弓长岭铁矿开采设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流弓长岭铁矿开采设计.精品文档.摘 要本次设计为弓长岭铁矿的初步开采设计，但由于资料和条件有限，本次设计主要针对老岭下盘的残余矿体的开采设计。共分为13章：1.总论；2.矿山地质；3.矿山年产量及服务年限；4.矿床开拓；5.矿山井巷工程；6.采矿方法；7.矿井运输与提升；8.矿井通风；9.供风、供水、供电；10.矿井排水；11.劳动安全；12.技术经济；13.总图运输。本次设计目标老岭下盘残存矿体，矿体自IVI勘探线发育，矿体走向SW，倾向SE，倾角3060，沿走向长217m，厚度842m，平均厚度25m。本根据矿体赋存条件，及矿山开采技术条件

2、，以及矿山年产量120万t，设计矿山服务年限38年，开拓方式采用上盘平硐开拓，采矿方法为无底柱分段崩落法，箕斗提升用于128中段之下的余留矿体，通风方式采用对角式抽出式通风，井下运输为有轨电机车运输，论文对矿井防排水系统和各工种人员和设备配置作了阐述，初步形成了完整的地下开采方案。并根据矿区的交通和地理情况大体布置了所需的工业场地和生活区，并在总图中大致的标出了其所在的位置。关键词：地下开采；上盘平硐开拓；无底柱分段崩落法；对角式抽出式通风；ABSTRACTThe preliminary design for the iron ore mining design Gongchangling,

3、but because of limited information and conditions of this design is mainly for residual ore mining old Heights disc design. . Divided into 13 chapters: Subjects; mine geology; mine annual production and service life; deposit to open up; mine shaft engineering; mining method; transportation and upgra

4、ding mine ; mine ventilation; for wind, water, electricity; mine drainage; labor safety; technical and economic; general layout and transportation.The design goal of remaining old disk Heights ore, ore prospecting line since I VI development, ore body SW, tendency SE, dip 30 60 , along the strike le

5、ngth of 217m, a thickness of 8 42m, the average thickness of 25m .According to the conditions of the ore body, mining and technical conditions, and the annual output of 1.2 million mines t, design mine life of 38 years, pioneering the use of the way the disc adit exploration, mining method for the n

6、on-pillar sublevel caving, Kei bucket elevator for the remaining 128 under the middle of the ore body, using diagonal ventilation type exhaust ventilation, underground transport to rail transport motor vehicle, anti-thesis of mine drainage system and various types of personnel and equipment configur

7、ation elaborated, initially formed a complete underground mining program. And depending on the traffic and geography mines generally arranged in the required industrial sites and living areas, and the total figure at roughly marked its position.Keywords: underground mining; open up the disc adit; pi

8、llarless sublevel caving; diagonal type exhaust ventilation; 目 录目 录11 总论11.1 矿山概况11.2 设计依据11.3 设计任务21.4 设计指导思想21.5 矿山建设主要方案21.6 主要技术经济指标21.7 存在的问题与建议32 矿山地质42.1 矿区地理与气候条件42.2 矿区地质构造42.3 矿体分布、产状及规模42.4 矿区水文地质52.5 矿区工程地质82.6 矿区环境地质113 矿山年产量及服务年限143.1 矿山年产量143.2 矿山服务年限143.3 矿山工作制度154 矿床开拓164.1 井田划分164.

9、2 岩体移动范围174.3 阶段高度的确定184.4 矿床开拓方法选择194.5 阶段及矿块开采顺序204.6 三级矿量205 矿山井巷工程225.1 矿山基本巷道工程225.2 竖井断面设计225.3 平巷断面设计255.4 井下硐室285.5 井筒及阶段运输平巷施工要求286 采矿方法（专题部分）296.1 矿床地质及开采技术条件296.2 采矿方法选择296.3 采矿方法叙述337 矿井运输与提升367.1 运输任务、方式及线路367.2 运输设备选型377.3 轨道结构与选型377.4 列车编组计算387.5 矿井提升408 矿井通风438.1 矿井通风概述438.2 矿井通风条件43

10、8.3 通风方式与通风系统的确定438.4 风量计算458.5 矿井风量分配原则和方法488.6 通风阻力计算498.7 通风设备选型518.8 局部通风538.9 通风制度548.10 通风设施548.11 井下防火、防尘措施549 供风、供水、供电569.1 矿井供风569.2 矿井供水569.3 矿井供配电5610 矿井排水5810.1 矿井涌水量及其确定依据5810.2 排水系统及工程设施5810.3 排水设备选型5810.4 排水设备及人员编制6010.5 防水措施6011 矿山环境保护、劳动安全与工业卫生6211.1 矿山主要污染源及污染物6211.2 采矿车间环境及保护6211.

