摘 要

本毕业设计项目是湖北通城县石港石灰石矿露天开采初步设计，该矿计划年产量60万吨。选取的台阶坡面角为65°。台阶高度为15米；安全平台的宽度为5米；清扫平台宽度为10米；露天矿最小底宽为25米,确定露天矿最终坡角为49°，采场最大长度为320米,最大宽度为230米；最终开采底部标高为260米；露天矿的可采储量为953.35万吨，开采年限15年。

运输设备为40吨级自卸汽车10辆，CAT320液压挖掘机2台，KQD100型中深孔潜孔钻机2台，剥采比为0.1/1t/t，采用中深孔台阶爆破。排土工作设计采用汽车运输与推土机配合排岩，选择推土机的型号黄河T-180型，数量1台。

关键词：露天开采；石灰石矿；爆破；

Abstract

The graduation project is a preliminary design for open-pit mining of the Shigang limestone mine in Tongcheng County, Hubei Province. The mine plans to produce 600,000 tons per year. The selected step slope angle is 65°. The height of the step is 15 meters; the width of the safety platform is 5 meters; the width of the cleaning platform is 10 meters; the minimum floor width of the open pit is 25 meters, the final slope angle of the open pit is determined to be 49°, and the maximum length of the stop is 320 meters, the maximum width. It is 230 meters; the bottom level of the final mining is 260 meters; the recoverable reserves of open pit mines are 9,533,500 tons, and the mining period is 15 years.
The transportation equipment is 10 40-ton dump trucks, 2 CAT320 hydraulic excavators, and 2 KQD100 medium-deep hole down-hole drilling rigs. The stripping ratio is 0.1/1t/t, and the medium-deep hole step blasting is adopted. The earthwork design is carried out by using automobile transportation and bulldozer to arrange rock discharge. The model of the bulldozer is selected as the Yellow River T-180, and the number is one.

Key Words：Open pit mining; limestone mine; blasting;

