青川顺翔矿业有限公司(好)泉坝矿产资源开发利用方案

青川顺翔矿业有限公司阳泉坝石英砂岩矿

矿产资源开发利用方案

四川省川煤矿山勘测设计有限公司

二O一二年七月

青川顺翔矿业有限公司阳泉坝石英砂岩矿

矿产资源开发利用方案

工程编号：KF—596

所 长：吕志刚 总工程师：房德山 项目负责：贾正奎 专业负责：寇治忠 审 核：房德山

四川省川煤矿山勘测设计有限公司

二O一二年七月

参加设计人员

专业 采矿 采矿 采矿 机绘

姓 名 房德山 寇治忠 贾正奎 王 波 职务及职称 总工程师、高级工程师 工程师 工程师 技术员

目 录

第一章 概述…………………………………………………… 第一节 矿区概况…………………………………………… 第二节 编制依据…………………………………………… 第三节 资源开发利用方案编制原则……………………… 第二章 矿产品需求现状及预测……………………………… 第三章 矿区资源概况………………………………………… 第一节 矿区地质…………………………………………… 第二节 矿床地质…………………………………………… 第三节 矿床开采技术条件………………………………… 第四节 设计利用矿产资源储量…………………………… 第五节 对储量核实报告的评述…………………………… 第四章 主要建设方案………………………………………… 第一节 开采方案…………………………………………… 第二节 防治水方案………………………………………… 第三节 供电方案…………………………………………… 第四节 开拓运输方案……………………………………… 第五章 矿床地下开采………………………………………… 第一节 矿井开采…………………………………………… 第二节 采矿方法……………………………………………

第三节 主要生产系统……………………………………… 第四节 矿井安全…………………………………………… 第六章 选矿及尾矿处理……………………………………… 第七章 环境保护……………………………………………… 第一节 矿山地质环境……………………………………… 第二节 环境保护措施……………………………………… 第三节 水土保持及土地复垦……………………………… 第八章 经济效益分析及评价………………………………… 第九章 劳动安全与工业卫生………………………………… 第一节 开拓布臵及矿压控制……………………………… 第二节 矿井通风系统评价………………………………… 第三节 防灭火……………………………………………… 第四节 防治水……………………………………………… 第五节 粉尘防治…………………………………………… 第六节 噪声治理…………………………………………… 第七节 电气安全…………………………………………… 第八节 运输事故防治措施及装备………………………… 第十章 开发利用方案简要结论………………………………

附表：

综合经济技术指标表。 附件：

1、设计资质证书； 2、质量管理体系认证证书； 3、申请； 4、委托书；

5、采矿许可证复印件； 6、矿产资源/储量评审备案表； 7、矿产资源开发利用方案备案表。 附图：

1、交通位臵图；

2、矿区总平面图； 3、地质地形及崩落范围图； 4、井上下对照图；

5、采区巷道布臵及机械设备配备图； 6、开拓方式（方案一）图； 7、开拓方式（方案二）图； 8、采矿方法图。

第一章 概述 第一节 矿区概况

一、矿区地理位臵及交通

1、矿区交通、位臵

矿山位于青川县城南东174°直距44km处、青川县与江油市交接部位，行政区划隶属青川县竹园镇金真大队阳泉村。矿区距宝成铁路罗妙真站约2km，距斑竹园车站约18km，沿宝成线北行60km至广元，南行254km至成都，有中雁简易公路相通。距绵广高速入口8km。交通条件较为方便（见交通位臵图）

2、矿区自然环境及经济状况

矿区地处龙门山北段前山带，为中深切割的中山区。海拔高程最低为流经矿山的雁门河河床约560m，最高点红岩火1227m。雁门河自北西向南东流经矿区，其流量随季节及降雨变化，属易涨易落之山溪河流。

该区属亚热带季风气候，冬寒夏热，四季分明。历年气温-5.7-37?，年平均气温16?。年降雨量1000mm，多集中在6-9月份，无霜期240天。

区内经济以农业为主，主产小麦、玉米、水稻，经济作物有茶叶、蚕茧、核桃、木耳等。工业企业较少，仅有一些小型煤矿、水泥厂、石英砂矿等。

二、矿权及企业性质

1、青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿开办于2002年6

月，广元市国土资源局2002年给矿山颁发了采矿许可证，证号：5108000210004，有效期三年（2002年6月-2005年6月）。2005年6月延继办证，证号：5108000520020， 有效期10年（2005年5月-2015年6月），开采矿种为石英砂岩，开采深度为+900-+600米，生产规模为3万吨/年，开采方式为露天+地下开采，面积约0.4145km2。2010年12月换发采矿证：C5108002010127130086754，有效期2010年12月15日至2015年7月15日，开采矿种：玻璃用石英岩，生产规模：3.00万吨/年，开采方式：地下开采与露天开采结合，面积：0.4145平方公里。企业性质属私营合作企业。矿区中心点地理坐标为东经150°16′26″，北纬32°11′22″，矿区范围由1-4号拐点圈闭，各拐点的直角坐标如下：

青川县竹园镇阳泉坝石英矿拐点座标

标座 拐点 1 2 X Y 标座 拐点 3 4 X Y 3563442.21 35525685.24 3563512.21 35526120.24 开采标高：3562502.20 35525900.24 3562892.20 35525380.23 +900m～+600m 矿区面积： 0.4145km 2 2、2012年7月，青川县顺翔矿业有限公司申请竹园镇阳泉坝石英岩矿权范围变更（缩小矿权范围），变更后的矿权范围拐

点坐标如下。

青川县竹园镇阳泉坝石英矿拐点座标

标座 拐点 1 3 5 7 X Y 标座 拐点 2 4 6 X Y 3563337.21 35525610.24 3562802.21 35525860.24 3562692.21 35525655.24 3563152.21 35525515.24 开采标高：3563197.21 35525920.24 3562652.21 35525710.24 3563067.21 35525715.24 +900m～+600m 矿区面积： 0.136km 2

