年产800吨红格钒钛磁铁矿可行性报告.docx

1、年产800吨红格钒钛磁铁矿可行性报告年产800吨红格钒钛磁铁矿可行性研究报告1前 言 11.1项目由来 11.2工作内容 31.3主要成果 42某矿库概况 62.1某矿库设计概况 62.1.1尾矿库库容及等别 62.1.2尾矿初期坝 62.1.3堆积坝 62.1.4库区截洪系统 72.1.5库区排洪系统 72.2某矿库相关批复文件 102.3某矿库现状与发展 122.3.1尾矿库现状 122.3.2尾矿库发展 123某钒钛磁铁矿概况 153.1资源评审、登记情况 153.2矿山开采原设计方案概述 153.2.1一期露天开采 153.2.2二期地下开采 163.3地下开采一采区的资源量、品位计算

2、 183.3.1矿床地质 183.3.2资源量、品位计算 223.3.2.1工业指标 223.3.2.2勘探成果 223.3.2.3本次论证对资源量、品位的计算 243.4矿山开发现状与存在的问题 453.5本次论证地下开拓运输方案的确定 463.5.1开拓运输系统方案 463.5.2开拓运输系统方案比较 493.5.3平硐溜井通过能力计算 513.6生产规模确定 523.7采出矿石量及采出矿石品位计算 544某矿库与某钒钛磁铁矿地下开采地质环境条件 564.1工程地质条件 564.1.1 地层岩性 564.1.2 断层构造 564.1.3 地震 584.2水文地质条件 594.2.1地下水的

3、补给、径流与排泄条件 594.2.2 地下水的动态变化规律 594.2.3 地下水动态主要影响因素 604.2.4 含水层（带）特征 614.2.5 地下水理化性质 634.3环境地质条件 635某矿库与某钒钛磁铁矿地下开采相互影响 645.1尾矿库对地质环境的影响 645.2地下开采对地质环境的影响 655.3尾矿库与地下开采的相互影响 675.3.1地下开采岩体变形及移动分析 675.3.2尾矿库影响下的矿坑涌水量分析 745.3.3尾矿库与地下开采的相互影响及措施建议 776解决方案研究 796.1总体原则和思路 796.2提前地下开采方案 806.3滞后地下开采方案 816.4尾矿库在

4、运行过程中的地下开采方案 826.5某钒钛磁铁矿地下开采效益初步分析 836.5.1成本估算 836.5.2经济效益计算 857结论 871前 言1.1项目由来四川龙蟒矿冶有限责任公司位于攀枝花市盐边县新九乡九道沟口附近，是一家以钒钛磁铁矿开发与综合利用为主的大型矿产资源开发利用民营股份制企业。根据四川省冶金设计院完成的盐边县攀西红格矿业有限责任公司红格钒钛磁铁矿（北矿区）800万ta采矿工程可行性研究，截止2007年12月底，红格北矿区四川龙蟒矿冶有限责任公司采矿权范围内保有地质资源量30620.87万t，其中表内矿17231.7万t，表外矿13389.17万t。目前，其采矿权内保有钒钛磁铁

5、矿地质资源量表内矿和表外矿约2.9亿t。 矿山现开采原矿（含表外矿）规模500万ta，尾矿产率65%，年尾矿量325万t（合217万m3），尾矿排往某矿库，该尾矿库位于攀枝花市盐边县新久乡九场村新民社，距新久乡约5km。尾矿库总库容7024.9万m3，最终堆积标高为1680m，尾矿坝高285m，尾矿等级为二等库。尾矿库区汇水面积3.23km2，按7度地震烈度设防，属于山谷型尾矿库，筑坝方式采用冲积法筑坝（后退式），放矿方式为采用坝前均匀放矿法。尾矿库系统包括：初期坝、堆积坝、排洪系统、排渗系统及回水系统。 攀枝花仁江矿业有限公司盐边县某钒钛磁铁矿矿区位于攀枝花市盐边县新九乡柳树村境内，距攀枝花

