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锰矿开发利用方案

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2020年4月19日
文档仅供参考

湖南省东安县锰矿

开发利用方案

武汉科技大设计研究院
二OO八年八月

湖南省东安县锰矿

开发利用方案

武汉科技大设计研究院
二OO八年八月

湖南省东安县锰矿
开发利用方案

院 长:丁忠浩

项目负责人:陈小文

技术负责人:刘 异

编写人员:

武汉科技大设计研究院
二OO八年八月

目 录

一、概述 1
(一)矿区位置与交通 1
(二)编制依据 3
二、矿产品需求现状和预测 4
(一)锰矿产在国内外需求情况和市场供应情况 4
(二)产品价格分析 5
三、矿产资源概况 5
(一)矿区总体规划 5
(二)该设计项目的资源概况 6
四、主要建设方案的确定 10
(一)开采方案 10
(二)防治水方案 13
五、矿床开采 14
(一)露天开采境界 14
(二)露天采场最终边坡要素 15
(三)工作面阶段回采率 16
(四)露天开采境界确定 16
(五)开采方案设计 16
六、洗矿及尾矿设施 17
(一)洗矿方案 17
(二)尾矿设施 18
七、环境保护 21
(一) 矿山环境影响因素的分析与评价 21
(二)矿山环境治理措施 23
八、开发利用方案简要结论 25
(一)矿山储量、生产规模及服务年限 25
(二)产品方案 26
(三)厂址及开拓运输方案 26
(四)采、洗工艺方案 27
(五)综合回收及矿产保护 27
(六)综合评价 27
(七)存在问题和建议 29

附 件
1、湖南省国土资源厅湘国土资储年报备字[ ]129号文:<湖南省东安县锰矿资源储量检测报告>( 1月～ 9月)备案书;
2、武汉科技大设计研究院的<工程设计证书>
3、东安县锰矿的采矿许可证

附图目录

1、湖南省东安县锰矿A-A′剖面图
1∶1000
2、湖南省东安县锰矿矿山总平面图
1∶
3、湖南省东安县锰矿最终境界平面图
1∶
4、湖南省东安县锰矿采矿方法标准图

5、湖南省东安县锰矿资源储量检测储量估算平面图
1∶

湖南省东安县锰矿开发利用方案

一、概述
(一)矿区位置与交通
1、位置与交通
东安县锰矿位于东安县大江乡新塘村。北东距永州市直距27.5km,南有6km矿山公路至大江口乡,并与国道322及衡枣高速相连,交通较为方便(见交通位置图)。矿山地理中心坐标为北纬:26°19′12″～26°19′45″,东径:111°22′54″～111°23′22″,矿区面积:0.3921km2。
2、隶属关系及企业性质
该矿属集体企业。
3、矿山现状
该矿 5月由永州市国土资源局颁发采矿许可证,证号3,有效期限3年( .5～ .5),设计生产能力0.5万t/a,矿区范围由9个拐点圈定(详见表1－1)。面积0.3921km2,开采深度270～150m。
该矿于60年代当地农民进行手工剥土开采,1970年8月东安县工业局成立县办五七锰矿至今进行机械化水采水洗,已具备小型生产规模,露天开采工业设施完善,采矿装备中等,自 12月提交了<地质简测报告>后至 9月,矿山共采出约0.5万t铁锰矿,主要开采矿区南部。

东安县锰矿矿山范围拐点坐标一览表 表1－1
编号
拐点坐标
编号
拐点坐标
X
Y
X
Y
1
2912785
37538900
2
2912495
37538500
3
2913045
37538115
4
2913420
37538355
5
2913280
37538430
6
2913355
37538545
7
2913300
37538675
8
2913025
37538662
9
2913040
37538840

矿区面积:0.3921km2
开采深度:270～150m

(二)编制依据
1、国土资源部颁发的<矿产资源开发利用方案编写内容要求>;
2、湖南省国土资源厅湘国土资储年报备字[ ]129号文:<湖南省东安县锰矿资源储量检测报告>( 1月～ 9月)备案书;
3、湖南省地质环境监测总站于 11月编制提交的<湖南省东安县锰资源储量检测报告>;
4、<金属非金属露天矿山安全规程>(GB16423-1996);
5、<有色金属采矿设计规范>［试行］(YSJ019- );
6、<有色金属矿山生产技术规程>(［90］中色计字第025);
7、<湖南省东安县锰矿资源开发利用方案编制委托书>;
8、矿山提供的总平面现状图等生产经营资料。

