锰铁矿3.0万ta地下开采初步设计-学位论文.doc

四川省平武县金平矿冶有限公司
虎牙大坪铁锰矿3.0万t/a地下开采
初步设计

二〇一二年三月
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四川省平武县金平矿冶有限公司
虎牙大坪铁锰矿3.0万t/a地下开采
初步设计

总 经 理：
总 工 程 师：
项 目 负 责 人：

二〇一二年三月
目 录
1 总 论 1
1.1 概述 1
1.2 矿山建设条件 2
1.3 编制依据及主要建设原则 3
1.4 建设规模及产品方案 6
1.5 主要建设方案确定 6
1.6 主要问题和建议 10
2 矿山地质 11
2.1 矿区地质 11
2.2矿体地质特征 12
2.3矿石特征 14
2.4开采技术条件 16
2.5储量计算 17
2.6 存在问题及建议 18
3 采 矿 19
3.1开采方式及开采范围 19
3.2 矿山生产能力确定 19
3.3开拓运输系统 22
3.4采矿方法 24
3.5排水系统及井下通风 29
3.6井巷基建及回采进度 29
4 矿井通风 32
4.1 通风系统设计的主要原则 32
4.2 通风系统方案选择 32
4.3 通风系统参数 32
5 矿山机械 38
5.1坑内运输 38
5.2压气设备的选择 41
5.3 坑内供排水 44
5.4 机修 45
6 总图运输 46
6.1矿区概况 46
6.2 矿区总体布置 46
6.3内外部运输 47
6.4主要工程量及设备表 48
7 电气与通讯 51
7.1 概况 51
7.2 设计范围 51
7.3 设计依据 51
7.4 设计主要依据的规范 51
7.5 电气 51
7.6 电修 54
7.7 井下通信联络系统 54
7.8 监测监控及定位系统 55
8 矿山给排水 60
8.1 设计范围 60
8.2 设计用水量 60
8.3 给水系统 61
8.4 排水系统 62
9 土建 63
9.1 设计基础资料 63
9.2 工程地质 63
9.3 建筑材料及施工力量 63
9.4 设计选用的规范、规程 63
9.5 设计原则 64
9.6 建筑、结构设计说明 64
10 通风除尘与供热 66
10.1 概述 66
10.2 通风 66
10.3 除尘 66
11 环境保护 67
11.1环保设计依据和执行的环境保护标准 67
11.2区域环境质量现状 67
11.3主要污染源及污染物 68
11.4矿区绿化 70
11.5环境影响分析 70
11.6环境投资及定员 70
11.7水土保持与复垦 71
12 矿山安全与卫生 74
12.1 设计依据 74
12.2 主要危险、有害因素分析 74
12.3 矿山安全技术措施 75
12.4 安全机构设置与应急预案 82
12.5 安全与工业卫生的措施投资 83
12.6 安全卫生预期效果 83
13 节能 84
13.1 能源消耗及评价 84
13.2 节能措施 84
14 投资概算 86
14.1 编制依据 86
14.2 各项费用的计取 86
14.3投资分析 86
14.4 资金筹措及费用 86
15 技术经济 89
15.1 设计的主要内容 89
15.2企业组织及定员 89
15.3 销售收入 91
15.4 产品成本和费用计算 91
15.5 经济效益分析 93
15.6 利润及经济评价指标 94
附件：
1、企业法人营业执照（注册号：5107271800206）
2、采矿许可证（证号：5100000411113）

1 总 论
1.1 概述
1.1.1 设计项目名称
四川省平武县金平矿冶有限公司虎牙大坪铁锰矿3.0万t/a地下开采初步设计。
1.1.2 建设单位
建设单位为四川省平武县金平矿冶有限公司。
1.1.3 项目提出的原因
该矿山自2004年办理采矿权以来，只对浅部矿体进行开采。对现有的巷道进行改造，包括对不合理的以及采空的巷道加以封闭。目前巷道的布置和采矿方式均与最初的设计不吻合。为了确保国家矿产资源的合理开采和利用，实现安全、高效、合理正规开采，形成150t/d(3.0万t/a)铁锰矿地下开采系统，受四川省平武县金平矿冶有限公司委托，现对虎牙大坪铁锰矿进行开采初步设计及其安全专篇的编制工作。
