徐州利国铁矿资源开发利用方案-1（大王庙）

第一章 概 述

1.1 项目名称

徐州华通厉湾金属矿产有限公司大王庙铁（铜）矿矿产资源开发利用方案

1.2 隶属关系、企业性质

徐州华通厉湾金属矿产有限公司大王庙铁（铜）矿是徐州华通金属矿产有限公司所属矿山，矿山属民营企业。 1.3 矿区位臵及交通

大王庙铁（铜）矿属铜山县利国镇管辖，位于徐州市北西约43km，利国镇西约5km。处于利国铁矿田墓山—厉湾北西向铁(铜、金)矿带的西端、徐州铁矿集团弃采的峒山井田西部的厉湾村附近。

大王庙矿段西邻微山湖滨，东约5km有京沪铁路及104国道，并有水泥路面与矿段相连，京杭大运河从矿段东北部约11km由北向南流过。交通十分方便，如图1-1。 1.4 自然经济地理概况

该区域为华北平原鲁南南缘低山丘陵。勘查区位于低山丘陵区的西北部，与微山湖毗连。

地形总体趋势为东高西低、南高北低，东部丘陵区最大海拔标高（以下简称标高）198m，西部微山湖浅水区围堰养鱼后显露的地面标高32.35～41.88m。由于对浅部矿体的滥采、乱挖，采坑遍布，自然地形被破坏严重。

徐州华通厉湾金属矿产有限公司大王庙铁（铜）矿矿产资源开发利用方案设计范围内共有采坑20个，多已停采，尚有两个在采。停采矿坑中最大的厉南坑，始采于日本侵华时期，停采于1987年，采坑面积57338m2，最大采深-90m。其余采坑面积均小于1000m2，采深多小于20m。

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勘查区处于北温带，属亚热带与温暖带过渡带，湿润—半湿润气候区，四季分明，春季冷暖多变，夏季高温多雨，秋季天高气爽，冬季干燥寒冷。年平均气温14℃，极端最高40.6℃，极端最低-22.6℃。年平均降水量840.4mm，年最大1191.2mm，年最小601.4mm。

勘查区及邻近的周边地区，历史上未发生过有感地震，区内的震感均为区外地震波及所致。地震基本烈度为Ⅷ度。

利国镇的铁矿开采历史悠久，以此为主导，带动相关企业，工农业较发达。上世纪九十年代初期以来，建成多家钢铁冶炼、水泥生产等相关企业，进一步带动了地方经济的快速发展。

周边地区农业以水稻、小麦、山地经济作物为主，微山湖浅水区围堰发展渔业为主。微山湖总面积71.5km2，与勘查区北、西边界相连。南25km有徐州发电厂。矿区水、电、燃料及劳动力资源较为充裕。 1.5 矿山生产规模及矿区范围 1.5.1 矿山生产规模

矿山年产铁（铜）矿石10×104t 1.5.2产品方案

矿山年销售原矿10×104t/a （矿石品位TFe40.54%，矿石块度350~0mm） 1.5.3矿区开采范围：

徐州华通金属矿产有限公司大王庙铁（铜）矿矿区范围2007年8月11日江苏省国土资源厅以苏国土资划(2007)0007号下达了划定矿区范围的批复,以4个拐点坐标圈定了矿区面积为0.5736平方公里，开采深度自38米至-360米。拐点坐标见表1-1。

表1-1

拐点 1 2 X 3825500.00 3825500.00 Y 39526386.44 39527533.58 拐点 3 4 X 3825000.00 3825000.00 Y 39527535.00 39526387.53 ----------------------------------------------------------------------------------------- - 2 -

勘查

图1-1 交通位臵图

1.6 编制依据

1.6.1简述项目目前进展情况

该矿山在勘探期间用地手续已办好，道路已通至矿山工业场地，并已构筑部分简易生活设施。

1.6.2开发利用方案编制所依据的主要基础资料

（1） 《资源储量报告》评审意见书

（2） 《资源储量备案证明》、江苏省国土资源厅苏国土资划(2007)0007号划定矿区范围的批复

（3）《矿产资源开发利用方案编写内容要求》（国土资发?1999?98号）； （4）江苏省地质矿产局第五地质大队于2007年5月提交的《江苏省铜山县利国矿田大王庙矿段铁（铜）矿详查地质报告》；及相关图纸；

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（5）关于编制《徐州华通厉湾金属矿产有限公司大王庙铁（铜）矿矿产资源开发利用方案》的委托书；

（6）徐州华通厉湾金属矿产有限公司大王庙铁（铜）矿提交的相关资料；

（7） 现场调研情况简要说明； 1.6.3 开发利用方案编制的规范与标准。

（1）GB16423-2006 《金属非金属矿山安全规程》 (2)GB6722-2003 《爆破安全规程》 (3)GB17055-1997 《工业企业设计卫生标准》 (4)GB12265-90 《机械防护安全规程》 (5)GB50070-94 《矿山电力设计规范》

(6)GB16541-1996 《竖井罐笼提升信号系统安全技术要求》 (7)GB 16542-1996 《罐笼安全技术要求》

(8)GBJ213 《矿山井巷工程施工及验收规范》 (9)GB12801-91 《生产过程安全卫生要求总则》 (10)GB50187-93 《工业企业总平面设计规范》 (11)GB5083-1999 《生产设备安全卫生设计总则》 (12)GBJ16-87 《建筑设计防火规范》（2001年修订版） (13)GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》（2001年修订版） (14)GB50058-1992 《爆炸和火灾危险环境电力装臵设计规范》 (15)GB3836-2000 《爆炸性环境用电设备》 (16)GB18218-2000 《重大危险源辩识》

(17)GBL52-83 《工业与民用供电系统设计规范》 (18)GB4064-83 《电气设备安全设计导则》 (19)GB8196-87 《机械设备防护罩安全要求》 (20)GB6067-1985 《起重机械安全规程》 (21)GB/T16856-1997 《机械安全风险评价的原则》

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(22)GB5817-86 《生产性粉尘作业危害程度分级》 (23)GB6441-1986 《企业职工伤亡事故分类》 (24)GB50011-2001 《建筑抗震设计规范》 (25)GB2894-96 《安全标志》

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第二章铁矿石的需求现状和预测

近年来，我国宏观经济高速增长，拉动了我国铁铜产量及需求量的突飞猛进，电力、汽车、家电、电子、通讯、建筑业的快速发展、带动了铁、铜金属的大量生产和消费。中国继2002年后成为世界第一大铁、铜消费国后，铁、铜的消费需求依然保持强劲上升的势头。我国近10年来铁、铜消费平均增长率是世界平均增长率的2.4倍。

我国铁、铜资源紧缺的局面短期内难以改变，由于该矿山为小型矿山每年的矿石产量为10万吨，利国当地有许多选矿厂，矿石就地销售不成问题。

从当地矿石总的供求关系分析，小型铁矿山投资者会有一定风险，但不会发生企业亏损的局面，只是盈利多少的问题。

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第三章 矿产资源概况

3.1 矿区矿产资源储量

2007年5月江苏省地质矿产局第五地质大队提交了《徐州华通厉湾金属矿产有限公司大王庙铁（铜）矿详查地质报告》。江苏省矿产资源储量评审中心于2007年8月5日组织专家对江苏省地质矿产局第五地质大队编制的《江苏省铜山县利国矿田大王庙矿段铁（铜）矿详查地质报告》进行了评审，8月8日江苏省矿产资源储量评审中心下发苏储审（2007）43号文的评审意见书，评审意见认定大王庙矿段铁、铜矿122b＋333资源储量181.18万吨，铜矿石资源储量7.03万吨，铜金属量6281.1吨；铁矿石平均地质品位TFe 44.07% 。江苏省国土资源厅于2007年8 月9日以苏国土资储备字（2007）40号文，下达了关于《江苏省铜山县利国矿田大王庙矿段铁（铜）矿详查地质报告》矿产资源储量评审备案证明，批准铁矿石122b+333储量181.18万吨，其中122b： 45.35万吨、333：135.83万吨；铜矿石333量7.03万吨。铜金属量6281.1吨。

3.2 矿区地质概况 3.2.1 地层

矿田内地层由老至新有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系及第四系。寒武系为碳酸盐岩夹碎屑岩、分布在矿区南部，出露较好。奥陶系为碳酸盐岩，分布于矿区中部主岩体周围。石炭系、二叠系主要为碎屑岩，夹碳酸盐岩及煤层，主要分布在利国短轴背斜的翼部及倾伏端。

奥陶系与铁（铜）矿关系密切，其中肖县组是主要赋矿层位、其次是马家沟组、阁庄组。各组、段间均为整合接触，由下而上分述如下：

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①肖县组（O1x）

下段（O1x1）：以灰、灰黄色中-厚层白云质灰岩、灰岩为主，常具角砾状构造，微层理发育，夹泥质灰岩及少量白云岩。厚度121.07～362.92m。 上段（O1x2）：由土黄、灰黄、灰色，夹杂少量紫、黄绿色薄-中厚层白云岩、灰质白云岩、泥质白云岩组成，夹极少量灰色薄层灰岩、白云质灰岩，偶见土黄色泥质灰岩夹层。角砾状构造比较发育。厚度60.70～71.70m。 ②马家沟组（O1m）

