2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作1概述1.1矿山概况(一)矿山位置、企业性质黔东锰矿位于松桃县城西南方向约70km处,位于孟溪镇正南偏西,距离约15km矿区地理坐标:东经108°51′34″—108°52′05″,北纬28°01′55″—28°03′08″矿区距湘黔线大龙站180km左右,距枝柳线吉首站189km,距渝怀铁路孟溪站22km矿区有公路与松(松桃)—印(印江)公路相接,交通较为方便(详见交通位置图)2-1 交通位置图矿山所在位置松桃县孟溪镇黔东锰矿为集体企业,行政隶属松桃县孟溪镇二)矿山开发现状松桃县孟溪镇黔东锰矿为整合矿山,由原松桃黔东锰矿和松桃高梁坪锰矿整合而成设计将整合后的矿山划分为两个采区(一采区和二采区)进行开采一采区为原松桃黔东锰矿的开采范围,二采区为原松桃高梁坪锰矿的开采范围本次设计为二采区的开采方案设计矿山老硐较多,废弃巷道布置混乱(开采方案设计附图只标出了部分废弃巷道及封堵情况,经现场踏勘,矿山的废弃巷道较多,但基本予以封堵处理少部分废弃巷道暂未封堵但设置有风门,防止通风系统漏风或短路)三)变更的原因和依据该矿山原设计于2013年1月通过了铜仁市安监局组织的专家审查。
并于2013年6月通过了铜仁市安监局组织的安全验收为了更加安全、有效地开采矿山资源,根据矿山现有开采系统、设施设备匹配程度及企业自身发展需要,根据相关法律法规规定,受业主委托特进行本次变更设计本次变更设计将原《设计》所设计的开拓系统全部利用,只增加750#井(副井)(井口标高750m,方位角为57°,坡度为3‰从矿体下盘一直前掘揭穿矿体,然后沿矿脉走向在矿脉内向两翼开掘750m运输巷道)作为本矿山的另一个安全出口本次设计主要验证750#井(副井)在安全上是否满足现行法律法规的要求以及对原系统是否造成不良影响1.2 设计依据的国家有关安全生产的法律、法规、规章(1)《中华人民共和国安全生产法》(国家主席令第70号);(2)《中华人民共和国矿山安全法》(国家主席令第65号);(3)《中华人民共和国矿产资源法》(国家主席令第74号);(4)《中华人民共和国劳动法》(国家主席令第28号);(5)《中华人民共和国消防法》(国家主席令第4号);(6)《中华人民共和国节约能源法》(国家主席令第77号);(7)《中华人民共和国职业病防治法》(国家主席令第60号);(8)《中华人民共和国环境保护法》(国家主席令第22号);(9)《中华人民共和国环境噪声污染防治法》(国家主席令第77号);(10)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(国家主席令第31号);(12)《民用爆炸物品安全管理条例》(国务院令第466号);(12)《安全生产许可证条例》(国务院令第397号);(13)《建设项目环境保护管理条例》(国务院令第253号);(14)《地质灾害防治条例》(国务院令第394号);(15)《安全生产事故报告和调查处理条例》(国务院令第493号);(16)《建设工程安全生产管理条例》(国务院令第393号);(17)《工伤保险条例》(国务院令第375号);(18)《非矿矿山企业安全生产许可证实施办法》(国家安全生产监督管理局2009第20号令);(19)《劳动保护用品监督管理规定》(国家安全生产监督管理总局1号令);(20)《生产经营单位安全培训规定》(国家安全生产监督管理总局3号令);(21)国家安全监管总局关于进一步加强中小型金属非金属矿山(尾矿库)安全基础工作改善安全生产条件的指导意见[安监总管一〔2009〕44号];(22)《建设项目安全设施“三同时”监督管理暂行办法》(安监总局36号令);(23)《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);(24)《金属非金属地下矿山企业领导带班下井及监督检查暂行规定》(国家安全生产监督管理总局令第34号令);(25)国务院安委会办公室关于贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》精神进一步加强非矿山安全生产工作的实施意见(安委办〔2010〕17号);(26)国家安全监管总局关于印发《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定》的通知(安监总管一〔2010〕168号);(27)《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》(国家安监总局30号令);(28)《高危行业企业安全生产费用财务管理暂行办法》(财企[2006]478号文);(29)《关于加强金属非金属地下矿山安全通风管理防范中毒窒息事故的通知》按监总管(2010.93号);(30)《贵州省矿山安全资格证管理办法》(黔府办发[1995]40号);(31《贵州省实施中华人民共和国矿山安全生产法办法》(1993年11月27日贵州省第八届人民代表大会常务委员会第五次会议通过);(32)《贵州省安全生产条例》(2006年3月30日贵州省政府第39次常务会议);(33)《金属非金属矿山安全标准化规范地下矿山实施指南》(AQ2007.2-2006);(34)《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定》(国家安全生产监督管理总局安监总管〔2010〕168号,2010年10月9日起施行);(35)关于印发《贵州省金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”实施细则》的通知(黔安监管〔2010〕166号);(36)《国家安全监管总局关于印发金属非金属矿山建设项目安全专篇编写提纲等文书格式的通知》(安监总管—[2012]45号);(37)《企业安全生产费用提取和使用办法》(财企〔2012〕16号)。
