露天采石场开采方案.pdf
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1、. . 第一章概述 1、矿山位置、企业性质和隶属关系 矿区位于某县 矿山属股份制私有企业, 矿区经国土资源部门以拍卖形式获得采 矿权。 图 1 矿区交通位置图 2、矿山范围、矿产资源赋存、工程地质等情况 2.1 矿山范围 平面面积 m2,开采标高。采矿区范围拐点坐标见表一。 表 1 矿区拐点坐标一览表 拐点点号 北京坐标系坐标( 3 O 带) 拐点点号 北京坐标系坐标( 3 O 带) x y x y 2.2 矿产资源赋存 据普通建筑石料矿区普查地质报告尚未考虑最终边坡上台阶 的设置情况,估算的矿石量为万吨。经计算,剔除预留边坡占有的资 源量,实际可采矿石量约万吨。 开采技术条件 根据矿区地形地
2、貌, 防止大暴雨期间小流域山洪暴发对矿山造成 的危害,矿山最低开采标高为+36m。 剥采比:剥离物(覆盖层,风化基岩,夹石等)与矿石量之体积 比较小。 . . 采场最终边坡角53 O 采场最终底盘最小宽度不小于40m。 开采台阶高度 16m。 开采台阶坡面角70 O 最终边坡台阶坡面角63 O 中深孔爆破安全距离不小于200m。 浅孔爆破安全距离不小于300m。 2.3 工程地质 矿区位于丘陵区,山体自然坡度一般1540 O。地表土体(残坡 积层)厚度不大,一般为 0.52m,强风化层厚度不大, 为 23.5 m。 基岩岩性为流纹质含角砾晶屑玻屑凝灰岩,矿区内见一条岩脉, 位于 矿区中部。岩脉
3、宽度10 m,在采坑内出露,露头长度约80 m,估计 延伸长约 190 m,岩性为肉红色霏细斑岩,含有少量石英斑晶。位于 矿区中部波状弯曲延伸,总体走向80 O,近直立。区内节理裂隙发育 一般,见一条南北走向的断裂(F1) ,位于矿区中部。断裂破碎带宽 度为 1m,延伸长约 35 m,破碎带中的岩石风化强烈。 断面产状为 83 85。围岩是强风化中风化流纹质晶屑玻屑凝灰岩。断裂破碎带中 有泉水渗出,水量微弱。水文地质条件简单, 地表植被覆盖率约30%。 自然斜坡基本稳定。 采矿区范围开采标高+112+36m。矿区出露的凝灰岩具块状构 造,产状稳定; 基岩风化程度由地表向下为强风化中风化,强风化
4、 层较薄,以中风化岩为主;节理、裂隙发育一般,岩石硬度中等;地 . . 表残坡积层厚度不大,地下水贫乏。矿体覆盖层厚度不大,局部出露 地表,可露天开采。 3、矿山现状、特点及存在的主要问题 矿区位于某县矿产资源规划划定的* 建筑石料规划开采区 内。采矿东北侧为 *村,民房距矿区最近水平距离约300m,采 矿区东侧与公路相接, 最近距离 350m,采矿区范围已通过安全检测。 矿区影响范围内无其它重要工程设施,也无景点。 矿山开采范围内的开采最低标高为+36m,最高可采标高 +112m, 由于该矿原先采用单面坡开采,到目前为止尚未形成贯通的台阶平 面。 第二章编制依据 1、编制依据的文件(批准书、
5、委托书、协议等); 1.1编制开采方案与安全技术措施委托书 ; 1.2* 矿产资源规划; 1.3* 地质灾害防治规划。 2、编制依据的地质资料及有关矿山安全的基础资料 2. 1某县 *普通建筑石料矿区普查地质报告浙江省第十 一地质大队,某县国土资源局(2005年 4 月) ; 2.2某县 *普通建筑石料矿区矿产资源开发利用方案某 县洋澳矿业有限公司( 2005年 5 月) ; 2.3某县 *普通建筑石料矿区矿山作业条件安全检测检验 报告书温州市安全生产技术服务中心(2005年 6 月) ; . . 3、编制依据的法规、规程、标准及技术规范 3.1中华人民共和国安全生产法 ; 3.2中华人民共和