下部为灰-深色厚层灰岩夹少量豹皮状灰岩，下部厚层灰岩中含燧石结核。厚度83.97～107.80m。

上部为紫灰色厚层豹皮状白云质灰岩，夹多层薄层灰色灰岩、白云质灰岩。厚度75.67～93.70m。 ③阁庄组（O2g）

下部以灰紫—紫灰色为主的中厚层白云岩，夹少量灰色薄层灰岩和白云质灰岩，局部具角砾状和大涡卷构造。厚度46.91～63.88m。

上部为薄-中厚层白云岩，以黄色为主，夹少量灰色。厚度17.78～33.33m。 3.2.2 构造 3.2.2.1 褶皱

为区域上徐州复式背斜北西翼的次级褶皱，多为NEE向，多呈短轴状，由于岩浆侵入和断层作用，多已残缺不全。

矿田东部从南至北有关山背斜、蔡山向斜、利国背斜、西陇子向斜。背斜与向斜相间分布。背斜核部地层为寒武系或奥陶系，向斜核部为石炭系、二叠系。矿田西部从南至北有磊庄向斜、西李家背斜、后石楼向斜、利国背斜，也呈相间分布。背斜核部为奥陶系；向斜核部为石炭系或奥陶系。

利国背斜东起吴庄，西至黄山岛，呈短轴状，轴向NNE，长约8.5km，

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宽约4.2km，规模较大，为主要控岩控矿构造。背斜核部东起吴庄、西经利国镇、土山子南、铜山岛南、至黄山岛陈家。枢纽中部上隆，向东、西两端倾伏，东部倾伏形态较明显，西部因岩浆侵入亦显模糊。核部为肖县组，因受岩浆侵入和后期断层切割破坏，多呈零星分布和捕虏体出现，北翼为马家沟组至下石盒子组，南翼由马家沟组和阁庄组组成。两翼地层倾角多小于40°，因受岩浆侵入和断层破坏，两翼不完整、产状变化较大。 3.2.2.2 断层

大小断层有三十多条，遍布矿田，根据其展布方向、成因联系，划分为EW向、NE向、NW向、NNE向及SN向五组断层。根据1991年江苏省地质矿产局第五地质大队利国矿田大比例尺铁（铜、金）成矿预测报告，EW向、NE向、NW向断层及利国背斜等褶皱构造，为成矿前的储岩控矿构造；其中EW向断层先期导岩储岩，而后期又起着控矿作用；NNE向及SN向断层为成矿后构造，具破岩破矿作用。 3.2.3 岩浆岩

利国矿田岩浆岩为以中酸性为主的岩浆岩为主的杂岩体，称利国镇岩体。岩石类型较多，其中（石英）闪长玢岩为铁矿成矿母岩，也可提供铜、金成矿物质，花岗闪长斑岩、花岗斑岩对铜金成矿有利。 3.2.3.1 岩体地质特征

根据岩性、形态、产状、剥蚀程度等特点，从西至东利国岩体可划分为6个子岩体，即东孙家岩体、西李家岩体、黄山岛岩体、利国镇岩体、吴庄岩体和蔡山岩体。多为浅成岩，较大岩体呈岩株状，小岩体主要呈岩枝、岩脉状。其中以利国镇岩体最大、与成矿关系最密切。

利国镇岩体分布在利国镇背斜的核部，呈椭圆形，面积15km2，呈岩株状、主要由燕山早期（石英）闪长玢岩组成，主体侵位于奥陶系碳酸盐岩地层中，上隆向四周倾斜、浅剥蚀，周围环形接触带产有多个矿床，如吴庄、利国镇、西马山铁矿床及墓山、峒山、大王庙铁（铜、金）矿床等。

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3.2.3.2 主要岩石类型及与成矿的关系

a、主要岩石类型

①含辉石角闪闪长岩：主要分布在利国镇岩体的下部，与（石英）闪长玢岩为相变关系。

②闪长玢岩—石英闪长玢岩：闪长玢岩与石英闪长玢岩互呈过渡关系，两者无明显界线，总称为（石英）闪长玢岩[(Q)δμ]、构成利国岩浆杂岩体的主体，广泛分布于吴庄、利国镇、峒山、大王庙、东孙家等地。

③花岗闪长斑岩：分布在蔡山、大王庙、黄山岛、石楼等地，与（石英）闪长玢岩呈侵入接触关系。

④花岗斑岩：呈脉状穿插到（石英）闪长玢岩或奥陶系碳酸盐岩地层中。花岗斑岩及花岗闪长斑岩在利国镇岩体中由东向西增多。

⑤钾长流纹岩：分布于黄山岛，为喷出岩，呈岩盖状。 b、成矿属性

（石英）闪长玢岩为铁矿的成矿母岩，其中的铜、金可迁出与铁矿伴生。花岗闪长斑岩及花岗斑岩主要对铜、金成矿有利，除叠加于早期的铜、金矿之外，尚能单独成矿。 3.2.4 围岩蚀变及与成矿关系

利国矿田围岩蚀变种类较多，与成矿有关的主要为钠长石化（简称钠化）、矽卡岩化，其次为热液蚀变。

a、钠化作用：岩浆期后富含钠、钙的高温气水溶液对已固结的闪长玢岩进行交代，析出Fe、Cu、Au等元素，形成钠长岩或钠化闪长玢岩和高温含矿溶液。利国矿田钠化较为普遍，但不同部位强度相差大，往往钠化较强、规模大者所形成铁矿的规模也大。吴庄铁矿钠化最强，钠化岩石厚度可达200m，形成的铁矿规模最大；西马山、大王庙钠化弱，形成的铁（铜）矿体小而分散。矿田内钾长石化不发育，仅峒山一带局部闪长玢岩有钾长石化、黑云母化，对铜矿形成有利。

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b、矽卡岩化作用：在形成矽卡岩的同时使高温含矿气水溶液的铁质浓度不断增加，富集成铁矿体，并对Cu、Au也进一步活化转移。利国矿田矽卡岩化分布广泛，以墓山、峒山、大王庙较为发育，它在空间上与铁（铜）矿体密切相伴。

c、热液蚀变作用：为成矿作用后期，部分磁铁矿延续到高温热液期，赤铁矿、黄铁矿和黄铜矿主要在热液期形成。利国矿田的热液蚀变比较发育，从东向西有增强的趋势。 3.2.5 铁（铜、金）矿化特征

利国铁矿是历史悠久的老矿山，解放以来陆续探明了吴庄、利国镇、西马山、墓山、峒山、等5个中小型接触交代—热液成因的铁（铜、金）矿床，其中大王庙为本次详查的对象，上述5个矿床都分布于利国镇椭圆形中酸性岩体与奥陶系碳酸盐岩的环形接触带及东西倾伏端。由东向西，东端吴庄为较大的隐伏铁矿床，铁矿石中含Co较高、含Cu甚微；向西利国镇Cu含量略增；至中部墓山含Cu、Au增高，并出现单独铜矿体；总之，从东向西随岩体的酸性组分（rδπ、δπ）增加，Cu、Au含量也逐渐增加。

矿田之内矿床（点）的分布具有明显的分带性，按矿床地质特征和有用矿物组合可分为三个矿带，即黄山岛—西马山—吴庄EW向矿带；墓山—利国镇NE向矿带；墓山—峒山—黄山岛NW向矿带，大王庙矿段即位于该矿带的西段。EW向、NE向主要为铁矿成矿带。而NW向矿带，为利国镇岩体的SW接触带，由成岩前的NW向断裂和利国背斜控制，分布闪长玢岩及较多的花岗闪长斑岩、花岗斑岩，矿带长约4.5km，分布有多个局部重磁异常和Cr、Ni、Hg土壤地化异常，为NW向铁铜金成矿带。大王庙矿段处于NW向成矿带的西段及峒山矿床之西延部分。 3.4 矿床开采技术条件 3.4.1矿体规模及特征

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由于矿体个数较多，大部分为单孔见矿，本节只叙述规模较大、多孔控制具有代表性的主矿体。

东矿段 Ⅵ2矿体

该矿体为磁铁铜矿体，由3条勘查线6个钻孔控制。矿体控制的平面形态呈弓形，走向在19-23线间约为307°，至23-27线转为268°，累计长243米；剖面上呈透镜状，倾向为南东，倾角24-49°，剖面线延深93-116米，剖面上水平投影宽度60-94米。钻孔矿体厚度2.12-13.68米，算术平均厚度7.11米，总趋势由23线向两侧厚度减少，减少幅度27线大于19线，厚度变化系数59.98%。钻孔厚度加权平均品位TFe47.36、Cu0.486%。