1.3设计依据的主要技术标准、规范、规程(1)《金属非金属矿山安全规程》(GB 16423-2006);(2)《爆破安全规程》(GB 6722-2011);(3)《矿山安全标志》(GB 14161-2008);(4)《矿山井巷施工及验收规范》(GBJ 213-1990);(5)《厂矿道路设计规范》(GBJ 22-1987);(6)《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010);(7)《建筑设计防火规范》(GBJ 50016-2006);(8)《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010);(9)《工业企业厂界噪声标准》(GB 12348-2008);(10)《污水综合排放标准》(GB 8978-2002);(11)《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1997);(12)《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB 18599-2001);(13)《工业企业设计卫生标准》(GBZ 1-2010);(14)《工业场所有害因素职业接触极限》(GBZ 2-2002);(15)《危险化学品重大危险源辨识》(GB 18218-2009);(16)《低压配电设计规范》(GB 50054-2009);(17)《供配电系统设计规范》(GB 50052-2009);(18)《矿山电力设计规范》(GB 50070-2009);(19)《有色金属采矿设计规范》GB50771-2012;(20)《金属非金属地下矿山通风技术规范》(AQ2013-2008);(21)《金属非金属地下矿山通风技术规范 通风系统》(AQ2013.1-2008);(22)《金属非金属地下矿山通风技术规范 局部通风》(AQ2013.2-2008);(23)《金属非金属地下矿山通风技术规范 通风系统检测》(AQ2013.3-2008);(24)《金属非金属地下矿山通风技术规范 通风管理》(AQ2013.4-2008);(25)《金属非金属地下矿山通风技术规范 通风系统鉴定指标》(AQ2013.5-2008);(26)AQ2031-2011《金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范》;(27)AQ2032-2011《金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范》;(28)AQ2033-2011《金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范》;(29)AQ2034-2011《金属非金属地下矿山压风自救系统建设规范》;(30)AQ2035-2011《金属非金属地下矿山供水施救系统建设规范》;(31)AQ2036-2011《金属非金属地下矿山通信联络系统建设规范》。
1.4主要参考资料(1)中地地矿建设有限公司2009年9月提交的《贵州省松桃县孟溪镇黔东锰矿资源/储量核实报告》;(2)贵州淞源矿山开发技术咨询有限公司2013年12月提交的《松桃县孟溪镇黔东锰矿(二采区)开采方案设计》;(3)贵州淞源矿山开发技术咨询有限公司2013年12月提交的《松桃县孟溪镇黔东锰矿(二采区)安全专篇》;(4)设计人员到现场考察和收集到的生产现状资料三)方案设计指导思想1、合理布置开拓和开采系统,以较少的工程投入,获取较好的经济效益2、优化系统、规范开采工艺、强化安全、提高工效、注重环保及职业卫生1.5矿井建设综合评价(一)矿井开拓方式矿山采用平硐开拓二)资源可靠性评价1、根据中地地矿建设有限公司2009年9月提交的《贵州省松桃县孟溪镇黔东锰矿资源/储量核实报告》,整合后整个矿区范围内保有锰矿石资源量为55万吨二采区开采范围内资源量约为25万吨2、基本上探明了地质构造和矿层的赋存特点,储量基本可靠三)外部协作条件1、松桃县孟溪镇黔东锰矿辖属松桃县孟溪镇,有简易矿山公路通往矿区,交通较方便2、本矿所需电源引自当地10 kv农网,用电电源有保证3、矿山生产、生活用水取自矿区附近的大屋河水和山泉水。
可见矿山建设的外部协作条件较好四)开采方案的主要技术经济指标①设计生产能力:2万吨/年;②全员效率:1.92吨/人/天;③劳动定员:35人;④项目总投资:120万元;⑤建设工期:8个月五)综合评价矿层赋存基本稳定,地质构造基本查清,用户可靠,市场潜力大,为矿山建设提供了有力条件,矿山建设和生产具有良好的经济效益和社会效益六)存在的问题及建议1、矿井勘探程度较低,矿井储量和地质构造有待于进一步验证建议在生产过程中加强地质工作,提高储量级别,探清地质构造,以更好地指导生产若发现更多的资源,矿山可申请扩大矿区范围2、本方案设计中所采用的支护、巷道断面、工作面长度等各项参数应根据井下实际情况进行调整3、周边矿山开采情况不详,矿山应加强对周边矿井及老窑的调查接近老窑、采空区应加强探放水工作4、本矿若有与本方案中技术指标相类似设备,亦可使用,以节省投资2矿区地质(一)地层矿区及其附近出露地层有新元古界南华系下统铁丝坳组(Nh1t),南华系上统大塘坡组(Nh2d)、南沱组(Nh2n),震旦系下统陡山沱组(Z1d)、上统灯影组(Z2dn),寒武系下统牛蹄塘组(∈1n)和明心寺组(∈1m1),第四系(Q)。
