县铁矿矿体开采可行性研究报告文档格式.docx
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（3）选择技术方案时，在满足设计规范的前提下，充分考虑矿方的要求以及地形、地质、气象等自然条件，尽量使工艺流程完整、简捷、顺畅，以减少用地和土石方工程量，合理地利用资金；
（4）充分考虑污染源的治理，严格执行环保和职业安全卫生标准的规范；
（5）充分考虑矿山安全影响因素。
1.4可行性研究的范围
（1）对项目建设的内部条件、外部条件进行研究；
（2）对主要设备的选型、工艺、土建、供配电、给排水、总图运输的技术方案进行研究；
（3）对企业组织机构的设置和劳动定员安排进行研究；
（4）对项目总投资进行估算，并对项目完成后的经济效益、社会效益进行定性和定量的分析。
1.5主要技术经济指标
详见表1.1。
表1.1主要技术经济指标表
序号
指标名称
单位
数量
地质指标
1
地质储量
万t
35.2
2
本次设计利用储量
35
3
矿石类型
磁铁矿
4
矿石地质品位
％
35.88
采矿指标
矿山设计规模
万t/a
10
矿山开采年限
a
3.5
矿山工作制度
300d/a，3班/d，8h/班
矿山建设时间
0.5
5
基建工程量
m3
5053
6
开拓方案
竖井开拓
7
采矿方法
阶段矿房法，浅孔留矿法
8
废石混入率
15
9
矿石回采率
85
采出矿石品位
30.54
经济指标
投资
万元
374.7
矿石成本
元/吨
41.63
矿石售价
120
年利润
555.7
年税后利润
372.3
2市场需求现状及预测
2.1铁矿石国内需求及供应变化情况
改革开放以来，我国经济持续保持较高的增长速度，钢铁产量快速增长，我国钢产量从1996年突破1亿吨以来，已连续10年居世界第一，2004年钢产量达到2.73亿吨，占世界钢产量的26%。
钢铁工业的快速发展使市场对铁矿石需求量大幅度增加,拉动了国产铁矿石和进口铁矿石的增长。
我国铁矿资源丰而不富,铁矿资源贫矿多、富矿少,而且我国铁矿资源分布十分不均衡,主要集中在华北和东北地区。
全国铁矿石平均品位33%,低于世界铁矿石平均品位11个百分点,97.2%为贫矿,富铁矿石仅占2.8%。
我国的铁矿开采企业大多是低层次开采,规模小,普遍缺乏先进的开采技术。
2001年至2004年产量分别为2.17、2.31、2.61和3.1亿吨,但是同期国内对铁矿石的需求远超过自身生产能力的增长,使得我国铁矿石供需缺口不断扩大。
2.2产品价格分析
随着我国国民经济持续高速发展，基本建设规模日益扩大，对钢铁的需求不断上升，由于近几年来国外铁矿石价格大幅度抬升，限制了我国大量进口铁矿石，导致铁精粉价格处于较高的价位，尽管国家采取了宏观调控政策，目前铁精粉价格仍然保持在800元/吨水平，该地区铁矿石价格约120元/吨。
3矿区地质概况
3.1矿山地质概况
3.1.1区域地质
本区处于中朝准地台、胶辽台隆、辽阳-XX凹陷之上。
（1）地层
区域大面积出露太古界混合岩，岩性主要为混合质片麻岩、混合质变粒岩、混合花岗岩。
局部见有太古代变粒岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩等。
在工作区西部见有少量前震旦系石英砂岩、石英岩、灰岩及页岩。
第四系分布于山间沟谷及山前坡地。
（2）构造
区域上塑形构造较单一，主要表现为地层总体呈近东西搌布，倾向南，仅局部见有小型柔流褶皱。
断裂构造主要见于工作区西部，一组压性断裂控制了区内前震旦系地层的分布。
（3）岩浆岩
区域岩浆活动较弱，主要发生于太古代早元古代及古生代。
太古代早元古代先后发生了大规模的酸性岩浆活动，表现为区域性的多次混合岩化作用。
古生代的岩浆活动表现为形成了大量的岩脉，其岩性有辉长辉绿岩、闪长岩、二长闪长岩、正长斑岩、闪长玢岩、煌斑岩等。
3.1.2矿区地质
（1）地层
区内大面积分布的地层是混合花岗岩体残存的花岗片麻岩、混合质花岗变粒岩等变质岩系，均为太古界下鞍山群通化村组毛燕段地层，总体近于东西向展布，倾向南。
