厦门泉州大理石矿矿开采设计方案.docx
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厦门泉州大理石矿矿开采设计方案
第一章总论
第一节目的和任务
泉州矿业有限公司厦门泉州矿（以下简称厦门泉州矿）是2007年兴办的矿山企业，矿石类型近似于谭山的低档的米黄玉，矿方称“云星矿”，是一个近年来的一个大理石新品种，谭山的米黄玉已享誉海内外，成为区域经济的增长点，其华丽的色彩、明亮的光泽是大理石中一枝娇艳的奇葩，带动了附近大理石矿开发产业发展迅速，市场需求不断增长，国内外城市装修工程项目相继展开，作为装饰用料的大理石用量不断增长，成为的区域经济发展的主导产业之一。
按照《矿产资源法》《安全生产法》的要求，使矿山企业走上“依法办矿，科学采矿，安全生产，保护环境”的轨道，受泉州矿业有限公司的委托，湖北荆襄化工矿山设计研究有限公司依据厦门泉州矿地质报告、开发利用方案及相关资料，结合现场踏勘调查和矿方提供的开采现状图及相关资料，进行了本次该云星矿的开采设计。
第二节矿区的地理交通位置
一、交通位置
厦门泉州矿位于厦门杨家村四组，属厦门乡管辖。
方里网座标：
X：
2656850——2657250，Y：
——，矿区面积约0.1710Km2。
。
矿点距至厦门的公路约500m，并有盘山公路与之相通，距杨家村约2.5公里，交通较为便利。
（图1）
二、自然、地理
矿区为中低山低切割区。
海拔高程800—900m，平均高差100m。
冲沟水系不发育，最大水系芙莲沟从矿区下部通过。
沟谷常为宽缓的“u”型谷，谷宽约6m左右。
矿区气候温湿，四季分明。
年平均气温12℃——14℃，28℃—40℃，最低气温6℃——15℃。
全年无霜期200—220天，年平均降雨量600mm以上，属北亚热带温湿季风区，冬季以偏西气流为主，夏季以偏东气流为主，全年静风频率%，年均风速2.1米/秒。
区内经济以农业为主，矿业为辅。
农作物主要有小麦、玉米、豆类、薯类；经济作物有油料、茶叶、杜仲、黄姜等。
区内矿产资源较为丰富，主要矿种有石灰石、大理石、石英、磁铁矿等，目前石灰石和大理石的开采已初具规模。
区内植被发育，木材资源丰富，主要有松、衫、柏、栎等树种。
第三节企业简介
厦门泉州矿隶属于泉州矿业有限公司，该公司企业性质为个体经营，隶属厦门乡管辖。
矿区位于湖北省厦门乡杨家村四组，处于建设阶段，欲计划招收职工25人。
企业计划占地面积1万平方米，固定资产欲投资100万元。
该矿为新建矿山,本次委托我单位按年产500立方米大理石荒料做开采设计方案。
第四节矿区地质勘查工作与开发现状
一、矿区勘查概况
前人对该区全面开展了地质、矿产、水文、物化探等工作，积累了丰富的地质资料。
最早1928年李捷、朱森在鄂西北广大地区进行路线地质调查，著有《秦岭中部南段地质》。
全面的地质矿产调查工作则是在解放后随着国发经济建设的发展而相继展开的：
1966年陕西省区测队完成了1：
20万《幅》地质图；1997年地矿部天津地质矿产研究所完成《杨家村幅》1：
5万区域地质调查覆盖该区范围；2005年我院曾派工程技术人员在该区进行过大理石矿的勘察工作，对区域成矿环境和成矿规律有了初步的成果，为本次调查奠定了基础。
2007年11月，地质部门对厦门泉州矿大理石资源进行评价。
根据开采厂家对大理石矿山地质工作的要求，结合矿区具体情况，于地表开展了1：
5000地质填图和间距为200m的1：
1000勘查剖面测量以及样品的采集和岩矿测试工作。
通过这些工作大致查明了矿区的地质构造特征和大理石矿体的空间展布，矿石的质量及其开采技术条件。
勘查工作部署，工作手段、工作方法合理，其工作程度基本达到普查阶段要求，并提交了《泉州矿业有限公司厦门泉州矿地质普查报告》。
