露天礦課程設(shè)計(jì)

1、河北聯(lián)合大學(xué)露天礦山開采課程設(shè)計(jì)姓名：于江坤專業(yè)：米礦工程學(xué)號(hào)：201005050113目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1綜述-1 -1.1 概況-1 -1.1.1地理位置及交通情況-1 -1.1.2自然地理及經(jīng)濟(jì)地理情況-1 - HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1.1.3設(shè)計(jì)范圍-2 - HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.2設(shè)計(jì)基本原則-2 - HYPERLINK l bookmark17 o Curren

2、t Document 1.3礦山生產(chǎn)規(guī)模及服務(wù)年限-2 - HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 1.4主要設(shè)計(jì)方案-3 - HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 1.4.1開采方式-3 -1.4.2露天開采最終境界-4 -1.4.3礦床開拓-4 - HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 1.4.4采剝工藝-4 - HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 2.地質(zhì)-4 - HYPERLINK l bookmark4

3、1 o Current Document 2.1礦區(qū)及礦床地質(zhì)-4 - HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 2.1.1礦區(qū)地質(zhì)-4 - HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 2.1.2礦床地質(zhì)特征-5 - HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 2.2礦石儲(chǔ)量-7 -2.2.1工業(yè)指標(biāo)-7 -2.2.2境界內(nèi)的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量-7 - HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 2.3水文地質(zhì)-7 - HYPERLINK

4、l bookmark87 o Current Document 2.4礦區(qū)工程地質(zhì)-8 - HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 3采礦-8 - HYPERLINK l bookmark93 o Current Document 3.1露天開采境界設(shè)計(jì)-8 - HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 3.1.1露天開采境界設(shè)計(jì)的主要原則-8 -3.1.2經(jīng)濟(jì)合理剝采比-9 -3.1.3露天采場(chǎng)邊幫的構(gòu)成要素-9 -3.1.4儲(chǔ)量估算-9 -3.1.5礦山年產(chǎn)量、服務(wù)年限和工作制度-9 -3.1.6最終露天

5、境界參數(shù)-10 -露天境界參數(shù)表-10 - HYPERLINK l bookmark111 o Current Document 3.2礦床開拓-10 -3.2.1礦區(qū)地形特征-10 -3.2.2開拓運(yùn)輸方案-10 -1綜述1.1概況1.1.1地理位置及交通情況礦區(qū)位于某縣城257方向，直距5公里，運(yùn)距6.5公里。現(xiàn)屬于某縣某鎮(zhèn)管 轄。區(qū)內(nèi)有一便道與101國道相連，交通較為方便。圖1礦區(qū)交通位置圖1.1.2自然地理及經(jīng)濟(jì)地理情況本區(qū)地處承德東部，屬于侵蝕低山區(qū)，地勢(shì)西高東低，最高海拔716m，最低 海拔510m，相對(duì)高差206m，溝谷多呈近南北向。該區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候，據(jù)氣象部門資料，年平均溫

6、度10C土，最高氣溫 37C，最低氣溫-20C，夏季炎熱、冬季寒冷，溫差變化較大。年降水量在500 700mm，多集中在7、8、9月份，霜凍期自當(dāng)年11月至翌年3月，凍土深度 1.2m。山地植被覆蓋面積較大，主要有棉槐、刺槐、松樹、蘋果、山楂等林木。該區(qū)經(jīng)濟(jì)以農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)作物為玉米、大豆、高粱、谷子等，林果主要為蘋 果、山楂和少量板粟。隨著礦業(yè)的發(fā)展，礦山已成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)， 并帶動(dòng)了運(yùn)輸、服務(wù)行業(yè)的發(fā)展。電力、水資源相對(duì)充足，剩余勞動(dòng)力較多，可 滿足礦山建設(shè)的需要。1.1.3設(shè)計(jì)范圍礦區(qū)所在區(qū)塊編號(hào)為：K50E018019 (某縣幅)，其中心地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 1183822，北緯4

