露天矿境界圈定

露天矿境界圈定
班级：卓采矿15-1班
姓名：宋泉积
学号：120154402033
指导教师：陈晓青
辽宁科技大学
目录
1.境界圈定 (1)
1．1矿区概况 (1)
1.1．1地理位置、交通 (1)
1.1.2地形地貌 (1)
1.1.3煤层构造 (1)
1.2境界资料 (4)
1.3境界圈定原则 (4)
1.4境界圈定步骤 (5)
1.4.1开采深度的确定 (5)
1.4.2开采周界的确定 (6)
露天开采课程设计
1.境界圈定
1．1矿区概况
08采本煤矿位于陈旗煤田矿区东部详查区的东北部 4-16勘探线间，行政区划隶属内蒙古自治区呼伦贝尔市谢尔塔拉镇。

圈定的矿区范围由9个拐点组成。

矿区东西走向长1.69km,南北倾向宽1.73km,面积1.936km2，储量1646万吨，工业储量1479.6万吨，可采储量1132.8万吨，服务年限17.15年。

1.1．1地理位置、交通
08采本矿区位于市区东北方，距市区约25km，谢尔塔拉镇至市区有水泥公路相通，本区至谢尔塔拉镇有草原土路相通，301国道在本区以南约l5km处通过，滨洲铁路在本区以南约20km处通过，08采本煤矿铁路专用线在本区西南约8km处通过。

交通较为便捷。

1.1.2地形地貌
08采本矿区的地貌，其宏观显示为略有起伏的高平原
北部及东北部与低山丘陵相接。

南有河谷，西北有河谷，地势北东高而南西低，海拔标高最高724.09m，最低601.88m。

本区内地形呈缓波状，起伏不大，西北高，东南低，海拔标高在 630-660m之间。

1.1.3煤层构造
一工程地质条件
地层及岩石的工程地质特征
1）第四系松散岩组:
属高平原地带，第四系松散岩组厚度11.70-39.55m，平均25.43m，其变化规律由东向西、由北向南逐渐增厚。

第四系底板起伏较大，与下伏含煤地层为不整合接触。

2）白垩系大磨拐河组碎屑岩岩组
该组地层由砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、炭质泥岩和煤层组成。

3）煤岩岩组
本区煤具有光泽暗淡，含丝炭，木质结构，性脆的特征。

由于煤的节埋和层理发育，煤芯多呈短柱状、碎块状或片状。

可钻性也较强，效率2.56-1.34m/时，煤芯完整程度较差，中等级仅占20.2%，其他都为碎一很碎。

煤的比重为1.56-1.75，容重 1.07-1.13，含水率46.0-51.3%，孔隙率28.7-53.65%。

煤的硬度较大，一般刀刻不动或刀刻有痕迹，软煤刀进0.5mm，抗压强度一般为54.8-167.5kg/Cm2。

4）各煤层顶底板岩石工程地质特征
2号煤层:由于该层位于中部，岩石强度逐渐增高，顶板泥岩的δ值一般为14-39kg/cm2，顶板砂砾岩的δ值一般在5-20kg/cm2，个别胶结好的部位可达60kg/cm2以上。

但厚度很薄。

底板泥岩、粉砂岩的δ值为28-61kg/cm2。

3号煤层:顶板以粉砂岩、砂砾岩、泥岩为主，大部分胶结较好，δ值10-43kg/cm2，底板泥岩、粉细砂岩的δ值一般为17-53kg/cm2。

本区井田内可采煤层自上而下为2、3号煤层，2号煤层全区
发育，煤层由南向北，由东向西呈变薄趋势。

煤层最厚17米，最薄7.46米，平均12.16米，煤层结构简单，内含厚度在0.2-0.4米之间的夹矸1到2层,埋深在28.6米到78.8米之间,平均埋深55.4米；3号煤层最厚4.64米，最薄3.01米，平均3.37米，埋深在42.58—110.86米，平均74.46米
二水文地质条件
区内既无河流又无湖泊，本区南有河，距本区南部边界约20km,西北有河，距本区约15km。

1)、第四系孔隙含水岩组
本区位于在国防公路以东的波状高平原区，由于普遍发育了粘土、亚粘土及泥砾层，具良好含水性的砂砾层几乎完全不发育，且第四系的底板因高于区域地下水位，致使矿区大面积第四系不存在含水条件。

故确认本区为第四系"无水区"。

2)、裂隙一孔隙含水岩组
本区发育共包括以各煤层为主的2个相对独立的含水层即(Ⅱ、Ⅲ号含水层)，各含水层之间水力联系不明显，煤层是其主要含水介质。

各含水层的稳定
性受煤层稳定性限制，含水介质特征及含水层类型基本相同，它们具相似或相近的水文地质条件。

故本次工作以Ⅲ号含水层水文地质特征概述本区的水文地质特征。

Ⅲ号含水层:发育于整个矿区，其岩性组合以煤层为主，包括其顶、底板部分中、粗砂岩和砂砾岩，含水层厚度2-58m(平均24.23m)。

Ⅲ号含水层与大气降水无直接联系，侧向径流是其主要补给源。

地下水质类·Cl-Na型，矿化度为1.1-1.6g/L，由东向西矿化度有增高的趋势。

型一般为HCO
3
其单孔涌水量为0.48-4.43L/s，单位涌水量0.020-0.538L/s.m，其富水性较差，补给、径流及排泄条件较差。

3)矿坑充水因素分析
①、矿坑充水水源
矿区各主要含水层的水文地质特征及露天开采的开采方式，决定了该矿区充水水源以地下水和大气降水为主，而地表水(莫格勒尔河)则由于远离矿区且被透水性能差的地层所隔，故认为其对矿坑涌水不会产生影响。