第二节 编制依据

2012年7月根据我公司现场调查和计算，青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿+700m以上水平采用露天开采已不经济，+700m以下采用地下开采。为合理开发矿产资源，加快资金回收，生产规模3万t/a。青川顺翔矿业有限公司于2012年7月正式委托我公司为该矿进行矿

产资源开发利用方案设计，编制该矿《矿产资源开发利用方案》。

主要编制依据如下： （1）设计依据的法律法规 ①《中华人民共和国安全生产法》 ②《中华人民共和国矿山安全法》 ③《中华人民共和国劳动法》 ④《中华人民共和国消防法》 ⑤《中华人民共和国职业病防治法》

⑥《中华人民共和国矿山安全法实施条例》（96年劳动部令第4号） ⑦《中华人民共和国矿产资源法》（96年8月29日八届人大第21次会议修正）

⑧《中华人民共和国民用爆破物品管理条例》（国务院84年10月发布）

（2）设计依据的标准、规范及规定

①《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）； ②《爆破安全规程》（GB6722-2003）；

③《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》（2004年国家安全生产监督管理局第9号令）；

④《矿产资源开发利用文案编写内容要求》（国土资源部1999年）。 （3）设计依据的基础资料

①青川顺翔矿业有限公司给我公司的“委托书”和我公司与该公司签

定的《青川顺翔矿业有限公司矿产资源开发利用方案》工程设计合同；

②《青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿资源/储量核实报告》（2012年7月四川省核工业地质调查院提供）；

③《矿产资源/储量备案表》（备案文号：川储备安[2012]009号）； ④我所现场调查收集的有关资料； ⑤矿方提交给我所的有关设计基础资料。

第三节 资源开 利用方案编制原则

由于原业主经营不善处于半停产状态现以转让，2005年2008年开采石英砂矿矿石量很少，对储量影响不大，本次设计不考虑这两年所采用矿石量。根据四川省核工业地质调查院2012年7月提交的《青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿资源/储量核实报告》和广元国土资源局备案的《矿产资源/储量备案表》，该矿区范围内累计探明资源/储量共47.09万吨，已动用8.59万吨，保有（332）类别资源/储量38.50万吨。矿井设计石英砂年生产能力为3万吨，现作矿产资源开发利用方案，主要按有关规范要求，在充分利用矿山现有地面设施的前提下，对矿山未开采区域进行规划设计，以合理有效开发矿产资源。

第二章 矿产品需求现状及预测

一、石英砂岩产品需求状况

石英砂矿石除主要用于玻璃、平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料。

还可作为陶瓷及耐火材料、瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料；作为冶金、硅金属、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等；作为化工、硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉；作为机械铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）；作为电子高纯度金属硅、通过用光纤等；作为橡胶、塑料、填料（可提高耐磨性）；作为涂料、填料（可提高涂料的耐候性）。

目前，玻璃产品应用前景广阔，平板玻璃、日用玻璃等需求量逐步增大，技术玻璃及特色玻璃的开发利用也进入了高科技领域，对玻璃硅质原料需求量也越来越大。据有关部门预测，到2010年全国玻璃硅质原料的需求量将达1300万吨以上。因此，开发石英砂项目具有良好的市场前景。

二、石英砂产品价格分析

近年来，全国各地石英砂产品销售市场较好看好，石英砂产品价格一直稳定在较高的价位，但各地石英砂产品价格随产品质量和当地总体经济条件有一定的差异。该矿石英砂矿化学成分化验结果可以看出其成分达到玻璃原料工业指标要求。同时该矿与成都的一些玻璃厂已达成购销协议。

按原矿销售价约22元/吨，开采成本约19元/吨。按矿山年设计生产

规模3万吨计算，按3元/吨利润计算，矿山每年可获利9万元。按矿山保有资源/储量38.50万吨计算，矿山可获利共计115.50万元。随着农业产业化进程的加快和工业建设持续发展，对石英砂矿的需求增长，为矿山提供了新的市场和发展机遇。矿山生产规模小，投资成本低，见效快，有较好的发展前景。

第三章 矿区资源概况 第一节 矿区地质

一、地形、地貌

矿区地处龙门山北段前山带，为中深切割的中山区。海拔高程最低为流经矿区的雁门河河床约560m，最高点红岩火1277m。雁门河自北西向南东流经矿区。

二、气象水文

该区属亚热带季风气候，冬寒夏热，四季分明。历年气温-5.7-37?，年平均气温16?。年降雨量1000mm，多集中在6-9月，无霜期240天。

三、地质勘探简况

1966年-1977年，四川省地质局第二区测队在广元、青川地区开展了区域地质测量工作，提交了1:20万广元幅《区域地质测量报告》。

1976年，中国人民解放军建字730部队在该区地蚝了1:20万区域水文地质普查工作，提交了1:20万广元幅区域水文地质普查报告。

1960年以来，在矿区及外围寻找玻璃硅质原料的工作一直在断续进行。其中，1966年四川省地质局第二区域地质测量队对竹元镇石英砂岩进行了地质调查，认为其石英砂岩可作为铸型用砂和普通玻璃原料。

1985-1989年由四川省地质矿产局西北地质大队对小水沟石英砂岩矿作了地质勘探工作，肯定了该矿床的工业价值。

1990-1995年，四川省地质局川西北地质大队开展了1:5万竹元坝区域地质调查，并提交区域地质调查报告。

1998年由四川省地质矿产局川西北地质大队对青川县竹园镇菜麻渠石英砂矿作了地质普查工作，并提交了《青川县竹园镇菜麻矿区拌桶岩矿段玻璃原料石英岩普查储量报告》。

2001年7月，四川省冶金地质勘查局604大队对该区进行了踏勘工作，提交了《青川县竹园镇阳泉坝石英砂岩矿矿床地质简测储量报告》，估算了D级储量134.55万吨。

2012年7月四川省核工业地质调查院对矿区进行了矿产资源储量核实工作，提交了《青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿保有资源储量核实报告》

