罗洪灰岩石场露天开采开采设计及安全专篇.docx
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罗洪灰岩石场露天开采开采设计及安全专篇
第一篇开采设计
1总论
1.1概述
1.1.1项目性质
本项目为德庆县罗洪石矿场扩建露天开采设计方案,采矿设计规模为118×104吨/年
1.1.2企业地理交通位置
德庆县罗洪石矿场位于德庆县城SEE97°方向、直距约31.5公里处,行政区划隶属德庆县悦城镇管辖。
矿区中心点地理坐标:
东经112°04′09″,北纬23°06′43″。
矿区有约0.3公里的简易公路与乡级水泥道路相接,经1公里与321国道相连,至德庆县城约45.0公里;矿区至西江专用码头约4公里,水陆交通十分方便(见交通位置图1-1)。
矿区交通位置图1-1(矿区位置)
1.1.3矿区自然地理、气象条件及经济概况
矿区位于低山丘陵区,最高山峰海拔标高+214.0米,最低标高+17.4米,一般高差为160~60米,矿区最低侵蚀面标高+23.4米,矿区内地表无大的山溪支流。
本区属亚热带季风气候,1月平均气温12℃,7月平均气温28.5℃,极端最低气温-0.5℃,极端最高气温37.7℃,年均气温21.5℃,无霜期大于330天;5~8月份为雨季,夏秋季为台风多发季节;年均降水量1511毫米,最大年降雨量为2236.8毫米。
当地居民主要为汉族,有较充裕的剩余劳动力;区内农作物以水稻、玉米为主,主要经济作物为皇帝柑、玉桂、松香等;矿产资源主要为黄金、铜、瓷土及灰岩等。
区内电力供应充足。
1.1.4矿山概况
罗洪石矿场成立于1959年,年产石灰岩矿仅为5~8万吨,产品主要供应石灰窑烧制石灰用,随着化工工业的发展,1976年石场进行了第一次扩建,设计年产石灰石矿15万吨,为适应经济发展的要求,于1982年进行了第二次扩建,设计年产石灰岩矿40万吨,目前实际生产能力达到80万吨,产品以供应化工为主。
采矿权人德庆县罗洪石矿场于1992年8月取得了矿山采矿许可证,于2009年4月经肇庆市国土局年检合格换取了采矿许可证,证号:
C441200*********0012051。
发证机关:
肇庆市国土资源局。
经济类型:
国有企业。
开采矿种:
制碱用灰岩。
开采方式:
露天开采。
生产规模:
80.00万t/a。
石矿场面积:
0.53km2,开采深度:
+214m~+50m。
有效期限:
自2009年12月18日至2013年7月31日。
采矿证范围拐点坐标(80年西安坐标系)见表1-1。
矿区范围80年西安坐标系表1-1
点号
80年西安坐标
X
Y
A
2557405.84
37609336.13
B
2557010.84
37609636.13
C
2557500.84
37610236.13
D
2557460.84
37610556.13
E
2557770.84
37610556.13
F
2557770.84
37610216.13
G
2557780.84
37609856.13
H
2557180.84
37609386.13
I
2557070.84
37609816.13
为充分利用矿产资源,罗洪石矿场拟扩大生产规模和增加矿石开采品种。
为支持企业的发展和充分利用矿产资源,肇庆市国土资源局同意变更石矿场开采深度和增加开采矿种,并要求对变更后新石矿场范围内矿产进行资源储量核实,同时委托有资质的单位编写矿产资源开发利用方案。
在《广东省德庆县罗洪矿区制碱用灰岩资源储量核实报告》(广东省有色金属地质勘查局九三三队,2010年元月)和《广东省德庆县罗洪矿区制碱用灰岩矿产资源开发利用方案》(广西壮族自治区工业建筑设计研究院,2010年元月)经评审通过备案后,罗洪石矿场取得了由肇庆市国土资源局颁发的新采矿许可证,新采矿许可证变更后的原矿区面积、开采范围拐点坐标不变、生产规模变更为118×104t/a。