11、3 其它污染源及环境保护6311.4 劳动安全6311.5 工业卫生6912 技术经济7112.1 投资概算7112.2 成本分析7212.3 矿山能耗7212.4 综合技术经济指标7313 总图运输7513.1 矿山总图布置原则7513.2 矿山地理位置及总图布置7513.3 矿区运输76附 录77参考文献78致 谢791 总论1.1 矿山概况弓长岭矿业公司露天铁矿独木平硐开采工程位于辽宁省辽阳市弓长岭区，西南距鞍山市69公里，西北距辽阳市39公里，地理座标为北纬410807，东经1232725。本区交通方便，辽溪铁路从矿区西北端通过，安平站距矿区5公里，且有专用矿山铁路与辽溪铁路相接。公路

12、交通也极为方便，辽溪公路紧邻矿区通过。弓矿公司露天铁矿老岭采区始建于1966年，1968年投产，规模80万t/a，1977年闭坑结束开采。露天底标高198.2m。与之相邻的独木露天采区已开采至104m标高，下盘和西端帮都已靠到固定帮。此次独木平硐开采工程主要是开采老岭露天采区闭坑后残存下来的第二层铁、上盘挂帮的小矿体及30剖面至F2断层间的矿体。1.2 设计依据主要设计依据：（1）弓矿公司独木平硐开采工程初步设计委托书；（2）国家有关法律、法规、规程、规范等。设计基础资料：（1）辽宁省辽阳市弓长岭铁矿床老岭八盘岭矿区详细地质勘探总结报告（鞍钢地质勘探公司四四队，1977年提交）。（2）老岭下盘

13、IVI线地质剖面图（弓矿公司露天铁矿，2003年2月提供）。（3）独木采区境界外矿体分布情况说明（弓矿公司露天铁矿，2003年2月提供）。（4）独木采区采场现状图及地表地形现状图。（5）弓矿公司露天铁矿独木采区深部开采方案优化设计（鞍山冶金设计研究总院，2003年5月）。设计所依据的地质资料有：（1）原鞍钢地质勘探公司四四队于1977年提交的辽宁省辽阳市弓长岭铁矿床老岭八盘岭矿区详细地质勘探总结报告。（2）弓矿公司露天铁矿提供的老岭下盘线地质剖面图；30F2断层之间30、32、34线地质剖面图。（3）弓矿公司露天铁矿提供的独木采区境界外矿体分布情况说明。1.3 设计任务主要是开采老岭露天采区闭

14、坑后残存下来的第二层铁、上盘挂帮的小矿体及30剖面至F2断层间的矿体。1.4 设计指导思想（1）根据矿体赋存条件，合理确定矿山规模；（2）设备装备水平要求高效、可靠、大型化；（3）尽量减少工程投资，基建带矿巷道不计入基建投资，井下硐室除必须设在井下外，尽可能安排在地面，平硐口场平、倒装设施费不计入基建投资中；（4）阶段高度划分、采场结构尺寸应与大型、高效设备相协调；（5）早见矿，早达产。1.5 矿山建设主要方案开拓系统采用垂直矿体走向上盘平硐开拓，主井为竖井双箕斗井用来提升矿石，附近采用斜坡道提升用来提升人员与材料。矿体走向长217m，厚度842m，平均厚度25m，倾角3060，属于急倾斜中厚

15、矿体，矿体主要以磁铁矿为主，其次为赤铁矿、褐铁矿及菱铁矿，矿体较为稳固，地表允许崩落，根据相似矿山的情况以及比较采用无底柱分段崩落法。阶段高度为60m，分段高度15m，矿块垂直走向布置个矿块设置一人行提升天井与一溜矿井，矿石崩落后，由铲运机装运，经联络道倒入溜井，再经矿车拉至矿仓，采用震动放矿机出矿。通风方式为对角式抽出式通风，且在各矿块中采取局扇通风。排水选择DA1-100单吸多级分段式离心清水泵排水，设3台，一台备用。矿山采用集中供气固定式空气压缩机供风，直流供水系统，井下供电由主供电和保安供电两条线路组成。井下采用架线式型号为ZK-7/550型电机车牵引YGC4（7）型矿车运输，从各个中

