挖礦方案
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㈣ 采礦課程設計
1.1礦床地質條件
鉛鋅礦床產於變質火山岩系之中，屬海相火山岩系熱液沉積--改造硫化物礦床。礦區地質構造為一短軸背斜。礦床為一隱伏礦床，礦體呈透鏡狀、似層狀，產在強烈蝕變的石英角斑凝岩中。礦體與岩層平行，沿片里產出。礦石類型主要有塊狀礦、浸染礦和黃鐵礦三種。礦塊塊體形態與穩固性稍好，礦量占總礦量的57%，浸染礦礦體穩固性較差，占礦量的41%。
1.2 礦床開采技術條件
礦區內礦體走向長約800m，斜長600m，平均厚度15.5m，傾角60-80度。礦石為含銅鉛鋅硫化礦石，共含21種有用金屬。主元素平均品位為Cu :1.66%,Pb:4.61%,Zn:5.87%,S:19.50%。礦體及直接圍岩節理裂隙發育，穩固性較差，不允許有較大的暴露面。下盤石英鈉長斑岩，穩固性較好。其礦岩物理力學性質如下：
表1.1礦岩物理力學性質
類型 體重t/m3 鬆散系數 f值 自然安息角（°） 備注
塊狀礦 4.4 1.76 8-14 45-50 可鑿性好
浸染礦 3.1 1.92 6-8 45-50 可鑿性好
黃鐵礦 3.6 1.72 10-12 45-50 可鑿性好
石英角斑凝灰岩 2.9 1.9 6-8 45-50
綠泥石千枚岩 2.65 1.72 4-6 45-50
石英鈉長斑岩 2.65 1.63 8-10 45-50 可鑿性好
礦區構造應力顯著，水平應力為垂直應力的1.5-1.8倍，浸染礦、石英角斑凝灰岩遇水易泥化。礦石水文地質較為簡單。地表允許陷落。採用主副井斜坡道的開拓方案。礦山年生產能力為33萬噸。
第二章 采礦方法選擇 2.1方案初選
由於圍岩穩固性差，所以空場采礦法是不可能被採用的。根據礦石的價值、品位、圍岩與礦石的穩定性和礦床規模等條件，以及礦石圍岩的穩定性、礦體的傾角和厚度以及地表允許陷落等條件初步選出三種采礦方法：
2.1.1有底柱分段崩落法
有底柱分段崩落法也稱有底部結構的分段崩落法。該方法的主要特徵是，由上而下逐個分段進行回採，每個分段下部設有出礦專用的底部結構（底柱）。依照落礦方式，可分為水平深空落礦有底柱分段崩落法與垂直深空落礦有底柱分段崩落法兩種。前種方法具有比較明顯的礦塊結構，每個礦塊一般都有獨立完整的出礦、通風、行人和運送材料設備等系統。此外，在崩落層的下部，一般需要開掘補償空間，進行自由空間爆破。後種方法的落礦大都用擠壓爆破，並且連續回採，采塊沒有明顯的界限。
2.1.2無底柱分段崩落法
該法的基本特徵是，分段下部不設由專門出礦巷道所構成的底部結構，分段的鑿岩、崩礦和出礦等工作均在回採巷道中進行，因此，大大簡化了采場結構，給使用無軌自行設備創造了有利條件，並可保證工人在安全條件下作業。
2.1.3上向水平分層充填法
此方法一般將礦塊劃分為礦房和礦柱，第一步回採礦房，第二步回採礦柱。回採礦房時，自下向上水平分層充填，雖工作面向上推進，逐步充填采空區，並留出繼續上採的工作空間。充填體維護兩幫圍岩，並作為上採的工作平台。崩落的礦石落在充填體的表面上，用機械方法將礦石運至溜井中。礦房回採到最上面分層時，進行接頂充填。礦主則在采完若干礦房或全階段回採後，再進行回採。回採礦房的充填方法，可用乾式充填、水力充填或膠結充填。乾式充填方法目前應用很少。
2.2具體方案
1.有底柱分段崩落法。階段高度50米，分段高度25米，耙道間距10米。採用漏斗放礦，分段底柱高度為6米。YQ-100型鑿岩機鑿岩。
2.無底柱分段崩落法。采場沿礦體走向布置，分段高度為10米，回採巷道間距8米。回採工作從一翼向另一翼回採。YGZ-80型鑿岩機鑿岩，ZYQ-14型裝運車裝運。
3.上向水平分層充填法。采場分為礦房和礦柱，礦房寬15.5米，間柱寬為6米。礦房長度沿走向布置。礦房用上向水平分層尾砂膠結充填回採，礦柱用上向進路充填法回採。先採礦房後采礦柱。採用YSP-45鑿岩機鑿岩，ZYQ-12型裝運車裝運。
2.3技術經濟分析
2.3.1列表分析
表2.1技術經濟分析
指標名稱： 有底柱分段崩落 無底柱分段崩落 上向水平分層充填
1．礦塊生產能力 100~250 350~400 120~160
2．采切比 16~20 14~15 10~18
3．礦石貧化率 10% 20% 9%
4．礦石損失率 10% 25% 9%
