【正文】 傾伏背向斜褶區(qū)，沿傾向一般呈波狀起伏。 礦床開(kāi)采技術(shù)條件 礦床周圍地勢(shì)比較平坦，地表最高標(biāo)高為 1724 米，最低標(biāo)高為 1650 米，平均標(biāo)高 1655 米，高差 3040 米。 礦坑充水因素主要為基巖風(fēng)化裂隙潛水及大氣降雨。地下水流向在中部露頭區(qū)西、北、東三面均由北向南，排泄于單雙河。 本區(qū)基巖風(fēng)化裂隙發(fā)育，含水層平均厚度 米，水位埋深 到 米，涌水量 ，參透系數(shù) ，水質(zhì)為 HC03Ca Mg型，礦化度 ,PH 值為 。 該系地層在礦區(qū)的西部、北部、東部均有分布。上部為中細(xì)砂夾砂礫石層，下部為砂卵石，水位埋深 米，地下水埋深為南西深、北東淺。 礦區(qū)水文地質(zhì)條件 礦區(qū)含水層可為第四系孔系潛水、第三系潛水及承壓水、基巖風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙水。 區(qū)內(nèi)屬于干旱和半干旱的大陸性氣候，年平均氣溫 ℃ ，凍結(jié)期從每年11月到翌年 3 月，最大凍層深度 。內(nèi)檢和外檢樣分別占基內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書(shū) 6 本分析樣的 10%和 5%，約 290 件，分析 TFe 和 SFe。 根據(jù)本礦床礦體產(chǎn)狀為中等傾斜的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)決定以槽探為生產(chǎn)勘探的主要手段，槽探間距 25 米，垂直礦體走向布置，按年生產(chǎn) 320 萬(wàn) t/a 礦石計(jì)算，年挖槽探工程量為 3879 米，槽探取樣采取刻槽法，連續(xù)取樣 ，樣長(zhǎng) 2米，取樣 1940件。本次設(shè)計(jì)計(jì)算了礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)保有礦石儲(chǔ)量 B+C 級(jí) 萬(wàn) t,B+C+D 級(jí) 萬(wàn) t(包括表外礦石儲(chǔ)量 萬(wàn) t)。表內(nèi)儲(chǔ)量為 萬(wàn) t,其中 B+C級(jí) 萬(wàn) t,D 級(jí) 萬(wàn) t。 SFe 平均品位大于或等于 15%而小于 20%，單獨(dú)進(jìn)行圈定和計(jì)算。風(fēng)化帶、斷層破碎帶及褶皺構(gòu)造帶的軸部，風(fēng)化及構(gòu)造裂隙發(fā)育，巖石的穩(wěn)定性不好，特別是片巖沙巖及斷層破碎帶等因抗壓抗剪強(qiáng)度低，穩(wěn)定性差，為露天采場(chǎng)邊破的不穩(wěn)定地段，開(kāi)采是必須注意安全。 礦石中有害組分主要是 S和 P，含量均較低，見(jiàn)表。而 SFe 的含量主要集中于 2532%之間。本次礦石是以 SFe 圈定。此外尚有黑云母、方解石和黃鐵礦等。 礦石的礦物成分和化學(xué)成分 有用礦物主要有磁鐵礦，次為赤鐵礦和褐鐵礦。 礦石結(jié)構(gòu)主要為：自形一半自形粒狀變晶 結(jié)構(gòu)，纖維狀、束狀、放射狀變晶結(jié)構(gòu)，包含變晶結(jié)構(gòu)，交代溶蝕結(jié)構(gòu)。 礦石質(zhì)量特征 礦石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造 礦石的自然類型可分為石英型磁鐵礦、石英閃石型磁鐵礦和閃石型磁鐵礦。 b．?dāng)嗔褬?gòu)造：礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，已發(fā)現(xiàn)大、小斷層 20 多處，對(duì)礦體有一定的破壞作用。