矿山2004年12月取得采矿许可证，采矿许可证号为5100000411113。采矿许可证范围见表1.1。
表1.1矿区范围拐点坐标一览表
拐点编号
X坐标
Y坐标
1
3603780
18409605
2
3603775
18409878
3
3603690
18409942
4

3603700
18410224
5
3603615
18410385
6
3603135
18410375
7
3603135
18409870
8
3603217
18409595
有效期：2004年12月～2014年12月 面积：0.3987km2
深度：2800m～2400m 规模：3万t/a
1.2 矿山建设条件
1.2.1 矿区位置及交通
虎牙铁锰矿矿区大坪东矿段位于四川省平武县虎牙乡325 ° 方位平距约3.5公里处，矿区中心地理坐标为：东经104°02′30〞，北纬32°33′00〞。
矿区内有约6km的简易公路通至虎牙，南侧约4km处有虎牙—平武公路，距离平武县城约68km，平武至江油有132km的水泥路面公路，江油市有火车站与外部相通，交通较为方便。
1.2.2 地理及经济状况
矿区所处地段为北西高陡，南东低缓的单面山，为侵蚀山地高原貌特征，区内沟谷深切，悬崖陡壁遍布，最高海拔为3997m，最低谷海拔1520m，相对高差近2477m，一般海拔高度在2300m～3200m，矿区海拔较高，相对高差大，显高原～高山气候特征，气温垂直分带明显，昼夜温差大，每年10月至次年4月为严寒季节，5～9月为雨雾季节，冬季平均气温在-5°～10°。
矿区为高山无人居住区，区内仅有矿山人员居住，山脚一带的缓坡地带有少量藏族、汉族杂居，居民散布，以农业为生，种植玉米、大豆、荞麦等，尚能自给自足，药材、木材、矿产资源丰富，但无工业企业，总体经济条件较差，区内矿产资源丰富，矿产资源开放较发达，是典型的矿产资源开发性经济，矿区周围无自然保护区和名胜旅游区，该区处于经济开发初始状态，植被发育，大气环境未受污染，自然环境容量大。
1.2.3 电源及供电条件
该地区电力资源丰富，现矿区已有供电线路，电源充足可靠，输配电设施完善。
1.2.4 供水条件
矿区位于地下水的迳流、排泄地带，水量充足，矿山现有的水源可满足150t/d规模采矿生产及生活用水量要求。
1.2.5 原材料供应及协作条件
主要原材料为火工器材、水泥、钢材、木材等，在本地均可购进，其它备品配件在外地购买，当地矿山企业能互相协作，确保生产正常进行。
1.2.6 地质储量
据地质勘查局六0四地质队提交的《四川省平武县虎牙锰铁矿区大坪东矿段金平矿冶有限责任公司2007年矿产资源/储量核实报告》及国土资源厅矿产资源储量登记备案的资源储量，设计对开采范围内的资源储量进行了计算。矿区范围保有资源储量（122b＋333）20.46万吨，其中（122b）2.5万t，（333）17.96万t。
1.3 编制依据及主要建设原则
1.3.1 编制依据及基础资料
1.3.1.1 国家、地方政府、主管部门及行业的有关安全规定
1）《中华人民共和国矿山安全法》（1992年11月7日全国人大常委会第28次会议通过，中华人民共和国第65号主席令）；
2）《中华人民共和国劳动法》（1994年7月5日颁发）；
3）《中华人民共和国矿山安全法实施条例》（1996年10月30日劳动部颁布）；
4）《中华人民共和国消防条例》国务院1984年5月13日发布；
5）《国务院关于加强防尘防毒工作的决定》国发[1984]97号；
6）《中华人民共和国安全生产许可证条例》
7）国家安全生产监督管理总局安监总管一字[2005]29号“关于印发非煤矿山建设项目初步设计《安全专篇》编写提纲和安全设施设计审查与竣工验收表格式的通知”（2005年4月29日）。
8）非煤矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法（国家安全生产管理局第18号令）。
9）国务院安委会办公室关于贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》精神进一步加强非煤矿山安全生产工作的实施意见（安委办〔2010〕17号）
10）国家安全监管总局安监总管一〔2010〕168号“关于印发金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定的通知”。
