开采方案

矿山工程能源开采学科名词

为切实落实党中央关于“在保护中开发，在开发中保护”、“把节约放在首位”的资源政策，加强矿产资源开发利用前期的管理，国土资源部制定了《矿产资源开发利用方案编写内容》和《矿产资源开发利用方案审查大纲》(以下分别简称《编写内容》和《审查大纲》)，各级地矿行政管理机关在受理采矿权申请时，必须加强对《矿产资源开发利用方案》(以下简称开发利用方案)的审查，保证开发利用方案编写的规范化和审查工作的质量，严格把好资源利用源头关，使矿产资源的开发利用方案能够遵循科学、合理、有效的原则，坚持可持续发展战略，为国民经济建设发挥出最大的资源效益。

范本

一、概述

（一）项目名称、隶属关系及矿山位置。

1、项目名称、隶属关系。

2、项目位置、交通、地理概况；插图：交通位置图或交通位置示意图。

3、项目建设外部条件及开发现状。如：为正在生产的扩层扩界或资源整合矿山，应说明矿山的现状、特点及存在的主要问题。

4、建设（承办）单位概况及企业性质。

（二）编制依据

1、简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

2、列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用实验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。对改、矿建矿山应有生产实际资料，如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状与预测

（一）该矿产在国内外需求情况和市场供应情况

1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内外近、远期的需求量及主要销向预测。

（二）产品价格分析

1、国内外矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况

（一）矿区总体概况

1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

（二）该设计项目的资源概况

1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

3、矿山资源储量情况。

4、对地质勘探报告的评述。

四、主要建设方案的确定

（一）开采方案

1、开采范围、可利用资源储量和采出资源储量确定

根据地质报告提交并经国土资源部门评审备案的地质资源量和国土资源部门批准划定的矿区范围，确定可利用的矿体，同时说明不可利用矿体及其不可利用原因。最终确定可作为设计的地质资源量和可以采出的地质资源量。对有共生和伴生的矿产，必须体现综合开采和综合利用的原则。

2、建设规模、产品方案

（1）可能达到的建设规模。

（2）推荐规模方案的简要论证（两个以上方案比较；确定的生产规模大于等于对不同矿种规定的最小生产规模）。

（3）可供选择的产品方案。

（4）推荐产品方案简要论证。

3、矿床开采方式

根据矿体赋存情况及开采技术条件等因素，对矿床的开采方式进行分析研究。对于采用露天开采或地下开采优势不明显的矿床，应进行开采方式的技术经济比较，确定最佳方案。当采用露天和地下联合开采是，应确定二者的合理分布界线及阐明其在实践上和空间上的互相关系。

4、开拓运输方案及厂址选择

（1）根据矿区地形条件和矿床赋存条件，同时考虑工程地质条件和水文地质条件的不利影响因素以及环保要求，提出开拓方式的技术方案比较，最终确定开拓方案和开拓系统，包括：确定井筒位置坐标、井口标高、进出车方位角、井筒断面、井筒深度以及支护形式和支护措施；确定开采中段高度和中段划分；确定井筒的使用功能（如主井、副井、风井等）及安全出口；确定井下运输方式（根据生产规模、运输距离等条件确定机械运输还是人工推车运输）。

（2）根据地表地形条件、外部运输道路条件以及井口位置、确定工业场地和设施布局，内部运输及道路等。厂址选择应提出方案比较：进行技术和经济论证后，推荐合理的厂址方案。