7、100，14。礦區(qū)范圍由4點(diǎn)控制，采礦證面積1.6535km2，開 采深度：700米至430米標(biāo)高。表1采礦證范圍各拐點(diǎn)坐標(biāo)表拐點(diǎn)XY礦區(qū)面枳(km2)14542316.5240383807.351.6535km2開采深度：716米至530米24542232.3740386255.7434541557.8240386232.5544541641.9640383784.161.2設(shè)計(jì)基本原則根據(jù)礦山資源條件、有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及生產(chǎn)實(shí)際，確定本次設(shè)計(jì)的基本原則如 下：認(rèn)真貫徹國家各項(xiàng)政策法規(guī)，嚴(yán)格按照冶金礦山行業(yè)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范 和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；生產(chǎn)工藝先進(jìn)合理，設(shè)備選型立足國內(nèi)，充分利用現(xiàn)有設(shè)備和設(shè)

8、施，在 滿足生產(chǎn)要求的前提下盡可能減少建設(shè)周期和工程建設(shè)投資；積極開發(fā)新產(chǎn)品，加強(qiáng)排棄物的綜合利用，減少廢石排放，提高資源回收 率。正確處理好當(dāng)前開采與遠(yuǎn)景礦區(qū)擴(kuò)建的銜接關(guān)系。1.3礦山生產(chǎn)規(guī)模及服務(wù)年限1.3.1礦山生產(chǎn)規(guī)模該礦山擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模后擬年生產(chǎn)40萬噸鐵精粉，年處理400萬噸鐵礦石。1.3.2礦山服務(wù)年限。本次經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的對(duì)象為全區(qū)400m標(biāo)高以上mFeN4%的超貧磁鐵礦石。根據(jù)該礦體的賦存情況和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的合理性，122b類礦產(chǎn)資源可利用 系數(shù)0.8，332類礦產(chǎn)資源可利用系數(shù)0.7，333類礦產(chǎn)資源可利用系數(shù)0.6,確定可采礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量(122b+332+333)為113869k

9、t。礦損失率按5%，貧化率按15%,依下列公式：T=QX(1- ) /AX(1-p )=113869X0.95/4000X0.8523年式中：T一礦山服務(wù)年限；Q一可米礦石量；A年產(chǎn)礦石量；按照擴(kuò)產(chǎn)后4000kt /年組織生產(chǎn)，礦山服務(wù)年限可以達(dá)到23年。1.4主要設(shè)計(jì)方案1.4.1開采方式目前礦山開采主要集中在21線16線之間的部分，礦體在地表長度約為2km， 平均厚度 80.02m，平均品位 TFe11.04%，mFe6.14%。礦體為超貧磁鐵礦，礦體厚度較大，開采標(biāo)高未超過侵蝕基準(zhǔn)面，表面有4-5m厚的第四紀(jì)表土，現(xiàn)礦體開采方式為地表露采。本次設(shè)計(jì)將開采范圍確定為2116線。1.4.2露

10、天開采最終境界117i11匕1 妻i1Ip八豪1.soi身i/ ra1 .L簍S國昨1t廣、-t、9斗 Y1.4.3礦床開拓因本礦山運(yùn)距較短，故采用公路開拓。原有道路已至+520m水平，西區(qū)地形 為單側(cè)山坡，高差較大，公路折返次數(shù)多，基建工程量大，擔(dān)負(fù)各水平的礦巖運(yùn) 輸，其中巖石部分運(yùn)至排土場(chǎng)。礦石沿原有運(yùn)輸公路運(yùn)至破碎站。道路規(guī)格為露 天礦山一級(jí)公路，雙車道，道路寬度為20m。1.4.4采剝工藝采用穿孔、爆破、采裝、運(yùn)輸、排土的間斷采剝工藝。在作業(yè)平臺(tái)上，采用 310mm牙輪鉆機(jī)穿孔，爆破后的礦巖，用8m3和6 m3電鏟裝入100t和40t 自卸汽車分別運(yùn)到破碎站和排土場(chǎng)。2.地質(zhì)2.1礦區(qū)