5．生產成本（元/噸） 19~24 19~24 25~302.3.2各采礦方法適用條件,優缺點比較：
一．有底柱分段崩落法
1.適用條件：（1）地表允許崩落。但若地表表土隨岩層泵落後於水可能形成大量泥漿湧入井下時，需要採取防禦措施。（2）礦體厚度與傾角。極傾斜礦體厚度不小於5m，傾斜礦體不小於10m；當礦體厚度超過20m時，傾角不限。最適用於厚度為15~20m以上的極傾斜礦體。（3）岩石穩固性。上盤岩石穩固性不限，岩石破碎不穩固時，採用分段崩落法比其他采礦法更為合適。由於采准工程布置在下盤岩石中，所以下盤岩石穩固性以不低於中等穩固為好。（4）礦石穩固性。礦石穩固性應允許在礦體中布置采准和切割工程，出礦巷道經過恰當支護後，應能保持出礦期間不遭破壞，故礦石穩固性不低於中等穩固。（5）礦石價值。不是在特殊有利條件（傾角大於75~78°，厚度大於15~20m，礦體比較規整）下，此法的礦石損失貧化較大，故僅適於開采礦石價值不高的礦體。（6）夾岩厚度和礦石性能。由於該法不能分采分出，以礦體中不含較厚的岩石夾層為好。在礦體傾角大回採分段高的情況下，礦石必須無自燃性和結塊性。
2.主要優點：（1）由於該法具有多種回採方案，可以用於回採各種不同條件的礦體，故使用靈活，適用范圍廣；（2）生產能力較大，年下深度可達20~30m，礦體單位面積產量達75~100t（㎡.a）；（3）采礦與出礦的設備簡單，使用和維修都很方便，使用國內設備和供應條件；（4）與其他崩落法相比，通風條件較好，有貫通風流。
3.主要缺點：（1）采准切割工程量較大，施工機械化程度低。底部結構復雜，其工程量約占整個采准切割工程的一半；（2）礦石損失貧化較大，在礦體不陡、厚度不大的情況下更為嚴重。
二．無底柱分段崩落法
1.適用條件：（1）地表與圍岩允許陷落。（2）礦石穩固性在中等以上，回採巷道不許大量支護。（3）極傾斜或緩傾斜的厚礦體，也可用於規模較大的中等厚度礦體。（4）需要剔除礦石中夾石或分級出礦時，採用該法最為有利。
2.主要優點：（1）安全性好。各項回採作業都在回採巷道中進行；在回採巷道端部出礦，一般大塊都可流進回採巷道中，而此破碎工作比較安全。（2）采場結構簡單，回採工藝簡單，容易標准化，適用於採用高效率的大型無軌設備。（3）機械化程度高。（4）由於崩礦與出礦以每個步距為最小回採單元，當地質條件合適時，有可能剔除夾石和進行分級出礦。
3.主要缺點：（1）回採巷道通風困難。（2）采場結構與放礦方式不當時，礦石損失貧化較大。（3）采場強度不如有底柱崩落法。
三．向上水平分層充填法
1.適用條件：用於開采礦石不穩固或礦石與圍岩均不穩固、礦石品位高或價值很高的有色金屬或稀有金屬體。
優點：礦石損失貧化小，但效率低，勞動強度大。應用水力充填和膠結充填技術，以及回採工作使用無軌自行設備，使普通充填法提高到機械化充填采礦法的新水平，進入高效率采礦法行列，其適用范圍不斷擴大，而且有進一步發展的趨勢。
2.缺點：（1）充填成本高。據統計，水力充填費用占采礦直接成本的15%~25%，而膠結充填則佔35%~50%。成本高的原因是採用價格較貴的的水泥和採用壓氣輸送膠結充填料。因此應尋求廉價的水泥代用品或採用較小灰砂比（1︰25~1︰32），以及採用膠結材料輸送新方法。（2）充填系統復雜。我國一般先用膠結充填回採礦房，然後用水力充填回採間柱，這就使充填系統和生產管理復雜化。如果兩個步驟都用膠結充填，成本就要增高。（3）階段間柱回採困難。水力或膠結充填都為間柱創造了安全和便利條件，但頂柱回採仍十分困難。
2.3.3最終方案
從上表得知，有底柱分段崩落法的采切工程量較大，且底部結構復雜，礦石損失率較上向水平分層充填法大。無底柱分段崩落法的礦石損失率、貧化率最大，而此礦山為金屬礦山，有用金屬達21種，顯然採用此方法是不合理的。上向水平分層充填法的礦塊生產能力雖然較上述兩種采礦方法小，但其采切工程量小, 回收率高, 貧化率低, 充填體強度高、自立性好, 作砼礦柱可靠性高, 生產安全, 耗材低, 效率高。尤其適合用於回收礦體傾角在70~80°的金屬礦山當中。故最終選擇上向水平分層充填法。
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㈧ 采礦方法的變形方案
礦業權設置方案編制要求
礦業權設置方案是在礦產資源規劃的基礎上,對一定區域內探礦權采礦權空間布局的詳細安排,是探礦權采礦權新立和調整的重要依據.
