鐵礦采選工程建設項目安全預評價報告

PAGE52鐵礦采選工程建設項目安全預評價報告PAGE13鐵礦采選工程建設項目安全預評價報告目錄TOC\o"1-3"\h\z1評價依據(jù) 91.1有關法律、法規(guī) 91.2有關文件和技術資料 91.3評價采用的主要規(guī)范和標準 101.4評價目的、內(nèi)容和范圍 111.4.1評價目的 111.4.2評價內(nèi)容 111.4.3評價范圍 111.5評價原則 121.6評價程序 121.7采礦部分安全評價單元劃分 131.7.1劃分原則 131.7.2單元劃分 141.8選礦部分安全評價單元劃分 141.8.1劃分原則 141.8.2單元劃分 152評價方法的選擇 162.1事故樹分析評價法 162.2計算機模擬分析評價法 162.3如果……怎么辦？（What……if）分析評價法 162.4原因—結(jié)果分析法 162.5故障類型影響分析(FMEA) 172.6作業(yè)場所危險性評價（LEC法） 173礦山簡介 203.1地理位置及交通情況 203.1開采范圍 203.3地質(zhì)工作史 213.4生產(chǎn)能力及服務年限 214地質(zhì) 234.1地形、地震情況 234.2氣候條件 234.3礦床地質(zhì)及構(gòu)造特征 234.3.1地層 234.2.2礦區(qū)構(gòu)造 244.3.3礦床地質(zhì)特征 264.3.3.1礦體特征 264.3.3.2礦石質(zhì)量 264.4礦床開采技術條件 284.5礦床水文地質(zhì)條件 294.5.1概述 294.5.2礦區(qū)含水層特征 294.5.3礦坑涌水量 314.5.4礦區(qū)水文地質(zhì)勘探程度及評述 314.6設計利用資源儲量 325地下開采簡介 345.1開采方式 345.2礦床開采范圍 345.3礦床開采順序 345.4礦床開拓 345.4.1巖石錯動角 345.4.2開拓方案 345.4.3階段劃分 355.5采礦方法 355.6充填工藝 375.7提升運輸系統(tǒng) 385.7.1副井提升 385.7.2斜坡道運輸 385.8排水系統(tǒng) 385.9通風系統(tǒng) 395.10壓風系統(tǒng) 405.11供配電系統(tǒng) 405.11.1供電電源 405.11.2高壓供電及變電所 405.11.3配電電壓 415.11.4電氣傳動 415.11.5設備選型 415.11.6照明 425.12信號與通訊系統(tǒng) 426開拓巷道掘進評價單元 426.1片幫冒頂災害 436.1.1引起片幫冒頂災害的原因 436.1.2片幫冒頂災害安全預評價 436.1.3預防片幫冒頂事故災害的措施及建議 466.2機械傷害 466.3爆破傷害 477采準、切割工程評價單元 507.1天井及斜巷掘進危害 507.1.1發(fā)生天井（包括采場溜井）施工危害的原因 507.1.2預防斜巷（主要是上山）施工傷害的措施及建議 517.2物體打擊傷害和高處墜落 518回采工作評價單元 538.1分段空場法安全預評價 538.1.1鑿巖工作傷害 538.1.1.1鑿巖作業(yè)過程中主要危險因素分析 538.1.1.2預防措施 538.1.2爆破作業(yè)傷害 558.1.2.1爆破作業(yè)過程主要危險有害因素分析 558.1.2.2預防爆破事故的具體措施 558.1.3出礦工作 568.1.3.1出礦過程中主要危險有害因素分析 568.1.3.2預防傷害的具體措施 568.2房柱采礦法安全預評價 578.2.1主要危險有害因素分析 578.2.2鑿巖危害 578.2.3爆破危害 588.2.4出礦危害 588.2.4.1出礦過程中主要危險有害因素分析 588.2.4.2評價結(jié)果 588.2.4.3預防傷害的具體措施 598.3地壓管理 598.3.1地壓災害危害性分析 598.3.2引發(fā)地壓災害的原因 608.4礦房回采和巷道開挖圍巖穩(wěn)定性的評價 618.4.1礦房回采和巷道開挖計算機模擬的目的 618.4.2礦房回采和巷道開挖計算機模擬的方法 618.4.3基本假設 628.4.4計算模型 628.4.4.1模擬材料及其屈服準則 628.4.4.2構(gòu)模型的選取 638.4.4.3計算區(qū)域及模型參數(shù) 638.4.4.4圍巖參數(shù)的選取 648.4.4.5物理模型的建立及幾何邊界條件 648.4.4.6計算模型邊界受力的確定 658.4.5數(shù)值模擬的思路 658.4.6小結(jié) 718.5防止地壓災害的措施及建議 