永顺县某采石场开采设计方案

永顺县XX采石场开采设计方案湖南省XX工程勘察院二○一○年十月永顺县XX采石场开采设计方案设计规模：5万t/a项目负责：李清忠设计编写：肖光明田清男审查：杨异文总工程师：余沛然院长：陈振刚湖南省XX工程勘察院二O一O年十月目录TOC\o"1-5"\h\z\u第一篇矿区概况 1第一章前言 1第二章矿区概况 1第三章矿区地质特征 2第一节地层及构造 2第二节矿体特征及矿石质量 3第四章资源储量 3第一节批准的开采范围 3第二节批准的资源储量 4第三节设计利用的资源储量 4第二篇开采设计方案 5第一章设计依据和原则 5第一节设计的主要依据 5第二节开采方案的设计原则 5第二章开采技术条件 5第一节水文地质条件 5第二节工程地质条件 6第三节环境地质 6第三章产品方案、设计能力、服务年限、工作制度 7第一节开采对象和产品方案 7第二节工作制度、设计生产能力及服务年限 7第四章矿床开拓与开采 8第一节开采境界与剥采比的确定 8第二节采场结构要素 8第三节矿床开采方式 8第四节矿床开采顺序 9第五节矿床开拓与运输 9第六节采矿工艺 9第七节露天矿采剥程序 10第五章矿山设备、运输、破碎、机电设备及其他 12第一节矿山设备 12第二节矿山土建 12第六章绿化复垦 12第三篇矿山安全篇 13第一章矿山爆破安全 13第一节爆破作业的基本安全规定 13第二节炸药、火雷管、导火索基本安全规定 13第三节盲炮的处理 15第二章矿山边坡事故预防 16第三章用电安全措施 17第四章防尘 17第五章其他安全措施 17附图1永顺县XX采石场地形地质及总平面布置图1:50002永顺县XX采石场露采最终境界图1:50003永顺县XX采石场1-1′线开拓系统剖面图1：20004永顺县XX采石场2-2′线开拓系统剖面图1：2000附件湖南省XX工程勘察院工程设计证书，证书编号:A243005039第一篇矿区概况第一章前言肖丽取得永顺县XX采石场采矿许可证（证号：C4331272010077120070908），批准的矿区范围见表1。为取得安全生产许可证，委托我院编制了本矿山《开采设计方案》。永顺县XX采石场拐点坐标表表1拐点号1980西安坐标系XY13217950.0037397000.0023217680.0037396890.0033217640.0037396750.0043218010.0037396880.00开采标高：+440~+400面积：0.0428km2第二章矿区概况永顺县XX采石场位于永顺县颗砂乡白龙村境内克树坡一带，距永顺县颗砂镇约4km，矿区在省道S230旁，距省道约150m，有简易公路与其相连，交通较为方便，见交通位置图（插图1）。本区以溶蚀为主的低山丘陵地形，最高海拔标高485.5m，最低海拔标高321.6m，相对高差163.9m，斜坡坡角约10～30°。该区属亚热带季风温暖潮湿气候。春暖多雨，夏季干热，秋高气爽，冬季寒冷，四季分明。多年平均降雨量为1358.9mm，年最大降雨量2092.5㎜，年平均降雨天数154.7天，最多177天，日最大降雨量379.1㎜(2003年7月8日)。多年平均蒸发量1281.7㎜。年平均气温16.8℃，