岩性见有混合质片麻岩、混合质变粒岩、斜长角闪岩、混合花岗岩，其中混合质片麻岩、混合质变粒岩、斜长角闪岩是区内铁矿体的主要赋存层位。
混合质片麻岩：
岩石为灰绿色，鳞片变晶结构，片麻状构造，浅色矿物有斜长石40%以上，石英30%左右；
暗色矿物普通角闪石10~15%，黑云母10%以上，另有少量普通辉石、磁铁矿等。
混合变粒岩：
岩石为灰色，粒状变晶结构，块状构造。
斜长石占60%以上，其次为黑云母、角闪石、石英、磁铁矿等。
斜长角闪岩：
在矿区内分布普遍，多分布在矿体的下盘，呈扁豆状、似层状产出。
主要矿物成分普通辉石占60%，为柱状及粒状，其次为石英和斜长石，呈变晶结构，块状构造。
混合花岗岩：
区内大面积分布，岩石为灰黄、黄白色，中粗粒状变晶结构，块状构造，矿物成分主要为长石和石英。
长石有正长石和斜长石，呈板状，含量30~50%，石英为粒状，含量25~50%，黑云母、角闪石少量。
第四系主要分布于山间沟谷和山前坡地，基本上为亚粘土、黄土、沙砾石层等组成。
矿区构造简单，主要为单斜构造，断裂构造仅分布于碾盘沟采场，规模较小，对矿体破坏不大，另外，区内由于受多期强烈变形及后期岩浆岩侵入影响，产生一些小的褶皱和节理裂隙。
区内侵入岩主要为燕山期旋回侵入闪长岩，加里西期辉绿岩。
（4）变质作用
区内变质作用主要有区域变质作用、接触变质作用和动力变质作用三种类型。
其中区域变质作用普遍发育，使太古界岩石普遍遭受不同程度变质，形成不同类型的变质岩。
根据区内太古界变质岩系中矿物的共生组合特征、暗色矿物多色性以及区域不同类型变质岩石组合特征，可将其变质岩相划分为角闪岩相和绿片岩相。
（5）混合岩化作用
区内太古界地层普遍遭受不同程度混合岩化作用，混合岩化作用分为重熔、重结晶及注入交代两种方式。
区内地层普遍遭受混合岩化作用，但是由于含铁层为高铁镁质岩类，不易被混合岩化彻底熔蚀，因而残留基体较多，矿体基本未受到混合岩化作用破坏。
（6）矿体特征
矿区内2条矿体均赋存于太古界混合岩中，矿体与顶底板围岩界线明显，2个矿体平距32m平行展布，呈北西走向，南西倾向，其矿体特征分述如下：
4号矿体呈似层状或扁豆状，两端呈锥形尖灭，深部具分支特征。
出露长度200m，地表水平宽度13.26m，倾向247°
，倾角66°
，深部较缓，TFe最低品位29.85%，最高品位为40.78%，平均品位35.88%。
矿体东南端被一条北东走向的闪长岩脉切断，但矿体无明显位移。
4-1号矿体呈似层状或扁豆状，两端呈锥形尖灭。
出露长度87.5m，地表水平宽度3.02m，倾向247°
，倾角63°
，矿体中间厚，两侧变薄，TFe最低品位27.62%，最高品位为35.45%，平均品位31.16%。
总的来看该区矿体具膨缩现象，矿体与围岩界线清楚，矿体厚度变化不大，品位变化均匀，产状亦较稳定。
矿床成因类型属于变质（海底火山沉积）硅铁建造铁矿。
3.2开采技术条件
3.2.1水文地质条件
矿区位于构造剥蚀的低山丘陵地貌单元，标高在300-500m，地形切割较剧山峦起伏、坡度较大。
区内侵蚀基准面标高为250m。
区内距4号矿体南约100m有一溪流，因位置较高动态变化大，9月末实测溪水流量约7m3/h。
根据地层岩性及地下水赋存条件，除沟谷中带状分布的第四系松散岩类孔隙水含水层外，主要为基岩风化裂隙水含水层。
矿坑直接充水的含水层就是弱富水的基岩风化裂隙含水层，第四系孔隙水含水层分布在较低位置，距矿坑较远并且是间接充水含水层，故对矿坑充水意义不大。
地表水虽距4号矿体较近，但因地层渗透性小，故危害性也小。
基岩裂隙水由高处向低处径流在山坡或山脚，以泉的形式溢出地表或渗入较低处的第四系孔隙水含水层中，如遇矿坑会渗入矿坑。
核实报告中采用渗透系数相同类型的、岩性构造相似的矿区资料结合本矿区矿体赋存条件及开采方式进行了涌水量计算，计算结果竖井涌水量和巷道涌水量均在120-140m3/d。
3.2.2工程地质条件
矿区为一走向北西倾向南西的单斜构造。
岩体结构分类为整体块状类型的块状结构亚类（I2）。
