垫江县大雷采石场开发利用方案Word格式文档下载.docx
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(1)《矿产资源法》。
(2)《矿产资源开发利用方案编写内容要求》国土资发(1999)98号。
(3)《重庆市矿产资源管理条例》。
(4)《固体矿产资源/储量分类》(GBT17766-1999)。
(5)《乡镇露天矿场安全生产规定》;
(6)垫江县县国土资源局划定的垫江县大雷砂岩矿山范围图(1:
10000)
(7)2010年03月由重庆武金勘探有限公司提交了《垫江县大雷采石场砂岩矿产资源储量核实报告》。
(8)我公司人员现场调查的相关地质资料以及相关图片。
第二章矿产品需求现状和预测
矿产品现状:
该产品主要用于建筑用砂。
生产建筑用砂在垫江县地区为数不多,随着垫江县地区经济快速发展,建筑用砂的需求将会越来越大,市场前景看好。
预测:
生产建筑用砂的厂家为数不多,具有区位优势和资源优势。
近年来,随着地区经济和区域经济的快速增长,建筑用砂(砂岩)需求量加大,价格不断上涨,利润增加,给建筑市场前景增加了无限商机。
第三章矿产资源概况
一、矿床地质
1、地层
矿区出露地层为侏罗系中统上沙溪庙组(J2S)砂岩和第第四系残坡积层(Q4):
⑴、第四系残坡积层(Q4):
残坡积层:
褐黄色,主要粘土,粉砂,强风化砂泥岩碎块及碎石组成,分布于矿区外围斜坡及低洼地带,出露厚度约0.80m~2.20m。
⑵、侏罗系中统上沙溪庙组(J2S),出露厚度约1482m~1419m:
上部:
紫红色砂质泥岩,内含小量的灰绿色砂质团班及钙质结核,泥质结构,厚层状构造。
中部:
砂岩:
浅灰色,中~细粒结构,厚层状构造,钙泥质胶结。
为矿区的主要含矿层位,矿区范围内基岩裸露良好。
中下部:
浅灰色至紫红色泥质粉砂岩,夹泥岩,呈中厚层状产出,粉砂泥质结构,厚层状构造。
2、构造
矿区位于梁平向斜近轴部南东翼,构造线呈弧型展布,岩层呈单斜层产出,倾向127°
,倾角27°
。
区内未见大的断层出露,矿区地质构造简单。
裂隙产状:
第Ⅰ组:
45°
∠63°
裂面平直,闭合,无充填,延伸长度约5~8m.间距2~3m,第Ⅱ组:
230°
∠45°
裂面粗造,无充填,延伸长度约2~5m.间距3~5m。
3、矿层
开采砂岩矿层赋存于侏罗系中统上沙溪庙组(J2S)中部,矿体呈中厚层状产出,产状沿走向上变化不大,岩层倾向127°
,开采矿层厚度约59米。
浅灰砂岩,强度高,裂隙发育。
矿山范围内矿层无非矿夹层,矿层顶底为砂质泥岩,矿层直接低板泥质粉砂岩,地表之上为残坡积层,出露厚度约0.20~0.80m。
二、开采技术条件
1、矿床水文地质条件
矿区地形主要由斜坡组成,地形总体上北东高,南东低,地形坡角一般在6~24°
矿区地形最高点位于矿区北东(方家堡),高程446m,地形最低点位于矿区南东(长大丘),高程387m,相对高差59m。
属中低山浅丘斜坡地貌。
据调查,矿区范围内无井、泉、地表水体出露。
地下水主要类型为孔隙水,基岩裂隙水等组成。
而侏罗系中统沙溪庙组砂岩是本区主要含水层位,地下水较丰富,但本区构造裂隙发育,为地下水的运移排泄提供的良好的通道,大气降水沿斜坡形成经流向地势低洼处排泄,少部份渗入地下。
矿山最低开采标高高于当地最低侵蚀基准面之上,有利于地表水的排汇,对采矿无影响。
综上所述:
水文地质条件简单。
2、工程地质条件
矿体呈单斜层状产出,矿层顶板为砂质泥岩,矿层直接低板为泥质粉砂岩。
岩质较软,稳定性能差。
均属于软质岩石,抗风化能力较弱等特点。
随着采矿的进行,最终将在采场北东侧、南东侧、南西三侧形成永久性岩质边坡,根据切坡方向分析预测如下:
BP1:
位于矿区北东侧岩质边坡,岩层产状127°
∠27°
裂隙Ⅰ产状45°
裂隙Ⅱ产状230°
边坡产状216°
∠55°
