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中华人民共和国国家标准
P GB50×××-20××
有色金属采矿设计规范
Code for design of nonferrous metal mining
(征求意见稿)
20xx-xx-xx发布 20xx-xx-xx实施
联合发布
中华人民共和国住房和城乡建设部
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
可修改编辑
中华人民共和国国家标准
有色金属采矿设计规范
Code for design of nonferrous metal mining
GB50×××-20××
主编部门:中国有色金属工业协会
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:20xx年xx月xx日
中国计划出版社
20×× 北京前 言
本规范是根据建设部建标[2006]136号文《关于印发2006年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)的通知》要求,由中铝长沙有色冶金设计研究院会同有关单位,在原中国有色金属工业总公司行业标准《有色金属采矿设计规范》YSJ 019-92的基础上修订编制完成的。
本规范在修订编制过程中,规范修订编制组进行了广泛的调查分析,总结了我国有色金属矿山采矿设计和生产经验,与相关规范标准进行了协调,并借鉴了有关规范、标准,广泛征求了设计、科研、生产等多方面的意见,经多次讨论、反复修改,最后经审查定稿。
本规范主要内容有:总则、术语及符号、基本规定、矿床地质、水文地质、岩石力学、露天开采、砂矿开采、地下开采、露天与地下联合开采、矿井通风、充填、竖井提升、斜井(坡)提升、坑内运输、压气设施、破碎站、矿山排水与排泥、索道运输共19章。因矿山技术进步及相关法律法规及规程规范的更新,与原中国有色金属工业总公司行业标准《有色金属采矿设计规范》YSJ 019-92相比,在修订编制中对章节、内容等均作了重大改变。
本规范黑体字条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国有色金属工业协会负责日常管理,由中铝长沙有色冶金设计研究院负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,如发现需要修改或补充之处,请将意见和建议寄交中铝长沙有色冶金设计研究院《有色金属采矿设计规范》管理组(地址:湖南省长沙市解放中路199号,邮编:410011,传真:0731-82228112),以便今后修改和补充。
本规范主编单位: 中国铝业长沙有色冶金设计研究院
本规范参编单位: 中国恩菲工程技术有限公司
昆明有色冶金设计研究院股份公司
兰州有色冶金设计研究院有限公司
中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿
广西华锡集团股份有限公司
金诚信矿业建设集团有限公司
本规范主要起草人:刘放来 廖江南 刘福春 祝瑞勤 陈建双 刘育明 尹卫荣
杨建中 张木毅 苏家红 李红辉 戴紫孔 畅文生 吴秀琼
唐 建 陈子辉 徐进平 龚清田 朱建国 韩晓明 杨 震
苗明义 淡永富 陶平凯 肖力波 许毓海 杨光毅 顾秀华
邸新宁 王红敏 李悦良 苏莘文 黄炳贻 谢 鹰
本规范主要审查人:
目 录
1 总 则 - 1 -
2 术语和符号 - 3 -
2.1 术语 - 3 -
2.2 符号 - 4 -
3 基本规定 - 5 -
4 矿床地质 - 8 -
4.1 工业指标制定 - 8 -
4.2 选矿试样采取设计 - 8 -
4.3 资源储量估算 - 8 -
4.4 基建和生产勘探 - 9 -
5 水文地质 - 11 -
5.1 涌水量计算 - 11 -
5.2 地面和井下防水 - 12 -
5.3 矿床疏干 - 13 -
5.4 防渗帷幕 - 14 -
6 岩石力学 - 16 -
6.1 岩体质量分类和地应力计算 - 16 -
6.2 露天边坡角的确定及边坡稳定性监测 - 18 -
6.3 井下工程稳定性评价 - 19 -
