XXX小型露天采石场开采方案

XXX小型露天采石场开采方案
第一章概述
1、矿山位置、企业性质和隶属关系
矿区位于苍南县凤池乡垟岙村西南侧300余米处，属垟岙村管辖。

方格网坐标：X=3047500~3048100，Y=40536600~40537250。

矿山属股份制私有企业，矿区经国土资源部门以拍卖形式获得采矿权。

矿区东距苍南县凤池乡的0.8km，南距苍南县灵溪镇约4 km，垟岙村至灵溪镇有公路相通，矿区东侧约350m处有公路相接，并有简易矿山公路直通矿区，交通极为方便（见图1）
2、矿山范围、矿产资源赋存、工程地质等情况
2.1矿山范围
平面面积15033 m2，开采标高+112m～+36m。

采矿区范围拐点
坐标见表一。

表1 矿区拐点坐标一览表
2.2矿产资源赋存
据《苍南县凤池乡垟岙普通建筑石料矿区普查地质报告》尚未考虑最终边坡上台阶的设置情况，估算的矿石量为67万吨。

经计算，剔除预留边坡占有的资源量，实际可采矿石量约62万吨。

开采技术条件
根据矿区地形地貌，防止大暴雨期间小流域山洪暴发对矿山造成的危害，矿山最低开采标高为+36m。

剥采比：剥离物（覆盖层，风化基岩，夹石等）与矿石量之体积比较小。

采场最终边坡角53 O
采场最终底盘最小宽度不小于40m。

开采台阶高度16m。

开采台阶坡面角70O
最终边坡台阶坡面角63 O
中深孔爆破安全距离不小于200m。

浅孔爆破安全距离不小于300m。

2.3工程地质
矿区位于丘陵区，山体自然坡度一般15～40O。

地表土体（残坡积层）厚度不大，一般为0.5～2m，强风化层厚度不大，为2～3.5 m。

基岩岩性为流纹质含角砾晶屑玻屑凝灰岩，矿区内见一条岩脉，位于矿区中部。

岩脉宽度10 m，在采坑内出露，露头长度约80 m，估计延伸长约190 m，岩性为肉红色霏细斑岩，含有少量石英斑晶。

位于矿区中部波状弯曲延伸，总体走向80O，近直立。

区内节理裂隙发育一般，见一条南北走向的断裂（F1），位于矿区中部。

断裂破碎带宽度为1m，延伸长约35 m，破碎带中的岩石风化强烈。

断面产状为83∠85。

围岩是强风化—中风化流纹质晶屑玻屑凝灰岩。

断裂破碎带中有泉水渗出，水量微弱。

水文地质条件简单，地表植被覆盖率约30%。

自然斜坡基本稳定。

采矿区范围开采标高+112～+36m。

矿区出露的凝灰岩具块状构造，产状稳定；基岩风化程度由地表向下为强风化—中风化，强风化层较薄，以中风化岩为主；节理、裂隙发育一般，岩石硬度中等；地表残坡积层厚度不大，地下水贫乏。

矿体覆盖层厚度不大，局部出露地表，可露天开采。

3、矿山现状、特点及存在的主要问题
矿区位于《苍南县矿产资源规划》划定的凤池建筑石料规划开采区内。

采矿东北侧为凤池乡垟岙村，民房距矿区最近水平距离约300m，采矿区东侧与公路相接，最近距离350m，采矿区范围已通过安全检测。

矿区影响范围内无其它重要工程设施，也无景点。

矿山开采范围内的开采最低标高为+36m，最高可采标高+112m，由于该矿原先采用单面坡开采，到目前为止尚未形成贯通的台阶
平面。

第二章编制依据
1、编制依据的文件（批准书、委托书、协议等）；
1.1《编制开采方案与安全技术措施委托书》；
1.2《苍南矿产资源规划》；
1.3《苍南地质灾害防治规划》。

