1、河北聯合大學露天礦山開采課程設計姓名：于江坤專業：米礦工程學號：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自然地理及經濟地理情況-1 - HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1.1.3設計范圍-2 - HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.2設計基本原則-2 - HYPERLINK l bookmark17 o Curren

2、t Document 1.3礦山生產規模及服務年限-2 - HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 1.4主要設計方案-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-4 - HYPERLINK l bookmark4

3、1 o Current Document 2.1礦區及礦床地質-4 - HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 2.1.1礦區地質-4 - HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 2.1.2礦床地質特征-5 - HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 2.2礦石儲量-7 -2.2.1工業指標-7 -2.2.2境界內的礦產資源儲量-7 - HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 2.3水文地質-7 - HYPERLINK

4、l bookmark87 o Current Document 2.4礦區工程地質-8 - HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 3采礦-8 - HYPERLINK l bookmark93 o Current Document 3.1露天開采境界設計-8 - HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 3.1.1露天開采境界設計的主要原則-8 -3.1.2經濟合理剝采比-9 -3.1.3露天采場邊幫的構成要素-9 -3.1.4儲量估算-9 -3.1.5礦山年產量、服務年限和工作制度-9 -3.1.6最終露天

5、境界參數-10 -露天境界參數表-10 - HYPERLINK l bookmark111 o Current Document 3.2礦床開拓-10 -3.2.1礦區地形特征-10 -3.2.2開拓運輸方案-10 -1綜述1.1概況1.1.1地理位置及交通情況礦區位于某縣城257方向，直距5公里，運距6.5公里。現屬于某縣某鎮管 轄。區內有一便道與101國道相連，交通較為方便。圖1礦區交通位置圖1.1.2自然地理及經濟地理情況本區地處承德東部，屬于侵蝕低山區，地勢西高東低，最高海拔716m，最低 海拔510m，相對高差206m，溝谷多呈近南北向。該區屬大陸性季風氣候，據氣象部門資料，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。該區經濟以農業為主，農作物為玉米、大豆、高粱、谷子等，林果主要為蘋 果、山楂和少量板粟。隨著礦業的發展，礦山已成為當地經濟發展的支柱產業， 并帶動了運輸、服務行業的發展。電力、水資源相對充足，剩余勞動力較多，可 滿足礦山建設的需要。1.1.3設計范圍礦區所在區塊編號為：K50E018019 (某縣幅)，其中心地理坐標為：東經 1183822，北緯4

7、100，14。礦區范圍由4點控制，采礦證面積1.6535km2，開 采深度：700米至430米標高。表1采礦證范圍各拐點坐標表拐點XY礦區面枳(km2)14542316.5240383807.351.6535km2開采深度：716米至530米24542232.3740386255.7434541557.8240386232.5544541641.9640383784.161.2設計基本原則根據礦山資源條件、有關設計規范及生產實際，確定本次設計的基本原則如 下：認真貫徹國家各項政策法規，嚴格按照冶金礦山行業的有關規程、規范 和標準進行設計；生產工藝先進合理，設備選型立足國內，充分利用現有設備和設

8、施，在 滿足生產要求的前提下盡可能減少建設周期和工程建設投資；積極開發新產品，加強排棄物的綜合利用，減少廢石排放，提高資源回收 率。正確處理好當前開采與遠景礦區擴建的銜接關系。1.3礦山生產規模及服務年限1.3.1礦山生產規模該礦山擴大生產規模后擬年生產40萬噸鐵精粉，年處理400萬噸鐵礦石。1.3.2礦山服務年限。本次經濟評價的對象為全區400m標高以上mFeN4%的超貧磁鐵礦石。根據該礦體的賦存情況和經濟技術指標的合理性，122b類礦產資源可利用 系數0.8，332類礦產資源可利用系數0.7，333類礦產資源可利用系數0.6,確定可采礦產資源儲量(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一礦山服務年限；Q一可米礦石量；A年產礦石量；按照擴產后4000kt /年組織生產，礦山服務年限可以達到23年。1.4主要設計方案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，開采標高未超過侵蝕基準面，表面有4-5m厚的第四紀表土，現礦體開采方式為地表露采。本次設計將開采范圍確定為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距較短，故采用公路開拓。原有道路已至+520m水平，西區地形 為單側山坡，高差較大，公路折返次數多，基建工程量大，擔負各水平的礦巖運 輸，其中巖石部分運至排土場。礦石沿原有運輸公路運至破碎站。道路規格為露 天礦山一級公路，雙車道，道路寬度為20m。1.4.4采剝工藝采用穿孔、爆破、采裝、運輸、排土的間斷采剝工藝。在作業平臺上，采用 310mm牙輪鉆機穿孔，爆破后的礦巖，用8m3和6 m3電鏟裝入100t和40t 自卸汽車分別運到破碎站和排土場。2.地質2.1礦區

11、及礦床地質2.1.1礦區地質2.1.1.1地層產狀區內所見地層，從老至新主要有太古界單塔子群變質巖、中生界白堊系大北 溝組火山沉積巖、新生界第四系全新統松散層。單塔子群變質巖(Ardn)分布于礦區的南西北三面包圍黑云角閃輝長巖體，在區內出露面積較小。地層北傾，屬同斜向斜構造，這一向斜構造從西往東側伏。在紅石砬一帶形 成馬蹄狀（可能屬于同斜向斜的側伏底），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域變質和混合巖化及 褶曲形成。白堊系大北溝組（K1d）主要分布于礦區的東側、南側，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，呈單斜構造。第四系（Q4）分布于溝谷兩側，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 構造區域構造，古北口平泉深斷裂在礦區通過，本區基性黑云角閃二長巖及 黑云角閃輝長巖體受該構造控制。據區測資料，本區單塔子群地層為一個呈東西走向，向北傾斜的同斜向斜 構造。黑云二長巖體中的黑云角閃輝長巖體呈馬蹄形構造。屬于同斜向斜的側伏 底。其它的線形構造也較發育，以北西向的斷裂為主。F1號斷層：分布于礦區的西部，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。對本區礦體有破壞作用