6、市中心约27km。矿区中心点地理座标：东经1015842，北纬263923。2007年9月，攀枝花仁江钒钛有限公司（2008年1月18日，攀枝花仁江钒钛有限公司更名为“攀枝花仁江矿业有限公司”）通过拍卖获得了“四川省盐边县某钒钛磁铁矿勘探”的探矿许可证（证号：T514200*28，有效期2009年6月23日2011年1月21日），探矿权范围由4个拐点圈闭，面积4.80km2，探矿权范围各拐点坐标见表1-1。表1-1 探矿权范围拐点座标编号经纬度座标编号直角座标（北京坐标系）东经北纬XY1101581526400012950749.50834497096.53021015930264000229

7、50749.20334499170.4373101593026384532948440.86834499170.2874101581526384542948441.17334497096.003矿区面积4.80km2。矿区距盐边县新九乡政府所在地有约10km水泥矿山公路相连，新九距310省道（宁华路）的红格镇有12km的水泥县道公路相连，红格镇距成昆铁路三堆子站约10km，矿区至攀枝花市区（渡口桥）公路里程约为51km。成昆铁路纵贯攀枝花市，市区有支线横贯东西及各矿区；公路可以直通成都、昆明而与全国各地连通，市区内公路四通八达。攀枝花至成都、重庆等地有定期航班当日往返，交通方便。2007年12

8、月27日攀枝花仁江钒钛有限公司对四川省盐边县某钒钛磁铁矿区矿产资源勘探进行公开招标，四川省冶金地质勘查局六一大队中标，并于2008年1月7日与攀枝花仁江钒钛有限公司签定了四川省攀枝花市盐边县某钒钛磁铁矿矿产资源勘探合同。2009年7月，四川省冶金地质勘查局六一大队提交了四川省盐边县某钒钛磁铁矿区勘探地质报告。2007年12 月15日，四川华胜地矿勘测有限责任公司对四川龙蟒矿冶有限责任公司某矿库拟建建设项目压覆矿产资源进行了调查与评价，其结论是工程用地范围未压覆矿产资源。攀枝花仁江矿业有限公司在现场调查的基础上，结合某矿库和某钒钛磁铁矿区开采设计资料及相关地形图初步分析认为，某矿库库尾紧临某钒钛

9、磁铁矿区地下开采部分的一采区，尾矿库设计最终堆积标高为1680m，某矿区地下开采一采区范围为16701550m，尾矿库运行对某钒钛磁铁矿区地下开采一采区有一定影响。2011年6 月5日，四川龙蟒矿冶有限责任公司委托攀钢集团研究院有限公司矿业设计研究院开展某矿库与中粱子钒钛磁铁矿地下开采的相互影响及解决方案论证的论证工作，寻求解决某矿库正常使用和中粱子钒钛磁铁矿合理开发的方案和途径。1.2工作内容本次论证针对某矿库与中粱子钒钛磁铁矿地下开采的相互影响问题，采用岩土技术和科学的计算方法对二者的相互影响关系进行论证。为保证质量和水平，以地质科学与采矿工程理论为基础，以现场调查理论分析地环影响研究分析

10、计算方案研究为主线开展论证工作。 自接受任务以来，通过近40天的现场调查、理论分析、地质环境影响研究、方案研究等工作，全面完成了委托书规定的内容。主要完成的工作有：对某矿库、某矿区外部环境及现场情况进行实地踏勘。对现有尾矿库工程、矿山开采设计资料进行分析，掌握工程的布局及有关参数。对已有的地质资料进行分析，掌握场地水文与工程地质性质和不良工程地质现象，弄清有关的岩体性质、构造分布状况。就尾矿库对地质环境的影响、地下开采对地质环境的影响、尾矿库与地下开采的相互影响进行相关分析。计算与校核地采的矿石量，尾矿库内水影响下的矿坑涌水量，地采影响下的地面塌陷范围，并进行相应的数值分析。对地采方案进行相应