青川县竹园镇阳泉坝石英岩矿与上述矿山同属一个成矿带，地质条件和成矿机制接近。以上地质工作之相关资料，尤其是1:50000竹园幅地质图及说明书，成为本次地质勘查工作的重要依据。

四、地层

矿区区域上处于扬子地面西北缘，龙门山前陆盆地之竹园坝开阔褶皱

变形区内，总体构造线呈北东—南西向。区内未见岩浆岩出露。沉积地层从寒武系至白垩系均有出露，其中寒武—三叠系属龙门山地层分区北段小区，侏罗系、白垩系属四川盆地分区之盆地边缘小区。

矿区内，因剑门河自北西向南东流经矿区并横切天井山背斜，致使该部地层在平面上呈一封闭的椭圆出露展布。矿区地层由老至新为：

1、寒武系

寒武系长江沟组（εcj）：矿区出露中、上段。

中段（εcj）：以含圆、次圆状钙质砾石及结核的浅绿灰、褐灰色薄-中厚层状石英粉砂砂岩为主夹少量灰岩条带，砾石风化石常形成空洞，为一套近滨-混合潮坪沉积。

上段（cj3）：为黄灰、黄绿、绿灰色薄-中层状钙质石英粉砂岩、岩屑石英粉砂岩、娄砂质量页岩呈旋迦层，上部出现少量岩屑石英砂岩、钙持石英砂石，顶部夹灰岩。

寒武系磨刀垭（εmd）：为浅黄、灰色中-厚层状中-粗粒含砾岩屑砂岩及钙质石英砂岩，夹少量绿灰色页岩。砾石为燧石。与长江沟组呈整合接触。

2、泥盆系

金宝石（Dj）：下部为浅灰-灰白色中厚层-块状石英砂岩；上部为灰色页岩。与下伏寒武系磨刀垭组呈整合接触。厚度58-80m，为一套陆源砂滩-泻湖的沉积，是石英砂岩矿含矿层位。

观雾山组（Dgw）：为一整造礁酸盐建造，其下部为灰-深灰色薄-厚层

状生物碎屑灰岩，上部为灰色块状细晶白云岩，常形成陡崖地形。厚度大于100m，与下伏金宝石组呈整合接触。

3、石炭系

总长沟组（Cz）：为一套造礁碳酸盐建造和单陆屑建造，其中，下部为浅灰-灰白色厚层-块状细晶灰质白云岩，偶夹黄灰、灰绿、紫红色页岩，底部0.6-2m为绿色粘土岩；上部为灰、灰白色中-厚层状生物碎屑灰岩。厚13-78m，与下伏泥盆系观雾山组呈假整合接触。

4、二叠系：在矿区出露齐全且分布广，主要分布于天井山背斜两翼。 梁山组（P1）：为一套单陆屑含煤建造，岩性以灰、灰白色铝土质粘土岩为主，底部常见褐黄色铁质粘土岩及鸡窝状高岭石粘土团块。与下伏石炭系总长沟组呈假整合接触，厚度2-22m。

阳新组（Py）：为一碱度造礁碳酸盐建造。岩性下部以浅灰、灰白色厚层状含燧石结核灰岩、灰质白云岩为主；上部为厚层-块状含燧石结核及团块灰岩，局部见白云质团块，夹少量钙质页岩。厚度300m左右。

吴家坪组（Pw）：底部为灰黄-灰色铝土质页岩、黑色炭质页岩、粘土质页岩夹煤；中上部为浅灰、灰、深灰色中-厚层状微晶灰岩夹混晶灰岩及细-粉晶灰岩等，普遍顺层分布硅质结核燧石带。

5、三叠系、侏罗系（略）。 五、构造

矿区处于竹园坝开阔褶皱带变形区内的天井山背斜构造内，该背斜南西起于江油二朗庙一带，向北东于青川竹园坝以北卢家山一带倾没,全长

约43km,平面上为一线状背斜,轴迹方向40°-50°，北翼地层倾角一般在35-50°，南翼多为40-60°，横剖面略呈两翼对称的倾斜状；轴面产状为380°∠83°，枢纽产状47°∠5°；核部产状平缓，由寒武系及三叠系地层，矿区附近，其北翼被断层破坏，南翼被佚罗系超覆。

矿区内断裂构造不甚发育，仅在天井山背斜两侧发生在三叠系、侏罗系地层中北东向逆断层，对矿体无故坏和影响。

第二节 矿床地质

一、矿床特征

本矿床为一陆源砂滩-泻湖环境沉积的石英砂岩矿床，矿体即为中泥盆统金宝石组下部中厚层-块状石英砂岩。矿体处于天井山背斜近核部，因河流切割暴露地表在地表平面上形成一连续、封闭的椭圆状。因该连续矿体地跨青川、江油两县，而矿体西段的江油部分已开采多年，矿区所划定的范围为矿体东段的雁门河以北部分，涉及有关参数亦只限于这一部分。

矿区共一个矿体，呈层状产出，长约850m，厚5-10m左右，因受背斜构造控制，其北西段产状307-315°∠42-46°，南东段产状133°∠426°，北东部背斜轴部产状平缓略向北东倾斜。矿体出露最高标高900m，最低约600m，矿体底板为磨刀垭组含岩屑及钙质石项砂岩，顶板为金宝石组上部的灰色页岩。