矿体产于肖县组中部，半岛状前缘，灰岩与闪长玢岩的上接触带部位。矿体形态产状受接触带形态产状控制，矿体27线产于闪长玢岩与灰岩接触带，矿体倾向，上延尖灭于接触面，下延尖灭于闪长玢岩中；23线矿体尖灭于接触带内的矽卡岩中（中部产于矽卡岩与灰岩之间）；19线矿体上延尖灭于矽卡岩内，下延产于矽卡岩与闪长玢岩之间，并尖灭于闪长玢岩中，15线矿体产于接触带内的矽卡岩中及矽卡岩与灰岩之间，矿体上延尖灭于矽卡岩中，下延尖灭于矽卡岩与灰岩接触面。

Ⅶ2矿体

Ⅶ2矿体由3条勘查线5个钻孔控制。钻孔控矿体特征见表4-3。 矿体为由磁铁矿体、磁铁铜矿体组成的复合矿体。矿体平面形态呈弓刀形，剖面为不规则的透镜状。走向19-23线325度，23-27线转为265度，累计长263米。倾向整体南西，局部南东（19线），倾角15-27度，倾向延深28-56米，剖面线上水平投影宽度28-86米。

钻孔矿体厚度1.58-28.56米，算术平均厚度11.60米，厚度变化系数109.01%，沿走向矿体厚度由19线向23线、27线减小，沿倾向由浅部向深部减少。钻孔矿体厚度加权平均品位TFe49.22%，Cu 0.548%，为铜

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钻 孔 Ⅶ2 矿 体 特 征 表 线号 孔号 样号 孔深 (米) 307.06 -308.64 267.78 -296.34 378.86 -392.77 433.81 -436.14 钻厚 (米) 品位(%) TFe/FeO TFe FeO Cu 0 2.17 2.46 2.54 TFe(%) Cu(%) TFe/FeO 矿体 类型 磁铁 矿 49.22 0.548 磁铁 2.29 铜矿 磁铁 铜矿 磁铁 矿 ZK19-2 19 ZK19-3 23 ZK23-2 80703 35-53 40-47 无分1.58 37.81 析 资料 28.56 51.83 23.85 0.942 13.91 44.24 17.95 0.532 2.33 43.00 16.95 0.072 27 ZK27-1 830391 磁铁矿。

矿体产于肖县组中部，半岛状前缘，灰岩与闪长玢岩下接触带部位，19线矿体中部产于矽卡岩与闪长玢岩之间，上延、下延均尖灭于矽卡岩中。

西矿段

为西区段主要矿体，由4条线6个钻孔圈定，各钻孔见矿深度、钻孔矿体厚、钻孔矿体厚加权平均品位、磁性率、矿体类型如表4-4。矿体厚度3.53-13.12米，由73线向72线厚度小幅度增大，向74线、75线厚度变小，算术平均厚度8.10米，厚度变化系数44.06%。钻孔厚度加权平均品位TFe37.25%；Cu 平均品位0.241%，为含铜贫赤铁矿体。

矿体为由磁铁矿体、赤铁矿体、赤铁铜矿体和含铜赤磁铁矿体组成的复合矿体，各类型矿体钻孔厚分别为赤铁矿体16.65米、磁铁矿体9.00米、赤铁铜矿体10.74米、含铜磁铁矿7.00米和含铜赤铁矿矿体5.18米，所占厚度比分别为34.28%、18.53%、22.12%、

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15号矿体钻孔控制情况一览表

表4-4 线号 孔 号 样 号 孔深 (米) 钻厚 (米) TFe ZK61-1 ZK003 ZK61-2 73 ZK001 74 ZK61-3 75 ZK61-5 2-5 8-10 6-7 127.50-134.50 136.12-141.30 141.72-145.25 10-12 124.06-129.08 14-18 132.55-140.65 5-10 4-10 124.00-133.00 品位(%) FeO Cu 9.11 赤铁矿 9.00 9.00 37.38 0.162 2.54 磁铁矿 37.25 0.24 9.19 赤铁 铜矿 含铜 7.00 7.00 39.16 0.209 2.35 磁铁矿 含铜 5.18 5.18 34.91 0.320 20.30 赤铁矿 3.53 3.53 39.78 0.012 8.10 赤铁矿 TFe/FeO 矿体 类型 厚度加权平均 TFe(%) Cu(%) TFe/FeO 72 13.12 13.12 41.82 0.043 124.45-135.19 10.74 10.74 30.62 0.609 11.76

14.41%和10.66%。在所圈矿体中，富矿分布在72线ZK61-1孔中，4个样段，累计厚度5.68米，占72线ZK61-1孔矿体厚度比43.29%，占15号全矿体厚度比11.69%。矿体中夹1分布在75线ZK61-1孔中，厚度3.47米，15号矿体夹石率为26.45%，全区段夹石率为1.48%。

矿体平面形态呈长带状多变形，剖面为扁豆状、弯月状。走向356度，长280米。倾向北西（73线ZK003反倾向）；倾角73线为3度，72线ZK61-1孔44度，其余16-25度；倾向延深39-102米，剖面上水平投影宽度38-101米。

矿体产于马家沟组上部，闪长玢岩的下接触带上，矿体走向，由北向南逐渐远离接触带，伸入围岩地层中，75线矿层顶部有花岗闪长斑岩侵入。倾向上，上、下延深除73线下延尖灭于花岗闪长玢岩中，72线下延尖灭于矽卡岩中，其他均尖灭于围岩地层中。

3.4.2 矿区水文地质条件 ① 矿床充水因素

矿体属于隐伏型，位于当地侵蚀基准面以下，属于岩溶裂隙为主的充水矿床。未来开采时矿床充水主要因素如下：

a.奥陶系各组含水层是矿体的直接顶板或底板，矿床开采时，含水层

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的水可直接流入坑道中。

b.厉南采坑是从露天转入地下开采的旧采坑，该采坑位于东、西两矿段之间，充满地下水，蓄水量约150万立方米；大王庙露天旧采坑位于西区段矿体之上，另在西区段南、北侧有两条斜井，其中南侧的斜井-37m以下坑道长度50m，充满了地下水。峒四坑地下坑道长度为1675m，全部充满地下水，距东矿段不足400m。这些废弃的旧坑道，如不预先疏干，矿床开采时，将有可能流入坑道中，对矿床安全开采造成一定的威胁。

c.F32断层南端切割奥陶系地层，据厉南坑开采时，在-90m中段施工水平钻孔揭露该断层后，涌水量达92立方米/时，同时，距断层南端300m处的水井干枯。因此，F32断层有直接或间接的充水影响。

d.西区矿段近邻湖边，当地老百姓于湖中开挖鱼塘或开采古风化面上的残积铁矿石采坑较多，虽开采深度不大，但已将第四系淤泥质粘土隔水层破坏掉，使湖水与奥陶系含水层的水沟通。将来矿床开采时，地下水与湖水水头差达几百米，由于矿床的疏干，岩溶裂隙之间的充填物会被地下水潜蚀运移掏空，导致湖水灌入坑道。

②矿山地下开采涌水量计算参数的确定

a.含水层厚度的确定：矿段内含水层主要为奥陶系阁庄组至肖县组，由于火成岩的侵入，在垂直方向上阁庄组的边界条件与深部马家沟、肖县组条件不同，因而计算时，按组段分别计算。首先求出各组段各勘查线上的面积，被含水层水平投影长度相除，得其各勘查线上的平均值，再求出各勘查线上代表孔距之间的加权平均值，最后求其计算区的算术平均值，减去含水层的静止水位埋深而得。因含水层被火成岩体穿插破碎成块状，完整性差，产状较乱，又不清晰。因此计算时以钻厚代替含水层的厚度。

b.静止水位的选择：利用ZK75-4孔抽水时测得第Ⅰ#段和第Ⅱ#段测得的静止水位的算术平均值。

c.渗透系数K值的选择：选用ZK75-4孔两段抽水最大一次降深计算出

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的渗透系数的算术平均值。

d.测压水头值的选择：西区段以矿体埋藏深，而底板以下，又以火成岩为主体，构成隔水层的矿体顶板深度为计算水头值的底界。本次选择ZK64-2孔31号矿体。

e.大气降水入渗补给系数（α）的确定：本次确定是用水位衰减法，此方法适用于大气降水入渗补给的裸露型或浅覆盖型岩溶区，在干旱期降水量很少，地下水的排泄几乎全部为岩溶岩含水体中的原有储存量。因此，可用指数衰减方程式来描述水位衰减过程。

ht=ho〃e-B△t …………………………………………………… (1) 式中：

ht—衰减期任意时刻的水位； ho—衰减开始时刻(t=0)的水位； B—衰减系数； e—自然对数底；

△t—时间间隔（或步长）。

对（1）式两边取对数整理后可求得衰减系数： B=

lgho?lght ……………………………………………… (2)

