钟祥水泥有限公司水泥用灰岩矿绿色开采设计开题报告

二、基本内容和技术方案

1.研究的主要内容

a.设计矿石产量90万吨/年；

b.绿色矿山建设方案；

c.使用Datamine软件构建矿区块体模型和实体模型，评价石灰石资源；

d.完成露天开采设计，包括生产能力、服务年限及验证，矿床开采方案、开拓运输方案；

e.设计矿床开采工艺、矿山总平面布置、采剥方法及进度计划。

2.研究的技术方案

2.1开采方案

（1）开采范围

根据资源储量分布标高，开采标高建议调整为 90~ 190m。

（2）建设规模和产品方案

根据地质储量、建设规模和矿山服务年限相匹配的原则，本次开发利用方案设计的矿山生产能力按年产90万吨矿石量考虑。矿石体重2.65t/m³，日产矿石3000t/1132m³。

矿山产品为水泥用灰岩矿原矿。

（3）设计利用储量

根据“湖北省国土资源厅关于《湖北省钟祥市白马山矿区水泥用灰岩矿详查报告补充说明》矿产资源储量评审备案证明（鄂土资储备字[2011]61号）”，白马山矿区水泥用灰岩矿总资源储量122b 333级72825千吨，其中122b储量54860千吨，333资源量17965千吨。全矿区矿石均属Ⅰ级品。

其中钟祥市境内矿产资源储量为：122b资源储量为19115千吨，333资源量为16252千吨，合计35367千吨。

根据计算，本次可设计利用的保有矿产资源储量为22981千吨，其中保有122b储量为9380千吨，保有333资源量为13601千吨。

根据相关规定，在计算利用的资源储量时，可信度系数122b储量取1.0，333类资源量取0.7。因此，本次设计利用资源储量1890万吨。

本次设计开采的回采率为95%，故在圈定的开采境界范围内，共可采矿量1890×95%=1795.6万吨。

（4）矿山工作制度及矿山服务年限

矿山工作制度为每天1班，每班8小时工作制，年工作天数为300天。

矿山的计算服务年限为20.4年，生产服务年限为21年左右。

（5）矿床开采方式

根据矿体赋存条件，矿体出露地表，矿层赋存最高标高189.88m，最低开采标高为 90m，最低开采标高高于当地侵蚀基准面（ 60.10m），适宜采用山坡露天开采。

本次开发利用方案选择山坡露天开采方式。

（6）拓运输方式及矿山工业场地选择

a、开拓运输方案的选择

根据矿区地形地貌、矿体的赋存情况，可选用的开拓运输方案为公路-汽车开拓方案和胶带运输开拓方案，考虑到后者基建投资大，且适用于大型矿山开采，而前者机动灵活、适应性强，因此本次设计采用公路-汽车开拓运输方案。

b、矿山工业场地的选择

本次设计的矿山工业场地的选择原则是：矿山工业场地尽量位于采场主导风向的上风向或侧风向；与采场、水泥厂的联络方便；尽量少占或不占耕地；工程地质条件和施工条件良好；地表较为平整等等。

2.2防治水方案

（1）采场主要充水来源

矿区水文地质条件简单，采场充水主要来源有大气降水。

矿区内地下水主要由大气降水沿溶蚀裂隙渗入补给。据钻孔简易水位观测，绝大多数钻孔孔内不返水。大气降水多数以地表径流形式排泄，矿区北部为地下水排泄场所。矿区最低侵蚀基准面为60.10米，矿区最低排泄面标高为90米；矿体开采标高为90米。均高于最低侵蚀基准面。

a、大气降水

区内矿坑（采场）主要充水来源为大气降水，根据荆门市气象局提供的资料，日最大降水量为136.6mm；正常降水量为16.90mm。

b、入渗系数

由于矿区内岩溶不发育，岩石、断层、溶蚀裂隙的透水能力较弱，故没有专门测量入渗系数，根据我省岩溶发育程度较弱地区的入渗系数的经验值0.1~0.15，取本矿区入渗系数为0.125。

（2）采场水量估算

本矿区为露天开采，当地侵蚀基准面标高为60.10米，根据矿区外围民井调查资料因素分析，地下水埋深低于80米，但地下水量很小，且矿床开采形成的矿坑高于当地侵蚀基准面，因此地下水对矿床开采矿坑涌水量影响甚小。区内虽有少量的溶蚀裂隙水，但其来源主要是大气降水。因此对今后矿山开采过程中的涌水问题，主要是大气降水的影响。

根据计算数据，矿坑涌水量估算结果为：

正 常：313561×0.0169×(1-0.125)＝4637(m³/d)

