露天矿山“三合一”方案编制思路与方法

李 荣

（分宜县自然资源局，江西 分宜 336600）

矿山为新建矿山，根据江西省自然资源厅文件《江西省国土资源厅关于合并编制矿山矿产资源开发利用方案、地质环境保护与治理恢复方案、土地复垦方案编制及审查工作方案的通知》赣国土资函[2016]334号要求，且为合理利用矿产资源、为矿山缴纳采矿权出让收益提供依据，矿山企业委托第三方机构编制《XX矿山矿产资源开发利用、地质环境恢复治理与土地复垦方案》。

2.1 矿山企业性质及交通情况

企业成立于XX年XX月XX日，企业经济类型为私营有限责任公司，矿山法定代表人XXX，主要经营范围为建筑石料用灰岩开采、加工、销售。

矿山采矿证编号XXX，矿山生产规模50.00万吨/年，开采矿种为建筑石料用灰岩，矿区面积0.097km2，有效期XX年XX月XX日至XX年XX月XX日。

矿山位于分宜县城XX方位直距XXkm处的XX村境内，行政区划隶分宜县XX村管辖，矿区地理坐标为XXX（2000国家大地坐标系）,矿区有乡村公路通往XX镇，交通条件便利。

2.2 本次工作情况及完成工作量

野外调查主要采用无人机航拍、全球卫星定位仪(工程测量级GPS仪、手持GPS仪)、罗盘及皮尺等工具，使用勘查地质报告1：2000地形图，明确了矿区范围，详细收集了矿山各机械设备使用情况，对矿山各工业场地进行了实地调查，详细了解了个场地用途、大小、以及有无地质灾害发生等可能，并调查矿山开采情况，野外调查工作结束后转入报告编制工作，按照《江西省矿产资源开发利用、地质环境保护与治理恢复、土地复垦方案三合一编制提纲》（赣国土资函[2016]334号）文件编制了本“三合一”方案。

2.3 矿山自然概况

矿区处于剥蚀丘陵区，地形起伏较大，矿区总体走势由南西向北东逐渐降低，矿区主要植被为次生松树林，山间低洼处分布马尾松草丛。

矿区周边工业基础扎实，尤以矿山采掘业为盛。

农业作物以稻谷为主，经济作物有苎麻、油菜籽、花生、棉花、茶叶、蔬菜。是国家商品粮和省苎麻、茶油生产基地。工业有采矿、冶炼、建材、酿造、纺织等，为夏布生产基地。

区内矿产有煤、铁、钨、钼、锰、白云石、石英石等。区内雨量充足，宜农宜林，粮食自给有余，水、电供应都很充分。

2.4 矿山地质环境和土地条件

①矿山为第四系孔隙水充水为主的矿床，无明显含水层，矿山水文地质条件简单。②矿山岩体以茅口组灰岩为主，为坚硬岩体。地层岩性较简单，岩体结构以整块结构为主，但由于节理裂隙较发育，降低了岩体力学稳定性，在一定的结构面组合条件下，局部地段有发生矿山工程地质问题的可能。矿山工程地质条件为中等。③矿山环境地质条件良好，但在未来矿山采矿活动中，存在采矿诱发地质灾害、污染环境、破坏植被等现象应引起注意和防护。④本矿山矿区范围内土地类型主要为有林地及少量村庄用地，不存在占用和破坏耕地现象。

综上所述，矿床开采技术条件属中等（Ⅱ-2）类型矿床。

2.5 矿区地质

矿区出露地层简单，由老至新主要为：二叠系中统茅口组（P2m）和第四系（Q4）。

矿区褶皱构造发育，总体为近北东东-南西西向展布的单斜构造，产状350°∠22°～30°。岩层中次级小褶曲构造、层间错动小构造较为发育。

矿区断裂构造不发育。

矿区内未见及岩浆岩出露。

3.1 可采储量的确定

根据矿山最新资源储量地质报告及储量年报，截止XX年XX月XX日矿山累计保有资源量912.362万吨（其中控制资源量710.019万吨、推断资源量为202.343万吨）。

