铁矿露天开采可行性研究报告书省审通过项目.docx

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铁矿露天开采可行性研究报告书省审通过项目

铁矿

露天开采可行性研究

1、概述

1.1矿区位置、交通、隶属关系及企业性质

xxxxxx铁矿矿区位于xxxxxx市连山区沙河营乡xxxxxx村。

矿区中心地理坐标为：

东经：

120°44′07″

北纬：

40°51′56″

矿区位于建平县城北17km，xxxxxx市市区北西约13km距xxxxxx市沙河营乡～张相公屯乡公路约1.0km，矿山有简易公路与外界公路相连，交通条件便利。

（详见交通位置图）

矿区范围：

该矿区经xxxxxx国土资源厅2009年8月19日xx国土资矿划字〔2009〕0104号批复，矿区范围由5个坐标拐点圈定：

矿区范围坐标表

拐点号

坐标

X

Y

1

4526462.93

40561444.83

2

4526462.93

40562144.83

3

4525962.93

40562144.83

4

4525462.93

40561824.83

5

4525462.93

40561444.83

开采标高+90m～-71m

企业类型为：

私营企业。

1.2设计依据

1）xxxxxx第三地质大队2008年4月提交的矿区地质详查报告；

2）xxxxxx铁矿地质详查报告评审意见书，xx富源评字〔2008〕073号；

3）xxxxxx国土资源厅2008年10月17日评审备案证明，xx国土资储备字〔2008〕170号；

4）xxxx国土资源厅矿区范围划定批复xx国土资矿划字〔2009〕0104号；

5）矿方委托书及提供的相关资料。

1.3矿山开发现状

该矿区内赋存的矿体，地表露头部分，均用露天方式进行了采挖，地表形成了不规则的露天采坑，采坑深在15~20m，深部矿体尚未开发。

1.4自然地理概况

该区属寒温带半大陆半海洋性气候，气温变化较大，冬冷夏热，四季分明，雨量偏少，年降水量546.8mm，蒸发量1700-2080mm，雨季多集中在7-8月份，年平均气温10℃左右，最高气温30℃，最低气温－20℃，春秋多风，最大风力6-7级。

