【正文】 采圍巖穩(wěn)定性較好，井下開采不會引發(fā)其它不良工程地質(zhì)問題的發(fā)生，礦區(qū)工程地質(zhì)條件復(fù)雜程度屬簡單類型。環(huán)境地質(zhì)條件礦區(qū)氣候條件差，嚴(yán)寒和大風(fēng)影響礦區(qū)的生產(chǎn)；礦區(qū)地下水屬咸水，不能作為生活用水；礦區(qū)及附近未發(fā)現(xiàn)有活動性斷裂存在，歷史記載該地未發(fā)生＞7 級的地震。礦區(qū)其它環(huán)境質(zhì)量良好，礦山開采不會引發(fā)其他不良物理地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生；礦區(qū)巖礦石中 SiO2 含量極高，開采過程中容易產(chǎn)生大量的 SiO2 粉塵，對從業(yè)人員的身體產(chǎn)生危害。以此確定礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境類型為第二類，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量中等?？傊V山水、工、環(huán)地質(zhì)條件較好，歸類為Ⅱ1。 礦山工作制度及生產(chǎn)規(guī)模 礦山工作制度礦山采用連續(xù)工作制，年工作 240d，每天 1 班，每班 8 小時。 建設(shè)規(guī)模驗(yàn)證依據(jù)礦山資源儲量情況，擬定生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模為 83 萬 t/年鐵礦石。按礦山工程延深速度驗(yàn)證礦山年生產(chǎn)能力： A= pη (1+e) hV式中：V—采礦工程延深速度，15m/a；p—分層臺階礦量， 萬 t；η—開采回采率；98%e—采礦貧化率 ,5%；h—臺階高度，15m。將上述有關(guān)數(shù)據(jù)代入，得 A= 萬 t/ 年。由上述計(jì)算可知，完全可滿足年產(chǎn) 83104t/a 鐵礦石的規(guī)模需求。 礦山服務(wù)年限鐵 礦 年 產(chǎn) 83 萬 t 鐵 礦 石 采 選 工 程 項(xiàng) 目 可 行 性 研 究 報 告22礦山服務(wù)年限計(jì)算：T=Qη / P（1－e）=98％247。[83(15％)]= 年。T—服務(wù)年限，年Q—設(shè)計(jì)利用資源儲量， 萬 tη—開采回采率，98%P—年生產(chǎn)能力， 83 萬 t/年e—采礦貧化率， 5%根據(jù)境界內(nèi)的礦石儲量和礦山設(shè)計(jì)的開采規(guī)模，該鐵礦露天采場的生產(chǎn)服務(wù)年限為 年（不包括基建）。 露天開拓運(yùn)輸方案 開拓運(yùn)輸方案的選擇根據(jù)該礦的詳查報告可知，由于礦體的賦存不深，地表露頭，且礦區(qū)范圍較大，周邊的開采環(huán)境較好，故本次設(shè)計(jì)采用露天開采。東礦區(qū)礦區(qū)所圈開采境界的最高開采標(biāo)高為+1628m，最低開采高度為+1560m，屬山坡露天礦；西礦區(qū)最高開采標(biāo)高為+1429m，最低開采標(biāo)高為 1230m，屬于露天凹陷式開采。一般可供選擇的開拓運(yùn)輸方案有：公路運(yùn)輸開拓、鐵路運(yùn)輸開拓兩種方案。