岩石力学强度较大，完整的块状岩石单轴抗压强度在120Mpa以上，属极硬岩石，只是由于风化作用及构造应力作用形成了节理裂隙，尤其浅部受风化作用形成的风化带，力学强度会有所下降，向深部风化强度渐弱。
在井巷中，岩石有较好的稳定性。
只在风化带和有断裂构造带才会有不稳定的性质，在开采掘进中当遇到边坡与断裂构造面走向一致时，要关注边坡的稳定性。
3.2.3环境地质条件
矿区内标高300-500m，山峦起伏，山坡陡峻，但山体稳定无崩塌、滑坡及泥石流、地面沉降、地裂缝等地质灾害的发生。
但是由于矿山开采形成的一些岩石裸露陡崖，易于发生崩塌地质灾害，总体地质环境简单，无不良地质现象发生。
本次设计开采矿石为磁铁石英岩矿石，矿物成分以磁铁矿为主，矿石中化学成分以SiO2为主，占40-50%，有害杂质硫、磷含量很低，无有害元素对周围环境的污染，但因含硅较多，开采种粉尘中游离的SiO2对人的身体危害极大，易产生矽肺，因此矿山应注意加强治尘工作。
在坑内要加强对SiO2得监测和洒水、喷雾，降低SiO2粉尘含量，凿岩工人带好安全防尘用品进行湿式凿岩作业。
3.3矿石质量
该矿区矿石自然类型可分为两种，主要为灰黑色多条带磁铁石英岩铁矿石，其次为细粒灰黑色角闪磁铁石英岩矿石。
矿石化学成份主要为SiO2,约占40-50%，Fe3O4约占30-40%，其次为Fe2O3、MgO及CaO等。
矿石中SiO2含量较高，但S、P含量较低，属低硫、低磷铁矿石。
3.4资源储量估算
3.4.1工业指标
根据中华人民共和国地质行业标准DZ/T0200～2002《铁、锰、铬矿地质勘查规范》并参考同类矿床，近年来生产、经济技术指标及经济效益确定本矿区的工业指标为：
边界品位：
TFe≥20%；
块段最低工业品位:
TFe≥25%；
最低可采厚度≥1.0m；
夹石剔除厚度≥1.0m。
3.4.2资源/储量
（1）计算方法
用平行断面法计算，在勘探线剖面图上计算矿体面积，根据断面控制距离求得块段的矿体体积。
（2）计算参数的确定
断面积（S）:
勘探线剖面图上求得。
矿石体重（D）:
3.20t/m3。
（3）计算公式
矿体呈锥型尖灭，采用公式Q=S×
L/（3）×
D；
矿体呈板状，采用公式Q=S×
L×
式中：
Q：
矿石量（万t）；
S：
断面积（m2）；
L：
断面控制距离（m）；
D：
矿石体重（t/m3）;
（4）矿体圈定
矿区内共有4号、4-1号两条矿体。
依据辽宁省第十地质大队于2007年9月提供的《辽宁省XX县同达铁矿4矿区4号矿体铁矿资源量核实报告》，4号矿体（333）级资源量为31.64万t，4-1号矿体（333）级资源量为3.56万t，共计35.2万t。
3.5对设计依据的地质资料的评述
本设计主要依据是：
辽宁省第十地质大队于2007年9月提供的《辽宁省XX县同达铁矿4矿区4号矿体铁矿资源量核实报告》。
该报告简述了区域地质条件，并对矿区的含矿层位、构造、岩浆岩、变质作用等作了重点扼要叙述。
报告对矿体的地表控制工程和部分钻孔工程都作了交代，对矿体的地质特征作了说明，为本次设计提供了设计依据。
本设计地质部分文字叙述清楚，储量级别较低，为（333），这样在矿床开拓时要加强地质探矿工作，结合采矿工作进行穿脉和天井探采工作，以保证生产的正常进行。
4采矿
该矿的两条矿体因为地表露头已经采用露采方式采出，所以设计确定360-350m水平间为预留顶柱，以保护上部采空区。
本次设计开采4号和4-1号矿体，由一套开拓系统完成。
该开拓系统包括一新凿竖井、一新凿斜井（人行通风井），共同构成的开拓系统。
竖井布置在矿体下盘东南部移动界线外25m，斜井布置在矿体下盘北端部移动界线以外。
4.1矿区开采范围
依据XX县同达铁选有限责任公司采矿许可证中划定的同达铁矿4号矿区范围由10个拐点组成，矿区面积5.8576km2，各拐点坐标见表4.1。
表4.1矿区范围拐点坐标表
拐点号
坐标
X
Y
4599650
41583100
41583700
4598960
41584190
4598850
41584010
