砂石厂开发利用项目可行性研究报告.docx

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一、 概述

（一）矿山概况

1、编制说明

安龙县普坪镇总科砂石厂为新建露天矿山，根据国家办理采矿许可证的程序，该矿山业主委托我公司对该矿山进行开发利用方案的编制工作，为合理开发利用该矿山矿产资源，申请办理矿山采矿许可证提供相关依据，达到有利于矿山生产和地矿行政管理的目的。

2、矿区地理位置、交通及隶属关系

安龙县普坪镇总科砂石厂位于安龙县城西北部，属安龙县普坪镇所辖，距乡镇所在地约10公里，有乡村公路连通矿区，交通方便

（详见交通位置图）。

矿区地理极值坐标为：

东经105°

27′44″～105°27′51″，北纬25°14′22″～25°14′26″。

3、企业性质

企业性质：

私营；

4、矿区范围

根据安龙县国土资源局于划定的矿区范围，安龙县普坪镇总科砂石厂矿区范围由5个拐点坐标组成，拐点坐标、矿区面积、开采标高见下表1-1：

50

安龙县普坪镇总科砂石厂交通位置图

矿区范围拐点坐标表（1980西安坐标系）表1-1

拐点号

X

Y

1

2792827.830

35546632.372

2

2792844.739

35546713.360

3

2792731.052

35546770.573

4

2792673.209

35546663.126

5

2792777.394

35546591.341

准采标高：

1248～1200m；面积：

0.0182km2

（二）编制依据及设计原则

1、编制依据

（1）江苏省地质矿产局第一地质大队于2011年01月编制的

《安龙县普坪镇总科砂石厂地质简测报告》；

（2）国务院“矿产资源开采登记管理办法”；

（3）国土资源部，国土资发［1999］98号 “矿产资源开发利用方案编写内容要求”；

（4）《中华人民共和国矿山安全法》（主席令第65号文，

1993.5.1）；

（5）《中华人民共和国安全生产法》（主席令第70号文，

2002.6.29）；

（6）《中华人民共和国矿山安全法实施条例》（劳动部令第4号，1996.10.11）；

（7）《中华人民共和国矿产资源法》（主席令第37号文，

1986.4.12）；

（8）《爆破安全规程》（GB6722--2003）；

（9）《金属非金属矿山安全规程》（GB16423—2006）；

（10）《采矿手册》冶金工业出版社，1991；

（11）《采矿设计手册》中国建筑工业出版社；

（12）《工业企业涉及卫生标准》TJ36—79；

（13）《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87—85；

（14）《矿山电力装置设计规范》及国家现行的有关规定；

（15）本公司设计人员2011年1月10日在安龙县普坪镇总科砂石厂山进行的实地勘察及所了解到的矿区范围内的工程地质、水文地质条件、居民区分布、电源、水源及交通现状等资料。