二、矿石特征

本区矿石主弱固结中-细粒石英砂岩，大多呈灰白、浅灰色，有时见轻微的次生铁染，局部带褐黄色。矿石构造以块状为主，少许情况下见粒度，成分不均一，有时见色洞及疏松程度差异和条带状、环带状、斑点状构造。

矿物组成及结构：矿石中碎屑物占70%-85%。孔隙占10-20%，胶结物含量小于5%。

碎屑物99%以上为石英碎屑，硅质岩屑只有微量，偶见显微文象花岗石屑及长石碎屑。屑物粒径为0.1-0.3mm，粒度均匀，分选性较好，圆度较好。

重矿物含量小于1%。主要为电气石，次为锆石、独居石、磁铁矿，偶见金红石，榍石、磷铁矿。重矿物中，除电气石粒径常为0.1-0.2mm以外，其它矿物的粒径多在0.1以下。

在石英砂屑粒度偏细的岩石中，上述重矿物含量相对偏多一点。 由于石英砂屑以球状为主，砂屑之间为颗粒支撑，线接触和点接触，矿石的胶结类型为接触式，矿石中胶结物极少，颗粒的边接方式为颗粒连接-胶结物连接的复合形式，因面在石英砂屑粒组成的格架之间的形成粒间孔隙，孔隙近似多边形，一般情况下，大小和分布都较均匀，属厚生孔隙。

含孔隙为本区石英砂岩矿石独特的特征，它使得矿石体重小于一般石英砂岩，仅为2.25t/m3，石英砂屑间呈固体状态，矿石较为疏松易碎，为

矿石的工业利用提供了良好的物性前提。

根据矿山提供的分析结果，矿石主要成分为：Si0294.8%-99.56%，平均

98%

左

右

，

A12030.79-0.2%

；

Fe030.12-0.29%

；

Ca0+Mg00.08-0.98%;K20+Na200.013-0.079%。一般块装矿石质量优于中厚层状矿石，部分高品位矿石可直接作为玻璃和工业硅用优质原料，背斜轴部矿体厚度小，矿石质量差（Fe03含量大于0.25%）且所处地形陡峻，根据矿山多次取样分析，已证明目前无工业利用价值。

该石英砂矿质量好，可用于平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）等的主要原料。

四、矿层顶底板围岩和夹石

顶板岩石类型主要有残坡积层、泥质细（粉）砂岩、次生铁染石英砂岩、次生钙质石英砂岩、页岩，底板岩石类型主要有石英砂岩（表外矿）、页岩、次生铁染石英砂岩、资生白云石英砂岩等，夹石类型主要有次生铁染石英砂岩、含泥质、粉砂质岩石和石英砂岩（表外矿）。

五、矿石加工技术性能

该类矿石因岩性简单，矿石经开采后进行简单的机械破碎加工、洗选，可达到石英砂粗矿要求作为最终产品使用。

第三节 矿床开采技术条件

一、水文地质条件

矿体主要沿山脊山露，主要矿体均位于当地侵蚀基准面和地下水位以上，地形有利于自然排水，矿床系弱固结中-细粒石英砂岩裂隙含水层、富水性弱。含矿层底板页岩具有相对隔水性，补给条件差，属裂隙 充水为主的水文地质条件简单矿床。

二、工程地质条件

按《四川省工程地质分区图》划分测区属盆周岩溶化中山较稳定工程地质之龙门山强烈褶断中山复杂工程地质亚区，区内属弱震区，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），评估区地震基本烈度为Ⅶ度。

矿区在区域上属强烈褶断中山工程地质亚区，矿床为坚硬-半坚硬岩为主的块-层状矿床，构造复杂。矿区内矿体呈单斜产出，顶底板岩性为页岩，坚硬性一般，自然边坡因风化剥蚀，局部较为陡峭。因此，矿床属以层状岩石类为主要的工程地质条件中等的矿床。

三、其它开采技术条件

该矿床属中厚矿体局部出露较好，矿体上下盘围岩风化剥蚀严重。矿体开采技术条件相对较好。矿体的南西端距居民住户较近，开采时应选用合理的开采方法和爆破方式。

四、矿山开采现状

青川县竹园镇阳泉坝石英砂矿矿山始建于2002年。矿山目前为止+700m以上均采用露天开采，并在矿区南东侧形成两个采场。矿山尚未建立废矿堆放场。

第四节 设计利用矿产资源/储量

根据四川省核工业地质调查院提交的《青川县顺翔矿业有限公司竹园镇阳泉坝石英岩矿资源/储量核实报告》和《矿产资源/储量备案表》川储备字[2012]00 号，该矿区范围内石英岩矿保有资源/储量38.50万吨，矿井设计石英砂年生产能力为3万吨，现作开发利用方案，主要按有关规范要求，在充分利用矿山现有地面设施及井下生产系统的前提下，对矿山未开采区域进行规划设计，以合理有效开发矿产资源。

石英砂矿资源/储量估算表

地段号 剖面号 （m） 2矿体面积剖面间距体积（m） （m） 22体重 2资源储量（t/ m） （万吨）

第五节 对储量核实报告的评述

该报告大致查明了石英岩矿的赋存层位，矿体的形态、产状、规模，

大致了解矿石质量，对地表矿体进了控制，初步估算了已动用储量和保有资源/储量。该报告提出“背斜轴部矿体厚度小，矿石质量差（Fe203含量大于0.25%）且所处地形陡峻，根据矿山多次取样分析，已证明目前无工业利用价值。”在图上未标注范围。总之矿山地质工作程度较低，在以后开采中应加强地质工作，以进一步探明深部矿体、矿石质量的变化情况，若有开采价值应到国土资源部门申报并补交价款。

