晋宁磷矿露天设计

1、5矿床开采5.1开采范围及开采对象本次设计开采范围为云南省国土资源厅批复的扩大矿区范围矿 区面积1.56平方千米，开采标高24501970m。矿区范围由15个拐 点圈定，矿区范围拐点坐标详见表5-1。表51矿区范围拐点坐标表拐点编号坐标XY矿12724040.0034571330.00矿22722010.0034572000.00矿32718980.0034573420.00矿42718980.0034572780.00矿52721030.0034572360.00矿62721670.0034571590.00矿72721780.0034571722.00矿82721760.003457197

2、8.00矿92721975.0034571834.00矿102722460.0034571642.00矿112722718.0034571490.00矿122723174.0034571322.00矿132723410.0034571253.00矿142723483.0034571036.00矿322723587.0034571013.00开采标高2450-1970m开采面积1.56Km2根据省厅批复的矿区范围，X坐标241900-2420000的矿体（南 段矿体）在矿区范围内，（北段矿体）在矿区范围外，因此，本次设 计开采对象为经资源储量核实并登记备案的南段II、III级品磷矿石。5.1开采

3、技术条件晋宁磷矿区地处云南滇中高原腹地，位于滇池南岸汇水盆地区域 地带，属乌蒙山山脉云岭山系。矿区属III矿段西矿带，处于矿区内大 河及柴河之间的南北向分水岭地带，属中等切割低中山侵蚀地貌景观 区。山势总体上南高北低，最高点为南部老鹰窝山，海拔2373米，矿区海拨20002300米，与东西两侧河床相对高差300350米。矿区矿层埋藏于分水岭地带，位于当地最低侵蚀基准面以上，不 受地表水体及区域含水层充水影响。对矿层有充水影响的顶板含水带 （下带）仅受分水岭顶部大气降水补给，富水程度不强。矿区露天采坑的主要排水问题是落入采坑的大气降水。矿区供水 条件较好，矿山生产生活用水可就近解决，有充分保障。

4、矿区水文地 质条件属简单类型。矿区地形地貌条件简单，断裂构造及岩层节理裂隙较发育，岩 石中等风化，局部发育溶蚀溶洞，属以坚硬、半坚硬地质岩组为主的 层状碎裂结构矿床。矿区工程地质条件属中等偏复杂类型。本区位于小江强震活动带西812km。主要受邻近小江带影响， 本区地震烈度为八度。矿区地下水及泉水无有害元素含量不高，符合生活用水水质标 准。区内地质体中有害元素含量一般不高，对人体无大的影响，采矿 对环境的影响，主要来自采矿产生的粉尘、废石、渣土、废水等的排 放及其对环境、水质的污染和占用耕地等。露天采场对矿区地形有较 大改变，加之由采矿作业造成对岩体结构的改变，如遇突发自然事件 （如连续强降雨、

5、地震等），就可能发生地质灾害，应做好矿山环境 地质监测，及时采取必要措施，以防地质灾害事件发生。综上所述，本区地质环境质量属中等类型。南段矿层全长约1900余米，矿层沿F1_1W侧分布，其南延已超越 矿区。矿区内矿体长约940m，由3个地表工程和3个采场控制，矿 体走向北西，倾向北东，倾角2030。富矿连续稳定，铅直厚3 14m，平均9.69m，沿走向倾向无显著变化。贫矿层铅直厚9.8010.6m,平均厚10.07m,稳定性较富矿差，富矿、贫矿厚度互为消长。矿山目前露天采深已达20-50m,矿体上、下边坡未留平台，根 据现场观测，边坡稳定5.2开采方式选择由于矿体露头及浅部已采用露天开采方式采

6、出，目前，矿山对露 天开采工艺技术较为熟练，露天开采装备较为齐全，矿体埋藏不深， 矿体最低赋存标高距目前露天开采的最底台阶垂距离不大，根据划定 矿区范围内地形地貌条件，开采技术条件、矿体的赋存特征、矿山现 状合矿体等分析，本次设计拟定对本次开采矿体采用露天开采方式。5.3露天开采5.3.1露天采场最终边帮构成要素的确定矿层顶板为梅树村组第四段（尸）白云岩夹燧石条带，与矿层 呈连续过渡关系。矿层顶底板岩性简单，成份单一。矿层底板为梅树 村组第一段之泥质白云岩夹燧石层（尸），矿层边界用化验成果圈 定，不少工程见矿直接底板为梅树村组第一段下部地层，岩性为黑色 含磷粉砂白云质泥质岩、泥质白云岩及粉砂泥