2、编制依据的地质资料及有关矿山安全的基础资料
2. 1《苍南县凤池乡垟岙普通建筑石料矿区普查地质报告》浙江省第十一地质大队，苍南县国土资源局（2005年4月）；
2.2《苍南县凤池乡垟岙普通建筑石料矿区矿产资源开发利用方案》苍南县洋澳矿业有限公司（2005年5月）；
2.3《苍南县凤池乡垟岙普通建筑石料矿区矿山作业条件安全检测检验报告书》温州市安全生产技术服务中心（2005年6月）；
3、编制依据的法规、规程、标准及技术规范
3.1《中华人民共和国安全生产法》；
3.2《中华人民共和国矿山安全法》；
3.3《中华人民共和国劳动法》；
3.4《<中华人民共和国矿山安全法>实施条例》；
3.5《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》；
3.6《爆破安全规程》（GB6722-2003）；
3.7《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-1996）；
3.8《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）；
3.9《矿山建设工程安全监督办法》劳部发[1994]502号；
3.10《建设项目（工程）职业安全卫生设施和技术措施验收办法》劳安字[1992]1号；
3.11《浙江省矿山安全准入条件审查程序的规定》浙安监管矿安[2003]108号；
3.12国土资源部《关于加强对矿产资源开发利用方案审查的通知》国土发[1999]98号；
3.13《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-1985）；
3.14《生产设备安全卫生设计总则》（GB5083-1999）；
3.15《工业企业厂内铁路、公路运输安全规程》（GB4387-1994）；
3.16《高处作业分级》（GB3608-1983）；
3.17《噪声作业分级》（LD80-1995）；
3.18《浙江省〈乡镇露天矿场安全生产规定〉实施细则》浙劳人矿（1989）105号；
3.19浙江省安全生产监督管理局《关于实施矿山企业安全生产许可证若干意见的通知》浙安监管矿安（2004）100号；
3.20《建筑物防雷设计规范》（GB50057-1994）；
3.21《建筑设计防火规范》（GBJ16-1987）；
第三章开采方案
1、确定开采境界、开采规模和服务年限
1.1露天开采境界
开采境界是经苍南县国土资源局划定的拐点坐标的开采范围。

露天开采境界由地表境界、底盘境界、开采深度和最终边坡组成。

1.1.1地面境界
矿区由5个矿界拐点组成，长143m，平均宽116m。

1.1.2底盘境界
按最终边坡角53°要求确定，最终底盘境界长83m，宽61m。

1.1.3开采深度
开采底部标高+36m，最大开采高度76m。

1.1.4最终边坡角
根据矿区开采深度和岩石硬度系数，并参考有关资料，确定开采最终边坡角为53°，最终台阶坡面角为63°，安全平台宽度4.5m（附最终台阶剖面图）。

1.2开采规模、服务年限
该矿山是当地是一家规模较大的普通建筑石料生产企业，矿山的生产能力为20万吨/年。

产品以普通建筑石为主，少量宕碴。

据现有的资源量以及矿山企业的生产能力，确定矿山服务年限为3
年。

2、矿床开拓、开采方式
为达到高效、安全、低成本的经济效果，根据矿山现状，确定采用山坡露天开采方式。

2.1矿床开拓
矿区分为5个开采平台，台阶高为16m，分别为+100m、+84 m、+68 m、+52 m、+36 m，5个平台，从而形成了以台阶为基础，从下至上的折返公路运输开拓至+84水平。

折返式矿山公路长需760m，需占用大部份非矿山土地。

（见附图3）
+84m平台以上采用设备上山简易道路，将+100m平台以上的矿石用挖掘机倒堆、翻矿至+84m平台进行转载。

矿区外部运输系统：矿区已有简易公路约0.35km南距苍南县城灵溪镇约4km，矿产品可直接通往外地，外部运输条件良好。

2.2开采方式
该矿区矿体平面形态坚石规则状，深灰色流放质含角砾晶屑凝灰岩矿石，矿体出露地面，故采用露天台阶式开采方式。

开采前，先剥离山体表部残坡积层和强风化等松散岩层。

该矿开采高度最大达76m，开采方式为分水平台阶自上而下开采。

从最高点（标高+112m）至开采底盘（标高+36m）设5个台阶，台阶高度为16m，台阶编号自下至上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，分别代表标高为+36m、+52m、+68m、+84m、+100m平台水平。

（其中+100m 至+112m台阶高度为12 m）开采中必须坚持自上而下的开采顺序；每一台阶开采前应做好进段沟的开挖，确保开采中各种设备能自由通畅出入。

最终台阶坡面角不大于63°，最终边坡总体坡度不大于53°，工作台阶坡面角为70°。

(见附图4)
3、采场及工业广场布置
工业广场布置根据矿区地形地貌特征和矿区周边工程地质条件及环境保护要求，从矿床内部条件和外部建设条件考虑，结合开拓运输系统布置和矿山生产规模、开采方式以及矿山设计的原则要求，选择采场及工业广场布置方案如下：(见附图1)
3.1采场布置
采场工作面布置分两步进行，先用气腿式风钻将高低不平的地表改造成或与开采台标高大约一致的水平状态，再按自上而下的顺序分台阶进行开采。