根据矿山实际情况，本开发利用方案采用露天开采，为保证露天采矿场的产品质量和生产安全，因此在矿山开采过程中要按照确定的开拓方案和边坡要素圈定露天开采境界考虑留设边坡压矿损失量、矿区范围边界留矿损失量及开采损失量等。由于矿山资源储量核实报告中边坡矿体计算角度为50°，而本矿山最终边坡角均在50°～53°之间，因此本方案认为未来矿山只要按照开发利用方案开采，边坡压矿损失量约等于0，即，矿山可采资源量为912.362万吨。

3.2 矿山生产规模及服务年限

另根据矿山的资源储量及矿山的实际情况和市场需求状况，本次设计建设规模拟定为50.0万吨/年。

按矿山生产规模为50.0万吨/年，可采资源储量为912.362万吨（其中控制资源量710.019万吨、推断资源量为202.343万吨），可信资源储量809.076万吨（可信资源量为推断资源量按可信度系数70%折算，矿山设计回采率为95%；
可信储量=（推断资源量×0.7+控制资源量）×0.95）,再按贫化率2%计算，则矿山服务年限约为：

3.3 矿山开采及运输方式

矿区处于剥蚀丘陵区，地形起伏较大，矿区总体走势由南西向北东逐渐降低。区内植被较发育，生态自然环境较好，水系较发达，未见地表水体，适宜露采。由于本矿山开采的矿石为低产值矿产品，利润不大，而地下开采相比于露天开采具有开采成本高、安全性差等劣势，结合以上矿体赋存条件及开采技术条件分析，确定本矿山适宜采用露天开采。

根据矿山的地形地貌特征、矿体形态及赋存情况、矿山开采深度范围和开采技术条件等因素，开拓运输方式只有采用山坡简易公路开拓—汽车运输方案最为合适，铁路或其它联合开拓方案都不合适。故采用公路汽车运输开拓方案。

3.4 露天采场构成要素及其技术参数

（1）台阶坡面角的确定：矿山开采的建筑石料属于坚硬岩石，查阅有关资料，其坚固性系数f的值为：8～14，矿山最终形成采场高度为190m。坡面角的大小直接影响着剥岩工程，正确地确定坡面角是保证露天矿边帮稳定的必要条件。影响面角的因素很多，主要有岩石的性质、矿岩层理方向和节理发育情况等因素。由于这些因素十分复杂，对其内在规律性的了解尚在深入研究过程中。故目前在确定坡面角时，仍然要参照类似矿山的实际数据进行选择，下表是参考数据表。

表1 露天矿坡面角

结合本矿山的岩石性质及构造，参考采矿手册，并根据上表，选取台阶坡面角为70°，最终边坡角45°～53°。

（2）台阶高度：结合矿体及现场条件，并根据上表确定露天采场最终生产台阶高度，矿体为10m；
第四系表土层以及全风化及半风化岩层台阶高度应根据表土层厚度确定，本方案设计第四系表土层以及全风化及半风化岩层台阶高度为5m；
台阶两端出露地表段均是地表覆盖层，其台阶高度由10m→5m，逐渐变至0m。

（3）最小底盘宽度：根据本矿山的矿区范围，矿山在今后的开采过程中，要在采场留设边坡，根据《矿山露天开采工程设计规范》和《矿山露天开采技术条件一般要求》“露天采场的最终底盘最小宽度，采用公路汽车开拓运输时，采场的最小底盘宽度不应小于40m。

（4）其他要素的确定：安全平台宽度：4m。

清扫平台：每隔两个安全平台设置一个清扫平台，清扫平台宽度：6m。

3.5 资源回采

根据本矿区的工程地质条件与现场实际情况，设计采用爆破开采、机械挖掘，采用中深孔爆破，挖机开挖、铲装。设计采用工作帮台阶依次开采的作业方式，工作线布置采用横向布置形式。

剥离：挖掘机表层剥离→中深孔凿岩机穿孔→爆破→部份大块机械作业二次破碎→挖掘机集中装车→自卸汽车→排土场，矿山地表风化层可用挖掘机直接剥离，较深处夹石爆破后，挖掘机装车，送至排土场。采矿：中深孔凿岩机穿孔→爆破→部份大块机械作业二次破碎→挖掘机集中装车→自卸汽车→挖掘机装车，送至破碎场破碎。