729充填工藝評價單元 749.1充填過程中的主要危害因素 749.2預防危害的主要措施及建議 7510提升運輸系統(tǒng)評價單元 7710.1豎井提升傷害 7710.1.1發(fā)生豎井提升傷害的原因、形式和場所 7710.1.2提升傷害的預防措施 7810.2電機車運輸傷害 7910.2.1電機車運輸傷害分析 7910.2.2電機車運輸傷害預評價 8010.2.3電機車撞軋傷人事故樹分析 8110.2.4預防電機車運輸傷害的措施及建議 8710.3斜坡道運輸傷害 8810.3.1發(fā)生斜坡道運輸傷害的原因 8810.3.2斜坡道運輸傷害的形式和場所 8810.3.3卡車運輸傷害的因果關系圖分析 8810.4鏟裝運輸?shù)墓收项愋陀绊懛治?FMEA)(表10.1) 9211通風防塵系統(tǒng)評價單元 9411.1中毒窒息危害 9411.2粉塵危害 9511.2.1粉塵危害性分析 9511.2.2粉塵的產(chǎn)生 9511.2.3粉塵的防治措施及建議 9512防排水系統(tǒng)安全評價單元 9712.1水災危害性分析 9712.2引發(fā)水害的主要危害因素 9712.3水災害預評價 9712.4防治水災害措施及建議 10113供配電系統(tǒng)評價單元 10313.1供配電系統(tǒng) 10313.2電擊觸電傷害分析 10313.3井下人身觸電事故樹分析 10413.4電氣火災與爆炸危害分析 11113.5供配電系統(tǒng)安全措施及建議 11214信號與通訊系統(tǒng)評價單元 11415其它危害 11515.1炸藥庫與爆破物品運輸意外爆炸危害 11515.2噪聲與振動危害 11515.2.1噪聲與振動危害性分析 11515.2.2預防噪聲與振動危害的措施及建議 11615.3火災危害 11715.4壓力容器爆炸危害 11916生產(chǎn)期間建立各項安全規(guī)章制度的建議 12117采礦部分評價結(jié)論及建議 12318項目概況 12718.1礦石性質(zhì) 12718.2供礦條件 12818.3選礦試驗研究結(jié)論與評述 12818.4選礦設計流程與指標 12818.4.1設計流程 12818.4.2設計指標 12918.4.3工作制度 12918.5選礦主要設備選擇 13018.6車間組成與廠房配置 13018.6.1車間組成 13018.6.2廠房配置 13019各單元危險、有害因素分析及措施 13119.1共有的危險、有害因素分析及措施 13119.1.1機械傷害 13119.1.2高空墜落 13219.1.3觸電傷害 13419.1.4物體打擊傷害 13519.2按劃分單元評價 13619.2.1原礦皮帶運輸評價單元 13619.2.2破碎篩分評價單元 13819.2.3磨礦分級評價單元 13919.2.4選別作業(yè)評價單元 14019.2.5脫水過濾作業(yè)評價單元 14019.2.6尾礦濃縮輸送評價單元 14119.2.7檢修作業(yè)評價單元 14119.2.8核子稱作業(yè)評價單元 14219.2.9其它傷害及預防 14320綜合評價 14421選礦部分評價結(jié)論與建議 1481評價依據(jù)1.1有關法律、法規(guī)(1)《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》2002.11；(2)《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》1986.10；(3)《中華人民共和國礦山安全法》1993.5；(4)《中華人民共和國礦山安全法實施條例》1996.10；(5)山東省實施《中華人民共和國礦山安全法》辦法1994.8；(6)《國務院、中央軍委關于保護通信線路的規(guī)定》2001.12.26(7)《安全生產(chǎn)許可證條例》國務院397號令(8)《非煤礦山安全生產(chǎn)許可證條例實施辦法》(9)《山東省安全生產(chǎn)條例》2006年6月1日起施行。1.2有關文件和技術資料(1)中鋼集團山東礦業(yè)有限公司（蒼山小閆莊鐵礦）《采礦許可證》；(2)中鋼集團山東礦業(yè)有限公司《企業(yè)法人營業(yè)執(zhí)照》；(3)《中鋼集團山東礦業(yè)有限公司蒼山鐵礦可行性研究報告》（以下簡稱《可研報告》）；(4)關于中鋼集團山東礦業(yè)有限公司蒼山鐵礦開拓方案及采礦方法變更事宜的函(5)《中鋼集團山東礦業(yè)有限公司蒼山鐵礦開拓系統(tǒng)優(yōu)化論證》（以下簡稱《開拓系統(tǒng)優(yōu)化論證》）；(6)《中鋼集團山東礦業(yè)有限公司蒼山鐵礦采礦方法優(yōu)化論證》（以下簡稱《采礦方法優(yōu)化論證》）；(7)《山東省蒼嶧鐵礦小閆莊礦段資源儲量核實報告》（以下簡稱《儲量核實報告》）2004年3月；(8)安全評價委托書（山東礦業(yè)技字[2006]027號）；(9)技術服務合同。