无霜期170天左右，冬季冻土层厚约1.0m。

自然地理属xx西低山区，区域上一般海拔高度454-150m，相对高差304m，以虹螺为中心，由于不同时代不同期次的岩浆岩较发育，因而形成较高的山峰。

北侧大虹螺山海拔高度900.80m，北西部粮米山454.90m，测区内最低海拔标高67m，最高海拔标高110m，相对高差43m。

地形切割强烈，但切割深度＜500m，属浅切割区，地表植被覆盖较少，岩石裸露。

区内无常年性河流，只有在雨季时呈暴涨急消的季节性河流。

该区在经济上以农业生产为主。

工业不发达，以小型采矿业为主，矿产有铁矿、钼矿、石灰石矿。

由于气候干旱农作物为玉米、高梁、谷子、大豆等，劳动力充足。

区内有电源动力电已通至区内，在区内沟谷中自打水井及蓄水池，供日常用水与选厂生产用水。

2、地质概况

2.1区域地质概述

本区处于中朝准地台（Ⅰ）、燕山台褶带（Ⅱ）、山海关台拱（Ⅲ）、缓中凸起（Ⅳ），西平坡～xxxxxx壳断裂北西侧。

出露地层有中元古、上元古相关层位，构造断裂发育，岩浆岩活动频繁，以燕山期为主，主要为中～酸性侵入岩。

2.1.1地层

中元古蓟县系

高于庄组（Chg）燧石条带白云岩夹薄片细砂岩，中厚层、薄层白云岩，硅质结核白云岩，浅灰色厚层白云岩夹硅质条带白云岩。

杨庄组（Jxy）白云岩及含燧石条带白云岩、角砾状白云岩，角砾状含钙硅质岩。

雾迷山组（Jxw）厚层白云质灰岩，少量燧石结核及条带夹薄层状硅质层。

洪水庄组（Jxh）黄绿色页岩含黄铁矿结核，薄层钙质石英砂岩、薄层白云岩。

铁岭组（Jxt）灰黑色中厚层含燧石结核及条带白云岩、含锰白云质灰岩，一般见有二层含锰菱铁矿，呈扁豆状断续分布，延长远、层位稳定。

上元古青白口系

景儿峪（Qnx）灰黄中厚层含砾长石，石英砂岩夹粉砂质页岩、紫色页岩，中厚层泥质条纹灰岩。

寒武系（∈）

毛庄组（∈2m）白云质灰岩夹竹叶状灰岩，紫色页岩、粉砂岩、粉砂质页岩。

2.1.2构造

区域构造具有多期次特点，断裂构造根据产出方向不同可分三组：

（1）北东组：

该组走向北东，倾向北西或南东，多属正断层，长度数百米。

（2）北西组：

走向北西，倾向北东或南西，多属平移断层，将北东组错开，长度数百米。

（3）东西组：

该组走向近东西，规模较大，长度数千米。

上述三组断裂构造其规模都较大，最大延长4-5km，一般延长数百米至1-2km。

断层性质多属正断层及平移断层。

2.1.3岩浆岩

区域岩浆活动强烈，基本上以燕山旋迴为主。

（1）燕山旋迴花岗岩，有γ52-2、γ52-3，以大虹螺山为主体分布于矿区北部，短轴长4-5km，近矿区北西端粮米山，短轴1.2km，长轴1.5km。

（2）华里西期闪长岩（δ43

（2）），以捕掳体形式产出，体态不一，大部分呈椭园状及近园状，受燕山期花岗岩作用影响，磁铁矿局部富集，形成有工业价值含磁铁闪长岩体，见照片。

2.1.4区域矿产

老地层出露区矿产以金、矽卡岩型铁为主，相邻区域岩浆岩盛产钼矿。

奥陶系有石灰石矿，目前均为当地矿山开采利用。

2.2区域地质

2.2.1地层与岩石

区内出露岩石主要有混合花岗岩（γ52（3））及含磁铁矿闪长岩，（δ43

（2））与雾迷山组（Jxw）灰岩不整合接触，含磁铁闪长岩被捕掳于混合花岗岩体中。

2.2.2混合花岗岩

从区域地质判断属（γ52

（1）～γ52（3）），燕山旋迴第一至第三期侵入岩，呈小岩体产出，长轴状（1×2km），面积约2km2，岩石呈浅肉红色，细粒～中粗粒花岗结构，块状构造，主要矿物成份有钾长石肉红色15%±，斜长石灰白色含量20%±，石英40～45%，黑云母5%左右。