第四章 主要建设方案 第一节 开采方案

一、开采方式及规模

1、开采方式

矿山现已开采至+720m水平，根据地形条件还采用露天开采已不经济，根据该矿开采经济技术条件，并结合业主要求，综合考虑技术、经济、环保等方面因素，矿井开采方式选择为地下开采。

2、开采规模

根据市场需求及技术装备，矿井资源情况，矿井石英砂产品开采规模确定为3万t/a。根据劳动组织条件，结合该矿实际情况，矿井同时生产工作面数为1个，按每个工作面日进1个循环组织生产，可满足年生产能力3万t的要求（生产能力验算附后）。

二、产品方案

该矿生产规模较小，生产产品为石英砂，经初步加工洗选后可直接销售。

三、开采范围及储量

1、该矿权范围由7个拐点坐标圈定而成，矿区面积；0.136km2，开采标高：+900-+600m。

2、该矿本次开发利用方案设计利用石英矿产资源/储量为38.50万t，即拟设臵矿权范围内的石英砂保有资源/储量。

第二节 防治水方案

矿井采用阶梯水硐开拓，分区段开采，矿井从上到下划分为+650m和+600m二个区段，井下涌水通过平巷水沟自流至地面。

地面露天采场部分、工业广场及井口附近必须修建防洪沟，防止洪水冲坏工业广场和地表水进入进下。

第三节 供电方案

矿井采用双回路电源供电，电源来自国网10KU变电站不同的两段母线，地面安装S9-100/10/0.4（100KUA）型变压器2台，一台地面，一台井下，另选一台50KUA型变压器作为主扇风机备用电源降压用。

第四节 开拓运输方案

矿井采用阶梯开硐开拓，回采工作面的石英砂通过放矿漏斗装入矿车，经各阶段运输平巷机车运输至地面矿仓。井下的矿产品运至地面储存仓后，采用汽车转运至石英砂加工厂粗加工后外销。井下采用1.0t“U”矿车，机车，轻轨运输，井下各平巷均铺设15kg/m的钢轨，轨距600mm，平巷坡度为5‰。

第五章 矿床地下开采 第一节 矿井开采

一、矿井开拓方案 （一）设计方案

根据矿井开采石英砂矿层赋存条件，石英砂矿层平均倾角42°，层状似层状产出，矿体属倾斜矿层，结合业主要求及地形条件、设施等因素，确定矿井开拓方案。

1、方案一

矿井采用阶梯平硐开拓

将开采矿床划分为两个区域，即+600-+650，+650-+700。在地表的+700m、+650m、+600m水平处沿矿层分别作三条平巷至矿区西翼边界。+700m平硐作风井，风井、主井随开采区段逐级下移，形成通风生产系统（详见矿井开拓方式图）。

2、方案二

矿井采用平硐斜井开拓。

将开采矿床划分为两个采区，即南采区、北采区。在地表+600m水平沿矿层作平巷至井田中部，再穿层按25度倾角掘斜井至地表+700m水平，再伪斜沿矿层按35度倾角掘通风上山至地表+750m水平。形成通风生产系统（详见矿井开拓方式图）。

（二）方案比选

方案一采用阶梯平硐开拓，风井、主井服务年限较短（仅为本区段服务），随着开采区段的下移而下移，通风距离远，不利于通风管理，投资较小，井巷工程量较小，地面工业广场受限。综合考虑，本设计采用方案一作为矿井开拓开采方案。

方案二采用平硐斜井开拓，主井服务年限较长，通风距离较近，投产较快，井巷工程量较大，地面工业广场易布臵。

二、开采顺序及首采段的确定

矿井开采时先开采+650m-+700m区段，后开采+600m-+650m区段。矿井采用倾向空场浅眼留矿采矿法开采，工作面推进方向为后退式。根据该矿实际情况，首采面确定为矿井南翼+650-+700区段的平巷中，工作面开采标高为+650m-+700m，开采垂高为50m。

第二节 采矿方法

一、采矿方法

采用倾向空场浅眼留矿采矿法开采，在区段平巷内，将石英砂矿体沿走向每隔50m划分为一个矿房和矿柱，开采矿房。在矿房中由下向上分层进行回采，每次崩下的矿石暂时只放三分之一左右，其余留存在矿房中作为工作台，并支护两帮围岩。矿房全部回采完后将存留在矿房中的矿石全部放出。

二、回采工艺

采用倾向空场浅眼留矿采矿法开采。回采工艺为：

1）凿岩：根据石英砂矿石稳固性、层理和节理的方向，凿上向炮眼时，回采工作面采用梯段，梯段长度为10m。凿水炮眼时，布臵成长度4m的梯段工作面，梯段高度为2m。炮孔交错排列。

2）崩矿：采用硝铵炸药爆破，用电雷管起爆。

3）通风：风流从运输平巷沿开井上升，穿过采场，由矿房另一侧的回风天井上升至上部回风平巷排出。

4）局部放矿：每次崩矿后，矿石产生碎胀。为保证工作面有2m高的工作空间，需从漏斗放出每次崩矿量的35%左右。

5）平场、撬顶和二次破碎：为了便于工人在留矿堆上进行凿岩爆破作业，局部放矿后，将存留矿堆的表面整平。顶板和两帮已松动面未落下的矿石或岩石撬落。崩矿或撬顶落下的大块，在平场时破碎。二次破碎采用爆破方法和人工锤击方法配合进行。

6）最终放矿：矿房回采至顶柱时，将留在矿房中的矿石及时全部放

出。如矿石被压实面结块，导致放矿困难，采用爆破震动等方法处理。

三、区段参数及回采率 1、区段参数

矿井设计为一个水平即+600m-+700m水平；划分为两个区段，即+650m-+700m区段，+650m-+600m区段。各区段垂高为50m，区段斜长平均75m左右。（详见矿井开拓系统图）。