11）四川省安全生产监督管理局关于“对非煤矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收中有关安全设施问题”的回复。
12）非煤矿山《企业安全生产许可证实施办法》（国家安全生产监督管理局第20号令）。
13）四川省非煤矿矿山企业安全生产许可证实施细则（试行）（川安监[2010]140号）。
14）《四川省金属非金属矿山安全生产标准化建设实施规范》（川安监[2009]129号）
1.3.1.2 采用的主要技术规范、规程、标准
1）《生产过程安全卫生要求总则》（GB12801-91）；
2）《工业企业厂矿噪声排放标准》（GB12348-2008）；
3）《机械安全避免人体各部位挤压的最小间距》（GB12265.3-1997）；
4）《矿山电力设计规范》（GB50070-2009）；
5）《工业企业总平面设计规范》（GB50187-1993）；
6）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；
7）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-1992）；
8）《消防安全标志设置要求》（GB15630-1995）；
9）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）；
10）《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）；
11）《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）；
12）《生产性粉尘作业危害程度分级检测规程》（LD 84-1995）；
13）《爆破安全规程》（GB6722-2003）；
14）《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）；
15）《冶金企业安全卫生设计规定》冶生[1996]204号文；
16）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）；
17）《金属非金属矿山废石场安全生产规则》（AQ 2005—2005）。
1.3.1.3 设计依据的基础资料
1）设计委托书
2）《四川省平武县虎牙锰铁矿区大坪东矿段金平矿冶有限责任公司2007年矿产资源/储量核实报告》地质勘查局六0四地质队 2007，10；
3）《四川省平武县金平矿冶有限公司虎牙大坪铁锰矿矿山地质环境影响评价报告》（四川省地质矿产勘查开发局一0九地质队2004.4）；
4）采矿许可证（证号：5100000411113）；
5）《金阳县虎牙大坪铁锰矿开采方案》四川省冶金设计研究院 2006；

6）业主提供的其它有关资料。
1.3.2开采范围和开采方式的选择
开采范围：采矿许可证许可的范围内的第4层、7层矿体。
根据矿体的赋存条件、埋藏深度、矿体围岩的稳定性，以及矿山开采现状，矿山采用地下开采。
1.3.3 建设原则
根据国家有关经济建设的方针政策，结合工程的具体情况确定以下原则：
1)认真贯彻党和国家对民族贫困地区经济建设方针政策，坚持基本建设程序、设计程序和深度要求，努力利用现有矿山综合条件，加快生产建设，使之投资省，周期短，见效快，经济效益高。
2)设计符合国家现行的技术政策、产业政策的要求；
3)设计达到“初步设计”深度要求；
4)设计达到国家安监总局“《安全专篇》编写提纲”的具体要求；
5)各专业设计符合国家有关设计规范的要求和我公司技术、质量、规定；
6)从实际出发，采用技术可靠，经济实用，简单易操作的生产工艺技术和设备，提高效率和确保矿山安全生产；
7)工程设计精打细算，力求在满足工艺要求的前提下，尽量利用现有设施；
8)严格执行国家经济建设方针、政策及有关标准规范。贯彻“安全第一，预防为主”的方针，重视环境保护、劳动安全、工业卫生及消防等各环节的“三同时”。
1.4 建设规模及产品方案
1.4.1 建设规模
根据矿体条件，经验证确定生产规模为3.0万t/a。
1.4.2 服务年限
矿山开采年限为8.0年（含基建期
1.4.3 产品方案
矿石产品方案为原矿。
1.5 主要建设方案确定
