青川顺翔矿业有限公司阳泉坝石英砂岩矿矿产资源开发利用方案

青川顺翔矿业有限公司阳泉坝石英砂岩矿矿产资源开发利用方案四川省川煤矿山勘测设计有限公司青川顺翔矿业有限公司阳泉坝石英砂岩矿矿产资源开发利用方案工程编号：KF—596所长：吕志刚总工程师：房德山项目负责：贾正奎专业负责：寇治忠审核：房德山四川省川煤矿山勘测设计有限公司参加设计人员专业姓名职务及职称采矿房德山总工程师、高级工程师采矿寇治忠工程师采矿贾正奎工程师机绘王波技术员

目录第一章概述……………………第一节矿区概况……………第二节编制依据……………第三节资源开发利用方案编制原则………第二章矿产品需求现状及预测………………第三章矿区资源概况…………第一节矿区地质……………第二节矿床地质……………第三节矿床开采技术条件…………………第四节设计利用矿产资源储量……………第五节对储量核实报告的评述……………第四章主要建设方案…………第一节开采方案……………第二节防治水方案…………第三节供电方案……………第四节开拓运输方案………第五章矿床地下开采…………第一节矿井开采……………第二节采矿方法……………第三节主要生产系统………第四节矿井安全……………第六章选矿及尾矿处理………第七章环境保护………………第一节矿山地质环境………第二节环境保护措施………第三节水土保持及土地复垦………………第八章经济效益分析及评价…………………第九章劳动安全与工业卫生…………………第一节开拓布置及矿压控制………………第二节矿井通风系统评价…………………第三节防灭火………………第四节防治水………………第五节粉尘防治……………第六节噪声治理……………第七节电气安全……………第八节运输事故防治措施及装备…………第十章开发利用方案简要结论………………

附表：综合经济技术指标表。附件：1、设计资质证书；2、质量管理体系认证证书；3、申请；4、委托书；5、采矿许可证复印件；6、矿产资源/储量评审备案表；7、矿产资源开发利用方案备案表。附图：1、交通位置图；2、矿区总平面图；3、地质地形及崩落范围图；4、井上下对照图；5、采区巷道布置及机械设备配备图；6、开拓方式（方案一）图；7、开拓方式（方案二）图；8、采矿方法图。第一章概述第一节矿区概况一、矿区地理位置及交通1、矿区交通、位置矿山位于青川县城南东174°直距44km处、青川县与江油市交接部位，行政区划隶属青川县竹园镇金真大队阳泉村。矿区距宝成铁路罗妙真站约2km，距斑竹园车站约18km，沿宝成线北行60km至广元，南行254km至成都，有中雁简易公路相通。距绵广高速入口8km。交通条件较为方便（见交通位置图）2、矿区自然环境及经济状况矿区地处龙门山北段前山带，为中深切割的中山区。海拔高程最低为流经矿山的雁门河河床约560m，最高点红岩火1227m。雁门河自北西向南东流经矿区，其流量随季节及降雨变化，属易涨易落之山溪河流。该区属亚热带季风气候，冬寒夏热，四季分明。历年气温-5.7-37℃，年平均气温16℃。年降雨量1000mm，多集中在6-9月份，无霜期240天。区内经济以农业为主，主产小麦、玉米、水稻，经济作物有茶叶、蚕茧、核桃、木耳等。工业企业较少，仅有一些小型煤矿、水泥厂、石英砂矿等。二、矿权及企业性质1、青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿开办于2002年6月，广元市国土资源局2002年给矿山颁发了采矿许可证，证号：5108000210004，有效期三年（2002年6月-2005年6月）。2005年6月延继办证，证号：5108000520020，有效期10年（2005年5月-2015年6月），开采矿种为石英砂岩，开采深度为+900-+600米，生产规模为3万吨/年，开采方式为露天+地下开采，面积约0.4145km2。2010年12月换发采矿证：C5108002010127130086754，有效期2010年12月15日至2015年7月15日，开采矿种：玻璃用石英岩，生产规模：3.00万吨/年，开采方式：地下开采与露天开采结合，面积：0.4145平方公里。企业性质属私营合作企业。矿区中心点地理坐标为东经150°16′26″，北纬32°11′22″，矿区范围由1-4号拐点圈闭，各拐点的直角坐标如下：青川县竹园镇阳泉坝石英矿拐点座标标座拐点XY标座拐点XY13563442.2135525685.2433562502.2035525900.2423563512.2135526120.2443562892.2035525380.23开采标高：+900m～+600m矿区面积：0.4145km22、2012年7月，青川县顺翔矿业有限公司申请竹园镇阳泉坝石英岩矿权范围变更（缩小矿权范围），变更后的矿权范围拐点坐标如下。青川县竹园镇阳泉坝石英矿拐点座标标座拐点XY标座拐点XY13563337.2135525610.2423563197.2135525920.2433562802.2135525860.2443562652.2135525710.2453562692.2135525655.2463563067.2135525715.2473563152.2135525515.24开采标高：+900m～+600m矿区面积：0.136km2第二节编制依据2012年7月根据我公司现场调查和计算，青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿+700m以上水平采用露天开采已不经济，+700m以下采用地下开采。为合理开发矿产资源，加快资金回收，生产规模3万t/a。青川顺翔矿业有限公司于2012年7月正式委托我公司为该矿进行矿产资源开发利用方案设计，编制该矿《矿产资源开发利用方案》。主要编制依据如下：（1）设计依据的法律法规①《中华人民共和国安全生产法》②《中华人民共和国矿山安全法》③《中华人民共和国劳动法》④《中华人民共和国消防法》⑤《中华人民共和国职业病防治法》⑥《中华人民共和国矿山安全法实施条例》（96年劳动部令第4号）⑦《中华人民共和国矿产资源法》（96年8月29日八届人大第21次会议修正）⑧《中华人民共和国民用爆破物品管理条例》（国务院84年10月发布）（2）设计依据的标准、规范及规定①《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）；②《爆破安全规程》（GB6722-2003）；③《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》（2004年国家安全生产监督管理局第9号令）；④《矿产资源开发利用文案编写内容要求》（国土资源部1999年）。（3）设计依据的基础资料①青川顺翔矿业有限公司给我公司的“委托书”和我公司与该公司签定的《青川顺翔矿业有限公司矿产资源开发利用方案》工程设计合同；②《青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿资源/储量核实报告》（2012年7月四川省核工业地质调查院提供）；③《矿产资源/储量备案表》（备案文号：川储备安[2012]009号）；④我所现场调查收集的有关资料；⑤矿方提交给我所的有关设计基础资料。第三节资源开利用方案编制原则由于原业主经营不善处于半停产状态现以转让，2005年2008年开采石英砂矿矿石量很少，对储量影响不大，本次设计不考虑这两年所采用矿石量。根据四川省核工业地质调查院2012年7月提交的《青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿资源/储量核实报告》和广元国土资源局备案的《矿产资源/储量备案表》，该矿区范围内累计探明资源/储量共47.09万吨，已动用8.59万吨，保有（332）类别资源/储量38.50万吨。矿井设计石英砂年生产能力为3万吨，现作矿产资源开发利用方案，主要按有关规范要求，在充分利用矿山现有地面设施的前提下，对矿山未开采区域进行规划设计，以合理有效开发矿产资源。