开采深度变更为由+214m至+25m标高,开采矿种拟变更为制碱和黑色冶金熔剂用灰岩。
因矿山规模发生变化,开采深度及开采矿种发生了变化,为了规范矿山安全生产,合理、安全开发该制碱用灰岩资源,德庆县罗洪石矿场特委托湖北盛源矿山设计有限公司对该矿进行扩建开采方案设计。
并于2011年3月签订了《德庆县罗洪石矿场扩建开采方案设计合同》。
我公司立即成立了该项目的设计工作组,组织设计人员到现场进行了查勘和收集资料等工作,并与业主进行了意见交换,据此按合同要求编写了本工程项目的初步设计文件。
1.1.5矿山开发现状
1)采场概况
矿山为扩建项目,工业场地、综合服务区等已经基本形成,位于矿区东北侧。
现矿区开采不够规范,没有形成自上而下的开采台阶,开采台阶过高,坡度陡峭,工业场地等位于爆破警戒线内。
目前矿区在地表已形成一个长约820m、宽约300m,面积约246000m2大采场。
估算共采出矿石量为33294.6kt。
采场最高标高214m,现开采面最低标高37.06m,台阶以近北东方向布置,经多年开采,现残存有多层台阶,边坡的高度18~125m,现有安全边坡角为45~75º。
矿山表土剥离较充分,开采过程中产生少量土岩,用于修建、维护矿山道路,不设排土场。
矿区已有开拓运输道路通达现开采水平+37.06m,矿区上基建平台及各台阶道路尚未形成。
2)工业场地
矿区有二条破碎生产线,分别位于矿区南侧及东北侧,处于爆破警戒线范围之内。
3)其它设施
生活服务区在矿区东北侧进矿道路边,距矿区范围最近点300m,处于爆破警戒线外。
采场外接10千伏输电线路。
已配备5台变压器总容量3000千伏安,经变配电后,输出380/220伏低压电源,380伏供场内生产设备用电,矿内生活用电设施则采用220伏电压。
矿区内部的供水、供电,包括高位水池、移动式空气压缩机、道路洒水蓄水池以及给水管道、供风管道等设施完善配套。
主要产品为制碱用灰岩、白云岩,产品销往本地及周边地区。
1.1.6矿山现有设备、设施
罗洪石场本次设计属矿山扩建,本矿山已形成完整的生产流程。
矿山现有设备设施见下表:
表1-2矿山主要生产设备表
设备名称
型号
单位
数量
备注
潜孔钻机
汤母洛克,RANGER600
台
1
汤母洛克,RANGER1000
台
1
装载机
厦工ZL50
台
8
厦工ZL80
台
2
挖掘机
EL280
台
1
DH220LC-VS
台
1
SK200-3、SK07-N02
台
各1
R225LC-7
台
2
HD700V、HD700SEV、HD800SE11
HHHHHD880SE
台
各1
液压碎石机
STOPA200
台
2
自卸汽车
东风,4.5吨
辆
30
颚式破碎机
PE600×900
套
5
PE1000×250
套
2
PE250×800
套
2
反击破碎机
PF1212
套
1
立式破碎机
PF120
套
5
振动筛
2200×7000
台
9
皮带运输机
B800~1200
条
57
变压器
800kVA
台
1
600kVA
台
1
200kVA
台
1
洒水车
水箱5m3
辆
1
1.1.7矿山现有设施、设备的利用
本项目为扩建项目,各种设施设备已安装运行,2008年5月,取得广东省安全生产监督管理局颁发的延期《安全生产许可证》,编号:
(粤)FM安许证字[2005](延期)00017,有效期至2011年5月12日。
本次设计为根据有关法律法规的要求,对矿山进行规范的开采设计。
为了减少矿山扩建投资,在安全合理的情况下,行政生活区及内部运输道路等基本上利用原有,对部分生产设备钻机、空压机、挖机、装载机、自卸汽车、破碎设备、变压器进行增加,对部分生产设施厂内运输道路、上基建平台道路、连通各台阶道路进行完善和补充,旧采场高陡边坡治理、截排水沟、沉淀池、矿山救援设备、消防设备等根据现在的安全要求进行补充、修整、完善,使本项目达到行业有关法律、法规与规范的要求。