1.3評價采用的主要規(guī)范和標準采用的國家、省及行業(yè)有關標準、規(guī)范，如下：(1)金屬非金屬地下礦山安全規(guī)程GB16424-1996；(2)建筑設計防火規(guī)范GBJ16-87(2001年版)；(3)工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準GBZ1-2002；(4)工作場所有害因素職業(yè)接觸限制GBZ2-2002；(5)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范GB50058-92；(6)爆炸危險場所安全規(guī)定1995(7)礦山特種作業(yè)人員安全操作資格考核規(guī)定1996.2；(8)爆破安全規(guī)程GB6722-2003；(9)作業(yè)場所空氣中粉塵測定方法GB5748；(10)礦山安全標志GB14161；(11)礦山電力裝置設計規(guī)范GBj170；(12)礦山井巷施工及驗收規(guī)范GBJ213；(13)安全電壓GB3805-83；(14)通用用電設備配電設計規(guī)范GB50055-93；(15)供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB50052-95；(16)漏電保護器安裝和運行GB13955-92；(17)有毒作業(yè)分級GB12331-90；(18)《選礦設計手冊》（2004）；(19)《選礦安全規(guī)程》（GB18152－2000）；(20)《安全評價通則》2003.3；(21)《非煤礦山安全評價導則》2003.6；(22)《非煤礦礦山建設項目安全設施設計審查意見與竣工驗收辦法》2004.12.28；其它有關標準、規(guī)范。1.4評價目的、內(nèi)容和范圍1.4.1評價目的(1)貫徹“安全第一，預防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，提高建設項目本質(zhì)安全程度,實現(xiàn)建設項目中的安全設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投產(chǎn)使用,落實建設項目建成投產(chǎn)后在安全與職業(yè)衛(wèi)生方面符合相關法律、法規(guī)、標準和規(guī)程等規(guī)定。(2)提高礦山的安全管理水平，減少和控制山建設項目中存在的的危險、有害因素，降低礦山事故風險，預防事故發(fā)生，確保建設單位實現(xiàn)安全生產(chǎn)。(3)為企業(yè)的安全管理提供幫助，為建設項目以后的初步設計提供安全技術指導性資料，為政府部門的安全監(jiān)督和依法行政提供依據(jù)。(4)為實現(xiàn)安全技術、安全管理的標準化和科學化創(chuàng)造條件，促進企業(yè)的本質(zhì)化安全水平，幫助企業(yè)最大限度的降低風險損失。1.4.2評價內(nèi)容(1)通過分析蒼山鐵礦建設項目的自然條件、生產(chǎn)工藝過程、主要設備設施、作業(yè)場所和操作條件等，辨識該建設項目的危險、有害因素的種類、分布及危險、有害程度。(2)評價該礦建設項目實施后可能發(fā)生的事故及其類型和危險性。(3)明確該礦建設項目在建設中確保安全的可行性。(4)針對主要危險有害因素，提出合理可行的勞動安全工程技術措施和管理對策，避免和減少事故的發(fā)生。(5)本報告分采礦和選礦兩部分，對兩部分分別進行分析和評價。1.4.3評價范圍地下開采的開拓、采準切割、回采工藝以及采空區(qū)充填處理過程，提升運輸?shù)陌踩u價；通風防塵、排水、供電、壓氣、消防等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的主要危險、有害因素的分析與評價。選礦工程主要工藝過程中的危險有害因素分析與評價。1.5評價原則本次安全評價遵循的原則有：(1)嚴格執(zhí)行相關的法律、法規(guī)、標準、規(guī)范和規(guī)程。(2)采用可靠、先進、適用的評價技術、手段和方法，確保評價的質(zhì)量。(3)評價過程中，類比和參照同類礦山的經(jīng)驗和教訓，力求提高措施及建議的實用性和可操作性。