第二章矿产品需求现状及预测一、石英砂岩产品需求状况石英砂矿石除主要用于玻璃、平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料。还可作为陶瓷及耐火材料、瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料；作为冶金、硅金属、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等；作为化工、硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉；作为机械铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）；作为电子高纯度金属硅、通过用光纤等；作为橡胶、塑料、填料（可提高耐磨性）；作为涂料、填料（可提高涂料的耐候性）。目前，玻璃产品应用前景广阔，平板玻璃、日用玻璃等需求量逐步增大，技术玻璃及特色玻璃的开发利用也进入了高科技领域，对玻璃硅质原料需求量也越来越大。据有关部门预测，到2010年全国玻璃硅质原料的需求量将达1300万吨以上。因此，开发石英砂项目具有良好的市场前景。二、石英砂产品价格分析近年来，全国各地石英砂产品销售市场较好看好，石英砂产品价格一直稳定在较高的价位，但各地石英砂产品价格随产品质量和当地总体经济条件有一定的差异。该矿石英砂矿化学成分化验结果可以看出其成分达到玻璃原料工业指标要求。同时该矿与成都的一些玻璃厂已达成购销协议。按原矿销售价约22元/吨，开采成本约19元/吨。按矿山年设计生产规模3万吨计算，按3元/吨利润计算，矿山每年可获利9万元。按矿山保有资源/储量38.50万吨计算，矿山可获利共计115.50万元。随着农业产业化进程的加快和工业建设持续发展，对石英砂矿的需求增长，为矿山提供了新的市场和发展机遇。矿山生产规模小，投资成本低，见效快，有较好的发展前景。第三章矿区资源概况第一节矿区地质一、地形、地貌矿区地处龙门山北段前山带，为中深切割的中山区。海拔高程最低为流经矿区的雁门河河床约560m，最高点红岩火1277m。雁门河自北西向南东流经矿区。二、气象水文该区属亚热带季风气候，冬寒夏热，四季分明。历年气温-5.7-37℃，年平均气温16℃。年降雨量1000mm，多集中在6-9月，无霜期240天。三、地质勘探简况1966年-1977年，四川省地质局第二区测队在广元、青川地区开展了区域地质测量工作，提交了1:20万广元幅《区域地质测量报告》。1976年，中国人民解放军建字730部队在该区地蚝了1:20万区域水文地质普查工作，提交了1:20万广元幅区域水文地质普查报告。1960年以来，在矿区及外围寻找玻璃硅质原料的工作一直在断续进行。其中，1966年四川省地质局第二区域地质测量队对竹元镇石英砂岩进行了地质调查，认为其石英砂岩可作为铸型用砂和普通玻璃原料。1985-1989年由四川省地质矿产局西北地质大队对小水沟石英砂岩矿作了地质勘探工作，肯定了该矿床的工业价值。1990-1995年，四川省地质局川西北地质大队开展了1:5万竹元坝区域地质调查，并提交区域地质调查报告。1998年由四川省地质矿产局川西北地质大队对青川县竹园镇菜麻渠石英砂矿作了地质普查工作，并提交了《青川县竹园镇菜麻矿区拌桶岩矿段玻璃原料石英岩普查储量报告》。2001年7月，四川省冶金地质勘查局604大队对该区进行了踏勘工作，提交了《青川县竹园镇阳泉坝石英砂岩矿矿床地质简测储量报告》，估算了D级储量134.55万吨。2012年7月四川省核工业地质调查院对矿区进行了矿产资源储量核实工作，提交了《青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿保有资源储量核实报告》青川县竹园镇阳泉坝石英岩矿与上述矿山同属一个成矿带，地质条件和成矿机制接近。以上地质工作之相关资料，尤其是1:50000竹园幅地质图及说明书，成为本次地质勘查工作的重要依据。四、地层矿区区域上处于扬子地面西北缘，龙门山前陆盆地之竹园坝开阔褶皱变形区内，总体构造线呈北东—南西向。区内未见岩浆岩出露。沉积地层从寒武系至白垩系均有出露，其中寒武—三叠系属龙门山地层分区北段小区，侏罗系、白垩系属四川盆地分区之盆地边缘小区。矿区内，因剑门河自北西向南东流经矿区并横切天井山背斜，致使该部地层在平面上呈一封闭的椭圆出露展布。矿区地层由老至新为：1、寒武系寒武系长江沟组（εcj）：矿区出露中、上段。中段（εcj）：以含圆、次圆状钙质砾石及结核的浅绿灰、褐灰色薄-中厚层状石英粉砂砂岩为主夹少量灰岩条带，砾石风化石常形成空洞，为一套近滨-混合潮坪沉积。上段（cj3）：为黄灰、黄绿、绿灰色薄-中层状钙质石英粉砂岩、岩屑石英粉砂岩、娄砂质量页岩呈旋迦层，上部出现少量岩屑石英砂岩、钙持石英砂石，顶部夹灰岩。寒武系磨刀垭（εmd）：为浅黄、灰色中-厚层状中-粗粒含砾岩屑砂岩及钙质石英砂岩，夹少量绿灰色页岩。砾石为燧石。与长江沟组呈整合接触。2、泥盆系金宝石（Dj）：下部为浅灰-灰白色中厚层-块状石英砂岩；上部为灰色页岩。与下伏寒武系磨刀垭组呈整合接触。厚度58-80m，为一套陆源砂滩-泻湖的沉积，是石英砂岩矿含矿层位。观雾山组（Dgw）：为一整造礁酸盐建造，其下部为灰-深灰色薄-厚层状生物碎屑灰岩，上部为灰色块状细晶白云岩，常形成陡崖地形。厚度大于100m，与下伏金宝石组呈整合接触。3、石炭系总长沟组（Cz）：为一套造礁碳酸盐建造和单陆屑建造，其中，下部为浅灰-灰白色厚层-块状细晶灰质白云岩，偶夹黄灰、灰绿、紫红色页岩，底部0.6-2m为绿色粘土岩；上部为灰、灰白色中-厚层状生物碎屑灰岩。厚13-78m，与下伏泥盆系观雾山组呈假整合接触。4、二叠系：在矿区出露齐全且分布广，主要分布于天井山背斜两翼。梁山组（P1）：为一套单陆屑含煤建造，岩性以灰、灰白色铝土质粘土岩为主，底部常见褐黄色铁质粘土岩及鸡窝状高岭石粘土团块。与下伏石炭系总长沟组呈假整合接触，厚度2-22m。阳新组（Py）：为一碱度造礁碳酸盐建造。岩性下部以浅灰、灰白色厚层状含燧石结核灰岩、灰质白云岩为主；上部为厚层-块状含燧石结核及团块灰岩，局部见白云质团块，夹少量钙质页岩。厚度300m左右。吴家坪组（Pw）：底部为灰黄-灰色铝土质页岩、黑色炭质页岩、粘土质页岩夹煤；中上部为浅灰、灰、深灰色中-厚层状微晶灰岩夹混晶灰岩及细-粉晶灰岩等，普遍顺层分布硅质结核燧石带。5、三叠系、侏罗系（略）。五、构造矿区处于竹园坝开阔褶皱带变形区内的天井山背斜构造内，该背斜南西起于江油二朗庙一带，向北东于青川竹园坝以北卢家山一带倾没,全长约43km,平面上为一线状背斜,轴迹方向40°-50°，北翼地层倾角一般在35-50°，南翼多为40-60°，横剖面略呈两翼对称的倾斜状；轴面产状为380°∠83°，枢纽产状47°∠5°；核部产状平缓，由寒武系及三叠系地层，矿区附近，其北翼被断层破坏，南翼被佚罗系超覆。矿区内断裂构造不甚发育，仅在天井山背斜两侧发生在三叠系、侏罗系地层中北东向逆断层，对矿体无故坏和影响。第二节矿床地质一、矿床特征本矿床为一陆源砂滩-泻湖环境沉积的石英砂岩矿床，矿体即为中泥盆统金宝石组下部中厚层-块状石英砂岩。矿体处于天井山背斜近核部，因河流切割暴露地表在地表平面上形成一连续、封闭的椭圆状。因该连续矿体地跨青川、江油两县，而矿体西段的江油部分已开采多年，矿区所划定的范围为矿体东段的雁门河以北部分，涉及有关参数亦只限于这一部分。矿区共一个矿体，呈层状产出，长约850m，厚5-10m左右，因受背斜构造控制，其北西段产状307-315°∠42-46°，南东段产状133°∠426°，北东部背斜轴部产状平缓略向北东倾斜。矿体出露最高标高900m，最低约600m，矿体底板为磨刀垭组含岩屑及钙质石项砂岩，顶板为金宝石组上部的灰色页岩。二、矿石特征本区矿石主弱固结中-细粒石英砂岩，大多呈灰白、浅灰色，有时见轻微的次生铁染，局部带褐黄色。