由老至新分述如下:1、新元古界南华系下统铁丝坳组(Nh1t)矿区及其附近仅出露铁丝坳组第四段(Nh1t4):上部为灰色薄至厚层粉砂岩夹灰色凝灰质砂岩及绿泥石杂砂岩中部为灰绿色板岩、灰色粉砂岩、偶夹灰白色石英砂岩下部为灰绿色板岩、细砂岩,偶夹凝灰质砂岩及长石砂岩底部为中厚层状砾绿泥石狭长石砂岩矿区及其附近的铁丝坳组(Nh1t4)与上覆震旦系下冰碛岩段接触关系为微角度不整合接触其理由是在刺丘湾、下大屋、铜钱山、大坳等地南华系上统大塘坡组一段与铁丝坳组第四段接触;而木耳溪、冷板沟、秦家河口至道塘一带,大塘坡组一段与铁丝坳组第三段石英砂岩接触故大塘坡组一段岩段超覆于铁丝坳组之上厚度121.43m2、南华系上统大塘坡组(Nh2d)共分四段:第一段(Nh2d1)上部为黑色含砂砾炭质砂岩、炭质砂岩,其下为黑色薄层炭质页岩夹条带状菱锰矿透镜体,菱锰矿层厚度0—0.29m中部为灰色中厚层细砂岩或粘土岩,具斜层理构造下部为黄绿色厚层砂质杂砾岩在矿体边缘,一般下冰碛段厚度变薄,岩石组合趋于简单为白云质砂岩、砾岩与下伏铁丝坳组地层为微角度不整合厚度0.73—9.3m第二段(Nh2d2)黑色层炭质页岩,间夹数层(一般2—4层)含星点状黄铁矿的浅灰色粘土岩薄层。
底部产0.25—3.49m块状炭质菱锰矿及条带状炭质菱锰矿一般在工业矿体边缘或无工业矿体地段,含锰岩系变薄至尖灭在锰矿层尖灭地段,菱锰矿层常为砂质白云岩取代该亚段即习称含锰岩系厚度6.82—33.24m第三段(Nh2d3)灰色、灰黑色薄至中厚层含炭质条带粘土岩、含砂质页岩由上至下,炭质逐渐增多,下部夹炭质页岩薄层与上覆及下伏地层无明显分界标志,均为过渡关系厚度20.34—41.59m第四段(Nh2d4)上部为灰至深灰色薄—中厚层层纹状粉砂质页岩,有时顶部见层纹状粉砂岩层纹平直、密集顶部常见滑塌构造(乱层纹)下部为灰色薄—中厚层粘土岩夹粉砂质页岩,局部为具层纹状构造上部与下部岩性为过渡关系,无明显标志层厚度180.58—225.85m3、南华系上统南沱组(Nh2n)黄绿色、灰绿色厚层块状砾岩,上部夹含砾砂岩、含砾粉砂岩、含砾粘土岩,偶夹粉砂质页岩、粘土页岩中下部夹有浅灰、灰色砂屑白云岩透镜体砾石呈次棱角—半滚园状,大小不等,成分复杂砾岩及含砾岩具球状风化厚度80.91—86.29m4、震旦系下统陡山沱组(Z1d)上部为灰色薄至中厚层含粘土质粉晶白云岩,偶夹炭质页岩及硅质条带,下部为灰色中厚层状细晶白云岩。
厚度12.01—16.66m5、震旦系上统灯影组(Z2dn)灰—深灰色厚层状细、粉晶白云岩,含较多灰白色石英白云石网脉及硅质团块,风化表面呈刀砍状厚度35.70m6、寒武系下统牛蹄塘组(∈1n)共分二段:第一段(∈1n1)灰至灰黑色层硅质岩顶部偶夹炭质页岩薄层该组与灯影组分界明显在黄塘坪附近硅质岩厚26m左右在木耳溪、桃树湾附近硅质岩仅20—30cm,在土地坳则缺失硅质层,而局部出现(∈1n2)的磷质结核层或磷块岩透镜体覆盖在灯影组白云岩之上的情况综上所述,灯影组与牛蹄塘组应为假整合接触关系厚度25.67m第二段(∈1n2)上部为灰、深灰色薄层粘土岩、细砂岩,局部为黑色炭质页岩夹粉砂质页岩顶部夹条带状粘土质粉晶灰岩下部为黑色薄至中厚层炭质页岩底部产0—0.30m磷块岩透镜体、扁豆体及磷质结核在磷矿层向上3—5m范围内的黑色炭质页岩中,钼、矾含量较高,钼的含量最高为0.02%,厚度0.20—1.50mV2O5含量0.63%厚度0—2.24m7、寒武系下统明心寺组(∈1m)共分二段:第一段(∈1m1)灰—深灰色中厚层灰岩,底部夹少许砂岩与下伏岩石为过渡关系厚度51.29m第二段(∈1m²)黑至黑灰色炭质页岩夹粉砂质页岩。
出露不全厚度>71.55m8、第四系(Q)为表土夹碎石等坡积、残积冲积物与下伏地层为不整合接触厚度0—10m二)构造大屋锰矿段位于梵净山穹状背斜北东,矿段分布于木耳扭性断层与金子山背斜之间,矿段紧靠木耳断层区内构造简单,总体上为一单斜构造地层走向北东,倾向北西,倾角15°—35°,一般为20°—25°在8线以东,地层倾向逐渐由北北西转向北北东,地层倾角变化大,在5°—30°之间一般为10°—15°在大屋、青石溪沟谷切割剧烈,含锰岩系及锰矿层沿倾向被剥蚀在上下大屋之间,锰矿体沿倾向完全被剥蚀,成为青石溪和白石溪两个块段的天然分界线矿区分布于木耳扭性断层与金子山背斜之间,区内构造简单,为一单斜构造地层走向北东,倾向北西,倾角20°—35°次级构造不发育,局部发育少量层间断层三)矿床地质特征1、矿体赋存特征锰矿赋存于南华系上统大塘坡组第二段底部炭质页岩中,矿体呈层状(或大透镜状)顺层倾斜产出矿体走向北东,倾向北西,倾角20—35°,平均30°,与地层产状基本一致矿层地表出露标高611—933m,相对高差312m;地表沿走向连续分布,长度5500m,向深部倾斜延伸>1130m,最低控制标高485.01m。
