露天铝土矿开采方案设计报告

1、露天铝土矿开采方案设计报告 概 述 矿山位置、隶属关系和企业性质1.1.1矿山位置矿区属修文县管辖，位于雾布冲水库上游北东面约400m。贵烟公路从其南面经过，有简易公路直到矿山。距贵烟公路约1.5公里交通、电力方便。地理坐标：东经105°2737105°2743，北纬26°143526°1442（见下图）。1.1.2隶属关系及企业性质xxxx 集团 xxxx铝土矿矿山企业性质为有限责任公司，采矿权人 xxxx 集团 xxxx 矿山，行政隶属 xx 镇所辖。 矿区范围、矿产资源概况1.2.1矿区范围铝土矿矿山开采范围由贵州省国土局实地踏勘划定，划定如下开采

2、范围（见矿界拐点坐标表）： 矿界拐点坐标表 拐点 X Y 拐点 X Y A F 2903797 35546138 B G 2903865 35546126 C H 2903987 35546162 D I 2904100 35546147 E矿山开采面积0.0358km2，开采标高为1500m1380m1.2.2矿产资源概况 ，根据 xxxx 省 xxxx 二九年三月提交的2008年4月提交的xxxx 集团 xxxx（铝土矿矿山）勘查地质报告105408.28 m3 1.3 矿山现状1.3.1矿山开发现状xxxx 集团 xxxx铝土矿矿山于1981年开始开采，2007年4月续办新的采矿许可证证

3、号：5202030740007，有效采矿期2年，采矿规模 lO 万吨年。经过多年的开采，矿山采场已形成长约170m，宽70-100m，高570m不等的不规则空间。 砂石厂形成的采空区矿区公路已通至开采区，供电系统已基本形成，电源来自供电所供电经变压器增强后供矿山使用。 主要生产设备：360型挖掘机5台。成工30型装载机一台，基本满足目前的生产能力要求。 产品型号：贵州铝厂用电解铝原料。目前生产能力10万吨左右铝土矿矿石。 经过多年勘查，本矿质量稳定，赋存较浅。开采较为简单方便，开采技术较为成熟。水、电、路三通。交通方便，矿山经济效益良好。1.3.2矿山开采特点1、该铝土矿矿山采矿层呈中厚层状产

4、出，全区厚度稳定，矿山位于当地最低侵蚀基准面之上，有地表径流及长年地表水体，主要补给水源为大气降水，开采体态为一小山，为山坡露天矿。铝土矿矿山采用露天台阶式开采，由上至下，水平分层逐级采掘。2、该铝土矿矿体顺山坡地形产出，因而露采剥离量很小。工程地质条件、水文地质条件和环境地质条件均属简单类型，开采工艺较简单；矿石结构简单，矿石质量好，采矿成本较低。1.3.3有关建议1、由于采用机械开挖，必须配专业技术人员，并持证上岗。2、施工时必须组织人员现场警戒，佩戴安全帽及其他防护用具，并在有陡坡的地方安装防护栏，防止山石下滚。4、采掘边坡的岩体有节理发育，应密切注意岩体的崩塌、危岩掉块和岩体顺层滑坡等

5、不良地质灾害的发生。5、一定要健全安全管理制度并落实到责任人。6 、一定要配齐矿山粉尘个体防护装备。 设计依据 设计目的受 xxxx 集团 xxxx 的委托而编制该矿1380m1420m 水平的开采方案设计，为矿山安全生产提供设计依据。 设计依据1 xxxx 省 xxxx 提供的xxxx 集团 xxxx（铝土矿矿山）勘查地质报告；2 2009年3月16日设计人员现场勘查资料；3 金属非金属矿山安全规程（GB164232006）；4 中华人民共和国矿产资源法修正；5 采矿许可证 ） （xxxx 集团 xxxx（铝土矿矿山）；6 中华人民共和国矿山安全法1993.5.1；7 中华人民共和国劳动法（