矿石构造以块状为主，少许情况下见粒度，成分不均一，有时见色洞及疏松程度差异和条带状、环带状、斑点状构造。矿物组成及结构：矿石中碎屑物占70%-85%。孔隙占10-20%，胶结物含量小于5%。碎屑物99%以上为石英碎屑，硅质岩屑只有微量，偶见显微文象花岗石屑及长石碎屑。屑物粒径为0.1-0.3mm，粒度均匀，分选性较好，圆度较好。重矿物含量小于1%。主要为电气石，次为锆石、独居石、磁铁矿，偶见金红石，榍石、磷铁矿。重矿物中，除电气石粒径常为0.1-0.2mm以外，其它矿物的粒径多在0.1以下。在石英砂屑粒度偏细的岩石中，上述重矿物含量相对偏多一点。由于石英砂屑以球状为主，砂屑之间为颗粒支撑，线接触和点接触，矿石的胶结类型为接触式，矿石中胶结物极少，颗粒的边接方式为颗粒连接-胶结物连接的复合形式，因面在石英砂屑粒组成的格架之间的形成粒间孔隙，孔隙近似多边形，一般情况下，大小和分布都较均匀，属厚生孔隙。含孔隙为本区石英砂岩矿石独特的特征，它使得矿石体重小于一般石英砂岩，仅为2.25t/m3，石英砂屑间呈固体状态，矿石较为疏松易碎，为矿石的工业利用提供了良好的物性前提。根据矿山提供的分析结果，矿石主要成分为：Si0294.8%-99.56%，平均98%左右，A12030.79-0.2%；Fe030.12-0.29%；Ca0+Mg00.08-0.98%;K20+Na200.013-0.079%。一般块装矿石质量优于中厚层状矿石，部分高品位矿石可直接作为玻璃和工业硅用优质原料，背斜轴部矿体厚度小，矿石质量差（Fe03含量大于0.25%）且所处地形陡峻，根据矿山多次取样分析，已证明目前无工业利用价值。该石英砂矿质量好，可用于平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）等的主要原料。四、矿层顶底板围岩和夹石顶板岩石类型主要有残坡积层、泥质细（粉）砂岩、次生铁染石英砂岩、次生钙质石英砂岩、页岩，底板岩石类型主要有石英砂岩（表外矿）、页岩、次生铁染石英砂岩、资生白云石英砂岩等，夹石类型主要有次生铁染石英砂岩、含泥质、粉砂质岩石和石英砂岩（表外矿）。五、矿石加工技术性能该类矿石因岩性简单，矿石经开采后进行简单的机械破碎加工、洗选，可达到石英砂粗矿要求作为最终产品使用。第三节矿床开采技术条件一、水文地质条件矿体主要沿山脊山露，主要矿体均位于当地侵蚀基准面和地下水位以上，地形有利于自然排水，矿床系弱固结中-细粒石英砂岩裂隙含水层、富水性弱。含矿层底板页岩具有相对隔水性，补给条件差，属裂隙 充水为主的水文地质条件简单矿床。二、工程地质条件按《四川省工程地质分区图》划分测区属盆周岩溶化中山较稳定工程地质之龙门山强烈褶断中山复杂工程地质亚区，区内属弱震区，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），评估区地震基本烈度为Ⅶ度。矿区在区域上属强烈褶断中山工程地质亚区，矿床为坚硬-半坚硬岩为主的块-层状矿床，构造复杂。矿区内矿体呈单斜产出，顶底板岩性为页岩，坚硬性一般，自然边坡因风化剥蚀，局部较为陡峭。因此，矿床属以层状岩石类为主要的工程地质条件中等的矿床。三、其它开采技术条件该矿床属中厚矿体局部出露较好，矿体上下盘围岩风化剥蚀严重。矿体开采技术条件相对较好。矿体的南西端距居民住户较近，开采时应选用合理的开采方法和爆破方式。四、矿山开采现状青川县竹园镇阳泉坝石英砂矿矿山始建于2002年。矿山目前为止+700m以上均采用露天开采，并在矿区南东侧形成两个采场。矿山尚未建立废矿堆放场。第四节设计利用矿产资源/储量根据四川省核工业地质调查院提交的《青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿资源/储量核实报告》和《矿产资源/储量备案表》川储备字[2012]00号，该矿区范围内石英岩矿保有资源/储量38.50万吨，矿井设计石英砂年生产能力为3万吨，现作开发利用方案，主要按有关规范要求，在充分利用矿山现有地面设施及井下生产系统的前提下，对矿山未开采区域进行规划设计，以合理有效开发矿产资源。石英砂矿资源/储量估算表地段号剖面号矿体面积（m2）剖面间距（m2）体积（m2）体重（t/m2）资源储量（万吨）第五节对储量核实报告的评述该报告大致查明了石英岩矿的赋存层位，矿体的形态、产状、规模，大致了解矿石质量，对地表矿体进了控制，初步估算了已动用储量和保有资源/储量。该报告提出“背斜轴部矿体厚度小，矿石质量差（Fe203含量大于0.25%）且所处地形陡峻，根据矿山多次取样分析，已证明目前无工业利用价值。”在图上未标注范围。总之矿山地质工作程度较低，在以后开采中应加强地质工作，以进一步探明深部矿体、矿石质量的变化情况，若有开采价值应到国土资源部门申报并补交价款。第四章主要建设方案第一节开采方案一、开采方式及规模1、开采方式矿山现已开采至+720m水平，根据地形条件还采用露天开采已不经济，根据该矿开采经济技术条件，并结合业主要求，综合考虑技术、经济、环保等方面因素，矿井开采方式选择为地下开采。2、开采规模根据市场需求及技术装备，矿井资源情况，矿井石英砂产品开采规模确定为3万t/a。根据劳动组织条件，结合该矿实际情况，矿井同时生产工作面数为1个，按每个工作面日进1个循环组织生产，可满足年生产能力3万t的要求（生产能力验算附后）。二、产品方案该矿生产规模较小，生产产品为石英砂，经初步加工洗选后可直接销售。三、开采范围及储量1、该矿权范围由7个拐点坐标圈定而成，矿区面积；0.136km2，开采标高：+900-+600m。2、该矿本次开发利用方案设计利用石英矿产资源/储量为38.50万t，即拟设置矿权范围内的石英砂保有资源/储量。第二节防治水方案矿井采用阶梯水硐开拓，分区段开采，矿井从上到下划分为+650m和+600m二个区段，井下涌水通过平巷水沟自流至地面。地面露天采场部分、工业广场及井口附近必须修建防洪沟，防止洪水冲坏工业广场和地表水进入进下。第三节供电方案矿井采用双回路电源供电，电源来自国网10KU变电站不同的两段母线，地面安装S9-100/10/0.4（100KUA）型变压器2台，一台地面，一台井下，另选一台50KUA型变压器作为主扇风机备用电源降压用。第四节开拓运输方案矿井采用阶梯开硐开拓，回采工作面的石英砂通过放矿漏斗装入矿车，经各阶段运输平巷机车运输至地面矿仓。井下的矿产品运至地面储存仓后，采用汽车转运至石英砂加工厂粗加工后外销。井下采用1.0t“U”矿车，机车，轻轨运输，井下各平巷均铺设15kg/m的钢轨，轨距600mm，平巷坡度为5‰。第五章矿床地下开采第一节矿井开采一、矿井开拓方案（一）设计方案根据矿井开采石英砂矿层赋存条件，石英砂矿层平均倾角42°，层状似层状产出，矿体属倾斜矿层，结合业主要求及地形条件、设施等因素，确定矿井开拓方案。1、方案一矿井采用阶梯平硐开拓将开采矿床划分为两个区域，即+600-+650，+650-+700。在地表的+700m、+650m、+600m水平处沿矿层分别作三条平巷至矿区西翼边界。+700m平硐作风井，风井、主井随开采区段逐级下移，形成通风生产系统（详见矿井开拓方式图）。2、方案二矿井采用平硐斜井开拓。将开采矿床划分为两个采区，即南采区、北采区。在地表+600m水平沿矿层作平巷至井田中部，再穿层按25度倾角掘斜井至地表+700m水平，再伪斜沿矿层按35度倾角掘通风上山至地表+750m水平。形成通风生产系统（详见矿井开拓方式图）。（二）方案比选方案一采用阶梯平硐开拓，风井、主井服务年限较短（仅为本区段服务），随着开采区段的下移而下移，通风距离远，不利于通风管理，投资较小，井巷工程量较小，地面工业广场受限。综合考虑，本设计采用方案一作为矿井开拓开采方案。方案二采用平硐斜井开拓，主井服务年限较长，通风距离较近，投产较快，井巷工程量较大，地面工业广场易布置。二、开采顺序及首采段的确定矿井开采时先开采+650m-+700m区段，后开采+600m-+650m区段。矿井采用倾向空场浅眼留矿采矿法开采，工作面推进方向为后退式。