2、回采率 （1）矿柱损失计算

矿井采用后退式开采，工作面至回风平巷沿石英砂矿层倾向留设宽4m的护巷矿柱，工作面至运输平巷沿矿层倾向留设5m护巷矿柱，其三条平巷总长为2400m。

矿柱损失计算表

名称 宽度（m） 5 30 30 长度（m） 850 150 40 5-10 2.5 石英砂矿层平均厚度（m） 容重3矿量回收比损失量(万t) 2.65 2.81 1.50 6.96 （t/m） （万t） 例（%） 5.31 5.62 1.50 12.43 50 50 0 平巷矿柱 井筒矿柱 居民住房保安矿柱 (2)可采量、回采率计算表

青川县竹园镇阳泉坝石英砂岩矿本次开发利用方案设计利用石英砂资源/储量为38.50万吨。

回采率计算表

工作面损失量（万t） 工 作 面 损 失 量 采区损失量 （万t） 采区矿柱损失 矿 矿 量 损 失 量 小 计 井 损 失 矿井损失量 （万t） 金矿性水久矿柱 地质及矿 量 损 失 量 水文地质 % 小计 矿 井 动 用 量 万 t 矿 井 回 采 率 % 采 区 动 用 量 万 t 矿 采 区 回 采 率 % 井 可 采 储 量 万 t 1.41 47.09 1.24 1.24 4.31 47.09 4.31 0 4.31 3.59 85.2 3.59 85.2 40.13 四、设计生产能力及服务年限

1、矿井工作制度：矿井年设计工作日数为330d，两班生产，一采一准（即一班生产，一班准备），每班工作时间8h。

矿井设计生产能力为3.0万t/a，日设计生产能力为100t。

2、服务年限：该矿本次设计利用石英砂资源/储量为38.50万t，采区回采率为85%，矿井可采储量即为：32.725万t。

α=G/（kB.A） =32.725÷（3.0×1.2） =10.9（a） 式中：

α—矿井服务年限，a; G—矿井可采储量：万t； KB—矿井设计年产量：万t/a； K—储量备用系数，取1.2； 3、采面实际生产能力验算

根据石英砂矿层赋存条件、厚度、倾角等特点，矿井安排1个采面生产，工作面开采垂高为50m，工作面长度50m采用倾向空场浅眼留矿采矿法开采，每天推进1个循环，循环进度为1.0m，工作面日推进度为1.0m。采矿工作面年生产能力按下式计算。

AC=10-4L×h×r×b×n×N×c×a

=10-4×50×2.0×2.5×1.0×330×0.80×97%×1 =6.40（万t/a） 式中：

A—采矿工作面年生产能力，万t/a； L—采矿工作面平均长度，m；

h—采矿工作面石英砂矿层平均采高，m； r—石英砂视密度，t/m3;

b—采矿工作面平均日推进度，m/d； n—年工作日数，d； N—正规循环作业系数； c—工作面回采率；

a—回采工作面平均个数，个。

掘进出矿率按采面生产能力的5%计算，即：

Aj=Ac×5%=6.40×5%=0.32（万t/a），故矿井年采掘生产能力A=Ac+Aj=6.40+0.32=6.72（万t/a）

通过计算，矿井安排1个采面生产，年总生产能力可达6.72万t，能

够满足3.0万t/a的设计生产能力。矿井采区及区段划分能满足矿井年产3.0万t的要求。

第三节 主要生产系统

一、运输系统 1、运矿系统

矿井采用平硐开拓，采矿工作面石英砂暂时只放三分之一左右，其余留存在矿房中作为工作台，并支护两帮围岩。矿房全部回采完后将存留在矿房中作为工作台，并支护两帮围岩。矿房全部回采完后将存留在矿房中的矿石全部放出装入矿车，经区段运输平巷人力推车至相应井口地面车场，再用汽车直接将矿产品外运至用户。

二、排水系统

矿井采用平硐开拓，平巷按+5‰的坡度掘进，平巷内均需开掘水沟，水沟尺寸为400×350mm。矿井回采工作面或掘进碛头的水经平巷水沟自流出地面井口，生产过程中应经常清理水沟中的淤泥、杂物，确保水流畅通。

三、供电系统

矿井采用双回路电源供电，电源来自国网10KU变电站不同的两段母线，地面安装S9-100/10/0.4（100KUA）型变压器2台，一台地面，一台井下，另选一台50KUA型变压器作为主扇风机备用电源降压用。

井下电源经地面1台S9-100/10/0.4-100KUA变压器（中性点禁止接地）降至380U，从配电室的两分段母线各出一趟电缆从地面主井井口送入井下各平巷内配电点，再向井下压风和采掘工作面等用电设备馈电，以满足各用电设备供电需要。

地面主要通风机供电由地面配电室两段不同的母线分别馈出一路电源供给，经两趟架空线路送至主风机房，形成一用一备双电源供电；风机房设分母线，两段分母线之间安装联络开关，一旦其中一回电源断电，通过联络开关切换至另一回电源，确保风机供电。风机房照明及生活用电由S9-100/10/10.4型变压器供给，从S9-100/10/10.4型变压器副方出线架设单线路至风机房，提供220V电源。

地面配电室的两回电源开关之间必须安装机械闭锁和电气闭锁，确保两电源开关不会同时合闸，避免因误操作酿成供电事故。

四、压风系统

矿井选用型号为MLGF10/7型矿用防爆空气压缩气缩机1台（电机功率37KW，出口管径50mm），通过D50mm钢管向井下采掘工作面风动设备（气腿式凿岩机）供风。

五、通风系统 （一）通风方式

矿井采用边界分列抽出式通风。初采时1井井口标高+650m，风井井口标高+700m。选用2台（一台工作，一台备用）型号为FBCZ—N010.0型矿用地面防爆抽出式轴流通风机，配套电机YBF160M—4，电机功率