根據(jù)礦體賦存和地形情況，對礦山進(jìn)行“鐵路開拓運(yùn)輸方案”和“汽車－公路開拓運(yùn)輸方案”的比較， “鐵路開拓運(yùn)輸方案” ，鐵路運(yùn)輸?shù)某杀镜陀谄囘\(yùn)輸成本，而且在環(huán)保方面優(yōu)于汽車運(yùn)輸，但受地形條件的限制，其基建工程量大，施工周期長，投資高；經(jīng)比較，礦山確定選用“汽車開拓公路運(yùn)輸方案” 。 主要開拓工程(1)開拓公路東礦區(qū)：開拓公路始于東礦區(qū)西北部的礦石堆場，至+1620m 開拓平臺，公路總長為 3500 米，沿+1620m 臺階坑線布置，總體為直進(jìn)式坑線開拓，路寬 8m，路面采用基礎(chǔ)片石（強(qiáng)度不小于Ⅲ級）400mm，墊層碎石 150mm，隔 100～200m 設(shè)錯車道，公路最大坡度 10%，主要用途為礦石和材料運(yùn)輸。西礦區(qū)：開拓公路始于東礦區(qū)東南部的礦石堆場，至+1420m 鐵 礦 年 產(chǎn) 83 萬 t 鐵 礦 石 采 選 工 程 項(xiàng) 目 可 行 性 研 究 報 告23開拓平臺，公路總長為 2500 米，沿+1420m 臺階坑線布置，總體為直進(jìn)式坑線開拓，路寬 8m，路面采用基礎(chǔ)片石（強(qiáng)度不小于Ⅲ級）400mm，墊層碎石 150mm，隔 100～200m 設(shè)錯車道，公路最大坡度 10%，主要用途為礦石和材料運(yùn)輸。(2)臺階布置東礦區(qū)：臺階沿地形等高線，并沿礦體走向逐漸向上抬高，開拓順序自上而下，本次設(shè)計(jì)開拓臺階自+1560m～+1620m，共計(jì) 5 個，+1605m 以上全部為基建剝土平臺，臺階高 15m，臺階坡面角 65176。，基建期內(nèi)完成+1620m、+1605m 平臺開拓。西礦區(qū)：臺階沿地形等高線，并沿礦體走向逐漸向下開拓，開拓順序自上而下，臺階坡面角 65176。，基建期內(nèi)完成+1395m、+1410m 平臺開拓，余下開拓臺階，在確保二級礦量平衡前提下，隨著采礦進(jìn)度逐步向下開拓。并段后共計(jì) 13 個臺階。 基建工程量本礦基建工程量主要為基建剝離以及為剝離修筑的運(yùn)輸公路。經(jīng)開拓工程計(jì)算：東礦區(qū)：基建剝離量為 萬 t?；ǜ疆a(chǎn)礦石量 萬 t，基建修路 萬 t，按礦山正常進(jìn)度進(jìn)行施工，基建時間為 個月。西礦區(qū)：基建剝離量為 萬 t?；ǜ疆a(chǎn)礦石量 萬 t。基建修路 萬 t，按礦山正常進(jìn)度進(jìn)行施工，基建時間為 個月。東礦區(qū)和西礦區(qū)同時施工，基建期為共計(jì) 12 個月，基建工程量共計(jì) 萬 t，修路 萬 t。 基建施工順序和進(jìn)度（1）施工順序東礦區(qū)：首先根據(jù)圈定的最終境界，從上至下剝離至+1620m 水平，在剝離過程中，逐步形成開拓公路，再在+1620m 水平開塹溝至+1605m 水平，形成+1605m 的采剝作業(yè)平臺。西礦區(qū)：根據(jù)圈定的最終境界，從上至下剝離至+1410m 水平，在剝離過程中，逐步形成開拓公路，再在+1410m 水平開塹溝至+1395m 水平，形成+1395m 的采剝作業(yè)平臺。（2）施工進(jìn)度鐵 礦 年 產(chǎn) 83 萬 t 鐵 礦 石 采 選 工 程 項(xiàng) 目 可 行 性 研 究 報 告24剝離施工進(jìn)度指標(biāo)：60 萬 t/月。