1.2设计依据
1.2.1国家、地方政府及主管部门的有关法规
1)《中华人民共和国环境保护法》中华人民共和国主席令(1989)第22号;
2)《中华人民共和国矿山安全法》中华人民共和国主席令(1992)第65号;
3)《中华人民共和国劳动法》中华人民共和国主席令(1994)第28号;
4)《中华人民共和国矿产资源法》中华人民共和国主席令(1996)第74号;
5)《中华人民共和国消防法》中华人民共和国主席令第六号,由中华人民共和国第十一届全国人民代表大会常务委员会第五次会议于2008年10月28日修订通过,自2009年5月1日起施行;
6)《中华人民共和国职业病防治法》中华人民共和国主席令(2001)第60号;
7)《中华人民共和国安全生产法》中华人民共和国主席令(2002)第70号;
8)《中华人民共和国尘肺病防治条例》中华人民共和国国务院国发(1987)105号;
9)《中华人民共和国环境噪声污染防治条例》中华人民共和国国务院令(1989)第40号;
10)《安全生产许可条例》中华人民共和国国务院令(2004)第397号;
11)《民用爆炸物品安全管理条例》中华人民共和国国务院令(2006)第466号;
12)《中华人民共和国矿山安全法实施条例》劳动部令(1996)第4号;
13)《广东省矿产资源管理条例》;
14)《关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知》国家发展和改革委员会国家安全生产监督管理局(2003)1346号;
15)《广东省爆破工程劳动安全生产管理规定》;
16)《广东省采石取土管理规定》;
17)《广东省实施《中华人民共和国矿山安全法》办法(2004年修正)》广东省人大常委会(2004)。
1.2.2设计采用的主要标准、规程及规范
1)《金属非金属矿山安全规程》(GB16423-2006);
2)《矿山安全标志》(GB14161-1993);
3)《爆破安全规程》(GB6722-2003);
4)《机械防护安全距离》(GB12265-1990);
5)《机械安全防护装置》(GBT8196-2003);
6)《建筑抗震设计规范》(GBJ50011-2001);
7)《生产性粉尘作业危害程度分级》(GB5817-86);
8)《矿山电力设计规范》(GB50070-1994);
9)《工业与民用电力装置的接地设计规范》(GBJ65-83);
10)《工业企业厂内铁路、道路运输安全规程》(GB4387-94);
11)《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002);
12)《工作场所有害因素职业接触极限》(GBZ2-2002);
13)《生产过程安全卫生要求总则》(GB12801-91);
14)《生产设备安全卫生设计总则》(GB5083-1999);
15)《劳动防护用品选用规则》(GB/T11651-1989);
16)《劳动防护用品配备标准(试行)》国经贸安全(2000)189号;
17)《有毒作业分级》(GB12331-1990);
18)《工业企业噪声控制设计规范》(GB87-85);
19)《以噪声污染为主的工业企业卫生防护距离标准》(GB18083-2000);
20)《生产安全事故应急预案管理办法》(国家安监总局令第17号);
21)《噪声作业分级》(LD80-1995);
22)《作业场所局部振动卫生标准》(GB10434—1989);
23)《金属非金属矿山排土场安全生产规则》AQ2005-2005;
24)《建筑设计防火规范》(GB50016-2006);
25)《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005);
26)《消防安全标志设置要求》(GB15630-1995);