2007年11月湖北荆襄化工矿山设计研究有限公司受矿山企业的委托对该矿的进行了现场测量，绘制了地质地形图，为本次开采设计方案的进行打下了很好的基础。
二、矿区开发现状
该矿区属于新建矿山，还未进行开采，矿山地处荒山，目前矿山三通工程、设备设施基本到位，矿山只需要投入足够的建设、流动资金便可满足矿山的正常生产。
三、大理石产品需求情况和市场供应情况
为高档饰面石材和雕刻石原料，主要用于高级建筑物室内外饰面装璜，工艺美术雕刻等领域。
市场对颜色柔和、质地均匀、细腻、品级较高的需求旺盛。
随着建房产业快速发展，人们观赏水平提高和对大自然的向往，高档饰面石材和天然雕刻石工艺品必将是人们房屋装璜及工艺品观赏收藏首选对象社会对的需求量日益增大，产品供不应求。
据有关报道和市场调查，谭山镇一带现有25家开采和相应黄玉石艺加工厂、玉雕厂；河南、贵州、广西、广东等地矿山和玉石加工厂、玉雕厂有近百家，年生产能力达近20万立方米。
尽管如此，市场仍然供不应求，甚至出现抢购局面，上世纪八十年代出现的市场火爆场面（买方市场）在市场仍生机勃勃。
品级好，质量高，工艺精湛的产品，国外市场也异常畅销。
预计近十年内，雕刻石及其石材的需求量仍保持稳中有升态势，市场仍会保持产销两旺强劲势态。
矿产品价格分析：
该矿体主基调为浅灰黑色，有蜡状光泽，半成品磨光后表面平整、光滑、亮洁、粒度均衡，色泽均匀、美观、柔和，作饰面材料显得雍容华贵、富丽皇堂，是一种近玉石的中档品质大理石。
但因矿体颜色偏浅，颗粒粗大成材率低，这将是影响矿石品质的不利因素，该大理石矿售价为1600元/m2（矿方提供）。
第五节设计依据及内容
一、设计依据
1、《泉州矿业有限公司厦门泉州矿地质普查报告》
2、湖北省安全监督管理局的审批意见
2、《国家建筑材料局建材矿山安全规程》（试行[82]建材生字579号文颁发）。
4、《国家露天矿场爆破安全规程》（1989年版）
5、《矿山安全法》
6、《安全生产法》
7、设计委托书
8、矿方提供的相关资料及勘查资料
二、设计内容
根据委托方要求，设计主要内容包括采剥工程（采剥方法，运输、给截排水）、安全、环保措施及经济分析。
三、设计原则
1、体现国家的技术政策和产业方针，最大限度地利用矿产资源。
2、充分利用企业现有的交通设施。
2、工程布置上力求灵活，方便生产，减少投资。
4、对矿山开采中的安全生产、工业卫生、环境保护放在首要位置，并符合国家有关规定。
四、设计规模及产品方案
1、根据委托书要求：
设计矿山生产荒料规模500立方米/年（根据矿方要求）。
2、设计服务年限：
2年。
2、产品方案：
根据矿石销售条件，销售以荒料为主，后期以建厂生产大理石板材为主。
五、设计开采范围
该大理石开采范围在矿区范围之内，由以下4个拐点圈定：
点号X坐标Y坐标
1、2657060
2、2657250
2、2657020
4、2656850
矿区面积为0.1710km2
开采标高+810m以上
六、开采方案
1、开采方式
根据矿体赋存情况，适宜露天开采。
2、开拓方式
该矿为公路汽车开拓运输方式。
2、采矿方法
采用水平台阶采矿方法，自上而下逐个台阶开采，7655凿岩机钻孔，膨胀剂静态切割矿石，2#岩石膨胀炸药爆破崩落岩石。
第二章经济
一、综合经济指标
序号
指标
参数值
1
矿山规模
日采矿能力（m2）
2
年采矿能力（m2）
500
2
矿山服务年限（年）
26
2
基建投资（万元）
85
4
流动资金（万元）
5
建筑装饰用大理石产量（万m2）
年产量
总产量
6
年销售收入（万元）
80
7
年生产成本（万元）
20
8
税费（万元）
年税费
总税费
9