根据该矿实际情况，首采面确定为矿井南翼+650-+700区段的平巷中，工作面开采标高为+650m-+700m，开采垂高为50m。第二节采矿方法一、采矿方法采用倾向空场浅眼留矿采矿法开采，在区段平巷内，将石英砂矿体沿走向每隔50m划分为一个矿房和矿柱，开采矿房。在矿房中由下向上分层进行回采，每次崩下的矿石暂时只放三分之一左右，其余留存在矿房中作为工作台，并支护两帮围岩。矿房全部回采完后将存留在矿房中的矿石全部放出。二、回采工艺采用倾向空场浅眼留矿采矿法开采。回采工艺为：1）凿岩：根据石英砂矿石稳固性、层理和节理的方向，凿上向炮眼时，回采工作面采用梯段，梯段长度为10m。凿水炮眼时，布置成长度4m的梯段工作面，梯段高度为2m。炮孔交错排列。2）崩矿：采用硝铵炸药爆破，用电雷管起爆。3）通风：风流从运输平巷沿开井上升，穿过采场，由矿房另一侧的回风天井上升至上部回风平巷排出。4）局部放矿：每次崩矿后，矿石产生碎胀。为保证工作面有2m高的工作空间，需从漏斗放出每次崩矿量的35%左右。5）平场、撬顶和二次破碎：为了便于工人在留矿堆上进行凿岩爆破作业，局部放矿后，将存留矿堆的表面整平。顶板和两帮已松动面未落下的矿石或岩石撬落。崩矿或撬顶落下的大块，在平场时破碎。二次破碎采用爆破方法和人工锤击方法配合进行。6）最终放矿：矿房回采至顶柱时，将留在矿房中的矿石及时全部放出。如矿石被压实面结块，导致放矿困难，采用爆破震动等方法处理。三、区段参数及回采率1、区段参数矿井设计为一个水平即+600m-+700m水平；划分为两个区段，即+650m-+700m区段，+650m-+600m区段。各区段垂高为50m，区段斜长平均75m左右。（详见矿井开拓系统图）。2、回采率（1）矿柱损失计算矿井采用后退式开采，工作面至回风平巷沿石英砂矿层倾向留设宽4m的护巷矿柱，工作面至运输平巷沿矿层倾向留设5m护巷矿柱，其三条平巷总长为2400m。矿柱损失计算表名称宽度（m）长度（m）石英砂矿层平均厚度（m）容重（t/m3）矿量（万t）回收比例（%）损失量(万t)平巷矿柱58505-102.55.31502.65井筒矿柱301505.62502.81居民住房保安矿柱30401.5001.5012.436.96(2)可采量、回采率计算表青川县竹园镇阳泉坝石英砂岩矿本次开发利用方案设计利用石英砂资源/储量为38.50万吨。回采率计算表工作面损失量（万t）采区损失量（万t）矿井损失量（万t）矿井动用量万t矿井回采率%采区动用量万t采区回采率%矿井可采储量万t工作面损失量采区矿柱损失小计矿井损失金矿性水久矿柱地质及水文地质%小计矿量损失量矿量损失量1.4147.091.241.244.3147.094.3104.313.5985.23.5985.240.13四、设计生产能力及服务年限1、矿井工作制度：矿井年设计工作日数为330d，两班生产，一采一准（即一班生产，一班准备），每班工作时间8h。矿井设计生产能力为3.0万t/a，日设计生产能力为100t。2、服务年限：该矿本次设计利用石英砂资源/储量为38.50万t，采区回采率为85%，矿井可采储量即为：32.725万t。α=G/（kB.A）=32.725÷（3.0×1.2）=10.9（a）式中：α—矿井服务年限，a;G—矿井可采储量：万t；KB—矿井设计年产量：万t/a；K—储量备用系数，取1.2；3、采面实际生产能力验算根据石英砂矿层赋存条件、厚度、倾角等特点，矿井安排1个采面生产，工作面开采垂高为50m，工作面长度50m采用倾向空场浅眼留矿采矿法开采，每天推进1个循环，循环进度为1.0m，工作面日推进度为1.0m。采矿工作面年生产能力按下式计算。AC=10-4L×h×r×b×n×N×c×a=10-4×50×2.0×2.5×1.0×330×0.80×97%×1=6.40（万t/a）式中：A—采矿工作面年生产能力，万t/a；L—采矿工作面平均长度，m；h—采矿工作面石英砂矿层平均采高，m；r—石英砂视密度，t/m3;b—采矿工作面平均日推进度，m/d；n—年工作日数，d；N—正规循环作业系数；c—工作面回采率；a—回采工作面平均个数，个。掘进出矿率按采面生产能力的5%计算，即：Aj=Ac×5%=6.40×5%=0.32（万t/a），故矿井年采掘生产能力A=Ac+Aj=6.40+0.32=6.72（万t/a）通过计算，矿井安排1个采面生产，年总生产能力可达6.72万t，能够满足3.0万t/a的设计生产能力。矿井采区及区段划分能满足矿井年产3.0万t的要求。第三节主要生产系统一、运输系统1、运矿系统矿井采用平硐开拓，采矿工作面石英砂暂时只放三分之一左右，其余留存在矿房中作为工作台，并支护两帮围岩。矿房全部回采完后将存留在矿房中作为工作台，并支护两帮围岩。矿房全部回采完后将存留在矿房中的矿石全部放出装入矿车，经区段运输平巷人力推车至相应井口地面车场，再用汽车直接将矿产品外运至用户。二、排水系统矿井采用平硐开拓，平巷按+5‰的坡度掘进，平巷内均需开掘水沟，水沟尺寸为400×350mm。矿井回采工作面或掘进碛头的水经平巷水沟自流出地面井口，生产过程中应经常清理水沟中的淤泥、杂物，确保水流畅通。三、供电系统矿井采用双回路电源供电，电源来自国网10KU变电站不同的两段母线，地面安装S9-100/10/0.4（100KUA）型变压器2台，一台地面，一台井下，另选一台50KUA型变压器作为主扇风机备用电源降压用。井下电源经地面1台S9-100/10/0.4-100KUA变压器（中性点禁止接地）降至380U，从配电室的两分段母线各出一趟电缆从地面主井井口送入井下各平巷内配电点，再向井下压风和采掘工作面等用电设备馈电，以满足各用电设备供电需要。地面主要通风机供电由地面配电室两段不同的母线分别馈出一路电源供给，经两趟架空线路送至主风机房，形成一用一备双电源供电；风机房设分母线，两段分母线之间安装联络开关，一旦其中一回电源断电，通过联络开关切换至另一回电源，确保风机供电。风机房照明及生活用电由S9-100/10/10.4型变压器供给，从S9-100/10/10.4型变压器副方出线架设单线路至风机房，提供220V电源。地面配电室的两回电源开关之间必须安装机械闭锁和电气闭锁，确保两电源开关不会同时合闸，避免因误操作酿成供电事故。四、压风系统矿井选用型号为MLGF10/7型矿用防爆空气压缩气缩机1台（电机功率37KW，出口管径50mm），通过D50mm钢管向井下采掘工作面风动设备（气腿式凿岩机）供风。五、通风系统（一）通风方式矿井采用边界分列抽出式通风。初采时1井井口标高+650m，风井井口标高+700m。选用2台（一台工作，一台备用）型号为FBCZ—N010.0型矿用地面防爆抽出式轴流通风机，配套电机YBF160M—4，电机功率11KW。采用电机反转直接反风。（二）通风系统采矿工作面采用“U”型通风，掘进工作面采用局扇型号为JBT—51防爆型，功率5.5KW，选用¢400×10双抗导风筒向碛头供风。新鲜风流由1井进入，经1井运输平巷→1井回采工作面→风井回风平巷→风井→由主抽风机排出地面。掘进工作面由于还未与矿井形成系统，未实现全负压通风，而是采用安装在地面井口附近的一台YBT-5.5或YBT-11防爆型功率5.5kw或11kw局部通风机进行压入式通风。详见《矿井通风系统示意图》（三）风井数目、位置矿井采用阶梯平硐开拓，正常生产时仅布置一个风井，初采时其风井标高为+700m。选用2台（一台工作，一台备用）型号为FBCZ-N010.0型矿用地面防爆抽出式轴流通风机，配套电机YBF160M-4，电机功率11kw，采用电机反转直接反风。（二）通风系统采矿工作面采用“U”型通风，掘进工作面采用局扇型号为JBT-51防爆型，功率5.5KW，选用¢400×10双抗导风筒向碛头供风。新鲜风流由1井进入，经1井运输平巷→1井回采工作面→风井回风平巷→风井→由主抽风机排出地面。掘进工作面由于还未与矿井形成系统，未实行全负压通风，而是采用安装在地面井口附近的一台YBT-5.5或YBT-11防爆型功率5.5kw或11kw局部通风机进行压入式通风。