摘 要

本设计的题目为和尚堡石灰石矿年产120万吨露天开采设计，设计的主要目的是根据要求为和尚堡石灰石矿设计合理的开采方法和开拓方案。

本设计的主要思路是通过已知石灰石矿相关资料，按照国家相关规定，并参考国内外相似规模的矿山采矿现状选择和确定适当的采矿参数，从而按照要求设计出一套经济上合理，技术上可行的结合实际情况利于开采的最优方案。

本设计的内容包括：矿山概况、露天开采境界设计、露天矿床开拓运输设计、矿山采掘设备的选型、掘沟工程的布置、矿山采掘进度计划确定、矿山的环境保护。

本设计的主要参数有设计年产为120万吨矿石，设计经济合理剥采比为1.1m³/m³，开拓方式为公路运输开拓，台阶坡面角为70°，台阶高度为11^m；安全平台宽度为4m，清扫平台宽度为8m；露天矿最小底宽为26m。露天矿境界内可采储量16553.29万吨，可采年限132年。

运输设备为RD-030型自卸汽车和UH30型单斗液压挖掘机。均衡剥采比为0.0098t/t。设计采用KQ-250型潜孔钻机进行穿孔，排间全区顺序起爆。采用汽车运输。

关键词：和尚堡石灰石矿；露天开采境界；经济合理剥采比；可采储量；

Abstract

The design title is an open-pit mining design with an annual output of 1.2 million tons in the Heshangbao limestone mine. The main purpose of the design is to design a reasonable mining method and development plan for the Heshangbao limestone mine according to requirements.

The main idea of ​​this design is to design a set of economically reasonable and technically according to the requirements of the relevant limestone mine related data, according to the relevant national regulations, and with reference to the mining status of similar mines at home and abroad. A viable alternative to the actual situation is conducive to mining.

The contents of this design include: mine overview, open pit mining boundary design, open pit mining development design, selection of mining equipment, layout of trenching project, determination of mine mining schedule, and environmental protection of mines.
The main parameters of this design are designed to produce 1.2 million tons of ore per year. The design economical and reasonable stripping ratio is 1.1m³/m³. The development method is road transportation development, the step slope angle is 70°, the step height is 11m; the safety platform width It is 4m, the width of the cleaning platform is 8m, and the minimum floor width of the open pit mine is 26m. The recoverable reserves in the open-pit mine boundary are 165,529,900 tons, and the recoverable period is 132 years.

The transport equipment is the RD-030 dump truck and the UH30 single bucket hydraulic excavator. The equilibrium stripping ratio is 0.0098 t/t. The design uses a KQ-250 type DTH drilling rig for perforation, and the entire area of ​​the row is sequentially detonated. Use car transportation.

Key Words：Monsberg limestone mine; open pit mining; economically reasonable stripping ratio; recoverable reserves;