27)《作业场所职业健康监督管理暂行规定》(国家安监总局令第23号);
28)《安全生产培训管理办法》(国家安监局令第20号);
29)《国家安全生产监督管理总局关于加强职业安全健康监管工作的通知》(安监总安健〔2009〕29号);
30)非煤矿矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法(国家安监局令第18号);
31)《劳动防护用品监督管理规定》(国家安监总局令第1号);
32)《安全生产事故应急预案管理办法》(国家安监总局令第17号)。
1.2.3设计依据的主要基础资料
1)《中华人民共和国采矿许可证》副本复印件(证号:
C441200*********0012051;发证机关:
肇庆市国土资源局;有效期:
2011年5月15日至2013年7月31日)
2)《营业执照》副本复印件(证号:
4412261000462;发证机关:
德庆县工商行政管理局;颁发时间:
2003年2月18日至长期)
3)《广东省德庆县罗洪矿区制碱用灰岩资源储量核实报告》(广东省有色金属地质勘查局九三三队,2010年元月);
4)《广东省德庆县罗洪矿区制碱用灰岩矿产资源开发利用方案》(广西壮族自治区工业建筑设计研究院,2010年元月)
5)开采设计委托书及设计合同;
6)企业提供的其它有关资料。
1.3本开采设计工作范围
以德庆县罗洪石矿场+214m至+25m标高间具有工业开采价值的制碱用灰岩、白云岩为设计对象,进行矿床采剥工作及矿山机械(相关部分)、消防、环境保护、安全专篇等工程设施方案设计。
1.4企业外部建设条件
矿区有1km简易道路直通321国道,交通方便。
矿山用电引自附近10KV输电线路。
矿山生活、生产、消防用水都取自附近山泉水,山泉水采用水泵加压,水管管网接水分别送至生产高位水池和生活高位水池。
山泉常年有水,能满足生产生活所需。
矿山所需爆破器材由当地民爆公司按计划供应,直接运送至矿区,其它主要原材料、燃料均可在肇庆市或德庆县等地就近采购,经公路运入矿区。
本设计建筑物均为简易砖混结构。
矿区所在地抗震设防烈度为Ⅵ度,设计基本地震加速度值为0.15g。
本矿区覆盖移动通讯网络,矿山内部各工作部门对外联系可采用移动电话。
1.5设计原则
1)设计文件及内容要符合国家及有关部门的相关政策、法规,以及有关的行业标准、规程、规范,采用合理可行的设计方案、成熟先进的生产工艺、高效节能的机械设备、安全可靠的技术措施,指导矿山的生产活动;
2)严格按采矿许可证核定的矿区范围进行开采,平面上不越界,空间上不超高;
3)按照投资少、见效快、效益好的原则,经济合理地开发利用矿产资源,尽可能缩短扩建时间,提高采矿回收率,降低采矿贫化率,以提高矿山的经济效益和社会综合效益;
4)贯彻执行建设项目安全设施“三同时”原则,坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,根据项目的实际情况,结合安全预评价报告提出的安全对策措施,设置出规范合理的安全生产设施并实施全面有效的安全技术及管理措施,从技术上、管理上指导矿山的安全生产工作;
5)采取有效的管理及技术手段,改善矿山的工业卫生条件,减少和消除生产过程中的职业危害因素,减轻生产人员的劳动强度,保护劳动者的健康,提高企业的劳动生产率;
6)贯彻执行国家有关环境保护和水土保持的政策法规,充分利用矿区地形地貌及相关条件,节约土地,采取各种环保和植被措施,控制和减少水土流失现象,防止矿山的生产活动污染周边环境和水源,做到经济建设和环境保护建设同步。
1.6厂址
本着有利生产方便生活的需要和地方政府部门的开发规划,企业位于德庆县悦城镇八角坑,厂址设在采场东北侧约300米外,位于国道321旁边,距离约1km。
厂内设有工业场地,主要有采场、破碎站、堆料场、辅助生产区、行政生活区等。