7、质岩，与矿层无明显界 线。区内矿层及围岩均为坚硬、半坚硬岩组。平均极限抗压强度 1191.15kg/cm2（干），919.49kg/cm2 （湿），平均凝聚力 157.4kg/cm2O矿山目前露天采深已达20-50m，矿体上、下边坡未留平台，根 据现场观测，边坡稳定。因缺乏边坡参数实验研究数据，本次开发方案只能根据开采地段 矿岩的物理力学性质及矿岩的结构、构造等特点，结合现场边坡的稳 定情况，并参照矿区周边昆阳磷矿等同类矿山的实际经验，以及工人的熟练程度和矿山现状的露天边坡稳定情况，设计确定的最终边坡参 数如下：台阶高度终了台阶坡面角安全平台宽度清扫平台露天采场最小底部宽度5.3.2露天境界的

8、确定10m650 （上部局部台阶45。）4m6m20m露天境界的确定应满足如下原则：1）露天开采境界圈定原则。境界剥采比小于经济合理剥采比（经济合理剥采比为11t/t、 5ms/t）。（2）在合理边坡控制参数、剥采比及安全范围内，尽可能扩大露 天开采境界以便多采出矿石，充分发挥露天开采的优越性。（3）露天开采最终边帮在矿界范围内。2）露天经济合理剥采比的计算：由于本矿使用露天与地下开采，应以露天开采成本不高于地下开 采成本确定经济合理剥采比，并以境界剥采比不大于经济合理剥采比 确定露天开采境界。c - aN =Jb式中：NJ-经济合理剥采比，m3/m3；c-为地下开采矿石直接成本，62元/t；

9、a-为露天开采采矿直接成本，7元/t；b-为露天开采每吨废石剥离费用，5元/t。Nj=（62-7）/5=11t/t=5m/t由以上计算可知，经济合理剥采比为5m3/t。根据上述确定的露天边坡参数及设计原则，设计露天采场圈定结果见表5 1。5.3.3矿山工作制度、生产能力和服务年限矿山工作制度采剥作业采用间断工作制，年工作300天，每天工作2班，每班 8小时。生产能力及其验证根据开采范围内矿体的分布情况、资源储量规模、开采技术条件， 矿山建设规模为年产15万t/a磷矿石。采用露天开采方式进行开采， 开拓运输采用公路一汽车运输开拓方式。从可布工作面数目分析，技改结束后矿区露天采场工作面数 目可达2

10、-3个，基本可满足矿山年采剥总量要求。表5-1露天开采境界主要指标表序号项目单位数值1露天采场上口尺寸mXm1150X4402露天采场下口尺寸mXm260X203露天采场最高台阶 标高m24204露天采场底部标高m20905露天采场最大采深m3326露天境界内可采矿 量万t68.7127可采矿石品位%25.548损失率、%39废石混入率%310境界内采剥总量万m3183.0711采出矿石量万t68.71212万m327.4913采出矿石品位%24.77141516剥离岩石量万m3155.58平均剥采比m3 / m36.28最终边坡角上盘44 12， 13下盘矿体倾角端帮40 50 55矿山为山

11、坡+凹陷露天开采，使用17t矿用自卸汽车运输矿岩。因矿体为缓倾斜矿体，根据工作帮水平最大推进速度确定露天采场可 能达到的生产能力为：A = V m Lmy n /（1-e）式中：A一露天矿可能达到的生产能力，万t/a七一工作帮水平推进速度m/am矿体垂直厚度m （矿体II、III品级平均厚度）Lm采场内矿体长度，m （根据境界内矿体底板等高线取平均数）Y 一矿石体重，t/msn 一矿石回米率，%e废石混入率，%。根据以上公式：露天采场生产能力为A =20X9.69X480X2.5X0.97/ （1-0.03）=23.256 万 t/a验证结果表明：由于本区矿体的赋存条件简单，开采工艺简单， 矿

12、山生产规模确定为15万t/a是可行的。3）露天出矿进度计划及服务年限露天矿山设计规模为15万t/a，该规模为小型化工矿山，据采 剥进度计划编制结果，露天矿山技改工程结束后第1年达到设计能力 15万t/a，露天生产服务年限5年，其中达产年限4年，露天服务年 限及采剥进度计划见（表5-5）。5.3.4矿山开拓运输露天采场为山坡+凹陷露天采场，封闭圈标高2140m,设计最低开 采标高2090m,凹陷露天采深50m，结合矿区地形条件及矿山工作线 长度，由于作业台阶多、设备移动频繁、矿山年采剥总量大等特点， 设计选用KQD-80型潜孔钻机穿孔，2m3液压铲铲装，17t汽车运输矿 岩；山坡露天采用场外折返