0.4343△t旱季过后，雨季到来，由于大气降水入渗补给使地下水位上升，其上升水位是由观测到的上升值与克服旱季末水位下降速率而损失掉的补给高度组成，其表达式为：

nn?11B△t-B△t

△H=[(1+e)?hi-(1+e)?hi] …………………………… (3)

2i?1i?0式中：△H—大气降水入渗引起含水层地下水位上升的累计高度； hi—计算结点上的水位值； 其他符号同前。

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由△H乘以含水层储水系数(s)，即为降水入渗补给高度(△h)。 表达式为

△h=△H〃S ……………………………………………… (4) 降水入渗补给高度△h与同期降水量P之比，即为降水入渗系数。 α=

△h△h s或α= ……………………………………… (5) pp本次计算是利用吴庄铁矿勘探时的长观资料计算的，求得的α值为0.22。

③ 矿坑涌水量预测

未来矿床开采时，流入坑道的涌水量主要为奥陶系岩溶水。由于矿体分为东、西两个区段，现分别进行了预测。

a. 大王庙西区段矿坑涌水量预测：西区段位于廊道式水文地质边界的西端，毗邻微山湖，虽然湖中局部地段开采古风化面上的残积铁矿石，破坏了第四系淤泥质粘土的隔水性，造成湖水与岩溶含水层沟通，但浅风化带岩溶裂隙长期的堵塞，湖水与下部岩溶水联系并不密切。因此，湖水并没有形成确定的水头边界，仍为无限补给边界。矿坑涌水量预测选择廊道和大井两种方法进行预测。

1.廊道法：根据岩溶水的性质和边界条件，坑道涌水量预测选用潜水完整廊道单面进水计算公式

Qk=LK

(2H?m)m ………………………………………………… (6) 2R式中：

Qk—坑道一侧涌水量（立方米/日）；

L—隔水边界之间岩溶含水层之间距离（米）； K—渗透系数（米/日）；

H—水头值（米），在此等于降深值S；

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M—含水层厚度（米）； R—影响半径（米），按下式计算

R=10〃SK ………………………………………………………(7) 将有关参数代入（6）式求得涌水量为一侧进水量，两侧进水乘以2即为坑道的总水量。该矿床岩溶含水层属于浅覆盖型或局部裸露型矿床，大气降水对其补给亦是矿坑涌水量的组成部分。现分别计算大气降水补给矿坑涌水量。按年平均和一日最大降水量分别进行计算。计算公式为：

Qj=α〃F〃P/365 …………………………………………… (8) 式中：

Qj—大气降水入渗补给量（立方米/日）； α—入渗系数；

P—多年平均降水量或一日最大降水量（米）； F—计算区面积（米2）。

将有关参数代入式（8），求出日平均和日最大（不除以365）降水补给量。坑道总涌水量和最大涌水量也就是旱季和雨季涌水量。计算式为： Q总 =Qk+Qj ………………………………………………………… (9) Qmax=Qk+Qjmax ……………………………………………………… (10) ②.大井法：设定未来矿坑视为一口大井，又位于两平行隔水边界之中间，至两隔水边界距离相等，两端视为无限含水层，其计算公式为潜水完整井公式： Q=

4πK(2H?m)m ………………………………………………………(11)

πRL/2?2lnL/2πro----------------------------------------------------------------------------------------- - 18 -

未来矿床开采时，流入坑道的涌水量主要为奥陶系岩溶水。通过综合分析法及廊道法计算出-320m中段涌水量如下表。

大王庙矿段坑道涌水量预测表(立方米/日)

区 段 西区段 东区段 正常涌水量 19119.19 21600.00 最大涌水量 23650.29 26600.00 3.5 设计利用矿产资源储量

本次设计范围内的铁矿石储量为181.18×104 t，铜矿石储量7.03×104 t，铜金属量6281.1吨。。设计损失的地质储量为30.16×104t。设计利用的储量为151.02×104t

资源利用率＝设计利用的储量÷资源储量评审认定的储量 ＝151.02×104t÷181.18×104 t ＝83.35％。

大王庙铁矿为多金属矿山，同时还有7.03万吨的铜矿石，金属量6281.1吨。因为该矿不建设选矿厂，建议矿山的产品营销，委托或直接销给具有选别多金属的选矿厂，使这部分宝贵的铜矿资源能得到最大限度地回收与利用。。

3.6 矿床地质勘探工作及其评述

利国大王庙铁（铜）矿矿床在详查阶段，根据其成因类型和勘探的形态、产状、品位变化、埋深等特征，将其划分为第Ⅲ勘探类型。东区的Ⅵ2和Ⅶ2主矿体已基本控制；西区的15号主矿体已基本控制。其余矿体控制工程间距虽达Ⅲ勘探类型要求，但因矿体规模小，仍是单孔控矿。构成的勘查工程间距符合DZ/T0200－2002《铁、锰、铬矿地质勘查规范》Ⅲ勘查类型工程间距（100～100×50m）要求。所获取的资料，基本查明了矿体赋

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存部位、形态、规模、产状、厚度、有益、有害组分及其变化，佐证所施工的工程间距是合理的。

勘探期间投入的地质、水文地质、工程地质的主要工程布臵基本合理，工作量投入与勘探类型相适宜，工作质量较好，资料收集较齐全，工作程度符合规范的要求。基本查明了整个矿床的水文地质和工程地质条件，并对矿体及其顶底板岩石的完整程度和岩体质量对井巷的稳固性进行了预测评价。

地质详查报告可作为大王庙铁（铜）矿体进一步勘探和矿山总体规划设计的依据。 建议今后对西区段矿体的后续勘查工作，对矿体南、北两端矿体外延进行追索控制；对东区段应尽可能收集齐全相关资料补充了解南端矿体外延控制情况，并对北端矿体外延进行追索控制，以期增加矿石资源/储量。

ZK75-4孔为地下水动态观测的长观孔，现有的观测资料主要为施工期间所观测，具有一定的钻探施工因素干扰，根据后续勘探和矿山设计需要，坚持地下水动态观测。

矿床毗邻微山湖畔，湖中开挖的鱼塘和露天采矿坑，已将第四系淤泥质粘土、亚粘土形成的部分隔水层破坏，使湖水与岩溶地下水局部沟通。矿床开采时，在巨大水头差的作用下，岩溶裂隙之间的充填物易被地下水潜蚀、运移、掏空，导致湖水下漏灌入坑道，应严加防范。此外矿段内及其附近废旧的矿井、坑道或露天采矿坑较多，且多集满地下水，矿床开采时，需首先将其疏干。

该矿床属小型矿床，矿段内以往勘探工作先后由多家单位承担，时间跨度较大，以往工作对水文工作较少，形成资料不够齐全，尤其对构造研究程度不高，建议矿床开采时应采取边开采、边勘探，发现新的开采技术问题及时处理解决。

总之，整个矿床的控制程度和综合研究程度基本达到了勘探规范的要

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求。但由于矿体规模小，产状变化大，大部分矿体单孔控矿，工程控制程度低。因此，建议在基建开拓中加强探矿工作，做到探采结合。

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第四章 主要建设方案的确定

4.1 开采方案

4.1.1 建设规模及产品方案 4.1.1.1建设规模：

矿山规模为年产铁（铜）矿石10×104t。 4.1.1.1产品方案

产出矿石品位TFe40.54%，矿石块度350～0。由于该矿矿产资源储量和服务年限有限，利国地区选矿厂比较多，选矿能力非常大，入选铁矿石严重不足。为此，该矿的产品方案选择对外直接销售铁矿石原矿或者选择一家选矿能力比较大，能够综合回收伴生铜矿和伴生金的选矿厂合作，充分利用有限而可贵的矿产资源。 4.1.2 开采资源储量

根据矿体赋存特征,设计选用采矿方法为房柱法。采出矿量133.29×104 t，采矿回收率81.2%、贫化率8%。矿山按年产10×104t矿石规模,矿山可能服务14年。见表4-1。

表4-1 矿山设计利用矿石量及采出矿石量表

中段标高 （m） -80 -120 -160 -200 -240 -280 -320 -360 合 计 2．2（其中铜矿石） 33．63 7．50 9.12 12.60 34.86 39.60 11.51 151.02 设计利用矿石量（万t） 回采率 （%） 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 回采量 （万t） 1.78 27.31 6.09 7.41 10.23 28.31 32.15 9.35 122.63 贫化率 （%） 8 8 8 8 8 8 8 8 8 实际出矿量 （万t） 1.93 29.69 6.62 8.05 11.12 30.77 34.95 10.16 133.29 ----------------------------------------------------------------------------------------- - 22 -