厂址，水源及供水系统，矿山开拓系统，采矿方法，井下供电系统等主要建设方案进行了综合技术经济比较工作，并推荐了技术可行、经济合理、切合矿山实际的方案。
1.5.1 采矿
(1)生产能力：3.0万t/a
(2)开采范围、开采方式及开采顺序
本次设计开采范围：根据四川省国土资源厅批准划定采矿范围见表1.1，开采对象为矿区的铁锰矿矿体。
开采方式：采用地下开采。
开采顺序：自上而下。
(3)开拓运输方案
通过比较选定平硐+溜井+盲斜井开拓方案，硐内采用人工推运板车运输方案。
矿山目前已在2675m标高处掘进了部分巷道，而且由于矿山地势较陡，为了运矿方便，已在2675m处设置了索道与306站连通。因此主平硐设在2675m水平。2675m以上矿石通过溜井下放到该水平，2675m水平以下矿石设置盲斜井将矿石提升到该水平再经平硐运出。
主要开拓工程如下：
1）主运输平硐：X=3603640.0287，Y=18410103.4388，Z=+2675m。断面为2.4m×2.2m，该平硐主要承担整个矿山的矿石运输。
2）盲斜井：X=3603614.6011，Y= 18410060.6178，Z=+2675m。断面为2.4m×2.2m，该斜井主要承担2675m～2415m间矿石的提升任务。
3）回风平硐：X=3603767.6830，Y=18409750.1168，Z=+2795m。断面为2.0m×2.0m，风机安装于该平硐口。
各个中段的沿脉运输巷道均与地表贯通，作为各中段人员的进出口。
(4)采矿方法
根据矿体开采技术条件采矿方法选用全面采矿法，采空区嗣后废石充填。（见采矿方法布置图）。
(5)主要基建工程量
根据设计的开采范围和基建开拓要求，本次设计总的基建工程量为1923m/8779.8m3。
1.5.2 矿山机械
矿山的机修设施，维护日常的机修工作，其它设备大修由公司统一外委送协作单位进行大修。
选用K45-4-10型矿用抽出式轴流式风机，电机功率30Kw以满足井下通风需要。
全矿耗气总量计算为14.23m3/s，选用两台SCR-150SA/W型单螺杆式空气压缩机。
各中段的排水，采用自流排水至中段坑口外。
1.5.3 总图
矿山企业组成如下：地下开采区、主平硐、各中段平硐、井口办公室、配电房、修理车间等。详细布置见总平面布置图。
1）地下开采区
矿区位于平武县虎牙乡境内，本次地下开采矿体南北长500m，东西宽约700m，在矿区的1线～4勘探线之间。
2）主平硐
主平硐断面2.4m×2.2m，平巷内人工推运板车运输。
主平硐布置在矿体的下盘，2#勘探线附近 ，在移动界线20m以外，井口标高+2675m，井口坐标为：X=3603640.0287，Y=18410103.4388。
3）回风平硐
回风平硐设置在3#～4#勘探线之间，移动界限20m以外，平硐断面2.0m×2.0m，井口标高+2795m，井口坐标为：X=3603767.6830，Y=18409750.1168。
4）井口办公室：布置在主平硐硐口附近，设计地坪标高+2675m。
5）机修：机修设施任务是主要承担全矿的机电设备日常检修（小修），主平硐硐口附近
6）配电房：矿山双电源供电，一路电源引自外面变电所，另一路为主平硐口设置柴油发电机。配电房设置在主平硐口附近，地坪标高+2675m。
7）爆破器材库
矿山已有3吨库容的炸药库。
1.5.4 给排水
根据现场踏勘和观测，矿山各矿井所在位置的山坡上均有较多的山泉水，水质良好，涌水量能够满足各中段的生产用水，泉水通过20m左右的自然高差，经管道自流到个坑口的储水池，再利用水泵升压通过管道送往井下采矿用水、消防用水。
泉水经消毒杀菌后，可满足矿山工业、生活用水要求。
总用水量8.54m3/h，其中：生产新水量8.33m3/h，生活用水量0.21m3/h。
坑内废水经沉淀处理达标后排放，采用平硐排水沟自流排至山谷中。
矿部生产和生活水利用排水沟排入沟谷。
生活污水经化粪池处理后排放。
1.5.5 电力
矿山已有10kv的变电站，可满足矿山生产需要。备用电源为80kw柴油发电机。
本次设计的主要用电负荷为空压机、通风设施，用电设备安装功率：314.5kW；用电设备计算有功功率：270.28kW；企业年耗电能560170kWh。
1.5.6 安全避险“六大系统”