二、矿产品需求现状和预测
(一)锰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
锰是重要的炼钢原料,锰产量的90%-95%用于钢铁工业。在钢中加入少量的锰,就能增加硬度、延展性、韧性、抗磨能力。锰钢是制造机器、船舶、车辆、铁轨、桥梁、大型厂房必须的材料。锰铁在炼钢时,还作还原剂,用以脱氧、脱硫,提高钢的质量和产量。　锰与铜、镍、铝、钴等制成各种合金,用以制造机械部件、飞机和船舶的器材、标准电阻丝等。另外,化工、轻工、建材等领域也有需求。
本矿属氧化堆积锰矿床,主要矿石为硬锰矿、软锰矿、褐铁矿、赤铁矿。矿石品位Mn:最高品位:块矿33.45%,粉矿27.06%,平均28.86%。原矿经洗选后Mn品位一般为平均品位26%。根据本矿产品的品位情况,确定其加工利用趋向是原矿经洗选后生产品位大于等于26%的锰矿石供冶金用。
2、国内外近、远期需求量和主要销向预测
锰矿石主要被用来制造锰铁、硅锰合金等锰系合金,并用于炼钢脱氧和生产低合金钢。按有关资料介绍,每生产1t锰系合金大致需要2.5t的锰矿石。中国是世界上最大的铁合金生产国家, 锰系合金产量约410万t,预计至 将达480万t。考虑到其它相应行业的需求,则 、 国内锰矿石需求量将分别达1100万t、1300万t。同时,由于中国锰矿品位低,锰系铁合金不能完全使用国产矿,必须搭配一部分进口富矿生产,特别在锰矿缺乏地区,进口矿配入比例非常大,因而中国必须大量进口锰矿,而且进口量逐年增长。进口锰矿已占国内锰矿石消费量的三分之一以上,这一趋势今后将逐步增大,预计今年中国进口锰矿将占到国内锰矿石消费量的一半以上。当前全球每年锰矿石的出口量仅在700多万t,中国进口锰矿量占全球每年锰矿石的出口量的一半以上,这些国家要提高出口能力还需要一定时间,可见近期中国锰矿需求的强劲增长对全球锰矿石市场产生了相当大的压力。能够预见今后国内外锰矿市场都将进入持续紧张的状态,就如当前中国所面临的铁矿石供不应求的形势一样。
(二)产品价格分析
1、国内外矿产品价格现状
由于钢铁厂需求旺盛及货源有限,近几年来,锰矿石价格上涨幅度较大。本矿所产锰矿品位较低,主要就近销往位于永州市的湖南省双牌钢铁厂,据现场调查,当Mn品位在26%左右时,销售价格为400元/t。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势
由上述可知,锰矿市场将进入持续紧张的状态,矿产品价格将会稳中有升。