一,總體要求
(一)編制礦業權設置方案要以礦產資源法律法規,相關規范性文件,礦產資源規劃等為依據,充分利用礦產資源潛力評價,儲量利用調查和礦業權實地核查成果和既有地質礦產信息等資料,堅持整裝勘查,集約開發的原則,優化礦產資源勘查開采布局.
(二)對高風險勘查區域,要以整裝勘查區為重點編制礦業權設置方案.對低風險勘查區域,根據資源賦存狀況和地質構造條件,編制礦業權設置方案;資源情況不清的,先由國家出資開展預查和必要的普查工作.其中,煤炭礦業權設置方案編制按已有文件要求執行.對無風險礦種,由國家出資開展必要的地質工作後,直接編制采礦權設置方案.
(三)編制礦業權設置方案,要在廣泛徵求地方,相關管理部門,礦業權人及利益相關人意見的基礎上,組織專家進行充分論證,劃分探礦權采礦權區塊,合理確定礦業權數量和規模.編制區域凡可能涉及實行開采總量控制礦種成礦地質條件的地區,均應組織專家進行專題論證,論證結果應在礦業權設置方案中作專題說明,並在劃分探礦權區塊時,嚴格落實開采總量控制礦種的礦業權管理規定.
(四)國家規劃礦區,對國民經濟具有重要價值的礦區,以及整裝勘查區的礦業權設置方案,由省級國土資源主管部門委託有相應資質的單位編制.其他區域礦業權設置方案的組織編制,由省級國土資源主管部門自行規定.
(五)已設礦業權不符合礦業權設置方案的,應按礦業權設置方案逐步調整和整合.
(六)礦業權設置方案實行動態管理,滾動修編.礦業權設置方案實施過程中,三分之二以上探礦權地質勘查工作程度有了階段性提高,根據已進行的地質勘查工作情況,需對礦業權設置方案進行調整的;因礦產資源開發整合,區域內三分之一以上已設礦業權涉及范圍調整的,由負責組織編制的國土資源主管部門提出修編意見.
(七)為加快整裝勘查區礦業權設置方案編制,根據近期勘查工作部署,可以突出主攻礦種和重點區域.對面積較大的整裝勘查區,可以劃分多個編制單元,分步編制礦業權設置方案.
二,技術要求
礦業權設置方案由方案文本,附圖,附表組成.礦業權設置方案文本應包括總則,地質成礦背景及社會經濟發展分析,礦業權劃分方案及結論,保障措施,附則等主要內容.主要技術要求如下:
(一)概述編制區域地理位置,范圍(拐點坐標),面積,交通,自然條件,社會經濟狀況,地質工作情況,地質特徵,資源儲量,礦產資源開發利用情況等.
(二)依據編制區域自然地理條件,成礦規律,地質構造,開采技術條件,資源賦存條件,地質工作程度,經濟技術條件及勘查開采現狀,基礎設施布局,行政區劃,整裝勘查實施方案等,提出探礦權采礦權的劃分方案,並對確定設置的探礦權采礦權的數量,位置,范圍等合理性進行論證.
(三)礦業權設置方案結論,要對設置的探礦權采礦權數量,位置,范圍,面積,拐點坐標,標高,資源儲量等進行描述.
(四)結合當地實際情況,制定經濟,法律,技術和行政等方面保障礦業權設置方案實施的措施.
(五)在附則中說明方案編制的資料來源,與相關規劃,整裝勘查實施方案的銜接等情況;方案的審批,修改與解釋許可權.