16、段的溜井口装车，由箕斗提升铲运机运输。地表运输是矿仓中的矿石通过公路汽车运输到选厂矿仓，废石通过公路汽车运输运送到地面废石堆场。1.6 主要技术经济指标弓长岭铁矿开采方式为井下开采，采矿方法为无底柱分段崩落法，矿山规模为120万t/a，参照矿山实际情况和生产要求确定的主要经济技术指标如下：（1）矿石损失率17%（2）矿石贫化率22%（3）矿石平均品位32.90%（4）矿石回收率78%（5）矿山服务年限38a1.7 存在的问题与建议弓长岭铁矿设计主要矿体包括老岭露天开采结束后残留下来的第二铁矿层和30剖面至F2断层之间的矿体。由于获得的地质资料不多且很不全，所以本次设计主要只针对了部分矿体的设计

17、，使采矿设计中一些数据与实际弓长岭铁矿的不符合。2 矿山地质2.1 矿区地理与气候条件弓长岭矿业公司露天铁矿独木平硐开采工程位于辽宁省辽阳市弓长岭区，西南距鞍山市69公里，西北距辽阳市39公里，地理座标为北纬410807，东经1232725。本区交通方便，辽溪铁路从矿区西北端通过，安平站距矿区5公里，且有专用矿山铁路与辽溪铁路相接。公路交通也极为方便，辽溪公路紧邻矿区通过。2.2 矿区地质构造该矿床属于鞍山式沉积变质铁矿床。矿区内地层主要为前震旦系鞍山群变质岩系茨沟组、震旦系钩鱼台组石英岩以及第四系坡积层和冲积层。区内构造复杂，褶皱、断裂较发育。主要断层有F1、F2、F8。 表2-1矿岩主要物

18、理力学性质参数表 矿岩名称体重（t/m3）硬度系数（f）松散系数（K）湿度（%）磁铁贫矿3.312181.520.024赤铁贫矿3.31.52混合岩2.68121.52花岗岩2.68121.52角闪岩2.66121.52表土2.62.3 矿体分布、产状及规模本区矿体以贫铁矿体为主，主要矿体为老岭露天开采结束后残存下来的第二铁矿层和30剖面至F2断层之间的矿体。老岭下盘残存矿体：矿体走向SW，倾向SE，倾角3060，沿走向长30217m，厚度842m。30F2矿体：矿体走向近东西向，倾向N，倾角3565，沿走向长约400m，矿石平均品位32.90%。矿石中金属矿物主要为磁铁矿，其次为赤铁矿、褐铁

19、矿及菱铁矿等。矿石中主要化学成分有：SiO2、Fe2O3和FeO，其次为Al2O3、MgO、CaO、CO2等。矿石致密坚硬，稳固性较好。矿体顶底板围岩主要为混合岩、斜长岩等。由于矿区褶皱和断层构造发育，会给巷道的稳定性带来不利的影响，并且矿带中特别是断层带附近节理较发育，这将降低岩层的稳固性。弓矿公司露天铁矿提供的老岭下盘（IVI线）残存矿体地质储量为C级1476.7万t，矿石品位32.97%。88m以上设计地质矿量为1339万t。30F2矿体地质储量D级3215.0万t，矿石品位32.90%。88m以上设计地质矿量为3143万t。2.4 矿区水文地质2.4.1 水文地质矿区属北温带大陆性气候

20、区，年平均降雨量为761.5mm，雨季在7、8、9三个月，年平均气温在8.3，多年最大24小时降雨量均值为90mm。矿区内无大的地表水体，仅有各沟谷的小溪。矿区内出露的含水层主要以前震旦系鞍山群变质岩系的含铁石英岩为主，其次为混合岩钩鱼台组石英岩及第四系地层。矿区内地下水主要接受大气降水的补给。矿坑总涌水量正常6385m3/d，最大38645m3/d。坑内排水由采矿运输平巷自流到独木露天采场坑内，利用独木露天采场坑底的排水泵将水排至界外。2.4.2 矿区水文地质条件（1）自然地理概况该矿区为前震旦纪变质岩系构成的中低山区，山势陡峻，基岩裸露，标高250400m，最高峰为老岭西缘的西大砬子，高程