13、公路汽车开拓运输，凹陷露天采用场内折 反式公路汽车开拓运输。场内公路采用8%的纵坡，公路采用泥结碎 石路面，宽度9m。矿石经汽车外运销售或直接销售，废石用汽车运 彳主废石场排放。5.3.5采剥工艺1）采剥方法的确定根据矿体赋存条件、矿岩物理力学性质、地形条件、矿山投资、 产量规模，设计推荐露天采剥工艺为国内广泛使用的独立式间断采剥 工艺。根据划定矿区范围内地形地貌特征、矿体赋存特点、选定的开拓 运输方式等因素，山坡露天采用沿矿体走向方向布置工作面，由南向 北推进的纵向单向推进的采剥方法，凹陷露天部分采用由南向北推进 的纵向双向推进的采剥方法，开采顺序由上彳主下分台阶开采，台阶高 度 10m。采

14、剥工作面构成要素如下： TOC o 1-5 h z 台阶高度10m工作台阶坡面角60-650最小工作平台宽度30m最小工作线长度80m2）剥离工程穿f爆破剥离时，矿山采用KQD-80钻凿中深孔爆破，对局部坚硬矿岩采用浅孔设备穿孔爆破。采场爆破采用2#岩石铵油炸药，非电导爆系 统起爆。爆破作业参数见表5-2。表5-2剥离常规爆破作业参数计算表序号项目单位数量1炮孔直径mm802炮孔倾角703炮孔深度m124最小抵抗线m45填塞深度m5-66炮孔间距m47炮孔排距m48每孔装药量kg孔409单位炸药消耗量kg/t0.153）采矿作业穿孔爆破根据矿山矿体赋存情况，采矿时，可分为小梯段进行回采，台阶高

15、度5山，矿山采用KQD-80钻凿中深孔爆破，清理根底时，采用KQ80 型钻机，局部坚硬矿岩采用浅孔设备穿孔爆破。采场爆破采用2#岩 石铵油炸药，非电导爆系统起爆。爆破作业参数见表5-3。4）采矿损失与贫化（1）引起磷矿石开采损失与贫化的原因：磷矿体的底板不很平整，这是磷矿开采造成损失与贫化的主要 原因；矿石三角体清理不及时造成矿石损失。不同品级的矿石合采。表5-3采矿作业常规爆破作业参数计算表序号项目单位数量1炮孔直径mm802炮孔倾角703炮孔深度m64最小抵抗线m45填塞深度m2-36炮孔间距m47炮孔排距m48每孔装药量kg孔209单位炸药消耗量kg/t0.2（2）.减少磷矿石开采损失与

16、贫化的措施.加强生产探矿，做好编录、取样和分析工作，降低顶底板接触面上的损失与贫化；及时清理矿体顶底板，加强回收边矿、残矿的工作，辅以人工 回收磷矿石。通过采取以上措施，并类比国内矿山的损失率与贫化率指标，设 计推荐的开采贫损指标为：开采损失率：3%；贫化率：3%。为了较好地实现开采过程中的贫、损指标控制，建议加强生产探 矿的指导、降低顶底板接触面上的损失与贫化、及时清理矿体顶底板， 不同品级的矿石进行分采，加强回收边矿、残矿的工作，辅以人工回 收磷矿石和穿爆、采剥方法的科学管理。5）露天采场爆破警戒线的确定矿岩风化严重，大部分可直接铲挖，生产前期无需穿孔爆破，但 生产中后期深部局部地段铲挖困

17、难时需要适时组织实施爆破，爆破警戒线的确定依据以下公式进行计算：（1）Rk= Kk Q式中：R 一空气冲击波对建筑物的安全距离，m；kQ一装药量，取300kg；%一系数，取10。经计算，Rk= 173m。叽二25插式中：R一空气冲击波对避炮人员的安全距离，m； kQ一装药量，kg。经计算，Rk= 168m。Rf=20n2WKf式中：R一碎石飞散对人员的安全距离，m；fn一爆破作用指数，取1；W一最小抵抗线，取4m；Kf一安全系数，取1.25。经计算，Rk= 100m。综合以上计算结果可看出，同段最大爆破装药量300Kg时，空气 冲击波对建筑物的安全距离、空气冲击波对避炮人员的安全距离及爆 破飞

18、石对人员的安全距离小于300m ；爆破安全规程(GB6722-2003) 规定：露天土岩爆破飞石最小安全距离不得小于300m，矿山严格控 制同段最大爆破装药量240Kg时，300m的安全距离是安全的。爆破采用定时爆破，让职工有规律地避炮。加强职工和附近 村民安全教育，让职工和附近村民事先知道警戒范围、警戒标志、声 响信号的意义。在爆破警戒线外设置明显标志，爆破前同时发出音响 和视觉信号，使危险区内的人员能清楚地听到和看到;爆破时派专人 负责警戒，严禁任何人员进入爆破警戒线范围以内。剥离时采用小孔径钻机穿孔，多钻孔，少装药的微差爆破， 采矿时根据矿体厚度再采用凿岩爆破方式，当矿体较薄时，可采用浅