为了进一步提高矿山井下安全生产的保障能力，确保生产安全，矿山应针对采掘工作面的不同情况，完善建立安全避险“六大系统”的设置和管理制度，设置专门人员进行管理维护。并根据井下采掘系统的变化情况，及时补充完善安全避险“六大系统”。
1.5.7 环境保护、安全卫生
按照“三同时”的原则，本工程对生产过程中产生的炮烟、粉尘、废水、废渣和噪声均设置了净化处理设施，达到国家规定的排放标准后排放，职业安全、卫生及消防均按国家有关规定执行。
1.5.8 投资概算及企业建设经济效果评价
本项目设计年处理原矿量3×104t/a。项目的总投资666.94万元，其中建设投资516.94万元，流动资金150万元。
本项目的产品方案为年产原矿3×104t，年均销售收入为（含税）1200万元，年均利润总额为878.35万元，年均税后利润总额为527.01万元，项目全部投资财务内部收益率（FIRR）13.13%，全部投资回收期年2.5a（含建设期1a），由此可以看出本项目具有一定的盈利能力，本设计方案可行。
项目建成后，可解决75人就业，充分回收国家资源，延长矿山服务年限，并为国家和地方增加税收收入，这对于社会和谐和富民，带动地方经济发展，促进当地矿业经济的发展都起到积极的作用。
1.6 主要问题和建议
1) 矿山在基建和生产过程中，应加强地表岩移规律监测，进行岩石力学分析，进一步优化采场结构参数。
2)在矿山生产施工之前，要做好坑内排水、排泥工作，加强井下排水、通风管理，确保安全生产。
3)本设计依据的地质资料为矿权人提供的地质报告及相关图件，资料有限，今后生产中应根据矿区实际情况作适当调整、细化并进行更为合理的、满足各阶段设计深度要求的开采设计。
4)矿山在基建和生产过程中，应加强取样、边缘探矿和找矿工作，进一步提高储量级别，扩大资源量，延长矿山服务年限。
2 矿山地质
2.1 矿区地质
2.1.1 地层
本区地层主要出露有石炭系中上统西沟群组（C2～3xg）、二叠系下统东大河组（p1d）、二叠系下统三道桥组（p1s）、三叠系下统波茨沟组（T1b）、三叠系中统杂谷脑组（T2Z）及第四系等浅变质地层。现将本区地层由老至新简述如下：
石炭系中上统西沟群组（C2～3xg）：上部岩性为含泥质结晶灰岩。
假整合接触：
二叠系下统东大河组（p1d）：岩性为黑色炭质绢云千枚岩。
二叠系下统三道桥组（p1s）：岩性为结晶灰岩。
假整合接触：
三叠系下统波茨沟组（T1b）：上部岩性为含铁锰矿层；下部岩性为板状～薄层状泥质结晶灰岩。
整合接触：
三叠系中统杂谷脑组（T2Z）：岩性为灰色钙质砂岩。
不整合接触：
第四系主要以冲积层及残坡积层为主，河流冲积层分布于虎牙河一带，厚约10～15m，残坡积层分布于山顶、山坡地带，上覆0.1～0.3m的砂质土壤层，坡积层分布于陡壁、山麓附近，各处厚度不一。
2.1.2 构造
该区大地构造位于平武～松潘槽背斜中的龙门山褶皱带，区域构造呈东西向排列，显南秦岭槽背斜特征。矿段位于虎牙同向倒转向斜之北翼中段，区内为一南倾单斜构造，岩层产状：129 °～260 °∠12 °～31 °，受区域褶皱构造的控制影响，致使本矿段区内次褶皱频繁，按褶皱形态分为二组：一组北西西方向轴面南倾之复式倒转、平卧褶皱，褶皱紧密使矿层重叠数次，与之相伴的常有更次级的层间小折曲，计有大坪倒转平卧褶皱、牛鼻子亚口倒转向斜褶皱、神树岩窝倒转平卧褶皱、何家山倒转平卧褶皱；另一组为近于南北向之宽缓背向斜，褶皱幅度小呈波浪形发育于西部，有鹰鸡水、土地梁向斜，大马厂、老熊洞背斜。矿段内断层稀少，劈理、节理、裂隙较为发育。总体上矿段构造以褶皱为主，断层罕见；西部构造简单，东部构造较复杂。
矿体受褶曲严格控制，未发现有破矿断层。
2.1.3 岩浆岩
矿区内未见岩浆岩地层出露，仅在本矿区以北约7km处磨子坪同斜倒转向斜的核部、虎牙关大断裂的两侧零星分布燕山早期花岗岩（），多呈脉状、墙状出现于层间裂隙或节理裂隙中，一般宽几米至几十米，规模不大，走向不定。岩石为浅灰色，细～中粒花岗结构，局部见似斑状结构，块状构造。
2.2矿体地质特征
2.2.1 含矿层地质特征