极端最高气温40.7℃，极端最低达-13.7℃，炎热寒冷季节较短，春秋温暖季节时间较长。第三章矿区地质特征第一节地层及构造一、地层区内出露地层主要为第四系（Q）、奥陶系（O）及志留系（S），自上而下分述如下：1、第四系（Q）区内第四系粘土层主要为残坡积层，主要为含砾粘土层。主要分布于山麓和山坡一带。厚0～0.5m，局部可达1m以上。2、奥陶系（O）主要为奥陶系上统宝塔组（O3b），分布于矿区一带及其周围。岩性主要为灰～灰黑色灰岩，中厚～厚层状构造。上部为灰黑色中厚层～厚层状瘤状灰岩，粉晶～亮晶胶结，岩石中含头足类古生物化石。为矿区开采底层。3、志留系（S）：岩性为一套碎屑岩层，为粉砂质页岩。为开采矿层的顶板，本矿区主要出露在矿区外围。二、构造矿区位于扬子准地台与雪峰地轴过渡地带，具体位于区域性花垣～张家界～慈利深大断裂北西侧。本矿区构造较为简单，主要为单斜构造，矿区内未见大的断裂。岩层总体倾向295°，倾角15°左右。节理：区内节理发育中等，主要有215°∠35°、227°∠47°和295°∠115°三组节理，长一般几十厘米至数十米，宽则几毫米至几十毫米不等，其中以前面两组节理较发育，密度2～3m一条，延伸长2～10m不等，多为剪节理，一般被方解石细脉充填，对未来矿山开采有一定影响。区内无岩浆岩分布。第二节矿体特征及矿石质量一、矿体特征本区矿体由奥陶系上统宝塔组灰岩构成，系沉积型沉积矿床。矿体由灰岩组成。矿体裸露，地表覆盖较少，易于剥离。矿体产状与地层产状一致，地表有少量第四系粘土覆盖，厚0～0.5m。矿体沿走向延伸和倾向延深稳定。二、矿石质量矿石具亮晶砂屑结构，块状构造，矿石化学成分主要为CaO、MgO、CO2等。矿物成分主要是方解石及少量泥质物等，莫氏硬度3～4，密度2.5～2.8g/cm3。矿石可作普通建筑砂石、修筑公路需砂石等。三、矿体围岩和夹石矿区出露的灰岩为本区开采对象，出露地层均为奥陶系上统宝塔组灰岩，区内矿体地表覆盖的第四系粘土层可视为围岩。区内大部分矿体裸露在外，仅有少量第四系粘土层盖于其上，粘土层主要为残坡积土及少量腐植土，厚0～0.5m之间。四、加工技术性能本区灰岩矿主要为亮晶方解石集合体组成，块状构造，易加工成碎石和粉砂，经筛分可直接用于道路铺垫和普通民房预制件，一般只需进行简单选矿，不需采用复杂的选矿工艺进行提纯，加工技术性能好。第四章资源储量第一节批准的开采范围根据采矿许可证，永顺县XX采石场开采范围见表1，面积0.0428km2。第二节批准的资源储量经县国土资源管理部门批准的区内灰岩矿333类资源量209.4万吨。第三节设计利用的资源储量本次设计矿区范围内保有资源量（333）为209.4万t，按80%的回收率计算，预可采储量为167.5万t。第二篇开采设计方案第一章设计依据和原则第一节设计的主要依据永顺县颗砂镇XX采石场的开采设计方案的主要依据：1、GB16423—1996《金属非金属露天矿山安全规程》。2、GB6722—2003《爆破安全规程》。3、国家安监总局《小型露天矿山安全生产暂行规定》4、2010年6月慈利县地质矿产开发服务中心提交的《永顺县颗砂镇白龙村克树坡矿区灰岩矿开发利用方案》（本文简称：开发利用方案）。第二节开采方案的设计原则根据国家露天矿山开采的安全要求和市场需求，结合相关部门对矿山开采的相关政策、规定，因地制宜，按照“重安全、少投资、工期短、效益好”的原则进行方案的编制。根据上级有关的文件精神和设计规范及该矿山的具体条件，确定其主要编制原则如下：设计能力：5万t/a开采方法：采剥并举，剥离先行、由上而下，分台阶开采。尽量利用采场及附近现有的各类型建筑、构筑物及部分设施，以减少投资。第二章开采技术条件第一节水文地质条件本区属以溶蚀为主的低山丘陵地形，最高海拔位于东部海拔485.5m，最低海拔位于矿区西部海拔标高为321.6m。区内孔隙水含水层为第四系（Q）残坡积含砾粘土，松散，地表渗入后进入下部基岩风化裂隙中呈裂隙泉水汇入洼地中。奥陶系上统宝塔组灰岩层，为含中等岩溶裂隙水层，往往有泉水出露，流量一般为0.05L/S。本区所开采的灰岩矿均分布于当地相对侵蚀基准面以上。加上矿床开采为山坡露采，405m高程以上自然排水条件好，由于矿区准采最低高程为400m，因此400～405m高程应在矿区外加开排水沟。