7 露天开采 - 21 -
7.1 露天开采境界 - 21 -
7.2 露天矿山生产能力 - 22 -
7.3 基建与采剥进度计划 - 23 -
7.4 开拓运输 - 23 -
7.5 穿孔、爆破工艺 - 26 -
7.6 装载工艺 - 28 -
7.7 设备选择 - 29 -
7.8 排土场 - 30 -
7.9 硐室爆破 - 30 -
7.10 露天采场复垦 - 31 -
8 砂矿开采 - 33 -
8.1 水力开采 - 33 -
8.2 挖掘船开采 - 35 -
8.3 机械开采 - 36 -
9 地下开采 - 38 -
9.1 矿山生产能力 - 38 -
9.2 开采岩移范围和地面建、构筑物保护 - 39 -
9.3 矿床开拓 - 41 -
9.4 空场采矿法 - 43 -
9.5 充填采矿法 - 45 -
9.6 崩落采矿法 - 47 -
9.7 凿岩爆破 - 49 -
9.8 回采出矿 - 50 -
9.9 基建与采掘进度计划 - 50 -
9.10 设备选择 - 51 -
10 露天与地下联合开采 - 52 -
10.1 露天与地下同时开采 - 52 -
10.2 露天转地下开采 - 52 -
10.3 地下转露天开采 - 53 -
11 矿井通风 - 54 -
11.1 通风系统 - 54 -
11.2 风量计算与分配 - 55 -
11.3 通风构筑物 - 57 -
11.4 坑内环境与气象 - 58 -
11.5 主通风装置与设施 - 59 -
12 充填 - 61 -
12.1 充填材料 - 61 -
12.2 充填能力计算 - 61 -
12.3 充填料制备站 - 62 -
12.4 充填料输送 - 63 -
13 竖井提升 - 64 -
13.1 提升设备选择与配置 - 64 -
13.2 主要提升参数的选取和计算 - 65 -
13.3 提升容器与平衡锤 - 66 -
13.4 提升钢丝绳及钢丝绳罐道 - 67 -
13.5 竖井提升装置 - 67 -
13.6 井口与井底车场 - 69 -
13.7 箕斗装卸载与粉矿回收 - 70 -
14 斜井(坡)提升 - 71 -
14.1 提升设备选择与配置 - 71 -
14. 2 主要提升参数的选取与计算 - 71 -
14.3 提升容器与提升钢绳 - 72 -
14.4 斜井提升装置 - 73 -
14.5 斜井与车场连接 - 74 -
14.6 斜井或斜坡箕斗装卸载与粉矿回收 - 74 -
15 坑内运输 - 76 -
15.1 机车运输 - 76 -
15.2 无轨运输 - 78 -
15.3 带式输送机运输 - 79 -
16 矿山压气设施 - 81 -
16.1 站址选择 - 81 -
16.2 设备选择与计算 - 81 -
16.3 站房布置 - 82 -
16.4 储气罐 - 82 -
16.5 空压机冷却用水 - 83 -
16.6 压缩空气管网 - 83 -
17 破碎站 - 85 -
17.1 露天破碎站 - 85 -
17.2 井下破碎站 - 85 -
18 矿山排水与排泥 - 87 -
18.1 露天矿排水 - 87 -
18.2 井下排水 - 88 -
18.3 井下排泥 - 89 -
19 索道运输 - 91 -
19.1 适用条件和主要设计参数 - 91 -
19.2 索道线路的选择与设计 - 93 -
19.3 索道的站址选择与站房设计 - 94 -
19.4 索道设备的选型与设计 - 95 -
1 总 则
1.0.1 为贯彻执行国家发展有色金属工业的各项法律、法规和方针政策,推广应用有色金属矿山行之有效的先进技术和经验,推动科技进步,提高有色金属采矿设计质量,合理开采有色金属矿山资源,特制定本规范。
1.0.2 本规范适用于新建、改建、扩建的有色金属矿山预可行性研究、可行性研究和矿山工程建设的采矿设计。
1.0.3 有色金属矿山预可行性研究及可行性研究,应根据矿山资源条件和外部建设条件、资源配置及市场需求、可能采取的开采技术及装备条件、资金筹措及投资效果等,全面分析研究矿山建设的必要性、可行性、合理性。
1.0.4 应优先开发矿石质量高、易采选、外部建设条件和经济效益好的矿床。在矿床总体开采方案的指导下,在技术条件允许和保护资源的前提下,优先开采基建量小,投产快和品位较高的地段。