副矿物有磷灰石、榍石、磁铁矿、钛铁矿等。

一般呈正地形，与含磁铁矿闪长岩为捕掳体接触关系界线非常明显。

2.2.3含磁铁矿闪长岩

岩石为浅～深灰黑色，呈捕掳体状产出，次园状、长轴状不等，小的0.1～0.5m，大的数百m。

半自形粒状结构，块状构造，主要矿物有长石55%±，角闪石30%±，并含有较多的磁铁矿。

次要矿物有橄榄石、角闪石、黑云母、石英等。

副矿物有磷灰石、钛铁矿、磁黄铁矿，铬铁矿等。

地表及近地表风化严重，从冲沟及采场观察风化深度在25m左右，目前开采对象为风化成砂状中的磁铁矿，经地表采坑揭露深部施工14个钻孔控制，其中12个钻孔见矿。

系统采样化验分析，样品中TFe品位最低为6.15%，最高22.40%，全区平均TFe13.50%。

说明闪长岩中普遍含有较多的磁铁矿，当TFe≥13时定为具有工业价值矿体（见照片）。

含磁铁矿闪长岩从地表揭露形态看呈次园状及扁豆状产出，倾角75-80°，控制范围300×400m。

已控制宽度最宽为350m，最窄50m。

2.2.4白云质灰岩

浅灰～深灰色，不等粒它形结构、层纹构造，主要矿物成份由方解石、白云石，少量粘土～粉砂质组成。

方解石灰白色不等粒状，含量50%±，白云石浅灰色中细粒状，含量8%±，粘土～粉砂质灰40%左右，点稀盐酸剧烈起泡。

2.2.5第四系（Q）

主要分布于沟谷和低缓的坡地，基本上为砂、粉砂和黄土组成

2.3构造

区内构造不发育，见有一条北东走向南断层，将混合花岗岩与石灰岩为断层接触，但位移不清。

2.4矿体特征

本区所谓矿体即含磁铁矿闪长岩，经风化后TFe平均品位达到13%者，TFe在13%以下为围岩，矿体与围岩界线不清楚，矿与非矿难于鉴别。

矿体围岩为低铁闪长岩，抗风化能力弱，含磁铁矿闪长岩风化后呈砂状，地表界线分明。

区内共有三条矿体即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号。

矿体倾角49°。

Ⅰ号矿体控制长轴135m，短轴长度175m，垂直厚度3.45-15.15m，厚度变化较大，平均品位TFe16.09%。

Ⅱ号矿体实际控制长轴330m，短轴长度150m，垂直厚度3.17-58.53m，厚度变化较大，平均品位TFe14.25%。

Ⅲ号矿体控制长轴330m，短轴长度250m，垂直厚度1.75-54.29m，平均品位TFe14.45%，厚度变化较大。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体平行产出，矿体间相距约8～12m。

矿体主要特征见表2：

矿体特征一览表

矿

体

号

矿体规模（m）

矿体

形态

矿石品位

平均品位

长轴

短轴

垂直厚度

TFe×10-2

TFe×10-2

Ⅰ

135

175

3.45-15.15

透镜体

13.01-20.07

16.09

Ⅱ

330

150

3.17-58.53

透镜体

13.00-15.96

14.25

Ⅲ

330

250

1.75-54.29

透镜体

13.16-19.09

14.45

从以上矿体特征表明，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体勘探类型基本上属Ⅲ型。

2.5矿石质量、类型及品级

2.5.1矿石质量

矿石中矿物成分较简单，金属矿物以磁铁矿为主，含少量磁黄铁矿，铬铁矿等,脉石矿物有长石、辉石、角闪石、黑云母石英等。

磁铁矿石经化验分析一般品位TFe为7-20%。

本区磁铁矿经组合分析，主要有害物质含量如下表：

组合号

主要有害物质

SiO2（%）

S（%）

P（%）

1

33.64

0.08

1.08

矿石中SiO2含量较高，但S、P含量较低，属低硫、低磷铁矿石。

2.5.2矿石结构构造

矿石多具浸染状构造，砂状结构。

2.5.3矿石类型及品级

铁矿石的自然类型为含磁铁矿闪长岩浅部为风化矿床。

矿石品位低为贫铁矿。

2.6矿床成因类型及工业类型

2.6.1矿床成因类型

根据矿体围岩及矿床地质特征，矿床成因类型初步定为岩浆晚期分异，花岗岩浆侵入残留捕掳体，局部矿化富集型铁矿床。

2.6.2矿床工业类型

为含磁铁矿中基性火成岩捕掳体及风化矿床。

2.6.3矿石加工技术条件

经矿主试采证明，地表由于是风化矿床采用挖掘机即可采装，节省人力、物力，降低成本。

根据现有干选厂选矿证明，矿石通过二段磨矿、二段磁选即可获得品位66%以上铁精粉，深部需井下采矿。

2.7水文地质及开采技术条件

2.7.1水文地质

本区水文地质条件较简单，区内东侧有常年性河流，无富水层，孔隙、裂隙含水量较少。

大气降水是矿床充水的主要来源，本区气候干旱，年降水量564.80mm左右，多集中在7-8月份，蒸发量大于降水量，区内矿体出露标高为75-110m，位于沟谷～半山腰上，山下侵蚀基准面标高为67m，地形平坦，大气降水虽由地表径流排泄，只有少部分形成地下水，地表水与矿床无直接导水通道，地下水补给条件较差，但露天采坑在雨季之际，山水可以直接贯注坑内，因此必须在采坑周围筑起防洪坝及挖好防水沟，井口加高防水台阶以确保安全。