11、及礦床地質(zhì)2.1.1礦區(qū)地質(zhì)2.1.1.1地層產(chǎn)狀區(qū)內(nèi)所見地層，從老至新主要有太古界單塔子群變質(zhì)巖、中生界白堊系大北 溝組火山沉積巖、新生界第四系全新統(tǒng)松散層。單塔子群變質(zhì)巖(Ardn)分布于礦區(qū)的南西北三面包圍黑云角閃輝長巖體，在區(qū)內(nèi)出露面積較小。地層北傾，屬同斜向斜構(gòu)造，這一向斜構(gòu)造從西往東側(cè)伏。在紅石砬一帶形 成馬蹄狀（可能屬于同斜向斜的側(cè)伏底），目前所見到的黑云二長巖和黑云角閃 輝長巖，原來可能為層狀侵入體，后與單塔子群地層同遭區(qū)域變質(zhì)和混合巖化及 褶曲形成。白堊系大北溝組（K1d）主要分布于礦區(qū)的東側(cè)、南側(cè)，覆蓋于黑云角閃輝長巖體，不整合于單塔子 群之上。主要巖石下部為灰紫色砂礫巖，

12、上部為安山巖，地層走向北東東，傾向120 150，傾角2025，呈單斜構(gòu)造。第四系（Q4）分布于溝谷兩側(cè)，由殘坡積、沖洪積砂礫和粘土組成，分布面積狹窄，厚度 在35m。2.1.1.2 構(gòu)造區(qū)域構(gòu)造，古北口平泉深斷裂在礦區(qū)通過，本區(qū)基性黑云角閃二長巖及 黑云角閃輝長巖體受該構(gòu)造控制。據(jù)區(qū)測(cè)資料，本區(qū)單塔子群地層為一個(gè)呈東西走向，向北傾斜的同斜向斜 構(gòu)造。黑云二長巖體中的黑云角閃輝長巖體呈馬蹄形構(gòu)造。屬于同斜向斜的側(cè)伏 底。其它的線形構(gòu)造也較發(fā)育，以北西向的斷裂為主。F1號(hào)斷層：分布于礦區(qū)的西部，呈346方向延長約1.5公里，寬30m左右，傾向北東， 傾角在6065，屬正斷層。對(duì)本區(qū)礦體有破壞作用

13、，但斷距很小。F2號(hào)斷層：分布于礦區(qū)的北部，呈293方向延展，長1.45公里，寬1020m。斷裂帶 傾向南西，傾角在80左右，斷層性質(zhì)屬逆斷層。2.1.2礦床地質(zhì)特征2.1.2.1礦床特征本區(qū)礦體賦存于早元古代時(shí)期層狀侵入的黑云角閃輝長巖中，層狀巖體與單 塔子群地層同遭區(qū)域變質(zhì)和混合巖化及褶曲，導(dǎo)致巖體呈馬蹄形，由于分異作用 致含鐵量有差異，整個(gè)巖體中部形成一條連續(xù)的馬蹄形礦帶，因礦權(quán)分為南區(qū)I 號(hào)礦帶（永輝）和北區(qū)II號(hào)礦帶（即某礦區(qū)），礦體即賦存于黑云角閃輝長巖體 礦帶之中，礦體與圍巖為漸變關(guān)系，依據(jù)mFe分析結(jié)果來界定。2009年12月的核實(shí)工作圈出的礦體編號(hào)為II-8、II-6-1、I

14、I-6-2、II-6-3 號(hào)4條礦體。該礦帶位于巖體中部，其西部（7號(hào)勘查線以西）走向北東，近東西向，傾 向北；由于后期受到褶曲的影響，在礦體東部（7號(hào)勘查線以東）走向變化為北 西70，傾向北東；造成礦體兩端產(chǎn)狀不同，應(yīng)是受區(qū)域褶皺影響而致。2.1.2.2礦體特征本次工作按不同礦石品級(jí)共圈出2條超貧磁鐵礦體，分別為Fe1 （mFeN6%） 和Fe2 （4%WmFeV6%），礦體均賦存于黑云角閃輝長巖中，分布于勘查區(qū)中北部， 榆樹林溝至南溝溝一帶，地表呈條帶狀脈體，延長約2000m，厚度變化較大，現(xiàn) 對(duì)礦帶（mFe 4%）分東西兩段分別闡述如下：西段礦體：即礦體西端至7號(hào)勘查線之間部分，該段礦體