年实现利润（万元）
10
企业获利（万元）
年获利
总利润
11
矿山总利润（万元）
12
成本利润率（%）
12
产值利润率（%）
14
投资利润率（%）
15
投资收益率（%）
60
16
投资回收期（年）
17
企业抗风险能力
较强
二、劳动定员
（一）编制依据
1、仅考虑采矿生产过程中所需的生产工人，辅助生产工人和管理人员。
2、人员编制按每年250天，每天1班，每班8小时考虑。
（二）人员编制
生产工人按岗位操作人员进行编制。
劳动定员表
序号
工程名称
人员
分类
工作班制
备注
I班
II班
一
矿山车间办公室
2
矿长
行政
1
安全员
服务
1
二
生产工段
20
1
凿岩爆破
4
凿岩工
工人
2
爆破工
工人
2
撬石工
工人
2
2
抽水工、调度员
工人
2
2
装载工（司机）
工人
1
4
运输司机
工人
4
5
废石剥离
工人
2
三
辅助生产
2
空压机工、维修工
2
材料员、统计员
1
合计
15
全矿定员25人，其中生产工人20人，辅助生产工人2人，管理人员2人，工人应进行岗前培训，持证上岗。
（三）劳动生产率
1、生产工人劳动生产率：
2立方米/工班
2、全员劳动生产率：
500立方米荒料/年
三、产品成本
根据设计确定的主辅材用量、电耗、工人定员等确定计算成本。
1、人工工资水平：
生产工人工资为7200元/人年，辅助生产工人工资6000元/人年，管理人员工资8400元/人年，生产工人每立方米矿石工资含量为120元/立方米.
2、固定资产折旧费设计取20元/立方米
2、管理费用包括管理人员工资、办公费、销售管理费等费用。
4、考虑用工都是临时工，采取年薪包干制，因此社会劳动保险只考虑管理人员，管理人员劳动保险员按工资总额17%计算。
管理费用表
序号
项目
单位成本（元/立方米）
备注
1
管理人员工资
114
2
管理人员劳动保险费
14
按1440元/人年
2
办公费
25
800元/人年
4
福利费
6
按工资5%
5
技术服务费
25
6
管理费
5
合计
189
单位制造成本
序号
成本项目
单位
单价（元）
单位万元（元/立方米）
备注
单耗
成本（元/立方米）
一
原材料
1
膨胀炸药
Kg
2
20
60
2
钎子钢
10
2
钎头
个
20
4
机油
Kg
10
5
柴油
kg
20
6
其它5%（1-6）
二
动力、水
10
三
折旧费
20
四
维检费
10
五
加工费
六
管理费
189
合计
400
五、财务分析
财务分析
序号
项目
单位
数量
单价
（元/立方米）
金额
（万元）
一
销售收入
立方米
500
二
工厂成本
立方米
500
20.0
三
利税总额
四
税费
1
增值税12%
2
资源税
2
2
资源补偿费
五
利润
（一）销售收入
由于矿石质量中等，根据目前市场行情，荒料出厂价定为1600.0元/立方米，年销售500立方米矿石，销售收入万元。
（二）税金
按地方政府规定执行，每立方米矿石的税费标准为：
1、增值税按增值额12%计取，万元
2、资源税每立方米按60元计取，2万元。
2、资源补偿费按销售收入2%计取，万元。
税费总额为：
万元，立方米矿税费为：
元/立方米。
（三）利润
销售收入扣除工厂成本，各种税费后，本企业每年可获利万元，每立方米矿石利润为元。
四、利税总额：
万元/年
经财务分析，企业年产500立方米荒料，每年能向国家上交税收万元，企业实现利润万元。
同时能安排二十多人就业，有较好的经济效益和社会效益。
第三章矿山地质
第一节矿区地质及构造特征
一、地层、岩石
厦门泉州矿矿区位于南秦岭印支褶皱带东段南缘两郧复背斜东部。
两郧断裂贯穿全区。
自晋宁期至喜马拉雅期，经历了多期次、不同层次的构造变形，区域构造线总体呈北西向，次级褶皱及北西向断裂构造发育。