6、1995.1.1）；8 中华人民共和国安全生产法（2002.6.29）；9 危险化学品安全管理条例（国务院第344号，2002.3.15）；10 矿产资源开采登记管理办法国务院令第241号，1998.2.12；11 非煤矿山企业安全生产许可证实施办法（国家安监局令第9号）；12 建筑设计防火规范（GBJ16-2002）；13 建筑物防雷设计规范（GB50057-2002）；14 矿山电力装置设计规范（GB 50070-94）；15 工业企业设计卫生标准（GBZ1-2002）；16 中华人民共和国环境保护法；17 中华人民共和国矿山安全条例。 矿区地质概况该矿山位于 xxxx 向斜北东翼，地层倾

7、向南东，倾角28°32°，为单斜构造。有一北东向断层从矿区的南东面通过，断层倾角67°，为正断层。地表延长约4000m，断层北西盘下盘岩层倾向南西220°，倾角2832°，出露 T1yn1地层；断层南东盘（上盘）岩层倾向南西235°，倾角2731°，出露 T1yn3地层。断层在该矿山范围内出露破碎带宽度上部约5m，下部约15m，且有溶洞发育，场地内裂隙发育，偶见缝合线发育。第四系覆盖很薄，出露地层为三叠系下统永宁镇组第一段（T1yn1）和第三段（T1yn3）中至厚层状灰岩。2.3.1矿区地质及构造特征1 地层矿区出露地层为三

8、叠系下统永宁镇组第一段（T1yn1）和第三段（T1yn3）石灰岩及第四系（Q）覆土，现分述如下：三叠系下统永宁镇组第一段（T1yn1）：浅灰至深灰色灰岩及泥质灰岩，岩石致密、坚硬，偶见缝合线发育被方解石脉充填。厚154300m。三叠系下统永宁镇组第三段（T1yn3）：灰、深灰色，中厚层状灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩，岩石致密、坚硬，偶见缝合线发育被方解石脉充填。厚39170m。第四系（Q）：开采范围内第四系覆盖层很薄，为杂色粘土含腐植物及少量碎石块等，一般厚00.50m。构造测区内出露一北东向正断层，无褶曲构造发育，局部见溶蚀裂隙型溶洞，溶沟、溶槽，节理、裂隙发育。断层：在区内有一正断层纵贯全区

9、，呈北东向发育，断层倾角67°，地表延长约4000m。节理：区内见不同方向的小节理发育，呈纵横交叉，一般角度较大，倾角均在5070°左右。2.3.2矿床赋存特征矿层呈中厚层状产出，全区厚度稳定，地层走向南东北西向，断层北西盘下盘岩层倾向南西220°，倾角2832°，断层南东盘（上盘）岩层倾向南西235°，倾角2731°，岩性为灰白色、灰色石灰岩，岩石致密坚硬，质纯、性脆。2.3.3矿石质量特征根据对该铝土矿矿石的化验结果，该层矿石为极好的铝土矿石。 2.3.4矿床开采技术条件1、工程地质条件矿区地貌以峰丛洼地为主，岩溶发育。矿床由三叠

10、系下统永宁镇组第一段（T1yn1）和第三段（T1yn3）中厚层状石灰岩组成，岩体较为完整，属硬质岩组。现采场可以作为勘查地质工程参考。岩体结构致密，层状构造，稳定性好，力学强度较高。采区内绝大部分基岩裸露，周围地形坡度1530°左右，局部发育大小不等的节理、裂隙及溶沟，形成局部较松散岩体。开采过程中严格按规范及设计要求施工和采取必要的防治措施。综上所述，矿区工程地质类型属简单类型。2、水文地质条件矿山位于当地最低侵蚀基准面之上，有地表径流及长年地表水体，主要补给水源为大气降水，开采体态为一小山，地表水排泄条件良好。综上所述，该矿山水文地质条件简单，对开采无影响。矿区水文地质类型属简单