21、为520m。当地侵蚀基准面为矿区东南侧的何家堡子河床，标高为200m。本区属于北温带大陆性气候区，年平均降雨量为761.5mm，雨季在7、8、9三个月，年平均气温在8.3，多年平均最大24小时降雨量为90mm，冻结深度为1.5m。矿区内无大的地表水体，仅有各沟谷的小溪，其中老岭东沟、北沟和南沟的小溪汇流经本区南缘的弓长岭沟自北西向南东流入何家堡子河；哑叭岭北沟小溪自南向北流入八盘岭金家堡子河，各小溪受季节影响，平时水量甚微，旱时近于干涸，仅雨季山洪爆发，流量骤增，洪水过后流量骤减。（2）矿床水文地质条件矿区内出露的含水层主要以前震旦系鞍山群变质岩系的含铁石英岩为主，次为混合岩、钓鱼台组石英岩及

22、第四系。其余的片岩层则含水极微弱，可视为隔水层。按岩性、结构、裂隙发育程度和充水特征的不同分述如下：（一）第四系冲积、坡积孔隙含水层分布于山麓斜坡和沟谷洼地，直接复于基岩之上。据钻孔及露天坑揭露，厚度为220m。成分主要由砂砾石及粉土、粉质粘土组成。一般冲积层分选较好，坡积层则分选较差。地下水主要以潜水形式（局部承压）赋存于该层的孔隙中，直接受大气降水、基岩裂隙水及地表水的补给，局部地段亦补给基岩裂隙水和地表水。多以下降泉的形式排泄，地下水迳流条件较好。水位埋深受地形的控制，一般小于3m。地下水动态明显受季节性影响，民井调查水位波动幅度12m。单位涌水量为0.1260.842L/s.m ，渗透

23、系数为1.62318.5865m/d。地下水化学类型为HCO3SO42Ca2+Mg2+型，矿化度一般小于0.3g/L，为低矿化的淡水。（二）前震旦系微弱含水的混合岩、混合花岗岩和矽质粒岩风化裂隙含水层该层于矿区内广泛分布，呈大面积出露，据地表出露及露天坑观察，成岩节理和风化裂隙纵横交错，裂隙宽度一般为0.55mm左右。由于长期的风化作用使裸露地表的岩石多呈碎块及松散的粒状。风化程度由浅至深渐弱，据老岭钻孔岩心观测表明，风化带深度一般可达100m左右。风化带以下裂隙微弱，岩心多完整，呈柱状及长柱状，故深部可视为不透水层，该层直接接受大气降水和第四系坡积、冲积层水的补给，在山麓沟谷地形切割有利处常

24、以下降泉形式排泄。单位涌水量为0.00270.0301L/s.m，渗透系数为0.004250.04808m/d。地下水化学类型为HCO3SO42Ca2+Na+型，矿化度小于0.3g/L。（三）中弱含水的鞍山群含铁石英岩裂隙含水层该层赋存于混合岩中，整个矿区共有6层含铁矿层且与片岩层相间产出。岩层走向大致为东西向并呈波浪状缓倾伏于北。各含铁矿层厚度一般为2040m，岩性以含铁石英岩、透闪阳起磁铁石英岩和赤铁石英岩为主，坚硬，性脆，受构造运动和混合岩化的作用而遭受一定程度的破坏，其节理裂隙较发育。在铁矿层钻进中有少部分钻孔在不同深度发生漏水和涌水，有的钻孔漏失量较大甚至达到百分之百。铁矿层在出露较

25、高的高山区埋藏较浅，水位略深，多呈潜水类型。由于铁矿间片岩的相对隔水性，特别是在厚大的混合岩覆盖下，该层地下水多以承压状态出现。铁矿层的富水性、透水性不均一，单位涌水量0.001450.2943L/s.m，渗透系数为0.001760.73807m/d。地下水化学类型为SO42HCO3Mg2+Ca2+型，矿化度小于0.3g/L。（3）地下水的补给、迳流和排泄条件矿区范围内地下水主要接受大气降水的补给。由于山岭相连地形坡度大，形成较为通畅的水文排泄网，大气降水沿山岭斜坡汇流经沟谷很快排泄到区外。因此，不利于地表水的聚集与地下水的补给。2.4.3 矿坑涌水量预测（1）设计标准根据采矿设计手册规定，本