11、研究，推荐合理的解决方案。 1.3主要成果通过论证工作，取得了如下主要成果：对某钒钛磁铁矿地采部分的地质资源量、质量指标采用剖面法和分层平面法进行了校核计算，提供了分矿体、分级别、分品级的分层矿量表。对某矿库、某钒钛磁铁矿的地质环境条件进行了分析评述。对某矿库、某钒钛磁铁矿地下开采对地质环境的影响和某矿库、某钒钛磁铁矿地下开采的相互影响进行了分析评述，计算了尾矿库影响下的矿坑涌水量。对某钒钛磁铁矿地下开采的合理开采规模进行了确定。对某钒钛磁铁矿地下开采的开拓运输系统进行了确定。分析某尾矿库按设计使用对某钒钛磁铁矿开采的影响，提出解决方案。2某矿库概况2.1某矿库设计概况2.1.1尾矿库库容及等

12、别该尾矿库总库容7024.9万m3，总坝高285m，属于二等尾矿库。 2.1.2尾矿初期坝尾矿初期坝采用碾压堆石坝，坝高45m，坝顶标高1440m，坝底标高1395m，初期坝库容162万m3，有效库容为81万m3，可满足堆存选矿厂达产量70%半年的尾矿量。坝轴线长236.2m，坝顶宽5m，上游边坡比1：2，在坝内上游坡，设碎石-无纺布-碎石作反滤层，反滤层坡比为1：1.75，厚度为1m，下游边坡比为1：1.75，在1430m、1420m、1410m、1400m标高分别设2m宽的马道。沿初期坝下游坡与山体的交界线，在山坡上修建排水沟并引至下游。2.1.3堆积坝堆积坝采用上游式尾矿水力冲积筑坝堆坝

13、方式，外边坡平均坡比为1:4.5。采用尾矿堆子坝，尾矿堆积边坡每隔10m高差留5m宽的平台，子坝外坡比为1:4，子坝内坡比为1:2。最终堆积标高1680m时，尾矿堆积总高度为240m，尾矿坝总坝高285m，总库容为7024.9万m3。按500ta的采、选矿规模计算，该尾矿库服务年限约为24a。在尾矿库区2支沟出口与3支沟之间有一垭口，垭口标高约为1545m。尾矿堆积到1550m时，为防止尾矿溢流至3支沟，设计一副坝，坝型为浆砌石坝，坝顶标高1551m，坝轴线长约87.4m，坝高约7m，上游坡比为1：0.3，下游坡比为1：0.7。2.1.4库区截洪系统3冲沟1480m以上的汇水采用截洪坝-排水沟

14、的方式排泄洪水。在3冲沟沟底标高约1483m处修建一座截洪坝，再利用侧堰式溢洪道-排洪沟将水导排至下游。截洪坝坝型为浆砌石坝，采用M7.5浆砌块石砌筑，坝顶标高为1490m，坝顶宽2m，坝高约7m，坝轴线长24.5m。截洪坝下游坡比为1：0.75，上游坡比为铅直边坡。为了避免上游来的泥石流随着洪水进入截洪排水系统，采用在截洪坝上游3冲沟修建梯级拦泥坝。拦泥坝采用钢筋石笼坝，高度为5m,坝顶宽3m，上下游坡比均为1：1.5。在截洪坝上游设侧堰式溢洪道，将截洪坝上游的汇水导入排洪沟内，排洪沟与尾矿库左坝肩的排水沟相连。侧堰式溢洪道进水口标高为1488m，堰长为10m，排洪沟采用梯形断面，底宽1.5