11、类型。3、环境地质条件矿区属荒地，灌木覆盖面积较小，无经济林，开采中产生的粉尘与噪音污染对人畜均无较大的影响，在开采作业时，应重点考虑防护措施的完善，以确保公路交通和居民、行人及其它设施的安全。根据xxxx 省地震烈度区划图，该区地震烈度为度区，属区域稳定区域。矿区范围内无滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝等现状地质灾害。矿石物质组分主要为碳酸盐岩，化学成分稳定，无放射性及其它有害物质。因此，开采矿床对地下水、地表水引起的污染影响小，对人体危害小。矿床采用露天台阶式开采，矿床开采最终形成一系列边坡，边坡岩性为薄至中厚层状灰岩，属硬质岩类工程地质岩组。只要严格按有关规范和要求进行开采，诱发崩塌

12、的可能性不大。但局部节理发育地段，诱发崩塌的可能性大，对生产安全构成威胁，应予重视。 矿山开采外部协作条件1、有简易公路直通矿山，交通较为便利。2、区内无重要建筑物及大型水体，矿山开采不会对公路、桥梁、水库、电力等设施产生影响。3、矿区工业用电线路已接通，生产及生活用电方便。4、矿山生产用水、生活用水取自农村自来水管网。由此可见，矿山建设的外部协作条件较好。 方案设计指导思想优化各生产系统、规范开采工艺、强化安全、提高工效、注重环保及职业卫生。 开采方案 矿区保有储量与服务年限3.1.1矿区保有储量根据 xxxx 省 xxxx 提供的xxxx 集团 xxxx（铝土矿矿山）勘查地质报告，矿山开采

13、范围内（矿界范围内1420m 水平以上采空区的下方部分及1420m 水平以下的未采动部分）保有资源量（333）为1606349.44吨。3.1.2设计利用储量该矿山开采范围内（矿界范围内1420m 水平以上采空区的下方部分及1420m 水平以下的未采动部分）保有资源量（333）为1606349.44吨。资源量为（333）级别，本设计将上述（333）资源量全参与设计，资源量利用系数取1.0则：矿山设计利用储量为1606349.44吨×1.01606349.44（吨）。3.1.3矿山工作制度年有效工作日按300d 计算，每天二班作业，班作业时间8h，每天净运输时间为10-12h。3.1.

14、4可采储量对于露天开采的砂石矿来说，采矿损失只考虑由于留最终边坡而造成的损失，经估算此部分损失约为设计利用资源量的30，则可采储量设计利用储量×（1-30）160.63×（1-30）112.44万吨3.1.5矿山开采规模1、矿山开采规模的确定确定矿山开采规模的主要条件有三个方面：一是产品有无市场，二是保有的资源量是否满足，三是生产技术条件能否适应。（1）市场条件：随着国民经济的发展，在西部大开发的背景下，对铝土矿的需求量将越来越大，而且铝土矿露天开采工艺简单、成本低，市场前景很好。（2）资源条件矿山可采资源量为112.44万吨，若按每年产量10万吨计，可以生产11年左右。（

15、3）生产技术条件矿体出露于地表之上，几乎无表土覆盖，露采条件较好，可以实行多分段回采作业，完全可以满足10万吨/a 生产能力所需。（4）运输能力采用公路运输开拓、机械装运，完全可以满足10万吨/a 的运输能力。（5）生产设备能力xxxx 集团 xxxx铝土矿山为小型露天矿山，采掘运输设备较简单，可实现半机械化生产，完全可满足10万吨/a 的生产能力。综上所述，xxxx 集团 xxxx铝土矿矿山采石场的矿石生产能力确定为10万吨/a 是较合理的。随着业主资金投入，矿山机械化生产程度的提高，业主可根据市场需求情况适时扩大生产规模。2、生产能力验证露天矿生产能力包括两个指标，即矿石生产能力和矿岩总生