区内出露地层主要为中上元古界武当岩群、震旦系上统灯影组至第三系。
其中在武当岩群地层中广泛分布白云岩、白云质灰岩、硅质岩，另外沿地表低洼地段发育有第四系全新统（Q4）的松散堆积物。
地层:
矿区内出露地层主要为上元古界震旦系上统灯影组中段（Z2dn2）。
岩性为白云质岩、白云岩、浅灰黑色硅质灰岩等。
受区域变化作用影响，岩石发生变质变形，主要表现
为矿场的重结晶和岩石的片（劈）理化。
另外在莲子沟底附近出露出第四系全新统（Q4）泥岩、含砾粘土质砂土等。
二、构造
矿区位于南秦岭印支褶皱带东段南缘两郧复背斜东部。
在矿区范围内呈一单斜构造层。
岩层产状总体倾斜向南，倾角45°左右。
矿区内，没有发育大的断裂和大的节理。
构造较为简单。
第二节矿体特征
矿体以脉状产出，沿走向和倾向变化不等的矿体1条，目前拟开采利用的浅灰黑色方解石矿体云星矿大理石用于生产大理石荒料，装饰板材，因此完整未风化的灰岩矿体就是开采对象，矿层赋存于震旦系上统灯影组中段地层中，与围岩界线较清晰，在矿区范围内，矿体长度约120m，地表出露宽一般为15m以上，走向近南北向，倾角45度左右，由富含生物化石沉积的灰岩构成矿体。
第三节矿石特征
根据野外观察，矿石的自然类型为浅海相，滨海相海洋生物沉积化石。
灰岩中间夹有呈现美丽花纹，主要为钙质沉积，有汽泡状构造，主要生物为藻类，贝类等生物和微。
生物矿物成份主要为灰岩（95%）、石英（2%）、钠长石（2%）等；矿石经化学分析，主要氧化物含量：
SiO22%、CaO52%、%。
从矿区的以灰岩为主的上述组分特征和结构构造上看，能满足大理石开采厂家的要求，应是比较高档的建筑装饰石料。
第四节矿体围岩及夹石
矿体底板、顶板为上震旦统灯影组，其岩性为白云质岩、白云岩、浅灰黑色硅质灰岩．矿体风化带一般在1米左右，风化带较浅。
第五节矿床开采技术条件及水文地质条件
一、矿区水文地质条件简述
矿区为侵蚀中低山区，海拔标高一般为800—900m，相对高差约100m，地貌特征西陡东缓，北高南低。
矿区及附近无较大河流区内严重缺水，冲沟有小流量水，自然排水便利。
矿区范围内主要出露上元古界震旦系上统灯影组中厚层白云岩，属弱透水含岩石。
含水、透水和储水能力差。
地表降水绝大多数沿地表低尘处流向沟谷，地表浮土极簿，储水有限，未见较大渗水现象，也未见到有大的储水保水场地，因此，开采过程中不会有较大涌水。
野外实地调查，Ⅰ矿段范围当地最低侵蚀基准面标高800m，最大洪水位标高为750m，显见，矿区大大高于最大洪水位标高，山洪对采矿作业不会造成大的威胁。
但是，白云岩质地较脆，节理发育，且云星矿产于构造破碎带内，本属弱透水性白云岩，透水能力增强，而县，碳酸盐岩地区多为岩溶发育区，因此地下开采应加强对裂隙渗水和岩溶迹象观察，发现征兆及时将人、物撤离安全地带，同时，在梅雨和夏季暴雨时节，应注意气象部门天气预报，避开险情，采取相应补救措施。
因此矿区水文地质条件较为简单。
二、矿区工程地质条件概况及开采技术条件
矿区构造为一简单的单斜层，无大的断裂构造，风化作用仅限于地表，按岩石组构特征可为硅质灰岩和白云质灰岩两个工程地质岩组。
因而在总体上属于节理裂隙发育较差，质地较硬、岩体质量中等的二类岩石。
矿体及其顶层板岩石的稳定性较高，矿床工程地质复杂程度可划为简单型。
矿区处在本区地壳活动相对稳定的区域，位于鄂西北5组（6度）地震危险区内。
矿区位于山体中部地段，地表植被不发育、山体稳定，不具备发生山洪和泥石流等地质灾害条件。
流经矿区边缘的莲子沟及其支沟里水质未受到污染，综合这些因素，其环境地质类型可达到一类。
根据矿床水、工、环诸方面地质特征，结合矿体埋藏情况，本矿区属开采技术条件较好的一类。