(六)用表格形式列出已設探礦權采礦權的證號,名稱,拐點坐標,面積,有效期,查明和佔用的資源儲量,開采設計規模等詳細情況(具體見附表).
(七)礦業權設置方案平面圖要有地理要素,地質礦產要素,地質勘查程度,已設探礦權采礦權名稱和范圍,擬設探礦權采礦權名稱(或編號)和范圍,探礦權采礦權整合的范圍等內容.在圖左側分別以附表形式簡要列出已設探礦權采礦權名稱,面積等情況;在圖右側分別以附表形式簡要列出擬設探礦權采礦權名稱(或編號),面積等情況.具體要求如下:
地理部分.以經適當簡化的本地區基礎地理圖為底圖繪制.包括縣級以上行政區劃界限,鄉鎮以上居民點,鐵路和主幹公路,重要水系,重要山峰和標志點.
2.基礎部分.標明編制區域的范圍,地質工作程度(調查評價,預查,普查,詳查,勘探)及范圍;斷層,褶皺等;已設探礦權采礦權范圍;擬設探礦權采礦權范圍.
3.礦業權設置方案平面圖以編制區域為對象,比例尺以能清晰顯示,標注各類探礦權,采礦權范圍為原則確定.已設探礦權以藍色實線圈畫,已設采礦權以綠色實線圈畫;擬設探礦權以藍色虛線圈畫,並以藍色填充,擬設采礦權以綠色虛線圈畫,並以綠色填充.地理要素和地質礦產要素圖例遵照國家標准(或行業標准).
4.編制礦業權設置方案所採用資料的年份截止到上年年底.
(八)上報的礦業權設置方案最終成果包括紙質件3份,電子文檔,電子報盤數據.礦業權設置方案電子報盤另行發布.
附表1 X X區礦業權設置方案基本情況表
區域名稱
區域類別
拐點坐標
區內主要礦種
涉及開采總量控制礦種情況
面積(km2)
編制機關
批准機關
備注
注:1.區域名稱是指礦業權設置方案編制區域的名稱,應包含區域所在行政單元名稱,如X X省X X縣X X區域;跨行政區域的,應列出所跨行政單元共同的上級行政單元名稱;
2.區域類別包括國家規劃礦區,對國民經濟具有重要價值的礦區,整裝勘查區,省級重點礦區(勘查區)和一般礦區(勘查區);
3.拐點坐標應填寫方案編制區域各拐點在1980年西安坐標系下的經緯度坐標或直角坐標;
4.區內主要礦種應列出該編制區域的主要礦種和主要共伴生礦種;
5.編制機關是指方案組織編制的機關,批准機關是指方案組織審查批準的機關;
6.對整裝勘查區,如果編制了多個礦業權設置方案,應在備注中註明該編制單元屬於X X整裝勘查區.
附表2 X X區已設探礦權基本情況表
序號
圖面號
許可證號
項目名稱
探礦權
人名稱
勘查主礦種
區塊范圍
(拐點坐標)
區塊面積(km2)
勘查階段
資源儲量單位
預獲資源儲量
有效期起
有效期止
登記發證機關
備注
注:1.圖面號是指在礦業權設置方案平面圖上,該已設探礦權的圖面編號;
2.許可證號是指所列探礦權的勘查許可證號;
3.項目名稱是指所列探礦權對應的勘查項目名稱;
4.勘查主礦種是指該探礦權勘查許可證上所列的主要勘查礦種;
5.區塊范圍填所列探礦權區塊各拐點在1980年西安坐標系下的經緯度坐標;
6.勘查階段主要是指勘查許可證載明的地質工作階段,如預查,普查,詳查,勘探等;
7.資源儲量是指按照《固體礦產資源/儲量分類(1999)》分類中333級別以上儲量和資源量的總和;資源儲量單位參照《國土資源部關於開展礦產資源儲量登記工作的通知》(國土資發〔2004〕35 號)中附錄一《礦產名稱,統計對象及資源儲量單位》的要求;
8.對審批通過的礦業權設置方案,在方案修編前,可暫不填本表.