1.0.5 露天开采和地下开采方式的选择,应充分考虑技术、经济、资源开发利用、生态环境保护、地质灾害防治、水土保持、土地复垦等影响因素。露天开采在资源回收、劳动条件和生产能力可靠性等方面具有优势,有条件的矿山宜优先采用露天开采方式。
1.0.6 生产规模较大的矿山,应根据市场需求、技术可行和经济合理等,作多个规模方案比较,并研究分期建设的可行性和经济合理性。
1.0.7 必须采取合理的开采顺序、开采方法,采矿回采率、贫化率应当符合国家和相关行业准入条件等有关规定要求。在开采主要矿产的同时,对具有工业价值的共生和伴生矿产应当统一规划,综合开采,综合利用,防止浪费;对暂时不能综合开采或者必须同时采出而暂时还不能综合利用的矿产,应当采取有效的保护措施,防止损失破坏。必须遵守国家劳动安全卫生规定,具备保障安全生产的必要条件。
1.0.8 有色金属采矿设计应贯彻执行矿山生态环境保护与污染防治技术政策。 露天开采矿山,宜推广剥离—排土—造地—复垦一体化技术;地下开采矿山,宜推广应用充填采矿工艺技术,利用尾砂、废石充填采空区,推广减轻地表沉陷的开采技术:水力开采的矿山,宜推广水重复利用率高的开采技术;有条件的矿山,宜研究推广溶浸采矿工艺技术,发展集采、选、冶于一体,直接从矿床中获取金属的工艺技术。
1.0.9 有色金属矿山必须有监测监控、井下人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络系统等安全防护技术装备。
1.0.10 应持续采用行之有效的采矿新工艺、新技术、新设备、新材料;广泛吸收各学科的高新技术,开拓更先进的、非传统的采矿技术,不断提高矿山信息化、数字化、智能化水平;不断降低原材料、能源消耗;采取措施防止资源损失和生态破坏,保护和改善环境;体现建设资源节约型和环境友好型有色矿山企业的设计理念,促进有色金属矿业可持续发展。
1.0.11 有色金属采矿设计除执行本规范外,还应遵守国家有关矿山安全、环境保护、节能减排、清洁生产、水土保持、土地复垦、职业危害防治等法律、法规,行业准入条件及相关规程、规范的规定。
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2 术语和符号
2.1 术语
2.1.1 露天开采surface mining;open-pit mining
在敞露的地表采场进行有用矿物的采剥作业。
2.1.2 露天开采境界open-pit limit;open-pit shell
由露天采场的底面和边帮限定的可采空间的边界。
2.1.3 剥采比stripping ratio;overburden ratio
露天开采境界内剥离物的体积或质量与采出矿石的体积或质量之比。
2.1.4 砂矿水力开采 placer hydraulic mining
用水枪射流冲采砂矿形成浆体,再以自流或加压输送至选厂与水力排土场的开采工艺。
2.1.5 挖掘船开采 dredger mining
用安设采选联合机组设施的船只,从事水下砂矿开采的作业。
2.1.6 地下开采 underground mining
从地表向地下掘进一系列井巷工程通达矿体,建立完整的提升、运输、通风、排水、供电、供气、供水等生产系统及其辅胁生产系统并进行有用矿物的采矿工作的总称。
2.1.7 矿床开拓 mine development
从地表掘进一系列井巷工程通达矿体,以形成提升、运输、通风、排水,供水,供电等完整系统。
2.1.8 空场采矿法 open- stope mining;open stoping
在回采过程中,主要依靠采场围岩自身的稳固性或少量矿柱等支撑能力,来维护采空区稳定的一类采矿方法。
2.1.9 充填采矿法 cut and fill method
随着回采工作面推进到一定距离后,用充填材料充填采空区,以控制采场地压的一类采矿方法。
2.1.10 崩落采矿法 caving method
随着回采工作的进行,强制或自然崩落矿体上部覆盖岩石和顶底盘围岩充填采空区,以控制采场地压和处理采空区的一类采矿方法。
2.1.11 “三下”开采 mining under surface water-body,building or railway