2、设计原则

（1）统筹兼顾，合理安排；

（2）因地制宜，选择切实可靠的开采工艺方案，确保矿山既取得较好的经济效益，又力求良好的社会效益、环境效益；

（3）贯彻国家矿产资源政策，合理利用矿产资源，使本工程的建设成为带动当地经济和社会发展新的经济增长点；

（4）坚持科学态度，积极采用新技术、新工艺、新设备，既要体现技术上先进、又要做到经济上合理，安全可靠，并在生产上具有较强的应变能力，能同当地具体条件相适应；

（5）满足矿山安全生产；

（6）开发与保护相结合，尽量节约用地，少占或不占耕地，矿山开采过程中，做好土地复垦、植被恢复工作。

二、矿产品需求现状和市场预测

（一）砂石矿在国内外需求情况和市场供应情况

1、产品现状及加工利用趋向

矿石主要为灰岩，矿物主要成份为 CaCO3。

矿石质地较坚硬，呈致密块状，主要用来加工建筑用石料。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测

该砂石厂灰岩可用于生产优质的工程及民用建筑用毛石、碎石、砂石及砂石等，其市场前景很好。

近10年来，随着国家经济快速增长，安龙县在“西部大开发”的背景下，正在快速建设过程中，各种大大小小的工程数不胜枚数，其中包括公路、房屋、公共设施等。

这无疑给建筑工程用砂石开发和开采带来了无限的商机。

由于该砂石厂交通很方便，剥采比很小。

因此，矿石的生产成本不高，所开采的矿石销路不存在问题，而且经济效益十分可观，因而矿山发展前景光明。

（二）产品价格分析

目前安龙县当地市场上砂石矿价格约约为30元／m3左右，而且经过加工后的产品附加值更高，但其市场行情存在明显的地域性。

随着西部大开发的不断深入，安龙县建筑、建材市场需求量大，水泥用灰岩矿市场前景非常看好。

三、矿产资源概况

（一）矿区总体概况

1、矿区总体规划情况

安龙县普坪镇总科砂石厂为新建露天矿山，目前投资人正在申请办理采矿许可证手续。

为合理开发安龙县砂石矿产资源，减少砂石矿产资源浪费，安龙县国土资源部门对县内所有砂石矿山作了统一规划，以杜绝滥采滥挖。

根据当地的地方建设情况考虑，安龙县普坪镇总科砂石厂的开发对当地基础设施建设和地方经济的发展是极为有利的。

2、矿区矿产资源概况

根据江苏省地质矿产局第一地质大队于2011年01月编制的

《安龙县普坪镇总科砂石厂地质简测报告》，安龙县普坪镇总科砂石厂矿区范围内矿石保有矿石资源量（333）为25.88万m3。

3、本设计与矿区总体开发的关系

安龙县普坪镇总科砂石厂与其它矿山无矿界冲突，为安龙县国土资源部门统一规划的砂石矿山之一，为充分合理的利用国家矿产资源，本方案在对该矿山实际情况等进行分析、研究的基础上，本着早投资少、见效快的原则，对该矿山进行矿产资源的开发。

（二）设计项目的资源概况

1、矿床地质及构造特征

（1）地层

矿区出露地层主要为三叠系中统关岭组（T2g）及第四系（Q），现由老至新简述如下：

①三叠系中统关岭组（T2g）：

底部为黄绿色玻屑凝灰岩，以灰色、深灰色薄层至中厚层灰岩，蠕虫状砾屑岩及泥灰岩为主，中部常夹黄褐色泥质灰岩、钙质粘土岩等，出露厚度330～380m。

本组石灰岩是采石场开采矿层。

②第四第（Q）：

残、坡积层及根植土层，岩性主要为灰黄、杂色粘土、亚粘土及亚砂土，断续夹石灰岩碎块，分布于陡崖下面和地势低洼处。

厚0～5m。

与下伏地层假整合接触。

（2）构造

大地构造上矿区区域的大地构造位置处于扬子准地台遵义断拱普安旋扭构造变形区的黔西南涡轮构造，矿区位于戈塘背斜北东翼，地处鲁沟断层的北西盘，地层走向近似东西向，总体倾向为北东，倾角10°～12°，一般在10°左右。