已發(fā)現(xiàn)的有：閃長(zhǎng)巖脈、閃斜煌斑巖脈、碳酸鹽巖脈、輝石閃長(zhǎng)巖脈，其中輝石閃長(zhǎng)巖脈在深部對(duì)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書(shū) 3 礦體有較大的破壞作用。斷裂構(gòu)造大體分為 5 組：東西向反沖逆斷層組、北東向正斷層組、北東東向逆斷層組、北西向正斷層組及北北東向正、逆斷層組。 構(gòu)造的分類主要有： a．褶皺構(gòu)造：礦區(qū)含礦地層產(chǎn)狀變化復(fù)雜，出現(xiàn)多個(gè)倒轉(zhuǎn)褶皺，因所在部位不同而異，中部露頭區(qū)ⅩⅧ勘探線以西，地層走向東北東，向南東傾斜，ⅩⅧ勘探線以東，地層走向轉(zhuǎn)為北西，向南西傾斜。 巖漿巖及構(gòu)造 礦區(qū)內(nèi)巖漿巖不甚發(fā)育，規(guī)模一般不大，均呈脈狀產(chǎn)出。 c．片巖段：該層為中部露頭區(qū)礦體的頂板圍巖，礦體為磁鐵透閃片巖，其次為石榴黑云片巖、石榴透閃片巖，上部為厚層石英巖夾透閃片巖，其次夾薄層磁鐵透鏡狀。 b．下磁鐵石英巖段：分布在礦區(qū)中部，為條帶狀磁鐵貧礦夾磁鐵透閃片巖、石英巖扁豆體。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書(shū) 2 三合明群含礦層自下而上分為六個(gè)巖段，但在中部露頭區(qū)僅出現(xiàn)四個(gè)巖段，由老到新分述如下 ： a．下角閃巖段：下部為中細(xì)粒角閃巖夾石英巖、透閃巖扁豆體；上部為磁鐵透閃片巖、石榴黑云片巖夾斜長(zhǎng)黑云片巖，條帶狀磁鐵石英巖、石英巖及石英透閃巖扁豆體。礦體形態(tài)基本為層狀或似層狀，因后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，產(chǎn)生一系列的傾伏褶皺構(gòu)造，礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀各處不一。礦體沿傾斜方向最大延伸為 450m，一般延伸為 300m 左右。 礦床地質(zhì)特征 礦床地質(zhì)及地層 三和明鐵礦中部露頭區(qū)，自線 XII 以東 F14 斷層，長(zhǎng)約 1600m，礦體地表出露最長(zhǎng)達(dá) 1250m，露頭最大寬度 106 米。 礦區(qū)工作程度 東鞍山鐵礦開(kāi)采的三合明鐵礦區(qū)中區(qū)走向長(zhǎng)約 1600 米，中、東采場(chǎng)在 1548米水平以上連成一個(gè)露天采礦場(chǎng)， 1548 米以下形成中、東兩個(gè)露天采場(chǎng)。 礦區(qū)屬丘陵地區(qū) ,四周地勢(shì)比較平坦 ,海拔高度平均為 1650~華北干燥大陸氣候 ,降雨集中在 7~8 月份 ,冬季較長(zhǎng)。整個(gè)礦區(qū)分為：西部異常區(qū)、中部露頭區(qū)和東部異常區(qū)，本次設(shè)計(jì)為中部露頭區(qū)。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書(shū) 1 第一章 礦區(qū)概況及礦床地質(zhì)特征 礦區(qū)概況 礦區(qū)地質(zhì)概況及氣候條件 本區(qū)地處中朝準(zhǔn)地臺(tái)內(nèi)蒙臺(tái)隆陰山斷隆大青山復(fù)背斜北翼三合明擠壓帶的東端。該區(qū)自古生代以后長(zhǎng)期處于活動(dòng)狀態(tài)，構(gòu)造線近東西向，印支旋回以后經(jīng)燕山亞旋回、喜瑪拉雅山亞旋回的階段性上隆抬升，并在反沖斷裂構(gòu)造的擠壓作用下，將部分鐵礦體抬升到地表或淺部形成了今日三合明鐵礦區(qū)以緊密褶皺和斷裂構(gòu)造較為發(fā)育的復(fù)雜構(gòu)造形態(tài)。