矿区面积0.53km2,工业场地0.56×104m2,全部为山坡或坡地,不占用农田。
整个工业场地及生产附属设施通过场内道路联通。
1.7设计开采规模及产品方案
根据采矿许可证的开采规模,设计确定矿山设计开采规模为118×104吨/年。
产品方案为:
0.5~1cm、1~3cm、2~4cm粒级制碱用灰岩和白云岩。
1.8设计方案的主要内容
根据肇庆市国土资源局颁发的采矿许可证圈定的范围,结合矿山地形特征,开采矿体以+214m~+25m标高为限,根据肇庆市矿产资源保护与开发利用规划的要求、矿床地质特征、地质构造、地形、地貌、以及保证安全、不影响景观等,并根据矿山的地理特点与开采现状,设计采用自上而下分台阶的方法,以露天开采的方式进行开采,+214m~+25m为山坡露天开采方式,开拓方案采用公路开拓-汽车运输方案。
采矿工艺为:
穿孔-爆破-二次破碎-装运-破碎。
采区内覆盖层剥离采用挖掘机直接挖掘装入自卸汽车。
部分用来修建矿山道路、工业场地填方,其它的全部外运。
矿山计划投资670万元,其中建设投资及安全投入等620.00万元,流动资金50.00万元。
1.9问题与建议
1、矿山在开采过程应加强矿山地质工作,严格监控边坡稳定情况。
2、矿区存在高陡边坡,边坡角较大。
在开采过程中,应通过采取相应的安全措施,防止事故发生。
2地质资源
2.1矿区及矿床地质概况
2.1.1地层
(1)寒武系八村群上亚群(∈bcb)为灰绿色细粒石英砂岩与灰绿色绢云母泥质页岩互层,局部含黑色炭质页岩,石灰岩、白云岩,出露于矿区西北面,F1断层西北。
(2)奥陶系下统回龙群(O1hl):
为深灰色、浅灰白厚层状灰岩、白云质灰岩,局部夹砂质页岩及石英砂岩,灰岩中见珊瑚化石,推断该层为海相沉积形成。
奥陶系下统回龙群地层为本石矿场开采的对象。
出露于矿区中部。
(3)志留系上中统(S2+3)为黄、灰黑色泥质页岩、砂质页岩,夹粉砂岩、石英砂岩。
出露于矿区南部,F2东南。
2.1.2构造
矿区内构造以北、北东向断裂为主,在灰岩上下两侧与砂岩、页岩接触部位由断层F1、F2控制。
F1倾向南东,其倾角南西端较缓,而北东端较陡,倾角58~73°;F2倾向南东,其倾角南西端较缓,而北东端较陡,倾角60~72°。
断层产状不稳定,沿走向变化较大,此外,岩石节理裂隙较为发育。
2.2矿体地质特征
矿体位于矿区中部,为深灰色及浅灰白厚层状石灰岩、白云质灰岩,局部夹砂质页岩及石英砂岩,灰岩中见珊瑚化石,可见矿体为海相沉积矿床。
矿体规模由两侧接触性断层F1、F2所控制,呈北东走向,倾向南东的单斜构造。
矿体产状在南西端倾角较缓,而北东端倾角较陡。
南西端倾向150~175°,倾角50~60°;北东端倾向120~155°,倾角70~80°。
矿体沿走向长约1000m,宽度250~300m,矿体南西端厚度大,往北东逐渐变小为楔形。
矿体中常可见白云岩细脉沿岩石裂隙穿插。
矿体围岩为砂岩夹页岩,以断层为界线,分界清晰。
2.3矿石质量
在2个矿体(V1-1、V1-2)的不同部位采集矿石,组合成一个放射性检测样。
送国土资源部放射性监督检测中心检测。
检测结果表明,矿石的放射性内照射指数小于1.0、外照射指数小于1.3,符合GB6566-2001标准中建筑材料的要求,根据GB50325—2001判定:
为A类建筑材料,A类材料产销与使用范围不受限制,可用于Ⅰ类民用建筑工程(见表4及附件)。
表4矿石放射性检测结果表
实验编号
2010WF-0110-2
送样编号
罗洪6
镭-226放射性比活度CRa
Bq/kg
21.26
钍-232放射性比活度CTh
48.31
Ir钾-40放射性比活度CK
108.65
内照射指数IRa
0.106
外照射指数
0.269
2.4开采技术条件
2.4.1水文地质条件
1)矿区水文气象条件
矿区西面约1300m有稍大的“石螺坑”山溪,溪水自北向南流,溪宽约1~2m,沟深约0.4~1.2m,采场地表水经排水沟疏通可自流排泄,对矿山不会造成危害。