3.6 爆破方案选择

根据工程特点，结合采石场的具体情况：①根据石场的生产规模要求，同时开采分层为1个。②为提高石场的综合生产效率，结合采石场设备条件，采用中深孔，实行宽孔距、小抵抗线、多排微差挤压爆破。③露天中深孔穿爆工艺流程。穿凿中深孔-中深孔验收计算炮孔装药量，设计起爆网-现场药量核实-孔口设置标签-装药-填塞-连接起爆网-起爆-爆后检查。

（1）矿石加工。本矿区未进行专门的矿石加工技术性能测试，但参临近类似矿山进行了调查，临近矿山与本矿区的地质情况、矿石类型相同。调查结果表明，该类矿石质量均一，硬度较大，适宜机械破碎，其加工性能良好。由于建筑石料用灰岩矿石不需选矿，直接破碎加工即可利用，建筑石料用灰岩矿石的加工技术性能较简单。

（2）废石、废土排放。矿山采剥及加工过程会产生废石、废土。由于第四系剥离表土未来要用于矿山复垦表土回填用，因此第四系剥离表土应与开采产生的废石、废渣分开储存。

（1）评估范围。根据矿山地形地貌、建设规模、工程布局、开采方式以及对周边地质环境的影响程度和范围等，确定评估区范围为矿区外扩500m～1000m，确定评估区面积约242.72hm2，可以满足评估要求。

（2）评估级别。依据“矿山地质环境影响与土地损毁评估分级”，本矿山评估区属较重要区、矿山生产建设规模为中型、地质环境条件复杂程度属中等，最终本矿山地质环境恢复治理与土地复垦方案评估级别确定为二级。

（3）现状评估小结。根据现状评估，评估区内自然斜坡X-1稳定性好、人工切坡Q-1、Q-2分别处于较稳定及稳定状态；
现状条件下沟谷泥石流属低易发区、岩溶发育程度弱；
排土场稳定性好；
地质灾害危险性较小。现状评估该项目对含水层影响程度较轻；
采矿活动对地形地貌景观及生态破坏影响程度严重；
对土地资源影响程度严重。故本矿现状矿山地质环境影响与土地损毁程度总体为严重。

（4）预测评估小结。根据预测评估，评估区内人工切坡Q-3稳定性中等；
为沟谷泥石流低易发区；
预测评估认为未来排土场稳定性较好；
但在强降雨的激发或其它水动力条件作用下，矿山道路有可能引发小型塑性泥流、崩塌、滑坡等地质灾害。预测矿山开采将对矿区地下含水层会造成一定的破坏，但总体较轻；
预测矿山开采对地形地貌景观与生态破坏影响严重；
采矿活动将占用破坏林地12.2770hm2，因此，认定对土地资源影响程度为严重，因此，确定该采矿活动对土地资源影响程度为严重。故本矿预测矿山地质环境影响与土地损毁程度总体为严重。

（5）复垦方向的确定。矿山损毁土地面积为13.3151hm2，总复垦面积为13.3151hm2，军复垦为有林地，复垦率为100.00%。复垦前后土地利用情况见土地复垦前后地类对比关系表。

表2 土地复垦前后地类对比关系 单位：hm2

本次矿山地质环境恢复治理主要侧重于矿山开采后对地质环境有影响的工业场地及塌陷区等重点部位进行恢复治理或保护，根据防治分区原则并结合矿山地质环境影响综合分区，将评估区划分为两个重点防治区，面积约11.39hm2；
三个次重点防治区，面积约1.9200hm2；
一个一般防治区，面积约230.43hm2。

根据上述矿山地质环境恢复治理与土地复垦设计的工程量，按照项目有关定额标准估算，分宜县理胜矿业有限公司建筑石料用灰岩矿矿山地质环境恢复治理与土地复垦总投资费用为2682509.49元，其中工程施工费为2078497.97元，独立费用约405307.11元，基本预备费为198704.41元。

表3 矿山地质环境恢复治理与土地复垦工程量汇总表

通过编制“三合一方案”，能为矿山合理利用矿产资源、环境恢复治理与土地复垦提供技术指导，且为矿山采矿权出让收益、生态修复基金缴纳提供依据，更能为自然资源等管理部门对矿山企业进行监管提供技术支撑。

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