按上述要求編制工程進(jìn)度計(jì)劃，兩礦區(qū)同時施工，完成土石方工程量 萬 t，需 12 個月時間?；üこ踢M(jìn)度計(jì)算表 表 43工 程 量工程名稱萬 t進(jìn)度(萬 t/月)用時（月） 備 注新增公路 60 基建臺階 60 其它設(shè)施 合計(jì) 60 （約 12 個月） 采剝方法由于該礦為露天開采，采剝方法：水平分層臺階開采，臺階高度 15m；采剝順序總體自上而下。礦體沿地形呈帶分布，長寬比較大，采剝工作線沿礦體走向布置，以礦體中心線為中心向上下盤方向橫向推進(jìn)，實(shí)施陡幫開采，相鄰平臺上下臺階輪流作業(yè)。 采剝工藝 開采順序礦體埋藏范圍的地形比較簡單，各臺階原則上按自上而下的順序進(jìn)行。 開拓及新水平準(zhǔn)備由于本次設(shè)計(jì)開采方式為露天開采，通過掘溝完成新水平準(zhǔn)備工作，然后向邊幫推進(jìn)，根據(jù)礦體賦存條件進(jìn)行采礦和剝離。 穿孔工作據(jù)地質(zhì)資料分析，本露天采場礦體上下盤為新太古古元古界敦煌巖群中巖組第二巖組段含鐵片麻巖，片麻巖為塊層狀，巖石堅(jiān)硬或較硬，質(zhì)量中等，屬堅(jiān)硬巖石。礦巖均需進(jìn)行穿孔爆破才能進(jìn)行鏟裝。本次方案采用中深孔鑿巖爆破，中深孔穿孔設(shè)備選擇 KQY90 型潛孔鉆機(jī)。該設(shè)備為氣液聯(lián)動型，自帶柴油機(jī)作為動力，無需電源，其技術(shù)參數(shù)如下：鐵 礦 年 產(chǎn) 83 萬 t 鐵 礦 石 采 選 工 程 項(xiàng) 目 可 行 性 研 究 報 告25鉆孔直徑：80130mm鉆孔深度：≥20m一次推進(jìn)長度：1m使用氣壓：耗氣量：7m 3/min最大提升力：15kN根據(jù)穿孔工作量，并考慮中深孔的工作條件及廢孔率；經(jīng)計(jì)算需要 KQY90 型潛孔鉆機(jī) 6 臺。具體計(jì)算見表 44。生產(chǎn)過程中爆破出現(xiàn)的大塊，采用挖掘機(jī)液壓錘進(jìn)行二次破碎。穿孔設(shè)備計(jì)算表 表 44序號 項(xiàng)目 單位 數(shù)量（采、剝） 備注1 每周爆破量 m3 15380 合 萬 t2 每周穿孔量 m 15773 每天（班）穿孔 量 m 3154 階段高度 m 155 穿孔直徑 mm 906 鉆孔深度 m 7 鉆孔超深 m 8 鉆孔間距 m 9 鉆孔排距 m 310 廢孔率 % 511 每班實(shí)際穿孔量 m 33112 鉆機(jī)效率 m/臺班 8013 鉆機(jī)作業(yè)率 ％ 14 計(jì)算鉆機(jī)臺數(shù) 臺 615 設(shè)計(jì)選取臺數(shù) 臺 6 爆破爆破方法為了確保采場周圍設(shè)施的安全和保護(hù)采場邊坡，采用中深孔松動爆破方式，導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)起爆；炸藥種類為巖石粉狀乳化炸藥。為了提高穿爆效率、改善爆破質(zhì)量、減少爆破對其他工作的鐵 礦 年 產(chǎn) 83 萬 t 鐵 礦 石 采 選 工 程 項(xiàng) 目 可 行 性 研 究 報 告26影響以及減少爆堆的前沖距離、控制大塊率、提高裝礦效率，采用多排孔微差爆破，爆破作用指數(shù)取 左右。