26、次设计所采用的防洪频率标准为P=10%。（2）水量计算地表产生塌陷以后，深部矿坑涌水量包括塌陷区降雨渗入量和来自风化带的地下涌水量两部分。由于该矿床位于独木露天采场边缘，目前独木露天采场已经开采到88m水平，独木露天采场经过多年开采，对周边风化裂隙带的地下水已经疏干，现在风化裂隙带的地下水量甚微，可以忽略不计。因此本次设计不对该矿床的地下涌水量进行计算，只计算塌陷区降雨渗入量。塌陷区降雨渗入量计算采用降雨渗入经验公式进行计算。其中塌陷区降雨渗入量分别按设计暴雨渗入量（Q1）和正常降雨渗入量（Q2）进行计算，其计算式如下： Q1 = a1 .Hp . F Q 2= a2 .H. F式中：a1 露

27、天底渗入系数；a2 塌陷区渗入系数；Hp P=10 % 时24小时暴雨量，mm；H 正常降雨渗入量，取枯雨季节控制雨量，mm；F 汇流面积，m2。降雨渗入量计算的水文参数，由辽宁省水文水资源勘测局（1998年8月）编制的设计暴雨洪水计算方法中查取，正常降雨迳流量计算，是根据本溪市气象站1985年1997年降雨资料，统计出枯雨季节控制雨量，汇流面积由1/1000地形图圈定。所选用的计算参数及结果详见表2-2。表2-2降雨渗入量计算参数及结果表 项目名称暴雨量Hp（mm）正常降雨量H（mm）露天底渗入系数a1塌陷区渗入系数a2露天底汇流面积F（m2）塌陷区汇流面积F（m2）计算结果Q（m3/d）最

28、大水量1550.500.3510433056329738645正常水量0.0360.350.2510433056329763852.4.4 矿山生产时期的水文地质工作生产水文地质工作的中心任务是研究解决矿山生产和生产基建过程中的各种水文地质问题，预防和治理地下水引起的各种水害，防止突然涌水，保证生产和掘进正常安全进行，以及管理好供水工作。根据老岭矿区的具体条件，生产时期的主要水文地质任务如下：（1）对雨量、矿坑涌水量、地下水位和矿坑水的化学成分进行长期观测。（2）定期观测并测量塌陷区的发展范围，从中找出发展规律，预测矿坑涌水量。（3）雨季时，对可能发生泥石流的工作面可酌情暂时停止作业，或采取个

29、别工作点密闭措施，待非雨季节再恢复生产。（4）塌陷区降雨渗入量的计算，目前采用的渗入系数经验值法，缺乏严密科学根据，预测结果与实际常常出入较大，需要在矿山生产中不断研究积累资料，作出合理修正，并进一步提出相应的防治措施。2.5 矿区工程地质2.5.1 工程地质岩组及构造特征（1）石榴云母石英片岩组岩体呈银灰色，片理极为发育，具鳞片变晶结构。该岩组节理裂隙多为闭合性的，局部因外界影响等呈张裂隙。平均裂隙密度为3.0条/m。该岩组呈薄层状，强度较低，抗风化能力差。（2）含铁石英岩夹角闪岩组（FeArn）该岩组主要位于矿体之间，局部为矿体的顶板。层厚一般为3040m，最厚为80m。灰黑色，条带状或块

30、状构造，层状结构，岩石坚硬。节理裂隙发育，平均裂隙密度为3.6条/m。斜长角闪岩为暗绿色，节理不发育，块状构造，平均裂隙密度为4.0条/m。另外，该岩组中还夹有少量绿泥石石英片岩和绿泥石绢云母石英片岩，降低了岩层的稳定性。（3）混合岩组（M）该岩体为肉红色、鲜红色，局部呈灰色。岩石坚硬，粗中粒结构，块状构造。节理裂隙发育，平均裂隙密度为4.0条/m。一般为闭合状，平整。该岩组主要为矿体顶板岩体，分布广泛。岩体为肉红色，局部因混合岩化较弱呈灰色。岩石坚硬，粗中粒结构。节理裂隙发育，平均裂隙密度为4.0条/m。节理裂隙为闭合、平整。该岩组风化严重 ，地表风化厚度约2030m，据老岭钻探表明最大风化