矿床赋存于三叠系下统波茨沟组，属沉积变质型多矿种复式矿床，有磁铁矿、赤铁矿、铁锰矿、菱锰矿、含铁锰或不含铁锰质的绿泥石片岩、灰岩及薄层大理岩组成等组成含矿系，各组分在纵向和横向上交替相变。依据矿体排列规律，可分为上、中、下三个含矿层，下含矿层（1～3层）所夹铁锰矿的厚度极不稳定，品位低而无工业价值（在本矿区内未发现此含矿层）；中含矿层（4～7层）铁锰矿、锰矿互层分布，夹矸一般0﹒2～0﹒3m，层位比较稳定，厚度及品位较好，具有工业利用价值（矿区范围内主采第6层）；上含矿层（8～11层）所夹锰矿或铁锰矿，因厚度小，相变大，延伸不稳定，而不具工业价值。
因受构造剥蚀作用的结果，含矿层露头多裸露于悬崖陡壁之上。其分布东起扯马沟，与老队部矿段之含矿层紧连西和大坪矿段成为一个整体。沿走向向西经牛鼻子垭口、大坪老壳、士地梁，大马场至鹰鸡水(再西延与大草地铁、锰矿区相壤)，其水平长度达10.5km，矿层最高出露于鹰鸡水粱之槽，海拔标高3778.05m。最低出露于东部扯麻索沟之槽。标高1525m，一般出露标高2500～3500m。沿走向出露之高差竞达2243m，沿倾斜出露。(西部大马场至自洞沟一带)，平距达3.8km。高差达1620m左右。在木矿段内出露水平长800余米，海拔最高2805m，最底2452m，沿走向出露高差353m。
含矿层层位稳定，呈似层状产出与上F嘲岩呈整合接触。矿层产状与上下围岩一致。其空间形态受褶皱构造(总体为一单斜构造)控制。矿层走向近于东西。同南缓倾剌，倾角10～25°。在深部平卧僭皱地段倾角较缓为10°左右。
2.2.2 矿层特征
按各类矿体赋存层位、矿石类型，化富集程度，以及工业上开发利用的可能性，可将赋矿地层分为上部赋矿层(第8层一个分层)、中部主矿层(4-7层四个分层)、下部赋矿层(包括1-3层三个分层)。
具工业价值的矿体赋存于中部主矿层内。有铁矿(第5层、第7层)、锰矿(第6层)及铁锰矿(第4层)组成；下部赋矿层的局部地段具有一定的工业价值，但呈透镜状，规模小，不连续。其余无工业价值或价值不大。
1)铁矿体
(1)第7层：铁矿体由磁体矿及部份赤铁矿矿石组成。矿体贯穿整个矿段，长800余米。厚度及品位变化特征是：厚度变化较大，中部厚度最大矿体东部好于西部，由地表向深部厚度逐渐变薄，品位略低。全矿段铁矿体厚度一般为0.28～0.56m，平均0.36m，平均品位TFe：40.82％。
(2)第5层：铁矿体由赤铁矿及部份磁铁矿矿石组成，矿体呈似层状产出，赋存层住稳定。矿石质量变化不大，厚度与品位由东向西，倾斜由上而下厚度变薄，品位略降低，矿体厚度为0.32～0.95m，平均0.64m，TFe：37.14％
2)锰矿体：
锰矿体分菱锰矿石和锰铁矿石两种矿石类型
（1）菱锰矿体
菱锰矿体主要赋存于第6层，呈似层状出，无夹石．以碳酸锰为主。矿体平均厚度0.18m，矿体平均品位Mn20. 24％，由地表向深部厚度、品位均变化不大。
（2）铁锰矿体
铁锰矿体赋存于第4层，呈似层状产出，层位稳定，长800余米，平均厚度0.56m，矿体平均品位TFe+Mn31.12～43.31％，平均38.18％，其中TFe16.07％，Mn21.50％。TFe／Mn：0.25～2．98，一般比值为0.46—0.98，矿体中常有夹石1～2层，厚度0.20～0.55m不等。
2.3矿石特征
2.3.1 矿石类型
根据矿石的结构、构造、物质组分含量及可选性试验结果，可将矿石分为铁矿石、锰矿石二种类型。其中：
铁矿石可进一步分为中品位酸性富磷低硫型磁铁～赤铁矿矿石和低品位高酸性富磷低硫型条带状磁铁矿矿石：平均品位低，需选矿。
锰矿分为菱锰矿石和铁锰矿石。锰矿石一般为碳酸锰，少量氯化锰和硅酸锰。
铁锰矿石为酸性高磷铁锰矿矿石。
2.3.2 矿石矿物组分
铁矿石主要由赤铁矿、磁铁矿及其混合过渡类型的矿石组成；
锰矿石以菱锰矿为主，有时有大量的锰铝榴石，矿物成分：菱锰矿30～75％、锰铝榴石5～10％(赋存不普遍)、石英5～30％，氧化锰5～10％、硅酸锰(1-5％)，少量绿泥石、绢云母、磁铁矿；其颜色为蔷薇包、腊白色等，微晶、为显微粒状之鳞片变晶结构，层状构造：
铁锰矿主要由菱锰矿30～55％、石英含量不定(微量～30％)、方解石10～15％、磁铁矿<15％、蔷薇辉石5％(有时无)、少量绢云母、绿泥石、黝帘石、绿帘石。浅灰白色、红灰色、具显微粒状至细粒结构，致密块体，具条带及层状构造。
2.3.3 矿石化学成分
主要有用组分：TFe、Mn，锰矿石中Mn平均20.24％，TFe平均6.93％：锰矿石中Mn品位平均23.46％，TFe品位平均16.07％；铁矿石中Mn品位平均3.36％，TFe品位平均39.37％。