边坡长约88m,坡高约0~59m,经赤平投影图分析:
岩层倾向与裂隙Ⅰ、裂隙Ⅱ倾向相反或斜交,岩层走向与边坡走向近于垂直,对坡坡稳定性无影响,节边坡稳定。
故诱发地质灾害的可能性较小,造成损失性较小,危险性较小。
BP2:
位于矿区南东侧岩质边坡,岩层产状127°
边坡产状306°
,边坡长约169m,坡高约0~20m,经赤平投影图分析:
岩层倾向与边坡坡向相反,对边坡稳定性影响较小,但裂隙Ⅱ倾向与边坡坡向相同,且倾角小于边坡坡角,属不稳定岩质边坡。
故诱发地质灾害的可能性较大,造成损失性较小,危险性较大。
BP3:
位于矿区南西侧岩质边坡,岩层产状127°
边坡产状36°
边坡长约76m,坡高约0~43m,经赤平投影图分析:
岩层倾向与边坡走向斜交,对边坡稳定性影响较小。
裂隙Ⅰ倾向与边坡坡向相同,倾角大于边坡坡角,属稳定型岩质边坡。
故诱发地质灾害的可能性较性较小,造成损失性较小,危险性较小。
综上所述,矿区工程地质条中等复杂。
3、环境地质条件
据调查目前,矿区范围内尚未发现滑坡、崩塌、泥石流等不良地质灾害。
但由于划定矿区范围与西边居民点相距较近,特别是在矿山开采放炮时,对周边居民点会受到不同程度的影响。
除此这外,矿区环境地质条件简单。
根据《建筑抗震设计规范》(GBJ2001-2002)划分矿区地震基本烈度为Ⅵ度,地震动峰值加速度为0.05g。
本区地震烈度为Ⅵ,对矿区影响小。
矿山水文地质条件简单、环境地质条件简单。
工程地质中等复杂。
三、设计利用矿产资源储量
据《垫江县大雷采石场砂岩矿产资源储量核实报告》,本次共获得资源/储量(333)29.14万吨(详见下表2),扣除可信度系数后(即:
29.14×
0.85=23.31),保有资源量23.31万吨。
该资源储量为本次开发利用方案编制的资源储量。
占用资源储量估算结果表
块段
编号
断面编号
断面面积
(m2)
平均面积
断面间
距
(m)
块段体
积
(m3)
矿石体重
(t)
矿石量
(万吨)
资源储
量类别
Ⅰ
260.6
31.5
8211
2.78
2.28
333
A-A′
782
Ⅱ
657
34
22338
6.2
B-B′
532
Ⅲ
847
73
61879.42
17.20
C-C′
1209
Ⅳ
403
30
12090
3.36
合计:
矿区范围内资源/储量29.14万吨
四、对占用长石石英砂矿产资源储量说明书的评述
《垫江县大雷采石场砂岩矿产资源储量核实报告》对矿区地层、结构、构造、矿体特征已基本阐述清楚。
查明了砂岩矿层的厚度、结构、构造以及可采范围、岩石特征、水文地质条件、开采技术条件。
储量计算方法,参数选择合理,计算储量的数据可靠,对占用矿产资源说明书可作为编制开发利用方案的依据。
第四章主要建设方案的确定
一、可采储量
矿山保有资源量333级23.31万吨,根据当前开采技术条件及矿山开采实际情况:
故本矿山综合回采率取85%,则矿山可采储量为:
可采储量=占用储量×
回采率
=23.31×
0.85=19.81万吨
二、建设规模、服务年限及产品方案
1、建设规模
矿山设计生产能力为5万吨/年,基本能满足本县建筑用砂的需求,不必在投入过多的资金。
2、矿山服务年限
本矿山可采资源储量为19.81万吨。
按该厂设计开采能力5万吨/年计算,矿山服务年限约3.9年。
3、产品方案
建筑用砂。
三、矿床开采方式与开拓方案
1、开采方式
该矿砂岩裸露于地表,覆盖层极薄或无覆盖,剥采比几乎为0;
适宜露天开采;
故该矿山采用露天开采方式。
2、开拓方案
该矿山为山坡露天矿,开拓方案露采用汽车运输。
四、厂址选择与运输方案
1、厂址选择:
根据矿山位置及地形标高,考虑至垫江县大雷与矿山之距离,综合考虑供水、供电以及方便管理,建议厂选在矿区南部。
2、运输方案:
工作面内的矿石,经挖掘机装入汽车运破碎车间破碎。
五、防治水方案