5、矿山机械

（1）提升方案及设施配置

确定提升方式和提升方案，选择提升设备和提升机型号、提升机配电功率等与提升有关的辅助设施和设备。

（2）排水方案及设施配置

确定排水方案、选择水泵型号、数量、排水管道。

（3）通风方案及设施配置

确定通风设备和设施。

（4）压气设施

确定压气机及其机站位置，选择压气设备和压气管道。

（二）防治水方案

当矿床水文地质条件复杂或有径流大量渗漏时，需采取地下和地表的防治水措施，以确保安全生产，应进行全面防治水方案的综合比较，并提出推荐方案。

五、矿床开采

（一）露天开采

1、露天开采境界：阐明圈定露天开采境界的原则、方法及所采用的经济合理剥采比；

2、确定露天采场最终边坡要素；

3、圈定露天开采境界，应进行不同境界方案比较，确定最优境界。

4、矿山工作制度、生产能力及验证。

5、采剥工作：确定采剥工作主要工艺过程及采剥工作面主要结构参数，计算年采剥总量及生产剥采比。

6、主要设备选型：选择采、剥、运主要工艺设备。

7、废石综合利用（处理）方案。

（二）地下开采

1、确定矿区开采总顺序并阐明首采地段选择的原则和依据。

2、验证可能达到的生产能力和推荐的生产能力。

3、利用远景储量扩大生产能力或延长矿山生产年限的可能性。

4.开采崩落范围的确定。

5.采矿方法及其选择

（1）简述开采技术条件和水文地质条件对采矿方法选择的影响。

（2）采矿方法的选择和比较，论证推荐采矿方法对资源充分利用的合理性。

6、矿块的结构参数及矿井、采区、矿块（工作面）的采矿回采率。

（三）井下爆破器材设施

根据生产规模及爆破器材用量和开拓系统、生产规模及有关规定确定井下爆破器材库，对不便于设爆破器材库的矿山应提出其他方案的供应措施。

（四）确定基建工程量及基建时间。

六、选矿及尾矿设施

（一）选矿方案

1、选矿实验研究及评价。

选矿实验研究主要成果，并对其做出技术经济评价，指出存在问题及今后工作意见；大、中型矿山应进行工业或半工业实验结果，应有加工评价实验结论。

2、根据选矿试验研究结果及评价资料提出推荐的选矿方案。

3、对难选矿种，根据已掌握的技术确定是否需要建中间试验厂，并提出拟建规模、工艺流程和主要设备选择。

（二）尾矿设施

1、初步确定尾矿量并简述尾矿品位及其他特征。对于因技术或市场原因暂不能利用的矿产，应有保护的措施。

2、尾矿库址选择（应具有坝址选择阶段的工程地质资料）。

3、尾矿综合利用设想。

4、尾矿水的处理利用。

七、供配电

根据矿山用电设施、设备以及供电负荷等级确定供电电源、供电负荷以及供电系统，井下开采必须采用双电源供电。

八、环境保护

（一）矿山地质环境报告

1、对采矿引起的地质灾害，如崩塌、滑坡、泥石流、尾矿垮坝等应做出评价，并提出切实可行的监测预防措施。

2、对采矿引起的区域地质条件做出影响评价。

3、露天开采应做边坡稳定性评价；坑采的，应作采空塌陷范围预测。

4、矿山闭坑时对造成的地质灾害提出处理措施。

（二）矿山环境影响报告书、水土保持和土地复垦方案应按国家有关规定编写相应的内容

九、投资估算及技术经济评价

（一）根据基建工程量、设备设施等估算项目建设投资，简述投资构成，附投资构成及估算表。

（二）根据产品产量、产品价格计算销售收入，根据动力、材料消耗以及工人工资等计算生产成本（附材料消耗及成本计算表）；根据国家财务和税收政策等有关规定、计算利税额、所得税、税后利润以及投资返本年限等技术经济指标（附综合主要技术经济指标表）。

十、开发方案简要结论

（一）设计利用矿产资源储量和根据矿床规模确定的设计生产规模及矿山服务年限

（二）产品方案

（三）厂址及开拓运输方案

（四）采、选工艺及其他技术方案（如矿机、供电等）

（五）综合回收、综合利用方案

（六）主要技术经济指标

附：综合主要技术经济指标表

（七）对工程项目扼要综合评价

（八）存在的主要问题及建议

十一、矿山安全设施及措施要求

（一）根据矿山建设条件及生产特点，分析存在的主要危险、有害因素

（二）确定应配套的安全设施以及应采取的对策措施

（三）提出安全管理要求

（四）评价安全可靠性及安全预期效果

十二、附图

1、开拓系统纵投影图

2、带有矿区范围、崩落范围的地质地形图

3、矿区总平面图

4、主要勘探线剖面图

5、露天开采终了境界平面图

6、采矿方法标准图

设计举例

以《某矿开采方案探讨》为例，研究开采方案的最终选择与确立。

采矿方案初选

根据矿体的赋存情况、矿体特征及开采技术条件等,可以使用的开采方法有崩落法和充填法。由于采矿方法不同,可选择首采地段差异,导致开采规模、厂址不同,因而结合采矿方法、厂址等共存在6个可供选择的方案。

采用充填法开采时,出矿后的空区需要用尾砂充填。远厂址距离矿区直线距离约为9.1km,高差约为400m,将尾砂再输送回矿区,在技术上具有一定的难度,且电耗高、充填用尾砂的输送成本高。据此,不对远厂址方案进行详细研究。另外两种充填方案的区别在于开拓系统的不同,通过对开拓方案的技术经济比较,胶带斜井提升矿石具有明显的经济优势。因此对于充填法开采,设计推荐胶带斜井、盲副井开拓,近厂址选厂方案。采用崩落法开采时,因胶带斜井提升矿石的方案比竖井提升矿石更具有经济优势,因此本次分析不再考虑竖井提升方案。