矿区外围北面有多条山沟,其流量不大,且其标高均比矿区低,不会造成危害;矿区东西面各有一条小山沟,但大多处于干枯状态,仅春夏雨季及雨后有小量水流。
本区矿体分布于山坡上,拟开采矿体在当地侵蚀基准面以上,目前采场仅见极少量的裂隙涌水,矿区自然排水条件良好,水文地质条件简单。
矿区内无大的地表水系,但本区雨量充沛,必须采取有效措施防止由于暴雨可能产生的水土流失,进而可能对采场造成危害。
2)地下水类型及富水性
根据区内地下水赋存条件及含水层岩组特征,将其划分为松散岩类孔隙水和块状岩类裂隙水。
松散岩类孔隙水含水岩组为粘性土、砂(砾)质粘性土,透水性差,含水性弱,水量贫乏。
块状岩类裂隙水含水岩组为风化裂隙。
根据区域水文地质资料,一般泉流量小于0.3升/秒,枯季地下迳流模数3.1~4.5升/秒.平方km,富水性贫乏。
3)矿床充水条件
矿体周边地表水不发育,未发现含水构造,矿床地下水的补给来源主要为风化裂隙水,因此,矿床水文地质勘探类型为块状风化裂隙充水型。
由于矿区地表水体不发育,松散岩类孔隙水主要依靠大气降水补给,而块状岩类风化裂隙水又主要依靠上部松散岩类孔隙水的补给;因此,矿床充水条件简单,其含水量具有季节性,但总体地下水富水性弱。
综上所述,矿床水文地质条件属简单类型。
2.4.2工程地质条件
矿体围岩为石英砂岩、粉砂岩,地表土层覆盖厚度小于2.5m,且大部分裸露或已剥离,矿体及其围岩属硬质岩石,其抗压、抗剪强度足以确保矿山采矿边坡的安全,边坡无需支护;但矿体与围岩为断层接触,开采过程要注意因断层可能导致的滑坡、崩塌等地质现象;由于矿山开采历史悠久,大部分边坡过陡、开采台阶过高(部分台阶大于100m),以后应渐进修正开采边坡及降低开采台阶高度,故工程地质条件属中等。
总体评定矿区工程地质条件属中等类型。
2.4.3环境地质条件
矿区为正在生产的矿山,开采矿石为灰岩,无有毒有害组份,采矿时不会对周边的水体产生污染。
矿体大部分已裸露,表层剥离工程量少,因此可能造成的水土流失及环境损害较小,为减少开采过程对环境的影响,应继续遵循按计划、按顺序开采的原则。
做好植被复垦等措施,防止发生滑坡、泥石流等地质灾害事故。
矿区距离村庄较远,生产时产生的噪音和空气污染对当地居民的生产、生活影响不大。
在开采过程中应重视环境地质的影响,重视安全生产,以避免事故的发生。
因此矿区环境地质条件属简单类型。
综上所述,本矿床开采技术条件类型为简单(Ⅰ类)。
2.5矿产资源/储量
1)资源量估算方法
矿区采用水平分层断面法进行资源量估算。
2)资源量估算参数的确定
(1)面积(S):
在电脑上直接测定,m2;
(2)体积(V):
V=(S1+S2+
)H/3(H-开采台阶高度),m3;
3)资源量估算结果
经估算该石场保有资源储量(122b)47464.5kt,剥采比为0.07:
1
3采矿
3.1开采范围和开采方式
德庆县罗洪石矿场经肇庆市国土资源局划定了开采范围,并颁发了采矿许可证,证号C441200*********0012051。
采矿许可证允许开采面积0.53km2,允许采高+214~+25m。
矿区范围拐点坐标见表3-1。
矿区范围拐点坐标表
点号
北京54坐标
X
Y
A
2557405.84
37609336.13
B
2557010.84
37609636.13
C
2557500.84
37610236.13
D
2557460.84
37610556.13
E
2557770.84
37610556.13
F
2557770.84
37610216.13
G
2557780.84
37609856.13
H
2557180.84
37609386.13
I
2557070.84
37609816.1
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