附表3 X X區已設采礦權基本情況表
序號
圖面號
許可證號
采礦權人名稱
礦山名稱
開采主礦種
礦區范圍(拐點坐標)
礦區面積(km2)
資源儲量單位
佔用資源儲量
服務年限(年)
開采設計規模
實際產能
有效期起
有效期止
登記
發證
機關
備注
注:1.圖面號是指在礦業權設置方案平面圖上,該已設采礦權的圖面編號;
2.許可證號是指所列采礦權的采礦許可證號;
3.礦山名稱是指所列采礦權對應的礦山名稱;
4.開采主礦種是指該采礦權采礦許可證上所列的主要開采礦種;
5.礦區范圍填所列采礦權范圍各拐點在1980年西安坐標系下的直角坐標;
6.佔用資源儲量是指該采礦權佔用的按照《固體礦產資源/儲量分類(1999)》分類中333級別以上儲量和資源量的總和;資源儲量單位參照《關於開展礦產資源儲量登記工作的通知》(國土資發〔2004〕35 號)中附錄一《礦產名稱,統計對象及資源儲量單位》的要求;已設采礦權佔用多種礦產並分別計算了資源儲量的,以主要礦產,共生礦產,伴生礦產的順序,分別填寫各礦產的相關數據;
7.服務年限是指按照礦產資源開發利用方案和礦山設計,該礦山擬開採的年限;
8.開采設計規模是指按照礦產資源開發利用方案和礦山設計,該礦山的年度開采量;實際產能是指在礦山投入生產後,根據市場需求和實際生產情況,該礦山每年的實際開采量;固體礦產的開采設計規模和實際產能均按礦石量計,計量單位參照《國土資源部關於調整部分礦種礦山生產建設規模標準的通知》(國土資發〔2004〕208 號)的標准;
9.對審批通過的礦業權設置方案,在方案修編前,可暫不填本表.
附表4 X X區擬設探礦權設置方案表
序號
圖面號
區塊名稱
勘查主礦種
涉及開采總量控制礦種
區塊范圍
(拐點坐標)
區塊面積
(km2)
現有勘查程度
風險類別
設置類型
擬設探礦權勘查階段
備注
注:1 圖面號是指在礦業權設置方案平面圖上,該擬設探礦權的圖面編號;
2.區塊名稱是指在編制礦業權設置方案過程中,對擬新設,調整或整合的探礦權區塊臨時賦予的名稱;擬保留的已設探礦權沿用已有勘查項目名稱;
3.勘查主礦種是指該擬設或保留探礦權區塊擬勘查的主要礦種;
4.區塊范圍是指該擬設或保留探礦權區塊各拐點在1980年西安坐標系下的經緯度坐標;
5.現有勘查程度是指該擬設或保留探礦權區塊在編制方案時已達到的地質工作程度,包括調查評價,預查,普查,詳查,勘探等;
6.風險類別是指按照本通知要求,經各省調整並報部備案後的勘查風險分類,該擬設或保留探礦權區塊的勘查風險,分高風險,低風險,無風險三類;
7.設置類型包括:空白區新設,已設探礦權保留,已設探礦權調整,已設探礦權整合四種類型;如擬設探礦權由已設探礦權經調整,或由多個已設探礦權經整合後設置,則應在備注中註明調整或整合前探礦權名稱和證號;
8.擬設探礦權勘查階段包括預查,普查,詳查,勘探四個階段.
附表5 X X礦區擬設采礦權設置方案表
序號
圖面號
礦區名稱
開采
主礦種
涉及開采總量控制礦種
礦區范圍
(拐點坐標)
礦區面積(km2)
設置類型
資源儲量單位
查明(佔用)
資源儲量
備注
注:1.圖面號是指在礦業權設置方案平面圖上,該擬設采礦權的圖面編號;
2.礦區名稱是指在編制礦業權設置方案過程中,對擬新設,調整或整合的采礦權臨時賦予的名稱;擬保留的已設采礦權沿用已有礦山名稱;
3.開采主礦種是指該擬設或保留采礦權擬開採的主要礦種;
4.礦區范圍是指該擬設或保留采礦權范圍各拐點在1980年西安坐標系下的直角坐標;
5.設置類型包括:探礦權轉采礦權,已設采礦權保留,已設采礦權調整,已設采礦權整合四種類型;如擬設采礦權由探礦權經申請轉采礦權,或由已設采礦權經調整,或由多個已設探礦權采礦權經整合後設置,則應在備注中註明轉采,調整或整合前的礦業權名稱和證號;
6.對擬設采礦權填查明資源儲量,對已設保留采礦權填佔用資源儲量;資源儲量是指該采礦權佔用的按照《固體礦產資源/儲量分類(1999)》分類中333級別以上儲量和資源量的總和;資源儲量單位參照《國土資源部關於開展礦產資源儲量登記工作的通知》(國土資發〔2004〕35 號)中附錄一《礦產名稱,統計對象及資源儲量單位》的要求;已設采礦權佔用多種礦產並分別計算了資源儲量的,以主要礦產,共生礦產,伴生礦產的順序,分別填寫各礦產的相關數據.<p class="answer-refer mt-10 f-light-gray" accuse="aRefer"><span class="refer-title">參考資料：</span>礦產資源網