三、矿产资源概况
(一)矿区总体规划
1、矿区总体规划情况
东安县人民政府编制了该县的矿产资源总体规划及重点矿区的矿产资源开发专项规划,对矿产资源采取先规划再开发的利用原则。本矿已纳入该县矿产资源总体规划。
2、矿区矿产资源储量
根据<湖南省东安县锰资源储量检测报告>及湘国土资储年报备字[ ]129号文,截止至 9月底,本矿保有资源量(333)4.02万t,(334)5.30万t。
3、该方案与矿山总体开发的关系
该矿属”证照”齐全的合法矿山,无邻近矿山边和资源纠纷,其资源的合理开发符合矿区总体开发的要求。
(二)该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征
1)地层
矿区范围内出露地层简单,由新至老依次为第四系(Q),二叠系下统栖霞组(p1q),下伏石炭系中上统壶天群(C2+3ht),现依次分述如下:
⑴ 第四系(Q)
为矿山主要出露地层,大部分在矿山中部、北部,也是采矿权范围内含矿层位,分为上、下两段。
上段坡积岩屑层(Qde2):该段为不含矿段,棕红色,由岩屑碎块和亚粘土组成。岩屑以硅质岩、硅质页岩、燧石为主。由于品位低,难以构成工业矿体,厚0～4.7m。
下段坡积亚粘土层(Qde1):棕红色,较松散,富含堆积氧化锰和少量岩屑,局部构成工业矿体,偶夹有不规则的岩屑层,厚1～5m。
⑵ 二叠系下统当冲组(P1d):分布于矿区西部,采坑零星出露。主要为硅质岩,厚14～33m。
⑶ 二叠系下统栖霞组(P1q):分布于矿区西北部,现有采场中零星出露。上部为黑色含炭质页岩;中部为灰黑色中薄层隐晶质灰岩和深灰色中厚层状灰岩、含泥质灰岩,下部微粒含燧石团块灰岩和灰色厚层角砾状灰质白云岩组成,常见燧石团块层。厚20～30m。
⑷ 石炭系中上统壶天群(C2+3ht):分布于矿区中部、东部,上面由第四系覆盖,为下伏地层,面积占2/3以上。采坑中可见局部露头,由肉红色厚层状灰岩夹白云岩、白云质灰岩组成,矿物成份主要是方解石、白云石组成,灰岩呈中～细粒结构,白云岩呈中～粗粒结构,白云岩局部结晶,层厚不详。
2)构造
本矿山构造较简单,由二迭系、石炭系组成NNW－SSE向的向斜盆地,导至区内构造以褶皱为主,断裂不甚发育。
3)矿体特征
本矿山锰矿床为氧化堆积锰矿床,为祁阳弧南翼之边缘海相含锰硅质岩,后经次生风化、氧化、淋滤、搬运而富集的锰矿床。
矿体堆积在向斜盆地的中心丘陵地带,以平缓山坡及园形山顶之上的第四系红土层中。
矿体形态多受地形条件控制,常呈椭圆状和不规则状,矿体形态、产状、厚度即为地层凹陷的形态产状和厚度。矿体埋藏深度0.2～4.7m,表土覆盖厚度0～3.8m,矿层厚1.8～6m,平均2.35m。
4)矿石特征
本矿山锰矿物质来源于海相含锰硅质岩,经风化淋滤。机械搬运堆积于第四系红土层中。主要矿石为硬锰矿、软锰矿、褐铁矿、赤铁矿。矿石类型为铁锰矿石。矿石结构为隐晶状结构、自形半自形晶结构、粒状结构和球结构。矿石构造为团块状、网格状、豆状、结核状构造。
矿石品位Mn:最高品位:块矿33.45%,粉矿27.06%,平均28.86%。矿石含铁一般较高,块矿TFe为7.26-23.49%,粉矿TFe为8.13-25.5%,平均15.84%。矿石伴生有Co:0.15-0.18%;V:0.02-0.004%;Ti:0.07-0.12%;Zn:0.025-0.035%。P:0.088-0.0817%;S:0.012%。
该矿山属零星分散矿产,矿床规模小,原矿经洗矿后粗略手选,净矿装汽车直接销往用户,无需加工,洗选回收率能达到75～95%,多在90%以上。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件
1)水文地质条件
矿山地形为丘陵地带,整体为坡地。准采区范围内地面无较大常年性水体。地表水对矿山开采影响不大,但要注意雨季排洪工作。矿山开采多在当地侵蚀基准面以上,地下水主要为灰岩岩溶水,对矿山开采基本无影响。水文地质条件类型属简单类型。
2)工程地质条件
本矿山氧化堆积锰矿床,埋藏浅,根据矿体上赋存条件及地形地貌宜采用露天开采。矿体顶板第四系红土层或浮土、底板第四系红土层,适合水力开采,矿山开采工程条质条件良好。工程地质条件为简单类型。
3)环境地质条件
矿山开采剥离的废石体堆放一附近山凹,已修筑拦砂坝,矿山开采采用机械水采、水洗方法,工业废水浑蚀含泥,但经挡砂坝沉淀后排至附近溪沟,对当地环境影响不大。
3、设计利用矿产资源储量
根据湖南省地质环境监测总站编制的<湖南省东安县锰资源储量检测报告>及湘国土资储年报备字[ ]129号文,截止至 9月底,本矿保有资源量(333)4.02万t,(334)5.30万t,详见表3－1。
东安锰矿资源储量一览表 表3－1
类别
类型
10月
备案资源储量
期间资源储量变化
9月
检测资源储量
备注
保有量
累探量
开采量
损失量
重算(±)
保有量
累探量
基础
储量
122b

6.29
0.5
0.1
+0.6

6.89
另估算了(334)资源量5.3万吨。
资源量
333

+4.02
4.02
4.02
资源
储量
122b+333

6.29
0.5
0.1
+4.62
4.02
10.91
注:原备案的资源储量:保有量(334)94081吨,累探量(334)162939吨。

本方案只利用333资源量,334资源量暂不利用,设计利用矿产资源储量按下式进行计算:
Q=333k
=4.02×0.8
=3.22(万t)
式中:Q－设计利用矿产资源储量,万t;
K－333资源量可信度系数,本矿山外推的333资
源量可信度高,根据规范取0.8。
经计算,矿山设计利用矿产资源储量为3.22万t。
4、对地质勘探报告质量的评述
湖南省金佰利矿业有限公司于 12月提交了<东安县锰矿地质简测报告>; 湖南省地质环境监测总站于 11月编制提交了<湖南省东安县锰资源储量检测报告>。
以上地质成果基本查明了矿体的空间形态特征和水文地质、工程地质等矿床开采技术条件,资源储量估算方法正确,参数取值较合理,结果基本可靠;可满足矿山资源开发利用报告编制的要求。