11KW。采用电机反转直接反风。

（二）通风系统

采矿工作面采用“U”型通风，掘进工作面采用局扇型号为JBT—51防爆型，功率5.5KW，选用￠400×10双抗导风筒向碛头供风。

新鲜风流由1井进入，经1井运输平巷→1井回采工作面→风井回风平巷→风井→由主抽风机排出地面。

掘进工作面由于还未与矿井形成系统，未实现全负压通风，而是采用安装在地面井口附近的一台YBT-5.5或YBT-11防爆型功率5.5kw或11kw局部通风机进行压入式通风。

详见《矿井通风系统示意图》 （三）风井数目、位臵

矿井采用阶梯平硐开拓，正常生产时仅布臵一个风井，初采时其风井标高为+700m。选用2台（一台工作，一台备用）型号为FBCZ-N010.0型矿用地面防爆抽出式轴流通风机，配套电机YBF160M-4，电机功率11kw，采用电机反转直接反风。

（二）通风系统

采矿工作面采用“U”型通风，掘进工作面采用局扇型号为JBT-51防爆型，功率5.5KW，选用￠400×10双抗导风筒向碛头供风。

新鲜风流由1井进入，经1井运输平巷→1井回采工作面→风井回风平巷→风井→由主抽风机排出地面。

掘进工作面由于还未与矿井形成系统，未实行全负压通风，而是采

用安装在地面井口附近的一台YBT-5.5或YBT-11防爆型功率5.5kw或11kw局部通风机进行压入式通风。

详见《矿井通风系统示意图》。 （三）风井数目、位置

矿井采用阶梯平硐开拓，正常生产时仅布置一个风井，初采时其风井标高为+700m。

（四）矿井总风量计算 1、采矿工作面需风量计算

（1）按工作面温度选择适宜的风速进行计算 Q采=60U采2S采(m3/min) 式中：

Q采—回采工作面需要风量，m3/min; U采—采矿工作面风速，1.0m/s； S采—采矿工作面平均断面积，3.9m2。 Q采—6031.036.0=360（m3/min）

（3）按回采工作面同时作业人数和炸药量计算 每人供风≮25m3＞min，Q采＞4N（m3/min）

每kg硝酸铵炸药消耗供风≮25m3/min，Q采＞25A（m3/min）。 式中：

N—工作面最多人数，15人； A—一次爆破炸药最大用量，6kg。

Q采≥4315=60（m3/min） Q采≥2536=150（m3/min） （4）按风速进行验算

6030.25S采＜Q采＜6034S采（m3/min） 式中：

Q采—回采工作面需要风量，m3/min； S采—采矿工作面平均断面积，2.1m3。 6030.2536.0＜Q采＜603436.0 90＜Q采＜1440（m3/min）

通过计算，石英砂矿层采面需风量Q采=360 m3/min。 采矿工作面总需风量计算

矿井安排一个采矿工作面生产就能满足3.0万t/a的生产能力，故采矿工作面总需风量为：∑Q采=360（m3/min）。

2、掘进工作面风量计算

掘进工作面实际需要风量，按爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速、人数、局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，最后取最大值作为该掘进工作面的需风量。

（1）按局部通风机实际吸风量计算需风量 岩巷掘进：Q掘=Q扇3I1+6030.25S(m3/min)

=15031+6030.2534.2=213(m3/min) 式中：

Q扇—局部通风机吸风量，安设局部通风机处除了满足局部通风吸风量外，还应保证风机吸风口至掘进工作面回风流之间的风速，岩巷不小于0.25m/s。

Ii—掘进工作面同时通风的局部通风机台数

（3）按掘进工作面同时作业人数和一次炸药量消耗计算需风量 每人供风≮4m3/min，Q掘＞4N（m3/min）

每kg炸药消耗供风≮25m3/min，Q掘＞25A（m3/min） 式中：

N—掘进工作面最多人数，10人； A—一次爆炸药量最大用量，4kg。 Q掘≥4310=40（m3/min） Q掘≥2534=100（m3/min） （4）按风速进行验算

岩巷最低风量：Q岩掘＞6030.15S掘＞54（m3/min） 岩巷最高风量：Q岩掘＜6034S掘＜1440（m3/min） 式中：

S掘—掘进工作面断面积，m2。 （5）需风量计算与按风速验算见下表

备注：掘进工作面均安设YBT-5.5或YBT-11型风扇，电机功率5.5Kw或11Kw，配套风筒为φ400mm310m双抗导风筒。

需风量 3(m/min) 用风地点 按局扇吸风量计算 3(m/min) 按同时作按一次性炸选取最大业人数计药消耗量计需风量333算(m/min) 算(m/min) (m/min) 风速验算 3(m/min)

Q扇 S掘（m） Ii Q掘 N人 Q掘 +134m内双连石英砂矿150 层运输平巷 2Akg Q掘 最小 需风量 最大 是否 符合 4.2 1 213 10 30 4 100 213 54 213 1440 符合 （6）掘进工作面总需风量计算

矿井正常生产时只布置一个掘进工作面即可满足生产要求，因此 ∑Q掘=213（m3/min） 3、井下硐室需要风量

由于矿井井巷较短，距离地面最长距离也仅仅900m，因此矿井井下没有设置硐室，则

井下硐室总需风量： ∑Q硐=0（m3/min） 4、其它需要风量

考虑到矿井裂隙、溶洞等漏风，为提高供风安全系数，矿井其它需要风量按60 m3/min预计，则

∑Q其它=60（m3/min） 5、矿井总需要风量

∑Q矿=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q备+∑Q其它）3K 式中：

K—矿井通风需风系数（抽出式取1.15～1.20，压入式取1.25～1.30，取1.15）。

∑Q矿=（360+0+0+0+60）31.15=483（m3/min）

由于掘进工作面采用安装在地面的局部通风机单独压入式通风，还没有与矿井构成全负压通风系统，因此式中∑Q掘=00

（五）矿井通风阻力计算 通风摩擦阻力计算公式如下： h=aLuQ2/S3 式中：

h—通风摩擦阻力，Pa； a—井巷阻力系数，NS2/m4； L—井巷长度，m； u—井巷净断面周界，m； Q—通过井巷的风量，m3/s； S—井巷净断面面积，m2。