3.2工业广场布置
碎石加工厂：设置在矿区的东北角，采出的矿石可通过矿山运输道路用汽车直接运送碎石加工厂。

石料场：矿石开采出后，可直接运往碎石加工厂进行破碎、筛选，工业场地较为开阔，尚未加工的矿石可暂时堆放在加工厂附近。

因此，不需专门设置石料场。

宕碴堆场：宕碴数量不多，放置在采场周边即可。

料仓场：按不同规格矿产品就近堆放待送。

排土场：矿山开采时必须对地表残坡积层进行剥离，需占用东北方向的土地集中堆放。

矿部：原矿山已有办公室及仓库，可以利用。

工房：作为职工生活用房，应远离爆破警戒区，故工房设置应在矿区东侧的村庄。

炸药临时储存库：爆破器材由苍南县有关部门统一配送，当天回收剩余爆破器材。

但必须建造临时储存库，库房地点、结构和安全设施等须经公安部门批准。

变压器：矿山用电由当地电力部门供给，电压380V，该矿区已自置变压器200KV A/台。

高位水池：工业用水包括穿孔湿式、矿山喷雾、道路洒水、破碎喷雾降尘等，应在矿区顶部+124m处设置高位水池（箱），水源可取自矿区东北的小溪沟中，选用多级泵（8级泵）抽至高位水池集中供水。

4、露天开采
4.1露天采场最终边坡要素
为了满足年生产20万吨矿石的要求，应采用机械化作业，矿山开采按16m高差一个台阶设计，矿山的台阶数为5个。

4.1.1台阶高度
根据矿体空间分布及矿体开采高差等特征，具体分为5台阶，台阶高度为16m，自下而上分为+36m、+52m、+68m、+84m、+100m5个台阶。

4.1.2工作平盘宽度
工作平盘宽度又分为新工作面准备时堑沟（即开段沟）宽度和正常开采时工作平盘宽度。

堑沟宽度按掘机斗容1.0m3，汽车载重7.5吨进行布置，堑沟底宽为30m。

采装运输平台的最小工作底盘根据一次爆破进尺，爆堆的高度和宽度，运输车辆要求场地的宽度及距边坡的安全距离等因素，经计算工作底盘的宽度不小于40m。

4.1.3最小工作线长度
根据多排孔微差爆破落矿、工作面同时采用机械铲装方式，设备工作带的宽度及分台阶作业需要，最小工作线长度应大于100m。

4.1.4工作台阶边坡角
该矿山边坡岩体抗压强度高，稳定性好，生产期工作台阶坡面角取70°。

4.1.5最终边坡台阶坡面角
根据矿区开采深度和岩石硬度系数（f），边坡主要为中等风化岩，台阶高度16m，最终台阶坡面角为63°。

4.1.6最终边坡要素
台阶高度16m，安全平台宽4.5m，清扫平台宽6m，即设安全平台3个，清扫平台1个，经计算开采最终边坡角为53°。

4.2开采顺序和推进方式
本矿以+36m为开采底界，+112m为开采顶界，开采相对高差76m，按中深孔爆破要求及生产台阶安全考虑，以16m为一个台阶，自下而上分为+36m、+52m、68m、+84m、+100m共计5个水平。

+36m 标高的底盘开拓已基本完成，矿山公路修至标高为+84平台，用载重汽车运输矿石。

推进方向是垂直开采条带，自上而下按采剥作业面平行推进。

4.3工作台阶要素
台阶边坡角63°（坡率1:0.5）。

根据矿区开采深度和宕石硬度系数（f），生产期工作台阶边坡角为70°。

非工作帮和开采最终边坡要素
非工作帮和最终边坡角，台阶高度16m，台阶边坡角为63°，+68m台阶平台宽6m，作为清扫平台；其余台阶平台宽度4.5m，由此，开采最终边坡角为53°。

4.4开采工艺和爆破方案
4.4.1开采工艺
本矿山采用中深孔台阶式微差爆破，挖掘机铲装、10t以下载重汽车运输开采方案。

并采取垂直下降分层后退式开采，通过对开拓、采准和备采，结合回采合理调整，在保证施工安全的前提下，尽量组织多台阶同时生产。

该方案使用气液联动潜孔钻（型号KSZ100）穿孔，为边角地带穿孔作业和处理大块二次破碎等浅孔爆破，选用气腿式7655凿岩机。

开采工艺流程：穿孔作业（剥离后）——爆破作业——采装作业——运输作业——破碎作业。

4.4.2爆破方案
4.4.2.1爆破台阶要素
本工程拟采用倾斜深孔台阶爆破，其台阶要素分别为：H台阶高度；w1 为前排钻孔的底板抵抗线；h 为超钻深度；L 为钻孔深度；L1为装药长度；L2为堵塞长度；α为台阶坡面角；b1为台阶上缘至前排孔距离；b 为排距；a 为孔距；w 为最小抵抗线；β为斜孔倾附图5)
70O
图2 倾斜深孔爆破台阶要素图
4.4.2.2爆破参数选择
（1）台阶高度H 的确定
根据山体条件及挖装设备状况，已确定取H=16m。