2.7.2开采技术条件

本区工程地质条件较简单,矿体顶、底板围岩为低铁闪长岩，属坚硬岩石，但矿体为含磁铁矿闪长岩，岩石风化呈砂状,为风化矿床,当地百姓称软矿。

可以机械化开采，但由于岩石风化疏松，易塌落。

因此，应采用台阶式开采，边坡角应小于60°。

2.7.3环境地质

区内属低山区，海拔高度最高110m，最低67m，相对高差43m，切割深度较浅，无崩塌，泥石流，滑坡，岩溶地面等地质灾害发生的历史。

在开采过程中所造成的植被破坏，在开采结束后要进行复种工作，以保持良好的生态环境。

2.8该矿区资源量经评审备案结果为

资源储量汇总表

矿体

编号

编码

TFe

（%）

合计

备注

332

（万t）

333

（万t）

（万t）

Ⅰ

12.61

3.15

14.25

15.76

Ⅱ

185.31

98.90

14.25

284.21

Ⅲ

/

125.27

14.45

125.37

总计

（Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ）

197.92

227.42

425.34

2.9可行性评价的概略

本区本区铁矿体赋存于闪长岩中，地表为风化砂状矿床，是新开发的新类型矿床，经业主试采证明有一定的经济效益及社会效益。

（1）运输条件：

矿区距xxxxxx市13km，有公路相通，交通方便。

（2）供电条件：

矿区内供电系统已形成，能满足生产生活用电。

（3）供水条件：

本区附近河谷中有常年水系，并有水井及蓄水池，基本可满足小型矿山生产及生活用水。

（4）矿区内地表铁矿属风化矿床，利于机械化开采，采矿成本较低，品位稳定，储量丰富，有铁矿石量425.34万t，工程控制程度达到储量级别要求，储量估算可靠。

（5）矿区水文地质条件简单，地形坡度有利于自然排水，开采技术条件较好。

（6）不利因素是TFe平均品位较低为13%，深部开采时必须精打细算，降低成本，否则无利可图，经济不佳。

（7）矿体上部埋藏浅，风化呈砂状，利于机械化开采。

水文地质及工程地质条件简单，开采技术条件良好。

2.10存在问题

由于铁矿品位低，矿体上部风化部分开采容易、效益好，深部开采经济尚无论证清楚，此类矿床属新开发类型，其经济效益如何，所有这些有待今后解决。

其次对于水文地质，工程地质、环境地质仅作概略评价，未做深入的调查研究工作。

3、主要建设方案的确定

3.1开采对象及开采方式的确定

本次设计开采对象为xxxxxx铁矿经xxxxxx国土资源厅批复矿区范围内的三条铁矿体。

矿区属低山丘陵区，矿体出露地表，埋藏较浅，矿体顶底板围岩为石英闪长岩，属坚硬岩石，但矿体为含磁铁辉长岩，地表岩石风化呈砂状，为风化矿床，Ⅰ号矿体长厚3.45～15.15m，品位16.09%。

Ⅱ号矿体长厚3.17～58.53m，品位14.25%。

Ⅲ号矿体厚1.75～54.29m，品位14.45%,矿体倾角49度。

根据地形及矿体赋存条件和矿体性质设计选择露天方式开采。

由于三条矿体间距较小为此采用联合式布置进行剥采。

3.2开采资源储量

本次设计开采矿体三条，矿体资源储量总计为425.34万吨，设计利用量362.39万吨，利用率85.20%。

矿体长号

资源量

利用量m

未利用量

利用率

注

万t

万t

万t

%

Ⅰ

15.76

10.24

5.52

64.97

端部台阶压量5.52万t

Ⅱ

284.21

236.31

47.90

83.15

端部台阶压量47.90万t

Ⅲ

125.37

115.84

9.53

92.40

端部台阶压量9.53万t

计

425.34

362.39

62.95

85.20

端部台阶压量62.95万t

3.2.1经济合理剥采比（按价格法计算）

式中P-矿石平均售价，35元/t;