可采大理石矿体均位于矿区最低侵蚀基准面以上，山体边坡稳定。
矿体暴露于地表，矿体剥采比较大，本矿宜采用比较经济的山坡露天开采方法。
第六节设计利用矿产资源储量
该区大理石资源丰富，开发前景乐观，具备长期开发的资源条件，根据实地勘查，采区面积为2200平方米，探求222类资源量约万m2,可采储量万m2。
本次设计只限Ⅰ号矿体+810m以上初期可采地段，计算本次设计利用储量为2742m2，预计可采储量2422m2。
该设计与矿区开发的关系：
总体开发指导思想是“合理开采，综合利用”；开发原则是“安全、高效、经济和充分利用资源”。
区内大理石资源丰富，质地较好，开采技术条件简单，交通便利，适合小规模露天开采。
本设计是限+810m标高以上的部分进行开采，它符合分期建设、从小到大、从易后难、大小兼顾，逐步扩大生产规模和品种，达到提高经济效益的市场法则。
该设计项目的资源概况：
厦门泉州矿区控制程度低，储量级别较低，主要为概算的222类资源量，本设计对开采范围内已控制出露于地表，标高+810m以上的部分计算其2年的开采利用资源量万m2，开采方式为山坡露采。
第七节地质报告质量评述
矿区先后有不同单位在此作过不同精度的地质普查和基础性地质调查工作，但较全面系统并具代表性报告是2007年11月由湖北荆襄化工矿山设计研究有限公司提交的《泉州矿业有限公司厦门泉州矿地质普查报告》，该报告就其工作范围，针对工作任务要求较客观地反映了本阶段工作成果。
对区内地层归属、构造演化、矿体范围、破体特征、顶底板围岩性质、变质作用等情况作了深刻的分析和研究，通过地表地质测量，剖面测制和采坑工程控制，圈定了矿体边界，概算了地质储量，所有这些工作成果均为下步矿区开发打下了良好基础。
由于以往地质工作性质和方法不同，所有工作程度多限于概略性地质调查，并未系统进行矿普查评价工作，报告中存在问题较多，归纳有以下三个方面：
其一，地表工程稀疏，地下无工程控制，矿体深部变化情况不清楚，地质研究程度较低，计算储量级别较低，利用可靠性较差；其二，报告中对矿床水文、工程地质条件没有进行论述，使得开采设计缺乏原始资料，无法求得矿体深部准确涌水量；其三，报告中基础性测试分析资料较少，如小体重样测定、物理性能分析，物质组成份分析等，存在样品代表性差，资料可利用程度低。
建议开采过程在注意收集或补充此类工作，为今后充分利用本地大理石资源打下基础。
第四章矿山开采
第一节开采顺序
厦门泉州矿矿山开采区由4个拐点坐标点圈定，方里网座标：
X：
2656850——2657250，Y：
——，矿区面积约0.1710km2。
采矿顺序是先剥后采，由上至下、由表及里，分台阶开采。
一、开采条件
矿区内开采的岩层主要赋存在震旦系上统灯影组，其矿层顶底板岩性稳固，开采矿体厚度小，矿体直接出露于地表。
矿体倾向东，倾角45度，矿体呈脉状产出，矿体沿走向、倾向分布较为稳定，厚度平均约15米。
化学成分比较稳定，结构均匀，硬度较大。
质量较好，产品完全能满足大理石生产荒料的要求，区内无明显断裂构造，矿体厚度大，覆盖层薄，水文地质条件简单，剥采比较大，露采条件好。
采矿顺序的确定:
先剥后采,由上至下、由表及里、分台阶开采，台阶高度5米，分层高度2.5米。
二、露天开采境界的确定
1、露天境界圈定的原则
（1）满足矿山年生产500立方米荒料的要求。
（2）符合申请采矿许可证的开采范围和开采深度。
2、露天边坡
该矿为山坡露天矿，矿体规模较小，设计范围内出露的矿石为大理石岩，岩石坚硬，断层节理裂隙不发育。
结构致密，遇水不易水化，破碎带和结构松散的岩石，开采时在坡角小于70度的情况下一般不会出现垮落现象。
硬度较大，稳定性较好。