6、国矿山安全法 ; 3.3中华人民共和国劳动法 ; 3.4实施条例; 3.5中华人民共和国民用爆炸物品管理条例; 3.6爆破安全规程(GB6722-2003) ; 3.7金属非金属矿山安全规程 (GB16423-1996) ; 3.8厂矿道路设计规范(GBJ22-87) ; 3.9矿山建设工程安全监督办法劳部发1994502 号; 3.10 建设项目(工程)职业安全卫生设施和技术措施验收办法 劳安字 19921 号; 3.11浙江省矿山安全准入条件审查程序的规定浙安监管矿安 2003108 号; 3.12 国土资源部关于加强对矿产资源开发利用方案审查的通 知国土发 199998 号; 3.13工
7、业企业噪声控制设计规范 (GBJ87-1985) ; 3.14生产设备安全卫生设计总则 (GB5083-1999) ; 3.15工业企业厂内铁路、公路运输安全规程 (GB4387-1994) ; 3.16高处作业分级(GB3608-1983) ; 3.17噪声作业分级(LD80-1995) ; 3.18浙江省乡镇露天矿场安全生产规定实施细则浙劳人 . . 矿(1989)105号; 3.19 浙江省安全生产监督管理局 关于实施矿山企业安全生产许 可证若干意见的通知浙安监管矿安(2004)100号; 3.20建筑物防雷设计规范 (GB50057-1994) ; 3.21建筑设计防火规范 (GBJ1
8、6-1987) ; 第三章开采方案 1、确定开采境界、开采规模和服务年限 1.1 露天开采境界 开采境界是经某县国土资源局划定的拐点坐标的开采范围。 露天开采境界由地表境界、 底盘境界、开采深度和最终边坡组成。 1.1.1 地面境界 矿区由 5 个矿界拐点组成,长143m,平均宽 116m。 1.1.2 底盘境界 按最终边坡角 53要求确定,最终底盘境界长83m,宽 61m。 1.1.3 开采深度 开采底部标高 +36m,最大开采高度 76m。 1.1.4 最终边坡角 根据矿区开采深度和岩石硬度系数,并参考有关资料, 确定开采 最终边坡角为 53, 最终台阶坡面角为63,安全平台宽度 4.5m
9、 (附 最终台阶剖面图)。 1.2 开采规模、服务年限 该矿山是当地是一家规模较大的普通建筑石料生产企业,矿山的 . . 生产能力为 20 万吨/年。产品以普通建筑石为主,少量宕碴。 据现有的资源量以及矿山企业的生产能力,确定矿山服务年限为 3 年。 2、矿床开拓、开采方式 为达到高效、安全、低成本的经济效果,根据矿山现状,确定采 用山坡露天开采方式。 2.1 矿床开拓 矿区分为 5 个开采平台,台阶高为 16m, 分别为 +100m、 +84 m、 +68 m、+52 m、+36 m,5 个平台,从而形成了以台阶为基础,从下 至上的折返公路运输开拓至+84 水平。折返式矿山公路长需760m,
10、 需占用大部份非矿山土地。 (见附图 3) +84m 平台以上采用设备上山简易道路,将+100m平台以上的矿 石用挖掘机倒堆、翻矿至+84m 平台进行转载。 矿区外部运输系统:矿区已有简易公路约0.35km 南距某县城灵 溪镇约 4km,矿产品可直接通往外地,外部运输条件良好。 2.2 开采方式 该矿区矿体平面形态坚石规则状, 深灰色流放质含角砾晶屑凝灰 岩矿石,矿体出露地面,故采用露天台阶式开采方式。 开采前,先剥离山体表部残坡积层和强风化等松散岩层。 该矿开采高度最大达76m,开采方式为分水平台阶自上而下开 采。从最高点(标高 +112m)至开采底盘(标高 +36m)设 5 个台阶, 台阶
11、高度为 16m,台阶编号自下至上、,分别代表 . . 标高为 +36m、+52m、+68m、+84m、+100m 平台水平。(其中+100m 至+112m台阶高度为 12 m)开采中必须坚持自上而下的开采顺序; 每一台阶开采前应做好进段沟的开挖,确保开采中各种设备能自由通 畅出入。 最终台阶坡面角不大于63, 最终边坡总体坡度不大于53, 工作台阶坡面角为70。(见附图 4) 3、采场及工业广场布置 工业广场布置根据矿区地形地貌特征和矿区周边工程地质条件 及环境保护要求, 从矿床内部条件和外部建设条件考虑,结合开拓运 输系统布置和矿山生产规模、 开采方式以及矿山设计的原则要求,选 择采场及工业