31、厚度达100m左右。该岩组上部岩体质量较差，下部较好。（4）岩浆岩组矿区主要发育辉绿岩脉（）。出露规模较小，主要出露在F2断层中，呈岩脉状，一般厚0.54m，走向长30100m，延深100m左右，深绿色，斑状结构。（5）第四系松散岩组（Q4）主要由山坡堆积物、山谷冲积物和残积物所构成，结构松散，厚度较薄，其中山坡堆积层分布于周围山坡，由铁矿石、混合岩及片岩等碎石夹杂沙土构成。山谷冲积层主要在小北沟中，由混合岩碎块、泥物质、砂砾石、片岩碎屑及铁矿碎石等组成。矿区范围内影响矿体开采的构造主要有独木哑叭岭八盘岭近东西向的复式褶皱构造和F1、F2和F13断层。断层特征详见表2-3。表2-3矿区主要断层

32、特征表 断层名称走向倾向倾角（）断层面特征断距（m）性质位置F150SE3080起伏波状水平100垂直150斜逆断层老岭二矿分界线F240SE7590平直光滑水平200500垂直200斜逆断层老岭二矿分界线F1360NW7085波状弯曲水平20垂直20逆断层老岭2.5.2 岩体物理力学性质地质勘探报告中未全面测量矿体围岩的物理力学性质指标，本次设计根据独木采区相关的边坡研究成果资料进行设计。矿区主要岩（矿）体的物理力学性质指标详见表2-4。表2-4主要岩（矿）石的物理力学性质表 岩石名称容重（kN/m3）抗压强度c（MPa）抗拉强度t（MPa）内聚力C（MPa）内摩擦角（）备注混合岩31.09

33、7.647.300.7236参考邻近矿区研究资料。石榴云母石英片岩27.931.55.300.2533斜长角闪岩3.09205.41.2636.42.5.3 岩体结构特征本矿区矿体主要赋存在上部的混合岩和下部的云母石英片岩之间，含矿带与角闪岩交互存在，顶板围岩主要为混合岩，局部为角闪岩，底板主要为云母石英片岩。根据矿区岩体的岩性、结构、风化程度将矿体及围岩划分成不同的工程地质岩组，按“中国科学院地质研究所”提供的“岩体结构分类”进行评价，并按MRMR岩体分级体系对各岩组进行分级，详见表2-5。表2-5岩体结构特征 岩组名称岩体结构岩体分级（MRMR）特 征云母石英片岩组层状结构4A鳞片变晶结构

34、，片理发育，裂隙发育。裂隙密度3条/m。含铁石英岩夹角闪岩组（斜长角闪岩岩组）层状结构3B层状构造，岩石坚硬。裂隙发育，裂隙密度一般为34条/m。混合岩组块状结构3A岩石坚硬，粗中粒结构。节理裂隙发育，平均裂隙密度为4.0条/m。第四系松散岩组散体结构主要为冲洪积和沟谷堆积物，松散。2.5.4 岩石力学分析本次设计坑内开采范围为弓长岭矿业公司老岭下盘残存矿体和30F2之间矿体。按照采矿设计要求，采矿方法均为无底柱分段崩落法，局部采用分段空场法开采。（1）老岭下盘残存矿体赋存在混合岩和云母石英片岩之间，其间夹有斜长角闪岩。随着挂帮矿体及残存矿体的逐渐采出，将直接导致原有露天边帮的崩塌破坏，逐渐形

35、成似高陡排土场形状的松散岩石堆积体。随着开采向深部进行，地表塌陷区以渐进式冒落方式向上盘发展，形成连续的塌陷区。本区东南部（矿体上盘）所发育的F2断层，对地表塌陷区的形成起一定的控制作用，局部控制塌陷区的边界。对于区段东南部的MP6矿体，本次设计采用分段空场法进行回采，由于MP6矿体倾角较陡，顶板岩石以云母石英片岩为主，岩体稳定性较好，经过对岩体结构特征分析，计算矿体上部岩体强度、矿体强度，上盘岩石允许暴露面积可达1000m2。（2）30F2采区30F2采区位于独木露天采场的西北部，上部34线南部与老岭下盘相连，并已开采完毕。地表自然地形为山坡和山梁，标高介于+300m+475m之间。矿体呈互