矿山含Cu大于0.2％的铁矿体含Cu品位及Cu、Au金属量见表4-2。

表4-2 矿山铁矿体含Cu、Au品位及金属量表 矿体号 6-2 15 16 17 22 小计 全矿段 西 区 段 Cu品位 Cu金属量 （％） （t） 0.507 40.207 0.290 688.285 0.245 2.722 0.227 41.377 0.283 57.737 825.72 5511.58 东 区 段 Au金属量 Cu品位 Cu金属量 矿体号 （g） （％） （t） 0.850 Ⅳ 0.616 9.709 24.371 Ⅵ2 0.571 2077.41 0.118 Ⅶ1 0.450 257.358 1.930 Ⅶ2 0.548 2282.72 2.167 Ⅶ3 0.373 58.59 29.436 小计 4685.86 106.63 Au金属量 （g） 0.170 35.016 6.154 34.507 1.348 77.194

4.1.3矿床的开拓方式

根据矿体赋存条件和矿区地形地貌特点，所适用的开拓方式有竖井开拓和斜井开拓，经设计方案比较和参照类似矿山，设计选用竖井开拓方式。

4.1.4 开拓运输方案及厂址选择 4.1.4.1 开拓方案选择

根据矿床赋存特点，即东、西采区中间有一近400米的无矿带。设计采取总体规划，分步实施的方法对该矿床进行开采（先西区后东区）。

从技术经济角度考虑，在两矿段中间布臵一条主井，在东西采区各布臵一条风井是最佳的开拓方案。

但由于东西矿区之间为基本农田，根据国家关于基本农田使用政策，经过与地方和有关部门协商未能取得一致意见，上述方案目前难以实施。

经过与矿主协商，设计在东西采区各布臵一条主井。西采区的主井为竖井，主井坐标为X=5040.0、Y=6440.0。井筒净直径4.0m，井口标高38.0m，井底标高-360m,井深404m，采用2#标准罐笼，2JTP-1.6单绳提升机，该井筒担负全矿的矿石及废石、材料、设备、人员的提升，并是新鲜风流的通道。设计选取的阶段高度为40m， -40m中段为回风中段。以下依次为-80m、

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-120m、-160m、-200m、-240m、-280m、-320m、-360m为生产阶段，该方案的运输、提升生产工艺过程如下：开采的矿石从采场装入0.7m3翻转矿车，由人力推至井底车场，罐笼提升至地面。

设计东西采区共用一条风井，井筒中心坐标为：X=5470.0m，Y=7000.0m，井口标高：Z=38.0m。井筒净直径3.0m，井底标高-40m，井深78.0m。

这样西采区形成了主井进风，风井出风的单翼对角式通风系统。 开采东采区时，在东采区掘一条主井其主井坐标为X=5050.0m，Y=7180.0m，井筒净直径4.0m，井口标高38.0m，井底标高-360m,井深404m。这样东采区形成了主井进风，风井出风的单翼对角式通风系统，各阶段划分及提升、运输同西采区， 4.1.4.2 厂址选择

该矿山为地下开采，采矿规模10×104t/a，产品为直接外卖铁矿石原矿。因此，本设计为采矿工业场地生产设施和废石场的平面布臵。以及对外运输道路。

1．布臵原则

满足采矿工艺要求前提下，平面布臵合理、紧凑，运输顺畅、短捷，充分利用已征用土地，不占基本农田，节约土地，不拆迁，辅助设施租用附近旧厂房和民房。

2．平面布臵

（1）主井：布臵在72#勘探线西南侧的开采错动界线之外20m处，井筒中心：X=5040.0m，Y=6440.0m，井口标高：Z=38.0m（高出最高洪水位1.14m）。

（2）主井提升机房：布臵在主井南侧20m处。

（3）风井：布臵在东区矿段和西区矿段之间的北侧，井筒中心：

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X=5470.0m，Y=7000.0m，井口标高：Z=38.0m（高出最高洪水位1.14m）。

（4）空压机房：布臵在主井西南侧40.0m处。

（5）变电所：布臵在主井东南侧40.0m处。两路独立电源从现有水泥路东侧方向引入。

（6）水池：布臵在主井东侧20m处。

（7）调车场和矿石堆场：布臵在紧邻主井西侧。

（8）辅助设施、生活设施、办公室：利用附近旧厂房和民房。 三、运输

1．矿石运输：矿石由井下提升至地面后，用溜槽运输至矿石堆场，用2m3装载机装入汽车，经地磅（利用社会衡器站）过磅，运输至用户，汽车利用社会运力或买主自备车。故本设计不计算汽车数量。

2．材料运输：矿山内部材料、备品备件等运输，采用5t载重汽车运输。

四、道路

1．对外运输道路：从矿石堆场向北接现有到利国镇水泥公路，设计7.0m净宽泥结碎石面层道路。路面硬化要求为：片石（强度≥Ⅲ级）基层350mm，碎石垫层100mm，泥结碎石面层100mm，路面中心标高高于道路两侧场地标高30cm。横坡3%。道路东侧开挖0.6m×0.6m排水沟，纵坡5‰。雨水流入微山湖。

2．采矿工业场地内各设施之间联络道路：设计5.0m净宽泥结碎石面层道路。路面硬化与7.0m道路同。

五、场地土方工程与排水

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1．场地土方工程：场地设计标高为37.6m（低于井口标高0.4m），需填方（利用废石）。

2．场地排水

各建、构筑物及道路一侧用片石砂浆（C15）砌筑0.4m×0.4m矩形带盖排水沟。纵坡5‰。雨水和生产废水流入微山湖。

六、废石场位臵

位于主井北侧约80m处，面积约1万m2（部分为围墙内已征土地），地面标高33.5m。当堆高7.3m时可满足服务年限的要求。

1．废石运输：废石提升地面后，经铁路人力运输至废石场。 窄轨铁路轨距600m、钢轨型号为15Kg/m、矿车型号与井下相同。矿车数量由采矿统一考虑。

铁路轨面标高与井口标高相同（即38.0m） 2．堆排方式

当标高低于轨面标高时，采取移动铁路直排废石场地。当标高大于轨面标高时，用1m3装载机进行堆排。

3．废石场排水

废石场四周开挖底宽1.0m梯形排水沟，将场地水引入微山湖。

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七、总图运输主要技术经济指标表

序号 项目名称 全 总面积 矿主井工业场地 用其 风井工业场地 地 废石场 面中 对外运输道路 积 7.0m宽道路 5.0m宽道路 窄轨铁路 单开道岔 开挖排水沟 浆砌片石带盖排水沟 围墙 涵管 土方 单位 亩 亩 亩 亩 亩 m m m 付 m m m m 3万m 数量 40.4 20.0 3.0 15.0 2.4 160 350 170 2 700 450 610 60 5.4 备 注 213340m 22000m 2210000m（其中围墙已征3000m） 1600m 片石392m，碎石112m，泥结碎石面2层1120m 33片石613m，碎石175m泥结碎石面层21750m 钢轨6.12t 1.1t 开挖底宽1.0m梯形水沟 0.4m×0.4m矩形水沟 红砖（c15）高2.5m Φ=400～500mm 填方（利用废石填主井工业场地） 3321 2 3 4 5 6 7 8 9 10

4.2 防治水方案 4.2.1井下防水

为防止井下突然发生透水事故，结合井下采掘工作具体情况所采取的降水措施，可以概括为查、探、疏、堵四个方面：查明水源，调查老窟；探水前进，超前钻孔；放水疏干、隔绝水路、堵挡水源。消除突水安全隐患。

以上措施是相互关联的，对可能形成水灾的危险水源，首先必须做到情况明了，这就要求在矿区开拓前必须详尽地掌握水文地质资料，以便了解含水层和老窿积水的情况，可能出水的断层与裂隙的分布位臵，老窿积水的水量，水压及安全采掘区域的边界等。如果对可能淹没井下的老窿、溶洞等危险水源的边界尚不清楚，则在危险区域附近掘进井巷时，就必须采取超前钻孔方法，探水前进，如果在采矿区域内的涌水量比较大，短期

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内不可能排放、疏干时，则需要隔绝涌水水源或控制涌水水量，此时要建造水闸墙或留安全矿柱以隔绝水源通路。对于已查清的含水层、旧巷积水、溶洞水等，最可靠的预防措施是放水疏干，可采用打钻孔的方法疏干，消除隐患。

经过了解利国铁矿开采老矿区水文地质情况及通过实地考察，大王庙铁矿周围矿坑储水情况如下表。 矿坑名称 现储水量（M3） 4.2.2井下治水 4.2.2.1超前探水

多年来井下防水实践经验证明，“有疑必探，先探后掘”是防止井下水灾的正确原则。在有水灾威胁的地区决不可疏忽大意，不要蛮干和抱有侥幸心理。遇到以下任何一种情况必须打超前钻孔、探水前进。

（1）掘进工作面接近溶洞、含水断层、流沙层、冲积层或大量积水区时。

（2）接近可能沟通河流、湖泊、储水池和含水层等断层时； （3）接近被淹井巷或积水小窑、老窑时； （4）打开隔离矿井柱放水时； （5）在采掘工作面发现出水征兆时； 4.2.2.2预先排水疏干