a-露天开采矿石成本，2.8元/t；

b-露天开采岩石成本，2.8元/t；

经计算经济合理剥采比为11.50t/t。

3.2.2境界剥采比

按露天开采境界内增加单位深度后，所引起的岩石增加量与矿石增加量之比，以±0m到10m阶段计算境界剥采比为7.88t/t（矿石量：

26.05万t，岩石量：

204.95万t）。

3.2.3平均剥采比：

经圈定露天采场境界内矿石量362.39万吨，剥离岩石全部量：

2307.51万t（折961.47万m3），平均剥采比为：

6.88t/t。

扣除基建剥岩量：

184.80万t后生产平均剥采比为6.37t/t。

经计算：

境界剥采比及平均剥采比均小于经济合理剥采比，本设计露天开采境界的确定是合理的。

3.2.4露天采场境界构成要求

根据矿区范围及资源储量圈定的范围，确定露天采场境界构成技术要素。

4、矿床开采（露天开采）

4.1露天开采采场境界圈定原则

1）以矿产资源储量及资源储量圈定范围为基础。

2）以批准划定的矿区范围为界。

3）充分利用和回收矿区范围内的矿产资源储量。

4）境界剥采比控制在7.88t/t。

4.2露天采场技术要素

根据上述原则和开采技术条件以及矿岩物理力学性质，按类比法确定露天采场技术要素：

序号

项目

单位

三条矿体联合布置成一个采场

1

阶段坡面角：

上盘

度

60

2

下盘

度

60

3

端部

度

60

4

最终边坡角：

上盘

度

43

5

下盘

度

43

6

端部

度

42～43

7

阶段高度

m

10

8

安全平台宽度

m

4

9

清扫平台

m

8

4.3露天采场范围圈定结果：

按确定的原则和选取的参数，圈定了露天采场终了境界平面图。

露天采场终了境界圈定结果表

序号

项目

单位

三条矿体联合布置成一个采场

注

1

采场最高标高

m

105

2

采场底部标高

m

-71

3

采场高度

m

176

4

采场上部规格长×宽

m

550×530

5

采场下部规格长×宽

m

200×180

6

采场内矿石量

万t

362.39

7

采场内岩石量

万t

2492.32

8

矿岩合计量

万t

2854.71

9

经济剥采比

t/t

11.50

10

境界剥采比

t/t

7.88

11

平均剥采比

t/t

全部：

6.88，生产：

6.37

按利用储量计算

4.4生产规模、工作制度及服务年限

4.4.1矿山生产规模

按采场内圈定的矿石资源量，结合开发者的实际情况，并考虑合理的服务年限，设计确定矿山生产规模为年产铁矿石15.0万吨。

生产能力验证，按下降速度验证：

式中：

P—分层矿量，26.05万t（0m到10m阶段分层量）

V—下限速度，10m

H—阶段高度，10m；

η—矿石回采率，95%；

e—废石混入率，3%；

经验算矿山生产能力可达25.49万t，因此设计确定年产15.0万t是合理的。

4.4.2服务年限

根据矿山保有的资源储量，经计算，矿山的采矿期服务年限为24年。

（不含建设期）

计算公式为：

（矿山建设期2年）

式中：

Q－设计利用资源量，362.39万t

A－矿山年生产规模，15.0万t；

α－矿石回采率，95%；

β－矿石废石混入率，3%。

4.4.3工作制度

该矿为小型露天矿山，采用每日一班，年工作300天，每班8小时。

平均日产矿石500t。

4.5矿床开拓

根据矿体赋存情况，开采技术条件，设计选择公路开拓、汽车运输。

公路开拓、汽车运输方案基建时间短，投资少，具有机动灵活、适应性强的特点。

设计选择三条矿体联合布置，使三条矿体形成一个采场。

4.5.1采矿方法

该矿山开采的矿体、属倾斜中厚矿床，矿体及围岩开采时需采用爆破方式进行，开采时由垂直方向自上而下逐层进行，阶段高10m，沿矿体走向由一端向另一端横向推进。

4.5.2剥岩及采矿

矿山开采前首先进行剥岩，开沟位置应在矿体上下盘矿岩交界处的岩石中掘双壁堑沟。

横向推进，基建剥岩完成后，生产剥岩超出一定距离后（不小于50m）矿体顶面全部露出，这时就可进入采矿。

采矿前要将矿体顶面全部露出，将矿体顶面上的残留岩石清理干净，减少废石的混入。