爆破后巖塊松散，可用機(jī)械(挖掘機(jī)) 鏟挖。爆破規(guī)模根據(jù)剝采比，露天采場設(shè)計(jì)年采剝總量 萬 t，需要爆破礦巖量近 66 萬 m3，每周爆破礦巖量 15380m3，每周爆破兩次，每次爆區(qū)長度 45m，四排炮孔，每排穿孔 12 個，總孔數(shù) 48 個，每周穿孔總長度 792m。一次爆破總裝藥量 4614kg，每排炮孔分兩段爆破，共分 12 段。最大段藥量 63kg。采礦和剝離均采用巖石粉狀乳化炸藥，導(dǎo)爆管非電導(dǎo)爆系統(tǒng)起爆。為了提高穿爆效率、改善爆破質(zhì)量、減少爆破對其他工作的影響，以及減少爆堆的前沖距離、控制大塊率，提高裝礦效率，設(shè)計(jì)采用多排孔微差爆破方式。炸藥單耗為 ～ (～)。爆破參數(shù)設(shè)計(jì)的開采臺階高度為 15m。鉆鑿傾斜炮孔，傾角 75176。，孔深。①炮孔直徑 φ=90mm②臺階高度 H=15m③炮孔傾角 a=75176。④布孔方式 三角形或矩形⑤底盤抵抗線 W=⑥孔距 a=⑦排距 b=⑦炮孔深度 L=⑧炮孔超深 h=⑩單位炸藥消耗量 q設(shè)計(jì)采用松動爆破，選取 q=～／m 3，以下爆破參數(shù)均按照單耗 ／m 3 計(jì)算。施工中應(yīng)根據(jù)實(shí)際爆破效果調(diào)整。爆破作用指數(shù) n=○11單孔裝藥量 Q：前排 27kg，中后排：○12充填長度 L1≥○13裝藥結(jié)構(gòu)及填塞鐵 礦 年 產(chǎn) 83 萬 t 鐵 礦 石 采 選 工 程 項(xiàng) 目 可 行 性 研 究 報 告27炮孔采用連續(xù)裝藥，頂部用巖粉和碎土充填(剔除石塊) 。起爆雷管置于藥柱下部的 1／4 處。起爆網(wǎng)路采用微差方式起爆，孔內(nèi)均裝雙發(fā)非電雷管，導(dǎo)爆管長度為15m。連接方式為，孔外的導(dǎo)爆管就近連成兩束，每束用兩發(fā) l 段非電雷管(導(dǎo)爆管長度為 20m)連接，連接雷管的導(dǎo)爆管再集中到一起，用非電雷管起爆。爆破材料用量按每年的爆破量及設(shè)計(jì)的爆破參數(shù)，預(yù)估每年所需爆破材料用量見表 45。爆破材料需用量表 表 45炸藥(t) 非電雷管(發(fā))198 14592爆破安全距離計(jì)算①爆破震動安全距離 R（m）31axQVKR????????式中：R—爆破地震安全距離，m；k,α—與爆破點(diǎn)地形、地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，取k=200，a=；V—地震安全速度，（非抗震大型砌塊建筑物）取 2cm/s；Qmax—裝藥量，微差爆破時取最大一段裝藥量，取值 27kg；由上述公式計(jì)算得出爆破地震安全距離為 R =65m。②爆破飛石的安全距離 Rr（m）Rr=20n2WKr式中：Rr—個別碎塊飛散的距離，m；n—爆破作用指數(shù)，取 n=；W—最小抵抗線， W =；Kr—與地形、地質(zhì)、氣候及藥包埋深等條件有關(guān)的安全系數(shù),取Kr=。由上述公式計(jì)算得出爆破飛石的安全距離為 Rr= 。上述鐵 礦 年 產(chǎn) 83 萬 t 鐵 礦 石 采 選 工 程 項(xiàng) 目 可 行 性 研 究 報 告28公式計(jì)算結(jié)果僅供參考，在生產(chǎn)中要根據(jù)具體情況實(shí)際測量。