1412灰家山设计

宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿初步设计及安全专篇武汉理工大设计研究院有限公司1第一部分初步设计第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿位于宜都市王家畈镇龙潭河村，地理坐标为东经111°17′13.06″～111°17′25.59″，北纬30°10′15.26″～30°10′28.34″。从矿区至王家畈16km，有矿山公路1km连接到县道，从王家畈至宜都市约30km，至枝城镇25km，距五（峰）—宜（都）县道公路仅1km乡村公路与之相接，矿区外缘有省道S225，焦枝铁路、枝城港。交通运输较便利。插图矿区交通位置图宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿初步设计及安全专篇武汉理工大设计研究院有限公司2二、自然地理1、地形地貌该矿位于王家畈镇龙潭河村境内，矿区所处低山区地貌，植被发育，地形坡度5°～12°。矿区内地表无大的水系，水主要来源为大气降水，沿山坡往下汇入沟谷，排出区外。当地最低侵蚀基准面为矿区西部小溪河床，河床最低处海拔标高为+195.4m（视为当地侵蚀基准面），区内最高海拔+389m。矿体出露标高为+356.3m～292.6m，在最低侵蚀基准面以上，地形有利于矿山自然排水。2、区内经济矿区及周边以农业为主，主要种植玉m、柑橘、茶叶等。工业为小型重晶石矿、方解石矿等开采企业。矿区及周边经济较发达3、气象矿区属亚热带温润季风气候区，冬冷夏热、四季分明。七至八月气温极端最高达40℃，元月份为低温季节，极端最低气温为-6℃，年平均气温16.6℃，年平均降水量1177毫m，雨量多集中在4-9月、7-8月；无霜期272天。4、地震根据地震动态数据区划图（GB18306-2001），地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表查得，本区地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度为Ⅵ度，受影响微弱。三、开采现状宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿建于2006年，生产规模0.5万吨/年，开采方式为露天开采。多年的露天开采，浅部资源已基本采完，采坑最大深度已达50m，现矿层上、下盘边坡存在安全隐患。根宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿初步设计及安全专篇武汉理工大设计研究院有限公司3据宜昌市同类型的急倾斜脉状矿床的开采经验，发现该类矿床转入地下开采后，产能逐步提升，安全管理难度明显减小，有一定的经济效益。为合理开发利用当地重晶石矿资源，矿山原露天开采转入地下开采，生产规模由0.5万吨/年的扩能为3万吨/年。该矿周边无相邻矿山。四、外部建设条件1、水源矿区目前供水水源主要引自山泉溪流，然后引入矿区蓄水池，其水质符合生活用水的标准。2、电源矿山外接电源引自王家畈镇10kv变电站，经矿用变压器变为低压400v供电。3、文物古迹、旅游景点及其它地面建筑等情况矿区附近无文物古迹、旅游景点及重要建筑物，矿区内住户稀少，矿层露头处周围无居民住房。第二节地质特征一、矿区地层工作区出露地层主要有寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系及第四系。其中以寒武系分布最广，呈近东西向展布。奥陶系主要呈条带状横贯工作区中部。志留系分布于工作区南部。其余则零星分布。地层区划属扬子区黄陵八面山分区黄陵小区。现将区内出露的主要地层由老到新简述如下：1、寒武系上统三游洞群(∈3sn)宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿初步设计及安全专篇武汉理工大设计研究院有限公司4寒武系上统三游洞群为一套巨厚的白云岩沉积，区内总厚573m。下段为深灰色中厚层状亮晶砂屑云岩夹浅灰色泥粉晶云岩、泥粉晶灰质云岩、粉细晶云岩、泥晶云岩，含燧石团块和条带；上段基本为一套深灰色厚—巨厚层状结晶内屑云岩、灰质云岩，含燧石团块和条带，上部可见含乳白色重晶石团块和细脉。