日最大：313561×0.1366×(1-0.125)＝37478(m³/d)

对涌水量估算结果的评述：由于矿区距气象台20公里左右，加之地形变化不大，未考虑蒸发等因素，估算结果可能比实际情况有误差。

（3）防治水方案

防治水的核心是矿坑涌水和大气降水的排放工作。由于矿区开采最低标高位于当地侵蚀基准面以上，矿床附近的河流等水体对矿山生产不产生影响。矿床开采过程中采区排水采用自流排水的方式，坑内积水由东北侧开口流出。

矿山在开采过程中，大气降水可沿采矿工作面、道路系统边沟和涵洞顺利排泄，废石堆场以上位置的大气降水可通过设在废石堆场底部的涵洞顺利排泄。矿山开采终了时，矿区汇水面积较大，因此，在最终采场做好复土造田和绿化的基础上，还要做好采区防治水工作。在今后矿山开采过程中，为防治水土流失，应做好拦渣、护坡、截排水等防护工程，并在适宜地段覆土种草植树。

3. 露天开采境界

3.1露天开采境界的圈定原则和方法

a、开采境界的圈定原则

（1）尽量充分利用已探明的矿量。

（2）开采境界内的平均剥采比尽量不大于经济合理剥采比。

（3）爆破安全距离符合国家《爆破安全规程》的规定。

（4）采场必须有安全稳定的最终边坡。

（5）开采境界内矿石的工业储量不得少于规定的矿山服务年限。

（6）考虑开采运输的合理性。

（7）充分考虑矿山生产规模扩大的需要。

（8）考虑将来利用远景资源量的可能。

（9）满足安全生产及环境保护的要求。

b、开采境界的圈定方法

根据《水泥矿山设计手册》确定露天矿的开采境界。可供参照的类似矿山的经济合理剥采比约在0.1:1~0.001:1（m³/m³）的范围，本次开发利用方案取0.01:1（m³/m³）为矿山的经济合理剥采比。

3.2 露天采场边坡要素

a、最终边坡角和台阶坡面角的确定

采场边坡角直接影响边坡的稳定性和剥离量。影响边坡稳定的主要因素是岩石的物理力学性质、地质构造、水文地质条件和开采技术条件。本矿区岩石稳定性和边坡稳定性简述如下：

（1）岩石稳定性

矿区内各类岩土体按其工程地质特征分为：地表粘土、亚粘土应属松散岩石。石灰岩结构致密，岩石强度高，矿石试验强度均大于60MPa，属于坚硬岩石。

（2）采场边坡稳定性评价

根据本区岩体的岩性，物理力学性质和结构面的特征，以及以往矿区工作经验，不易产生边坡滑动，属基本稳定型露天开采边。

（3）边坡角和坡面角的确定

本设计台阶坡面角的确定采用类比法，参照国内类似矿山的实际资料选取。采区台阶坡面角一般选定为60。

参照设计规范，本矿山边坡属坚硬岩类边坡，最终边坡角一般小于55。本矿山采场最终边坡角一般为43 -47。

b、台阶高度

台阶高度主要取决于矿岩性质和装载设备规格，参考《矿山采矿设计手册》以及国内类似矿山的实际经验，大、中型矿山一般为10~12m。而且本矿山采用的挖掘机可利用矿山原有的三一SY285C-8H型、神钢KOBELCO型和斗山DOOSAN-300型，其最大挖掘高度为10m左右，根据《矿山采矿设计手册》，台阶高度一般不超过挖掘机最大挖掘高度的1.25倍。

故本矿山的台阶高度设计取12m。

c、安全平台和清扫平台

安全平台和清扫平台间隔设置。安全平台宽4米，清扫平台宽8米，运输平台宽14米。

4.安全措施

(1)矿山保护原则与要求：

a.矿业开发应贯彻矿产资源开发与环境保护并重，综合治理与环境保护并举的原则。

b.严格控制矿产资源开发对矿山环境的扰动和破坏，最大限度的减少或避免矿山开发引发的矿山环境问题。

c.矿产资源的开发应推行循环经济的“污染物减量，资源再利用和循环利用”的技术原则。

(2) 露天矿的危害的防治

a.根据岩体的最大摩擦角分析掩饰的稳定性，降低边坡高度、边坡角；设计的边坡角要使岩石足够稳定，受采动和矿山压力的影响，不会导致岩体出现滑坡现象。

b.爆破作业对周围环境的的危害要减到最小，避免发生爆破事故；

c.采用洒水车在运输路面上洒水，减少土尘岁大气的污染；

d.地面防水及矿床排水工作要到位，严格按照国家标准进行；