12、广场布置方案如下:(见附图 1) 3.1 采场布置 采场工作面布置分两步进行, 先用气腿式风钻将高低不平的地表 改造成或与开采台标高大约一致的水平状态,再按自上而下的顺序分 台阶进行开采。 3.2 工业广场布置 碎石加工厂:设置在矿区的东北角,采出的矿石可通过矿山运输 道路用汽车直接运送碎石加工厂。 石料场:矿石开采出后, 可直接运往碎石加工厂进行破碎、筛选, 工业场地较为开阔,尚未加工的矿石可暂时堆放在加工厂附近。因此, 不需专门设置石料场。 宕碴堆场:宕碴数量不多,放置在采场周边即可。 料仓场:按不同规格矿产品就近堆放待送。 . . 排土场:矿山开采时必须对地表残坡积层进行剥离,需占用东北
13、 方向的土地集中堆放。 矿部:原矿山已有办公室及仓库,可以利用。 工房:作为职工生活用房,应远离爆破警戒区,故工房设置应在 矿区东侧的村庄。 炸药临时储存库:爆破器材由某县有关部门统一配送,当天回收 剩余爆破器材。但必须建造临时储存库,库房地点、结构和安全设施 等须经公安部门批准。 变压器:矿山用电由当地电力部门供给,电压380V,该矿区已 自置变压器 200KVA/台。 高位水池:工业用水包括穿孔湿式、矿山喷雾、道路洒水、破碎 喷雾降尘等,应在矿区顶部+124m 处设置高位水池(箱) ,水源可取 自矿区东北的小溪沟中,选用多级泵(8 级泵)抽至高位水池集中供 水。 4、露天开采 4.1 露天
14、采场最终边坡要素 为了满足年生产20 万吨矿石的要求,应采用机械化作业,矿山 开采按 16m高差一个台阶设计,矿山的台阶数为5 个。 4.1.1 台阶高度 根据矿体空间分布及矿体开采高差等特征,具体分为 5 台阶,台 阶高度为 16m,自下而上分为 +36m、+52m、+68m、+84m、+100m5 个台阶。 . . 4.1.2 工作平盘宽度 工作平盘宽度又分为新工作面准备时堑沟(即开段沟)宽度和正 常开采时工作平盘宽度。堑沟宽度按掘机斗容1.0m3,汽车载重7.5 吨进行布置,堑沟底宽为30m。 采装运输平台的最小工作底盘根据一次爆破进尺,爆堆的高度和 宽度,运输车辆要求场地的宽度及距边坡
15、的安全距离等因素,经计算 工作底盘的宽度不小于40m。 4.1.3 最小工作线长度 根据多排孔微差爆破落矿、 工作面同时采用机械铲装方式,设备 工作带的宽度及分台阶作业需要,最小工作线长度应大于100m。 4.1.4 工作台阶边坡角 该矿山边坡岩体抗压强度高, 稳定性好,生产期工作台阶坡面角 取 70。 4.1.5 最终边坡台阶坡面角 根据矿区开采深度和岩石硬度系数 (f) , 边坡主要为中等风化岩, 台阶高度 16m,最终台阶坡面角为63。 4.1.6 最终边坡要素 台阶高度 16m,安全平台宽 4.5m,清扫平台宽 6m,即设安全平 台 3 个,清扫平台 1 个,经计算开采最终边坡角为53
16、。 4.2 开采顺序和推进方式 本矿以 +36m 为开采底界, +112m 为开采顶界,开采相对高差 76m,按中深孔爆破要求及生产台阶安全考虑,以16m 为一个台阶, . . 自下而上分为 +36m、 +52m、 68m、 +84m、 +100m 共计 5 个水平。+36m 标高的底盘开拓已基本完成,矿山公路修至标高为+84 平台,用载重 汽车运输矿石。 推进方向是垂直开采条带,自上而下按采剥作业面平行推进。 4.3 工作台阶要素 台阶边坡角 63(坡率 1:0.5) 。根据矿区开采深度和宕石硬度系 数(f) ,生产期工作台阶边坡角为70。 非工作帮和开采最终边坡要素 非工作帮和最终边坡角,
17、台阶高度16m,台阶边坡角为63, +68m 台阶平台宽 6m,作为清扫平台;其余台阶平台宽度4.5m,由 此,开采最终边坡角为53。 4.4 开采工艺和爆破方案 4.4.1 开采工艺 本矿山采用中深孔台阶式微差爆破,挖掘机铲装、10t 以下载重 汽车运输开采方案。并采取垂直下降分层后退式开采,通过对开拓、 采准和备采,结合回采合理调整,在保证施工安全的前提下,尽量组 织多台阶同时生产。 该方案使用气液联动潜孔钻(型号KSZ100)穿孔,为边角地带 穿孔作业和处理大块二次破碎等浅孔爆破,选用气腿式 7655凿岩机。 开采工艺流程: 穿孔作业(剥离后)爆破作业采装作业 运输作业破碎作业。 4.4