矿区呈总体为倾斜北东、地层较缓的单斜构造。

矿区内未见断裂，偶见溶蚀裂隙主要由黄色粘土充填。

综上所述，矿区构造复杂程度属简单类型。

（3）矿床赋存特征

矿体赋存于三叠系中统关岭组（T2g）灰色、深灰色薄层至中厚层灰岩，矿体呈稳定层状产出，矿体产状与地层产状相一致，倾角

10°～12°。

经现场实地调查，其矿体沿走向及倾向均已延伸出矿区范围，出露厚度＞150m全区可采，足以满足本项目需要。

矿体厚度及质量稳定，主要矿物成分为碳酸镁、碳酸钙及少含量的硅、铝、铁杂质。

矿石硬度、抗压强度较高，便于开采。

（4）矿石质量特征

对矿山矿石质量评述如下：

①矿石的结构构造

矿石结构主要为微～细晶结构，其次为粗晶结构，具薄～中厚层状构造。

摩氏硬度为3.50～3.80，松散系数1.2～1.3，比重

2.5。

②矿物成分

岩石中主要矿物主成分为石灰岩。

③化学成分

矿石主要物质成份为碳酸盐矿物，矿石中的主要矿物成份为碳酸钙。

经取样测试分析，岩石基本化学成分：

MgO

0.74%、Ca053.92%、Al203 0.98%

Si022.18%、Fe2030.67%、Loss41.05%。

上述矿石特征表明，该矿区内矿石质量好，沿走向及倾向变化不大，质量稳定，能满足建筑用砂的质量要求。

2、矿床开采技术条件

（1）水文地质条件

矿区内地形整体西北部高，向东南降低，矿区中部小河为最低侵蚀基准面，标高为1175m。

1）区域水位地质条件

区域内岩层主要为碳酸盐岩类，碳酸盐岩分布面积广，分布区多属裸露及半裸露的基岩山区，大气降水容易通过地表大量的负地形渗入岩溶裂隙之中，岩层中赋存着丰富的岩溶水，富水性强，这些岩溶水长途径流，最后以岩溶泉、岩溶泉群等形式集中在矿区西南部排泄。

区域内岩溶水以大气降水作为主要补给来源，地下水动态随季节变化明显，一般每年5月地下水流量、水位开始回升，6-9月为最高值，期间出现1-3次峰值，10-12月份进入平水期，水位、流量开始逐渐递减，到次年三、四月份降为最低值。

2）矿区水文地质条件

矿区内地形整体西北部高，向东南降低，矿区中部小河标高为

1175m矿区的侵蚀基准面，矿床最低开采平面完全高于侵蚀面以上，故矿床开采基本上不受大气降水和地表积水影响。

矿区内出露地层有三叠系中统关岭组（T2g）和零星分布的第四系（Q）；其水文地质特征分述如下：

A、三叠系中统关岭组（T2g）

灰色、深灰色薄层至中厚层状灰岩，矿区范围内出露厚度大于100m，露头区有较厚的强-中风化裂隙带，易渗入大量大气降水，浅层主要含风化裂隙水，深部含基岩裂隙水和构造裂隙水，富水性中等，含水性较强。

B、第四系（Q）

由于第四系一般为0～10余米，主要由残积、坡积及冲积物组成，

结构松散，富水性弱，表现为季节性含（透）水。

C、地表水、地下水动态变化

本区地表水、地下水受大气降水影响，其流量、水质变化均与降水的季节和强度相对应，雨季流量增大，矿化度减少，枯季则相反。

地下水以泉或分散流形式补给溪沟、河流，各含水层无直接的水力联系，且地下水动态变化显著，周期性明显吗，并具滞后现象。

综上所述，矿区水文地质条件为简单类型。

矿区开采矿体完全位于侵蚀面基准面之上，矿区地形西北高，东南低。

（2）工程地质条件

工程地质岩组

矿区的工程地质岩组，根据地层岩性组合关系划分为硬质类工程地质岩组和松散类工程地质岩组，分述如下：

①硬质工程地质岩组：

三叠系中统关岭组（T2g）以灰色、深灰色薄层至中厚层灰岩，蠕虫状砾屑岩及泥灰岩为主，中部常夹黄褐色泥质灰岩、钙质粘土岩等，出露厚度330～380m。

抗风化力强，由此构成山体露采后的最终边坡稳定性较好。

工程地质条件较好。

②松散类工程地质岩组：

残、坡积层及根植土层，岩性主要为灰黄、杂色粘土、亚粘土及亚砂土，断续夹石灰岩碎块，分布于陡崖下面和地势低洼处。

厚0～5m。

结构松散，力学强度低，遇水软化，可塑性强，稳定性较差，工程地质条件差，开采前必须进行清除。

（3）环境地质条件

①区域稳定性

本区无地震活动记录，根据《中华人民共和国地震动峰值加速度区划图》（2002），该区地震基本烈度为Ⅵ度，对矿区建设危害性不大，可以不设防。

②地质灾害

采区灌木覆盖面很少，无经济林木，开采中产生的粉尘较少、噪音较小，矿区远离居民区，因此，污染对人畜均无较大影响，但开采山体坡度较陡，易发生崩塌等地质灾害，开采过程中应加以防范。