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 设计的目的及意义 1

1.2 设计任务和依据 1

第二章 矿山地质条件 2

2.1 矿区地理位置和地形 2

2.2 区域地质条件 2

2.2.1 地层条件 2

2.2.2 构造 3

2.3 矿床地质条件 5

2.4 矿床规模及形态 5

2.5 矿区水文地质条件 5

2.6 矿区构造 7

2.7 矿石储量估算 7

2.7.1 工业指标的确定 7

2.7.2 储量估算参数 7

2.7.3 储量估算结果 8

第三章 露天开采境界设计 9

3.1 露天开采境界确定的方法 9

3.1.1 露天开采境界确定的原则 9

3.1.2 露天矿境界确定的方法 9

3.2 确定境界所需的技术经济指标 9

3.2.1 经济合理剥采比的确定 9

3.2.2 露天矿的最小底宽的确定 10

3.2.3 台阶高度的确定 10

3.2.4 辅助平台和运输平台的确定 11

3.2.5 最终边坡角与台阶坡面角的确定 11

3.3 最终开采深度的确定 11

3.4 露天开采境界的参数 12

3.4.1 露天采场的构成要素 12

3.4.3 总矿岩量与开采年限 12

第四章 露天矿床开拓运输 14

4.1 开拓运输方案选择 14

4.1.1 露天矿运输的特点 14

4.1.2 开拓方法选择的原则 14

4.1.3 影响开拓方式的选择的主要因素 14

4.1.4 开拓方案的选择 14

4.2 公路开拓运输设计 15

4.2.1 线路技术要求 15

4.2.3 计算限制区间通过能力 17

4.2.4 运输线路布置方式 20

4.2.5 排土场安排 20

第五章 掘沟工程布置 21

5.1 沟道的类型，断面形状及其规格 21

5.2 掘沟方法选择 23

5.3 掘沟工程量和掘沟速度 23

5.3.1 掘沟工程量 23

5.3.2 掘沟速度 24

第六章 生产能力与矿山工作制度 25

6.1 矿山生产能力的验算 25

6.1.1 按技术条件验证矿山生产能力 25

6.1.2 按经济合理性条件验证矿山生产能力 26

6.2 均衡生产剥采比的确定 26

6.2.1 均衡生产剥采比的原则 26

6.2.2 均衡剥采比的确定 26

6.3 矿山工作制度 27

6.3.1 穿孔设备工作制度 27

6.3.2 挖掘设备工作制度 27

6.3.3 运输设备工作制度 28

6.3.4 矿山工作制度表 28

第七章 矿岩采剥工程 29

7.1 穿孔工作 29

7.1.1 穿孔设备的选择 29

7.1.2 设备生产能力的确定 29

7.1.3 设备数量的计算 30

7.1.4 二次破碎方法和所需的设备数量 30

7.2 爆破工作 31

7.2.1 爆破方法的选择 31

7.2.2 爆破方法及爆破器材 31

7.2.3 爆破参数的确定 32

7.3 装运工作 35

7.3.1 装运设备的选择 35

7.3.2 采装工作面参数与工作平盘的配线方式 35

7.3.3 挖掘机生产能力的确定 36

第八章 环境保护 37

8.1 环境地质 37

8.1.1 区域稳定性分析 37

8.1.2 矿区环境地质现状评估 37

8.2 矿山开采对环境的影响及预防措施 37

8.2.1 污水的处理和排放 37

8.2.2 废石、废渣的排放和处理 37

8.2.3 粉尘、废气的处理 38

8.2.4 噪音控制 38

8.2.5 土地复垦与绿化 38

8.2.6 矿山停采闭坑造成的地质灾害处理 38

参考文献 39

致 谢 40

第一章 绪论

1.1 设计的目的及意义

本设计的题目为湖北省宜昌市和尚堡石灰石矿年产120万吨矿石露天开采设计，设计的主要目的是根据要求为该石灰石矿设计合理的开采方法和开拓方案。

本设计的主要思路是通过已知的和尚堡石灰石矿相关资料，根据已学习的采矿知识，参考其他相似矿山的设计参数，从而按照要求设计出一套经济上合理，技术上可行的结合实际情况利于开采的最优方案。

1.2 设计任务和依据

以湖北省宜昌市和尚堡石灰石露天矿山工程地质资料为背景，依据露天矿山设计规范和矿床赋存条件，并充分考虑矿山安全和环保等因素，依照露天矿设计生产能力，设计经济合理开采境界、开拓运输系统、开采工艺、采剥进度计划、排土场和设备选型等，使矿山设计方案满足技术可行、经济合理的要求。

第二章 矿山地质条件

2.1 矿区地理位置和地形

和尚堡矿区位于秭归县以西约55公里，行政区属秭归县郭家坝镇郭家坝村管辖。探矿权登记范围各拐点地理坐标如下：

1．东经110°42′21″，北纬30°54′15″；

2．东经110°42′21″，北纬30°54′03″；

3．东经110°42′38″，北纬30°53′44″；

4．东经110°43′51″，北纬30°53′44″；

5．东经110°43′51″，北纬30°54′15″。

2.2 区域地质条件

矿区大地构造位置处于扬子准地台上扬子台坪鄂中台断区之黄陵断穹西南部。历经多次构造运动，加里东、华力西—印支运动以垂直升降为主；燕山运动早期形成褶皱、断裂，构成区域主体构造格局，喜山运动表现为差异升降。