15、m，深1.5m，边坡比为1：0.5，采用C20混凝土浇筑，边墙厚0.2m。2.1.5库区排洪系统1、防洪设计标准尾矿库设施设计规范规定的二等库防洪标准为：洪水重现期初期100200a，中后期5001000a。本次防洪设计标准采用初期取200a一遇，中后期取1000a一遇。2、尾矿库水文计算尾矿库汇水面积为3.23km2，200a一遇初期库内洪峰流量为Q0.5%=45.5 m3s；初期坝库内24小时洪水总量（W24）0.5%=60万m3。中后期按照1000a一遇（P=0.2%）计算洪峰流量Q0.2%=457.6 m3s，库内24h洪水总量（W24）0.2%=75.4万m3。3、尾矿坝安全超高和最

16、小滩长尾矿库设施设计规范规定的二等尾矿坝最高洪水时的安全超高为1.0m，同时要求最高洪水位的滩长不小于100m。4、排洪水设施尾矿库的防排洪采用在主沟内建溢水塔-隧洞-排水管排泄洪水。在支沟内建排水斜槽-排水管排泄洪水，再引至主沟下游的排水管主管内。排水主管为圆拱直墙断面，内径为2.5m，总水平长度为388.223m，采用C25钢筋混凝土结构，壁厚0.4m。主沟内隧洞采用高2.5m，底宽2.5m城门洞型断面，开挖断面5.622m2,纵坡坡比0.05，总水平长度1603.626m，排水主管长662.7m，排水支管长485.45m，排水斜槽长1215.19m。在S1+085.708处设一竖井，竖井

17、为圆形断面，直径为2m，竖井高约87m。隧洞与竖井永久衬砌均采用C25钢筋混凝土结构形式，壁厚0.3m。主排洪隧道1698.4m，初期坝下排洪主管96米，溢水塔共计13座（原设计14座，后来5#、6#塔合并为1座），溢水塔支洞隧道、措施洞、错车道共计443.3米，溢水塔竖井、主道竖井共计437.8米，溢水塔架总高267米。1溢水塔塔高为12m，2溢水塔塔高为15m，3-12溢水塔塔高均为21m，13溢水塔塔高为12m；1溢水塔进水标高为1417m。溢水塔塔坐下的竖井采用内径为2m的圆形断面，竖井总高度为763m。溢水塔下的支洞断面尺寸与排洪隧道相同，总长度为400m，排水坡度均为0.05。在初

18、期坝和堆积坝两坝坝肩设截水沟，截水沟底宽1m，高1m梯形断面。在堆积坝坡面设人字型排水沟，排水沟为底宽0.3m、高1m梯形断面。均采用C20混凝土结构。由洪水计算及调洪演算结果可知，运行初期，调洪库容不大，排水系统的进水能力、过流能力、尾矿库的调洪库容能满足尾矿库200a一遇洪水的防洪要求，同时满足规范要求的最小干滩长度及安全超高要求。运行中、后期，由于库面大、库身长，调洪库容进一步增加，而此时汇水面积进一步减小，排水系统的进水能力、过流能力、尾矿库的调洪库容能满足尾矿库1000a一遇洪水的防洪要求，并且满足规范要求的最小干滩长度及安全超高要求。5、库区排渗系统待尾矿堆至初期坝坝顶后，在尾矿库

19、沉积滩面埋设软式滤水管盲沟排渗。现场踏勘发现，目前该尾矿库排放量还很小，排渗系统目前还未使用。平初期坝顶滩面软式滤水罐盲沟的布置为：平行初期坝顶且距离坝顶80100m处埋设，并以UPVC管引至坝坡排水沟。运行期间每隔10m高差埋一道。6、尾矿矿浆输送及排放选厂尾矿矿浆全部采用压力输送。选择渣浆泵6台，一次工作使用台，台备用。采用尾矿输送管路，目前使用的一期钢管径为DN300，外径为325的焊接钢管，随着堆积量的增加，以后使用的二期钢管径为DN450，外径为480的焊接钢管，总长均为5200m。尾矿库放矿采用坝前排放方式。在坝上输送管线上设置放矿支管线，每隔10m左右设置一个排放口，输送管线共设