矿区范围内矿层最大厚度2.87m,最薄0.35m,平均1.11m2、矿石特征(1)矿石质量大屋矿段的氧化矿石,氧化矿深度一般为10—25m,最大深度30m左右氧化矿厚度0.14—1.03m,平均厚度0.42m,含MnO23.79—35.87%,平均24.5%氧化矿石主要为块状、胶状、葡萄状、皮壳状,少数为网格状及疏松土状氧化矿的厚度由地表向深部逐渐变薄,浅部的氧化矿石碎裂状、块状及条带状原生菱锰矿氧化形成,深部则主要产于破裂菱锰矿层之中矿石有关特征见下表:矿石特征表矿石类型矿物名称块状矿石条带状矿石碎裂状矿石备注菱 锰 矿>60%30—70%20—70%锰白云石少—8%少锰方解石少—3%少少—25%石 英少—20%少—5%30—35%长 石少少磷 灰 石微微微绢 云 母微—少微—少微粘 土 矿 物少—10%8—30%少炭质有机质少12—0%4—30%黄 铁 矿少—20%少—3%少绿 泥 石少少—1%少玉 髓少8—%(2)矿层围岩及夹石夹石:矿层中时常夹有1—2层黑色炭质页岩夹石据对46个够工业矿体厚度的工程统计,有2个工程中矿层有夹石,占4.3%,此外,有23个工程夹石厚度均小于剔除厚度,一般厚度为0.12—0.27m。
夹石的岩石特征与底板炭质岩近似,具泥状结构、层纹状构造,其物质组成亦与底板炭质页岩几乎完全一致,偶见菱锰矿呈细柱集合顺层分布直接顶板:在矿体中心部位主要为浅灰色条带状含炭质粘土岩或带状粉砂岩,在矿体的边缘,该层岩石变薄,炭质增多则以灰黑色条带状物为主,占60%以上,石英1—5%,长石1—3%,黄铁矿1—3%,菱锰矿1—5%,炭质有机质3—15%其次尚含有极少的锰矿解石,锆石、磷灰石、绿泥石、绢云石、白云母、白云石等矿物区内矿层顶板颜色浅、具条带状构造,野外易于识别,是一个极好的标志层顶板与矿层分界线清楚顶板岩石稳固性良好,顶板不易塌落直接底板:矿层底板为黑色薄层含锰炭质页岩厚度0.8—0.63m,分布较连续稳定具泥状结构,层纹状构造,泥状断口岩石主要由粘土矿特及炭质有机质组成,有极少的绢云母,绿泥石、锐钛矿、黄铁矿、菱锰矿等矿物、粘土矿物含量约60%以上,炭质有机质占10—40%,石英约5—10,其余矿物含量甚微3)矿床内共(伴)生矿产矿段内有益矿产主要有:磷矿:下寒武统牛蹄塘组是产磷的重要层位根据以往工作,磷矿层厚度小,一般为0—0.03m,品位为20%左右,呈透镜状和扁豆状、结核状产出,产于黑层底部,覆于硅质岩之上,经少数工程揭露及地质填图,尚未发现具工业要的磷矿床。
钼、钒矿:产出层位与磷相同,具体位于磷矿层上的炭质页岩中,紧临磷矿层 ,经少数工程取样化验,钼的含量0.002—0.02%,其中品位为0.02%的厚度0.20—2.02m其钼的含量最高者仅达边界品位,尚未达到工业品位要求,钒的含量0.03—0.65%,见矿最厚2.24m,品位0.626%上述数据说明,在黑层中有钒的工业矿体存在钼矿虽仅达边界品位,但由于工作不尽详细,少数工程的取样结果尚难定论总之,工作区黑层中的钼钒矿,今后工作值得注意金、银:对金含量的了解不多,仅在大塘坡组第一段中含黄铁矿较多的炭质岩进行过取样分析,其银的含量很低,为0—0.02g/t对银含量的了解主要是在牛蹄塘组黑层中取样分析钼、钒矿的同时,分析了解银的含量其银的含量为1.25—7.04g/t,远未达到工业要求硅石:本矿段大屋河与木耳溪河汇合附近,两河的沿岸及河底,出露南华系下统铁丝坳组第三段厚层石英岩状砂岩及长石英砂岩SiO2含量95.26—95.66%,平均品位94.65m,厚度10.47mFe2O3含量1.07—3.59%,平均2.21%CaO为0.06—0.06%,平均0.04%MgO含量均一,平均为0.01%,Al2O3含量0.82—2.29%,平均1.45%,硅石厚度可观,其含量接近硅锰合金用硅石的工业要求。
3、矿床开采工程技术条件矿区内工程地质岩组可划分为半坚硬岩组及松散岩组二类半坚硬岩组:主要为南华系下统铁丝坳组(Nh1t)和南华系上统统南沱组(Nh2n)、大塘坡组(Nh2d)由于其岩性为砂岩类、泥质类、炭质页岩类,此类岩组的岩石由于层理、节理、裂隙等结构的影响,其力学性能稳定性相对较差,抗风化能力较弱,在巷道或工作面易发生垮塌、冒顶、滴水、渗水等工程地质问题松散岩组:主要包括第四系表土夹碎石等坡积、残积冲积物第四系残积、坡积土层:主要零星分布于矿区范围内的山脊、坡麓地带,分布面积不大由砂质岩类、泥质岩类经长期风化、剥蚀后的残积、坡积物,土层厚度不大,缓坡及沟谷中稍厚,一般小于10m,土质多为碎石土、砂土、粉砂质粘土,土体呈松散或半固结状,分选性、胶结性差,土体较松散,透水性较好,土体强度弱,压缩性高,受力后土体沉降量大,边坡容易失稳上覆地层:含矿地层上覆围岩为大塘坡组第二段,主要为含炭质粘土岩、粉砂质粘土岩,属半坚硬岩组类型,抗压强度一般,抗风化能力一般,岩体稳定性一般,工程地质条件一般含矿层:锰矿层赋存于大塘坡组第二段(Nh2d2)含锰岩系底部,主要为黑色炭质菱锰矿夹少许条带状粉砂岩及炭质页岩。
属半坚硬岩组类型,抗压强度一般,抗风化能力一般,岩体稳定性一般,工程地质条件一般下伏地层:含矿层的下伏地层为大塘坡组第一段(Nh2d1),上部为黑色含砂砾炭质砂岩、炭质砂岩,其下为黑色薄层炭质页岩夹条带状菱锰矿透镜体,菱锰矿层厚度0—0.29m中部为灰色中厚层细砂岩或粘土岩,具斜层理构造下部为黄绿色厚层砂质杂砾岩在矿体边缘,一般下冰碛段厚度变薄,岩石组合趋于简单为白云质砂岩、砾岩属半坚硬岩组类型,抗压强度一般,抗风化能力一般,岩体稳定性一般,工程地质条件一般矿层的顶底板均为炭质页岩,力学强度不高,稳定性较一般,工程条件一般本矿区地形以低中山为主,地形有利于大气降水入渗,除在浅部岩层露头区风化作用强烈,岩石节理裂隙发育,稳定性较差,上覆地层和下伏地层岩石工程地质条件一般,含矿层及顶底板岩层的稳定性一般,工程地质条件一般根据井下观测与矿山多年生产实际,现状条件下,矿井开采范围的顶底板变化很小,局部出现小的坍塌、片帮现象,经过简单支护或处理,效果较好,可以达到矿山安全生产条件4、矿床水文地质条件A、区域水文地质概况本区地处长江流域沅江水系,位于贵州高原东部,区内地形以中低山、低山为主,地势较陡。