最安全最彻底的方法是处理水源或降低矿区地下水位，也就是有计划地将水源的水全部疏放出来，使矿井或个别地段的地下水被疏干，从而彻底消除在采掘过程中发生突水事故的可能性。疏干的方法有地面疏干、钻孔疏干和巷道疏干等。

根据大王庙铁矿的具体情况，设计首先疏干峒四坑道、历南坑、中南部斜井里的水，然后再进行开采。

峒四坑道 10050 历南坑 1500000 中南部斜井 320 ----------------------------------------------------------------------------------------- - 28 -

考虑到矿区内断裂构造发育，具一定的透水性，为防止毗邻矿区的微山湖危及井下安全，采矿时应进行经常性的专门水文地质观测工作，必要时应采取帷幕注浆堵水，预先排水疏干等安全措施，以防矿坑突水事件发生。

4.2.2.3堵水

堵水就是利用工程措施来起到堵隔水源的目的，采取的措施有: （1）设臵防水闸门

防水闸门是为防止可能发生的透水事故而设臵的，它由混凝土墙垛、门框和能开闭的门板，应当砌筑在通往水害威胁地区巷道的总汇水处，井底车场和井下泵房也应设臵防水闸门。防水闸门必须安装在岩石坚固和不透水的巷道内，墙的四周要楔入岩石，使它不致漏水并能承受较大的水压。门板应用铁板或钢板制成，门板一定要内侧（来水侧）向外侧关闭。防水闸门的内侧应构成沉淀池，附近的铁轨和架空线都应做成活节，能随时拆卸。防水闸门平进敞开，一旦发生水灾能迅速关闭。

（2）建筑防水墙

防水墙是用不透水材料构筑的封闭的挡水设施，用于隔绝积水老窟或有透水危险的区域，属永久性构筑物。防水墙应满足：（1）构筑外的岩石应坚固和没有裂缝（2）具有足够的强度并能承受涌水的压力（3）不透水，不变形，不位移;(4)应装有测量水压的小管和放水管。

（3）留防水矿柱

对于地面和井下的各种水源，一般应尽可能将其疏干或堵塞向矿井充水的通路，以彻底解除水的威胁。但当上述方法无法实施或者不合理时，则需要留一定的矿柱来截住水源。按照有关规定，通常在下列情况时应留防水柱：（1）当矿层直接位于地表水体和含水层之下，而水源又无法疏干时;（2）当地表水体和强含水层通过断层和裂缝与矿层有水力联系时;（3）在被淹没的井巷之上（或下）的矿层进行采掘。而被淹没井巷中的积水又

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不能排出时;（4）相邻矿井开采同一矿层时，必须有矿井分界处留防水矿柱。

防水矿柱的尺寸要根据矿层赋存条件、地质构造、围岩性质、开采方法、岩石移动角、被隔离水源的压力和水量情况，参照现场实际资料加以选取，使之既能经受水的压力又能尽可能地减少矿石的损失。

（4）注浆堵水

注浆堵水是将预先制成的浆用泵通过管道压入地层的裂缝。经过凝结、硬化后达到堵隔水源的目的。注浆堵水的工艺过程和使用的设备都比较简单，效果也好，目前已成为采掘业防治水害的有效方法之一。在下列情况下可采用注浆堵水的方法：（1）当老空洞水或被淹井巷的水与强大的水源有密切联系，单纯采用排水的方法成为不可能或不经济时；（2）当井筒或井巷必须穿过一个或几个含水丰富的含水层或充水断层，若不堵住水源就无法进行掘进时；（3）某些涌水量特大的矿井，为了减少矿井涌水量时用注浆法。

国内外使用的注浆材料多种多样，一般分为硅酸盐类和化学类两大类型。根据水文地质条件正确地选择注浆材料，是关系着注浆堵水效果的关键问题。

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第五章 矿床开采

5.1 开采技术方案

矿山采用竖井开拓，主井坐标为X=5040.0、Y=6440.0，井筒净直径4m，井口标高38.0m，井底标高-360m,井深404m，敷设梯子间,采用2#标准罐笼，2JTP-1.6单绳提升机。在主井另一侧设臵风井,风井设梯子间作为矿井第二安全出口。矿井为单翼对角式通风系统。

矿井采用集中排水方案，在-360m水平设泵房和水仓，将坑内涌水由此经过主井排至地表。

矿体回采顺序为自上而下回采,阶段矿体后退式进行回采，即先采端部（通风竖井一侧），向主竖井方向推进。 5.2 设计生产能力、工作制度及服务年限 5.2.1设计生产能力

矿山设计生产能力为年产矿石10×104t/a。 5.2.2 矿山工作制度

矿山工作制度采用330天×3班×8小时的连续工作制度。 5.2.3 矿山服务年限

矿山计算服务年限=回采量÷?生产规模×（1－矿石贫化率）? =122.63÷?10×（1－8%）? =13.33年

矿山的计算服务年限为13.33a，考虑投产至达产及减产至矿山结束、矿山服务年限约为14a。 5.2.4矿山设计能力验证

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a 按年下降速度验算矿山规模

A?VSr?E20?2270?2.98?0.812?0.95??10万t/年 1??1?0.085式中：A一矿石年产量，万t/a；

V-回采工作年下降速度20m/a； S-平均开采面积2270m2； r-矿石体重2.98t/m； E-地质影响系数，0.95； α-矿石回采率81.2%； β-废石混入率 8%

b 按经济合理服务年限验证矿山生产能力

A?Q?E156.81?0.812?0.95??13.15万t/年

T(1??)10(1?0.08)式中：A—矿石年产量，万t/a

T—经济合理服务年限，10年； Q—设计储量，127.33万T β一废石混入率，8％：

α—矿石回采率81.2%

E一地质影响系数，0.95。 5.3 开采移动范围的确定

根据矿体的赋存形态、工程地质和水文地质条件以及地表地形、构造等情况，并参照类似矿山地表岩移实际资料，确定岩石移动角上下盘为65°，端部为70°进行圈定。圈定的岩石移动界线详见总平面布臵图. 5.4 采矿方法选择

5.4.1 采矿方法的选择

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该矿床的特点和采矿方法的要求：该矿床多数矿体为缓倾斜薄矿体，矿石平均品位比较低，产品方案为直接销售铁原矿方案，设计尽量选择贫化率低的采矿方法，地表也允许崩落。

经过慎重研究和比较，由于该矿矿石品位比较低，产品方案为直接销售铁原矿方案，所以不适合贫化率大的崩落采矿方法；特别是该矿原矿石价值比较低，更不适合采矿成本高的充填采矿方法。设计根据矿体产状特征和矿体顶底板围岩比较稳固等条件，认为比较合适的采矿方法有房柱法、分段留矿法。经过两种采矿方法的技术经济比较，本设计推荐的采矿方法为房柱法。该采矿方法回采工艺简单，开采成本低。（见采矿方法比较表）

房柱法、分段留矿法两种采矿方法技术经济比较表。

项目名称 采场生产能力 万吨采切比m/m 矿石回收率（％） 矿石贫化率（％） 3房柱法 小 125.8／573 81.2 8 工艺简单可靠，劳动强分段留矿法 大 50.9/ 435.4 74.0 5 备注 工艺复杂，通风条件差，采场 生产能力大 优缺点 度大，通风条件好 5.4.2 采矿方法简介

①适用条件：矿体倾角小于30°，厚度不大于4m。矿体围岩均稳固，矿岩接触明显，底板围岩平整。

②矿块布臵与构成要素

矿块（盘区）沿走向布臵，长度88m，分段高度13.3m，斜长50m，矿块

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与矿块之间留3m宽的连续矿柱，将两个矿块分隔开。矿块内划分4个采场（矿房），每个采场长度17～22m，采场之间有2m宽的矿柱将采场分开，采场净跨度为15～20m。

③采场布臵：在采场中央部位（或采场一侧）掘一条切割上山（上山高度不大于2m），将采场分为两部分；切割上山下部与出矿口连通，上部与安全出口连通，形成人行与通风的通道，每个采场下部布臵3个出矿口（放矿平台），出矿口中心距5m；采场的上部有一个安全出口，它位于副中段装矿巷道内；采场侧边留有一排矿石点柱，其规格2×2m，间隔5m；出矿口下部，装矿巷道内布臵电耙硐室。

④回采

切割工作：在出矿口上部掘一条切割平巷，切割平巷高度一般为矿体厚度（也可以小于矿体厚度，留下一层矿体，防止放矿口处顶板崩落），切割平巷长度以采场边界为准15～20m。

采场回采工作：沿切割平巷向上推进，即沿采场倾斜方向向上推进，回采到安全口处，采场全部回采结束。

回采工艺：采用YT-24凿岩机打眼，配用一字型镶YG-15硬质合金片，直径38mm钻头，炮眼呈平行排列布臵，每排3～4个炮眼（视矿体厚度布臵炮眼数目）炮眼最小抵抗线（排距）0.8m，炮眼长度2.5～3.0m，凿岩效率30～40m/台.班，落矿量为60t/台.班，每个炮眼落矿量为1.5～2t/m。