详见《矿井通风系统示意图》。（三）风井数目、位置矿井采用阶梯平硐开拓，正常生产时仅布置一个风井，初采时其风井标高为+700m。（四）矿井总风量计算1、采矿工作面需风量计算（1）按工作面温度选择适宜的风速进行计算Q采=60U采·S采(m3/min)式中：Q采—回采工作面需要风量，m3/min;U采—采矿工作面风速，1.0m/s；S采—采矿工作面平均断面积，3.9m2。Q采—60×1.0×6.0=360（m3/min）（3）按回采工作面同时作业人数和炸药量计算每人供风≮25m3＞min，Q采＞4N（m3/min）每kg硝酸铵炸药消耗供风≮25m3/min，Q采＞25A（m3/min）。式中：N—工作面最多人数，15人；A—一次爆破炸药最大用量，6kg。Q采≥4×15=60（m3/min）Q采≥25×6=150（m3/min）（4）按风速进行验算60×0.25S采＜Q采＜60×4S采（m3/min）式中：Q采—回采工作面需要风量，m3/min；S采—采矿工作面平均断面积，2.1m3。60×0.25×6.0＜Q采＜60×4×6.090＜Q采＜1440（m3/min）通过计算，石英砂矿层采面需风量Q采=360m3/min。采矿工作面总需风量计算矿井安排一个采矿工作面生产就能满足3.0万t/a的生产能力，故采矿工作面总需风量为：∑Q采=360（m3/min）。2、掘进工作面风量计算掘进工作面实际需要风量，按爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速、人数、局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，最后取最大值作为该掘进工作面的需风量。（1）按局部通风机实际吸风量计算需风量岩巷掘进：Q掘=Q扇×I1+60×0.25S(m3/min)=150×1+60×0.25×4.2=213(m3/min)式中：Q扇—局部通风机吸风量，安设局部通风机处除了满足局部通风吸风量外，还应保证风机吸风口至掘进工作面回风流之间的风速，岩巷不小于0.25m/s。Ii—掘进工作面同时通风的局部通风机台数（3）按掘进工作面同时作业人数和一次炸药量消耗计算需风量每人供风≮4m3/min，Q掘＞4N（m3/min）每kg炸药消耗供风≮25m3/min，Q掘＞25A（m3/min）式中：N—掘进工作面最多人数，10人；A—一次爆炸药量最大用量，4kg。Q掘≥4×10=40（m3/min）Q掘≥25×4=100（m3/min）（4）按风速进行验算岩巷最低风量：Q岩掘＞60×0.15S掘＞54（m3/min）岩巷最高风量：Q岩掘＜60×4S掘＜1440（m3/min）式中：S掘—掘进工作面断面积，m2。（5）需风量计算与按风速验算见下表备注：掘进工作面均安设YBT-5.5或YBT-11型风扇，电机功率5.5Kw或11Kw，配套风筒为φ400mm×10m双抗导风筒。需风量(m3/min)用风地点按局扇吸风量计算(m3/min)按同时作业人数计算(m3/min)按一次性炸药消耗量计算(m3/min)选取最大需风量(m3/min)风速验算(m3/min)Q扇S掘（m2）IiQ掘N人Q掘AkgQ掘最小需风量最大是否符合+134m内双连石英砂矿层运输平巷1504.2121310304100213542131440符合（6）掘进工作面总需风量计算矿井正常生产时只布置一个掘进工作面即可满足生产要求，因此∑Q掘=213（m3/min）3、井下硐室需要风量由于矿井井巷较短，距离地面最长距离也仅仅900m，因此矿井井下没有设置硐室，则井下硐室总需风量：∑Q硐=0（m3/min）4、其它需要风量考虑到矿井裂隙、溶洞等漏风，为提高供风安全系数，矿井其它需要风量按60m3/min预计，则∑Q其它=60（m3/min）5、矿井总需要风量∑Q矿=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其它）×K式中：K—矿井通风需风系数（抽出式取1.15～1.20，压入式取1.25～1.30，取1.15）。∑Q矿=（360+0+0+0+60）×1.15=483（m3/min）由于掘进工作面采用安装在地面的局部通风机单独压入式通风，还没有与矿井构成全负压通风系统，因此式中∑Q掘=00（五）矿井通风阻力计算通风摩擦阻力计算公式如下：h=aLuQ2/S3式中：h—通风摩擦阻力，Pa；a—井巷阻力系数，NS2/m4；L—井巷长度，m；u—井巷净断面周界，m；Q—通过井巷的风量，m3/s；S—井巷净断面面积，m2。矿井开采2井工作面时为矿井通风最困难时期，通风路线最远，通风阻力最大。经计算，矿井通风最大总阻力为229.12Pa（见《矿井通风阻力计算表》）。注：根据《采矿设计手册》、《矿井设计指南》的相关规定：小型矿井可不计算通风容易时期通风阻力。本次设计只计算通风困难时期通风阻力。青川县竹园镇阳泉坝石英砂岩矿矿井通风阻力计算表序号巷道名称断面形状支护方式系数(a×104)NS2/m4净周长m巷道长度m断面风量阻力PaSS3QQ2m3/s12井平硐半圆拱砌碹609.17505.86201.238.0564.800.8822井运输平巷梯形木支2009.289504.274.098.0564.80154.2132井回采工作面矩形木支30010506.02168.0564.804.5081井回风平巷梯形木支2009.288504.274.098.0564.80137.97111井回风平硐半圆拱砌碹609.17505.86201.238.0564.800.88小计298.4429.84合计局部阻力加10%328.28（六）矿井通风状况评价1、矿井通风阻力系数R=h/Q2=328.28/64.80≈5.066（NS2/m8）2、矿井等积孔A=1.19Q/√h≈0.5287（m2）计算结果表明：矿井属大阻力矿井，通风较困难，所以在今后生产过程中，应加强通风管理，以降低风阻，提高通风质量。（七）根据风机个体特性曲线选择通风机通过计算Q通与h通静值，并考虑掘进形成全负压通风以及地面井口负压，矿井选用两台FBCZ—N010.0型矿用地面防爆轴流式通风机，配用电机YBF160M—4型，电机功率11KW（风量450-930m3/min，静压420-750Pa），一台工作，一台备用。采用电机反转直接反风。（八）通风设施、防止漏风和降低风阻的措施1、通风设施为了使风流按规定路线流动，控制各用风地点的风量，在井下的有关巷道设置风门、调节风门、密闭等通风构筑物。2、防止漏风的措施风门、调节风门、密闭等通风构筑物应尽量设置在围岩坚固、地压稳定的地点；要留足开采上限至石英砂矿层露头的矿柱，以防漏风；对采空区及时封闭，尽量避免引起采空区或附近漏风量的增大；降低各用风地点的风阻，以减少其临近漏风通路的漏风量；生产时应设专人负责通风构筑物的检查与维修；加强对局扇风筒接头的管理，以提高有效风量率。3、降低风阻的措施巷道周边应尽可能光滑，支架要背帮接顶，架设整齐；巷道转弯处应尽量呈圆弧形或使之成钝角，避免直拐弯。4、矿井必须成立专业的通风班，以保证通风设施的质量。第四节矿井安全该矿水文地质条件简单，区域稳定性良好。矿山现开采的石英砂矿体底板为磨刀垭组含岩屑及钙质石英砂岩，顶板为金宝石组上部的灰色页岩，矿山开采时应注意支护，以防掉块、冒顶，片邦事故发生。建议矿山在以后的生产及巷道掘进中，对矿山所有井下开拓系统进行全仪器法测量，在较准确指导矿山生产的同时，随时确定矿山的实际开采深度及采矿点距离地表的垂直厚度，另外，由于区内岩溶较发育，矿山在采矿时对溶洞发育的地段应采取相应的措施，对大的积水溶洞、地下暗河底板要预留足够的安全矿柱，防止溶洞、地下暗河隔水层采穿、采漏现象，确保地下的采矿活动的安全及地表房屋及其他地质灾害防治工作的基础上，才能对该区域的矿产资源进行合理科学的开发利用。矿井生产过程中，采矿放炮震动、废渣堆放不当、矿坑水的自然排放、采空区不断扩大等因素均可能诱发或加剧各种地质灾害的发生。