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 矿区概述 1

1.1.1 矿区地理位置 1

1.1.2矿区气象条件 2

1.1.3 矿区经济条件 2

1.2 矿山开采历史及现状 2

第2章 矿山地质 4

2.1 矿区地质 4

2.1.1 地层 4

2.1.2 构造 4

2.2矿床特征 5

2.2.1矿体特征 5

2.2.2矿石质量 5

2.2.3矿体围岩 5

2.3 水文地质 6

2.3.1气象水文 6

2.3.2岩溶发育特征 6

2.3.3含水层和隔水层 6

2.3.4地表水、地下水动态变化 6

2.4 矿区工程地质类型 7

2.5 矿区环境地质 7

2.5.1区域稳定性 7

2.5.2水土环境 7

2.5.3矿山开采对环境的影响 7

2.6 储量计算 8

2.6.1 资源储量估算依据 8

2.6.2资源储量估算对象、范围 9

2.6.3资源储量估算方法选择 9

2.6.4参数的确定 9

2.6.5资源储量计算数据精度 10

2.6.6矿体圈定 10

2.6.7矿产资源储量类别 10

2.6.8块段划分 10

2.6.9剥离量 11

第3章 露天开采境界确定 12

3.1 矿床开采方法选择 12

3.2 确定露天开采境界 12

3.2.1 露天开采境界组成 12

3.2.2 露天开采境界的意义 12

3.2.3 影响露天矿场开采境界的主要因素 13

3.3 确定露天开采境界的依据原则和主要方法 13

3.3.1 确定露天矿境界的主要原则 13

3.3.2 露天矿开采境界确定的方法与原则 14

3.4 确定境界所需要的技术指标 14

3.4.1 经济合理剥采比的选定 14

3.4.2 露天矿最小底 14

3.4.3 露天矿台阶要素及最终边坡验算 15

3.5 露天开采境界圈定结果 18

3.5.1 露天矿底部周界 18

3.5.2 露天开采境界的参数 19

3.5.3 境界内的矿岩量以及矿山的服务年限 20

3.6 绘制露天开采终了平面图 21

第4章 露天矿山开拓运输系统 23

4.1 开拓运输方法分类及其原则 23

4.1.1 露天矿开拓的意义 23

4.1.2 影响露天矿开拓方式的因素 23

4.1.3 选择适用开拓系统的主要原则 24

4.1.4 开拓运输方案的提出与选择 24

4.2 公路开拓运输线路的类型 25

4.3开拓运输方案选定 25

第5章 露天矿生产能力及工作制度 26

5.1 露天矿生产能力 26

5.1.1 概述 26

5.1.2 露天矿生产能力的验证 26

5.1.3 矿山日产量和班产量 27

5.2 矿山工作制度 27

5.2.1 穿孔设备工作制度 27

5.2.2 挖掘设备工作制度 28

5.2.3 运输设备工作制度 28

5.2.4 矿山工作制度表 28

第6章 矿岩采剥工程 29

6.1 采矿与剥离方法的确定 29

6.2 穿孔工作 29

6.2.1 穿孔设备的选择 29

6.2.2潜孔钻机穿孔作业 30

6.3 爆破工程 31

6.3.1工程概况 31

6.3.2 台阶爆破设计 31

6.4 铲装工作 35

6.4.1 概述 35

6.4.2 挖掘机型号选择及其生产能力的确定 36

第7章 排土工作 38

7.1 设计建造排土场的重要性 38

7.2 排土场位置的选择及排土场容积计算 38

7.2.1 排土场位置的选择 38

7.2.2 排土场的容积计算 38

7.3 排土方法的选择及堆积要素的确定 39

7.3.1 排土方法的选定 39

7.3.2 排土工序 39

7.3.3 推土机设备的选用 39

7.4 排土场主要参数 40

第8章 总图运输及公用辅助设施 41

8.1总体布置 41

8.2 供电、通讯 41

8.2.1矿山供电 41

8.2.2矿山通讯 42

8.3 给排水 42

8.4 供热与通风、除尘 43

第9章 职业卫生与安全 44

9.1 采场及排土场边坡稳定 44

9.1.1地质条件分析 44

9.1.2采场边坡稳定 44

9.1.3排土场边坡稳定 44

9.1.4边坡监测 45

9.2 安全、卫生与消防 45

9.2.1影响矿山安全的主要因素 45

9.2.2防治措施 46

第10章 环境保护 48

10.1 环境保护方案 48

10.1.1 环境质量现状 48

10.1.2环境污染影响 48

10.1.3污染防治措施 49

10.1.4生态保护方案 49

10.2 水土保持方案 50

10.2.1水土流失 50

10.2.2项目建设对水土保持影响 50

10.2.3保留水土的方法 50

第11章 总结与体会 52

参考文献 53

致 谢 55

第1章 绪论

1.1 矿区概述

1.1.1 矿区地理位置

（1）矿区位置及行政管辖

通城县石港矿区位于通城县城区100º方向，直距约20公里。地理坐标（80坐标）：东经114°00′33″-114°00′49″；北纬29°12′39″-29°12′54″。行政区划属塘湖镇管辖，矿区西两公里有乡际公路通过，可直达矿区，距京广线临湘火车站100公里，交通便利（见图1.1）

拟设矿权位置

图1.1 交 通 位 置 图

（2）地形及地貌特点

矿区属低山丘陵区，最高海拔高程390m，最低海拔高程265m，最大相对高差约125m。山脉总体走向为北西南东向，呈北高南低趋势。矿区内植被茂盛，主要为灌木，少量杉树、松树及柏树。矿区内主要经济作物以水稻为主，还有红薯、苞米等。矿区为低山区地貌，本区最低侵蚀基准面标高 175m，开采最低标高 260m，因此附近地表水系不会影响采矿，仅大气降水形成的山间溪流对未来开采后的采坑稍有影响，但注意采坑汇集降水的疏排工作即可。

1.1.2矿区气象条件

本区域气候特征主要为亚热带季风气候，四季特征明确，由于季风环流的原因，夏天降雨量充沛，其中4-8月降雨量占全年降雨量的60%以上，该区气候温和，多年平均气温15.5℃，实测最高气温40.7℃，最低气温-7℃，多年平均降雨量1550mm，年平均蒸发量1200mm。

1.1.3 矿区经济条件

塘湖镇位于通城县东南部，地处鄂赣两省县交界处，由原塘湖镇和原黄袍乡合并而成，国土面积118.9平方公里，是一个集苏区、山区、边区、库区于一体的革命老区乡镇。矿区水资源、电力资源较充足，所需能源能得到保障。

塘湖镇大多数为丘陵地形，紧挨着京广西线，良好的地理位置，交通设施便捷。

塘湖镇自古以来就大规模的养牛，拥有成熟的养牛技术，全镇个体养殖小规模屠宰转变成规模养殖到深加工一条龙的规模经营，实现龙头企业带动全镇经济发展。

通过调查，本区不属于自然保护区、风景名胜区，矿山的开发对电力、电信通讯没有影响，不是旅游、环保、大型厂矿企业等单位的保护区。

1.2 矿山开采历史及现状

该新立矿权南西侧400m处，有一个注销矿权，该注销矿权在生产期间的采矿权人为塘湖镇石港采石场，经济类型为集体联营企业，采矿许可证号：C4212222009107120038661，发证机关为通城县国土资源局，注销矿权面积0.0743 km²，开采标高 250m- 200m，范围拐点坐标如下表1.1。

