砦沟磷矿废石干式充填采矿技术方案

1宜昌汇鑫磷化工贸有限责任公司砦沟磷矿废石干式充填采矿技术方案1、企业概况宜昌汇鑫磷化工贸有限责任公司是宜昌市夷陵区樟村坪镇属股份制企业，企业性质为有限责任公司。公司下辖二个生产磷矿，即丁家河矿区东部矿段的砦沟磷矿和栗西矿区栗林河东侧矿段的胡家坡磷矿。砦沟磷矿位于宜昌市夷陵区西北部砦沟村，属宜昌市夷陵区樟村坪镇所辖，为宜昌磷矿丁家河矿区东部矿段的一部分，面积3.2766km2。矿区地理坐标：东经111°13′07″～111°15′16″，北纬31°17′04″～31°19′27″。矿区位于宜昌市夷陵区北部樟村坪镇境内，属低中山区，海拨标高+680～+1253.9m，相对高差达570m以上，一般为200～300m。山脉呈北东东—近东西向展布，矿区地形陡峻，陡岩发育，四周沟谷深切，陡坡、悬崖环绕。矿层分布标高+755～+590m，矿区四周为地表水文网分割，基本上构成一独立水文地质单元，矿层大部分埋藏于当地侵蚀基准面以上（砦沟河+660m），有利于自然排水。区内水系均属山间季节性溪流，常年溪流为矿区南缘的东湾河及中东部的砦沟河，均属黄柏河水系，流量15.17～31.24m3/s。矿区属亚热带季风型气候，四季明显、雨量充沛。月平均气温最高33℃，最低-7.5℃，年平均气温17.5℃。冰冻期一般从11月至翌年3月，最大积雪深度为20～30cm。年平均降雨量1174.12mm，多集中在5～9月。年平均蒸发量为1290mm，湿度为80%。矿山为—北东—近东倾斜的平缓单斜构造，岩层倾角3°～15°，褶皱不发育，断裂构造较发育，矿层位于当地侵蚀基准面以上。矿原设计生2产能力为5万吨/年，矿山经过四次改扩建，目前已扩大到50万吨/年。通过近20年的开采，在矿区以南的西南～东南已形成约67万m2的大面积采空区，其中，矿区西南部约23万m2，矿区东南部约采19万m2，矿区东南部采矿许可证外25万m2。采空区进行了4次处理。并与当前各采掘工作面直接相通，而且随着采空区面积的不断扩大，矿岩应力水平逐步增大，矿柱体系支撑能力的自然弱化。矿山经过多次整合、改扩，导致矿在规划和生产方面存在局部生产活动不规范，使得区内地压活动出现逐步加剧的趋势，局部出现矿柱劈裂破坏，顶板冒落，底板开裂等特征。采空区稳定性状态的变化对矿山整体安全生产的影响日显突出，特别是在此条件下，若发生大规模采空区冒落，其产生的空气冲击波将对井下工作人员和设施的安全构成严重威胁，并且冒落引起的岩移可能波及到地表，引起山体开裂、滑坡、崩塌等地质灾害。32、编制依据2.1安全生产法律、法规、规章和规范性文件依据序号法律、法规、规定名称备注及颁布时间1《中华人民共和国安全生产法》2014年8月31日第十二届全国人民代表大会常务委员会第十次会议通过决定，中华人民共和国主席令第十三号公布，自2014年12月1日起施行。2《中华人民共和国消防法》2008年中华人民共和国主席令第6号3《安全生产许可证条例》2004年1月7日中华人民共和国国务院令第379号4《中华人民共和国矿山安全法》1993年11月7日中华人民共和国主席令七届第65号公布，2009年主席令第65号修正。5《中华人民共和国环境保护法》2014年4月24日中华人民共和国主席令第9号公布6《中华人民共和国矿产资源法》1996年8月29日八届全国人大常委会第21次会议修正7《中华人民共和国职业病防治法》2011年12月31日中华人民共和国主席令第52号公布8《民用爆炸物品安全管理条例》2006年9月1日起执行9《地质灾害防治条例》中华人民共和国国务院第394号10《生产经营单位安全培训规定》国家安全生产监督管理总局令第3号2015年6月17日80号令修改11《特种设备安全监察条例》2009-05-0112《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》国发〔2010〕23号13建设项目安全设施“三同时”监督管理办法安监总局第36号令2015年4月2日第77号令修改14