内蒙古乌拉特前旗xxxxxx铁矿露天剥离开采施工设计内蒙古乌拉特前旗xxxxxx铁矿二O一三年三月二十日xxxxxxxx铁矿露天剥离开采施工设计编写人员：xxxx二O一三年三月二十日目录第一章工程概况 (1)第二章开采方法 (5)第三章剥挖方式 (8)第四章排渣场的选择 (10)第五章爆破工程施工 (11)第六章爆破安全控制 (19)第七章安全技术、起爆程序及瞎炮处理 (20)第八章爆破施工安全保障措施 (22)第九章简易道路施工 (24)第十章施工组织 (25)第十一章意外事故应急预案 (26)第十二章主要施工机械设备 (28)第十三章施工经济 (29)附图：1.xxxxxxx铁矿平面图1:20002.xxxxxxx铁矿采矿场境界图1:1000第一章工程概况一、位置与交通xxxxxxxxxxx铁矿位于内蒙古乌拉特前旗小佘太乡境内，行政区划隶属乌拉特前旗小佘太乡管辖。
其地理坐标为：东经：xxxxxxxx北纬：xxxxxxxx矿区内有简易公路与通往大、小佘太的柏油公路相连接，北距小佘太乡12km，西距大佘太镇40km，南距包头市85km，东距西斗铺火车站37km。
具体见交通位置图。
当中沟铁矿于2008年9月取得采矿许可证，许可证号为xxxxxx，2011年9月换证，采矿许可证号变更为xxxxxxxx，有效期限为2011年9月至2014年9月。
矿区范围由以下四个拐点坐标圈定，面积为2.2018km2，开采标高在+1640～+1560m。
二、自然地理概况矿区位于蒙古高原的东南部，地区海拔在1300m以上，矿区南部5中低山区，地形切割强烈，最高为1655.23m，相对高差在200～300m 之间；北部地形低山区丘陵，地势较低缓，最低为1338.40m。
本区地质环境为简单类型。
矿区属大陆性半干旱气候特点，春季多风，夏季炎热，冬季严寒，年最高温度30℃，最低温度-29.5℃，年平均温度6.5℃；区内水系切割较深，沟谷发育，多为季节性河流，较大的沟谷有柏树沟，走向近南北，由南向北径流，一般常年有水，但径流量不大；每年七、八月为雨季，且多为暴雨，年降水量146.0—458.6mm，平均降水量为375.5mm，年均蒸发量2100mm；无霜期135天，冰冻期由10月至翌年4月，最大冻土深1.8m；冬春季多见西北风，一年平均风速2—3m/s，最高风速可达21m/s。
区内地方经济以农业为主，少量畜牧业，工业主要以采矿业为主。
长期以来，该区采矿业较为发达，矿种以煤、铁、金为主，另外还有一些非金属矿产。
区内居民的生活用品多数由巴彦淖尔市或包头市供给；煤炭主要来自乌拉特前旗煤矿(营盘湾)；居民及工业用电来自乌拉山电厂，高压电已从矿区附近通过；居民用水主要为井水，水量可满足矿山开采及生活用水；工业用水水源地可以在距矿区5km的小佘太川解决，能满足300m3/d的供水量，水质符合国家饮用水标准。
三、矿区地质当中沟矿区由两个矿区组成，两个矿区沿当中沟分布，由北向南分别为当中沟一矿区、当中沟二矿区。
两个矿区具有共同的成矿环境、成矿地质条件及成因特点。
矿区出露的地层主要为上太古界色尔腾山群东五分子组地层及新生界处四系。
上太古界色尔腾山群东五分子组以含有角闪磁铁石英岩为主要特征。
在区域上部为黑云斜长片麻岩、黑云石英片岩夹角闪磁铁石英岩，中部为黑云斜长片岩、黑云角闪片岩夹二云母石英片岩，顶部为大理岩。
矿区内本组地层由于受后期花岗岩类侵入改造，使得地层缺失，出露零星，现主要出露的岩性为黑云母石英片岩夹角闪磁铁石英岩、黑云斜长片麻岩。
矿区地层总体呈一向北倾的单斜构造，属于色尔腾山群倒转向斜的南翼，由上太古界色尔腾山群东五分子组（Ar3d）的黑云斜长片麻岩（Pmh）及黑云母石英片岩（Psh）夹角闪磁铁石英岩组成。