20、22根放矿支管，放矿支管采用管径1085mm的焊接钢管，支管间距为10m，放矿支管铠装胶管，通至库底放矿阀门压力为4MPa，用闸阀控制，分组轮流向坝内放尾矿库矿浆。7、尾矿库回水采用在库内初期坝下游设置回水池，再利用水泵泵压回水。采用离心泵6台，设置回水管型号为DN600，管径为630的绿色输送钢管1条，全长5000m。8、尾矿库监测设施尾矿库设计了安全监测预警系统，监测项目包括：浸润线监测、库水位监测、滩顶高程监测、最小干滩长度监测、坝体变形位移监测、排洪构筑物监测、视频监控系统。2.2某矿库相关批复文件2010年1月，经四川省安全生产监督管理局评审通过，并下发了关于四川龙蟒集团有限责任公司

21、红格钒钛磁铁矿（北矿区）某矿库技改工程安全设施设计审查的批复。某矿库相关批复文件如下：企业营业执照。盐边县经济商务局关于四川龙蟒集团有限责任公司红格钒钛磁铁矿（北矿区）某矿库技改工程项目备案通知书。四川省冶金地质勘查局六0一大队四川龙蟒矿冶有限责任公司某矿库建设用地地质灾害危险性评估报告。四川省蜀通岩土工程公司四川龙蟒集团有限责任公司红格钒钛磁铁矿（北矿区）某矿库技改工程地质勘察报告。四川恒昌安全评价技术咨询有限公司四川龙蟒集团有限责任公司某矿库安全预评价报告。中冶长天国际工程有限责任公司四川龙蟒集团有限责任公司红格钒钛磁铁矿（北矿区）某矿库技改工程初步设计安全专篇。中冶长天国际工程有限责任公

22、司2008年9月完成的四川龙蟒集团有限责任公司红格钒钛磁铁矿（北矿区）某矿库技改工程排洪系统设计图。四川华胜地矿勘测有限责任公司龙蟒矿冶公司某矿库建设用地压覆矿产评估报告。2.3某矿库现状与发展2.3.1尾矿库现状四川龙蟒矿冶有限责任公司取得尾矿库设施建设项目安全设施初步设计批复后，根据四川省安全生产监督管理局意见，按照中冶长天国际工程有限责任公司完成的四川龙蟒矿冶有限责任公司某矿库技改工程项目设施改造初步设计的要求，委托四川省第七建筑工程公司、云南明岭建筑工程有限公司进行了尾矿库的建设，委托湖南和天工程项目管理有限公司进行了施工监理。某矿库于2008年6月26日开始动工建设，2011年1月3

23、0日建设完成。经盐边县安监局批复(【2010】211号文)，该尾矿库于2010年12月1日至2011年2月底进入试运行期，试生产期间，尾矿库运行正常。2.3.2尾矿库发展按照中冶长天国际工程有限责任公司完成的四川龙蟒矿冶有限责任公司某矿库技改工程项目设施改造初步设计，尾矿堆积标高、库容、服务年限见表2-1。表2-1 尾矿堆积标高-库容-服务年限标高（m）累加库容（万m3）服务年限（a）1400014104.598142025.286143074.03351440162.87180.51450287.24840.81475716.78042.215001311.25774.215251986.3

24、8266.415502728.06878.815753462.908116004211.606514.616255001.113216505865.742816807024.875124注：尾矿干密度取1.5tm3，尾矿量500万ta目前，四川龙蟒矿冶有限责任公司正在进行选矿扩能，扩能后尾矿量将达810万ta，由于选矿扩能后尾矿量增加，某矿库堆积上升速度将加快，服务年限将缩短，由原设计的24a变为14a，变化情况见表2-2。按照中冶长天国际工程有限责任公司的设计安排，尾矿库水上升到1550 m标高要8.8a左右，但龙蟒矿冶有限责任公司选矿扩能后，尾矿库水上升到1550 m标高仅需要5a左右。表