《关于切实加强磷矿安全生产工作的通知》宜安监〔2015〕52号15《关于印发金属非金属地下矿山采空区专项治理工作实施方案的通知》鄂安监函[2012]177号16《关于印发金属非金属地下矿山推广充填采矿技术的实施意见的通知》鄂安监发[2012]199号42.2采用的主要技术标准序号标准及规定名称标准号1《金属非金属矿山安全规程》GB16423-20062《工业企业总平面设计规范》GB50187-20143《爆破安全规程》GB6722-20144《工业企业设计卫生标准》GBZ1-20105《矿山电力装置设计规范》GBJ50070-20096《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-927《生产过程安全卫生要求总则》GB12801-20088《生产设备安全卫生设计总则》GB5083-19999《建筑抗震设计规范》GB50011-200110《建筑物防雷设计规范》GB50057-201411《防雷减灾管理办法》中国气象局第8号令12《工作场所有害因素职业接触限值》GBZ2.1-2007、GBZ2.2-200713《危险化学品重大危险源辨识》GB18218-200914《民用爆破器材工程设计安全规范》GB50089-200715《生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则》GB/T29639—201316金属非金属地下矿山通风技术规范局部通风AQ2013.2-200817金属非金属地下矿山通风技术规范通风管理AQ2013.4-20082.3其他依据（1）《宜昌汇鑫磷化工贸有限责任公司砦沟磷矿矿产资源开发利用方案》，湖北荆襄设计研究有限公司。（2）国土资源部关于磷矿资源合理开发利用“三率”指标要求（试行）的公告（2012年底30号），2012年12月28日。（3）《宜昌汇鑫磷化工贸有限责任公司砦沟磷矿废石干式充填采空区实施技术方案》，湖北荆襄设计研究有限公司。（4）砦沟磷矿采掘工程现状图及总体布置图。（5）现场资料及充填设备、材料、人工单价等。53、矿床地质3.1矿床地质特征3.1.1地层及构造宜昌磷矿位于黄陵背斜东翼及北翼。背斜核部由前震旦系崆岭群变质岩、混合岩及岩浆岩组成，翼部为震旦系—古生界沉积盖层，除缺失下泥盆统和下石炭统外，地层发育齐全。本区内矿产较多，其中以沉积和变质的矿床规模较大，如磷、白云岩、蛇纹石、银钒、石墨等，均属大型矿床，其次为硫铁矿、铅锌矿点。丁家河矿区东部矿段位于宜昌磷矿中部，出露地层有前震旦系崆岭群，震旦系上统陡山沱组灯影组，寒武系下统水井沱组。矿区基本为一平缓单斜构造，地层倾向东－北东，倾角3°～15°，倾角时缓时陡，最大达18°。局部因断裂构造和小型波状褶曲构造的影响，地层产状有所变化。褶皱不明显，断层较发育，且集中于矿区东南部。（1）地层矿山出露地层为震旦系上统陡山沱组、灯影组及前震旦系崆岭群。其中陡山沱组出露于矿山中东部边缘缓坡地带，主要呈环带状分布；崆岭群出露于矿山东部边缘的河谷地带。崆岭群未分岩性段，灯影组和陡山沱组分别划分为五个和四个岩性段，现由上而下简述如下：a）震旦系上统灯影组第五岩性段（Z2dn5）：浅灰－灰白色中厚层白云岩，上部夹燧石条带，底部以砖灰色薄层泥质云岩为分层标志，分布于矿山北部山顶一带。厚65～130m。第四岩性段（Z2dn4）：上部为灰白色中—厚层状含硅质条带白云岩，下部为纯白色厚层糖粒状白云岩，为良好分层标志。厚92～110m。6第三岩性段（Z2dn3）：蠕虫状白云岩与微粒白云岩互层，以夹层白云岩具蠕状构造为特征。厚95～130m。第二岩性段（Z2dn2）：灰—深灰色中层状白云岩，以具有溶孔、溶洞、皮壳状构造为特征，底部为浅灰色薄层状泥质白云岩，时夹磷块岩条带或透镜体，即第四含磷层（Ph4）。厚86～126m。第一岩性段（Z2dn1）：浅灰色厚层状白云岩，上部夹少量硅质条带，中下部含白色星点状碳酸盐碎屑。厚47～82m。