矿山为露天开采,水文地质条件简单,矿床充水水源是大气降水,因此主要防治大气降水。
矿区地势为斜坡地貌,降水排泄条件较好,同时在其矿区北西侧应修建导水沟,将大气降水形成的面流水排(导)出场外。
其外排水沟应定期清理,确保其畅通。
六、矿山给排水及供电
1给、排水
矿山生产、生活用水取自加工厂用水,在矿区北西面高位处建一水池,用水泵抽入高位水池内,再由管道输送至生产、生活用水点。
其中生活用水应取样化验其水质,并采取相应的净化消毒措施,满足生活用水水质要求。
地面流水经导水沟或排水沟排出矿区之外。
2、供电
矿山现有的供电系统,基本能满足矿山生产、生活用电。
第五章矿山开采
一、开采境界
以划定的拐点坐标连线为准,按55°
边坡角划至矿区最低开采标高+387m。
矿区上部最终境界标高+446m。
二、采矿方法
根据矿山地形和环境条件以及生产技术条件,确定采用台阶式开采方法,用手持式风钻穿孔、浅眼松动爆破、挖掘机采装、汽车运输等机械开采。
三、露天采场要素
1掘沟长度及宽度
矿山采用机械化开采,根据设备的性能及要求,掘沟宽度和长度分别确定为20m和50m。
2台阶高度
台阶高度的确定与开采方式及开采设备紧密相连。
本矿山拟采用机械化开采。
可根据挖掘机(或装载机)的挖掘高度来确定其台阶高度。
机械挖掘高度与台阶高度的关系见下表。
表3台阶高度
序号
矿岩性质
采掘作业方式
台阶高度
松软岩石
机械、不爆破
≤机械的最大挖掘高度
坚硬稳固岩石
铲装、爆破
≤机械的最大挖掘高度的1.2倍
砂状的岩石
人工开采
≤1.8m
松软的岩石
≤3.0m
5
≤6.0
根据表3矿山选定其台阶高度为5m。
3、台阶划分
矿山开采标高为+446m~+387,相对高差59m。
按照规程要求,每个台阶高度为5m。
矿划分为:
+437、+432m、+427m、+422m、+417m、+412m、+407m、+402m、+397m、+392m、+387m水平,共11个台阶。
3平台宽度
工作平台:
最小宽度20m。
安全平台:
宽度为4m
运输平台:
8--10m
4最终边坡角
对于中小型露天矿的坡面角和边坡角按下表4选取。
表4中小型露天矿的坡面角和边坡角参考值
开采深度(m)
岩石硬度系数
最终边坡角
坡面角(°
)
90m以内
180m以内
240m以内
300m以内
15~20
60~68
57~65
53~60
48~54
75~80
8~14
50~60
48~57
45~53
42~48
65~75
3~7
43~50
41~48
39~53
36~42
60~65
1~2
30~43
28~41
26~39
24~36
15~60
该矿山岩石硬度系数为8~14,开采深度为59m,结合实际情况考虑,确定其坡面角为65°
,最终边坡角为55°
四、工作面布置和开采顺序
根据矿区斜坡地形和环境条件以及采装等生产技术条件,确定该矿山采用台阶式开采,台阶高度确定为5m。
矿山可分为11个水平台阶进行开采,分别为:
+437、+432m、+427m、+422m、+417m、+412m、+407m、+402m、+397m、+392m、+387m水平。
采用从上到下、由近及远的原则进行开采,即从最近的最上层+437m台阶,按采掘带打眼放炮落矿,采用手风钻打眼,眼深为5.3m,爆破的小平台宽4m,1次爆破即可,形成第一级5m台阶;
爆破下的砂岩矿石,经挖掘机装入汽车运至加工厂破碎车间。
采完的第一级台阶后,再采第二级台阶。
若上下同时开采时,上部台阶应保持一定的超前距离,如此类推,向采区边界推进。
开采中坡面角应严格控制在65°
范围内,最终边坡角控制在55°
以内。
五、爆破工程设计
1、工程概况
矿山开采标高+446m~+387m,相对高差为59m,采用露天矿台阶式浅孔松动爆破,台阶高5m,台阶坡面角650,边坡角550。
2、爆破参数确定
单位体积炸药消耗量q