指在地表水体、建构筑物或铁路下开采矿床的工作。
2.1.12 露天与地下联合开采 combination of surface and underground mining
矿床上部采用露天开采,下部采用地下开采,包括露天与地下的同时开采以及露天转地下或地下转露天过渡期的同时开采。
2.1.13 竖井提升 vertical shaft hoisting
竖井中采用钢丝绳牵引提升容器进行升降运输的方式。
2.1.14 斜井提升 inclined shaft hoisting
在倾斜巷道或露天斜坡中采用钢丝绳牵引提升容器进行运输的方式。
2.1.15 首绳 head rope
首绳亦称主绳,摩擦提升中悬吊提升容器的钢丝绳。
2.2 符号
2.2.1 应力、节理
σV—垂直应力;
σH—水平应力;
Jn—节理组数系数;
Jr—节理粗糙度系数;
Ja—节理蚀变(或蜕变)影响系数;
Jw—节理水拆减系数;
SRF—应力拆减系数;
Jv—岩体体积节理数。
2.1.2 生产能力
A—矿山生产能力;
AP—露天采场生产能力;
QP—单台挖掘机平均生产能力;
Vb——钻机台班生产能力;
QT——水枪冲采土岩的生产能力;
Q——砂矿土岩生产能力;
Qd——挖掘船生产能力;
Qr——日充填能力。
2.2.3 长度、距离、高度、射程
LP—单个采矿台阶可布置的采矿工作线长度;
Lo—单台挖掘机占用的工作线长度;
Lmin——水枪距工作面最小距离;
L——水枪射程;
H——阶段高度、台阶高度、提升高度;
Lg——过卷距离。
3 基本规定
3.0.1 预可行性和可行性研究报告应依据经评审、备案的详查或勘探地质报告编制。初步设计应依据经评审、备案的勘探地质报告编制;水文地质条件简单的小型矿山和改扩建矿山,初步设计可依据经评审、备案的详查地质报告编制。设计应对矿床勘探程度、资源可靠性、开采技术条件等进行评价。
3.0.2 因工业指标变更、矿业权变动、资源储量发生了重大变化以及工程建设项目压覆等矿区,设计必须依据经评审、备案的资源储量核实报告。
3.0.3 设计利用资源储量和设计可采储量,应按下列规定计算:
1 依据的资源储量主要类型应为探明的、控制的经济基础储量和内蕴经济资源量,推断的内蕴经济资源量可部份使用;
2 设计利用资源储量=∑(经济基础储量+探明、控制的内蕴经济资源量+推断的内蕴经济资源量×可信度系数)-设计损失量;
3 推断的内蕴经济资源量可信度系数(设计利用系数)应根据矿床赋存特征和勘探工程控制程度选取,一般可取0.5~0.8;
4 设计损失量应包括露天开采设计不能回收的挂帮矿量,地下开采设计的工业场地、井筒及永久建构筑物等需留设的永久性保护矿柱的矿量,及因法律、社会、环境保护等因素影响不得开采的矿量。
5 设计可采储量=设计利用资源储量-采矿损失量=设计利用资源储量×采矿回采率。
3.0.4 水文地质条件复杂的矿山,应依据《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719)和矿山防治水要求,进行水文地质勘探和研究程度评价。当水文地质勘探和研究程度严重不足,影响防治水方案确定时,设计应提出补充勘探要求。
3.0.5 改、扩建矿山设计,应具备下列水文地质资料:
1 矿区原有的地质勘查资料;
2 延伸或外扩范围的地质勘查资料;
3 原有矿坑历年涌水量和地下水位及其它相关的动态变化资料。
3.0.6 可行性研究和初步设计应有岩石力学专篇。大型露天矿山和边坡工程地质条件复杂的中、小型露天矿山设计,宜依据经审定的边坡工程地质勘探报告和边坡稳定性评价报告;技术条件复杂的大、中型地下矿山设计,宜依据岩石力学专题研究报告。可行性研究阶段尚未开展岩石力学研究的矿山,设计应提出岩石力学研究的内容和建议。
3.0.7 有自燃发火可能的矿山,应有经评审通过的矿岩自燃发火研究报告,作为矿山防灭火设计的依据。
3.0.8 有色金属矿山生产建设规模分类,宜符合表3.0.8的规定。
表3.0.8 有色金属矿山生产建设规模分类表
矿种类别
矿山生产建设规模级别
计量单位/年
大型
中型
小型
铜、铅、锌、钨、锡、锑、钼、镍矿山
矿石万吨
≥100
100~30
<30
钴、镁、铋、汞矿山
矿石万吨
≥100
100~30
<30
稀土、稀有金属矿山