15、呈似透鏡體狀， 走向北東近東西向，向北傾，傾角在70左右，地表出露延長約1000m，厚度在 120-360m之間，中部（15號(hào)勘查線）最寬，達(dá)360m厚。西段礦帶全鐵品位 5.15%-16.54%，磁性鐵品位4.01%-12.29%。礦體上下盤均為黑云角閃輝長巖， 與礦體的界線以磁性鐵含量劃分，呈漸變接觸關(guān)系。東段礦體：該段礦體呈脈狀體，受區(qū)域構(gòu)造影響，在7號(hào)勘查線以東走向 變?yōu)楸蔽?0，北東傾，由西向東礦體傾角逐漸由70變陡至82左右，地表 出露長約1100m，厚度60-200m之間。礦體全鐵品位7.80%-13.93%，磁性鐵品位 4.01%-9.81%。礦體上下盤亦為黑云角閃輝長巖，與礦

16、體的界線以磁性鐵含量劃 分，呈漸變接觸關(guān)系。2.1.2.3礦石特征礦體為含磁鐵黑云角閃輝長巖。金屬礦物主要有磁鐵礦412%，鈦鐵礦2 3%，其次有少量赤鐵礦。脈石礦物有斜長石、輝石，含量8085%，其次有角 閃石、黑云母、磷灰石及榍石等。磁鐵礦呈半自形它形粒狀結(jié)構(gòu),浸染狀構(gòu)造， 以晶隙鐵的形式嵌布于脈石礦物間隙或其中,其粒徑一般在0.030.51mm。本區(qū)鐵礦床成因類型屬基性巖型超貧磁鐵礦礦床。礦體賦存于黑云角閃輝長 巖之中，礦石自然類型按礦石組成的主要礦物份為黑云角閃輝長巖型超貧磁鐵礦 石。工業(yè)類型屬需選礦石。2.1.2.4頂、底板圍巖及夾層該區(qū)礦體與圍巖界線不清楚，礦體與上下盤圍巖巖性均為

17、黑云角閃輝長巖， 兩者呈漸變關(guān)系。本次資源儲(chǔ)量估算將含mFeN4%、厚度N4米的即圈為礦體； mFeV4%的、厚度N4米的則劃為夾石。2.2礦石儲(chǔ)量2.2.1工業(yè)指標(biāo)本區(qū)礦床類型為基性巖型超貧磁鐵礦床，根據(jù)超貧磁鐵礦勘查技術(shù)規(guī)程 (暫行)和礦方圈礦指標(biāo)確定本區(qū)的工業(yè)指標(biāo)如下：邊界品位mFe4%；最低可采厚度4m ；夾石剔除厚度4m ；露天平均剝采比0.64： 1 ；采場(chǎng)最終邊坡角50；采場(chǎng)最終底盤寬度35m ；資源儲(chǔ)量估算最低開采標(biāo)高400m。2.2.2境界內(nèi)的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量利用分層平面圖估算礦石儲(chǔ)量，見附表.經(jīng)境界圈定，該工程境界內(nèi)的礦巖總量14364.96萬t，其中礦石量8780.78 萬t

18、，巖石量5584.18萬t。2.3水文地質(zhì)該區(qū)水文地質(zhì)分區(qū)屬燕山山地水文地質(zhì)區(qū)(III)，興隆一平泉中低山峽谷裂 隙一巖溶水亞區(qū)(1115)。由于礦區(qū)屬中低山丘陵，地形南高北低，地勢(shì)起伏較大，利于大氣降水的排 泄，而不利于聚集和入滲，因此地下水的來源并不充分，區(qū)內(nèi)各個(gè)含水巖層及含 水構(gòu)造與地下水存在較密切的水力聯(lián)系，其中第四系孔隙含水層主要接受大氣降 水的補(bǔ)給，沿溝谷向下形成徑流；基巖裂隙水也主要靠大氣降水的補(bǔ)給，溝谷地 帶部分接受第四系孔隙水補(bǔ)給，其徑流方向受地形控制，自高處向低洼處，除部 分補(bǔ)給含水構(gòu)造及第四系孔隙水外，主要以地下徑流的形式排泄；構(gòu)造裂隙水的 補(bǔ)給部分受構(gòu)造走向控制，并主要