爆破警戒范圍本設(shè)計(jì)依據(jù)《爆破安全規(guī)程》，并結(jié)合采場采用松動爆破方法的特點(diǎn)，確定警戒范圍是：中深孔爆破警戒半徑為 200m。由于實(shí)際爆破點(diǎn)的位置是不斷變化的，所以每次實(shí)際警戒范圍按照爆破點(diǎn)的實(shí)際位置和最小抵抗線的方向，根據(jù)《爆破安全規(guī)程》中要求的距離派出警戒人員，爆破警戒線以內(nèi)的所有人員必須及時撤離到安全警戒線以外的地區(qū)。本次設(shè)計(jì)在東礦區(qū)西北部、西礦區(qū)東南側(cè)（運(yùn)輸?shù)缆放裕└髟O(shè)置一個安全避炮硐室，硐室深不小于 3 米，作為爆破作業(yè)人員避炮場所。爆破安全要求①礦山爆破要保證周邊道路及公用、民用設(shè)施的安全。成立統(tǒng)一爆破指揮機(jī)構(gòu)，強(qiáng)化現(xiàn)場作業(yè)的統(tǒng)一指揮、管理、指導(dǎo)，確保爆破作業(yè)安全。建議采礦爆破作業(yè)由規(guī)范的技術(shù)隊(duì)伍統(tǒng)一管理和施工，爆破公司要有資質(zhì),并有多年的礦山爆破實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),從技術(shù)上和管理上保證各采場采礦和爆破作業(yè)安全有序地進(jìn)行。②爆破前必須對炮孔進(jìn)行準(zhǔn)確測量，然后由爆破技術(shù)人員確定裝藥量。③每次爆破后，爆破技術(shù)人員要認(rèn)真檢查有無盲炮和未引爆的爆破器材，遇到問題應(yīng)及時處理。④爆破警戒人員必須按時到達(dá)指定位置，履行好警戒人員應(yīng)盡的職責(zé)，裝藥爆破時，無關(guān)人員必須全部撤離爆破區(qū)。⑤每次爆破時，爆破安全警戒范圍內(nèi)人員應(yīng)撤至警戒線外或指定的避炮設(shè)施內(nèi)。爆破安全距離內(nèi)的民房及民用設(shè)施要采用搬遷或其它有效的安全防護(hù)措施。⑥嚴(yán)格按照《爆破安全規(guī)程》和《民用爆炸物品安全管理?xiàng)l例》，做好爆破器材的領(lǐng)退、運(yùn)輸、加工、裝填工作。⑦爆破參數(shù)應(yīng)在爆破作業(yè)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際，確定最合理的爆破參數(shù)。⑧考慮到礦山最終邊坡的穩(wěn)定，因此應(yīng)嚴(yán)格控制靠幫爆破，實(shí)施可靠的爆破工藝，如采取預(yù)裂爆破等；控制爆破最大一段炸藥量，盡量減少爆破振動對邊坡的影響。 鏟裝工藝鐵 礦 年 產(chǎn) 83 萬 t 鐵 礦 石 采 選 工 程 項(xiàng) 目 可 行 性 研 究 報 告29礦山配備 4 臺 EC460B 挖掘機(jī)，4 臺 ZL50E—Ⅱ（3m 3）裝載機(jī)。根據(jù)礦山露天采場年采剝總量，能滿足需求。 礦巖運(yùn)輸運(yùn)巖和運(yùn)礦均采用 40t 的自卸汽車，根據(jù)年礦巖的生產(chǎn)量，共需要配備 30 輛。礦石運(yùn)輸至礦區(qū)外堆礦場，廢石運(yùn)至排土場。 其它設(shè)備采場及排土場需推土機(jī)平整場、推排廢石，由于生產(chǎn)規(guī)模較大，需要推土機(jī) 2 臺。 露天采場邊坡參數(shù)確