四、主要建设方案的确定
(一)开采方案
1、建设规模及产品方案
1)建设规模
本矿山属零星分散矿产资源,经计算设计利用矿产资源储量为3.22万t,开采储量为2.89万t,考虑到该矿山资源储量极少,本方案推荐矿山按锰矿最低生产规模建设。根据国土资发[ ]208号文(<关于调整部分矿种矿山生产建设规模标准的通知>),本方案推荐矿山生产建设规模为2万t/a。
2)产品方案
本矿山锰矿物质来源于海相含锰硅质岩,经风化淋滤。机械搬运堆积于第四系红土层中。主要矿石为硬锰矿、软锰矿、褐铁矿、赤铁矿。矿石类型为铁锰矿石。原矿经洗选后平均品位26%,故本矿的产品方案是生产品位大于等于26%的锰矿石。
2、确定开采储量
1)工业指标
根据<湖南省东安县锰资源储量检测报告>及湘国土资储年报备字[ ]129号文,本矿工业指标如表4－1。
冶金用锰矿石一般工业指标 表4－1
自然
类型
工业分类
品级
W(Mn)%
W(Mn+Fe)%
W(Mn)/W(Fe)
每1%锰允许
含磷量%
W(SiO2)%
边界
品位
单工程
平均品位
氧化锰矿石
铁锰矿石
Ⅰ

25
≥50

≤0.2%(磷总量)
≤25
Ⅱ

20
≥40

≤0.2%(磷总量)
≤25
Ⅲ
10
15
≥30

≤0.2%(磷总量)
≤25

最小可采厚度(露天矿):0.5～0.7m
夹石剔除厚度:0.2m～0.3m
2)开采储量
矿山设计利用矿产资源储量为3.22万t,储量计算范围无不良地质构造,也无建、构筑物压覆矿体,故设计利用矿产资源储量基本均可开发。矿山开采储量按下式计算:
ZK =(ZG-P)η
其中:
ZK - 矿井开采储量,万t;
ZG- 设计利用矿产资源储量,万t;
P - 永久矿柱损失,本矿山不需留设永久矿柱,故P为0;
η- 开采回采率,根据本矿采用的采矿方法取90%。
故开采储量:
ZK =(3.22-0)×90%=2.89万t
3)开采贫化损失率
根据地管发〔1994〕35号文件<关于下发各种采矿方法回采率与贫化率宏观控制参考指标的通知>和本矿多年实践经验,本矿设计采矿贫化率取8%,采矿损失率取10%。
4)矿山服务年限
矿山服务年限=开采储量/[生产能力×(1-设计贫化率)]
=2.89/ [2×(1－8%) ]
=1.6a
3、矿床的开采方式
本矿山开采氧化堆积锰矿床,矿体赋存于第四系红土层中,形态多受地形条件控制,埋藏深度仅0.2～4.7m,宜采用露天开采。
4、开拓运输方案及厂址选择
1)开拓方案
矿体围岩属松散岩层,根据生产实际采用水力冲采工艺,堑沟或基坑开拓方式。
2)原矿输送
矿山保有资源储量赋存标高均高于选矿场10m以上,水枪冲采下来的矿浆,均采用自流运输自流运输坡度4～6%。
3)洗矿厂建设规模与洗矿厂选址
该矿已建有洗矿厂及尾矿库,洗矿设施可满足矿山年产矿石2万t的要求。洗矿厂位于矿区东南部,矿山保有资源储量估算的范围东侧,场地面较平坦,工程地质条件好,标高较低,有利于原矿运输及产品的外运。尾矿库布置在洗矿厂南侧的一片山谷中,有利于尾矿排放,容量满足生产要求。
办公楼等工业建构筑物布置在矿区东部一片较平坦的坡地上,可满足矿山生产要求。
(二)防治水方案
矿山地形为丘陵地带,整体为坡地。准采区范围内地面无较大常年性水体。地表水对矿山开采影响不大,但要注意雨季排洪工作。矿山开采多在当地侵蚀基准面以上,地下水主要为灰岩岩溶水,对矿山开采基本无影响。矿山水文地质条件类型属简单类型。
尽管矿山水文地质条件较简单,但本区属温湿大陆性气候,旱、雨季明显,雨季集中降水,最大日、月降水均可引起山洪、崩塌和滑坡等地质灾害。为此,本设计提出以下防治水方案:
1、采用明沟疏导的方式,在采坑及采坑上部地表开挖导引明沟,将汇集的水集中排放,确保涨洪水时地表水不能进入矿坑;
2、对溪流水路及时疏导,加强监控和防汛确保水不进入矿坑;
3、对集中堆放的表土和废石处,必须修筑好防水沟、挡石墙,防止雨季山洪对矿山造成危害及矿渣流影响环境。
五、矿床开采
(一)露天开采境界
1、圈定露天开采境界的原则
本矿露天开采境界圈定总原则是在满足安全生产的前提下,实现开采总费用最小,开采总盈利最高。本方案采用露天开采境界圈定的原则是境界剥采比不大于经济合理剥采比,即
nj≤njH
式中:
nj:境界剥采比
njH:经济合理剥采比
2、圈定露天开采境界的方法
圈定方法是根据矿石成本,境界剥采比和选取的边坡角,经过计算典型纵剖面图上不同深度方案的境界剥采比,绘制境界剥采比及经济剥采比与深度的关系曲线nj=f(H)及njH=f(H),得出露天开采的合理深度,最后圈定露天开采境界。
3、采用的经济合理剥采比
经济合理剥采比按成品矿成本与其售价相等原则确定,即:
Cl＝a+nb
式中:
Cl:精矿售价,元/t;
a:纯采矿及洗选成本,元/t;
b:剥离单位成本,元/t;
n:经济剥采比。
根据对现场及邻近矿山调查,纯采矿及洗选成本为160元/t,剥离单位成本为50元/ t,成品售价400元/t。
故经济剥采比为:

Cl－a 400－160
n＝ ＝ ＝4.8
b 50

据此,取本矿经济合理剥采比为4.8。本矿矿体赋存受地形控制,埋藏深度仅0.2～4.7m,其剥采比主要随地形变化,从典型纵剖面计算可知,不同深度的境界剥采比均在2.5以下,故均经济可采,露天开采的采深为矿床赋存深度。
(二)露天采场最终边坡要素
根据本矿实践经验和本矿矿体的特征,本矿采场最终边坡要素确定如下:
露天采场最小底宽:10m。
台阶高度:5m。
台阶坡面角:因矿床形态受地形控制,且坡度较缓,故采用矿体倾角作为台阶坡面角,但坡面角不得大于35°。
最终边坡角:储量估算区地形复杂,矿床坡度与地形坡度基本一致,故最终边坡角应随地点变化以减少剥离量,但最终边坡角不得大于35°。
(三)工作面阶段回采率
本矿为露天水力开采,采用逆向冲采法,当矿层底板坡度小于8%时,采用堑沟顺向冲采法。
根据地管发〔1994〕35号文件<关于下发各种采矿方法回采率与贫化率宏观控制参考指标的通知>和本矿实践经验,本矿采矿贫化率8%,损失率10%。
(四)露天开采境界确定
由上述可知,本矿为堆积型锰矿,矿体赋存于第四系表土层中,埋藏深度仅0.2～4.7m,不同深度方案的境界剥采比均在2.5以下,均小于经济合理剥采比,储量估算范围深部标高即为露天开采深部边界,不需进行深度方案比较,故本方案采用资源储量估算深部标高作为深部边界,按上述的最终边坡要素确定露天开采境界。
(五)开采方案设计
1、开拓方式
本矿矿体分布区既有山坡又有山凹,主要采用堑沟开拓法,地形较平坦处,采用基坑开拓法。
2、采矿方法
1)采矿方法
根据本矿井的生产实际,本方案采用水力机械化开采工艺,主要采用逆向冲采法。
2)生产能力验证
矿体平均含矿量466.55kg/m3,生产能力2万t/a,经计算,年开采原矿量为4.29×104m3,所需水枪数量由下式计算:

Vq
N=
Tn1n2Q0K

V:年产量,4.29×104m3/a;
q:冲采土岩单位耗水量,根据类似矿山取值为7 m3/ m3;
T:班工作小时数,采用”三·八制”,每班8小时;
n1:年工作天数,300d;
n2:日工作班数,3班;
K:时间利用率:取0.66;
Q0:一台水枪的喷射水流量,根据类似矿山取230m3/h;
N:所需工作水枪台数,台;
经计算,N＝0.27台,取1台,即只需1台水枪台工作,即可保证原矿开采能力。
3)年剥采量
矿山年开采矿量2万t,年开采原矿量为4.29×104m3,年剥离量为8.57×104m3。合计年采剥总量为12.86×104m3。