爆破采用2号岩石炸药，导火索、塑料导爆管组合雷管非电网路起爆。炸药单耗为0.4kg/t。矿石块度＜350mm。

运搬：采用2DPJ-30电耙，电机30KW，配0.3m3锄式耙斗，耙斗将矿石运至装矿平台直接装入0.7m3矿车内。

⑤顶板管理

工人作业前必须检撬顶板浮石；采场局部破碎可用木柱维护；局部地压较大，可留矿石点柱支撑，当两个相邻采场回采结束时，可采用人工强

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制放顶，当一个矿块采完必须人工强制放顶，以减轻相邻矿块回采时的顶板压力。

⑥采场通风

新鲜风流从装矿平台口上进入采场，污风通过上山排入到上分段水平巷道内。

⑦技术经济指标 采出矿石品位TFe40.54% 矿石块度350-0mm 矿石回收率81.2％ 废石混入率8％

万吨采切比125.8m／573.1m3 5.4.4 回采顺序

矿体回采顺序自上而下进行，即先开采上阶段, 再开采下阶段，逐渐向下回采。在矿体走向上的回采顺序以后退式推进即先采端部（通风竖井一侧），向主竖井方向推进。

5.4.5 矿井通风

矿井采用机械通风，新鲜空气从主竖井进入, 经石门、阶段沿脉巷道至采场人行通风井以及采场工作面后，污风由采场对侧人行通风井经上阶段回风巷道、由回风井口的主扇风机排至地表。独头巷道掘进以及通风困难的工作面采用局扇压入式通风。

采矿场爆破在班末进行，到下一班接班有足够时间排除炮烟、凿岩的粉尘能稀释到规定的浓度标准。

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5.5 采空区处理

采场采空后，应立即封闭通往采空区的通道，防止人员进入采空区，并有明示标志。坑下探矿坑道掘进的废石，不需出坑，可用来充填采空区。在开采的地表移动范围内设立标志，做好安全工作，防止人员进入采空区。 5.6 矿山开拓运输

矿山的开拓采用竖井开拓方案。

运输阶段为-80m、-120m、-160m、-200m、-240m、-280m、-320m、-360m，八个中段、矿、废石运输都用0.7m3翻转式矿车运输，矿（废）石人工装车后人推矿车至竖井井底车场，由竖井提升到地面+38.0m标高井口车场，再由人工将矿（废）石车推到各自的堆场卸载。废石也可不提地表，充填采空区。全矿需0.7m3侧翻式矿车40辆。

选择2JTP-1.6单绳双滚筒提升机，电机功率95kW，矿车自重：710kg，罐笼1.8×1.15, 自重2400kg。钢绳直径ф24.5mm,提升高度H=404m。能满足生产能力的要求。 5.7 防排水和供水

5.7.1 防排水

地质报告没有提供矿坑涌水量资料，参考相邻矿山的坑下涌水情况，通过计算得到矿山涌水量如下表

区 段 西区段 东区段 正常涌水量没m/d 19119.19 21600.00 3最大涌水量m/d 23650.29 26600.00 3设计采用集中排水方案，设计在-360m水平设臵水仓,排水泵房,泵房内

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安装4台D500-57×8多级离心泵，水泵电机功率1050KW，2台工作,一台备用一台检修，选Φ325×9无缝钢管2条作为排水管,将井下涌水排至地表。

5.7.2 供水

矿山地表竖井口附近设一个200m3的储水池，供坑下作业用水，由地坑下水排至储水池。 5.8 压气

矿山坑内凿岩机的动力供给由空压机提供，根据凿岩机需风量的计算，需要配备12m3/min空压机三台，备用一台。空压机设臵在主竖井口附近。 5.9 通风

矿井采用机械通风方式，新鲜风流由竖井进入各生产阶段，经人行天井进入采场工作面和掘进工作面。污风由竖风井井口风机抽至地表。

经计算矿井总需风量为：Q=（Q1+Q采准+ Q硐室）＝42.32 m3/s； 漏风系数取1.5。

因此矿井总需风量为：63.48 m3/ｓ，取63 m3/ｓ。

矿井阻力=摩擦阻力+局部阻力+自然风压=72+11.3+7=90.3mmH2O 风机选择

矿井总风量为63 m3/s，矿井阻力90.3mmH2O，风机功率：

N?QHK102?1?2

式中：Q—风量m3/s；

Ｈ-矿井阻力，mmH2O； Ｋ—电机备用系数；

η1—风机效率，取0.85～0.9； η2—风机传动效率，直联取1.0。

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经计算得：N=62KW

选用型号为K45-6-NO16风机1台。配电机Y315S-4,功率为75kw，叶片安装角为35°。

独头工作面的通风采用局扇局部通风，选用JK58-1№4二台，电机功率5kW，风筒直径ф400mm，工作面采用压人式通风。 5.10 供电和通讯

5.10.1 供电

矿山主要用电负荷为： 地表用电：

（1）12m3/min空压机，三台，一台备用。功率55×2=110kW； （2）出风井口K45-6-NO16风机一台，功率75kW； （3）照明用电，功率20kW； （4）机修，功率20kW；

（5）供水泵D6-25×3，一台，功率5.5kW； （6）卷扬一台，功率95kW。 小 计：325.5kW 坑内用电：

（1）局扇，二台，功率10kW； （2）坑内照明，功率20kW；

（3）-360m阶段排水泵四台（备用一台、检修一台），功率1050×2=2100kW。

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小 计：2130kW

全矿用电负荷合计2455.5 kW

矿山需建500kVA变压器二台作低压供电，坑下设高压配电柜专供水泵用电。能满足生产要求。

5.10.2 通讯

为了井下各作业点与井上调度室和办公室的联络，选择DLT型程控电话交换机进行相互联络。 5.11 矿山生产工艺流程

井下凿岩爆破 机械通风 阶段运输 主竖井提升 地面堆场 5.12 矿山主要生产设备

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配 套 设 备 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 16 18 19 20 设 备 名 称 主井提升机 主井罐笼 平衡锤 天 轮 钢 绳 空压机 主 扇 地表供水泵 排水泵 排水管 供风管 供水管 提升井架 变压器 变压器 凿岩机 凿岩机 局 扇 矿 车 型 号 及 规 格 JT1600 1800×1150 1000×120 Ф1600 Ф24.5mm 12m3/min K45-6-NO16 D6-25×3 D500-57×8 Φ325×9mm Ф83×3.5mm Ф57×3mm 型 钢 S9-500/10 S9-500/10 YT-24 YSP-45 JK58-1№4 0.7m3侧翻车 单 位 台 个 个 个 m 台 台 台 台 m m m 台 台 台 台 台 辆 数 量 1 1 1 2 422 3 1 1 4 808 210 210 1 1 8 2 2 20 材 质 名 称 及 规 格 电机功率 95kW 电机功率 35kW 电机功率 5.5kW 电机功率 1050kW 电机功率 5kW 台 数 1 1 1 4 设 备 重 量 单 总 重 重 ( kg ) ( kg) 13000 13000 2400 2400 1925 1925 459 918 2000 6000 780 780 100 100 1400 1300 1000 330000 1090 1090 1090 1090 24 112 45 90 115 230 710 21400 备 注 估算 估算 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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5.13 矿山工业场地

矿山工业场地设于主竖井口附近。工业场地内主要设施有:简易矿山办公室、派班室、材料库、维修间、配电房、空压机房、堆矿场等。职工宿舍等其他生活辅助性设施由矿山统一规划设臵。工业场地标高+38m。

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第六章 环境保护

6.1 设计采用的环境保护标准

《环境空气质量标准》GB3095-1996（二级）； 《污水综合排放标准》GB8978-1996（二级）； 《工业企业厂界噪音标准》GB12348-90 Ⅱ类； 《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996（二级）。 6.2 主要污染物及治理措施

6.2.1 废气

废气主要来源于井下通风排气，矿山放炮一般都在班末进行，且排气点在矿区内，井下排放的废气中含微量尘（2mg/m3），远低于大气污染物综合排放标准规定的限值150 mg/m3。故对该地区大气环境无明显影响。

凡是能产生粉尘的作业地点均应加强洒水除尘，凿岩一定要带水作业。 6.2.2 废水

矿坑排出的水除井下作业用部分水外，余下的水外排。矿坑排出的水不会对该地区的水环境造成影响。

6.2.3 废石

根据开拓系统和所选用的采矿方法，矿山只是在基建阶段有井巷工程布臵在废石中，矿山投产后，外排废石量不大，可用来充填采空区，剩余部分用来充填地表采坑。综上所述，矿山为单一采矿工程，预计项目建成后对该地区大