每个阶段准备都是由上向下，从一端向另一端推进，矿体回采时沿走向推进，沿倾斜分段开采工艺。

堑沟规格：

堑沟规格是根据选用的挖掘设备和运输车输的技术条件确定的，该矿山为小型矿山，设计选用中型挖掘机和20t自卸汽车运输。

所以初期堑沟规格底宽不得小于15m，工作面坡面角不大于60°。

4.5.3废石混入

开采时为确保矿石质量，在矿石开采中，对矿岩接触处及矿体上部因剥岩及爆破而造成的残留岩石要清理干净，减少废石混入率。

4.5.4穿孔爆破

4.5.4.1矿岩块度

矿体地表部分因受风化作用可直接用挖掘机采挖，但地表以下采剥时需要爆破，要求爆破后的岩块规格不得大于0.8×0.8m，对超过规格的岩块和底根要进行二次破碎爆破。

矿山年各种穿爆量表（扣除基建剥岩量184.8万吨，折77万m3）

项目

最大年份采剥量

最大班

矿石（万吨）

岩石（万吨）

合计（万吨）

矿石（吨）

岩石（吨）

合计（吨）

总穿爆量

15.0

123.0

138.0

500

4100

4600

中深孔爆量

14.25

116.85

131.10

475

3895

4370

一次浅孔爆量

0.75

5.84

6.59

24.0

195

219

二次破碎爆量

0.72

5.80

6.52

23.0

194

217

注：

中深孔爆破量占总穿爆量的95％；

一次浅孔爆破量占总穿爆量的5％；

二次破碎爆量占中深孔爆量的5％。

4.5.4.2中深孔作业

矿山剥岩采矿采用KQ－100型支架式潜孔钻机，孔径为80～100mm，对出现的底根或大块，采用7655型凿岩机进行钻孔。

矿山年工作300天，每天一个班作业。

剥岩、采矿炮孔深度大于阶段高度0.5m，炮孔间排距为3.0×2.5m，全阶段一次起爆，放炮安全警戒距离不小于300m，崩大块或底根时，放炮安全警戒距离不小于400m。

矿山投产前要对爆破警戒范围以内的全部建筑物和构筑物进行搬迁或拆除。

中深孔设备数量计算表

序号

项目

单位

矿石

岩石

注

1

每班爆破量

m3

192.3

1708

2

阶段高度

m

10

10

3

钻孔深度

m

10.5

10.5

4

钻孔间距

m

3.0

3.0

5

钻孔排距

m

2.5

2.5

6

每个钻孔爆量

m3/个

75

75

7

每米钻孔爆量

m3/米

7.5

7.5

8

废孔率

％

8

8

9

每班需要穿凿量

m

29.5

262.0

1.15不均衡系数

10

钻机台班效率

m/台/班

40.0

40.0

11

计算钻机台数

台

0.75

6.5

12

设计选取台数

台

1.0

7.0

4.5.4.3一次浅孔与二次破碎

一次爆破后产生的底根及规格大于0.8×0.8m的大块用钻机穿孔困难时，采用7655型凿岩机进行钻孔。

进行二次破碎爆破。

一次浅孔及二次破碎凿岩设备计算表

序号

项目

单位

一次浅孔

二次破碎

注

1

每班爆破量

m3

192.3

1708

2

每米孔爆破量

m3

2.0

2.0

3

废孔率

％

10

10

4

每班需要孔数

m

123

1091

1.15系数

5

凿岩机效率

m/台/班

80

80

6

计算台数

台

1.5

13.6

7

设计选取台数

台

2

14.0

8

备用台数

台

2.0

2

9

合计

2.0

16

18

4.5.5爆破工作

①中深孔爆破

为了减少废石的混入，在矿体顶底板与矿体相交处剥岩爆破要灵活使用单排或多排微差爆破，钻孔倾角70～75°，钻孔深要大于爆破极端高度的0.5m，一次浅孔及二次破碎爆破均采用2#岩石炸药，用导火索火雷管起爆。

4.5.6空压机及钻机设备

根据矿山的生产规模及计算出的机具数量：

确定矿山配备KQ－100型浅孔钻机8台，7655型凿岩机16台，配备5L-40/8型空压机2台。

4.5.7装载工作

矿岩装载工作选用矿山自有日本产日立型挖掘机二台和ZL－50铲车6台，根据采剥计划编制结果，前两年为基建剥岩期共剥岩184.80万吨，第三年达到设计生产规