2、奥陶系下统南津关组(O1n)本组按岩性及古生物特征分为上下两段。下段主要为浅灰—灰色中厚—厚层状泥粉晶灰岩、泥粉晶生物屑灰岩、亮晶粒屑灰岩、细粉晶云岩夹黄绿色页片状粘土岩；上段为灰—深灰色中厚层—厚层状亮晶、泥粉晶粒屑灰岩、云质灰岩、灰质云岩，含燧石团块和条带。厚146m～169m。3、奥陶系下统分乡组(O1f)本组由灰—深灰色中厚层状亮晶生物屑灰岩、亮晶粒屑灰岩夹灰绿色页片状粘土岩组成。厚39～59m。4、奥陶系下统红花园组(O1h)本组岩性为灰—深灰色厚—巨厚层状泥粉晶、亮晶内屑生物屑灰岩、生物灰岩，在底部夹瘤状亮晶生物屑灰岩，含少量燧石团块或条带。上部夹一薄层页片状粘土岩。厚86～96m。5、奥陶系下统大湾组(O1d)本组为一套中厚层状瘤状泥粉晶生物屑粘土质灰岩，局部夹页片状粘土岩，上部泥质成分较下部高，按颜色明显三分，由下而上为黄绿色→紫红色→灰绿色，底部可见一层亮晶生物屑含海绿泥石灰岩。总厚62～70m。二、构造宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿初步设计及安全专篇武汉理工大设计研究院有限公司5断裂构造在区内比较发育，重晶石矿体一般赋存在这一组断裂内。主要断裂有潘家湾断裂、骡马冲断裂，其主要特征叙述如下：1、潘家湾断裂潘家湾断裂带发育于宜都市西南潘家湾一带。其主断裂北起榨房湾附近，向南经潘家包至灰家山，斜切寒武系和奥陶系地层，全长约9公里。在矿区内反映为其次级断裂(F1)，北段走向320°，南段走向340°，断面倾向北东，倾角70°～85°；断裂破碎带宽窄不一，从数米到十几米不等；碎裂岩发育，主要组成成分有灰岩角砾和白云岩角砾，粒径大小不等，以细小粒度为主，钙质胶结，胶结程度较好；经历了多期活动，沿断裂破碎带重晶石脉较为发育，为灰家山重晶石矿控矿构造。2、骡马冲断裂：骡马冲断裂主要发育于宜都市西南骡马冲一带，由一系列次级断裂组成。矿区内其次级断裂(F2)位于矿区南部，呈现N-S走向，倾角近垂直，止于F1断层破碎带，为一左旋平移断层。该断裂没有发现重晶石矿化现象。表1-2-1主要断层特征表序号断层名称断层性质断层产状区内走向长度控制程度备注走向倾向倾角（°）落差(m)1F1正断层320°-340°北东70°-85°9公里普查2F2平行断层北—南90°1公里普查宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿初步设计及安全专篇武汉理工大设计研究院有限公司6矿区构造图三、矿床（体）地质特征矿体赋存于潘家湾断裂带中，围岩为奥陶系下统地层南津关组(O1n)、分乡组(O1f)、红花园组(O1h)和大湾组(O1d)泥亮晶生物屑灰岩、泥晶砂砾屑灰岩、亮晶鲕粒灰岩及少量的薄层泥岩或钙质泥岩等。矿体呈中—厚层状，厚度3.35m～4.48m，平均厚度3.95m，根据露天采矿揭露矿脉由地表向采坑底部，可见延伸38.9m，厚度向深部略有变薄趋势，但变化不大；矿石品位82.57%～96.20%（仅有一个低于80%），平均品位90.55%，品位较稳定。矿体往西部品位降低，厚度也有所变薄。矿体出露标高317.4m～356.3m，未采矿体出露标高为317.4m～330.5m。矿脉产状与F1断层面产状一致，总体倾向50°左右，平均倾角85°；矿脉出露为一单斜层状，矿体较连续，走向长度464m。矿体中无夹石、无分层。四、矿石质量1、矿石矿物成分20°85°85°20°F1F2宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿初步设计及安全专篇武汉理工大设计研究院有限公司7矿石呈乳白色、灰白色、浅灰色，断口不平，有珍珠光泽。矿石为中—粗晶结构，具块状、条带状、角砾状等构造。硬度3.0～3.5，性脆。矿石中矿物组分较简单，矿石主要矿物为重晶石，次为萤石、方解石、石英等。组合形式主要为重晶石单矿物组成；另外还有少量石英—重晶石组合、萤石—重晶石组合。重晶石：无色透明，半自形——自形板状结构；常见两组正交解理，解理较完全；粒径0.5～4mm；含量80%～95%。萤石：无色透明，半自形——自形晶粒状集合体与重晶石共生或混杂分散于矿石中，萤石粒径0.5～5mm，含量1%～5%。方解石：呈半自形——自形粒状结构，在矿石中以胶结物形式出现，嵌布于重晶石中间。