13、，但斷距很小。F2號斷層：分布于礦區的北部，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，斷層性質屬逆斷層。2.1.2礦床地質特征2.1.2.1礦床特征本區礦體賦存于早元古代時期層狀侵入的黑云角閃輝長巖中，層狀巖體與單 塔子群地層同遭區域變質和混合巖化及褶曲，導致巖體呈馬蹄形，由于分異作用 致含鐵量有差異，整個巖體中部形成一條連續的馬蹄形礦帶，因礦權分為南區I 號礦帶（永輝）和北區II號礦帶（即某礦區），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系，依據mFe分析結果來界定。2009年12月的核實工作圈出的礦體編號為II-8、II-6-1、I

14、I-6-2、II-6-3 號4條礦體。該礦帶位于巖體中部，其西部（7號勘查線以西）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號勘查線以東）走向變化為北 西70，傾向北東；造成礦體兩端產狀不同，應是受區域褶皺影響而致。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 對礦帶（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號勘查線）最寬，達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，呈漸變接觸關系。東段礦體：該段礦體呈脈狀體，受區域構造影響，在7號勘查線以東走向 變為北西70，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構,浸染狀構造， 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。工業類型屬需選礦石。2.1.2.4頂、底板圍巖及夾層該區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， 兩者呈漸變關系。本次資源儲量估算將含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礦石儲量2.2.1工業指標本區礦床類型為基性巖型超貧磁鐵礦床，根據超貧磁鐵礦勘查技術規程 (暫行)和礦方圈礦指標確定本區的工業指標如下：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 ；采場最終邊坡角50；采場最終底盤寬度35m ；資源儲量估算最低開采標高400m。2.2.2境界內的礦產資源儲量利用分層平面圖估算礦石儲量，見附表.經境界圈定，該工程境界內的礦巖總量14364.96萬t，其中礦石量8780.78 萬t

18、，巖石量5584.18萬t。2.3水文地質該區水文地質分區屬燕山山地水文地質區(III)，興隆一平泉中低山峽谷裂 隙一巖溶水亞區(1115)。由于礦區屬中低山丘陵，地形南高北低，地勢起伏較大，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，區內各個含水巖層及含 水構造與地下水存在較密切的水力聯系，其中第四系孔隙含水層主要接受大氣降 水的補給，沿溝谷向下形成徑流；基巖裂隙水也主要靠大氣降水的補給，溝谷地 帶部分接受第四系孔隙水補給，其徑流方向受地形控制，自高處向低洼處，除部 分補給含水構造及第四系孔隙水外，主要以地下徑流的形式排泄；構造裂隙水的 補給部分受構造走向控制，并主要

19、以泉的形式排出，地表無有逕流。據訪當地單 井最大涌水量在3噸/日以下，該區屬較干旱地區，補給主要靠大氣降水，較集 中于7、8、9月份。一般情況下，以滲水居多，不會出現涌水。在開采工程中防 水以注意露天采場匯水和采場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，對開采無影響。礦區最低侵蝕基準面大致位于500m左右，隨地形起伏而變化。侵蝕基準面 以上通過采場自流方式就可以完成排水。礦區水文地質條件屬簡單類型。礦山開采后沒有對礦區水文地質條件產生明 顯影響。2.4礦區工程地質礦體與圍巖為一體，整體性好。礦體上下盤均為黑云角閃輝長巖。該種巖石 抗壓強度（R）在200250Mpa之間，普氏硬

20、度系數（f）1520，屬于堅固的巖 石。雖然礦體上盤出現F2號斷層等不穩固構造，但其距離礦體邊界最近為45m， 且產狀較陡，對礦體露天開采影響不大。經開采證實，礦石及圍巖致密堅硬，穩固性、完整性好，工程地質為穩定類 型，屬工程地質條件簡單礦床，具有較好的開采條件。3采礦3.1露天開采境界設計3.1.1露天開采境界設計的主要原則露天開采境界設計的主要原則如下：（1）采用的境界剝采比不大于經濟合理剝采比;（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，發揮露 天礦山的優越性；（3）所圈定的露天采場的幫坡應等于露天邊坡穩定所允許的角度，以保證露 天采場的安全生產；（4）根據服務年限和勘

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年限的要求。3.1.2經濟合理剝采比經濟合理剝采比有教師統一給定，取0.63.1.3露天采場邊幫的構成要素1）影響最終邊幫穩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、安全平臺、運輸平 臺等要素構成。影響最終邊幫穩定的主要因素有：（1）巖石的物理力學性質：包括巖石硬度、凝聚力和內摩擦角等；（2）地質構造：包括由破碎帶、斷層、節理裂隙和層理面構成的弱面，不穩 定的軟巖夾層，以及遇水膨脹的軟巖等；（3）水文地質條件：地下水的靜壓力和動壓力；地下水活動對巖層穩定性的 影響；（4）強烈地震區地震的影響；（5）開采技術條件和邊幫存在的時間。2）邊幫角根據平泉柏泉鐵礦深部勘查地質報告，其礦石及圍巖致密堅硬，穩固性 好，完整性好，工程地質穩定。其礦石的硬度系數為1419，巖石硬度系數為 1520，最終邊幫角50，臺階坡面角非工作幫為70。3.1