六、洗矿及尾矿设施
(一)洗矿方案
根据本矿多年的实践经验。推荐的洗矿方案为:
一台水枪配三台洗矿机,洗矿机成”品”字型配置,一次擦洗为两台,二次擦洗为一台,二次擦洗后的返砂经筛分,分为大于5毫m的块矿和小于5毫m的粉矿两种产品,分别用汽车运出堆存,经实测两次擦洗脱泥效率高达97%,大于5mm的块矿洗矿回收率为90％,小于5mm的粉矿选矿回收率为75%,综合回收率为85%。因此设施采用两次擦洗流程(见图2)。

原矿

洗 矿 (I)

洗 矿(Ⅱ)

溢流 分 级

溢流 粉矿 块矿

图2 洗矿流程图

(二)尾矿设施
1、给、排水及尾矿设施
本矿山东面约400m,有紫水河流经,可作为供水水源,方案拟建一座岸进式水源泵房,配备二台150D30×3型水泵水泵、二台JO2—92—4型电动机,其中一台工作,一台备用。由该水泵抽水经一条水管送至高位水池,再分送选矿厂、水采采场及其它用水地点。在尾矿库坝南边修建沉淀池和回水泵房,内设一台水泵,抽水加压供洗矿厂用水。水采后的原矿浆直接排入洗矿场,洗矿后的尾矿浆自流进入尾矿库,该尾矿库的澄清水自流至沉淀池循环利用。
2、用水量及水量平衡系统图
采矿、洗矿用水平衡系统图。

水源地
水源房

高位水池
洗矿站
循环水利用

尾库矿
回水泵房
渗入地下
管路输送
管路输送

采 场

自流入

自流入

损失

图3 采矿、洗矿用水平衡系统图
3、排土场(堆渣场)的确定
矿体埋藏深度仅0.2～4.7m,初期剥离渣石土用于修筑尾矿坝、工业场地平整和修路,部分利用原有废弃采坑排放。正常生产期间,渣土石采用倒堆排放至采空区。渣石堆放场前缘修拦石墙,上方修截排水沟,矿体全部采空后,将渣石堆放场的超高渣石土全部运往采空区回填,地表不再现渣石堆放场,并恢复植被。
4、尾矿量的确定
本矿年生产能力为年产矿量2万t, 矿石平均含矿量466.55 kg/m3,年开采原矿量为4.29×104m3,扣除矿量,年产尾矿量约为3.17×104m3。年剥离量为8.57×104m3。年采剥总量为12.86×104m3。
5、尾矿库选址
本矿生产规模为年产矿量2×104t,根据平均含矿量和剥采比计算,矿山年采剥总量为12.86×104m3,年产尾矿3.17×104m3。需要建尾矿库存放。初期坝库容按选矿厂1年排出的尾矿量计算,容量为3.17×104m3。
该矿已建有尾矿库,尾矿库布置在矿区南侧的一片山谷中,有利于尾矿排放,且有向南部扩容的条件,容量满足生产要求。
6、尾矿水的处理利用
废水主要来自矿层开采时的矿坑排水及洗矿场废水。矿坑排水全部导入洗矿场用于洗矿。洗矿废水排入专设的尾矿库,污水经沉淀后抽至水池重复利用,尽量不向外排放废水,严禁将浑浊水直接排入尾矿库以外地段。