區(qū)域出露的地層主要為下元古界三合明群、中元古界白云 鄂博群、新生界老第三系和第四系。礦區(qū)周圍為半農(nóng)半牧區(qū)。截至到 2021 年底，東鞍山鐵礦累計(jì)采出礦石約 萬(wàn)噸。礦體厚度變化較大。隨深度增加逐漸變薄，并迅速尖滅，而品位亦有變低的趨勢(shì)。 區(qū)內(nèi)出露的地層主要為下元古界三合明群（ Pt15），其次為新生界老第三系（ E）和第四系（ Q），該鐵礦賦存于三合明群之中。本層構(gòu)成中部露頭區(qū)礦體的底板。礦石以條帶狀構(gòu)造為主，沿礦層走向變化大，為本區(qū)中部露頭區(qū)的主礦體。 d．中角閃巖段：角閃巖 — 斜 長(zhǎng)角閃巖夾石英巖，透閃巖，赤鐵石英巖及透閃片巖透鏡體。已發(fā)現(xiàn)的有：閃長(zhǎng)巖脈、閃斜煌斑巖脈、碳酸鹽巖脈、輝石閃長(zhǎng)巖脈，其中輝石閃長(zhǎng)巖脈在深部對(duì)礦體有較大的破壞作用。 b．?dāng)嗔褬?gòu)造：礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，已發(fā)現(xiàn)大、小斷層 20 多處，對(duì)礦體有一定的破壞作用。 礦床地質(zhì) 礦區(qū)內(nèi)巖漿巖不甚發(fā)育，規(guī)模一般不大，均呈脈狀產(chǎn)出。 構(gòu)造的分類主要有： a．褶皺構(gòu)造：礦區(qū)含礦地層產(chǎn)狀變化復(fù)雜，出現(xiàn)多個(gè)倒轉(zhuǎn)褶皺，因所在部位不同而異，中部露頭區(qū)ⅩⅧ勘探線以西，地層走向東北東，向南東傾斜，ⅩⅧ勘探線以東，地層走向轉(zhuǎn)為北西，向南西 傾斜。斷裂構(gòu)造大體分為 5 組：東西向反沖逆斷層組、北東向正斷層組、北東東向逆斷層組、北西向正斷層組及北北東向正、逆斷層組。中區(qū)西段與中段（ⅩⅩ線以西），以石英閃石型磁鐵礦礦石為主，其次為閃石型磁鐵礦礦石，石英型磁鐵礦礦石呈透鏡狀零星分布在石英閃石型磁鐵礦礦石之中。礦石構(gòu)造主要為條帶狀、皺紋狀和細(xì)脈侵染狀構(gòu)造。脈石礦物以鐵閃石、鎂鐵閃石和石英為主。 礦石中的化學(xué)成分比較簡(jiǎn)單，主要有益組份是鐵，未發(fā)現(xiàn)可供利用的其他有益組份。 TFe 最高含量為 %，平均含量為 %，SFe 最高含量為 %，平均含量為 %。 露天采場(chǎng)的礦石平均品位 %， %。 有害雜質(zhì)含量表 11 組 分 最高含量（ %） 最低含量（ %） 平均含量（ %） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書(shū) 4 S P 礦石中造渣元素含量表 12 組 分 SiO2 Al2o3 MgO Cao K2O Na2O 最高含量（ %） 最低含量（ %） 痕跡 痕跡 平均含量（ %） 礦巖的物理力學(xué)性質(zhì) 根據(jù)各種巖、礦石的物理機(jī)械性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果表明：磁鐵礦及角閃巖抗壓抗剪強(qiáng)度較大，巖、礦石的穩(wěn)定性較好，而片巖及砂巖的抗壓抗剪強(qiáng)度較小，巖石的穩(wěn)定性差。 礦、巖的物理力學(xué)性質(zhì)表 13 礦石的硬度系 數(shù) f=816 巖石的硬度系數(shù) f=610 礦石體重 含礦石體重 礦石松散系數(shù) 巖石松散系數(shù) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書(shū) 5 礦石儲(chǔ)量 工業(yè)指標(biāo) 地質(zhì)報(bào)告儲(chǔ)量計(jì)算采用的工業(yè)指標(biāo)表 14 礦體的邊界品位 SFe≧ 20% 塊段最低工業(yè)品位 SFe≧ 25% 最小可采厚度 ≧ 2m 夾石剔除厚度 ≧ 2m SFe 平均品位大于邊界品位而小于塊段最低平均品位的礦石 為表外礦。 