露天开采设计说明书

华北理工大学露天采矿学课程设计说明书学院：矿业工程学院专业：采矿工程姓名：班级：学号：指导教师：陈超张亚宾1目录1.矿区概况-------------------------------------------------------31.1位置与交通------------------------------------------------31.2自然地理及经济地理概况------------------------------------31.3矿床地质--------------------------------------------------31.3.1矿体特征----------------------------------------------41.3.2矿石质量----------------------------------------------41.3.3矿石容重----------------------------------------------41.3.4资源储量估算结果--------------------------------------41.4工程地质情况----------------------------------------------51.5水文地质情况----------------------------------------------52、露天开采主要矿岩指标------------------------------------------62.1设计规模--------------------------------------------------62.2矿床开拓--------------------------------------------------62.3采剥工艺--------------------------------------------------63.露天开采境界设计----------------------------------------------73.1矿床设计初始参数------------------------------------------73.2设计任务--------------------------------------------------73.3露天矿开采境界的设计原则----------------------------------83.4露天矿开采境界要素--------------------------------------83.4.1开采境界最终边坡角及边坡结构-------------------------83.4.2开采境界底部宽度及底部位置--------------------------83.4.3露天开采境界深度及纵向底部设计------------------------93.5圈定露天开采境界-----------------------------------------103.5.1绘制露天矿底部周界----------------------------------103.5.2绘制露天矿开采境界----------------------------------113.5.3绘制露天矿开采终了平面图-----------------------------113.5.4最终露天境界参数-------------------------------------133.6道路技术等级--------------------------------------------1423.7开拓运输方案--------------------------------------------144.参考文献----------------------------------------------------1531、矿区概况1.1位置与交通矿区位于平泉县城257°方向，直距5公里，运距6.5公里。现属于平泉县平泉镇管辖。区内有一便道与101国道相连，交通较为方便。矿区中心地理坐标为：东经118°38′22″，北纬41°00′14″。拐点XY矿区面积（km2）14542316.5240383807.351.6535km2开采深度：700米至400米24542232.3740386255.7434541557.8240386232.5544541641.9640383784.161.2自然地理及经济地理概况本区地处承德东部，属于侵蚀低山区，地势西高东低，最高海拔716m,最低海拔510m,相对高差206m，沟谷多呈近南北向。该区属大陆性季风气候，据气象部门资料，年平均温度10℃±，最高气温37℃，最低气温-20℃，夏季炎热、冬季寒冷，温差变化较大。年降水量在500—700mm，多集中在7、8、9月份，霜冻期自当年11月至翌年3月，冻土深度1.2m。山地植被覆盖面积较大，主要有棉槐、刺槐、松树、苹果、山楂等林木。该区经济以农业为主，农作物为玉米、大豆、高粱、谷子等，林果主要为苹果、山楂和少量板粟。随着矿业的发展，矿山已成为当地经济发展的支柱产业，并带动了运输、服务行业的发展。电力、水资源相对充足，剩余劳动力较多，可满足矿山建设的需要。1.3矿床地质本区矿体赋存于早元古代时期层状侵入的黑云角闪辉长岩中，层状岩体与单塔子群地层同遭区域变质和混合岩化及褶曲，导致岩体呈马蹄形，由于分异作用致含铁量有差异，整个岩体中部形成一条连续的马蹄形矿带，因矿权分为南区Ⅰ号矿带（永辉）和北区Ⅱ号矿带（即某矿区），矿体即赋存于黑云角闪辉长岩体矿带之中，矿体与围岩为渐变关系，依据mFe分析结果来界定。该矿带位于岩体中部，其西部（7号勘查线以西）走向北东，近东西向，倾4向北；由于后期受到褶曲的影响，在矿体东部（7号勘查线以东）走向变化为北西70°，倾向北东；造成矿体两端产状不同，应是受区域褶皱影响而致。