硬岩类。据ZK402、ZK001、ZK801灰岩RQD值统计，分别为 79%、

52、76%和81%,均大于75%,但小于 90%,岩体质量 状况良好。矿体的底板为灰岩夹厚层团块状白云质灰岩、灰质白云岩，厚度90m左右，亦属坚硬岩类。构造破碎带工程地质特征矿床范围内，对未来矿床开采和工业场地布置有影响的断层主要为F1断层。该断层的分布及主要特征前已说明，现仅就其工程地质特征叙述如下：该断层以破碎带形式存在，破碎带厚45m ,呈上宽下窄的契形延深，被张性角砾岩及方解石脉充填，方解石脉呈网状穿插，岩性较为破碎。钙、泥质胶结不紧密。根据该断裂带的岩性破碎程度分析，可能导致断裂带 含水，对将来的开采可能会带来一定的影响，需在开采设计中予以充分考虑，但随着深度的增大，影响会越 来越小。结

53、构面特征及岩体稳定性评述区内的结构面主要有原生结构面和次生结构面两种。原生结构面是指岩层的层面，区内岩矿层层面平直，层间无软弱夹层， 层间接触属刚性接触，岩层产状平缓，不易产生层间滑动。次生裂隙是指节理裂隙与风化裂隙两种。风化裂隙仅发育在岩层表面，呈刀砍状，其发育深度很小，一般为12m左右。节理裂隙据4线采矿场测量统计，按其走向展布，可分为北西向、近南北向及北东向等三组，倾向不定、倾角一般大于 75。，几乎均垂直岩矿层层面。规模小，走向延长数厘米至3m,延深一般小于延长，裂隙宽一般仅12mm,局部可达10cm以上。多数裂隙为方解石脉充填，其中 组亦有铁、泥质充填，且具张性 特征。裂隙率分别为条

54、 /m、条/m及条/m。上述资料表明：本区岩矿层节理裂隙不甚发育。综合矿区的工程地质特征可以看出，该矿床矿层属块状一层状构造，岩层产状平缓，层间无软弱夹层，层间接触属刚性接触，矿层的岩性又属坚硬岩类，节理裂隙不甚发育，岩石物理力学强度高。因此，矿层的稳定 性好。边坡稳定性评述矿区内的边坡是指露天采矿形成的采场边坡。该类边坡属单层结构岩石类边坡。根据前述资料分析，未来采矿场边坡稳定性总体是较好的。区内目前有石灰岩采场3处，均位于山丘南坡，坡面倾向南南东，与岩层倾向基本一致，故形成的边坡基本上属顺向人工边坡。采场边坡高度一般为2035m,最高约50m,坡角一般 为5060。，最大达74。目前边坡稳

55、定，无崩塌、滑坡现象发生。但是随着开采标高逐渐降低，地下水的排放，水位下降，则可能会引起局部的岩溶塌陷，而影响边坡的稳定性；此外，由于采场的边坡为顺向边坡，且岩层倾角小于边坡角，所以还需严防滑坡的发生，也会影响边坡稳定性。综上所述，矿山矿层及其围岩抗压、抗剪和抗拉强度大，岩石物理力学强度高，属坚硬岩类，岩体结构属缓 倾斜块状一层状结构，无软弱夹层，采场边坡稳定性好，现状条件下矿山工程地质条件属简单类型。工程地质条件预测评价工程地质条件预测评价主要是对未采场边坡的稳定性预测评价。未来主要开采为水泥石灰岩，矿层岩性及性质与现状条件相同。未来开采时，受爆破松动影响，采场边坡可能产生爆破裂隙，影响采场

56、边坡的稳定性。准采区北部边缘，岩层总体倾向南东，倾角1532o,为顺向坡；准采区南部边缘，岩层总体倾向北西，倾角8200,亦为顺向坡。岩体为硬质岩石，内部结合性好，层间结合性好，局部风化较强地段结合性一般。采场边坡如果发生崩滑，最可能的滑移结构面是层面和内部的软弱结构面，若以450+0/2作为临时边坡的滑移结构面，以层面作为永久边坡的滑移结构面，则边坡稳定性可按下式计算：Ks=( 丫 Vcos 8 tg e +Ac)/ ( 丫 Vsin 0)式中： Ks稳定系数，岩体重度(kN/m3),取值27,c一-结构面的光占聚力(kPa),临时边坡按岩石质量等级II级取彳1为1500kpa,永久边坡按硬

57、质岩石结合一般取值90kpa。结构面内摩擦角(),临时边坡按岩石质量等级II级取值为500,永久边坡按硬质岩石结合一般取值270。A结构面单位宽度的面积(m2)-结构面彳角(),临时边坡按450+/2计算为700,永久边坡按岩层倾角取值为200。V岩体体积(m3)按上述计算，临时边坡稳定系数为，永久边坡稳定系数为11,均远大于稳定边坡的稳定系数临界值，因此，采场边坡出现崩塌、滑坡地质灾害可能性小。但需要指出，采场边坡上的松动危岩必须加强安全管理，及时予以清除，否则容易出现危岩崩落、甚至造成人员伤亡事故。3.露天开采境界设计从+210标高水平以下开始采用深凹露天开采，+210标高水平以上的采用山

58、坡露天开采。将附近的村民全部进行搬迁。本设计主要对+210米标高水平以下的矿体进行开采，采用深凹露天开采进行设计。露天生产开采生产工艺 系统采用间断工艺系统即：单斗挖掘机采装、汽车运输、推土机推土。目前，在我国的露天开采设计中，广泛采用nj njh原则确定境界。 现将确定露天开采境界的步骤和作法分述于下。确定露天矿最小底宽露天矿最小底宽应满足采装运输设备的要求，保证矿山工程正常发展。由于本矿的生产能力万吨 /年，初步选定本矿采用 SH-380A型号的汽车运输，4m3单斗挖掘机装载， 在掘沟工 作面采用回返式调车。则最小底宽为Bmin=2 (Rmin+XT+E)式中：Rmin一汽车最小回转半径

59、,9.1 m；T 一汽车的宽度 ，3.55 m；E 安全距离，0.5 m。于是 Bmin=2X (Rmin+XT+E) =2X ( + x+) =22.75m。在确定露天开采境界时，若矿体厚度小于最小底宽，底平面按最小底宽绘制；若矿体厚度比最小底宽大得不 多，底平面可以矿体厚度为界；若矿体厚度远大于最小底宽，通常按最小底宽作图，并按下列因素确定露天 矿底的位置：(1)使境界内的可米矿量最大而剥岩量最小；使可采矿量最可靠，通常露天矿底宜置于矿体中间，以避免地质作图误差所造成的影响；根据矿石品位分布，使采出的矿石质量最高；根据岩石的物理力学性质调整露天矿底位置，使边坡稳固且穿爆方便。根据本矿体的实

60、际赋存条件，确定最小底宽为23m o选取露天矿最终边坡角露天矿的最终边坡角，对剥采比有很大的影响。随着开采深度增加和边坡角的减小，所需的剥岩量会急剧增加，因此从经济效果考虑， 希望边坡角尽可能大；然而，有不少矿山由于盲目追求陡边坡而造成滑坡事故，严重影响生产。因此，选择时应同时考虑安全因素 和经济因素，在保证露天矿安全前提下，最终边坡角尽可能大些，以减少剥离量。由于边坡稳定受岩体物理力学性质、地质构造、水文地质、边坡破坏机理、爆破震动效应等一系列因素的影 响，尽管目前有许多数学计算方法如二维、三维极限平衡计算法，有限元分析法，概率统计分析法等初始 边坡优化设计方法，以及借助于数学模型和电算程序