地質(zhì)儲(chǔ)量 地質(zhì)隊(duì)采用水平斷面法計(jì)算的礦石儲(chǔ)量為 萬(wàn) t(包括表外礦石儲(chǔ)量 萬(wàn) t)。東鞍山鐵礦自 1988 年建礦以來(lái)，截止 2021 年底，累計(jì)采出礦量 萬(wàn) t。 生產(chǎn)勘 探 生產(chǎn)探礦是礦山生產(chǎn)過(guò)程中所進(jìn)行的探礦工作，其目的是使礦山保有規(guī)定的三級(jí)礦量，準(zhǔn)確控制礦體邊界及厚度變化，進(jìn)一步查明礦石質(zhì)量的空間分布特征及其變化規(guī)律，查明對(duì)礦體有破壞作用的斷裂及巖脈，查明近期開(kāi)采地段水文地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)條件，為保證礦山正常持續(xù)生產(chǎn)和指導(dǎo)生產(chǎn)采準(zhǔn)與回采切割工程的設(shè)計(jì)、施工而提供可靠的地質(zhì)資料。所有樣品均需進(jìn)行基本分析，分析 TFe 和 SFe，另取基本分析樣 10%的付樣194 件進(jìn)行組合分析，分析 SiO Al2o MgO、 Cao、 S、 P。 礦區(qū)水文地質(zhì) 礦區(qū)自然地理?xiàng)l件概況 礦區(qū)四周地勢(shì)比較平坦，區(qū)內(nèi)最高海拔標(biāo)高 。據(jù)召河水文站資料，該區(qū)年平均降水量284 毫米，多集中在 78月份，最大 24小時(shí)降水量多年平均值為 毫米，年蒸發(fā)量 毫米，以 59 月份最大， 單雙河位于礦區(qū)南部，最高洪水標(biāo)高約1665 米。 a． 第四系孔隙潛水含水層 該系地層主要由沖洪積、坡積物組成，在礦區(qū)的南部廣泛分布，其厚度變化較大，一般厚約 68米，局部較厚，特別是距礦區(qū)較近的單雙河厚度可達(dá) 60 米，含水層曾多層結(jié)構(gòu)。在距礦區(qū)南部約 300 米處以下降水的形式涌出地表，其流量為 2021— 2500m3/d。主要由礫巖、泥質(zhì)砂巖及粘土組成，厚度 米，水位埋深 米。 礦區(qū)地下水、涌水量預(yù)測(cè) 本區(qū)地下水分布受地質(zhì)巖性、地貌、構(gòu)造等控制，各層地下水均受大氣降水直接或間接補(bǔ)給。地下水徑流條件較好，排泄方式主要以人工排泄、蒸發(fā)及降水的形式和通內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書(shū) 7 過(guò)地下徑流排泄到區(qū)外。大氣降雨匯入到礦坑內(nèi)，基巖風(fēng)化裂隙潛水按地下水動(dòng)力學(xué)無(wú)壓完整井進(jìn)行了預(yù)測(cè)。 礦體形式基本層狀或似層狀，因?yàn)槭芎笃跇?gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響而產(chǎn)生一系列的傾伏褶皺構(gòu)造，控制了礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀。 礦體底板圍巖為角閃巖，頂板為片巖，呈整合接觸，界線明顯。礦石和角閃巖抗壓、抗剪強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好；片巖及砂巖抗壓、抗剪強(qiáng)度小，穩(wěn)定性差。它由露天采場(chǎng)的地表境界、底部境界和周圍邊坡組成。 