1.3.1矿体特征本次工作按不同矿石品级共圈出2条超贫磁铁矿体，分别为Fe1（mFe≥6%）和Fe2（4%≤mFe＜6%），矿体均赋存于黑云角闪辉长岩中,分布于勘查区中北部，地表呈条带状脉体，延长约2000m，厚度变化较大。现对矿带（mFe≥4%）分东西两段分别阐述如下：①西段矿体：即矿体西端至7号勘查线之间部分，该段矿体呈似透镜体状，走向北东近东西向，向北倾，倾角在70°左右，地表出露延长约1000m，厚度在120-360m之间，中部（15号勘查线）最宽，达360m厚。西段矿带全铁品位5.15%-16.54%，磁性铁品位4.01%-12.29%。矿体上下盘均为黑云角闪辉长岩，与矿体的界线以磁性铁含量划分，呈渐变接触关系。②东段矿体：该段矿体呈脉状体，受区域构造影响，在7号勘查线以东走向变为北西70°，由西向东矿体倾角逐渐由70°变陡至82°左右，地表出露长约1100m，厚度60-200m之间。矿体全铁品位7.80%-13.93%，磁性铁品位4.01%-9.81%。矿体上下盘亦为黑云角闪辉长岩，与矿体的界线以磁性铁含量划分，呈渐变接触关系。1.3.2矿石质量矿体为含磁铁黑云角闪辉长岩。金属矿物主要有磁铁矿4～12％，钛铁矿2～3％，其次有少量赤铁矿。脉石矿物有斜长石、辉石，含量80～85％,其次有角闪石、黑云母、磷灰石及榍石等。磁铁矿呈半自形～它形粒状结构,浸染状构造，以晶隙铁的形式嵌布于脉石矿物间隙或其中,其粒径一般在0.03～0.51mm。1.3.3矿石容重经计算，Fe1号（mFe≥6%）矿体取平均体重值3.04t/m3,Fe2号（4%≤mFe＜6%）矿体取平均体重值2.87t/m3。1.3.4资源储量估算结果截止2011年1月31日，承德某铁矿保有资源储量结果下表。5全区资源/储量汇总表矿区名称矿体号资源/储量编码矿石量Q(kt)平均品位C（%）平均厚度（m）备注TFemFe承德某铁矿Fe1（mFe≥6%）122b1570812.197.2764.93界内+界外3325318012.357.2777.45333325111.236.47115.26122b+332+3337213912.267.2376.43Fe2（4%≤mFe＜6%）122b2998910.005.1886.08界内+界外332530009.995.2281.14333172510.175.3990.99122b+332+333847149.995.2183.09全区总计Fe1+Fe2（mFe≥4%）122b4569710.755.9078.81界内+界外33210618011.176.2579.29333497610.866.10106.85122b+332+33315685311.046.1480.02注：“界内”—指矿区最低开采标高530米以上资源储量；“界外”—指标高530米以下至标高400米以上资源储量；1.4工程地质情况矿体与围岩为一体，整体性好。矿体上下盘均为黑云角闪辉长岩。该种岩石抗压强度（R）在200—250Mpa之间，普氏硬度系数（f）15—20，属于坚固的岩石。虽然矿体上盘出现F2号断层等不稳固构造，但其距离矿体边界最近为45m，且产状较陡，对矿体露天开采影响不大。经开采证实，矿石及围岩致密坚硬，稳固性、完整性好，工程地质为稳定类型，属工程地质条件简单矿床，具有较好的开采条件。1.5水文地质情况由于矿区属中低山丘陵，地形南高北低，地势起伏较大，利于大气降水的排泄，而不利于聚集和入渗，因此地下水的来源并不充分，区内各个含水岩层及含水构造与地下水存在较密切的水力联系，其中第四系孔隙含水层主要接受大气降水的补给，沿沟谷向下形成径流；基岩裂隙水也主要靠大气降水的补给，沟谷地带部分接受第四系孔隙水补给，其径流方向受地形控制，自高处向低洼处，除部6分补给含水构造及第四系孔隙水外，主要以地下径流的形式排泄；构造裂隙水的补给部分受构造走向控制，并主要以泉的形式排出，地表无有径流。由此可以看出地下水的迳流方向主要是从南往北；据访当地单井最大涌水量在3吨/日以下，该区属较干旱地区，补给主要靠大气降水，较集中于7、8、9月份。一般情况下，以渗水居多，不会出现涌水。在开采工程中防水以注意露天采场汇水和采场积水的自然排泄为主。第四系松散堆积物含水层分布于沟谷内，对开采无影响。2、露天开采主要矿岩指标2.1设计规模本次设计按照业主要求，考虑矿区的资源条件，从技术可行、经济合理、积极稳妥的原则出发，确定矿山正常生产期矿山生产能力达到1000万t／a，矿山生产剥采比为3t/t。设计利用的铁矿石资源储量为15685.3万吨，按采矿回收率95%，废石混入率5%计算，可由下式计算矿山正常服务年限。AKPT)1(其中：T─露天矿正常服务年限，a；η─矿石回收率，95%；P─露天矿境界内矿石的工业储量，15685.3万吨；ρ─废石混入率，5%；AK─矿石生产能力，1000万t/a。经计算，T=15.6年，考虑投产期产量上升段及闭坑前的产量下降段因素，确定矿山计算服务年限为16年，在经济上满足中型矿山合理服务年限的要求。2.2矿床开拓因本矿山运距较短，故采用公路开拓。原有道路已至+520m水平，西区地形为单侧山坡，高差较大，公路折返次数多，基建工程量大，担负各水平的矿岩运输，其中岩石部分运至排土场。矿石沿原有运输公路运至破碎站。道路规格为露天矿山一级公路，双车道，道路宽度为20m。2.3采剥工艺7采用穿孔、爆破、采装、运输、排土的间断采剥工艺。在作业平台上，采用Φ250mm-Φ310mm牙轮KY-250B钻机穿孔，爆破后的矿岩，用10m3单斗WK-10装载机装入150t和BZQ3147086.2t自卸汽车分别运到破碎站和排土场。3、露天开采境界设计3.1矿床设计初始参数（1）年生产能力为1000万t/a（矿石）（2）经济合理剥采比njh=3m³/m³（3）最终边坡角β≤50°（4）最终台阶坡面角α≤70°