七、环境保护
保护自然资源,保护良好的生态环境是中国的基本国策。坚持”谁开发,谁保护;谁破坏,谁恢复;谁投资,谁受益”的原则。
本矿为农业生产区,附近植被覆盖面积大,没有其它工业污染源,自然环境质量现状良好。矿山规模67t/d,不进行治炼加工。因此,矿山生产工程中无化学污染。矿山产生的三废(废水、废气、废渣)只需采取适当排放和管理措施,即可得到有效控制,使其对周围环境不产生破坏影响。
(一) 矿山环境影响因素的分析与评价
1、采矿引起的地质灾害
矿山地表属丘陵地貌,植被覆盖率高,地形起伏高差不大,植被较发育,含矿层为第四系,矿体埋藏较浅,埋藏深度仅0.2～4.7m,工程地质条件为简单类型。经野外地质调查,未发现有滑坡、坍塌及泥石泥等地质灾害。
矿山在今后的开采过程中,对环境造成影响的主要因素是:水土流失、废水及尾矿水的处理、排土场(渣石堆)、边坡稳定性、泥石流的防治、闭坑后复垦等。
2、对开采引起的区域地质条件做出影响评价
本矿开采的锰矿体,因埋藏较浅,开采面积不大。因此,矿山开采不会对区域地质造成影响。
3、露天边坡的稳定性
露天边坡稳定性是露天矿山安全生产的重要环节之一。开挖形成的高边邦在松散岩孔隙水及大气降水的影响下,可能向坑内滑移垮塌,因此生产过程中应按要求保持一定的边坡角,在局部软弱地带设置防护支架,设置完善的矿场疏排体系,防止水体浸泡冲刷工作面。避免安全事故的发生。
4、矿山闭坑时对造成的地质灾害处理措施
矿山闭坑时,对采坑应采取回填,并应留有专项资金用于工业广场、采坑的植树造林和环境治理工作。要认真落实科学发展观,切实保护矿山地质环境,有效防治矿山开发引发的地质灾害,要按照湘政发[ ]21号文件的要求,提取和按时足额缴纳矿山地质环境治理备用金,以用于因矿山开采而引发的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害的预防、治理和被破坏的矿山地质环境的恢复。本方案提出以下建议:
(1)对露天采坑要覆土、植上树,恢复植被。
(2)对工业广场占用的土地资源要恢复原状。
(3)对开采造成地面垮塌的漏斗要填平,防止人、畜误入受害。
(4)对废石场堆放的废石推平后要覆土,植树植草,防止废石风化污染环境。
(5)对尾矿库面尽快复土种树,恢复植被。
(二)矿山环境治理措施
矿山在今后的开采过程中,对环境造成影响的主要因素是:水土流失、废水及尾矿水的处理、排土场(渣石堆)、边坡稳定性、泥石流的防治、闭坑后复垦等。由于本矿有专题的<矿山地质环境影响评估报告>,本方案对矿山环境治理措施仅作简要叙述。
1、水土流失的防治
①鉴于该矿含矿层底板基本为灰岩,采空的必须尽快复土。
②采矿场尽量一次采尽。初期剥离渣石土用于修筑尾矿坝、工业场地平整和修路,部分利用原有废弃采坑排放。正常生产期间,渣土石采用倒堆排放至采空区。渣石堆放场前缘修拦石墙,上方修截排水沟,矿体全部采空后,将渣石堆放场的超高渣石土全部运往采空区回填,地表不再现渣石堆放场,并恢复植被。
2、废水的处理
废水主要来自矿层开采时的矿坑排水及洗矿场废水。矿坑排水全部导入洗矿场用于洗矿。洗矿废水排入专设的尾矿库,污水经沉淀后抽至水池重复利用,尽量不向外排放废水,严禁将浑浊水直接排入尾矿库以外地段。
3、排土场(渣石堆)事故的预防
本矿为露天开采,有大量的表土和废渣需要集中堆放,为防地质灾害发生,必须做好防护。
① 修建护坡挡墙,改进排土工艺,控制排土顺序,防止滑坡和
泥石流发生;
② 设立专人负责观测和管理,发现危险征兆,及时采取有效处理措施;
③ 对排土场圈定危险范围,设置警戒标志,严禁闲杂人员进入;
④ 阶段排土高度不能过高;
⑤ 修建截、排水沟,对排土场上方山坡汇水截流,将水疏排至外
围低洼处。
4、边坡的保护
露天边坡稳定性是露天矿山安全生产的重要环节之一。开采形成的高边邦在松散岩孔隙水及大气降水的影响下,可能向坑内滑移垮塌,因此生产过程中应按要求保持一定的边坡角,在局部软弱地带设置防护支架或采用喷浆加固,设置完善的矿场疏排体系,防止水体浸泡冲刷工作面。避免安全事故的发生。
5、泥石流的防治
本矿为露天开采,动土面积和动土量较大,为防止泥石流地质灾害发生,必须做好防患。
① 严格按开采设计生产,严禁乱采乱挖;
② 合理规划尾矿库和排土场,减少对土地的占用;
③ 对所排放的渣土必须修建坚固的护坡挡墙;
④ 尽量将剥离的表土和废渣充填到采空区,进行复土造田或植树复垦。
6、尾矿库的保护
本矿为露天水力开采,尾矿库承载的主要是洗矿后含泥污水,为防地质灾害发生,必须做好对尾矿库的保护和防护 :
① 尾矿库周围必须修截排水沟,库内修溢洪道,防止洪水冲垮大坝;
② 尾矿库内严禁超容量装载,以免影响垮坝事故发生;
③ 严禁在尾矿库周围采矿;
④ 对尾矿库周围加强变形观测,发现问题及时处理;
⑤ 闭坑后,尽快对库面复土植被,还自然原貌。
7、闭坑处理
从上看出,矿山环保问题,主要是闭坑后水土流失,为此,要在生产过程中和闭坑后,尽量复土归原,植草造林,沟渠疏通,此之前要对采空区回填压实,恢复原貌。