矿井应做好架厢支护，加强通风，地表做好滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害的监测和防护以及环境保护工作，确保矿井安全。该矿在开采过程中形成的废渣，部分充填至采空区，其余则堆放于井口附近的山坡边，废渣堆放不规范，暴雨季节易沿坡面下滑而进入冲沟，结周边环境造成影响并埋下产生泥石流的隐患或加剧泥石流的发生。矿体开采后，对采区上方及边界一定范围内的岩土有一定的影响，在生产建设过程中应注意以下问题：1、石英砂矿层开采后产生的废矸石主要用于回填采空区，其余应堆放于地面专门的堆矸场内，避免造成河流堵塞和发生泥石流、矸石堆滑塌事故。2、加强在采矿活动中对顶板的保护及采空区的回填保护。按设计留设永久性和临时性矿柱，规范地压管理可以减小开采对地面斜坡稳定性的影响。3、矿井在采矿过程中应加强一通三防管理，各采区、采掘工作面均必须实行分区通风，确保足够的新鲜风量，保证通风系统完善，矿井通风设施齐全可靠，井巷保持畅通；采面和掘进碛头要搞好井下防尘工作，防止粉尘积聚。对采掘作业过程的盲巷、作业面、运输巷要加强通风、检测工作，并采取措施防止粉尘积聚。回采过程中，必须加强通风管理，每旬测一次矿井风量，作业点每班必须检查，且不得少于3次，矿井应设专人经常对通风设施进行维护，确保通风系统完善。4、工业广场建设时要建排洪沟，防止季节性水源进入矿井，造成环境污染，并设置石英砂矿和矸堆放挡墙。5、矿井生产中，应将石英砂和矸分开堆放。6、加强顶板管理，作业过程中采掘工作面必须保证支护齐全可靠，严禁空顶作业，加强顶板监测，做好预警预防工作，要严防冒顶事故发生。7、必须做好矿井水的防治管理工作，按要求设好防水隔离矿柱，防止突水；坚持先探后采掘，做到有疑必探，当发现有危及矿井安全生产及人生安全时，必须先撤人，处理隐患后再生产。当井简报废前按规定可以回收50%的矿柱，但必须编制技术安全措施报主管部门批准方可实施。8、矿井采用机械通风，保证每个生产作业点有足够的新鲜风量。、9、矿山应建立地质环境监测机构，委托监测单位对生产井巷进行长期监测并建档；对地表已有的滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝等地质灾害，除进行监测外，对采矿活动有直接影响的部分滑坡、崩塌等应根据实际情况采取清方减载或清除加固处理等措施，做到以防为主，防治结合。10、加强水土保持，植树造林，恢复开采区生物链的完整性。近地表开采必须留足够的冒落高度，避免加大恢复治理难度。第六章选矿及尾矿处理一、选矿该矿主要生产产品为石英砂，石英砂以碎块粉末状为主，块状较少，石英砂一般不经洗选，可直接销售。二、尾矿处理矿井生产过程中产生的矸石，大部分可充填采空区，剩余部分应堆积在坡度缓、距离溪沟较远、设有挡墙的矸场内。严禁矸石乱堆乱放，防止发生碎石流。第七章环境保护第一节矿山地质环境矿区受自然地理、地层岩性、水文和工程地质条件的影响，区内地表地质灾害不发育，但+700m以上为露天开采对地表有轻微影响，应注意对+700m以上的露天采场处理，以免引起人为的地质灾害。井下巷道围岩较稳定，仅局部轻微片帮现象。矿区属裂隙充水为主的水文地质简单矿床，地表排泄条件好，发生充水事故的可能性不大，但应注意雨季井内充水的突然增加涌入坑井。矿山采用地下开采，由于建设矿井井口、矿井地面设施以及尾矿的临时堆放，对土地资源、土石环境有一定影响和破坏，影响程度较轻微。但在雨节时，应对临时堆矸场加固，以防雨季洪水夹带着大量渣石向坡下涌来，形成泥石流。由于矿山周边以农业为主，矿山生产应尽量减少对地质环境的影响和破坏。矿山开采后对环境地质的影响主要表现在：1、采空区地表变形与塌陷。矿井开采后出现的采空区，在采空区上部岩石荷载大，由于下部空虚，造成上部岩石重力变形和塌陷；同时沿采空区边界向外有一定的影响范围，可能造成地表塌陷和产生裂缝。（1）采空区影响范围的圈定地下采矿引起上部岩土体的冒落和开裂，其范围不仅仅局限于采空区正上方，而是沿采空区边界向外有一定的影响范围，该范围主要是根据顶底板岩石的移动角和顶底板距地表的垂直高差确定。该矿开采矿层总体属倾斜矿层，矿采空区影响外推距离为：L=H×tg（л/2-Y）式中：L—采空区影响外推距离H—最低开采水平的采空区底板距地表的垂直高差（350m）Y—岩石移动角（取60°）故L=350×tg（180/2—60）≈202（m）通过计算，采空区影响外推距离为202m。（2）采矿对地表稳定程度评价冒落带最大高度（H1）、导水裂隙带最大高度（H2）的计算；H1=100∑m/（4.7∑m+19）±2.2=5.18±2.2=2.98～7.38（m）H2=100∑m/（1.6∑m+3.6）±5.6=22.89±5.6=17.29～28.49（m）式中：∑m—矿层总厚度（含矿层伪顶厚度，采用厚度为矿层最大总厚度加伪顶厚度，为1.3m）通过计算，目前矿山开采后对地表不会造成大的影响。2、采矿废荒石对环境造成污染，甚至造成泥石流物源。3、矿坑污水引起的水源环境污染，矿井采矿产生的井下污水引起的污染。所以，在矿井生产建设过程中，应采取以下积极有效的措施对矿山地质环境进行保护，防止地质灾害的发生。1、在矿山开采中，应选取合理的采矿方式，按设计留置永久性、临时性保安矿柱。注重对矿体顶底板的保养和维护，加强采空区的回填力度，在局部地应力集中地段，采取必要的应力释放、分解措施，加强不稳定地段的支护，以保证井巷长期处于基本稳定状态，防止地面塌陷和斜坡失稳。2、矿山应建立地质环境监测机构，委托监测单位对生产井巷进行长期监测并建档；对地表已有的滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝等地质灾害，除进行监测外，对采矿活动有直接影响的部分滑坡、崩塌等应根据实际情况采取清方减载或清除或回固处理等措施，做到预防为主，防治结合。3、矿山爆破应严格按安全规程执行，减少单眼装药量，宜采用多组微差松动爆破技术，在井巷掘进和局部顶底板不稳固地带，应采用光面爆破，尽量降低爆破震动效应。4、加强对采空区顶板的管理，矸石要回填彻底，避免因采矿区顶板大面积陷落导致地面不均匀沉降、地表开裂。对底鼓进行及时处理，以避免对支护系统的破坏。对采场影响范围内的居民按“三下”采矿要求留设足够的安全矿柱。5、对已闭坑范围上方的居房加强地质灾害监测工作，一旦出现滑坡、塌陷迹象，应及时采取措施，防止灾害事故发生。第二节环境保护措施一、矿井主要污染物、污染源1、井下排水污水主要来自井下涌水、洒水除尘等。2、烟气锅炉燃烧时排出的气体，主要含S02和烟尘等。3、粉尘井下采矿工作面，掘进碛头等作业点及矿仓、装载点；地面矿仓、装载点、排矸点等产生的粉尘。4、矸石指在矿井开采过程中产生的废矸石。5、污水主要为生活区单身职工产生的污水，食堂和浴室排出的污水，清洗矿灯时排放的工业污水。6、澡声噪声主要源于风机房，局部扇风机，坑木加工等作业时。二、矿井开采可能引起的生态变化在矿井开采过程中，工业废水、生活废水、烟气、废矸石将会给当地河流、大气、植被带来不良影响，给矿井周围环境造成一定程度的污染，但不会造成矿井周围生态环境的变化。三、采用的环境保护标准1、大气环境质量标准（GB3095-82）二级标准；2、地面水环境质量标准（GB3838-88）五级标准；3、生活饮用水卫生标准（GB5749-85）；4、污水综合排放标准（GB8978-88）；5、农业灌溉水质标准（GB5084-85）；6、工业企业厂界噪声标准（GB2348-90）；7、工业企业噪声控制设计标准（GBJ87-85）；四、控制污染和生态变化的初步方案1、井下排水设计在各井口附近建沉淀池，井下排水经沉淀后供矿井工业生产用水。2、烟气锅炉配置有消烟除尘设施，只要加强管理，按规定使用不会对周围环境带来影响。3、粉尘井下产生粉尘的作业点，应实行湿式作业和喷雾洒水，在矿仓、装载点设洒水器进行洒水降尘，防止矿尘飞扬。