4597950
41584610
4597260
41584410
41584400
4599120
41583620
4599250
41583090
开采深度：
270m-610m
4.2矿山规模及工作制度
4.2.1矿山规模
根据XX县同达铁选有限责任公司的委托，考虑矿山实际开采状况，设计该矿山生产规模为10万t/a。
4.2.2生产能力验证
4.2.2.1按可能布置的矿块数验证
按可布置矿块数进行生产能力验证公式为：
A—矿井生产能力，万吨/年；
a--单个矿块日生产能力，吨/日；
n--同时回采矿块数；
A2—掘进工作面日生产能力，吨/日；
K—不均衡系数，K=0.8～0.85；
d—设计年工作天数。
A=（150×
3+11.1）×
0.8×
300=11.06万t。
经计算，该矿可达到年产10万t的生产能力。
4.2.2.2按经济合理服务年限验证
本次设计利用的地质储量为35万t。
按经济合理服务年限进行生产能力验证公式为：
T：
矿井服务年限（年）
Q：
矿井设计利用储量（万t）
α：
矿石回采率（取85％）
A：
矿井生产能力（万t/年）
γ：
矿石贫化率（取15％）
＝3.5年
经计算矿山服务年限为3.5年（因该矿山为铁选联合企业，考虑到选矿厂的生产能力及企业的经济效益，所以该矿生产规模设计较大）。
4.2.3矿山工作制度
矿山采用连续工作制，年工作300天，每天三班作业，每班8h。
4.3矿床开拓
4.3.1开拓系统选择
根据矿山提供的相关资料和实地调查确认以及矿主委托，本次设计矿体开采采用竖井、斜井联合开拓。
4.3.2开拓运输系统
该区工程地质条件简单，岩石力学强度较大，完整的块状岩石单轴抗压强度在120Mpa以上，属极硬岩石，只是由于风化作用及构造应力作用形成了节理裂隙，尤其浅部受风化作用形成的风化带，力学强度会有所下降，向深部风化强度渐弱。
在矿体下盘南东端附近新掘进一矩形竖井做主竖井，为罐笼井，井筒断面为2.9m×
2.1m，井筒全长为110m（含井底水窝）。
井筒中心坐标：
X=4599312.01，Y＝41583338.89，井口高程Z＝370m。
井筒内设梯子间、管子间，作为安全出口。
主井安装Φ1600mm的双卷筒双绳缠绕式提升机一台，采用罐笼提升采出的矿石和废石等。
主井位于岩石移动界线以外25m。
在矿体下盘北东端岩石移动界线以外新掘一斜井，斜井断面2m×
2m，倾角70°
，斜井全长为150m。
井口底板中心坐标：
X=4599483.00，Y＝41583270.21，井口高程Z＝410m。
斜井掘至270m水平。
斜井安装梯子，作为第二安全出口和回风井。
4.3.3地表移动界线
设计根据矿体的赋存条件、采用的采矿方法，参照类似矿山的开采实践，并且本次设计矿体顶、底板围岩稳固，无大型构造和破碎带，节理裂隙不发育，围岩较坚硬，故确定开采移动范围按：
上盘岩石移动角为65°
；
下盘岩石移动角为63°
端部岩石移动角为65°
第四系沉积层移动角为45°
。
据此确定开采岩石移动范围见XX县同达铁矿4矿区4号矿体总平面图。
4.4开采顺序
该矿开采4号、4-1号矿体，水平方向采用后退式开采，即由矿体端部矿块开采回采，先采4号矿体，后采4-1号矿体，垂直方向先采上部中段，后采下部中段。
矿块内从中央向两侧后退式开采。
4.5基建工程量
矿山基建工程量按投产时应保有的生产准备矿量和应达到的矿山生产能力确定，主要包括主井、斜井、310m水平运输巷、350m水平回风巷、石门、水仓等，基建总长度3638m，总工程量17146m3，详见表4.2。
表4.2矿山主要井巷工程量、断面、单价一览表
矿井名称
断面
长度
体积
单价
总额
m2
m
元/m3
提升竖井
6.09
110
670
600
40.2
斜井
150
200
12
310m水平石门
7.89
276
5.5
310m水平沿脉巷道
328
1962
39.2
350m水平石门
3.8
30
114
2.2
350m水平回风巷道
1246
25
水仓
80
290
2.3