综上所述,可能的采矿方案还存在充填法开采、胶带斜井、盲副井开拓、近厂址选厂方案,崩落法开采、胶带斜井、盲副井+废石井开拓、近厂址选厂方案和崩落法开采、胶带平硐、盲副井+盲废石井开拓、远厂址选厂方案。

各采矿方案简述

根据初步比较结果,现将参与技术经济比较的三种方案分述如下。

方案Ⅰ：充填法开采、胶带斜井、盲副井开拓、近厂址选厂方案。矿体采用大直径深孔空场嗣后充填法开采,开拓系统选用胶带斜井、盲副井方案,生产规模可达1000万t/a,选矿厂和采矿工业场地集中布置在矿体附近的山沟内。

首采中段为440m,凿岩、充填和回风水平为500m,有轨运输水平在380m,破碎水平设在320m,皮带装矿水平在290m。井下回采的矿石经破碎后下放到皮带装矿水平直接给胶带装矿,然后通过两段胶带接力运往选厂的粗矿堆。废石不出坑,用于充填井下空区。

根据开采的需要,此方案还设一条直通地表的辅助斜坡道、一条进风井和两条回风井。辅助斜坡道主要负责大件无轨设备进出坑内,以及部分人员材料的运输,斜坡道的最低标高为440m中段。进风井除了给井下供给新鲜风流外,还负责井下有轨水平大件的下放。

方案Ⅱ：崩落法开采、胶带斜井、盲副井+废石井开拓、近厂址选厂方案。采用自然崩落法开采,开拓系统选择胶带斜井、盲副井+盲废石井方案,生产规模前期24年为660万t/a,后期18年为1320万t/a,选矿厂和采矿工业场地均布置在矿体附近的山沟内。

首采中段确定为920m,有轨运输水平为640m,破碎水平为580m,装矿水平为540m。回采的矿石经过破碎后下放到装矿水平直接给胶带装矿,然后通过斜井运往选厂的粗矿堆。生产期间的废石通过废石提出坑内,然后由无轨卡车运至废石场。

根据生产还需在地表增设一条辅助斜坡道、一条回风井和一条进风井。辅助斜坡道和进风井功能同充填法方案,斜坡道的最低标高为920m中段。

方案Ⅲ：崩落法开采、胶带平硐、盲副井+盲废石井开拓、远厂址选厂方案。采用自然崩落法开采,开拓系统选择胶带平硐、盲副井+盲废石井方案,生产规模前期24年为660万t/a,后期18年为1320万t/a,选矿厂和采矿工业场地均布置在远离矿区的开阔场地内。

首采中段确定为920m,有轨运输水平为760m,破碎水平为700m,装矿水平为660m。回采的矿石经过破碎后下放到装矿水平直接给胶带装矿,然后通过平酮运往选厂的粗矿堆。生产期间的废石通过废石提出坑内,然后由无轨卡车运至废石场。

辅助斜坡道、回风井、进风井同方案Ⅱ。

采矿方案经济技术比较

为了选择最优的开采方案,设计中对上述的3种方案进行了详细的技术经济比较,比较结果分别见表1和表2。

由表2中的比较结果可知,方案Ⅲ的经济效益相对较差,不作为

本次研究的选择方案。如果选择方案Ⅱ,即崩落法开采、近厂址选厂方案,在技术上自然崩落法生产工艺简单,出矿位置固定,比较容易实现规模化、自动化、无人化开采,且采矿成本较低,被誉为“地下岩石厂”。

因其前期规模小,前期投资较小,所以也可获得较好的经济效益。如果选择方案Ⅰ,即充填法开采、近厂址选厂方案,充填法开采的首采位置相对灵活,前期可以很快达到较大的生产规模,且回采的矿石品位相对较高,氧化率低,选矿回收率较高,有利于尽快回收投资。另外采用充填法开采可以防止由采矿引起的岩层大幅度移动、地表沉陷,并在保护生态和环境以及矿业可持续发展方面日益显示出其重要的作用,更加符合资源、经济、环境相互协调的发展方向。

根据比较结果,方案Ⅰ项目投资的财务净现值比方案Ⅱ约多8.7亿元,充填法开采的经济效益好于崩落法。据此推荐方案Ⅰ,即充填法开采、近厂址选厂方案。

结论

矿山整体开采方案的选择,无论对基建投资还是今后的生产运营都有很大的影响,在设计决策时需要对所有的因素进行全面分析,然后根据其各种因素的相关性进行组合优化分析,避免因片面的分析而影响最终的选择结果,并影响矿山的生产效益。

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