区域内出露地层有中元古界梵净山群,新元古界震旦系、南华系、青白口系板溪群,古生界寒武系、奥陶系,新生界第四系地层多呈北东向展布震旦系分布在该区南西缘梵山穹状背斜核部南华系分布最广,主要出露在区内的梵净山穹状背斜北缘,广泛分布在大塘坡、杨立掌、大屋、黑水溪、凉风坳等地分布区多被第四系残坡积层覆盖,植被较发育岩石浅部因风化作用节理裂隙发育,大气降水容易通过岩石节理裂隙渗入地下,岩层中赋存着基岩裂隙水,富水性弱—中等,这些裂隙水沿岩层层面径流,最后以泉的形式在低洼处排泄区域内第四系孔隙水及基岩裂隙水,均以大气降水作为补给来源地下水动态随季节变化明显,一般每年5月地下水流量、水位开始回升, 6~9月为最高值,其间出现1~3次峰值,10~12月份进入平水期,水位、流量开始逐渐递减,到次年三、四月份降为最低值B、地貌与地表水矿区属构造侵蚀中低山沟谷地貌,地势较陡、切割强烈,地形起伏较大山体走向与构造线方向基本一致,呈北东方向延伸地势总体南部较高,北部相对较低,区内最高海拔标高1185.5m,位于矿区范围5号拐点附近的山顶,最低海拔标高620m左右,位于1号拐点北面大屋河河床支流乌鸦洞附近的河床,最大高差565.5m。
矿区附近的最低海拔标高620m,可视为矿区范围内的最低侵蚀基准面(620m)标高矿区属长江流域沅江水系,大屋河流经矿区的北西部,地表水系较发育大气降水为本区地下水的主要补给来源和矿床充水的主要因素矿区内有1处泉水点出露,流量较小C、地下水区内地下水类型分为裂隙水和孔隙水,其埋藏形式为潜水低洼处地下水埋深一般小于10m地下水的补给源主要为大气降水,大气降水通过地表风化裂隙、构造裂隙及岩石孔隙渗入补给地下水,运移于岩石裂隙及岩层面径流至低洼处以泉的形式排泄D、含水层与隔水层矿区及其附近出露地层主要为前元古界南华系下统铁丝坳组(Nh1t),南华系上统南沱组(Nh2n)、大塘坡组(Nh2d),第四系(Q)根据地层岩性组合和含水介质特征,将区内划分为孔隙水含水层、基岩裂隙水含水层、隔水层三类含水层孔隙水含水层—第四系(Q)为表土夹碎石等坡积、残积冲积物厚度0—10m含孔隙水,富水性弱,一般透水而不含水对矿坑的充水不会造成威胁基岩裂隙水含水层:为南华系上统南沱组(Nh2n)、大塘坡组(Nh2d)的第一、二、四段由于南沱组的以上分段主要由砂岩类、泥质岩类及炭质页岩组成,根据以往钻孔简测资料,单位涌水量(q)0.0016—0.058l/s·m,渗透系数(K)0.0022—0.145m/d,富水性弱,含承压裂隙水。
水位、流量受大气降水的控制,水温较稳定隔水层:为大塘坡组(Nh2d)的第三段和铁丝坳组(Nh1t)第四段由于大塘坡段第三段,岩性为灰色、灰黑色薄至中厚层含炭质条带粘土岩、含砂质页岩富水性弱,为相对隔水层铁丝坳组第四段,上部为灰色薄至厚层粉砂岩夹灰色凝灰质砂岩及绿泥石杂砂岩中部为灰绿色板岩、灰色粉砂岩、偶夹灰白色石英砂岩下部为灰绿色板岩、细砂岩,偶夹凝灰质砂岩及长石砂岩底部为中厚层状砾绿泥石狭长石砂岩富水性弱,为相对隔水层E、构造破碎带对矿井充水的影响矿区分布于木耳扭性断层与金子山背斜之间,区内构造简单,为一单斜构造地层走向北东,倾向北西,倾角20°—35°次级构造不发育,局部发育少量层间断层,节理裂隙较发育因此,矿区开采范围遭受断层及破碎带充水、突水的可能性不大但随着未来矿床开采范围的逐步扩大,人工采矿裂隙大量出现,改变了应力场和地下水的天然流场,地表水、地下水更可能次级构造、层间断层进入矿井根据井下观测,矿井涌水以淋水、滴水为主矿区范围节理、裂隙较发育,根据地表和井下观察,主要为NE向,这些节理、裂隙带成为矿区内地下水集中径流带,并成为未来开采矿井(直接充水层中地下水向矿井充水)的导水通道。
F、矿井充水因素矿床充水水源:主要是震旦系上统南沱组、大塘坡组中的基岩裂隙水、大屋河、季节性溪沟地表水体和第四系孔隙水地下水补给主要靠大气降水和地表水体,大气降水经地表岩石的裂隙、孔隙,渗入地下形成裂隙水;各种岩石裂隙,是矿井充水的主要通道根据目前规定的矿体开采深度,矿区开采的锰矿体大部分位于当地最低侵蚀基准面以上,其中二采区开采范围内的矿体位于最低侵蚀基准面之上南沱组、大塘坡组主要为裂隙含水层、富水性弱,透水性一般,地形有利于排水;地下水主要充水水源为大气降水,故矿床水文地质勘探类型属以直接进水的裂隙充水矿床,水文地质类型简单G、矿坑涌水量根据原黔东锰矿和原高梁坪锰矿矿井抽水原始记录统计分析,矿坑涌水量受大气降雨影响明显,枯季(1~5月)正常涌水量为3.2-9.6m³/d左右,平均6.4m³/d左右;雨季最大可达到7.2-21.6m³/d左右,平均14.4m³/d左右根据该矿的现状条件下涌水量实测资料,采用比拟法进行估算未来开采区域的矿井涌水量矿区矿坑涌水量为4.70~14.11m³/d,该矿坑涌水量为一般矿坑涌水量,不含在特殊水文地质条件下的矿坑涌水量H、目前开采条件下矿区水文地质条件的变化原黔东锰矿和原高梁坪锰矿经多年开采,矿井已形成一定面积的采空区(约0.40km²)。