36、层状产出，顶板围岩主要为混合岩，局部为斜长角闪岩，底板岩石为云母石英片岩，矿体倾角约为3560。本区矿体顶部埋藏较浅，采用崩落法开采，在开采的初期就将在地表产生塌陷区，然后，随着开采的进行，地表塌陷区以渐进式破坏方式向上盘方向扩展，在地表形成连续的塌陷坑。由于矿体的顶板围岩主要为混合岩，岩体完整性好，岩体强度高，地表塌陷区的扩展范围有限。初期受地表第四系和风化岩体的影响，地表的扩展范围较大，随着开采的进行，在最低开采标高时，地表塌陷区控制在一定的范围内。矿体下盘所发育的F2断层，对下盘塌陷区的边界起控制作用。本次岩石力学设计在综合分析了本区矿体赋存条件和矿体围岩特征后，通过岩体分级指标确定各区

37、的岩体错动角，详见表2-6表2-6采区岩体错动角 采区错动角（）上盘下盘端部第四系及风化带老岭平硐636560或矿体倾角654030F2657060或矿体倾角70402.5.5 其它说明和建议本次设计坑内开采为两个不同的采区，矿体赋存特征不同，但存在一定的联系，采矿方法不同，所存在的岩石力学问题不同。生产中的监测工作对于矿山安全生产和及时处理所遇到的问题的解决提供依据。对于崩落法开采，监测主要以地表塌陷区的位移监测为主，对应分析地下开采与地表塌陷之间的关系，预测可能发生的塌陷，保证安全生产。本区未进行针对性的岩石力学研究工作，缺少相应的分析资料，在下阶段设计和生产过程中应借助一定的手段，补充这

38、部分资料，进行详细的优化设计，保证在安全生产的前提下，提高效益。2.6 矿区环境地质2.6.1 主要地质环境问题弓长岭露天铁矿经过上百年的开采，遗留下一系 列的矿山地质环境问题，主要表现为地形地貌景观的 破坏、“三废”污染、水土流失、地质灾害等方面。（1） 地形地貌景观的破坏 露天采矿活动改变了矿山原有的地形条件与地貌特征，造成土地毁坏、山体破损、岩石裸露、植被破坏等现象。弓长岭矿区开采历史长，采掘强度大，对地形地貌景观改变强烈。 目前，弓矿公司露天采场 4 个，占用土地面积 35 km2 多年采掘活动在二矿区形成了近 60 hm2 的塌陷坑；在老岭采区形成一个面积 33.4 hm2 、深度

39、182 m 的凹陷坑；在独木采区形成一个面积 46.7 hm2深度 197 m 的采坑；在采区内6 处规模较大的排岩场（棋盘岭、大阳沟、320、永久、老岭、440 排岩场），堆放的岩石废渣达 1254610 4 t，占用破坏土 地 259.5 hm2 。（2） “三废”污染固体废弃物污染：弓长岭铁矿开采后，产生了大量的废石、排土和尾矿（露天开采1t碎石通常剥离510t覆盖的岩土）。废石（土）年排放量为1960104t，累计堆放量为34367.3104t，年综合利用量为0；尾矿年排放量为431.9104t，累计堆放量为16000104t，年综合利用量为25104t。矿渣与尾矿所引起的环境问题除在

40、矿区内压占土地外，同时造成矿区土壤环境、水环境与大气环境的污染。这类固体废物在表生作用下，重金属与其他有害物质的释放会污染矿区土体与水环境。废水污染：弓长岭铁矿产生的废水主要为矿坑水和选矿废水。矿山外排的矿坑水年产出量为1140104t，选矿废水年产出量为5875.2104t，废水中含有大量浮选药剂、硝基苯、重金属，在未达标的情况下排放至河道。另外，矿山开采后的废石堆成排岩场、尾矿库，由于不能及时治理，已经成为区域地下水的污染源。排岩场、尾矿库长期处在氧化、风蚀、溶滤过程中，其中各种有毒、有害物质随水进入地下、地表水体和农田、土壤之中，造成地下水、地表水体污染。废气污染:露天开采作业为开放式，