主要造渣组分：Si、CaO、MgO。

有害杂质成分：S、P，锰矿石中S品位最高0.187％，一般0.02～0.05％，P品位最高0.468％，一般0.13～0.33％：铁锰矿石中S品位最高0.56％，一般0.02～0.07％，P品位最高1．85％，一般0.4～0. 9％；铁矿石中S品位最高0.931％，一般0. 02～0.06％，P品位最高2.15％，一般1～1.60％；伴生有益元素主要为Ga、Co。
2.3.4 矿石选冶性能
①、前期选矿试验：
101队采致第5、7层的磁铁矿～赤铁矿，经过三段破碎三次筛分后，通过逐原焙烧磁选方法试验，精矿品位为48.93％回收率91.0％，囡精矿品位低，含磷高达1.18％不能满足治炼要求且工艺复杂，成本高，暂时无法被生产所利用。
②、四川省平武县金平矿冶有限公司在南坝镇石坎建有富锰渣小高炉冶炼厂，把大坪东段锰矿山采出的原矿运至厂内焙烧冶炼使锰矿品位提高到30％以上，同时去铁降硫，生产富锰渣直接外销。据生产实验，产品质量好，市场需求量大，经济效益较好。
由于矿石的冶炼性能较好，金平矿冶有限公司经过一段时间的摸索和试验，为了节省能源，取消了矿石的焙烧阶段，将采下的Mn品位为23.42％，TFe15.84％的铁锰矽石直接进入高炉冶炼，生产的富锰渣Mn品位可到29～32％之间，TFe2.10％、P0.058％、Mn/Tfe达15％以上的富锰渣，冶炼回收率达90％以上，证明铁锰矿石具有较好的选洽性能。而生产的附产品磷铁含Mn品位仅有8％左右，可在市场销售。通过这样可省去焙烧工艺流程，减少了成本，节省了能源。
2.4开采技术条件
2.4.1 水文地质条件
区内地表水系呈树枝状，大小沟谷（白洞沟、滴水崖、老熊洞沟、扯麻索沟）汇于虎牙河向东流入涪江；主要受大气降水、冰雪解冻补给，大部分大气降水沿地表汇入沟谷，部分大气降水沿岩石节理、劈理、裂隙渗入地下形成地下径流。总体地表水对矿体的开采影响程度不大。
区内地下水类型主要为裂隙水，次为喀斯特水及潜水，裂隙水主要赋存在片岩及砂岩中，喀斯特睡赋存在灰岩中，潜水则赋存在地形低洼之残坡积层与基岩接触带附近，地下水补给主要来自大气降水，通过裂隙、节理形成地下水径流通道，顺坡自流、泉及蒸发排泄。由于矿山地势较高，矿区范围内矿体出露较高，均高于当地的侵蚀基准面，地势陡峻，有利于自然排水，矿区目前开拓巷道中旱季午睡，雨季时有少量涌水，本次工作是在旱季进行，据从矿山人员了解得知：巷道内雨季时涌水量约0.8L/S，其涌水通过排水沟自然排水，可达到疏干的目的，对采矿影响不大。
综上所述，矿区水文地质条件简单。
2.4.2 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负责工程地质亚区，区内无震或弱震区，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XII度。
该区含矿层中岩石较坚硬，内摩擦角较大，稳固性一般，顶板岩石为钙质绿泥千枚岩，节理、裂隙发育，岩石稳固性略差，底板岩石为含绿泥石的结晶灰岩，节理、裂隙发育一般，岩石稳固性较好，经地表调查，矿体顶底板出露地表，自然人工边坡稳定角较大，采矿巷道顶壁基本稳固，局部因采矿范围过大及回采发生垮塌。
综上所述，矿区内不良地质现象总体不发育，工程地质条件较好。
2.4.3 环境地质条件
矿区范围内地表第四系覆盖薄，分布不均匀，多数为荒山，少量旱地。植被发育一般，以杂草、野竹及灌木为主，覆盖率约40%左右，区内基岩出露好，多位陡壁峭崖。
由于矿区地势陡，矿山均采用地下开采，除修建矿部、工业广场、堆矿场、废渣场及矿区公路等对地表植被造成一定影响外，其余地段对地表植被影响较小。由于矿区所在位置偏远，人烟稀少等原因，因此矿山在开采过程中形成的废渣、废气、噪声及采空区，对周边环境有一定的影响，但总体影响不大。
2.5储量计算
2.5.1 资源储量计算范围
资源储量计算范围为矿山现采矿证范围，其平面上由1~8个拐点闭合圈定，面积 0.3987km²，高程+2400~+2800m。
2.5.2 储量计算结果
通过资源量计算，截至2007年12月，查明四川省平武县虎牙铁锰矿区大坪东段金平矿冶有限责任公司矿产资源/储量23.82万吨，其中动用储量3.36万吨；保有资源/储量20.46万吨；其中（122b）2.5万吨，（333）17.96万吨。