根据原两个锰矿的核实报告(2004年、2005年),水文地质条件基本一直,由于开采面积扩大,井巷排水量有所增加,前后均没发现地表河流—大屋河对矿井进行渗漏、涌水I、未来水文地质条件的变化预测随矿山的继续开采,空区的不断扩大和采动影响,岩层中的裂隙水向矿井中渗漏,从而破坏了原有的平衡性,使矿层上下顶底板的含水层产生水力联系,同时导致局部地下水的径流和排泄方向也发生变化,地下水的流向向着薄弱应力场(采空区)径流,如果采动切穿未知断裂构造和隐伏断裂构造,构造会沟通矿井与各含水层以及地表水体的水力联系,矿山生产中应密切关注矿井地下水的变化动态,防止因贯通地层间的地下水和地表水体而造成矿井涌水、突水事故发生建议矿山建立健全整合后的涌水量观测记录,为矿山今后涌水量预测提供依据,为矿山安全生产依据J、供水水源大屋河流经矿区西北部,常年有水流清水流量74.76—126.83 L/s,水量随季节变化,可以作为供水水源矿山开采过程中,预测的涌水量为4.7~14.11m³/d,其水质不宜作为生活用水,经沉淀处理后,可供生产用水四)环境地质条件1、矿山环境地质条件现状评价①地震根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)及《贵州省地震烈度新区规划通知》(1992,203号文)],本区地震基本烈度小于Ⅵ度,属较稳定区域。
②地质灾害现状矿区及周边未发现明显的滑坡、地面塌陷、地裂缝等地面变形现象矿区环境地质条件较好③地表水污染现状生活、生产污水只经简单池蓄沉淀后排放于地表冲沟中,对地表水、地下水及农作物造成一定污染④大气污染现状矿山目前主要的大气污染源为矿井废气,区域内主要的污染物是粉尘⑤放射性污染现状矿区内无放射性污染2、矿山环境地质条件预测评价矿山开采可能引发的环境地质问题有:(1) 生活、生产污水排放及处理不完善,对地表水、地下水及农作物物造成一定污染2) 随着矿山开采,会造成大面积采空,易引发地面塌陷、地裂缝等地质灾害针对上述可能引发的环境地质问题,必须采取有效的防治措施1) 必须严格按设计方案开采2) 矿山生产中的酸性矿坑水和生产、生活污废水,应采用混凝沉淀、消毒处理,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准要求3) 地下工程建设及生产过程中,应边采掘边支护,对软弱岩层和节理发育破碎地带应加强支护4) 按相关规范预留足够的保安矿柱总体来看,矿区环境地质条件为简单类型3矿床开采3.1矿区范围及资源量1、矿区范围根据2010年11月由贵州省国土资源厅颁发的采矿许可证,松桃县孟溪镇黔东锰矿矿区范围由9个拐点组成。
矿区范围拐点坐标见下表:二采区开采范围为原松桃高梁坪锰矿的开采范围2、矿山保有资源量根据《贵州省松桃县孟溪镇黔东锰矿资源/储量核实报告》,矿区范围内锰矿石保有资源量为55万吨二采区开采范围内资源量约为25万吨3.2矿山生产能力及服务年限1、矿山工作制度年工作日按300d计算,每天二班作业,每班作业8h,每天净运输时间为14-16h2、生产规模及可采资源量①生产规模:松桃县孟溪镇黔东锰矿由贵州省国土资源厅2010年11月颁发的采矿许可证上规划的生产规模为5万吨/年(矿石量)根据矿山保有资源量的实际情况,本设计二采区的生产规模确定为2万吨/年(矿石量)②设计利用资源量根据《贵州省松桃县孟溪镇黔东锰矿资源/储量核实报告》,矿区矿石保有资源量为55万吨其中(111b)43万吨,(122b)7万吨,(332)5万吨本设计(111b)、(122b)、(332)资源量利用系数均取1.0经估算,二采区开采范围内保有总资源量约为25万吨设计利用资源量=22×1.0=22(万吨)③可采资源量采矿回采率取80%;根据前期矿山开采收集的数据,永久矿柱损失比例为8.7%则可采资源量=(设计利用储量-永久矿柱损失)×采矿回采率=(22-22×8.7%)×80%≈16(万吨)。
3、矿山服务年限矿石贫化率按10%计,则矿山二采区服务年限=可采资源量÷(1-矿石贫化率)÷设计生产能力=16÷(1-10%)÷2≈8(年)3.3矿床开采(一)矿山二采区开拓及采掘巷道布置方式设计开采标高内的矿体,埋藏较深,盖山厚,不具备露天开采条件,设计采用地下开采矿山前几年开采已形成多个开拓井筒,本设计充分利用已形成的井筒进行开拓布置根据矿区地形地质特点、资源量和设计生产规模,二采区设计采用平硐开拓,共设计布置3个井口,分别为750#井(副井)、800#井(主井)和850#井(风井)各井筒均已形成750#井(副井):井口标高750m,方位角为57°,坡度为3‰从矿体下盘一直前掘揭穿矿体,然后沿矿脉走向在矿脉内向两翼开掘750m运输巷道800#井(主井):井口标高795m,方位角为101°,坡度为3‰从矿体下盘一直前掘揭穿矿体,然后沿矿脉走向在矿脉内向两翼开掘800m中段运输平巷850#井(风井):井口标高847m,方位角为125°,坡度为3‰从矿体下盘一直前掘揭穿矿体揭穿矿体,然后沿矿脉走向在矿脉内向两翼开掘850m中段回风平巷一般以25m左右的垂高布置中段,各中段间通过斜坡道和回风上山连接。
井下涌水和生产废水可自流出井外,故井下不设置水仓通过以上工程可完成二采区的开拓(矿山开拓情况详见开拓系统平面图)工业场地布置:800#井(主井)井口附近地势较平缓,经挖掘平整后作为工业场地主要布置有堆矿场、废石场、空压机站和消防水池、办公室、洗澡间、灯房和变电站等二)井筒布置与装备1.井筒布置根据矿区地形地质特点,二采区共布置3个井口,分别为750#井(副井)、800#井(主井)和850#井(风井)3个井口均布置在崩落范围之外工业场地有关设施均布置在岩石移动范围之外各井口间距均大于30m各井筒布置详见开拓系统平面图,井口坐标及井筒特征见下表 井口位置及井筒特征表井 筒名 称井口坐标井口标高(m)方位角(°)坡 度井 筒 长 度(m)井筒断面(m²)XY净掘750#井(副井)3103550.136585157.4750573‰1204.54.8800#井(主井)3103436.436585195.37951013‰1154.54.8850#井(风井)3193356.736585133.68471253‰733.94.32.井筒装备运输平硐:掘进断面2.2m×2.4m(为拱形断面),主要用作运输矿石、废石、材料、进风、排水、铺设管线和进出人员的通道。