19、 孔凿岩爆破，以减少贫化、损失。靠帮时采用预裂爆破，以减小爆破地震波对边坡的影响。严格按照爆破安全规程规定及以上措施实施爆破作业完全能 保证该露天矿爆破安全。（3）采取掩护爆破等措施。由于在露天爆破警戒范围内有生活区及建筑物，建议矿山技改施 工前进行搬迁，确保矿山安全生产。（3）采矿装备水平按矿山年采剥量要求，露天采场采用的装备水平如下：穿孔采用 KQD-80型潜孔钻机并配浅孔钻机辅助凿岩，铲装采用2m3液压铲（效 率为30万m3/a），另配T-220型推土机完成表土剥离、机械裂矿、 场地平整、集堆及临时道路修整等辅助作业，配前装机完成矿体三角 带的清理、装载及场地平整、辅助装载等作业。露天采

20、场主要设备配 置见表54。表5-4露天开采主要设备表序号设备名称单位使用备用备用人！ 合计备注1多方位潜?钻机 （KQD-8D台222程姒空压机（DVY-97）台2133液!铲(2m)台22417用自卸车辆995推土机 （T22）台226轮式装载机（ZL-50台227沥凿岩L（YTP-2）台228洒水车辆119D80-3排水泵台2135.3.6露天采场防、排水晋宁磷矿区地处云南滇中高原腹地，位于滇池南岸汇水盆地区域 地带，属乌蒙山山脉云岭山系。矿区属III矿段西矿带，处于矿区内大 河及柴河之间的南北向分水岭地带，属中等切割低中山侵蚀地貌景观区。山势总体上南高北低，最高点为南部老鹰窝山，海拔23

21、73米， 矿区海拨20002300米，与东西两侧河床相对高差300350米。矿区矿层埋藏于分水岭地带，位于当地最低侵蚀基准面以上，不 受地表水体及区域含水层充水影响。对矿层有充水影响的顶板含水带 （下带）仅受分水岭顶部大气降水补给，富水程度不强。矿区露天采坑的主要排水问题是落入采坑的大气降水。矿区供水 条件较好，矿山生产生活用水可就近解决，有充分保障。矿区水文地 质条件属简单类型。露天采场为山坡+凹陷露天采场，封闭圈标高2140m,设计最低开 采标高2090m，凹陷露天采深50m，设计考虑在露天采场四周外围适 当地点修建截水沟拦截场外大气降水，防止场外大气降水汇入露天采 场冲刷边坡；山坡露天采

22、场内的大气降水可通过各台阶内的排水沟自 流排出场外，同时在2140m台阶修建永久性排水沟，防止山坡露天采 场内的大气降水汇入凹陷露天采场内增加排水费用，露天采场外南北 向冲沟发育，为矿山排水提供了良好的自然条件。凹陷露天采场汇水面积大，最低开采标高2090m高于当地最低侵 蚀基准面标高，凹陷露天采场内的大气降水、涌水采用移动排水设备 扬送至2140m标高排水沟自流排出场外，矿山开采过程中需注意水文 地质资料的收集和积累，为矿山生产和后期排水设备的选择提供依 据。本方案初步设计采用D80-3X型抽水泵将水排出坑外，为确保露 天开采的安全，在采场边界外或者采场边界外的公路内侧设置截洪 沟，以防止降

23、雨水流入露天坑内，当地表对进入露天采场内时，设置截水沟，把水排出采场。5.3.7露天开采基建工程量露天矿山基建工程量22.384万m3，基建副产矿石量3.45万t。基建工期6月。5.4矿山综合出矿计划5.4.1综合出矿进度计划编制原则1）矿山露天开采生产能力15万t/a。2）矿产资源可采系数：333类0.6。3）矿山开采回收率：97%。4）矿山开采矿石贫化率：3%。5）围岩不计品位。6）优先开采地质工作控制程度高、开采技术条件好、技改工程 量少的地段，以减少企业建设投资。7）在满足采剥工艺基本要求及开拓、备采矿量的前提下，尽可 能压缩技改剥离工程量。8）认真研究矿体赋存特点，优化开采顺序，均衡地安排好生产 剥采比，以改善企业初期的经济效益。10）在确保安全生产的同时，尽量延长达产年限。5.4.2综合出矿进度计划矿山生产服务年限5年，其中达产年限4年，矿山逐年出矿进 度计划见表5-5。5.5矿山远景矿山内、外部建设条件较好，方案设计范围为本次扩大划定矿区范围，受矿体赋存条件、地质勘查程度等因素的限制，设计露天开采境界深部、外围尚有部分磷矿未能圈入露天开采境界内，今后应注意 结合矿区生产实际及市场情况适时研究境界外磷矿资源的开采达到