矿石万吨
≥100
100~30
<30
铝土矿
矿石万吨
≥100
100~30
<30
金(岩金) 矿山
矿石万吨
≥15
15~6
<6
金(砂金船采) 矿山
矿石万立米
≥210
210~60
<60
金(砂金机采) 矿山
矿石万立米
≥80
80~20
<20
银矿山
矿石万吨
≥30
30~20
<20
其他贵金属矿山
矿石万吨
≥10
10~5
<5
3.0.9矿山的生产建设规模应根据矿床开采技术条件、矿床的勘探程度和资源储量、外部建设条件、工艺技术和装备水平、市场需求等因素经计算论证和技术经济综合比较后确定。新建矿山的设计合理服务年限,宜符合表3.0.9的规定。改、扩建矿山设计的设计合理服务年限不宜低于相同开采方式的新建矿山设计合理服务年限的50%。
表3.0.9 有色金属矿山设计合理服务年限(a)
矿山类别和开采方式
大型矿山
中型矿山
小型矿山
有色金属矿山
露天开采
>20
>15
>8
地下开采
>25
>15
>8
3.0.10有色金属矿山的建设工期,不宜超过表3.0.10的规定。
表3.0.10 建设工期(月)
矿山类别
大型矿山
中型矿山
小型矿山
露天矿山
地下矿山
24~36
36~48
18~24
24~36
12~18
18~24
3.0.11 有色金属采矿设计涉及的安全、环境保护、水土保持、职业病防护等设施,应当严格遵守与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用的有关规定。
3.0.12 有色金属矿山从投产起至达到设计生产规模的时间,大、中型矿山不应大于3a;小型矿山不应大于1a。
3.0.13 有色金属矿山投产时的年产量与设计年产量的比例,宜符合3.0.13的规定。
表3.0.13 投产时年产量比例(%)
矿山类型
大型矿山
中型矿山
小型矿山
露天矿山
地下矿山
>40
>30
>50
>40
80~100
50~80
注:小型矿山生产建设规模小的取大值,反之取小值。
3.0.15 矿山生产贮备矿量保有期,应符合表3.0.15规定。
表3.0.15 生产贮备矿量保有期
贮备矿量级别
露天开采矿山
地下开采矿山
开拓矿量
1~2年
3~5年
采准矿量
6~12个月
备采矿量
2~5个月
3~6个月
3.0.16 矿山工作制度,宜采用连续工作制。矿山年工作天数宜为300天或330天,每天3班,每班8h。特殊气候地区需季节性工作或有特殊要求的露天矿、有严重影响人体健康的粉尘、气体、放射性物质的地下矿山,应按国家有关规定和实际情况确定工作制度。
3.0.17 有色金属矿山采矿工程设计应执行《金属非金属矿山安全规程》GB16423、《爆破安全规程》GB6722的有关规定。与煤共、伴生矿床的开采设计,还应满足《煤矿安全规程》等有关规定的要求。
4 矿床地质
4.1 工业指标制定
4.1.1 矿床工业指标的制定,应有顾客的委托书和地质勘查单位提供的工业指标建议书及相关资料。
4.1.2 静态工业指标应按边界品位、最低工业品位、边际品位、最小可采厚度、夹石剔除厚度的指标体系制定。必要时,可增加剥采比、米百分值、含矿率、伴生有用(益)组分含量、有害组分允许含量、品级划分标准、氧化率、铝硅比等针对性指标项;对有多种有用组分共生的矿床,可制定综合工业指标。
4.1.3 圈定矿体时,边界品位用于单个样品;最低工业品位用于单工程或样品段,也可用于小块段;边际品位用于矿块或矿床;最小可采厚度和夹石剔除厚度应为工程中矿体的真厚度。
4.1.4 矿床工业指标的制定,应以整个矿床的资源储量进行试算。条件不具备时,应选择具有代表性的、勘探程度较高的主矿体和资源储量集中地段试算,试算范围的储量占矿床总储量的比例不宜低于60%。
4.2 选矿试样采取设计
4.2.1 实验室扩大连续试验、半工业试验和工业试验的选矿试样采取应进行专项设计。采样设计应根据详查或勘探地质报告、初步确定的矿山建设方案及选矿试样要求进行编制。
4.2.2 选矿试验应采取整个矿床的代表性试样。条件不具备时,应采取前期生产不少于5年的代表性试样。
4.2.3 试样应在主要和伴生有用组分含量、矿物组成、矿石结构构造、矿物嵌布粒度特征、氧化程度、细泥含量等,与生产入选矿石基本一致。