19、以泉的形式排出，地表無有逕流。據(jù)訪當(dāng)?shù)貑?井最大涌水量在3噸/日以下，該區(qū)屬較干旱地區(qū)，補(bǔ)給主要靠大氣降水，較集 中于7、8、9月份。一般情況下，以滲水居多，不會(huì)出現(xiàn)涌水。在開采工程中防 水以注意露天采場(chǎng)匯水和采場(chǎng)積水的自然排泄為主。第四系松散堆積物含水層分 布于溝谷內(nèi)，對(duì)開采無影響。礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面大致位于500m左右，隨地形起伏而變化。侵蝕基準(zhǔn)面 以上通過采場(chǎng)自流方式就可以完成排水。礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬簡單類型。礦山開采后沒有對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)條件產(chǎn)生明 顯影響。2.4礦區(qū)工程地質(zhì)礦體與圍巖為一體，整體性好。礦體上下盤均為黑云角閃輝長巖。該種巖石 抗壓強(qiáng)度（R）在200250Mpa之間，普氏硬

20、度系數(shù)（f）1520，屬于堅(jiān)固的巖 石。雖然礦體上盤出現(xiàn)F2號(hào)斷層等不穩(wěn)固構(gòu)造，但其距離礦體邊界最近為45m， 且產(chǎn)狀較陡，對(duì)礦體露天開采影響不大。經(jīng)開采證實(shí)，礦石及圍巖致密堅(jiān)硬，穩(wěn)固性、完整性好，工程地質(zhì)為穩(wěn)定類 型，屬工程地質(zhì)條件簡單礦床，具有較好的開采條件。3采礦3.1露天開采境界設(shè)計(jì)3.1.1露天開采境界設(shè)計(jì)的主要原則露天開采境界設(shè)計(jì)的主要原則如下：（1）采用的境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比;（2）要充分利用資源，盡可能把較多的礦石圈定在露天開采境界內(nèi)，發(fā)揮露 天礦山的優(yōu)越性；（3）所圈定的露天采場(chǎng)的幫坡應(yīng)等于露天邊坡穩(wěn)定所允許的角度，以保證露 天采場(chǎng)的安全生產(chǎn)；（4）根據(jù)服務(wù)年限和勘

21、探程度確定合理的開采深度；（5）所圈定礦量要滿足露天礦山合理服務(wù)年限的要求。3.1.2經(jīng)濟(jì)合理剝采比經(jīng)濟(jì)合理剝采比有教師統(tǒng)一給定，取0.63.1.3露天采場(chǎng)邊幫的構(gòu)成要素1）影響最終邊幫穩(wěn)定的因素露天礦最終邊幫由階段高度、階段坡面角和清掃平臺(tái)、安全平臺(tái)、運(yùn)輸平 臺(tái)等要素構(gòu)成。影響最終邊幫穩(wěn)定的主要因素有：（1）巖石的物理力學(xué)性質(zhì)：包括巖石硬度、凝聚力和內(nèi)摩擦角等；（2）地質(zhì)構(gòu)造：包括由破碎帶、斷層、節(jié)理裂隙和層理面構(gòu)成的弱面，不穩(wěn) 定的軟巖夾層，以及遇水膨脹的軟巖等；（3）水文地質(zhì)條件：地下水的靜壓力和動(dòng)壓力；地下水活動(dòng)對(duì)巖層穩(wěn)定性的 影響；（4）強(qiáng)烈地震區(qū)地震的影響；（5）開采技術(shù)條件和邊幫存在的時(shí)間。2）邊幫角根據(jù)平泉柏泉鐵礦深部勘查地質(zhì)報(bào)告，其礦石及圍巖致密堅(jiān)硬，穩(wěn)固性 好，完整性好，工程地質(zhì)穩(wěn)定。其礦石的硬度系數(shù)為1419，巖石硬度系數(shù)為 1520，最終邊幫角50，臺(tái)階坡面角非工作幫為70。3.1