2.6 存在问题及建议
1）许多老采空区及老巷道在“关、停、坍塌”中已封闭，特别是矿区西部的井口已全部封闭，难以进入实测，其相关情况只能靠矿山现场人员估计，其数据准确性可能存在问题。
2）矿区范围内部分巷道采矿空间较大，且未做较好的支护措施，建议矿山采取相关措施，确保矿山采矿安全。另外矿山对深部资源的探矿工程较少（尤其是矿区东西两侧），建议对矿区范围内深部矿体做详细的探矿工作。

3 采 矿
3.1开采方式及开采范围
3.1.1 矿山开采现状
由于矿区范围内矿体的分布情况及矿石沿深部质量的贫化，因此，矿山目前只对矿区内浅部矿体进行开采，主要采用平硐分中段开拓、沿走向长壁后退式采矿方法。沿矿体走向掘进采掘平巷，矿石经放炮落矿后通过矿车装车直接从主巷道向外运出，井内采用坑木、预留矿柱支护。
矿山设计生产能力3万吨/年，经核查，矿山2000年～2003年处于筹建中，未采矿，2003年至今，矿山由于未进行采掘设计，只在矿区东侧有少量采矿巷道，2675m平硐口左上方250m处已曾小规模回采形成2个小的采空区，该空区未进行实测。近两年业主外包民工队采矿，年产约1万吨矿石。矿山开采技术难度大，矿石质量沿深部贫化等原因，实际生产能力未达到设计生产能力。矿山在2004年架设运矿索道，该索道与+2675m平硐口处相接。总之，整个矿区的交通、供水、供电条件基本完善，工业广场布局基本合理，各项基础设施基本满足小型矿山生产的需要。
3.1.2 开采方式选择
矿区内矿体出露良好，矿体覆盖层垂直厚度较大，且露头部位为悬崖峭壁，矿体为缓倾斜薄矿体，呈层状似层状产出，所以不适宜露天开采，宜采用地下开采方式。
3.1.3 开采范围及可采储量
本次设计开采平面范围为矿山已有采矿证的范围，垂直范围为+2400m～+2800m。
设计开采储量为矿山目前保有储量20.46万吨。
3.2 矿山生产能力确定
3.2.1 矿山工作制度
根据1988年颁发的《有色金属工业劳动设计规程（YSJ003-88）》第三章第3.0.2条“采选企业应采用连续工作制”的规定，同时考虑到矿山所处地理位置、外部环境，本次设计推荐采用间断工作制度，即年工作200天、每天2班 、每班8小时。
3.2.2 生产能力确定
设计根据中段可布有效矿块数、开采年下降速度来计算及验证矿山生产规模。
1）按中段可布矿块数计算
按中段可布置有效矿块数，并以同时出矿的矿块数及矿块生产能力计算，见表3.1。
计算公式：
A=NqKEt／(1－Z)
式中：A----矿石年产量，t/a；
N----同时工作的可布置矿房数；
q----矿块生产能力，万t/a；
K ----矿块利用系数；
E----地质影响系数0.7～1，取1；
Z----副产矿石率，7～10%，取10%；
t----年工作天数，200天。
表3.1 按可布矿块数计算中段生产能力表
中段名称
矿体长度(m)
有效矿块数
利用系数
矿块能力(万t/a)
副产矿石率
中段生产能力计算值
按3万t/a规模计
服务
年限(a)
年下降
速度(m/a)
2795
137
3
0.4
1.2
0.1
1.5
0.2
111.2
2775
177
4
0.4
1.2
0.1
1.9
0.2
86.1
2755
191
4
0.4
1.2
0.1
2.0
0.3
79.8
2735
312
6
0.4
1.2
0.1
3.3
0.4
48.8
2715
374
7
0.4
1.2
0.1
4.0
0.5
40.7
2695
538
11
0.4
1.2
0.1
5.7
0.7
28.3
2675
336
7
0.4
1.2
0.1
3.6
0.4
45.4
2655
353
7
0.4
1.2
0.1
3.8
0.5
43.2
2635
344
7
0.4
1.2
0.1
3.7
0.5
44.3
2615
347
7
0.4
1.2
0.1
3.7
0.5
43.9
2595
310
6
0.4
1.2
0.1
3.3
0.4
49.2
2575
245
5
0.4
1.2
0.1
2.6
0.3
62.2
2555
255
5
0.4
1.2
0.1
2.7
0.3
59.8
2535
226
5
0.4
1.2
0.1
2