塘湖镇石港采石场2008年8月完成矿山基本建设，矿山采坑，北西-南东向长约350m，南西-北东向宽约100m，证内开采面积约35200m²。采场目前主要有3个台阶（ 239m、 224m、 200m），最低开采标高为 194m，最高开采标高为 229.90m，采场边坡在50°～70°之间。

表1.1 注销矿权范围

矿区目前无其他探、采矿权，拟设置一家采矿权，该矿山主要开采建筑石料用石灰岩矿，拟设采矿权范围信息见下表1：

表1.2 拟设采矿许可证情况简表

第2章 矿山地质

2.1 矿区地质

2.1.1 地层

矿区内为一背斜构造，轴线北西-南东向，两冀地层由寒武系中上统中段（Є22-3ls2）灰岩、寒武系中上统上段（Є22-3ls3）微晶灰岩、白云质灰岩、泥质条带灰岩组成；核部为寒武系中上统下段（Є22-3ls1）白云质灰岩、含碳质钙质页岩。区内地层由老至新叙述如下：

（1）寒武系中上统下段（Є22-3ls1）

深灰、灰色白云质灰岩、含碳质钙质页岩，为背斜核部。倾向南西，倾角60度，厚度不详。

（2）寒武系中上统中段（Є22-3ls2）

灰、深灰色条带状，薄—中厚层状灰岩，为矿层，分布于背斜两冀，南西冀矿体倾向南西，倾角约60度，出露长520m，宽约50米，北东冀倾向北东，倾角51度，出露宽约60米，与下伏地层呈整合接触关系。

（3）寒武系中上统上段（Є22-3ls3）

深灰、灰黑色薄—中层状微晶灰岩、白云质灰岩、泥质条带灰岩，分布于背斜两冀，南西冀倾向南西，倾角约60度，北东冀相反，厚度不详。与下伏地层呈整合接触关系。

（4）第四系（Q4）

为冲积、残积层，岩性为黄色、红色、砖红色，含灰岩碎屑的粘土、亚粘土。主要分布在地势相对低的位置。

2.1.2 构造

矿区大地构造位置属杨子准地台幕阜台拗通山台褶束。矿区内为一背斜构造，轴线北西-南东向。核部出露寒武系中上统下段（Є22-3ls1）；北东翼及南西翼均出露寒武系中上统中段（Є22-3ls2）、寒武系中上统上段（Є22-3ls3）地层。矿区内岩矿层总体为南西向倾斜的单斜地层，未见明显的褶皱构造或断裂构造，层位沿走向、倾向均较稳定。

2.2矿床特征

2.2.1矿体特征

根据建筑石料工业指标要求，充分合理利用资源的原则，以及测区内地层出露情况和样品分析成果，将测区内寒武系中上统上段（Є22-3ls3）：深灰、灰黑色薄-中层状微晶灰岩、白云质灰岩、泥质条带灰岩圈定为矿体。整个矿体形态为层状。

拟设矿权范围内圈定长度约320m，矿体平面出露宽度约230m。矿体倾向220-250度，倾角54-58度。

2.2.2矿石质量

（1）矿石结构、构造及成份

矿石结构、构造：矿石具亮晶砂屑结构、隐晶—微晶结构，具块状、溶孔状构造。

矿物成分：矿石矿物成分主要为方解石，占95-97%，含极少量白云石，占2%左右，石英、黄铁矿≤1%。矿石主要化学成分：CaO 50.30—52.76%，MgO 0.96—1.24%，SiO2：1.46—2.49%。

（2）矿石类型

自然类型：致密块状石灰岩；

工业类型：建筑石料用石灰岩。

（3）矿石力学性能

矿石为块状构造石灰岩,质坚性脆，硬度4-5。矿石物理性能引用周边矿山测试结果，体重为2.65t/m3，抗压强度平均值41.9Mpa（表2.1）。

表2.1 岩石力学样分析结果表

2.2.3矿体围岩

矿权范围内矿体（层）底板为寒武系中上统中段（Є22-3ls2）白云质灰岩、含碳质钙质页岩。

岩层呈北西—南东走向，倾向220-250度，倾角54-58度。其底板可作为矿石。

2.3 水文地质

2.3.1气象水文

本区属亚热带季风气候，四季分明，由于季风环流影响，夏季雨水多，其中4-8月降雨量占全年降雨量的60%以上，该区气候温和，多年平均气温15.5℃，实测最高气温40.7℃，最低气温-7℃，年平均降雨量1550mm，年平均蒸发量1200mm。

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