泵房
105
350
3.7
合计
4.6采矿方法
4.6.1采矿方法的选择
根据开采技术条件、年产量等因素，设计选用阶段矿房法（4号矿体）和浅孔留矿法开采（4-1号矿体）。
350-360m水平间的保安矿柱，待地下开采后期再视具体情况决定是否回收，如回收前应制定切实可行的安全措施。
4.6.2采场构成要素及回采工艺
阶段矿房法：
根据4号矿体产状和地质条件，设计确定矿块按走向布置，阶段高度40m，矿房长度50～55m，宽度为矿体水平厚度13m，分段高度10m。
矿柱尺寸分别为：
顶柱4m，底柱6m，间柱6m。
详细布置可参见采矿方法标准图一。
采准与切割：
阶段运输平巷布置在矿体的下盘。
当阶段运输平巷掘完后，在矿块的两端和矿体中间沿矿体倾向掘人行通风天井，天井上口与上中段回风巷道连通，天井下口与阶段运输巷道连通。
沿矿块天井分别凿分段凿岩巷道。
沿矿体走向，在矿块内每隔14m掘一条穿脉运输平巷，每个矿块内共掘3条穿脉运输平巷，在穿脉巷道内向两侧掘出矿巷道，出矿巷道间距为6m～7m，两侧装矿巷道相互交错。
由出矿巷道向上掘漏斗，掘拉底平巷和切割天井。
凿岩工作：
落矿是在分段凿岩巷道内，采用YGZ90型凿岩机配TJ-25型凿岩台架凿岩，向上凿扇形孔。
凿人行通风天井采用YSP-45型凿岩机，其余凿岩工作采用7655型凿岩机。
回采工作：
沿矿房长度从矿房中央向两侧后退式回采，采矿工作线呈直线形，采用WJD-0.4型装运机进行出矿。
经计算，标准矿块的千吨采准比为：
34m/千t。
根据类似矿山统计资料，矿石损失率为15%，废石混入率为15%。
浅孔留矿法：
根据4-1号矿体产状和地质条件，设计确定矿块按走向布置，矿块要素：
中段高度40m，矿块长度30～40m，间柱6m，顶柱4m，不留底柱,天井布置在矿房两侧沿矿体下盘脉内（间柱内），天井与矿块的间柱为2m，沿天井每隔5m掘联络道，规格为2.0m×
2.0m。
矿体可布置2个矿块，以采准天井划分矿块。
矿块的天井可设在岩石中。
采准和切割：
在下盘脉外掘进阶段运输巷道。
各阶段运输巷道之间有通风行人天井相通，从阶段运输巷道每隔6m掘一装矿进路到达矿体，拉底巷道高2.0m，宽度等于矿体厚度（但不小于1.5m）。
以拉底巷道为自由面，形成拉底空间，打向上或水平浅孔，爆破后站在矿堆上，再向上打孔，分层崩落矿石。
回采：
采用分层回采，分层高度2米。
回采工作面多为梯形布置，采用上向凿岩或水平凿岩。
采用7655型浅孔凿岩机，孔深1.2～2m，孔径38mm。
爆破后出矿30%左右，使矿房内暂留矿与回采工作面之间留有2m左右空间。
大量放矿：
矿块采完后，矿房可以进行大量放矿工作。
应考虑全矿供矿的需要，及时调整各矿块的出矿，合理进行配矿。
根据类似矿山统计资料，矿石损失率为10%，废石混入率为15%。
4.7矿井通风与防尘
4.7.1通风系统选择
根据矿山开拓系统，设计对采用侧翼抽出式通风系统。
新鲜风流由主竖井进入运输平巷，再经天井进入采场工作面，冲洗工作面后，污风由回风天井汇入回风巷，经斜井（风井）排至地表。
4.7.2矿井风量及风阻计算
4.7.2.1矿井风量计算
按井下同时工作的最多人数计算矿井需风量，矿井均按30人计算，供风量不少于4m3/（min·
人），计算风量为120m3/min。
按排尘风速计算，矿井为18.75m3/s，详见表4.4。
井下无柴油设备，不做计算。
上述计算取最大值，取按排尘风速计算值18.75m3/s，作为矿井总需风量。
4.7.2.2矿井负压计算
矿井需风量均为18.75m3/s，按此风量计算通风阻力最大的竖井与回风斜井间矿井的负压203.45Pa，详见表4.5。
4.7.2.3局部通风
在矿井生产期间，使用局扇加强和辅助通风地点有：
开拓、探矿、巷道掘进工作面、采准切割工作面以及其他需要临时加强通风的地点。
设计选用了JK55-2No3.5型局扇4台，其功率为3KW，用于加强辅助通风。
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