矿区内断裂构造较发育，在矿区内共发现12条断裂，断裂规模不大，主要集中在当中沟一矿区6号矿体附近当中沟二矿区ZK1号孔附近。
四、矿体特征矿床属分散的沉积变质型小型铁矿，三条矿体均呈扁豆状赋存于中太古界乌拉山群角闪黑云斜长片麻岩中，沿层位稳定分布。
矿石类型为沉积变质的磁铁石英岩型矿石，呈暗红色或灰绿色，风化后呈灰褐色。
矿石结构特征主要以半自形至它形晶结构为主，另外有柱状变晶结构、它形粒状变晶结构、交代格架结构、交代假象结构等。
矿石构造特征主要以侵染条纹状至条带状构造为主，磁铁矿呈不规则粒状集合体较为均匀分布在脉石矿物中，局部定向分布，构成条纹或条带。
第二章开采方法一、矿山开采区域、开采及开拓方式根据呼和浩特市xxxxxxx有限责任公司2012年12月所做的《乌拉特前旗xxxxxxx铁矿高精度磁法测量工作总结》，目前计划开采的范围位于矿区东南部C3—3异常区域位置，该异常的磁性体埋深约10m，向北西倾斜，倾角78°，该异常区域范围计划剥离南北走向170m，东西走向250m，计划开采最深地表以下70m（平均采剥厚度30m），开采标高为1630m—1560m。
岩石和矿石较为坚硬，硬度系数f=12-16。
矿体拟采用露天剥离开采，边坡的边坡角为60°，边坡台阶面作为道路，道路宽约8m，通过道路把废石运到指定的废渣场，把矿石运到矿山选矿厂，运程为600m。
开采方式确定为露天开采，开拓方式为公路运输。
开采爆破区北距职工宿舍区300m，东距宿舍区400m，南面和西面为无人区域。
至开采地表深70米以内的矿山体按设计剥离方量约128万m3，工期为21个月左右，每天爆破方量约2000m3岩石和矿石。
因受大气气候条件的影响，现场爆破区地下水贫乏，水文地质相对简单，爆破环境一般（见图1）。
图1 爆区警戒示意图二、露天剥挖工艺1、剥挖工艺选择原则及考虑因素①考虑地形特点、气候条件、矿石埋藏条件以及矿石的岩性；②设备类型、规格及能力；③优先选择先进设备；④考虑社会力量；⑤技术先进、性能可靠；⑥设备规格匹配合理；⑦考虑境界几何形状。
2、选择结果采用单斗—卡车工艺。
3、单斗—卡车工艺的特点优点：①机动灵活、适应各种复杂地形开拓条件；②基本不受岩性影响；③能够小范围拉沟；④可实现社会化协作。
缺点：耗油大，维修费高，经济运距短，运营成本偏高。
4、拉沟位置：在矿区东南部C3—3磁异常区域开始剥挖，根据磁异常的高低按接近南北方向布置工作线，从西向东推进。
5、台阶划分台阶划分和台阶高度的确定，应满足以下基本原则：①保证设备的作业安全；②保证设备正常作业，并获得较高效率。
根据以上原则，结合选择的工艺、设备选型以及地质条件，台阶划分采取水平台阶和倾斜台阶混合形式。
台阶高度确定为10m。
6、掘沟方式采用顺序分层掘沟法，沿矿石顶板拉沟，待拉沟高度达到规定的工作面高度时，水平向前推进。
在水平推出一定宽度后，进行下一水平的降段，见掘沟方式示意图。
7、工作帮构成方式工作帮构成方式一般有纵向工作帮、横向工作帮及其它形式（独立台阶或组合台阶作业）工作帮几种方式。
采用横向工作帮其目的主要为了加大剥离进度，同组合台阶作业方式相同。
因此，考虑本区特点，确定工作帮构成方式为横向工作帮。
第三章剥挖方式一、剥挖运输方式结合所选工艺，设计选用汽车运输为本区的剥挖运输方式。
二、坑线选择坑线的主要方式及适用性介绍如下：1.非工作帮固定坑线折返线设置在非工作帮，折返线路固定，道路条件好，维护简单，易于管理，初期线路设置工作量大。
2.工作帮移动坑线折返线设置在工作帮，折返线随工作帮的推进需要重新修设，增加道路设置工作量，新水平准备时间短、延伸速度快为其特点。
