花垣县长乐乡春发采石场初步(编辑修改稿)

花垣县长乐乡春发采石场初步(编辑修改稿)内容摘要：

层浅部风华裂隙发育，可能存在边坡不稳定隐患。 环境地质条件简单。 第四章 矿床开采安全可靠性分析 采矿方法 本区圈定云岩矿体属层状矿体，出露标高位于+600~550m，矿体基本出露于地表，设计采用露天开采方式。 采矿方法 （这是一个小矿，可以采用从上到下，分层开采的 采矿方法 ） （ 1）露天开采境界 23 1) 确定露天开采的原则 ①确定露天开采境界要保证露天采场内采出的矿石有盈利，即采用的境界剥采比不大于经济合理剥采比； ②要充分利用资源，尽可能把较多的矿石圈定在露天开采的境界内，发挥露天开采的优越性； ③所圈定的露天采场帮坡应等于露天边坡稳定所允许的角度，以保证露天采矿场 的安全生产； ④当开采境界边缘附近有重要建筑物、构筑物迁移而移出采场以外又难度较大时，可适当缩小露天开采境界； ⑤对于特厚的剥采比很小的矿床，应根据勘探程度及服务年限确定露天采场开采境界，而不应按境界剥采比确定开采境界。 2) 露天开采境界的确定 本区矿体厚度大于 50m，且所估算的矿石资源量分布于矿权范围内 +600+550m 海拔标高之间，估算的资源量相对较大，由于该矿地处山坡，属山坡露天矿，根据露天开采采场最终上部境界的上部确定原则，本矿开采深度为 50m，采场最终底部标高为 +550m，采场上部最终境界线为 非工作帮坡面与地表相交的闭合线。 底部最终境界范围由非工作帮坡面与露天底部相交的闭合线。 3) 经济合理的剥采比 对非金属矿经济合理的剥采比计算方法有两种：一是原矿成本法；二是精矿成本法。 原矿成本法没有考虑开采矿石损失和贫化方面的差别和采出矿石的数量的质量不同对企 24 业经济效益的影响。 精矿成本比较法虽考虑了采出矿石品位和选矿指标，但未考虑矿石损失因素。 本区 设计 开采的云岩矿储量为 万吨，矿体厚度大，矿石质量较均匀，露天开采矿石损失和贫化方面的差别和采出矿石的矿石数量、质量影响不大，其剥采比计算方法采用原矿成本 法较方便。 原矿成本比较法计算公式： Nj= baC 式中： Nj— 经济合理剥采比， t/t； c— 地下开采每吨矿石成本，元； a— 露天开采每吨矿石采矿费用（不包括剥离费），元； b— 露天开采每吨剥离费用，元。 经调查，在湘西中小型矿山的开采中，露天开采每吨矿石采矿费用（不包括剥离费）约 12 元，露天开采每吨剥离费用约 8元，经计算 Nj= － （ m3/m3）。 剥采比经与国内类似的矿 山经济合理剥采比进行比较，本矿山经济合理的剥采比取 （ m3/m3）是合适的。 4) 设计的境界剥采比 本矿山开采的剥离物主要为粘土覆盖层，经计算，其未来开采的境界剥采比为 （ m3/m3）。 （ 2） 采矿场底宽及位置的确定 1) 露天采场底宽 露天采场底部最小宽度不应小于开断沟宽度，底部最 小宽度按采装设备规格确定，可按表 41选取。 表 41 露天采场底部最小宽度 25 运输方式 装载设备 运输设备 最小底宽（ m） 公路运输 1m3挖掘机 4m3挖掘机 612m3挖掘机 7t 汽车 1032t汽车 100154t汽车 16 20 30 本区设计运输方式为公路运输，选取 挖掘机进行装运，载重量为 5t的汽车运矿。 其采场底宽不小于 16m。 2） 露天采场底部位置的确定 矿体水平厚度小于露天采场底部最小宽度时，底部平面宽度按最小底宽确定，矿体水平厚度与最小底宽接近时，则露天采场底宽取等于矿体水平厚度；矿体水平厚度大于露天矿最小底宽时，以最小底宽确定露天采场底平面，本矿采场最低底平面位置，按其资源量估算的最低海拔标高 550m 确定为其采场最终底平面位置。 如最终底平面宽度大于最小底平面。 露天矿底部位置按露天开采经济效益 最大的原则决定。 3）露天采场底平面的确定 根据地质剖面图初步确定了露天开采厚度为 50m，采场最终底部位置为 550m 标高，开采深度在同一标高位置上，底平面东西长约 100m，南北宽约 50m。 (3) 矿山露天采剥 及 采矿 工艺流程 1)矿山露天采剥 采剥方法按工作线的布置形成可分为： ① 纵向采剥法； ② 横向采剥法； ③ 扇形采剥法； ④ 环形采剥方法。 26 本设计推荐区内矿体采剥工作线由西向东走向布置，横向推进。 工作面主要参数有：台阶高度、采区长度及最小工作平盘宽度等。 台阶高度 10m（机械开采）。 工作平盘宽度：对于剥岩台阶 ，不少于最小工作平盘宽度 Bmin。 对于采矿台阶，工作平盘宽 B 为 B=Bmin+BP 式中： Bmin— 最小工作平盘宽度； m BP— 备采矿量平盘宽度， m。 BP= LhtApp Ap— 露天矿的实体矿石生产能力， m3/a； tp— 备采矿量开采时间， a； L— 采矿工作线总长度， m； h— 台阶高度， m； B— 工作平盘宽度， m。 经计算： B=20m； BP=4m。 2)采矿工艺流程 第四系剥离及风化岩石开采工艺为：液压挖掘机铲装 —— 矿用自卸汽车运输 —— 排土场。 矿石开采工艺为：土体剥离 — — 凿岩爆破 —— 机械铲装—— 汽车运输 —— 破碎加工 —— 成品。 （ 4）最终边帮构成要素 1) 影响采场最终边帮稳定的因素： 27 ①围岩的物理力学性质，包括岩石硬度，凝聚力和内摩擦角等； ②地质构造：包括由破碎带、断层、节理裂隙和层理面构成的弱面，不稳定的软岩层类，以及遇水膨胀的软岩等； ③水文地质条件：地下水的静压力和动压力，地下水活动对岩层稳定的影响； ④强烈地震的影响； ⑤开采技术条件和边坡存在的时间。 2) 最终帮坡角 本矿属简单的小型矿山，可参照类似矿山矿岩物主要力学性能指标计算出最终帮坡角。 本区云岩矿厚度为 50m，为水平矿体，倾向南东 125157176。 ，倾角 811176。 ，属坚硬岩类，岩石硬度系数 f=810。 但区内节理裂隙较发育，沿走向节理可能成为岩石滑坡或崩塌导致地质灾害的产生。 根据地貌地形特征，本区采终边坡高度在 50m 左右，最终边坡角设计为60176。 3）阶段高度及阶段坡面角 ①阶段高度 主要取决于围岩性质和采掘设备规格。 我国设计和生产的露天矿，小型矿山机械化开采的阶段高度一般为 810m。 本矿矿岩坚硬、稳固性好，推荐使用的挖掘机为中型，阶段高度设计为 10m，共设计 5个台阶。 ②阶段坡面角 岩层与围岩的 性质、岩层倾角和倾向、节理、层理 28 和断层、高度以及切割方法等因素有关，一般阶段坡面角参考 42 表 42阶段坡面角参考资料表 岩石硬度系数 （ f） 1520 814 37 12 阶段坡面角 7585176。 7075176。 6065176。 4560176。 本区矿岩硬度系数 f 在 812 之间，设计阶段坡面角为70176。 4) 最终平台宽度 露天采场最终平台分为安全平台、清扫平台和运输平台。 ①安全平台和清扫平台 安全平台和清扫平台宽度设计计算公式： a=（ L— nb） /（ n— 1） 式中： a— 安全平台和清扫平台平均宽度， m； L— 最终边帮水平宽度， m； n— 阶段数； b— 阶段坡面水平宽度， m。 经计算，本区最终安全平台和清扫平台宽度为： a=（ 20－ 3 4） /（ 3－ 1） =，设计取 4m。 ②运输平台 由开拓系统的运输方式和线路确定。 设计运输方式为汽车运输；运输线路可分为单线和双线。 本矿山开采规模小， 29 设计运输线路为单线。 根据表 43，选用汽车车身宽 ，载重量 5t，设计单线运输平台宽为 8m。 表 43 汽车运输平台最小宽度 车宽分类 一 二 三 四 五 六 车身宽（ m） 载重量（ t） 7 20 32 68 100 154 运输平台（ m） 单线 8 9 10 12 15 18 双线 13 根据矿体的赋存条件、埋藏深度、矿区地形及运输开拓条件等，设计选用 自上而下、水平分台阶的露天采矿方法。 ⑴垂直方向：各采剥带均从确定的最高标高 +600m 处开始，设采准工作平台和由采剥带组成阶梯式台阶，自上而下开采。 ⑵水平方向： 每个台阶由西南往东北推进。 ⑶工作线的布置方式为横向， 即采掘工作线大致沿矿石的走向，自南往北推进。 