25、2-2 某矿库逐年入库尾矿量（选矿扩能后）年份矿山预分选前（万t）磨选原矿（万t）堆存尾矿（万t）占用库容（万m3）标高（m）本年累计本年累计2011400.00 240.00 216.00 216.00 144.00 144.00 20121500.00 900.00 810.00 1026.00 540.00 684.00 20131500.00 900.00 810.00 1836.00 540.00 1224.00 150020141500.00 900.00 810.00 2646.00 540.00 1764.00 20151500.00 900.00 810.00 3456.00

26、 540.00 2304.00 20161500.00 900.00 810.00 4266.00 540.00 2844.00 155020171500.00 900.00 810.00 5076.00 540.00 3384.00 20181500.00 900.00 810.00 5886.00 540.00 3924.00 20191500.00 900.00 810.00 6696.00 540.00 4464.00 160020201500.00 900.00 810.00 7506.00 540.00 5004.00 20211500.00 900.00 810.00 8316.

27、00 540.00 5544.00 20221500.00 900.00 810.00 9126.00 540.00 6084.00 165020231500.00 900.00 810.00 9936.00 540.00 6624.00 20241500.00 900.00 810.00 10746.00 540.00 7164.00 1680注：尾矿干密度取1.5tm33某钒钛磁铁矿概况3.1资源评审、登记情况四川省矿产资源储量评审中心于2009年79月组织专家对四川省盐边县某钒钛磁铁矿区勘探地质报告进行了评审，于2009年9月8日从川评审【2009】411号文件下达了评审意见书；2010

28、年3月15日四川省国土资源厅以151*08号登记331类别铁矿石资源量834.9万t，TiO2 473199t，V2O5 19185t；332类别铁矿石资源量567.7万t，TiO2 265296t，V2O5 7779t；333类别铁矿石资源量2323.5万t，TiO2 1149182t，V2O5 39696t。3.2矿山开采原设计方案概述2010年8月，攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司完成了攀枝花仁江矿业有限公司盐边县某钒钛磁铁矿可行性研究，某钒钛磁铁矿区分两期开采，其中一期采用露天开采，二期采用地下开采。3.2.1一期露天开采某钒钛磁铁矿区一期露天开采设计分两个独立的露天采场，其中二道坝露

29、天采场主要开采P23P18线间的矿体，花坪子露天采场主要开采P006P000线间的矿体。二道坝露天采场最底开采标高1600m，最高开采标高1882m，采场封闭圈标高1620m，圈入境界内矿石量1295.27万t，岩石量5292.10万t，平均剥采比4.09tt，设计开采规模70万ta，采出矿石品位TFe22.09%；花坪子露天采场最底开采标高1700m，最高开采标高1936m，采场封闭圈标高1750m，圈入境界内矿石量304.51万t，岩石量1209.14万t，平均剥采比3.97tt，设计开采规模30万ta，采出矿石品位TFe25.72%。一期露天开采采用公路开拓运输方式，矿石采用25t自卸汽

30、车直接外运至选矿厂，岩石采用25t自卸汽车直接运往排土场排弃。一期露天开采剥离的废石排往罗家林排土场，罗家林排土场位于二道坝采场和花坪子采场的东南侧约2km处的山沟内，排土场总容积约3500万m3，采用多台阶堆置，台阶高度15至40m，台阶宽30m，排土场共设6个台阶，排土场顶高1710，最低平台标高为1585m。3.2.2二期地下开采某钒钛磁铁矿区二期地下开采主要开采矿区中部及南部深部矿体，分两个地下开采区，其中一采区主要开采P17P7线1670m1550m之间埋藏较深的、矿体，二采区主要开采P011P003线1600m1540m之间、矿体深部矿体。1、开拓运输系统布置一采区设计采用平硐开拓运输方式，在矿区西北侧1550m、 1580m、1610m及1640m水平分别布置主运输平硐及中段运输平巷，中段高度30m，各主运输平硐负责各中段的