（2）钻孔直径D 的确定
钻孔直径的大小，主要取决于钻孔机械，台阶高度，岩石性质，
本工程钻机拟采用KSZ100潜孔钻机，钻头直径d=100mm。

（3）钻孔形式采用倾斜孔，倾角α为75°。

（4）超钻深度h和钻孔深度L 的确定
超钻深度h：超钻是为了克服底板阻力，使爆破后不留岩坎，本工程超钻深度按1.3 米计算；钻孔深度L：钻孔深度按L=（H+h）/sinα，计算L=17.91m（H=16m ）,最后钻孔深度取18m。

4.4.2.3底板抵抗线w1计算
对于倾斜孔w1按下式计算：w1=（（0.56q12+4mqq1HL）1/2－0.75q1）/2mqH。

式中：W1——底盘最小抵抗线
q1——每米深孔装药量q1=7.5kg/m
q ——单位炸药消耗量q=0.35kg／m3
m——炮孔间距邻近系数取m=2.0
L ——钻孔深度L=18m
经计算：W1=3.23m
利用经验公式验算：W l=0.024d+0.85进行校核，W=3.25m
本工程底盘最小抵抗线取W1=3.2m。

4.4.2.4炮孔间距a 的确定
炮孔间距按a=mW1计算，取a=6.4m。

4.4.2.5排距b 的确定
排距b 按b=W1计算，b=3.2m。

4.4.2.6布孔方式
本工程施工孔眼呈梅花形布置。

4.4.3起爆方法
本工程主要采用非电导爆管起爆网路，火雷管引爆，微差间隔“V ”型起爆顺序。

微差间隔时间t 按下式计算：
t=aw
式中：a——与岩石有关的系数，取a=6
其他符号同前
经计算：t=18ms
根据多次爆破经验，取t=50ms
4.4.4露天矿开挖施工方法
露天矿开挖施工工艺流程：布孔——穿孔——装药——起爆
4.4.4.1穿孔
（1）穿孔设备的配备
a）穿孔设备选型原则
所选择的穿孔机械，应能满足施工方案对钻孔方向、孔径和深度的要求；所选用的机械设备要从供给来源、机械质量、维修条件、操作技术、管理水平和环境保护等方面综合考虑；选用机械设备的类型不宜太多，以利于生产效率的提高和维修管理。

b）穿孔设备选型
根据上述原则结合现有矿山特点，本工程穿孔设备选用KSZ100潜孔钻机。

c）穿孔设备台班生产能力
穿孔设备台班生产能力按下式计算：
A=8VK t
式中：V ——凿岩机纯钻进速度，取V=6.5m/h
K t——时间利用系数，取K t=0.65
A=33m/台班
d）穿孔设备需用量
N=KV／AB
式中：K ——有效孔系数取K=1.05
V——每班爆岩量，每日按一班作业，日最大采石强度为290 m3 A——钻机台班生产能力，A=33 米/台班
B ——每米炮孔爆岩量，B=22m3/m
经计算：N=0.42取N=1台
e ）二次破碎设备配备
根据该矿区地质情况、矿石加工对石料粒径的要求，对较大块石采用7655气腿式凿岩机，以9m 3移动式空压机供风，进行解小。

为此，计划配备3 台7655凿岩机（其中1台备用）、1台9m 3 移动式
压风机。

视情况需要再配备一台液压镐进行解小。

4.4.4.2穿孔工艺
穿孔工艺流程详见穿孔工艺图。

首先由测量人员用经纬仪按照设计要求，给出孔位，标注倾角孔深。

穿孔员对钻具进行检查，然后方可开机。

开机后要空载预热一段时间，将钻机开至设计的爆区，按测量给定的点位进行钻机定位、穿孔作业。

在穿孔及吹孔作业时要注意将岩粉回收避免或减少岩粉对环境的污染。

作业完毕后要由专职人员进行验收、检查其孔深、倾角、
孔位是否符合设计要求。

4.4.4.3装药、起爆
爆破工作面的装药起爆工
艺程序见右图。

4.4.4.3.1孔口标识
每次爆破装药前必须按爆破
设计的要求在每个孔口处在标
识卡上标注该孔孔深，是否有水，装药量及装药结构，堵塞
长度及允许偏差值、段别，以便于装药人员作业。