4.2.4 当矿床中有两种或两种以上类型、品级的矿石,需要而又可能分采时,应分别采样进行试验。
4.2.5 采样设计内容应包括矿样的种类、数量,采样点布置,采样方法,采样施工,样品制备,配样和矿样包装等。
4.3 资源储量估算
4.3.1 设计应对地质资源储量进行检验估算,估算方法有几何图形法和地质统计学法,矿山设计宜采用地质统计学法。设计时资源储量估算结果应与评审、备案的资源储量进行对比,其允许相对误差应符合下列规定:
1 矿石量允许相对误差3%~5%,铝土矿矿石量允许相对误差不大于7%;
2 主要有用组分的品位允许相对误差3%~5%,金属量允许相对误差不大于5%;
3 估算方法相同时,取下限;估算方法不同时,取上限。
4.3.2 应按确定的开采范围、阶段或台阶标高,估算阶段或台阶、露天境界内和露天境界外保有和设计利用资源储量。
4.3.3 阶段或台阶伴生有用组分资源储量估算,应符合下列要求:
1 当伴生有用组分主要以独立矿物存在,且有系统的基本分析资料时,应按与主要组分相同的方法,计算阶段或台阶的平均品位和金属量。当仅有组合分析资料时,可按矿体平均品位计算,相应得出阶段或台阶的金属量,但伴生有用组分含量在不同矿石类型中有明显差别时,应根据阶段或台阶不同类型的矿石量加权,计算平均品位;
2 伴生有用组分主要以类质同象赋存在主要组分的矿物中,且仅有单矿物分析或组合分析结果时,可不计算阶段或台阶的品位和金属量。
4.3.4 采用几何图形法估算阶段或台阶资源储量,宜优先采用分配法。估算的各阶段或台阶资源储量总和,与相同范围内保有资源储量允许的相对误差,应符合表4.3.4规定。
表4.3.4 阶段或台阶资源储量估算允许相对误差(%)
计算方法
矿石量
品位
分配法
≤1
≤5
其它方法
≤5
≤5
注:品位指主要组分。
4.3.5 分配法估算阶段或台阶资源储量,应以地质报告划分的块段为基本单元,进行矿石量分配。阶段或台阶内各块段的矿石平均品位,应根据所切取的样品段重新组合计算。各阶段或台阶的矿石平均品位,应采用矿石量加权求取。
4.3.6 在技术条件允许和充分利用资源的前提下,可在先期开采地段,通过详细技术经济分析,确定合理指标,分别圈定富矿和贫矿,估算阶段或台阶相应的资源储量。
4.4 基建和生产勘探
4.4.1 符合下列情况之一的,应进行基建勘探:
1 探明的基础储量保有量不能满足先期开采要求;
2 矿床地质条件复杂,采用较密的工程间距,仍未获得探明的基础储量;
3 位于主矿体上下盘、对先期开采有重要影响的小矿体,工程控制和研究程度不足;
4 先期开采地段不同类型、品级矿石的空间分布和数量,未能详细查明;
5 采空区或断层规模较大,其分布范围及特征,尚未详细圈定和评价。
4.4.2基建勘探范围:露天矿山宜超出基建开拓深度两个台阶;地下矿山宜超前于基建采准矿块数1.5倍。
4.4.3 露天开采矿山,勘探手段宜采用地面岩芯钻探或槽、井探,辅以平台沟槽取样,生产勘探还应辅以采矿爆破孔取样;钻探工程宜采用方格网法。
4.4.4 地下开采矿山,缓倾斜单一矿层宜采用坑探手段;符合下列情况之一的,宜采用坑探与坑内钻探相结合的探矿手段:
1 矿体形态复杂、产状变化大,以坑内钻探代替穿脉进行加密控制;
2 主矿体上、下盘存在平行小矿体,其规模、形态、空间位置不明,需要以坑内钻探指导掘进;
3 老窿情况不明,对开采有较大影响,需预先予以探明。
4.4.5 基建和生产勘探工程间距,应根据矿床勘探类型、地质勘查阶段采用的工程间距及其控制效果,结合基建采场布置具体确定,宜在控制的工程间距基础上加密1~2倍。
4.4.6 地下开采坑探工程的布置,应与开拓、采准工程相结合。
4.4.7 生产探矿工程量计算应考虑1.1~1.3的地质变化影响系数。边部加密控制及探寻盲矿体的探矿工程量应另行计算,宜按正常探矿工程量的20%~30%估算。
4.4.8 开采取样工作量应根据矿块尺寸、采准切割工程布置形式等计算。
5 水文地质
5.1 涌水量计算
5.1.1 地下开采矿山应计算最低开拓阶段及以上排水阶段的涌水量。涌水量计算应包括正常涌水量和最大涌水量。矿体采动后导水裂隙带波及地面时,还应计算错动区降雨径流渗入量。