八、开发利用方案简要结论
(一)矿山储量、生产规模及服务年限
1、矿山储量
本矿保有资源量(333)4.02万t,(334)5.30万t。
2、生产规模
本矿生产规模为年产矿量2万t/a。
3、服务年限
经计算,矿山设计利用矿产资源储量为3.22万t,开采储量为2.89万t,按总回采率90%,贫化率8%和年产矿量2万t/a计算,矿山服务年限为1.6a。
(二)产品方案
矿山洗出矿量为2万t/a。采出原矿量经洗选后出售。
(三)厂址及开拓运输方案
1、开采方式
本矿山开采氧化堆积锰矿床,矿体赋存于第四系红土层中,形态多受地形条件控制,埋藏深度仅0.2～4.7m,不同深度的境界剥采比均在2.5以下,小于经济合理剥采比,宜采用露天开采。
2、运输方式
矿山保有资源储量赋存标高均高于选矿场10m以上,水枪冲采下来的矿浆,均采用自流运输自流运输坡度4～6%。对外采用公路运输。
3、场址的选择
该矿已建有洗矿厂及尾矿库,洗矿设施可满足矿山年产矿石2万t的要求。洗矿厂位于矿区东南部,矿山保有资源储量估算的范围东侧,场地面较平坦,工程地质条件好,标高较低,有利于原矿运输及产品的外运。尾矿库布置在洗矿厂南侧的一片山谷中,有利于尾矿排放,容量满足生产要求。
办公楼等工业建构筑物布置在矿区东部一片较平坦的坡地上,可满足矿山生产要求。
(四)采、洗工艺方案
1、采矿方法:露天水力开采。
2、选矿工艺:水洗。
(五)综合回收及矿产保护
本矿原矿经洗选后有益成分极低,当前尚无综合回收价值,故将尾矿置于尾矿库保存,以后再考虑利用。
(六)综合评价
本矿开采技术条件较好,水文地质条件较简单,这些为矿山安全生产创造了好的条件。
本矿为生产矿山,各项设施设备比较齐全。只须对现有的道路、给排水设施设备进行维修,即可恢复生产。
当前国家和地方政府加大了对露天采矿的整治力度,随着国民经济快速健康发展,锰矿石需求量的急剧增加,矿产品销售形势会越来越好。本矿矿山开发经济效益分析(见下表8－1和表8－2):

矿山开发经济效益分析表 表8－1
序号
项目
指标
数量
金额
(万元)
备 注
1
产量
万t/a
2

2
产值
400元/t

800

3
直接成本
90元/t

180

4
增值税
13%

92.04

5
税金附加
8%

7.36

6
资源税
2.5元/t

5

7
资源补偿费
2%

16.00

8
采矿权使用费
1000元/km2

0.15

10
安全费
8元/t

16.00

9
其它费用
3%

24.00
按产值的3%计
11
矿山地质环境治理备用金及利息份摊

60.04

12
营业利润

399.41

13
所得税
25%

99.85

14
净利润现值

299.56

从表中可见矿山在未来的生产经营中,每年将为国家增收各种税费320.44 万元,企业也将获得299.56 万元的净利润。不但可为缓解当前锰矿石供求紧张矛盾作出有益要贡献,为国家创造财富,而且能够增加就业岗位,大大促进地方经济的发展。可是矿山开采会对环境造成破坏,同时价格的波动和储量情况的变化也会给投资者带来风险。
矿山综合技术经济指标表 表8－2
序号
名称
单位
指标
备注
1
矿山范围
Km2
见矿山坐标点

垂直开采标高
m
＋270～＋150

矿山面积
Km2
0.3921

2
资源储量
万t
9.32
其中333资源量4.02万t,334资源量5.30万t
其中(1)设计利用矿产储量
万t
9.36

(2)开采储量
万t
3.22

3
矿山设计生产能力

(1)年产量
万t
2

(2)日产量
t
67
工作日300天
4
矿山服务年限
a
1.6

5
(1)可采矿层层数
层
1

(2)矿层厚度
m
1.8－6.0
平均2.35m
(3)平均含矿量
kg/m3
466.55

6
矿石质量

(1)矿石类型

堆积氧化锰

(2)Mn平均品位
%
28.86

7
开采方式

露天水力开采

8
回采阶段数
个
1

9
回采工作面长度
m
15～150

10
采矿方法

逆向冲采法

11
贫化率
%
8

12
损失率
%
10