综上所述，矿山水文地质条件简单类型。第二节工程地质条件本区出露岩性主要灰矿。地表覆盖厚0～0.5m之间的残坡积层。灰岩矿组成区内矿体，其产状与地层一致，倾向280～300°，倾角6～8°，属缓倾斜矿体。灰岩矿属坚硬岩类，节理裂隙较发育，受岩溶裂隙发育的影响，其稳固性相对减弱，存在的主要工程地质问题为岩石崩塌、滑坡等。综上所述，矿区工程地质条件属中等类型。第三节环境地质地震动峰值加速度为＜0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，根据峰值加速度对比，该区地震基本烈度小于VI度。矿区内及周边300m以内无居民区。矿山为溶蚀为主的低山地貌，经野外调查现阶段，采石场及周边目前未见滑坡、崩塌、泥石流地质灾害及隐患，未见因采矿造成地面开裂、地面塌陷现象，地面和斜坡基本稳定。采石场及周边未来遭受滑坡、崩塌、泥石流地质灾害的可能性小。矿石与剥离物含有害物质极低，所排出地下水危害性小。环境地质灾害易发性、突发性地质灾害危害性小。土地资源及土石环境：采石场人类工程活动仅有采石场开采，对地质环境影响主要表现在采石场采坑及废土堆占用少量土地，但其范围有限，因此人类工程活动对土石环境影响较轻。综上所述，环境地质条件属简单～中等类型。有关环境地质问题详见办证所提交的《开发利用方案》。第三章产品方案、设计能力、服务年限、工作制度第一节开采对象和产品方案开采对象：灰岩矿产品方案：块石、碎石、细砂和粉砂。第二节工作制度、设计生产能力及服务年限工作制度：年工作300天，每天二班（中、晚班），每班工作8小时。设计生产能力：每天出矿166.7吨，年生产矿石能力为5万吨。服务年限：根据矿山目前资源量规模，本方案设计矿山建设规模为年产矿石5万t，设计总回采率80%，设计服务年限为33.5a。T=QK/A式中：Q为矿石资源量；K为矿石总回采率；A为矿石年产量；则：T=209.4×80%/5=33.5（a）根据计算矿山按照5万t/年的生产能力可正常生产33.5a。第四章矿床开拓与开采第一节开采境界与剥采比的确定一、开采境界矿山平面范围为采矿证所圈定拐点坐标的范围，长约300米，宽约150米，厚约40m，以+400米为最低开采标高，开采对象为灰岩矿，开采标高为+440～+400米标高。二、剥采比本区为山坡露天矿，灰岩矿基本裸露于地表，根据开发利用方案剥采比为0.018,低于0.5：1（m3/m3）,适宜露天开采。第二节采场结构要素根据矿床地质特点，矿区开采方式确定为水平分台阶露采，推荐采用公路开拓，采场挖机+汽车运输。开采分台阶从上到下逐台推进，每个台阶间垂高为5米，全矿区共计分为8个台阶，即+435台阶、430台阶、+425台阶、+420台阶、+415台阶、+410台阶、405台阶、+400台阶。采场最后开采的台阶海拔标高为400m，采场上部境界宽120m，底部境界最窄处60m，工作边坡角70°，粘土层小于45°，最终边坡角小于60°，最终采深40m。第三节矿床开采方式该矿为山坡露天矿，确定开采方式为露天开采，从上往下按不同的水平划分不同的台阶。首先布置最上部平台剥离线，对上部风化覆盖层及植被进行清理，作为第一台阶，其后每5m高差作为一个台阶开采，共分8个台阶。各参数如下：台阶垂高5m，安全平台宽10m，台阶坡角70°。第四节矿床开采顺序矿床开采顺序：区内只有一个矿体，按照从上到下，逐台阶开采。矿区开采顺序总体为由上而下，即首采+435台阶，依次为430台阶、+425台阶、+420台阶、+415台阶、+410台阶、405台阶、+400台阶。第五节矿床开拓与运输该矿床为露天开采，采用折返式公路汽车运输开拓方式，剥采工作是从采矿场的最高水平开始的。