③矿石物质组分为碳酸岩，化学成分稳定，无放射性。

因此，开采矿床对地下水、地表水引起的污染影响小，对人体危害小。

综上所述，矿区环境地质条件属于中等类型。

（三）矿区储量

根据江苏省地质矿产局第一地质大队于2011年01月编制的

《安龙县普坪镇总科砂石厂地质简测报告》，安龙县普坪镇总科砂石厂矿区范围内矿石保有石灰岩矿石资源量25.88m3。

（四）对矿山地质简测报告的评述

1、基本查明矿区地层、构造以及矿体的形态、产状、规模、空间分布及其变化等地质特征。

2、基本查明了矿石自然类型、结构、构造、矿物组份及含量等特征。

3、圈定了矿体、概算了矿石储量，提交（333）类矿石储量

25.88m3。

4、大致查明了矿床水文地质和工程地质情况。

综上所述，《安龙县普坪镇总科砂石厂地质简测报告》初步查明了区内地层、岩性及构造特征，对含矿层（矿体）作了系统控制、了解和评价，初步了解了区内水文地质、工程地质条件，可作为矿山开发利用方案设计的地质依据。

四、主要建设方案的确定

（一）开采方案

1、建设规模及产品方案

（1）可能的建设方案

方案一：

按1.0万m3/a的生产规模进行设计；

方案二：

根据矿山保有储量、业主要求及矿山实际生产情况按

5.0万m3/a的生产规模进行设计。

（2）矿山建设规模方案论证及方案选择

根据《安龙县普坪镇总科砂石厂地质简测报告》，矿区范围内保有（333）资源量25.88m3，若按1.0万m3/a设计，计算矿山服务年限约为25年左右，服务年限太长，生产规模太小,从经济上分析明显不合理。

而按5万m3/a设计，矿山服务年限约为5年，从经济上分析相对较为合理,因此本次开发利用方案选择的生产建设规模为5.0万m3/a。

（3））生产规模的确定

根据目前和将来市场需求、保有的储量及现有生产技术条件的实际情况，该矿山开采的生产规模确定为5.0万m3/a。

（4）产品方案

根据矿山所采矿石的类型分析，本矿山最终产品方案为砂石矿。

2、可采储量及服务年限的确定

（1）设计利用储量

根据《安龙县普坪镇总科砂石厂地质简测报告》，矿区保有

（333）资源量25.88m3。

由于该矿山所开采矿体出露于地表，全区基本可采，故本次开发方案（333类）资源利用系数取1.0，则

设计利用储量=25.88×1.0=25.88（万m3）

（2）可采储量

根据矿山实际情况，本次开发方案矿山开采损失主要为留矿体最终边坡及开采过程中石料的抛撒而造成的损失，结合露天开采最终境界平剖面图计算，该部分矿石损失量约占设计利用储量的5%，则：