根据上述因素，选用台阶坡面角70度，计算最终边坡角50度。
2、露天开采境界的圈定
（1）露天采场要素
共分5个台阶开采,台阶高5米，分层台阶高度2.5米，台阶坡面角70度，最终坡面角50度，安全平台宽2米，工作平台宽大于20米。
（2）开采境界尺寸
露天开采境界的确定，实质上是剥采比大小的控制，即所控制的剥采比不超过经济上合理的剥采比。
依据这一原则在地质横剖面图上采用面积比法求得境界剥采比（侵蚀基准面以上）为2:
1；其它参数依据此原则所确定的参数值为：
①剥采比：
平均2:
1；
②台阶坡面角：
70º；
③工作台阶高度2.5m；
④边坡台阶高度5m；
⑤最高开采标高：
+820m；
⑥最低开采标高：
+810m；
⑦安全平台宽度：
2m；
⑧终了边坡角:
50º。
最终绘制终了境界剖面图见附图2。
采场深度80米。
采场上周：
长120米×宽80米
采场底部：
长80米×宽25米
三、矿山规模、服务年限、工作制度
1、矿山规模
本设计矿山生产规模定为500立方米/年。
2、生产规模的验证。
按矿山工程延伸速度验证生产能力A
A=VP（1-η）（1-ρ）/h=10××（%）×（1-6%）/5=立方米>500立方米。
式中：
V—年下降速度，取10m/年。
P—有代表性的水平分层矿量，立方米。
η—矿石成荒率%
ρ—损失率6%
h—台阶高度5m
由上述计算可知，按矿山工程延深速度验证的生产能力为694.95立方米大于设计500立方米/年的矿山规模。
则矿山规模确定为500立方米/年是可行的。
2、矿山服务年限
开采范围内设计的露采资源量为222为2742m2，可利用储量为2422m2，设计矿石成荒率为%，损失率为6%，则预可采出矿石量为Q=2422×（%）×（1-6%）=1500m2，则矿山服务年限1500/500=2年。
4、矿山工作制度
该矿为小型大理石矿，受气候和销售状况等因素影响较大，因此设计年工作天数为250天，每天安排一班工作，每班工作八小时。
5、矿山爆破工作制度
矿山采用浅孔露天采矿方法，每天采矿量仅2立方米左右，打眼爆破工作量不大，因此可实行班未集中一次膨胀爆破，打眼爆破工作面和装矿工作面交替进行。
四、矿床开拓
该矿床开拓可采用轻轨和公路两种运输方式，采用轻轨工程投资大，线路要求严格，不利于小型矿山使用。
本设计采用公路运输方案，它具有灵活、适应性强等特点。
目前矿山修上山公路进入+810m水平。
顺原有公路按不大于14%的坡度修筑运矿公路进入采区分别连接上部+815m，+820m，+825m，+820m水平，公路均从南部进入矿体。
五、采剥工作
1、采剥要素
由于使用浅孔凿岩，在一个大台阶内实行小分层台阶开采方式，每分层回采高度确定为2.5米，2个分层形成一台阶，台阶高度5米。
台阶坡面角70度，考虑到凿岩膨胀爆破、装矿及运输要求，最小工作平台宽度不小于20米。
安全平台宽度确定为2米，清扫平台宽度为2米。
2、采矿及剥离台阶的确定
由于剥离量较大，回采工作量不大，二台凿岩机工作和一台装载机装矿完全能满足产量的要求。
因此一个分层开采即可。
少量的剥离废石用农用自卸专用车运至排土场排弃。
2、工作面布置
由于该矿是新矿山未进行过开采工作，结合现场实际情况可在采场中部中间向两边各开一切割槽，在切割槽的两侧各布置一个工作面，然后向两侧推进。
一个为打眼爆破工作面，一个为装矿工作面，两个工作面相互交替进行，以消除打眼与装矿工作的矛盾，确保生产安全。
每次采幅深度根据凿岩机能力确定为2.5米。
4、采剥工艺简述
（1）浅孔凿岩
采用7655型凿岩机，其台班效率40米
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