b）震旦系上统陡山沱组（Z2d）第四岩性段（Z2d4）：深灰—灰黑色薄—中厚层状白云岩，含少量燧石结核，以层面具砖红色泥质薄膜为特征。厚10～32m。第三岩性段（Z2d3）：上部浅灰—深灰色中厚层状白云岩夹燧石条带和透镜体，下部中厚层状白云岩与页片状泥质白云岩互层，底部为薄层黑色球粒状硅质磷块岩（Ph3）。厚24～43m。第二岩性段（Z2d2）：上亚段（Z2dn2）为灰黑色中厚层状含燧石扁豆体白云岩，微细水平层理发育，厚37～42m；下亚段（Z2dn1）为灰—深灰色中厚层状白云岩与泥质白云岩互层，水平层理发育，底部为第二含磷层位（Ph2），由白云岩与磷块岩互层组成，厚1.57～6.48m。第一岩性段（Z2d1）：上亚段（Z2d31）为浅灰—灰白色厚层状白云岩，为Ph31矿层顶板，层位稳定，厚度变化不大,厚3～10.6m；中亚段（Z2d21）为矿区主要含磷岩段，由白云岩、黑色页岩夹磷块岩组成，发育齐全时可见2个磷矿层和两个含钾页岩层，依次为Ph31、K2、Ph21、K1，厚10～15m；下亚段（Z2d11）上部为浅灰色厚层状含Fe、Mn质白云岩（下白云岩），下部为砾岩（底砾岩），厚1.5～13.5m。c）前震旦系崆岭群（AnZ）由杂色斜长角闪片麻岩、混合岩等组成。（2）构造7矿山为—北东—近东倾斜的平缓单斜构造，岩层倾角3°～15°，褶皱不发育，断裂构造较发育，主要分布在矿区东南侧。主要断层有F16、F29、F30、F31、F32、F41等。矿山南侧发育一条近东西向的F16断层，断距90m，为一正断层，构成矿区南部边界。矿山东南部东湾一带发育有F30、F31、F32、F41断层。F30断层走向0°～30°，倾向西，倾角60°～82°，长度1800m，破碎带宽1～30m，断距16～40m，为一正断层，向北与F39断层归并复合，对矿层破坏影响较大；F32断层构成矿山东部边界，正断层，倾向西，倾角55°～70°，断距15～135m，向北断距增大；F41断层分布于矿山东部，倾向南西，倾角75°～80°，落差15m左右，向南断距增大与F32归并。F31断层倾向240°，倾角55°～70°，延伸长度700m，落差0～25m，向南东断距增大，对矿层有一定破坏作用。矿山北侧发育一条北西西向的F29断层，倾向10°～15°，倾角60°～80°，延伸长度大于1600m，为正断层，断距50～60m，构成矿山北部边界。另外矿山中北部经生产探矿揭露发现一条近南北向正断层（Fx），倾向西，断距10m左右。东部混算区边界的F40断层属推测断层，性质不明。3.1.2矿床地质特征（1）矿层特征砦沟磷矿发育Ph31、Ph2矿层，主要工业矿层为Ph31矿层。a）Ph31矿层矿区内稳定分布，倾向东—北东东，倾角3°～15°，平均约6°。在界定的矿山范围内矿体（层）走向南北长2250m，倾向东西宽700～1230m，分布标高为+590～+755m，矿层厚1.00～6.71m，平均4.15m，P2O5含量12.53～31.73%，平均20.88%。矿山西南部ZK608－ZK609－ZK612以南富矿发育，厚度大于1.0m，厚1.0～3.0m，富矿P2O5含量29.72～32.98%；向北富矿厚度变薄至1.0m以下甚至尖灭，Ph31矿层矿石品位变8贫，多以Ⅲ级品矿石为主，矿层厚1.0～6.71m，矿石品位一般为12.0～23.57%。根据矿石自然类型和夹石成分，Ph31矿层可分为三个自然分层：上部Ph3-31矿层（上过渡带），为白云岩条带磷块岩，厚度变化大，厚度0～6.27m，平均0.25m，P2O5含量12.40%～28.89%，平均19.64%，厚度不稳定，呈透镜体产出，不能单独圈定矿体；中部Ph3-21矿层（中富矿），为致密条带磷块岩，厚0～3.39m，平均1.25m，P2O5含量29.72%～36.27%，平均31.07%，品位较稳定，厚度呈南厚北薄趋势，北部地段缺失，富矿发育具明显的方向性，有南向北方向逐渐变薄，至ZK608－ZK609－TC5一线，厚度减薄至1.0m左右，北部边缘局部赋存富矿透镜体，在矿山南部富矿发育