综上所述，本次设计采用自上而下的分台阶开采方式 ，采场主要技术参数为：采剥台阶高度 10m，单台阶推进， 设阶段 坡面角为 70176。 ，最终边坡角 60176。 选择的开采方式符合《金属非金属矿山安全规程》及有关采矿设计规范和现场的实际情况，设计采场构成要素合 30 理，因此，开采方 法 是安全可靠的。 采场边坡 重点阐述设计 的 采场边坡 相关技术 参数 、 边坡的岩体结构特征、岩体及结构面力学性质参数、设计边坡特征、分区特征、结构面特征、破坏模式、安全标准、计算方法 、 不同边坡区段 安全稳定性计算分析结果、保证边坡稳定性的措施等。 影响采场最终边帮稳定的因素 ： (1)围岩的物理力学性质，包括岩石硬度，凝聚力和内摩擦角等； (2)地质构造：包括由破碎带、断层、节理裂隙和层理面构成的弱面，不稳定的软岩层类，以及遇水膨胀的软岩等； (3)水文地质条件：地下水的静压力和动压力，地下水活动对岩层稳定的影响； (4)强烈地震的影响； (5)开采技术条件和边坡存在的时间。 为了保证最终边坡的稳定，边帮的形成一般可取以下技术措施： ①靠近最终边帮约 12排炮孔采用斜孔，光面爆 破、加密孔距等控制爆破； ②减少炮孔装药量，采用微量爆破，减少爆破对边坡的震动。 最终帮坡角 本矿属简单的小型矿山，可参照类似矿山矿岩物主要力 31 学性能指标计算出最终帮坡角。 本区云岩矿厚度为 50m，为水平矿体，倾向南东 125157176。 ，倾角 811176。 ，属坚硬岩类，岩石硬度系数 f=810。 但区内节理裂隙较发育，沿走向节理可能成为岩石滑坡或崩塌导致地质灾害的产生。 根据地貌地形特征，本区采终边坡高度在 50m 左右，最终边坡角设计为60176。 ①阶段高度 主要取决于围岩性质和采 掘设备规格。 我国设计和生产的露天矿，小型矿山机械化开采的阶段高度一般为 810m。 本矿矿岩坚硬、稳固性好，推荐使用的挖掘机为中型，阶段高度设计为 10m，共设计 5个台阶。 ②阶段坡面角 岩层与围岩的性质、岩层倾角和倾向、节理、层理和断层、高度以及切割方法等因素有关，一般阶段坡面角参考 42 本区矿岩硬度系数 f 在 812 之间，设计阶段坡面角为70176。 本矿矿岩坚硬、稳固性好，矿岩硬度系数高，故采场边坡稳固性好，安全可靠性强，对未来开采并无大的影响。 最终平台宽度 露天采场最终平台分为安全 平台、清扫平台和运输平台。 (1)安全平台和清扫平台 32 安全平台和清扫平台宽度设计计算公式： a=（ L— nb） /（ n— 1） 式中： a— 安全平台和清扫平台平均宽度， m； L— 最终边帮水平宽度， m； n— 阶段数； b— 阶段坡面水平宽度， m。 经计算，本区最终安全平台和清扫平台宽度为： a=（ 20－ 3 4） /（ 3－ 1） =，设计取 4m。 (2)运输平台 由开拓系统的运输方式和线路确定。 设计运输方式为汽车运输；运输线路可分为单线和双线。 本矿山开采规模小，设计运输线路为单线。 根据表 43，选用汽车车身宽 ，载重 量 5t，设计单线运输平台宽为 8m。 综上所述 ,采场主要技术参数为： 阶段 高度 10m， 单台阶推进，不存在通常意义上的工作帮坡角。 阶 段 坡面角为70176。 ， 最终边坡角 60176。 符合 《 金属非金属矿山安全规程 》等有关采矿设计规范 和现场的实际情况。 为提高凿岩效率，凿岩设备推荐 KQD100 型潜孔钻机，该设备性能可靠。 根据凿岩设备的性能，设置 10m的 台阶 高度符合有关规定，对凿岩设备的作业条件，以及充分发挥凿岩设备的效率，是比较合适的。 根据《 金属非金属矿山安全规程 》的要求，设计的最终边坡要素符合有关规 定，选取的指标合理， 设计终了 阶段 边坡 33 角 70176。 ，最终 边 坡角为 60176。 ，安全平台 和清扫增台 宽度 4m，运输平台宽度 8m。 开采时采取必要的保护措施，加强边坡管理，最终边坡是稳定安全的。 开拓运输系统 根据确定的露天开采境界、矿山生产规模，以及矿区地形地质条件，选用移动坑线、折返式公路开拓运输方案，挖掘机装车，自卸式汽车运输。 矿山内部采用汽车运输，根据矿山。