3.联合坑线联合坑线设置主要适合采坑上部为非工作帮固定坑线，下部为工作帮移动坑线，坑底尺寸不富裕的情况。
本区选择工作帮移动坑线。
三、剥挖方式与参数1.剥挖方式本区除了可直接挖掘的软岩外，半坚硬及坚硬岩石应予以爆破。
根据选用的单斗——卡车工艺，剥离台阶水平分层，采用“一爆一剥”方式，在爆堆一侧沿工作线长度方向铲装，挖掘机采取上挖平装车方式，铲车配合清理工作面。
工作线推进采取平行推进的方法。
汽车配线方式见示意图。
2.台阶高度水平分层，高度10m；3.工作台阶坡面角为70°；4、最终台阶坡面角为60°；5、最小工作平盘宽度最小工作平盘宽度构成要素见插图，其数值见下表。
最小工作平盘要素表第四章排渣场的选择一、排渣场位置选择根据剥挖区及其周围的地质地形条件、开拓方式、近距离排渣以及环保的要求选择排渣场地。
结合以上要求，排渣场选择在剥离区域东侧开阔地（该地段磁异常较低，不占用矿产资源），距离剥离区，排渣场具体位置见图纸。
二、外排渣场参数1.外排渣场台阶高度10m；2.外排渣最小工作平盘宽度B（见插图）。
B=L1+L2+L3+L4+L5+e，m式中：L1——台阶边缘安全宽度；取2m。
L2——料堆占用宽度；5-10m，取5m。
L3——计算卡车全长；取9m。
L4——计算卡车调头回转宽度；取12m。
L5——双车道路面宽度；取12m。
e——大块滚动距离；取15m。
计算结果为55m。
3.排渣场参数见下表。
排土场参数4.外排渣场主要技术参数见下表：外排渣场主要技术参数第五章爆破工程施工一、爆破施工方案根据矿山剥离开采产量要求，综合利用原来探矿深坑，考虑爆区周围环境和现有的设备技术条件，拟采用深孔台阶松动爆破为主，浅孔爆破为辅。
大块二次爆破解小，表面1.5-2m的德松土直接用装载机装载运走，岩石钻孔爆破。
根据开采原则，自上而下，分台阶进行爆破，采用浅孔爆破修复边坡、坡底，硬块和二次解炮。
浅孔爆破孔径¢=42mm，孔距b=1.2m，排距a=1m，孔深为2-3m，深孔台阶松动爆破，台阶高度H=12m，根据钻机的钻孔效率和开采深度，本采矿工程分5个台阶，每个台阶高为12m，按现有的钻孔设备，孔径D=120mm。
二、设计依据1.工程施工图纸2.《爆破安全规程》（GB6722-2003）3.《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》4.《金属非金属矿山矿石安全规程》GB16424-20065.现场勘查资料三、爆破参数设计深孔台阶爆破（见图2）炮孔一般情况下垂直布孔，平面布置成方形和梅花形（三角形），（见图3）设台阶高度为H，爆破参数按下列公式计算：1）地盘抵抗线W0=（20～40）×孔径（m）2）钻孔超深 h=（0.1～0.5）W （m）3）钻孔深度 L=H + h （m）4）填塞长度 L T=（0.8～2.0）W （m）5）装药长度 L q=L-L T（m）6）孔距 a=（1～1.5）W （m）7）排距 b=（0.8～1）W （m）8）单孔装药量 Q=KabH （kg）9）炸药单耗 K=0.65 （kg/m3）深孔台阶控制、松动爆破参数表浅孔爆破参数表在施工过程中1)台阶小于1米时，按根底炮方法处理2）为了减少堵塞段大块率，超出表中指定堵塞长度时，采取孔内间隔装药3）大块二次爆破时，采用浅孔爆破方法，钻孔直径D=42mm，在大块几何中心钻一个或几个炮眼，炮眼距离为1米，炮孔深度为大块厚度3/5，炸药单耗为0.15~0.2kg/m3。
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