18、.2 爆破方案 . . 4.4.2.1 爆破台阶要素 本工程拟采用倾斜深孔台阶爆破,其台阶要素分别为:H 台阶高 度; w1 为前排钻孔的底板抵抗线;h 为超钻深度; L 为钻孔深度; L1 为装药长度; L2 为堵塞长度; 为台阶坡面角; b1 为台阶上缘至 前排孔距离; b 为排距; a 为孔距; w 为最小抵抗线;为斜孔倾 斜角度。( 见 附图 5) 4.4.2.2 爆破参数选择 (1)台阶高度 H 的确定 根据山体条件及挖装设备状况,已确定取H=16m。 (2) 钻孔直径 D 的确定 钻孔直径的大小,主要取决于钻孔机械,台阶高度,岩石性质, 本工程钻机拟采用KSZ100 潜孔钻机,钻头
19、直径d=100mm。 (3)钻孔形式采用倾斜孔,倾角为 75。 (4)超钻深度 h 和钻孔深度 L 的确定 超钻深度 h:超钻是为了克服底板阻力,使爆破后不留岩坎,本 工程超钻深度按 1.3 米计算; 钻孔深度 L: 钻孔深度按 L= (H+h) /sin , L L 1 W H h W1 bb L 2 a 图 2 倾斜深孔爆破台阶要素图 70 O . . 计算 L=17.91m(H=16m ),最后钻孔深度取18m。 4.4.2.3 底板抵抗线 w1计算 对于倾斜孔 w1按下式计算:w1= ( (0.56q12+4mqq1HL) 1/20.75q 1) /2mqH。式中: W1底盘最小抵抗线
20、 q1每米深孔装药量q1=7.5kg/m q 单位炸药消耗量q=0.35kgm3 m炮孔间距邻近系数取 m=2.0 L 钻孔深度L=18m 经计算: W1=3.23m 利用经验公式验算: Wl=0.024d+0.85进行校核, W=3.25m 本工程底盘最小抵抗线取W1=3.2m。 4.4.2.4 炮孔间距 a 的确定 炮孔间距按 a=mW1计算,取 a=6.4m。 4.4.2.5 排距 b 的确定 排距 b 按 b=W1计算, b=3.2m。 4.4.2.6 布孔方式 本工程施工孔眼呈梅花形布置。 4.4.3 起爆方法 本工程主要采用非电导爆管起爆网路,火雷管引爆,微差间隔 “V ”型起爆顺
21、序。 微差间隔时间 t 按下式计算: t=aw . . 式中: a 与岩石有关的系数,取a=6 其他符号同前 经计算: t=18ms 根据多次爆破经验,取t=50ms 4.4.4 露天矿开挖施工方法 露天矿开挖施工工艺流程:布孔穿孔装药起爆 4.4.4.1 穿孔 (1)穿孔设备的配备 a)穿孔设备选型原则 所选择的穿孔机械, 应能满足施工方案对钻孔方向、孔径和深度 的要求;所选用的机械设备要从供给来源、机械质量、维修条件、操 作技术、管理水平和环境保护等方面综合考虑;选用机械设备的类型 不宜太多,以利于生产效率的提高和维修管理。 b)穿孔设备选型 根据上述原则结合现有矿山特点,本工程穿孔设备选
22、用KSZ100 潜孔钻机。 c)穿孔设备台班生产能力 穿孔设备台班生产能力按下式计算: A=8VKt 式中: V 凿岩机纯钻进速度,取V=6.5m/h Kt时间利用系数,取Kt=0.65 A=33m/台班 . . d)穿孔设备需用量 N=KV AB 式中: K 有效孔系数取K=1.05 V每班爆岩量,每日按一班作业,日最大采石强度为290 m 3 A钻机台班生产能力,A=33 米/台班 B 每米炮孔爆岩量, B=22m3/m 经计算: N=0.42 取 N=1 台 e)二次破碎设备配备 根据该矿区地质情况、 矿石加工对石料粒径的要求,对较大块石 采用 7655 气腿式凿岩机,以9m3移动式空压
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