可采储量=设计利用储量-损失量

=25.88-25.88×5%=24.6（万m3）

（3）工作制度及服务年限1）工作制度

矿山年工作日300天，日一班作业，每班工作8小时，每天净运输时间6～8小时。

2）服务年限

由于矿山为露天砂石矿，可不计矿石贫化率，矿山生产规模为

5.0万m3/a，则

矿山服务年限=可采储量÷设计生产能力

=24.6÷5≈5（a）。

3、开拓运输方案及厂址的选择

（1）开拓方案

露天矿开拓运输方法有多种，其影响开拓方法选择的因素甚多，主要的有自然地质条件、生产技术条件、经济条件因素等。

根据矿区自然地形、矿体赋存条件、开采深度等实际情况，该矿可采用溜道和公路两种开拓方式。

相比较而言，由于矿区地形较缓，修筑采场上山公路较为容易，因此本次开发方案选择公路开拓，汽车运输。

为便于运输，修建采场公路，采场公路从矿山公路上接引。

采下的矿石用装载机装车、汽车运输。

采场公路宽度不小于5m，最大纵坡度不超过9%，最小曲率半径不低于24.6m。

（2）厂址的选择和矿区总平面布置

选择地面工业场地时，要求地势平缓，布局合理，满足矿山地

面生产要求。

根据矿山实地地形情况，矿山工业场地布置在矿区北面地势较为平坦地带，矿区办公室、宿舍、变压器分别布置在堆矿场地周围。

矿山废土、废石量很少，不设排土场，矿山剥离的少量废土、废石主要用来平整矿山公路和工业场地（详见矿区地质地形及总平面布置图）。

（二）矿山防治水方案

矿区地表水系不发育，无大的溪沟及河流，区内大气降水大部分汇集于冲沟和洼地。

由于矿体出露地势较高，开采不受地下水的影响。

矿区开采标高范围内位于当地最高侵蚀基准面以上，地表水不发育，地形有利于地表水排泄，岩溶裂隙水对矿床充水无影响，矿区水文地质条件简单。

矿山采用露天开采，为避免雨季山洪威胁采场和冲刷台阶边坡，在采场四周及台阶上修筑排（截）水沟，将山洪水排出场地外。

五、矿床开采

（一）矿区范围

矿区范围详见表1-1

（二）开采方式的选择

安龙县普坪镇总科砂石厂矿区范围内基岩裸露，无边坡滑移、地面塌陷等不良地质现象存在。

开采范围内无地表水体分布，排水通畅。

从地形和矿体赋存的实际情况来看，矿床盖层较薄，岩土剥

离量较小，最适宜采用露天开采方式。

因此，本设计推荐采用露天台阶开采方式，台阶垂高10m，台阶坡面角65°。

（三）露天开采境界的确定

1、圈定露天开采境界的原则

本开采方案设计圈定露天开采境界坚持如下原则：

保证露天开采出来的矿石有盈利，而境界剥采比不大于经济合理剥采比；充分利用矿产资源，发挥露天开采的优越性；露天开采的边坡角应等于边坡稳定所允许的角度，以保证采场安全生产；考虑其他特殊因素的影响。

2、经济合理剥采比

经济合理剥采比应保证露天开采矿石成本≤地下开采矿石成本。

3、露天开采境界的确定

根据该矿山的实际情况，剥采比很小，且所开采的又都在采矿登记开采的范围内，所以本方案设计的露天开采上部境界以矿区范围内储量计算范围为限，下部境界通过作“露天开采最终境界剖面图”计算得出最终边坡角为52°，然后以最终边坡角为52°作最终边坡线求作下部境界。

（四）工作台阶、分层要素

台阶高度主要取决于矿岩性质和装运设备规格，根据我国设计和生产的中小型露天矿的台阶高度一般为5～10m的情况和露天矿山安全规程的相关要求，本次开发利用方案台阶高度取10m，基本满

足中深孔爆破的要求。

根据该矿矿石结构、物理性质情况及有关规程，该矿工作台阶坡面角取65°。

工作平台宽度B应满足以下要求：

B=爆堆宽度+装载机宽度+安全距离

由于本方案采用自上而下逐级单一台阶布置，其台阶宽度B为不定值，但应满足生产和安全要求，一般其宽度应不小于10m。

（五）矿床开采顺序

根据小型露天矿山的有关规定及矿区实际地形情况设计将开采标高确定为1248m-1200m，最大开采高度为48m。

1、开采顺序：

对采场表面层经清理、整治及清除危岩等工序后，沿山坡地形等高线，严格按自上而下的顺序逐级布置工作台阶。

即

1240m标高为首采台阶，1230m标高为第二台阶，逐级向下部推进，

1200m标高为最终开采台阶。

2、推进方向：

根据矿区地形地质条件，台阶推进方向为由北西向南东。

开采过程中，应遵循以下原则：

必须将矿体划分成水平台阶，从上至下进行开采（或剥离），不允许在上阶段未剥离开采情况下就开采下部矿层；

（六）推荐的生产能力及能力验证

1、矿山设计生产能力

根据矿山的实际情况，本设计推荐的生产能力为5.0万m3/a。

2、矿山设计生产能力及其验证

露天矿生产能力包括两个指标，即矿石生产能力和矿岩总生产能力，两者通过剥采比联系起来。

Aa=A（1+n）

式中：

Aa——年矿岩总生产能力（万m3/a）；

n——生产剥采比（m3/m3）；

A——年矿石生产能力（万m3/a）。

因表土覆盖少，平均剥采比估算为0.01，则年剥采总量为Aa=5.0（1+0.01）=5.05（万m3）

按可布置的挖掘工作面数目确定可能达到的生产能力

A=NnQq=1×1×200×300=6.0（万m3/a）

式中:

A——露天矿矿石年产量（万m3/a）；

N——一个采矿阶段可布置的采矿点数目（1个采点）；

n——工作班次（1班）；

Q——采矿点生产能力（200m3/班）；

q——有效年工作日（300天）。

经测算，完全可以满足年采剥总量5.05万m3的要求。

（七）开采工艺

矿山开采工艺如下：

1、剥离

该采石场矿体已基本裸露于地表，土层覆盖薄，但为了便于钻眼工作，应对表土进行剥离及清理，特别是要对坡顶线附近的散石清理干净，预防进行钻眼作业时散石垮落，对在工作平台上作业的人员造成伤害。

2、钻眼、爆破

设计采用中深孔爆破落矿。

3、装载运输

设计选用装载机作为场内装载设备，采用机械运输。

4、二次爆破

对超大的矿石，不宜进入破碎机的矿石进行二次爆破（即解炮）

。

5、破碎、筛分

根据现场勘查及该矿山岩石特性，设计选用破碎机将岩石进行破碎。

开采工艺流程见框图5-1

（八）爆破方案

图5-1 开采工艺流程框图

1、爆破参数的确定及装药结构

矿山年产量5.0万m3，故年剥离矿岩总量按6.0万m3计算；年工作日按300天计算，每半个月爆破一次，剥离矿岩量按3000m3计算，则确定爆破平台长度按30米、爆破平台宽度按10米，高度按

10米，采用双排孔爆破进行爆破参数的确定。

（1）底盘最小抵抗线：

W底=（0.5---0.9）H（取0.5）式中：

H—台阶高度10m

则W底=0.5×10=5m

（2）超深h＝10d＝0.8m d—钻孔直径（80mm）

（3）孔深L=（H+h）/sinα

式中：

H—台阶高度10m；

h—超深0.8m；

α—台阶坡面角65°；

则孔深L=（10+0.8）/sin65°=11.9m

（4）孔距：

a＝mw底

式中：

w底—底盘最小抵抗线5m；

m—钻孔密集系数，其值通常＞1.0，取1.2

则a＝mw底＝1.2×5.0＝6.0m

（5）排距b＝asin65°＝0.94a

式中b—排距；a—孔距。

则b＝asin65°＝6.0×0.90＝5.4m

（6）填塞长度L1=0.8W底=0.8×5.0＝4.0m

（7）装药长度L2＝L－L1＝11.9－4.0＝7.9m

（8）单工作面可布置的炮孔总数：

N＝（30m×10m）÷（6.0m×5.4m）＝10孔

（9）第一排孔装药量：

Q＝qaw１H；式中Q—单孔装药量；

q—单位炸药消耗量（取0.18kg/m３）；其余符号同前。

则Q１＝0.18×6.0×5.0×10＝54kg

装药密度：

Δ＝54÷（0.04２×3.14×7900）＝1.54g/mL

（10）第二排孔。

Q２＝KqabH

式中K—前面各排孔的岩石阻力作用的增加系数，一般取

1.1～1.2；本工程 取1.1。

Q２＝1.1×0.18×6.0×5.4×10＝64.15kg

装药密度：

Δ＝64.15÷（0.04２×3.14×7900）＝1.83g/mL

二次破碎药量：

Q３＝3000×5%×0.15＝22.5kg（经验公式）总药量:

（54×5）＋（64.15×5）＋22.5＝613.25kg

实际炸药单耗：

613.25÷3000＝0.204kg/m3

2、钻孔及布孔

待爆区形成完整的台阶，工作面较宽，爆破环境较好后。

钻孔前稍加清除岩基表面的覆盖层，平整岩基表面以利于钻孔机定位及防止钻孔时堵塞炮孔，提高成孔率。

根据现有的设备，从台阶最前一排孔开始，逐步往后推进。

打孔方式：

倾斜向下打65°左右的倾斜孔。

导爆管

堵塞物