4、矸石矿井产生的矸石主要用于回填废弃巷道和采空区充填，剩余矸石应堆放于地面专门的堆矸场内，不会对环境产生污染。5、污水生产废水主要为清洗、修理矿灯所排除的极少量酸性废液，该废水土要含铅及其化合物，锌及化合物等有害物质，设计采用容积6m3的中合沉淀池投加碱性化合物，存放1d-2d处理后直接经砼管排放，处理后的废水可除去90%以上的铅、锌及其它有害物质，出水的PH值可达6-8范围内，能满足污水排放标准的要求。生活污水的处理本着节省投资的原则，设计采用沼气化粪池经初级生化处理，由砼管排放。6、噪声产生噪声的各种机器设备位于厂房内，扇风机本身装有消声器，在设计中尽可能选用低噪声设备，设备基础设减振垫以消除噪声污染。7、绿化为净化空气，减弱噪声，美化环境，绿化是一项有效的措施。矿井设计建设的同时，应加强工业场地，生活区的绿化，多栽常绿乔木及花草。第三节水土保持及土地复垦该矿石英砂生产加工过程中产生的矸石，大部分可充填采空区，剩余部分应堆积在坡度缓、距离溪沟较远的矸场内。严禁矸石乱堆乱放，防止发生碎石流，堆矸场必须设置挡墙，并在堆矸场的上部及两旁设置截水沟。对采矿可能影响的地表塌陷范围及矿山建设占用的土地，必须搞好土地复垦工作，协助当地政府做好退耕还林工作，及时恢复耕地绿化，坚持在保护中开发，开发中保护的原则，地面尽量减少对植被的破坏，建设工厂及公路要设置好护坡，工业广场周围及公路切割地要设置堡坎，联谊以防止水土流失，做好地质环境的恢复工作，加强自然生态环境的保护。第八章经济效益分析及评价一、成本估算根据四川省核工业地质调查院提交的《青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿资源/储量核实报告》以及矿方提出的要求，矿山设计石英砂矿生产能力为3.0万t/a，参照相邻矿山同类石英砂的价格，吨矿平均售价为22元，利润按3元/t计算，则年利润达9万元。二、再投资情况青川县竹园镇阳泉坝石英砂岩矿+720m水平以上已经大量开采，属资源可靠矿井。设计时充分利用原有巷道，减少了部分投资；沿石英砂矿层掘进区段平巷，可回收一定石英砂，基本可达到以料养巷的目的，矿井正在申请变更采矿范围及储量，变更采矿许可证登记，资料、图纸准备费用预计3万元，办证及资源价款费预计5万元，地面工业广场建设8万元，设备购置5万元，青苗补偿费2万元。（见下表：矿井投资概算表）矿井投资概算表序号项目费用（万元）备注1图纸资料费32办证及资源价款费53地面工业广场建设84设备购置费55青苗补偿费2合计23矿井生产建设过程中总投资按每吨石英砂采出后售价的20%计算，则应为：47.09×0.85×22×20%≈176.12（万元）每年投入资金为：176.12/6.68≈26.36（万元）吨矿建设投资为：1761200/479000≈3.67（元/t）三、投资效益矿井投产后，年生产能力3.0万t（按年生产330天计算），按生产每吨石英砂利润（含税费）3元计算，则利润可达9万元。第九章劳动安全与工业卫生第一节开拓布置及矿压控制一、矿井、采区及采矿工作面安全出口矿井投产后，共有2个安全出口，即1井和风井；回采工作面至少有两个安全出口，分别与通至地表的安全出口（1井和风井）相连接。本设计要求：今后新投产的水平、区段和回采工作面必须形成两个安全出口后方能生产，并使矿井始终保持至少两个安全出口。二、采矿工作面、主要运输巷及回风巷的支架选择回采工作面采用临时支护，确保采矿工的安全。为了保证安全生产，在生产过程中，回采工作面的两个安全出口自工作面起其前方不小于20m的范围内用金属摩擦支柱加强支护。矿井主要巷道均沿石英砂矿层布置，采用梯形木棚架厢支护，采掘过程中，应加强顶板监测和管理，搞好巷道维护，以避免由于顶板压力导致顶板下沉而对正常生产造成影响。第二节矿井通风系统评价一、通风系统中风流稳定性说明该矿通风系统比较简单，但要注意对主要隔离风门加强维护，保证风门质量，防止系统短路。同时加强主要通风巷的日常维护，保证断面符合设计要求。对于倒风季节（如春季和夏季）要注意加大通风能力，加强风量测定。工作面要加强通风管理，认真执行“一炮三检”和“三人连锁放炮制”杜绝超限作业；根据采掘工作面和其它用风地点的实情况，矿井必须合理分配风量，保证风量、风速、等参数符合《金属与非金属矿山安全规程》的相关规定。二、矿井通风系统的抗灾能力分析1、矿井采用边界分列式通风方式，机械抽出式通风方法，通风系统合理可靠，风流稳定。2、矿井为平硐开拓，通过投入通风、防尘、监控系统等设备并制定相应措施后，矿井具备抵抗水灾、火灾等灾害的能力。3、当井下主要进风巷道等发生火灾时，为避免事故的扩大，需要反风时，设计所选主要扇风机可在10分钟内立即实现电机反转反风，反风量达到原风量的40%以上。三、矿井风质、风量合格分析及合格率矿井生产期间安排一个回采工作面生产，一个掘进工作面掘进。各采掘面风质风量均满足规定，风质、风量合格率为100%。第三节防灭火矿井为非煤系矿山，目前尚未进行专业的矿尘鉴定。但参照周边矿井矿尘鉴定和矿区老窑民间开采的情况，推断该矿开采的石英砂矿尘无爆炸危险性，属不易自燃矿层。一、井下外因引发的火灾防治及装备（一）电气事故引发的火灾防治措施及装备1、井下电气设备的防火措施井下电气设备均为隔爆型，井下电气设备设有相应的短路、过负荷、过电压、欠电压、漏电、断相及接地等保护，以防止电器设备的过热和电气故障火花的产生。下井的动力电缆、通讯、信号电缆均采用悬挂敷设，以防止地面雷电波入侵井下而产生雷电火花。2、井下电缆下井的两回路主电缆选用矿用阻燃U-3×16+1×6型电缆橡套电缆，其余固定敷设和半固定敷设的电缆，选用U-3×10+1×6型或U-3×6+1×6型橡套电缆。所选用电缆截面的允许载流量均大于负荷电流，且满足电压降及启动要求。井下电缆全是铜芯，无铜铝接头。电缆的连接都采用压接或螺栓连接，并加隔爆接线盒，无明接头和虚接头。主电缆沿主平硐及运输平巷敷设。每隔3m用吊钩悬挂敷设，并留有适当驰度。电力电缆、通讯和信号电缆在部分巷道内因条件所限，虽为同侧敷设，但应按《金属与非金属矿山安全规程》对电缆敷设的要求敷设。3、井下电气设备的各种保护井下各配点都设有短路、过载、欠电压、过电压、绝缘监视及漏电保护。井下电气设备保护接地，并构成一个完整的接地系统，在其系统内任何一点的接地电阻值都不大于2Ω。控制局部通风机的开关都设有短路、过载、欠电压和漏电保护及漏电闭锁。采矿的岩石电钻，掘进的电动凿岩机设有综合保护装置。它具有、短路保护，还具有127V系统的漏电保护及漏电自锁和漏电闭锁，以及电钻不运转电缆不带电的保护功能。照明、信号设有综合保护装置，井下通讯电缆和电话机为本质安全型。（二）其它火灾的防治措施及装备1、防止地面雷电波及井下为了防止地面雷电波及井下引起火灾的灾害。设计中已考虑：（1）经由地面架空线路引入井下的供电线路，在入井处装设避雷器，其接地电阻不大于5欧。（2）由地面直接入井的轨道，露天架空引入（出）的管路，都在井口附近将金属体进行不少于两处的可靠接地，接地极的电阻值不大于5欧，两接地极的距离大于20m。（3）通信线路必须在入井处装设熔断器和避雷器，接地极电阻不大于1欧。2、防止地面明火引发进下火灾的措施（1）井下运出的矸石集中运至矸石排放场。（2）地面坑木场位于工业广场内，距井口100m，坑木场发生火灾，不会波及到井下。（3）矿井井筒及总回风井采用不燃性材料支护，并设置防火门，这些设施均可阻止地面明火入井。（4）在工业广场设置地面消防材料库，库房内按规定配备了消防器材。（5）井口房和扇风机房附近20m内不允许有烟火或用火炉取暖。第四节防治水矿井在开采时，必须坚持“有疑必探，选探后采掘”的原则，加强探放水工作，以免水灾发生。探放水时必须采取相应的安全措施。1、采掘工作面接近老窑、采空区、断层时，必须加强探放水工作。2、采掘工作面或其它地点发现明显的涌水征兆或大量涌水时应立即停止工作，将人员撤出。3、在施工和生产过程中要按规定留下防水矿柱。4、在施工和生产过程中要按规定留好防水矿柱。5、清理浮渣，挖好排水沟，保证水流畅通。