井口20米段采用砌碹,对于不稳定于地段一般采用砼支柱、钢支架进行支护运输平硐内采用无轨运输回风平硐:掘进断面2.1m×2.0m(为拱形断面),主要用于回风,并作为安全出口三)采矿方法矿体倾角20-35°,平均厚度1.11米,属缓倾斜薄矿体;矿体及其顶板为中等稳固;矿体形态为层状、似层状产出,地表允许陷落结合矿山设计规模等实际情况,适宜采用空场法里的房柱法进行采矿1.矿块布置与结构参数⑴矿块布置方式矿块沿矿体走向布置⑵矿块结构参数矿块长度为阶段斜长,根据电耙的有效运距,取40-60m;矿块内划分矿房,矿房跨度取8-15m;矿房内规则矿柱的宽度,依经验一般取3-5m,间距一般取5-8m;矿块间留间柱,间柱宽度为3-6m;阶段间矿柱厚度一般取3m2.采切工作因该矿矿体较薄、生产规模较小,阶段运输巷布置在脉内所需做的采切工作有:沿矿体走向紧贴矿体底板掘进阶段运输平巷,在阶段运输平巷的一侧开掘储矿仓;沿矿房中心线并紧贴矿体底板开掘上山,作为通风、行人及运搬材料的通道,并作为回采时的自由面,其末端与联络平巷(回风平巷)联通当矿体厚度较大时,回风平巷开向靠近矿体顶板,与上山之间采用短天井连接;在矿房下部边界处掘进切割平巷,作为矿房下部起采自由面和相邻矿房间的通道。
3.回采工作本矿矿体平均厚度为1.11m,整层回采即可回采从切割平巷与上山交口处开始,自下而上以一字形工作面逆倾斜推进在推进工作面的同时或落后于工作面5-10m形成规则矿柱4. 采场落矿及运输方式采场内采用YT-24浅孔凿岩机钻孔爆破落矿,孔径一般为36-44mm,孔深1.2-2m,孔距0.6-1.2m,排距0.5-1m,一次推进距离1.2-1.4m采场内的矿石经自运搬至中段运输平巷内经装入0.5m³矿车和拖拉机内,经中段运输平巷、运输上山或斜坡道、主井将矿石运输至地面5.采场通风爆破后一般需进行半个小时左右的通风新鲜风流由中段运输平巷进入切割平巷,冲洗工作面后,污风经切割上山从回风巷排至回风井6. 采场支护与顶板管理回采矿房时的采空区主要依靠矿石和围岩自身的稳固性和矿柱来维护局部不稳固处可留矿柱护顶层,在特殊条件下可使用金支支护采用房柱法进行采矿,一定要加强顶板管理在回采过程中必须切实做好顶板的安全检查工作,并确定专人经常检查处理顶板及两帮的松石;发现顶板有漏水等异常现象,应先打探眼,探明情况采取措施后,方可继续作业6. 主要采掘设备配备采场和掘进工作面主要采掘设备配备见下表:主要采掘设备配备表 序号设 备名 称型 号主要技术参数单位数 量使用备用合计1凿岩机YT-24耗气量2.8m³/min台3142局部通风机FCN05.0/11型风量1.5-3.8m³/S、2×5.5kw台3143探水钻TXU-75A额定电压380v、N=4kw台1124拖拉机载重量2-3t辆448采矿方法详见附图“采矿方法标准图”。
四)防治水方案根据现场踏勘收集到的资料和储量核实报告提供的资料,矿山地表水主要是溪流和矿区附近的大屋河水大多数溪流在雨季暴涨、旱季断流的现象比较普遍矿山在以往的开采过程中,在矿层露头附近,遍布老窑部分老窑已沟通地表溪流矿山开采矿体均位于当地侵蚀基准面之上矿山主要从六个方面对矿山水进行防治:1、地表水改道对矿区内部分地表水可以在矿区范围外修筑拦水坝,使溪流从原来路径改变方向,流到矿区外2、封闭老窑部分老窑联通地表溪流,设计采用混凝土浇灌老窑井口,封闭老窑并在老窑井口修筑防洪水沟,水沟规格为600 mm×600mm3、井下在开采过程中必须坚持探放水原则,严格执行“有凝必探”的原则,按照设计要求留设防水矿柱5、为了预防雨季洪水倒灌,各井口要修筑排洪沟6、精确测量矿山老窑位置,以指导矿山在开采中避免碰触老窑或事先采取措施排除老窑积水,防止透水事故的发生五)施工工期本次仅新增750m运输巷道、相应的切割巷道及回风天井,新增巷道掘进量约750m,按井巷施工队每月掘进100m,开工后约7.5个月,可完成井巷掘进工程,加上0.5个月的辅助工程,即总工期为8个月六)矿井通风A、矿井灾害简述矿床为锰矿,矿尘无爆炸性,矿山井下无地温异常现象,属地温正常矿井。
B、矿井通风1.首采中段矿井通风线路鲜风→800#井(主井)→800m中段运输平巷→斜坡道→矿房回采工作面→回风上山→850m中段回风平巷→风井→引风道→地面2.