4.4.4.3.2装药
装药前必须认真核查孔口标识卡，严格按照标识卡要求进行
装药，对有疑问或不解的地方应及时向爆破指挥或现场技术人员反映。

装药时应将炸药徐徐倒入孔内，同时用测绳量测装药情况，对于结块的炸药要用木质器具将炸药捣碎，以防块药将孔眼堵塞，对于堵塞的孔眼用竹杆捣通。

装药时应谨防装药过量，对于超出允许值部分的炸药要用压风将多余的炸药吹出。

装药时应将每孔雷管段别标识卡放在孔外，以便检验。

4.4.4.3.3堵塞
装药后将剩余部分炮孔全部堵塞，堵塞材料就地取用钻眼岩粉，堵塞要紧密，并注意保护线路不受损坏。

4.4.4.3.4联线
本工程爆破网络采用导爆管组成的复式起爆网络，网络联接方式见起爆网络图。

导爆管与导爆管之间用四通管联结起来，用电雷管起爆。

各联结点必须密封完好，爆破联线必须由有经验的爆破员进行。

4.4.4.3.5检查
网络联结必须严格按自检、监督和复检三道程序进行。

自检、监督结合在联线过程中进行，由爆破员边联接边检查，同时设专人监督联线工作是否符合爆破设计和技术规范要求。

联线完毕后，由本次爆破现场指挥或技术员进行复检，合格后方可进入下道工序作业。

对不合格的联线必须严格按有关控的程序文件要求进行纠正，直至合格方可进行下道工序。

4.4.4.3.6起爆与警戒
每次爆破作业必须设立爆破指挥部，由指挥部协调各工序、各队组之间的作业。

指挥部在确认条件成熟的情况下，由爆破总指挥发布起爆命令。

（1）起爆方法：复式非电起爆网路，电雷管起爆法；起爆站设在安全地点，备有良好的通讯设备，起爆信号应清楚、准确。

起爆站由专人负责。

（2）爆破警戒：爆破警戒必须设在危险区的边界外，危险区边界距爆破区中心200m，并设有明显的标志，每次爆破警戒范围随爆破区中心的移动而移动。

(见附图2)
（3）起爆信号：起爆前，必须同时发出音响和视觉信号，使危
险区内的人员都能清楚听到和看到。

第一次信号：预告信号。

所有与爆破无关人员应立即撤到危险区以外或指定的安全地点，并向危险区边界派出警戒人员。

第二次信号：起爆信号。

确认人员、设备全部撤离危险区，具有安全起爆条件时，方准发出起爆信号进行起爆。

第三次信号：解除警报信号。

爆区经爆破后检查确认安全后，方准发出解除警戒信号。

4.5运输系统
4.5.1铲装
4.5.1.1铲装要求
4.5.1.1.1铲装设备必须符合回填强度和工艺要求；
4.5.1.1.2工作面要求铲装设备具有较大的机动灵活的特性；
4.5.1.1.3 铲装设备必须与间断作业的特点相适应；
4.5.1.1.4 铲装设备的技术性能必须与爆堆高度相适应，与运输车辆相匹配。

4.5.1.2设备选型
根据上述原则、矿山特点，铲装设备主选小林200单斗挖掘机，斗容1.0m3。

4.5.1.3设备能力计算
4.5.1.3.1 计算依据设备配备必须满足最大月供石0.73万m3，日供石强度为290m3。

4.5.1.3.2 挖掘机台班生产能力计算
挖掘机台班生产能力按下式计算：Q B=（300/t）EK wηT
式中：t——一次挖掘循环连续时间，取t=30s
K w——满斗系数，取K w=1.0
E——斗容积，取E=1.0m3
η——工时利用率，取η=0.75
T ——班工作时间，T=10小时
计算结果Q B=75.0m3
4.5.1.3.3 挖掘机需用量配置
挖掘机需用量按下式计算：
N=M/WP s K t
式中：N ——挖掘机需用数量
M ——计算时段内应开挖的方量，M=290m3
W ——计算时段内台班数，取W=1
P s——挖掘机生产率，P s=800.0m3
K t——机械利用率，取K t=0.8
经计算：N=0.45（台）
考虑富余系数，取N=1 台。

同时配备一台LZ-40装载机，配合挖掘机铲装爆碴和清除生产平台散落石料。

4.5.2 运输设备配备
配备依据：最高生产期日平均运输混合料290m3. 采用一班作业制。

4.5.2.1 设备选型原则
a）所需设备必须具有很好的机动性，并与矿山开采、矿山运输相适应；
b）所选设备要从供给来源、机械质量、维修条件、操作技术和管理水平等方面综合分析比较；。