16、产能力。两者通过剥采比联系起来。 AaA（1n）式中：Aa一年矿岩总生产能力；n一生产剥采比，m3/ m3；A一年矿石生产能力。本矿1424m 水平上部矿石已经开采完毕，1424m 以下矿石基本无覆盖物，故剥采比选择0，则年剥采总量为：Aa10（10.0）10.0（万 m3）；按可布置的采剥工作面数目确定可能达到的生产能力； AN×n×Q×qA1×2×200×300120000（t/a）式中：A一露天矿矿石年产量，t/a；N一个采矿阶段可布置的采矿点数目，取1；n一工作班次，取2；Q一采矿点生产能力，吨/班；q一有效年工作日，300天

17、。3、设备能力验算：按挖掘机生产能力确定ANnQ1×1×12.4612.46（万吨/年）式中 A矿山生产能力，万吨/年；N一个台阶可布置的挖掘机台数，N1；n可同时进行采矿的台阶数，n1。Q每台挖掘机的生产能力，矿山设计采用0.5米3挖掘机（柳工生产915C 液压挖掘机），设备台年生产能力（2班作业）计算如下：式中：Q挖掘机台年生产能力，万吨/年。T每班作业小时数，5.5小时。E铲斗容积，0.5米3。Km铲斗装满系数，取0.95。n日工作班数，2班。N年工作日数，300天。矿石体重，2.65吨/米3。矿石体重为2.65吨/m3）挖掘机工作时间利用系数，取0.5。t挖掘机装车

18、一次循环时间，查表，取40s。KS矿石松散系数，取1.5。12.4610即：矿山布置的挖掘机可以满足年10万吨的采剥能力要求。3.1.6矿山服务年限矿山设计生产能力确定为10万 t/a，则矿山服务年限 T可采储量÷年生产能力112.44÷1011（年） 矿床开采3.2.1开采方式的选择xxxx 集团 xxxx（铝土矿矿山）采矿区基岩裸露，无边坡滑移、地面塌陷等不良地质现象存在。开采范围内无地表水体分布，排水通畅。从矿区的地形和矿体赋存实际情况来看，最适宜采用露天开采方式。3.2.2露天开采境界的确定1、圈定露天开采境界的原则本开采方案设计圈定露天开采境界坚持如下原则：保证露

19、天开采出来的矿石有盈利，而境界剥采比不大于经济合理剥采比；充分利用矿产资源，发挥露天开采的优越性；露天开采的帮坡角应等于边坡稳定所允许的角度，以保证采场安全生产；考虑其他特殊因素的影响。2、经济合理剥采比经济合理剥采比应保证露天开采矿石成本地下开采矿石成本。3、露天开采境界的确定xxxx 集团 xxxx（铝土矿矿山）采矿场的实际情况，剥采比很小，几近于零，且所开采的又都在采矿登记开采的范围内，所以本方案设计的露天开采上部境界以开采范围内储量计算范围为限，下部境界以最终边坡角58°作最终边坡线求作下部境界。3.2.3开拓方案露天矿开拓运输方法有多种，其影响开拓方法选择的因素甚多，主要的

20、有自然地质条件、生产技术条件、经济条件因素等。选择开拓方法的主要遵循以下几点原则：（1）要求矿山基建的时间短、早投产、早达产；（2）要求生产工艺简单、可靠、技术上先进；（3）基建工程量少，施工方便；（4）基建投资少、尤其是初期投资要少。根据以上原则和自然地形、矿体赋存条件、开采深度等实际情况，通过实地踏勘，该矿可采用溜道和公路两种开拓方式。相比较而言，由于矿区前期开采已建成简易公路，且开采矿石在简易公路标高以下，具有投资少、投产快、见效快等优点，故选择公路运输开拓方式。公路宽度为810m。最大坡度不超过9，最小曲线半径15m。3.2.4开采顺序和推进方式1、开采顺序：对采场表面层经清理、整治及