5.1.2矿井正常涌水量计算,地下水位应取矿区范围内所有钻孔静止水位平均值;矿井最大涌水量计算,地下水位应取矿区范围内地下水长期观测资料中雨季最高值。裸露型岩溶发育矿区或岩溶塌陷严重矿区,估算矿井最大涌水量,应考虑降雨和地表水对矿井充水的影响。
5.1.3 矿井涌水量计算宜根据矿区水文地质条件,选择两种以上计算方法对比后确定。水文地质边界条件复杂、矿井涌水量较大的矿区,宜选择矿区地下水位降深较大、影响半径扩展较广的抽、放水试验资料,用经验公式法进行计算。改扩建矿山矿井涌水量计算,宜优先采用水文地质比拟法。
5.1.4错动区正常降雨径流渗入量可按雨季日平均降雨量计算。当无雨季日平均降雨量资料时,年降雨量≥1000mm地区,正常降雨径流渗入量取设计频率暴雨渗入量的10%;年降雨量<1000mm地区,取5%~8%。
计算开采错动区暴雨渗入量时,其渗入率可采用本矿山或相似条件矿山的实测资料。若无上述资料时,可根据采动后地面破坏情况和覆岩特征,按表5.1.4选用。
表5.1.4 暴雨渗入率
错动区地表、矿体顶板岩(土)层破碎程度及特征
矿体上部覆岩(土)特征
暴雨渗入率
冒落带未扩展到地表,
仅导水裂隙带扩展到地表
无塑性隔水土层
脆性岩石
塑性岩石
0.20~0.15
0.15~0.10
有塑性隔水土层,
厚度(m)
5~10
11~20
0.10~0.05
≤0.05
冒
落
带
扩
展
地
表
矿体顶部覆岩
不重复塌陷
无塑性隔水土层
脆性岩石
塑性岩石
0.35~0.30
0.30~0.20
有塑性隔水土层,
厚度(m)
5~10
11~20
21~30
31~50
0.20~0.15
0.15~0.10
0.10~0.05
≤0.05
矿体顶部覆岩
重复塌陷
无塑性隔水土层
脆性岩石
塑性岩石
0.40~0.30
0.30~0.25
冒展
落到
带地
扩表
矿体顶部覆岩
重复塌陷
有塑性隔水土层,
厚度(m)
5~10
11~20
21~30
31~50
0.25~0.20
0.20~0.15
0.15~0.10
0.10~0.05
注:1 塑性岩石指页岩、泥灰岩、泥质砂岩、凝灰岩、千枚岩等;脆性岩石指石灰岩、白云岩、大理岩、
花岗岩、片麻岩、闪长岩等;塑性隔水土层系指第四系粘土、亚粘土和严重风化成土状物的基岩。
2 对表中暴雨渗入率波动值,当深厚比大时取最小值,深厚比小、导水裂隙或冒落带波及到地表时
取大值。
5.1.5错动区的降雨径流渗入量和露天坑的暴雨径流量计算,设计暴雨频率标准取值可按矿山规模选取:大型矿山5%、中型矿山10%、小型矿山20%。塌陷特别严重、雨量大的地区,应适当提高设计标准。
5.1.6 露天开采矿山涌水量应包括地下涌水量和露天坑大气降雨径流量,且应计算正常涌水量和最大涌水量。
5.1.7 露天坑正常降雨径流量取历年雨季日平均降雨量计算;露天坑暴雨径流量计算,宜计算不大于24h短历时和24h~168h长历时的暴雨径流量。地表径流系数应采用当地实测资料,当条件不具备时,宜按表5.1.7选用。
表5.1.7 暴雨地表径流系数
岩土类别
暴雨径流系数
重粘土、页岩
砂页岩、凝灰岩、玄武岩、花岗岩、轻粘土
腐植土、砂岩、石灰岩、黄土、亚粘土
亚砂土、大孔性黄土
粉砂
细砂、中砂
粗砂、砾石
露天坑内废石堆场
以土壤为主
以岩石为主
0.9
0.8~0.9
0.6~0.8
0.6~0.7
0.2~0.5
0~0.4
0~0.2
-
0.2~0.4
0~0.2
注:1 对正常降雨径流量,应将表中数值减去0.1~0.2。
2 当岩石有少量裂隙时,表中数值应减少0.1~0.2,中等裂隙时减0.2,裂隙发育时减0.3~0.4。
3 当腐植土、粘性土壤中含砂时,表中数值应减0.1~0.2。
5.2 地面和井下防水
5.2.1 存在地表径流危害的矿山,应在露天境界、采矿错动区、岩溶集中塌陷区之外设置截水沟或修筑防洪堤。
5.2.2存在下列情况之一,应进行河流改道:
1 河流流经矿体上方的地下开采矿山,采用保护顶板的采矿方法或留设矿柱仍不能保证安全或经济上不合理;
2 河流穿越设计的露天境界;
3 河床地处岩溶塌陷区,对河床作渗漏处理仍不能保证矿山开采安全。
5.2.3 水文地质条件复杂矿山,当采用矿床疏干、排水、防渗帷幕等措施技术经济不合理时,应留设防水矿柱。留设的防水矿柱应具有隔水性,其规格应经计算确定。
5.2.4 存在突水危害的地下矿山,必须采用超前探水或其他防水措施。