风量计算⑴按井下同时工作的最多人数计算矿井总风量 Q=4NK=4×20×l.25=100(m³/min) =1.67(m³/s) 式中:N----井下同时工作的最多人数,人; 4----按井下每人每分钟4m³的单位风量计算矿井总风量; K----矿井通风系数,取K=1.25 ⑵按排尘风速计算①矿房回采工作面所需风量:Q采=V采×S采=0.5×12=36(m³/min)=6(m³/s) 式中:Q采----回采工作面所需风量;V采----采场要求最低风速;S采----回采工作面最大断面;②掘进工作面所需风量Q掘=V掘×S掘=0.25×5.0=75 (m³/min)=1.25(m³/s),取整数为2 (m³/s) 式中:Q掘----掘进工作面所需风量;V掘----掘进工作面要求最低风速;S掘----掘进工作面最大断面;③独立供风硐室所需风量Q硐井下无独立供风硐室,Q硐取值为0④其他巷道所需风量Q其它Q其它=(Q采+ Q掘+ Q硐)×10%=(6+2+0)×10%=48(m³/min)=0.8(m³/s)⑤总风量Q总考虑同时布置两个掘进面,则Q总=(Q采+2Q掘+ Q硐+Q其它)=(6+2×2+0+0.8)=624(m³/min)=10.8(m³/s)⑶按井下同时作业的无轨设备数量进行计算按井下同时采用3台柴油拖拉机和2台柴油装载机进行装载运输,每台功率分别为30kw和45kw,则所需风量=4NM=4×22×3+4×45×2=624(m³/min )=624(m³/min)=10.4m³/s式中:N----发动机功率,kw; 4----每千瓦所需风量,m³/min; M----无轨燃油设备数量,台。
根据⑴、⑵、⑶计算,所需风量取最大值为10.8m³/s,取整数值为11 m³/s风量分配表 需风量(m³/s)重新分配量(m³/s)备注开采工作面61×6=6掘进工作面2×2=42×2=4硐室----其它0.81合计10.811C、通风设施管理1.通风设施为保证各采、掘工作面和硐室的风量,并使风流按规定方向流动,在风流线路中设置有风门等通风构筑物矿井主扇设有反风装置,在井下发生火灾时可进行矿井下风流反向2.防止漏风措施风门等通风构筑物应设置在围岩坚固、地压稳定的地段,并加强管理,经常检查维修3.降低风阻措施①砌碹巷道应尽可能光滑,力求使巷道光滑平整,以降低风阻②在容易产生局部阻力的地点,应尽量减少局部阻力系数巷道连接边缘应做成斜线或圆弧形,巷道转弯处应尽量避免直角转弯或小于90°转弯,并将转弯处内、外侧按斜线或圆弧形施工,必要时应设置导风板③在日常通风管理中,应避免在主要巷道随便停放矿车、堆杂物,材料应堆放整齐,巷道应随时修复,保证巷道有足够的有效通风断面,以利风流畅通4矿井主要设备选型4.1运输设备矿山采用E-180型自卸式拖拉机进行运输,其规格为3.5m×1.5m×1.4m(长×宽×高)。
现对所选拖拉机的数量计算如下:1、年产矿石量:2万吨2、年产废石量:0.1万吨(按矿石量的5%考虑)3、年工作日:300天4、单车正常运输量:2t5、工作制度:每天两班6、运输距离:运输井为115米,中段运输平巷约485米(最远距离)运输距离总长600米7、单车每班正常运输趟数:根据同类矿山统计资料和运输距离综合计算,取20则完成年产量所需要的拖拉机数量为:(20000+1000)÷(2×20×2×300)=(0.88辆)考虑设备维修、保养等因素,设计矿井共配备拖拉机2辆(1用1备,已有)安全措施1、内燃设备,应使用低污染的柴油发动机,每台设备应有废气净化装置,净化后的废气中有害物质的浓度应符合GBZl、GBZ2的有关规定;2、运输设备应定期进行维护保养;3、采用拖拉机运输时,其车顶部至巷道顶板的距离应不小于0.6m;4、斜坡道长度每隔300~400m,应设坡度不大于3%、长度不小于20m并能满足错车要求的缓坡段;主要斜坡道应有良好的混凝土、沥青或级配均匀的碎石路面;5、不应熄火下滑;6、在斜坡上停车时,应采取可靠的挡车措施;7、每台设备应配备灭火装置4.2通风设备由于矿床埋藏较深,开采深度较大,为确保井下随时能拥有良好的通风效果,矿山必须采用机械通风。
一)通风阻力计算矿井通风阻力按通风最困难时期进行计算,矿井通风阻力计算见下表 (二)矿井等积孔A困难=1.19Q/h0.5=1.19×11/421.270.5=0.62矿井为高阻力矿井三)通风设备选型1、主扇设计依据①矿井通风困难时期最大风量Q==11.0 (m³/s);②矿井通风困难时期通风阻力h=421.27Pa2、主扇选型计算结果①扇风机风量Qb=1.05Q=1.05×11.0=11.55(m³ /s)②扇风机静压h静=h+h自=421.27+100=521.27(Pa)根据计算结果,二采区选用FBCZ-6-№13型轴流式风机两台(已有),一台工作,一台备用电机功率30kw,电机型号YB200L2-6,风量7.0-21.3 m³/s,静压208-761 Pa掘进巷道选用FCN05.0/11型局部通风机(已有)4.3排水设备及排水系统矿山采用平硐开拓,井下涌水和生产废水由各区段运输平巷经主平硐自流排至地表污水处理池4.4压风设备矿山采用YT-24浅孔凿岩机钻凿炮孔,选用W-6/10电动空压机两台(已有),可以满足矿山供风需要供风量6m³/min,电机功率为37kw主供风管选择DN80×4.0无缝钢管,由主井敷设一趟至井下各分段平巷,分支管选用φ25×3.5无缝钢管。
5矿山安全5.1矿山安全总则1、搞好安全生产与工业卫生是我国的国策,矿山安全是确保矿山生产持续稳定的前提因此,在矿山建设和生产过程中,一定要坚持“安全第一、预防为主”的方针,严格按设计施工,严禁不规范作业2、在生产过程中,要坚持安全为了生产、生产必须安全的原则,加强对工人的安全意识教育地,克服麻痹思想,防止意外事故的发生3、根据国家有关政策和法规,结合本矿区的具体情况,建立健全矿山各项安全生产规章制度和岗位安全操作规程,制订出本矿切实可行的井下安全操作规程,实现安全生产和文明生产4、安全设施必须和主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用5、必须符合矿山安全规程和行业技术规范6、要严格遵照各级部门颁发的安全作业规程进行生产管理和操作7、必须按照规定提取安全技术措施专项经费,用于改善矿山安全生产条件,不得挪作他用8、必须制定本企业安全。