21、清除危岩等工序后，沿山坡地形等高线，严格按自上而下的顺序逐级布置工作台阶。即1410m 标高为第一台阶，逐级向下部推进，1380m 标高为最终开采台阶。2、推进方向：根据矿区地形地质条件，台阶推进方向为由南向北推进。开采过程中，应遵循以下原则：1、必须将矿体划分成水平台阶，从上至下进行开采（或剥离），不允许在上阶段未剥离开采情况下就开采下部矿层；2、开采过程中覆盖矿石的少量废渣土运至指定堆场，以备开采结束时复土造林、造田、恢复植被用（或用来平整矿山公路或工业场地）。3.2.5工作台阶、分层要素台阶高度主要取决于矿岩性质和装运设备规格，根据我国设计和生产的中小型露天矿的阶段高度一般为510m 的

22、情况和露天矿山安全规程的相关要求，本方案设计中的阶段高度取10m。根据该矿矿石结构、物理性质情况该矿工作台阶坡面角取65°。工作平台宽度 B 应满足以下要求：B爆堆宽度运输设备宽度安全距离由于本方案采用自上而下逐级单一台阶布置，其台阶宽度 B 为不定值，但应满足生产和安全要求，一般其宽度应不小于35m。分层开采台阶坡面角取65°，分层垂高5.0m，斜长5.50m，基本满足浅孔落矿的要求。3.2.6开采加工工艺、主要设备选型1、开采加工工艺A、修建施工道路；B、分批次剥离矿层盖山；C、；挖掘机装车，自卸式汽车运输至矿石堆场D、利用停采停运的间隙时间对大块矿石进行二次破碎；E、

23、开采过程中的少量岩土用来平整矿山公路和工业场地。开采加工工艺详见下面流程图：2、矿山主要生产设备选型1）开采设备开采设备采用 挖掘机。 2）供风设备设计选用 VF-6/7型电动空压机供风，供气量6m3/min，电机功率37kw。3）装矿设备矿山日生产量不大采剥平台内设计采用柳工915C 液压挖掘机装矿。4）运输设备：采用5t 自卸式汽车进行运输。 3.2.7采场最终边坡要素边坡工程是露天矿山最重要的安全性工程。露天矿边坡一般受以下几个因素影响：工程地质条件、水文地质条件、边坡岩体特征以及工程环境、作业方式等。结合本矿的具体情况，采场最终边坡要素确定如下：1、清扫平台清扫平台：最终边坡每隔23个

24、阶段设一个清扫平台。清扫平台宽度 B边沟宽度清扫设备宽度安全距离。如是人?迳珺2m 即可。若是机械清扫，B 应大于3.54m。2、最终边坡角露天采场最终边坡角是采场最下一个阶段的坡底线和最上一个阶段的坡顶线构成的假想平面与水平面的夹角。最终边坡角应该根据边帮的岩石性质、地质构造和水文地质条件，并考虑安全稳定因素及布置运输系统的要求来确定。为了减少矿石损失量，在保证生产需要和安全的前提下，最终边帮角尽可能大些。本矿最终边坡角设计为58°。 主要设备、设施及布置 矿山主要设备矿山主要设备见下表：矿山主要设备表 表4-1 名 称 型 号 单 位 数 量 备 注变压器 DBW-50 台 1空

25、压机 VF-6/7 台 1 37kw挖掘机 915C 台 1 柳工生产凿岩机 YT-24 台 3 一备二用载重汽车（7吨） 辆 2 自卸式 4.2 矿山主要设施及布置4.2.1主要建筑及设施（1）办公室、机修间（机修、电修）、器材库、工人宿舍等；（2）供电、压风系统建筑及设施，包括变配电室、输电线、空压机房。（3）地面运输系统（包括汽车调车场地、矿石转运场地等）。（4）考虑本矿排土量很少，不专设排土场，少量废土用来平整矿山公路或工业场地。（5）矿山供水：矿山可引附近农村自来水管网进矿区，以供生活和露天采场生产用水。6 矿山排水：采剥工作平台上要开挖排水沟，排水沟的大小可视实际情况而定，水沟一般不应小于0.12的横断面（0.4m×0.3m）；工人宿舍及办公室边坡较高一侧，应设置断面不小于0.3m×0.3m 的排水沟。4.2.2布置原则（