②、充水通道
有直接充水含水层的水文地质特征容易确定，矿坑的充水通道多属渗入型通道，即含水层中的地下水通过其裂隙、孔隙"均匀"地渗入矿坑，其中裂隙通道主要是煤层本身的构造和风化裂隙，而孔隙通道则是指发育于煤层顶、底板砂岩、砂砾岩中的孔隙。

前己述及煤层是主要含水介质，可见，矿坑的充水通道以裂隙通道为主。

③、矿床水文地质类型
根据上述直接充水含水层的岩石性质、蓄水构造类型及其渗透条件、富水性，按照《煤、泥炭资源地质勘查规范》的划分原则，该区直接充水含水层从裂隙含水层为主，其单位涌水量一般小于 2.0L/s.m，煤层位于地下水位和当地侵蚀基准面之下，但矿区远离地表水体，结合直接充水含水层的水文地质特征、矿区蓄水构造类型，可确定该区水文地质条件的复杂程度为中等，该区的矿床水文地质勘探类型应属二类二型。

1.2境界资料
露天矿境界的圈定是露天矿重要的经济指标之一，直接影响到该矿的经济效益，境界过大会导致成本升高，境界过小会导致资源的浪费。

所以，准确的圈定露天矿的境界是露天矿开采的首要步骤。

在本次课程设计之前，原始资料已经给出了最初的境界。

设计范围：最低开采设计标高460 m，2－7勘探线之间。

最初所给定的境界见下图：
1.3境界圈定原则
露天开采境界确定的原则有以下几点：
(1).圈定的露天开采境界要保证露天采场内采出的矿石有盈利，即采用的境界剥采比不大于经济合理剥采比；
(2).要充分利用资源，尽可能把较多的矿石圈定在露天开采境界内，发挥露天开采的优越性；
(3).所圈定的露天采矿场的帮坡应等于露天边坡稳定所允许的角度，以保证
露天采矿场的安全生产；
(4).用经济合理剥采比圈定的露天开采范围很大，服务年限太长时，应按矿山一般服务年限确定初期露天开采的深度；
(5).下列情况可适当扩大露天开采境界：
按境界剥采比不大于经济合理剥采比圈定露天开采境界后，境界外余下的工业矿量不多，经济上不宜再用地下开采；
矿石和围岩稳固性差，水文地质条件复杂，水量大，矿石和围岩有自燃危险等，在安全上和技术上不适合于地下开采；
(6).下列情况可适当缩小露天开采境界
开采境界边缘附近有重要建筑物、构筑物、河流和铁路干线等需要保护或难于迁移至露天采场影响范围之外；
(7).当矿体极不规则，沿倾向厚度变化大，矿体上部覆盖层较厚或地形复杂(如境界内有孤立山头等)时，用境界剥采比不大于经济合理剥采比初步确定境界后，再用平均剥采比进行校核；
(8).如果基建剥离量大，初期生产剥采比大，则需进行综合技术经济比较，以确定用露天或地下开采；
(9).对于特厚的剥采比很小的矿床，有时要根据勘探程度及服务年限确定露天开采境界，而不应该按境界剥采比确定开采境界。

如硅石、白云石、石灰石及特厚巨大的铁矿床，主要是根据服务年限和勘探程度确定合理的开采深度。

（10）.根据该矿的经济条件和煤质的特征，确定经济合理剥采比为Njh=4:1m 3/m 3
1.4境界圈定步骤
1.4.1开采深度的确定
在地质剖面图上，按境界剥采比不大于经济合理剥采比(即jh j n n )的原则确定合理开采深度，其步骤为：
(1).在各横剖面图上初步确定露天开采深度
1).根据矿岩硬度系数，初选最终边坡角为65°；
2).在各横剖面图上作出若干个深度的开采境界方案；
3).针对各个方案，用面积法计算其境界剥采比
n；
j
4).将各方案的境界剥采比
n与开采深度H绘成关系曲线，再画出代表经济
j
合理剥采比的水平线，两线交点的横坐标H，就是所要求的开采深度，见下图。

1.4.2开采周界的确定
根据8剖面图和12剖面图的岩层厚度以及煤层厚度，做横剖面图，计算出经济合理剥采比，由于露天矿的经济合理剥采比为4:1较合适。

在图中可以看到符合条件的经济合理剥采比，所以由此可以圈定露天矿的境界。

《孟爱国老师课堂笔记》孟爱国 2011
《露天采矿学上》骆中州中国矿业大学出版社 1986
《露天采矿学下》张达贤中国矿业大学出版社 1986
《露天采矿手册》中国矿业学院主编煤炭工业出版社 1987。