由于礦床埋藏條件不同，在確定礦床開(kāi)采方式時(shí)可能遇到下列三種情況： (1) 礦床全部宜用地下開(kāi)采； (2) 礦床上部宜用露天開(kāi)采而下部用地下開(kāi)采； (3) 礦床全部宜用露天開(kāi)采，或上部用露天開(kāi)采而剩余部分暫不宜開(kāi)采。 開(kāi)采境界的位置和演化與露天礦開(kāi)拓、采剝程序、生產(chǎn)能力以及基建 工程量密切相關(guān)，并直接影響礦床開(kāi)采的總體經(jīng)濟(jì)效果。 影響露天開(kāi)采境界的因素很多，歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面 [1]： (1) 自然因素：包括礦床賦存條件，如礦體形態(tài)、大小、厚度、傾角等，礦石種類及品位，礦石和圍巖性質(zhì)、地形、礦區(qū)附近的河流、工程和水文地質(zhì)等。 (3) 經(jīng)濟(jì)因素：包括基建投資、基建時(shí)間和達(dá)產(chǎn)時(shí)間、礦石的開(kāi)采成本和銷售價(jià)格，開(kāi)采過(guò)程礦石的貧化和損失 ，以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要等。因此，在確定露天開(kāi)采境界時(shí)，必須全面分析和綜合考慮各種因素，分清主次關(guān)系。隨著露天開(kāi)采境界的延深和擴(kuò)展，在采礦量增加的同時(shí)剝離量也大幅度增加，從而導(dǎo)致剝采比不斷增大。然而，究竟要控制哪一種剝采比，存在許多不同觀點(diǎn)，其中形成較早又具有代 表性的觀點(diǎn)可以歸納成下面討論的三種原則 [1]。該原則的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是使整個(gè)礦床的開(kāi)采盈利最大。 (2) 平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則 對(duì)于露天開(kāi)采境界內(nèi)的全部礦巖量，這一原則要求露天開(kāi)采的總體經(jīng)濟(jì)效果不劣于地下開(kāi)采?？梢宰C明，平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目 標(biāo)是：在滿足露采的平均經(jīng)濟(jì)效果不劣于地采的條件下，使劃歸露天開(kāi)采境界的礦石儲(chǔ)量最大。 (3) 生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則 生產(chǎn)剝采比可以反映露天礦生產(chǎn)的實(shí)際剝采比。該原則中的生產(chǎn)剝采比，可以是均衡生產(chǎn)剝采比，也可以是未均衡的生產(chǎn)剝采比即時(shí)間剝采比。另外，由于生產(chǎn)剝采比的概念不易 明確界定，加之它與采深的關(guān)系較為復(fù)雜而不易把握，因而該原則相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法的可操作性較差。 因此采用 nk≤njh 這一 原則 ，能 使整個(gè)礦床開(kāi)采的總經(jīng)濟(jì)效果達(dá)到最佳，而且運(yùn)算 比較 簡(jiǎn)單，因而國(guó)內(nèi)外廣泛運(yùn)用這個(gè)原則，本設(shè)計(jì)也采用這一原則。 經(jīng)計(jì)算 ： njh=(13967)/54=，所以經(jīng)濟(jì)合理剝采比 njh=。巖石的硬度系數(shù)為 f=6~10。 ， 選下盤(pán)的最終邊坡角 為 42176。 露天礦的最小底寬 露天采場(chǎng)底部最小寬度不應(yīng)小于開(kāi)段溝寬度。故可根據(jù)以下汽車回返式調(diào)車最小底寬計(jì)算公式計(jì)算，見(jiàn)下式： Bmin =2(Rmin+L+E)