含量1%～3%。石英：呈它形粒状结构，以胶结物的形式粒状分散嵌布于矿石中，主要为胶状结构。含量1%～2%。2、矿石化学成分根据矿方提供的部分选送样品的化学分析结果显示，矿石成份以BaSO4为主；其次为CaF2、SiO2、Fe2O3和一些水溶盐。伴生有用组分为CaF2，但其含量较低，基本无利用价值。伴生有害组分以SiO2、Fe2O3为主。SiO2含量0.2%～1.4%，Fe2O30.5%～1.1%，水溶盐0.8%～1.4%。表1-2-2矿石化学成分序号化学成分含量(%)1BaSO4＞932CaF20.6～3.23SiO20.2～1.44Fe2O30.5～1.15水溶盐0.8～1.4宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿初步设计及安全专篇武汉理工大设计研究院有限公司8五、矿石类型矿石矿物成分以重晶石为主，一般含量大于80%，粒度0.5～4mm，脉石矿物以萤石和方解石为主，其次为石英及少量其它矿物。矿石自然类型以块状重晶石为主，品位82.57%～96.20%，平均90.55%，约占80%以上；次为萤石、石英呈条带状穿插于重晶石中的条带状矿石；并有少量重晶石交代矿石围岩角砾的角砾状矿石。一级品(BaSO4＞90%)占56.25%，二级品(BaSO450%～90%)占43.75%。矿石的工业类型为需选矿后方可利用的重晶石矿。矿石组分较简单，矿石中重晶石以半自形—自形晶为主，粒度较粗，以独立矿物形式出现，无连生晶，矿石矿物比重与脉石矿物差异大，易于解离和分选，属易选矿石。六、矿体围岩和夹石矿体围岩为奥陶系下统地层南津关组(O1n)、分乡组(O1f)、红花园组(O1h)和大湾组(O1d)泥亮晶生物屑灰岩、泥晶砂砾屑灰岩、亮晶鲕粒灰岩及少量的薄层泥岩或钙质泥岩等。矿体与围岩的界线清楚，局部地段与围岩间夹一层厚薄不等的粘土所隔，由地表往深部变薄至消失，一般厚度小于10cm。矿体内夹石较少。围岩蚀变微弱，主要是硅化、重晶石化、萤石化、方解石化。第三节开采技术条件矿区属丘陵地貌，地势东高西低，区内最高处位于矿区东南部的太平垴山包，海拔标高+389.8m，最低位于矿区西部小溪河床，海拔标高为+195.4m（视为当地侵蚀基准面），相对高差约194米。矿体赋存标高为+356.3m～+292.6m，位于当地最低侵蚀基准面以上，矿山宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿初步设计及安全专篇武汉理工大设计研究院有限公司9开采方式由露天开采转为地下开采，地形有利于采坑水自排，区内最大的地表水体为西部的小溪沟。一、水文地质条件矿区内主要含水层为第四系孔隙水透水层、奥陶系下统（南津关组、分乡组、红花园组、大湾组）灰岩裂隙岩溶水含水层，富水性弱，岩溶发育。南津关组与分乡组灰岩中夹的少量薄层页片状粘土岩为相对隔水层。重晶石矿体以脉状单斜赋存于灰岩中。大气降水是主要补给来源，其次为顶底板围岩含水层中的地下水。矿山经过多年露采，形成采坑一个，位于矿区东部。采坑长约370m，宽5～12m，一般深2、最深处达35m。地表汇水面积约161982m2，采用水均衡法按照日最大降雨量144.6mm（1980年8月1日）预测，拟建采矿巷道（标高+290m）日最大涌水量约为23423m3/d，采坑日最大涌水量约为14054m3/d（取灰岩的一般降雨渗入系数为0.6）。。根据当地同类矿山地下开采的涌水量情况分析，结合现场情况调查，采用水文地质比拟法预计矿坑涌水量，预计矿山正常涌水量为10m3/h，最大涌水量为30m3/h。综上所述，矿区水文地质条件为简单类型。二、工程地质条件本区重晶石属半坚硬岩类，单轴抗压强度为31.0～35.7MPa，平均值33.3MPa；粘聚力(C)4.3MPa，内摩擦角(φ)39.6°；抗拉强度2.62MPa。矿石的松散系数为1.59，矿石自然安息角38°～42°，平均40°。体重为4.4t/m3。本矿区围岩含较薄浅黄色页岩，厚约0.1-0.2m，稳定性较差。矿体顶底板围岩均为厚层状灰岩，均属坚固岩石，硬度系数为5。宜都市王家畈乡灰家山重晶石矿初步设计及安全专篇武汉理工大设计研究院有限公司10表1-3-1矿层及顶底板岩石力学性质参数表名称位置抗压强度(Mpa)抗剪强度(C/Mpa,φ/°)抗拉强度(Mpa)体重(t/m3)