开拓公路从山下折返式修至设计的采场最上部台阶，再由上至下向每一个台阶开拓支线与公路相连。台阶沟浅沿山坡水平推进，然后由装岩机将表层剥土装入自卸车运入废石场；矿岩爆破后，由装岩机将矿石装入自卸车运入堆矿场。第六节采矿工艺一、穿孔与爆破穿孔工作是露天矿生产工艺的重要环节之一，穿孔速度和炮孔质量对爆破、采装以及破碎等各项作业都有影响。根据矿岩性质和所采用钻机的不同，生产能力和穿孔费用差别很大。本矿山为小型矿山，根据矿山岩矿特点，穿孔方法采用空压机械配风钻方式。爆破方案选用浅孔与深孔延时爆破联合作业，实行松动爆破。浅孔主要用于边角地方的爆破及修整平台；深孔爆破则是出矿的主要手段。相关人员一定要持证上岗。二、采装和运输方式装岩机采装方式主要是采用井下装岩机与小型自卸农用车。我国不少小型露天矿，使用装岩机代替人工装载行之有效，装岩机的作业方式如图2-4-3所示。装车线路垂直工作面布置，两条装车线路之间的距离为4～5m。工作面用人工调车，矿石由装岩机装入图2-4-3三、排土工程露天开采的一个重要特点是必须先剥离矿体上覆表土和风化表层，暴露出矿体，再实施矿石开采。本区剥离物少，其废石堆放场选在采场附近安全方便地段。四、矿山防洪与排水方式由于矿山采用山坡露天开采，最低开采台阶位于400m，本矿区的范围的地表最低开采高程大约在405m，405m以上采场内废水可采用自流方式排出，即沿台阶开挖排水沟将采场内水流排入废水池净化后排出。最终底盘要开到400m，应在矿区外选适当位置开拓排水沟。第七节露天矿采剥程序一、台阶的推进方式简单地讲，露天开采是从地表开始逐层向下进行的，每一水平分层称为一个台阶。一个台阶的开采使其下面的台阶被揭露出来，当揭露面积足够在时，就可开始该台阶的开采（即掘沟）。掘沟为一个新台阶的开采提供了运输通道和初始作业空间，完成掘沟后即可开始侧向推进。随着开采的进行，采场不断向外扩展延伸，直至达到设计的最终境界。刚完成出入沟时，沟内的作业空间非常有限，汽车需在沟口外进行调车，倒入沟内装车(见图2-4-4a);当在沟内采出足够空间时，汽车可直接开到工作面进行调车（见图2-4-4b）；从新水平掘沟开始，到新工作台阶形成预定的生产能力的过程，叫做新水平准备。二、新水平准备方式最终开采境界范围内的地表是山坡，在山坡地带的开采是分台阶逐层向下掘沟以到达下一水平，只需在山坡适当位置拉开初始工作面就可进行新台阶的推进。初始工作面的拉开称之为掘沟。山坡上掘出的“沟”是仅在向山坡的一面有沟壁的单壁沟。如果山坡为较为松散的表土或风化的岩石覆盖层，可直接用推土机在选定的水平推出开采所需的工作平台（见图2-4-5）。如果山坡为硬岩或边坡较陡。则需要先进行穿孔爆破，然后再进行推平。山坡单壁沟也可用单斗挖机掘出（见图2-4-6），单斗挖机将沟内的岩石直接倒在沟外的山坡堆置，待准备下部台阶前再装车运入排土场。三、采场的延深在采场扩延过程中，每一台阶推进到最终边帮时，采场应与上部台阶段之间留有安全平台。公路从采场底部沿山坡折返而上，公路到了最上部后开挖分支线，准备最上部台阶工作线，开始剥离表层覆土及风化岩层，然后准备小型农用车将剥离物运入排土场。装岩机沿工作线进入矿山将爆破矿堆矿石运入溜矿槽，矿石至下部矿场，再由皮带运输机或农用车将矿石运入矿石加工扬。第五章矿山设备、运输、破碎、机电设备及其他目前小型矿山设计参考资料较少，对其所需设备型号难以收集齐全，本设计对矿山机电设备选型仅提供一些参考性的意见。第一节矿山设备一、矿山采掘设备矿山为小型露天矿山，矿山可配备中型挖掘机一台，主要用于对表土层的剥离以及采矿爆破后对松动岩石、矿石的挖掘、矿石的装载。其次配备6m3的空压机一台，配备风钻三台，二台正常使用，一台备用。