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气环境，水环境及声环境不会造成明显影响。 6.3 地质灾害及防治措施

a. 矿体厚度小,顶底板围岩较稳固，矿山开采采用坑内开采的方式，矿山规模较小，矿山服务年限14年。采空区要及时充填，废石用来充填采空区，可以认为矿山的开采不会引起地质灾害。随着时间推移，可能在矿体的上部会出现地面沉降的情况，由于上部没有居民和建构筑物，因此不会引起安全问题。为了防止人员、牲畜进入地表移动范围，地表圈定的移动范围树立警示标志，确保人员的安全。

b.由于采矿活动可能引起大气降水危害

矿山开采的范围不大，大气降水对采矿活动影响不大，为了保证坑下作业的安全，对坑内的涌水应及时排出地表。防治措施：在地表修筑防洪沟，将大气降水引出移动带以外；井下排水设备要能排地表降水和井下涌水，还要有备用水泵，并保持完好。 6.4 水土保持和土地复垦

矿区地处低山丘陵，周围生态环境良好，植被茂盛。矿体厚度小,顶底板围岩较稳固，坑下开采不会引起地面大的移动、陷落，对周围环境的水土保持不会产生影响，也不会破坏原有的植被，也就不存在土地的复垦问题。

矿产资源开发必须坚持开发利用与矿山地质环境保护并重，以预防为主，防治结合的方针。执行“谁开发、谁保护、谁破坏、谁恢复、谁受益、谁补偿、谁污染、谁治理”的原则，最大限度的避免和减轻矿山环境地质问题及地质灾害的发生。

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第七章 矿山安全

7.1 安全规定

矿山安全生产包括人员和设备的安全。在实际生产活动中必须贯彻落实“安全第一、预防为主”的方针,应严格执行下列有关标准和规定。

(1)《中华人民共和国矿产资源法》 (2)《中华人民共和国安全生产法》(2002)； (3)《中华人民共和国矿山安全法》(1992)； (4)《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2006； (5)《矿山建设工程安全监督实施条例》； (6)《爆破安全规程》(GB6722-2003)；

(7)《非煤矿矿山企业安全生产许可证实施办法》——2004年5月17日国家安全监管局令第9号；

(8)《矿山电力装臵设计规范》；

(9)《工业企业设计卫生标准》 ( GB17052-2005)； (10)《环境空气质量标准》； (11)《大气污染综合排放标准》； (12)《污水综合排放标准》。 7.2 矿山存在的不安全因素及其对策

7.2.1 矿山水文地质条件未探明，在进行开采过程中打超前孔探水，防止突水事故的发生。在岩石破碎地段，应做好坑道支护工作，确保安全生产。

7.2.2 对地表的移动范围，除有明显的标志外还要有围栏，以防人员、牲

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畜进入。

对崩落带、导水裂隙带及地表移动与变形，地表裂缝等情况的监测。 根据170号文件要求，井下井上设臵固定检测点，严密进行位移与沉降监测、监控。对所测数据进行计算处理，可以得出各工作点水平位移和竖向位移程度，对所测数据列表，并做出曲线图，分析其危害程度。建立建全档案，井下作业地点详细测量并绘图，做出坑内外对照图，定期请有关专家进行分析指导。

有条件的情况下对开采厚度及面积、推进速度等与顶板周期来压及稳定性的关系的观测。

7.3 保障矿井通风系统安全措施

矿井采用机械通风,按操作规程进行操作,并定期的维修保养; 风机应有反风装臵。对进风和回风井巷要保持畅通无阻。 7.4 防尘、防毒的措施

凿岩采用湿式作业。炮烟排尽人员才准进入工作面；对通风困难的独头掘进工作面采用局扇通风。 7.5 防洪、排水措施

在地表设防洪沟，把雨水引出矿区以外。

井下设排水泵房，其能力可排出井下最大涌水，为防止暴雨季节淹没矿井，在主要来水坑道设水闸门，同时要对排水泵作好维修并有备用水泵。

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7.6 矿山消防和防火

7.6.1 消防

矿山距徐州市较近，消防工作可依托市消防队来承担，水源来自坑口储水池。

7.6.2 防火

矿山井口和主要设施30m范围内的杂草、树木要清除，以防山火影响井下作业人员的安全。

7.7 提升、运输安全运行措施

对打点工进行安全培训，持证上岗。

对提升设备、钢绳、按安全规程规定的时间，进行检查和检测，及时维修和更换。运输坑道要有照明，坑道坡度应在3～5‰范围内；坑道过窄应刷大。 7.8 供电系统安全运转及保障措施

要求定期取变压器油样化验，发现绝缘能力下降及时更换。要定期检测避雷器绝缘电阻。要对接地网的电阻每年进行一次测量。 7.9 爆破安全措施

装药前检查雷管外观，有压扁、破损、锈蚀、加强帽歪斜者，严禁使用；雷管内有杂物，禁止使用；导火索插入雷管不得旋转摩擦。

加强二次爆破管理，认真作好警戒；固定时间进行爆破。用有经验的爆破人员处理盲炮。建立盲炮处理责任制，出现盲炮当班处理。

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7.10 爆破器材加工、储存安全措施

爆破作业及储运管理人员，必须经过培训考试并取得资格证书，持证上岗。炸药与雷管分开运输，由持证人员专人运输；雷雨暴风时禁止装卸爆破器材。

房内不得采用明火照明；各类器材按规定分开存放；库房容量不得超过规定标准；库房设臵防火门。遵守《爆破安全规程》的规定销毁爆破器材。 7.11 防坠措施

竖井、天井、溜井口应设红灯警示装臵、照明和护栏（盖板），以防人员坠入井中。 7.12 辅助设施

矿山应有医务室，应备一些常用药和外伤用药。矿山应设食堂和浴室，以保证职工的身体健康。

7.13 安全生产应当具备下列安全生产条件

建立健全主要负责人，分管负责人、安全生产管理人员、职能部门、岗位安全生产责任制，制定作业安全规程和各工种操作规程。

安全投入符合安全生产管理要求，按照有关规定提取安全技术措施专项经费。设臵安全生产管理机构，配备专职安全生产管理人员。特种作业人员经有关业务主管部门考核合格，取得特种作业操作资格证书。建立事故应急救援组织，配备必要的应急救援器材、设备；应指定兼职的应急救援人员，并与邻近的事故应急救援组织签订救护协议。制订各种事故以及采矿诱发地质灾害等事故的应急救援预案。

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7.14安全投入

在设计的各个环节均有安全卫生工程设计，其投资和费用已列入各分项工程概算。本次设计的安全投资项目列入下表，投资额为483.93万元，占工程总投资3659万元的13.22%。

安 全 投 资 项 目 表

序号 1 项 目 火灾报警系统 矿坑排水 2 井下排水系统 生产、消防泵房 3 4 5

井下通风 电讯工程 其 他 合 计 投 资（万元） 40.0 78 214.72 13.71 30 57.5 50 483.93 48

第八章 开发方案简要结论

8.1 设计利用矿产资源储量、生产规模、矿山服务年限

设计利用矿产资源储量:151.02×104t 设计资源利用率：83.35% 设计采矿回采率：81.2% 设计采矿贫化率8% 设计生产规模：10×104t/a 矿山服务年限：14年 8.2 矿山产品方案

铁矿石原矿。 8.3 矿址及开拓运输方案

矿址:江苏省徐州市利国镇大王庙村。 开拓运输方案:竖井开拓有轨矿车运输方案。 8.4 采矿工艺

设计采用房柱法，矿块长80m，宽为矿体的宽度，高度为矿体的厚度,矿柱长6m，顶柱厚度4m。

回采顺序自上而下进行，即先开采上阶段, 再开采下阶段，逐渐向下回采。在走向上的回采顺序以后退式推进即先采端部（通风竖井一侧），向主竖井方向

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推进。本阶段的回采顺序自下而上进行。 8.5 工程项目的综合评价

矿山开采方案从技术上、经济上进行分析和比较是可行的。开采设计参数的选择符合有关矿山安全规程的规定；设备选型满足矿山生产要求；方案设计优化, 符合矿山地质条件和生产要求；方案设计在满足矿山生产要求的前提下,能作到节省建设投资,降低生产成本,取得最大经济效益。设计利用矿产资源储量151.02×104t,服务年限14年。 8.6 存在问题与措施

8.6.1本次详查主要是在收集和综合利用前人资料为主，辅以少量的钻探工作量对个别矿体进行补充控制，并在西区段进行抽水试验工作。由于以往所进行的勘查工作年代久远，资料保存不善，部分资料已不能收集齐全，以致不能详细地了解详查区段的以往工作情况，综合研究工作的深度不足，对矿段矿体所作的评价可能存在一定的局限性。

8.6.2 矿床水文地质工作程度、研究程度不高。地质部门提供矿坑涌水量仅能满足设计，为防止生产中透水、冒顶事故发生要加强生产中的水文、工程地质工作。

8.6.3采取的措施

1、加强对西区段矿体的后续勘查工作，对矿体南、北两端矿体外延进行追索控制；对东区段应尽可能收集齐全相关资料补充了解南端矿体外延控制情况，并对北端矿体外延进行追索控制，以期增加矿石资源储量。

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