q值与岩石的坚硬系数f值、台阶自由面数目、炸药种类和炮孔直径等因素有关,是一个估计值,可从下表5查得。
本矿山取值0.5kg/m3。
表5爆破各种岩石的单位体积炸药消耗量
岩石
名称
岩体特征
f值
炸药单耗(kg/m3)
松动
抛掷(K)
各种土
松软、坚实
<1.0
0.3~0.4
0.4~0.5
1.0~1.1
1.1~1.2
土夹石
密实
1~4
0.4~0.6
1.2~1.4
页岩、
千枚岩
风化破碎
完整、风化微软
2~4
4~6
0.5~0.6
1.0~1.2
1.2~1.3
板岩、
泥砂岩
泥质,薄层,层面张开,较破碎
较完整,层面闭合
3~5
5~8
0.5~0.7
1.1~1.3
砂岩
泥质胶结,中薄层或风化破碎;
钙质胶结,中厚层,中细粒结构,裂隙不甚发育;
硅质胶结,石英质砂岩,厚层,裂隙不发育,未风化。
7~8
9~14
0.6~0.7
1.3~1.4
1.4~1.7
孔径d
浅孔台阶爆破一般使用直径32mm或35mm的标准药卷,炮孔直径比药卷大4~7mm,故孔径为36~42mm。
孔深L与超深h
为了克服台阶底部岩石对爆破的阻力,使爆破后不留根底,炮孔深度要适当超出台阶高度H,超深h=(0.1~0.5)H,本矿山取值0.1,台阶高5m,故孔深L为5.3m。
底盘抵抗线Wd
底盘抵抗线是影响爆破效果的重要因素,底盘抵抗线过大,根底较多;
过小,不仅增大了工作量,而且还浪费了炸药,因此,计算底盘抵抗线时,应根据台阶高度、岩石性质、炮孔和炸药的直径及钻机的安全性等全面衡量,确定合理的数值,一般按以下经验公式计算:
Wd=μ·
H(m)
式中:
Wd——底盘抵抗线
H——台阶高度
μ——经验系数(0.5~0.9)
本矿山H确定为5m,μ取小值0.5,故底盘抵抗线为:
Wd=0.5×
5=2.5m。
孔距a和排距b
孔距和排距是影响爆破效果和安全的直接因素,孔距、排距过小,不但使钻孔工作量加大,而且药量集中于炮孔底部,爆破后台阶底部矿岩爆堆抛掷过远,易损坏设备;
若孔距、排距过大,易出现根底、硬帮、大块等现象,不仅浪费炸药,还影响正常生产。
选择孔距与排距时,除根据底盘抵抗线、爆破高度(台阶高度)、孔径、炸药品种外,还要考虑岩石性质,地质条件和地层含水程度等情况,并在实际施工中不断调整。
孔距值和排距值分别按下式计算:
孔距值:
a=k·
Wd
a——孔距值,m
Wd——底盘抵抗线,2.5m
K——通常根据岩石硬度和装药量取值1.2~1.2之间,本矿山取值1.2
a=1.2×
2.5=3m
排距值:
b=sin(55°
)·
Wd=0.819Wd
b——排距值,m
Wd——底盘抵抗线
b=0.819×
1.5≈2.45m
炮孔装药量Q
矿山附近有相邻矿山公路,装药最的多少既要能保证爆破效果,又要考虑居民生命财产的安全。
炮孔装药量,根据岩石性质不同而不同。
各种岩石及单位炸药消耗量见下表所列。
炮孔装药量一般按下式计算
Q=q·
v=q·
a·
Wd·
H
q——炸药单次消耗量,取值0.5kg/m3
v——炮孔的爆破体积m3
a——孔距值,3.0m
Wd——底盘抵抗线,2.5m
H——台阶高度,5m
Q=0.5×
3×
2.5×
5≈18.7kg
在实际工作中,可根据岩石的情况,调整底盘抵抗线和孔距,按上述计算炸药量。
3、爆破工序
爆破工程的作业工序按以下程序进行
、确定炮孔位置:
按设计要求确定炮孔的孔距与排距,采用多三角形布置炮孔。
本矿采矿工艺为:
采用岩石风钻打眼,眼深5.3m,炮眼布置下图所示。
、打眼:
打眼时,按坡面角的要求,打眼至设计要求的深度。
、装药:
装药前清除炮孔内积水和泥渣,才能装药,每个炮孔装药量按设计装填;
起爆药包放置于孔底第二个药包位置。
雷管聚能穴朝向孔口反向起爆;
也可以将起爆药包置于孔口的第二个药包位置,雷管聚能穴朝孔底正向起爆;
孔内装入起爆药包后严禁用力捣压,以免发生意外。
、填塞:
填塞物可用砂子与粘土的混合物或凿岩产生的岩粉,填塞高度宜超过孔深的2/3。
、起爆:
一般炸药的敏感度比较低,必须按起爆器材的不同分为火雷管起爆法、电雷管起爆法、导爆索起爆法和非电导爆管起爆法,常用的有火雷管起爆法和电雷管起爆法。
火雷管起爆法:
选择合适的雷管,将导火索有垂面的一端轻轻插入雷管,金属壳雷管应用安全紧口钳夹紧,纸壳雷管应用胶布捆扎紧口或附加金属箍圈后紧口;
起爆雷管的加工完成后,用木质或竹质锥子在炸药包上扎一个雷管大小的孔,孔深能将雷管全部插入,然后用细绳或胶布将雷管固定紧。
装药时,将加工好的起爆包,根据爆破特性,放入合适的位置,然后封孔。
导火索长度根据起爆时间要求确定,最低不得小于1.2m。
电雷管起爆法:
用电力引爆电雷管,并通过电雷管引爆炸药。
将电雷管插入炸药中并固定紧,装入爆破孔后,将电线拖至安全的位置,用并联方式将各个雷管与主线连接。
但应注意,在爆破主线与起爆器连接之前,必须先测定全线路的总电阻值。
总电阻值与计算值误差不超过±
5%时方可起爆,否则应查明原因,改正后再连接。
爆破前应按要求保留警界距离,鸣哨确保安全后方可实施起爆。
本矿山建议采用电雷管起爆法。
4、爆破安全距离
爆破安全距离
爆破时,将产生爆破地震、空气冲击波、碎石飞散及有毒气体,因而会危及爆区周围的人员、设备及建筑物的安全。
因此,爆破时必须确保一个爆破安全距离。
爆破飞石安全距离,按下表6的规定。
表6爆破时个别飞石对人员的安全距离
爆破类型及方法
个别飞石最小安全距离m
裸露药包破碎大块岩石
400
浅眼破碎大块岩石
300
浅眼爆破
200(复杂地形或未形成台阶工作面时≥300m)
浅眼药爆破
蛇穴爆破
≥300
6
浅眼眼底爆破
50
7
硐室爆破
8
深孔爆破
≥200
根据上表所列,本矿山采用浅眼松动爆破,个别飞石最小安全距离,选取200m。
爆破地震安全距离
爆破时产生的地震波一般对人员无较大的影响,但对建筑物及露天边坡却有破坏作用,按下式计算:
R=
R——爆破地震安全距离(m);
Q——炸药量(kg);
V——地震安全速度,cm/s,根据建(构)筑物取1cm/s;
K——与地质等条件有关的系数;
a——衰减系数;
m——药量指数,按规范取1/3
K、a取值见下表7。
表7爆区不同岩性的K、a值
岩性
K
a
坚硬岩石
50~150
1.3~1.5
中硬岩石
150~250
1.5~1.8
软岩石
250~350
1.8~2.0
根据表6的规定,本矿取K、a分别为200、1.5,将不同的炸药量,代入上式计算,则R≈91m,其它爆破地震安全距离见下表8。
表8爆区不同岩性的K、a值
炸药量(kg)
爆破地震安全距离(m)
56.5
12
102.6
71.1
14
108.0
81.4
16
112.9
89.6
18
117.4
10
96.5
20
121.6
六、采装及运输工作
工作台阶松动爆破落矿后,用挖掘机采装、汽车运至堆矿货场内。
七、剥离物排弃
矿山剥离物主要是表层中的稀疏植被和弃渣土需堆放于专门的排土场内,以便妥善管理,禁止随意排放。
排土场设置在采场低洼处,在其下方修建挡土墙,四周挖掘排洪沟。
弃土堆积高度不超过3m,边坡角小于50°
八、矿山开采工艺流程
在钻孔前,先进行表土清理,清理宽度不低于4m,采用风钻打眼、装药、爆落矿;
待爆破落矿后,用挖掘机采后装车直接装运至破碎处破碎,然后采用皮带输送入加工厂料仓内储存。
其采矿工艺流程如下:
清理表土钻孔爆破采装转运货场。
九、矿山设备配置
矿山主要设备配置见下表9。
表9主要设备情况表
序号
设备名称
规格型号
数量(台)
技术特征
空压机
VFW-100/4
6m3/min
凿岩机
YO18型手持式
单斗挖掘机
1~2m3
自卸汽
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- 垫江县 采石场 开发利用 方案