41、爆破、采掘、运输形成的粉尘较大，直接影响矿区及邻近地区生活环境。另外，大气颗粒物中还含有很多对人体有害金属元素，最后也经过干沉降和湿沉降到达地面，最终汇入土壤，对植物和土壤生物形成危害。（3）水土流失露天开采形成的松散堆积和裸露的地表，使土地丧失了原有的固土抗蚀能力，水土流失量增加。依据2000年遥感调查资料显示，辽阳市现有水土流失面积6.59104hm2，其中轻度占90.04%，中度占8.04%，强度占1.43%，极强度以上占0.49%.而弓长岭区现有水土流失面积0.464104hm2，其中轻度占61.69%，中度占26.84%，强度占11.47%，土壤侵蚀形式以水蚀为主。究其原因，主要是由

42、于本区内采矿业的不断发展，特别是露天铁矿造成的人为水土流失不断加大、加重。水土流失削弱了土壤肥力，改变了土壤物理化学性质，对土壤生物造成损害，导致物种数量、种群数量减少.。弓长岭铁矿区水土流失主要发生在采场、排岩场、工业场地、运输道路等场区。（4）地质灾害露天采矿后形成的地貌坡角大，堆体松散，在水力冲刷、开采爆破及运输机械震动下，采场、排岩场处极易发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。现状条件下，弓长岭铁矿区的320排岩场，发生2处泥石流地质灾害，形成高约1m，宽8m，长14m的堆积体，现场斜面仍可观察到2条宽3.5m，深近1m的冲沟痕，其下部即为过岭公路和少量民居，所幸未造成人员伤亡。位于独木采

43、区有一处滑坡体，滑坡体积约有50104m3，道路被错开，有数十条拉张裂缝，大者长约15m，宽0.5m，可见深度0.5m。山体后缘有近1m深的陡坎，分析为滑坡后缘拉张裂缝。该滑坡目前正处于蠕变阶段。滑坡于2005年初被发现，2005年3月，矿山科技人员使用数台裂缝拉张速度位移监测器，定时测量位移及相对高差.至5月初，2个月的监测结果表明，位移近0.5m，表明滑坡处于蠕滑状态。目前，矿区已对该区域周边进行布控，设置警示牌，禁止人员和车辆进入该区域。另外，滑坡下部即为目前正在开采的“独木大坑”，如果滑坡发生，将对独木采区带来严重威胁，直接影响矿区的生产能力，故应及时治理。2.6.2 防治对策（1）正

44、确处理矿产资源开发与环境保护的关系，切实加强矿山地质环境保护工作矿业开发应正确处理近期与长远、局部与全局的关系，把矿产资源开发利用与环境保护紧密结合起来，实现矿业的持续健康发展。对矿业活动破坏的地形地貌景观，要采取有力的措施进行恢复治理；对矿山产生的“三废”，必须按照国家规定的有关环境质量标准进行处置、排放；对露天开采引发的地质灾害要进行治理。（2）加强法规和制度化建设，全面推进矿山地质环境保护全面落实矿产资源法环境保护法水土保持法土地管理法等法律法规，结合本地区的实际情况，建立健全“矿山地质环境影响评价制度”。（3）强化监督管理，严格控制矿山地质环境遭受破坏建立健全管理机构，明确执法主体，加

45、强执法能力，加大对矿山地质环境执法的监督力度，遏制地方保护主义造成人为地质环境破坏。各级国土资源部门会同相关职能部门，定期开展矿山地质环境保护执法检查。做到执法必严、违法必究。（4）加大资金投入，为矿山地质环境保护与治理工作提供保障在国家和各级政府资金投入的基础上，制定适宜的优惠政策，广泛吸纳社会资金，建立多元化、多渠道的矿山地质环境保护与治理投资机制，专款专用，逐步分阶段实施。（5）注重宣传教育，全民动员共同推进矿山地质环境保护工作，大力宣传地质环境保护与治理的社会效益、经济效益和环境效益，教育人们树立环境保护意识，号召人们积极参与环保治理工程，3 矿山年产量及服务年限3.1 矿山年产量3.1.1 矿山年产量 （3-1）式中：A矿山年产量，t/a； t年工作日，d，330；g矿山日产量，t/d；3600t/d。3.1.2 验证矿山年产量按合理开采顺序同时回采矿块数验证矿山年产量 （3-2）式中