2.2.1 地层条件

区域内古生界至新生界地层广泛出露。根据1/5万区域调查报告，将区域出露地层主要岩性特征及厚度由老至新简述如下：

1、志留系下统龙马溪组（Sl）

分布于矿区南部外围。岩性为粘土质粉砂岩。厚度134.2米。

2、志留系下统罗惹坪组（Slr）

分布于矿区南部外围，与下覆龙马溪组（Sl）为整合接触。按岩性分为二段，简述如下。

第一段（Slr¹）：厚度270米。

第二段（Slr²）：厚度285～327米。

3、志留系中统纱帽组（Ss）：厚度91～181.7米。

4、泥盆系中统云台观组（Dy）：厚度34～81米。与下覆纱帽组（Ss）为平行不整合接触。

5、泥盆系上统写经寺组（Sxj）：厚度25～34米。

6、石炭系下统和州组（Ch）：厚度21.9米。与下覆写经寺组(Dxj）为平行但不整合接触。

7、石炭系中统黄龙组（Chl）：厚度30～67米。

8、二叠系下统马鞍组（Pm）厚度0～8.0米。与下覆黄龙组（Chl）为平行不整合接触。

9、二叠系下统阳新组（Py）：厚度245米。

10、二叠系上统吴家坪组（Pwj）：厚度为80～278米。

11、三叠系下统大冶组（Td）：

按岩性特征划分为二段。

第一段（Td）：厚度476米。

第二段（Td²）：厚度为385米。

12、三叠系下统嘉陵江组（Tj）

本地区出露较多，与下覆大冶组（Td）呈整合接触。按岩性特征划分为三段。

第一段（Tj¹）：厚度313米。

第二段（Tj²）：厚度323米。

第三段（Tj³）：厚度160米。

13、三叠系中统巴东组（）

按岩性可分为二段，本区仅出露第一段（Tb¹），厚度大于50米。与下覆嘉陵江组（Tj）为整合接触。

14、三叠系上统（侏罗系下统）沙镇溪组（TJs）：厚度122.3米。与下覆巴东组（Tb）为平行不整合接触。

15、侏罗系下统桐竹园组（Jt）：主要分布于郭家坝向斜核部。厚度379.7米。

16、白垩系下统石门组（Ks）：广泛分布于矿区东南部外围，与下覆地层为不整合接触。按岩性划分为二段。

第一段（Ks¹）：厚度650米。

第二段（Ks²）：厚度大于500米。

17、第四系（Q）

仅在岩溶洼地及山麓、沟壑等处少量分布。厚度小于10米。

2.2.2 构造

矿区位于扬子准地台上扬子台坪鄂中台断区之黄陵断穹西南部。区域构造线总体走向北西南东向，由褶皱、断裂组成。规模较大的有黄龙洞背斜、郭家坝向斜等。矿区位于黄龙洞背斜北西段之北东翼，郭家坝向斜南东仰起端。主要区域构造特征简述如下图2.1：

黄龙洞背斜：背斜轴向呈北西走向，核部地层为二叠系下统阳新组组成，北东翼由吴家坪组、大冶组及嘉陵江组地层组成，北东翼产状 40°∠40°；南西翼由于断层破坏，缺失吴家坪组，仅由大冶组组成，南西翼产状240°∠60°。

图2.1 区域构造特征图

郭家坝向斜：向斜轴向呈北西走向，由侏罗系桐竹园组组成的开阔小向斜，两翼产状基本对称，北东翼产状310°∠30°；南西翼产状30°∠45°。该向斜南东端仰起，转折端在龙潭河附近。

矿区及其外围附近发育的断裂有：

木鱼沟断层：总体呈近南北走向，延伸约3.2公里，发育于三叠系地层中，为平推断层（西盘北移，东盘南移）。

分水岭断层：总体呈近东西走向，延伸约2.8公里，断层性质不明，在黄龙洞槽吴家坪组与大冶组一段地层呈断层接触，断层东端与仙女山断层相抵。

仙女山断层：总体走向340°，延伸约30公里，由一条主干断裂和若干分支断裂组成，该断裂为一条晚近时期活动断裂带。

2.3 矿床地质条件

矿区分布地层主要有：

1、三叠系下统嘉陵江组（Tj）

据1/5万新滩西半幅区调报告，嘉陵江组（Tj）总厚度768米。按岩性分为三段，其特征简述如下：

第一段（Tj¹）：分布于矿区南部，与下伏大冶组（）呈整合接触。厚度313米。

第二段（Tj²）：分布在矿区的中部和北部，为矿区主要矿层，工程控制最大厚度256.9米。根据岩性将其分为四个岩层。

第一层（Tj^2-1）：本层工程控制不全，其厚度大于62米。

第二层（Tj^2-2）：下部5.4米为浅红色、浅灰色薄-中厚层白云质灰岩、白云岩，中部33.2米；上部厚度为16.2米。总厚度54.7米。

第三层（Tj^2-3）：灰色中厚-厚层微晶-粉晶灰岩，单层厚一般5-20厘米。工程控制最大厚度127.7-144.6米。

第四层（Tj^2-4）：灰色厚层-巨厚层状微晶灰岩，单层厚多大于30厘米，局部夹薄层灰岩。厚度28.2-35.8米。

第三段（Tj³）：灰色、浅灰色、浅红色角砾状灰岩、白云质灰岩、白云岩。总厚度132米。

2.4 矿床规模及形态

和尚堡石灰石矿山属于大型矿山，矿区位于黄龙洞背斜北西段之北东翼，郭家坝向斜南东仰起端。矿区总体呈单斜构造，近东西走向，倾向较稳定，为北至北偏西，一般340-10°，倾角一般50°-65°，局部倾角可大于70°。

2.5 矿区水文地质条件

1、矿区含（隔水层）

矿区第四系（Q）主要分布于岩溶洼地及山坡、山麓低洼处，厚度厚度0.5-3米，含孔隙水但透水性很弱。基岩中的完整岩石透水性差，属于相对隔水层。