5.2.5水文地质条件较复杂的矿山,应在关键巷道内设置防水门。同一矿区的水文条件复杂程度明显不同的,在通往强含水带、积水区和有大量突然涌水可能区域的巷道,以及专用的截水、放水巷道内也应设置防水门。防水门应设置在岩石稳固的地点。
5.2.6 防水门水压计算,应符合下列规定:
1 地下开采矿山设计水压应大于所防含水层的静止水位至防水门设置阶段标高差的水柱压力;
2 使用井巷排水方式的露天开采矿山,设计水压应大于防水门设置标高至设计频率最大暴雨时露天坑允许淹没标高的水柱压力值。
5.3 矿床疏干
5.3.1存在下列情况之一,宜采用预先疏干措施:
1 矿体或直接顶底板为富水性较强、水头较高的含水层,在采掘过程中可能出现突然涌水,不能保证矿井正常掘进和生产安全;
2 矿体间接顶板存在含水丰富、水头高的含水层,采动后可能导通含水层;
3 矿体间接底板存在含水丰富、水头高的含水层,采掘过程中可能引起底鼓和突水;
4 矿体直接顶板或位于开采错动范围内的间接顶板为流砂层,采掘过程中可能出现涌水、涌砂;
5 地下水影响露天边坡岩土物理力学性质改变,稳定性降低,边坡可能发生严重崩塌或滑坡,不能保证正常生产。
5.3.2 矿床疏干应有效降低地下水位,形成稳定的疏干降落漏斗。地下水形成的降落曲线应低于相应时期被保护地段采掘工作面标高。
5.3.3 矿床疏干方案应根据矿区水文地质条件,选择两个或两个以上可行的方案,经过技术经济比较后确定。
5.3.4 符合下列条件之一,宜采用地面深井疏干:
1 含水性较强、岩溶裂隙发育的岩溶含水层,裂隙特别发育的裂隙含水层及第四系砂砾含水层,渗透性好,有良好的补给条件;
2 无有效隔水层或弱含水层可供地下疏干开拓利用的地下矿山;
3 开采深度不大的露天矿山;
4 矿层及其顶底板均为含水丰富、渗透性强的含水层。
5.3.5 深井系统的位置宜布置在坑内开采错动范围或露天开采最终境界以外20m~50m。矿体分布范围广,可分期布置。深井系统移设的距离,应满足相应时期对疏干的要求。
5.3.6 深井孔位宜选择在含水性相对较强、含水层厚度较大、隔水底板低洼部位。对非均质的岩溶或裂隙含水层,每个深井宜布置2个~4个井位选择孔,以确定深井孔位。
5.3.7 深井系统水泵备用及检修台数宜为工作台数的25%~30%;当正常工作台数小于10台时,备用和检修台数宜为工作台数的50%。
5.3.8 符合下列情况之一,宜采用地下疏干:
1 可用平窿自流排水疏干的矿山;
2 需疏干的含水层渗透性较差、含水性很不均一或疏干深度较大;
3 露天开采矿山,上部存在渗透性良好的砂砾含水层,且有地表水强烈补给。
5.3.9 地下疏干的矿山,应超前于一个生产阶段。疏干巷道的布置应与开拓、采准巷道相结合。采用一段疏干方式时,疏干阶段的标高应不低于强含水带的下部界限。
5.3.10 专用的疏干巷道应布置在岩石比较稳固的隔水或弱含水层中。下列情况之一,可布置在强含水层中:
1 矿体及其顶底板无隔水或弱含水层;
2 矿体及其顶底板隔水或弱含水层工程地质条件差;
3 需加强疏干强度;
4 可用平窿自流疏干。
5.3.11 存在突水危害的矿山,应设计地下水位观测孔,观测孔直径应大于91mm,终孔直径不得小于75mm。水文地质条件复杂,采用预先疏干或防渗帷幕的矿山,应设计系统的地下水观测网,观测网布置应符合下列原则:
1 观测网应由2条以上剖面组成,每条剖面上的观测孔不少于3个;
2 重点观测区应为采掘范围,最远的观测孔不宜超过预计的疏干漏斗边缘;
3 应能控制对矿坑充水有影响的含水层和地表水体附近地下水的动态变化;
4 岩溶塌陷矿区,应兼顾重要工业及民用建、构筑物地下水动态变化的观测;
5 采用防渗帷幕的矿山,应在帷幕内、外布置适当数量的观测孔。
5.4 防渗帷幕
5.4.1 矿区水文地质条件复杂,符合下列条件之一,宜采用防渗帷幕:
1 采用疏干措施难以保证有效降低地下水位;
2 矿区附近存在重要的建、构筑物和城镇等大型居民集中点,采用疏干措施不能保证安全;
3 覆盖型岩溶塌陷矿区,含水层厚度大、分布广,渗透性、含水性强,采用疏干措施形成的降落漏斗半径大,塌陷范围广;
4大量排水影响
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