矿井开采2井工作面时为矿井通风最困难时期，通风路线最远，通风阻力最大。经计算，矿井通风最大总阻力为229.12Pa（见《矿井通风阻力计算表》）。

注：根据《采矿设计手册》、《矿井设计指南》的相关规定：小型矿井可不计算通风容易时期通风阻力。本次设计只计算通风困难时期通风阻力。

青川县竹园镇阳泉坝石英砂岩矿矿井通风阻力计算表

序号 巷道名称 系数 断面 支护净周长 巷道长 4(a310) 形状 方式 m 度m 24NS/m 半圆拱 砌碹 60 9.17 50 断面 S S 3风量 Q m/s 3Q 2阻力 Pa 0.88 1 2井平硐 5.86 201.23 8.05 64.80

2 3 8 11 小计 合计 2井运输平巷 2井回采工作面 1井回风平巷 梯形 木支 矩形 木支 梯形 木支 200 300 200 60 9.28 10 9.28 9.17 950 50 850 50 4.2 6.0 4.2 74.09 8.05 64.80 216 8.05 64.80 154.21 4.50 137.97 0.88 298.44 29.84 328.28 74.09 8.05 64.80 1井回风平硐 半圆拱 砌碹 局部阻力加10% 5.86 201.23 8.05 64.80 （六）矿井通风状况评价 1、矿井通风阻力系数 R=h/Q2

=328.28/64.80 ≈5.066（NS2/m8） 2、矿井等积孔 A=1.19Q/√h ≈0.5287（m2）

计算结果表明：矿井属大阻力矿井，通风较困难，所以在今后生产过程中，应加强通风管理，以降低风阻，提高通风质量。

（七）根据风机个体特性曲线选择通风机

通过计算Q通与h通静值，并考虑掘进形成全负压通风以及地面井口负压，矿井选用两台FBCZ—N010.0型矿用地面防爆轴流式通风机，配用电机YBF160M—4型，电机功率11KW（风量450-930m3/min，静压420-750Pa），一台工作，一台备用。采用电机反转直接反风。

（八）通风设施、防止漏风和降低风阻的措施 1、通风设施

为了使风流按规定路线流动，控制各用风地点的风量，在井下的有关巷道设置风门、调节风门、密闭等通风构筑物。

2、防止漏风的措施

风门、调节风门、密闭等通风构筑物应尽量设置在围岩坚固、地压稳定的地点；要留足开采上限至石英砂矿层露头的矿柱，以防漏风；对采空区及时封闭，尽量避免引起采空区或附近漏风量的增大；降低各用风地点的风阻，以减少其临近漏风通路的漏风量；生产时应设专人负责通风构筑物的检查与维修；加强对局扇风筒接头的管理，以提高有效风量率。

3、降低风阻的措施

巷道周边应尽可能光滑，支架要背帮接顶，架设整齐；巷道转弯处应尽量呈圆弧形或使之成钝角，避免直拐弯。

4、矿井必须成立专业的通风班，以保证通风设施的质量。

第四节 矿井安全

该矿水文地质条件简单，区域稳定性良好。矿山现开采的石英砂矿体底板为磨刀垭组含岩屑及钙质石英砂岩，顶板为金宝石组上部的灰色页岩，矿山开采时应注意支护，以防掉块、冒顶，片邦事故发生。

建议矿山在以后的生产及巷道掘进中，对矿山所有井下开拓系统进行全仪器法测量，在较准确指导矿山生产的同时，随时确定矿山的实际开采深度及采矿点距离地表的垂直厚度，另外，由于区内岩溶较发育，矿山在采矿时对溶洞发育的地段应采取相应的措施，对大的积水溶洞、地下暗

河底板要预留足够的安全矿柱，防止溶洞、地下暗河隔水层采穿、采漏现象，确保地下的采矿活动的安全及地表房屋及其他地质灾害防治工作的基础上，才能对该区域的矿产资源进行合理科学的开发利用。

矿井生产过程中，采矿放炮震动、废渣堆放不当、矿坑水的自然排放、采空区不断扩大等因素均可能诱发或加剧各种地质灾害的发生。矿井应做好架厢支护，加强通风，地表做好滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害的监测和防护以及环境保护工作，确保矿井安全。

该矿在开采过程中形成的废渣，部分充填至采空区，其余则堆放于井口附近的山坡边，废渣堆放不规范，暴雨季节易沿坡面下滑而进入冲沟，结周边环境造成影响并埋下产生泥石流的隐患或加剧泥石流的发生。矿体开采后，对采区上方及边界一定范围内的岩土有一定的影响，在生产建设过程中应注意以下问题：

1、石英砂矿层开采后产生的废矸石主要用于回填采空区，其余应堆放于地面专门的堆矸场内，避免造成河流堵塞和发生泥石流、矸石堆滑塌事故。

2、加强在采矿活动中对顶板的保护及采空区的回填保护。按设计留设永久性和临时性矿柱，规范地压管理可以减小开采对地面斜坡稳定性的影响。

3、矿井在采矿过程中应加强一通三防管理，各采区、采掘工作面均必须实行分区通风，确保足够的新鲜风量，保证通风系统完善，矿井通风设施齐全可靠，井巷保持畅通；采面和掘进碛头要搞好井下防尘工作，防

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