二、运输设备矿山可不必为矿石运输配备专门运输车辆，矿石外运外销可让社会运输车辆在非爆破时间内进入矿山，减少装卸环节，减少生产成本。第二节矿山土建小型露天矿山除建一小型工棚、材料库和炸药库外，其他能省则省。第六章绿化复垦矿山闭坑，工地恢复和绿化复垦工作是一项十分重要的工作，矿山闭坑时，应及时提出复垦设计，经批准后矿山应积极组织实施。第三篇矿山安全篇第一章矿山爆破安全矿山采用浅～深孔爆破法，2号岩石硝铵炸药装眼，8号火雷管及导火索起爆。第一节爆破作业的基本安全规定①爆破作业必须严格遵守《爆破安全规程》，按审批的爆破说明书进行爆破工作，使用符合国家标准或部颁标准的爆破器材。②凡从事爆破工作的人员，都必须经过培训，考试合格并有合格证上岗，进行爆破器材加工和爆破作业人员严禁穿化纤衣服。③在大雾天，黄昏和夜晚，禁止进行爆破，遇雷雨时应停止爆破作业，并迅速撤离危险区。④当爆破作业地点有边坡滑落危险、有涌水或炮眼温度异常，危及设备或建筑物安全而无有效防护措施等情况时，禁止进行爆破作业。⑤爆破应在危险区的边界设立岗哨，使所有通路处于监视之下。每个岗哨应处于相邻岗哨视线范围之内。爆破前必须同时发出音响和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到和看到。确认爆破地点安全后，才能进行爆破工作。第二节炸药、火雷管、导火索基本安全规定一、炸药①装药时必须使用木制炮棍；装起爆药包时，严禁投掷和冲击；一旦起爆药包没装到位，禁止拔出或硬拉起爆药包的导火索，应按处理盲炮的有关规定处理。②装药后，必须保证填塞质量，禁止采用无填塞爆破；一般填塞长度为孔深的1/3，禁止使用石块和易燃材料填塞炮孔；填塞要十分小心，不得破坏起爆线路，禁止捣固直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包。③爆破后的安全检查和处理炮响完后，在确认无盲炮的情况下，不少于5分钟后才准爆破工作人员进入爆破地点。在无法确认是有否盲炮时，不少于15分钟后爆破工作人员才能进入爆破地点，检查有无冒顶、危石、边坡滑坡、盲炮等现象，只有确认爆破地点安全后，经当班负责人同意，方准人员进入爆破地点。二、火雷管①装配起爆雷管前必须检查雷管的质量。严禁使用管件压扁、破损、锈蚀、加强帽歪斜的雷管。②雷管内有杂物时，严禁用工具掏和嘴吹，只准用手指轻轻弹出杂物，弹不出杂物的雷管，禁止使用。③选择了合格的雷管后，将导火索有垂面的一端轻轻插入雷管，不得旋转摩擦。金属壳雷管应用安全紧口钳夹紧，纸壳雷管应采用胶布捆扎紧口或附加金属箍圈后紧口。④本工作必须在专门的房间进行。⑤加工起爆药包时，用木质或竹质锥子在炸药包中心扎一个雷管大小的孔。孔深能将雷管全部插入，不得露出药包，插入雷管后，用细绳或胶布将雷管固定紧。⑥加工起爆药包应爆破作业面附近地点进行，加工数量不应超过当班爆破作业所需用量。三、导火索①应使用快刀切取导火索，每盘导火索的两端应先切掉5cm。切割导火索时，工作台上禁止堆放雷管。切割前应认真检查导火索的质量，凡有过粗、过细、破皮和其他缺陷的部分，均应切除。②导火索的长度应保证点完导火索后，人员能撤到安全地点，但不得短于1.2m。③应采用一次点火法点火。单个点火时，一人连续点火的根数（或分组一次点火的组数）不得超过10根（组）。④同一工作面由一人以上同时点时，应指定一个为组长，负责协调点火工作，掌握信号管的燃烧情况，及时发出撤至安全地点的命令。⑤连续点燃多根导火索时，必须先点燃信号管，信号管燃烧完毕，无论导火索点完与否，人员必须立即撤离。信号管的长度不得超过该次被点导火索中最短导火索长度的三分之一。⑥点火前，必须用快刀将导火索切掉5cm，严禁边点火边切导火索。⑦必须用导火索或专用点火器材点火，严禁用火柴，