6、探水点与其相邻地区的工作地点保持信号联系，安设专用电话，一旦出水要通知受水害威胁地区的工作人员撤离危险地点。7、打钻时，要注意观察钻孔情况，如发现岩壁松动或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量以及放出有害气体或易燃气体等现象，要立即停止钻进，不得移动或拔出钻杆，切断电源，撤出人员，报告矿调度室。8、在水压大的地点探水时要设套管，钻杆通过套管打探水孔，套管上安设水压表和阀门。9、在放水时应事先规定人员撤退路线，保证路线畅通，沿涂应有良好照明。第五节粉尘防治该矿开采的石英砂矿层虽无爆炸危险性，便在井下生产作业过程中应采取综合防尘措施，降低粉尘含量，减少岩尘对工人身体健康的危害及职业病的发生。1、矿井要搞好通风工作，合理配风，是取得良好防尘效果的重要一环。2、矿井建立综合洒水防尘系统，设一个专用防尘水池，水池标高+1090m，容积200m3，由山中溪水供给，水量充足，水质符合要求。3、防尘管路遍及井下所有采掘工作面，管路直径按各地点用水量及经济流速验算，符合要求。4、矿井必须在含尘浓度高的风流所通过的设置净化水幕。井下运输平巷、各装载点、采掘工作面等处，均设置有防尘管路及装置；在采区上下山口，均设有防尘、消防管路和消火栓装置；在采矿工作面运输平巷距工作面40m的地方，掘进巷道距工作面30m的地方设置有净化风流的水幕装置。5、采、掘工作面必须采用湿式钻眼，装矸洒水，放炮喷雾、冲洗巷帮、使用水炮泥。6、必须按设计对井巷进行冲洗，清理积尘，所有矿车保持完好，防止漏矿。7、回采工作面及平巷风量适宜，以减少矿尘飞扬。8、必须严格执行有关放炮的有关规定。9、要求所有接触粉尘作业人员必须佩带防尘口罩。第六节噪声治理该矿井为小型矿井，工业广场内没有生产噪声的设备，但本设计要求矿井不得购买超噪声标准的设备，对长时间接近噪声设备的人采取诸如佩戴耳塞等个体防护可靠措施。第七节电气安全一、矿井供电系统的安全可靠性分析该矿井的10KV主电源接自当地电网电站的母线段，且从该站以10KV的专用架空线送至该矿井主变，供电可靠。别自备一台柴油发电机，地面低压配电室0.4KU为双母线分段接线，两回低压电源分接于低压两段母线上，通过联络开关进行一回、二回电源切换，确保风井和井下用电设备供电。地面由单独的变压器供民，井下和地面分离，保证了井下供电变压器中性点不接地的运行方式，不受地面用电负荷的影响，形成供电系统。井下低压0.4KU为双回路双母线接线，各馈出仍以此以放射式方式馈至各采掘工作面配电点，形成井下低压射式供电系统。上述供电系统倒电灵活方便，备用可靠，确保I级负荷供电不间断，检修及事故停电范围小。组成供电系统的各元件，如开关柜、变压器、电缆、防爆开关等都是先进成熟设备及器材，故障率低，寿命长，故供电可靠性高，并符合《金属与非金属矿山安全规程》的有关规定。二、电气设备接地、漏电、过流三大保护及其可靠分析、地面变压器安装2台，其中1台供电地面设备用电，变压器中性点采用接地方式，另2台变压器专供井下设备用电，变压器中性点严禁接地；地面及井下的电气设备采用保护接地，地面和井下各设一个总的接地网，其总接地网的电阻值不大于2Ω。井下电气设备保护接地。井下设接地网与地面接地网。接地网上任一保护接地点的接地电阻值不大于2Ω。当井下系统发生单相接地故障时，其漏电电流不会引爆电气雷管。井下0.4KV母线上也装有检漏继电器，岩石电钻综合保护装置都带有漏电保护或漏电闭锁，手持电气设备电压等级控制在127V，井下照明信号综合装置也带漏电保护及绝缘监视。上述各系统中，发生接地故障时，在各级电压系统中的漏电保护装置都会自动切断故障电源，消除漏电隐患等不安全因素。地面开关、井下低压隔爆馈电开关、磁力起动器、综合保护装置都设有过流保护，正确整定的过电流保护值，会对各级的保护起到可靠的保证。三、雷电及设置的雷电保护装置型号该矿井未提供雷电活动的资料，设计时按多雷区考虑。雷电保护装置如下：10KV架空线的终端安装HY5W4-12.7/50型氧化锌避雷器；低压架空线的进出处安装Y3W—0.5/2.6型金属氧化物避雷器。下井的线路是电缆，无架空段。必须在井口附近设置两处良好的金属集中接地装置。四、电气防火和防爆措施10KV输电线不跨越易燃易爆的建筑物，线路与易燃易爆设施间有足够的距离，地面配电所建筑物满足二级防火要求，电缆沟设有防火隔墙，地面及井下的电缆都选用阻燃型。井下配电点使用不燃性材料支护。地面配电所和井下采区配电硐室等处设有四氯化碳灭火器。井下具有爆炸危险场所电气设备、通讯、信号装置及照明灯具都是隔爆型，具有防爆性能。采矿工作面的电气设备设有风电闭锁，掘进工作面的电气设备设有风电闭锁，是电气防火防爆的有力措施。五、预防触电方面的措施1、地面开关柜具有很高的防护等级，它们均能防止人身触及带电体；地面变压器加围栏，悬挂警示牌；井下低压电气设备都具有全封闭的外壳，人体不可能触及带电体。2、地面的电气设备及井下的电气设备都设置保护接地。3、井下低压系统中都设有漏电保护装置。4、对井下经常容易造成触电危险的照明、信号、通讯、控制和手持式电气设备，除了加强绝缘外，采用了127V的电压。5、巷道人行道、安全间隙宽度必须按设计尺寸施工，巷道壁保持整，局部冒顶的地方应进行填堵，必要时设导风板，防治有毒有害气体积聚。6、人力推车时，必须时刻注意前方，一人一次只准推一车，在开始推车、停车、掉道、发现前方有人或障碍物，以及接近岔道、弯道、巷道口、风门时，都必须发出警号。推出应匀速前进，严禁放飞车，不准蹬坐车滑行。同方向推车时，两车的间距不得小于30m，若前车停时，要立即发出警号通知后车。7、选取合理转弯半径（不小于9m），加强辅轨质量管理，及时维修线路。8、定期检修矿车，并经常检查，发现隐患，及时处理。各种车辆的两端必须装置碰头，每端的突出长度不得小于100mm。9、巷道内轨道的铺设标准，应符合相关规定。10、运输巷道内应设有防爆照明灯具，其照度达到相关设计标准。11、矿车、材料车、平板车在运输时注意防止下落物体砸伤人员，加强职工安全教育，严禁爬车、蹬车、载人等违章行为。四、其它安全防护措施对地面机械及坑木等设备运转部件均装设保护罩及防护栏（罩）。对产生磁波、弧光、X射线、放射线等危害源的设备均设置防屏罩，操作人员可使用保护性工具，工作人员一般情况应远离放射源等仪器设备。工人严格按操作规程上岗，劳动保护用品必须使用，不得违章。加强硫酸、汽油等危险品的防护，防止酿成事故。第十章开发利用方案简要结论1、青川县竹园镇阳泉坝石英砂岩矿位于青川县城南东174°直距44km处，青川县与江油市交接部位，行政区划隶属青川县竹园镇金真大队阳泉村。矿井生产规模为3.0万t/a。矿井设计利用资源/储量为38.50万t，矿井及采区回采率为85%，按该矿3.0万t/a的生产能力计算，服务年限约10.9a，资源可保证投资期内生产的需要。2、该矿为平硐开拓，工作面采用后退式开采，采矿方法为倾向空场浅眼留矿采矿法，方法简单，工作面平巷沿石英砂矿层掘进，基本可以达到以料养巷，减少了矿井初期投入。3、采掘过程中环保问题简单，地面广场设置防洪沟，工作面冒落的矸石及时回填采空区，堆料场和矸石山均设置挡墙，使污染减少到最低程度。开采循环进度1.0m，浅眼作业，对顶、底板破坏性小。4、该矿的生产经营增强了地方经济的发展实力，增加了地方的财税收主。5、存在的问题及建议：（1）在搞好安全生产的同时，加强产品质量管理，降低生产成本，做好市场调研，保证产、销两旺是提高效益的关键。（2）矿山必须做好矿坑水的疏导、排放或净化处理，避免对区内水资源造成大面积污染。（3）开采过程中，必须以安全生产为前提，对矿井通风、顶板、机电运输事故有防范措施，同时加强对资源的合理利用和环境保护，在开采中严禁回采永久矿柱。、（4）采矿过程中，应加强一通三防管理，必须确保足够的新鲜风量，保证通风系统完善，矿井通风设施齐全可靠，井巷保持畅通；采现和掘进碛头要搞好井下防尘工作。对采掘作业过程的盲巷、作业面、运输巷要加强通风、检测工作