(4)安全評價力求科學性、公正性和合理性。1.6評價程序本次安全預評價工作的程序大致可分為四個階段：第一階段為接受評價委托和預評價工作的前期準備，包括簽訂技術服務合同書、現(xiàn)場調(diào)查、搜集有關資料及相關文件和法律法規(guī)文件。第二階段為資料分析，危險、有害因素的識別與分析和劃分評價單元，包括根據(jù)礦山周邊環(huán)境、地形地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、建設方案要求識別危險、有害因素，并根據(jù)工作需要和工程性質(zhì)特點劃分評價單元。第三階段進行定性定量評價、提出對策措施及建議和編制評價報告，包括通過一定的評價方法，進行定性定量分析，提出對應的對策措施和建議，匯總前面的所有工作編寫預評價報告。第四階段安全預評價報告的評審和認可。接受委托接受委托資料收集法規(guī)標準工程資料安全衛(wèi)生技術資料工程分析地理位置、自然條件及現(xiàn)狀工程建設方案確定評價內(nèi)容劃分評價單元選擇評價方法實施評價測試、實驗調(diào)研定性分析定量計算提出安全衛(wèi)生對策措施編寫評價報告書主管部門審查危險有害因素分析圖1.1工程建設項目安全預評價工作程序圖1.7采礦部分安全評價單元劃分1.7.1劃分原則該建設項目生產(chǎn)場所具有移動性、地下開采具有作業(yè)空間狹小、人員集中且流動頻繁、機械設備量大的特點，因此安全評價單元劃分的原則是：(1)按生產(chǎn)工藝流程及其輔助生產(chǎn)系統(tǒng)劃分單元，對所劃分的評價單元進行事故類型和危險、有害因素分析與評價；(2)選擇事故可能性較大的危險、有害因素作為獨立的評價對象，進行危險有害因素分析和定性或定量評價，提出有針對性的預防措施及建議。1.7.2評價單元劃分(1)開拓巷道掘進評價單元；(2)采準、切割工程評價單元；(3)回采作業(yè)評價單元；(4)充填作業(yè)評價單元；(5)提升運輸系統(tǒng)評價單元；(6)通風、防塵系統(tǒng)評價單元；(7)防排水系統(tǒng)評價單元；(8)供配電系統(tǒng)評價單元；(9)信號與通訊系統(tǒng)評價單元；(10)其它危害評價單元1)爆炸物品存儲和運輸危害；2)噪聲與振動危害;3)火災危害；4）壓力容器爆炸危害。1.8選礦部分安全評價單元劃分1.8.1劃分原則根據(jù)《可研報告》推薦的選礦廠建設方案,通過分析其廠址選擇、工藝特點、設備選型、廠區(qū)布置，認為蒼山礦選礦廠建設項目生產(chǎn)場所具有連續(xù)性、作業(yè)較為復雜、設備多、且單位體積機械設備重量大，投產(chǎn)后各單元既存在共有的危險、有害因素，又存在不同的危害因素，因此安全評價先對各單元共有的危險、有害因素進行評價，然后對各單元及其非共有的危害因素進行評價。單元劃分的原則是：(1)按選礦工藝順序劃分。(2)生產(chǎn)類型或場所相對獨立的，按生產(chǎn)類型或場所劃分單元。(3)選擇事故可能性大的設備場所作為獨立的評價對象，進行安全評價。1.8.2單元劃分(1)礦石皮帶運輸評價單元;(2)破碎篩分評價單元;(3)磨礦分級評價單元;(4)選別作業(yè)評價單元;(5)脫水過濾作業(yè)評價單元;(6)尾礦濃縮評價單元;(7)檢修作業(yè)評價單元；(8)核子稱作業(yè)評價單元。2評價方法的選擇為最大限度地識別該礦在建設和生產(chǎn)過程中可能發(fā)生傷害事故的危險有害因素，科學、正確的進行安全評價，本評價報告根據(jù)實際情況和特點，針對不同類型的危險有害因素，選擇了以下不同的評價方法。2.1事故樹分析評價法事故樹也稱“故障樹”，是一種描述事故因果關系的有方向的“樹”，是安全系統(tǒng)工程中重要的分析方法之一。它能對各種系統(tǒng)的危險性進行識別和評價，既能用于定性分析，又能用于定量分析，具有系統(tǒng)性、準確性和預測性，是一種先進的科學的方法。2.2計算機模擬分析評價法數(shù)值模擬方法作為一項重要研究手段，在人為考慮各種因素的基礎上，通過對模型進行適當?shù)暮喕?，可以對采礦引起的應力變化，圍巖穩(wěn)定進行深入的分析。數(shù)值模擬分析程序采用目前流行的FLAC3D軟件，模擬該礦采礦過程中，礦柱、頂板應力變化問題，并可實現(xiàn)計算結(jié)果的彩色成圖，有針對性地提出預防措施。2.3如果……怎么辦？（What……if）分析評價法如果……怎么辦？（What……if）是一種對某一生產(chǎn)工藝操作過程中，通過提出一系列“如果……怎么辦”的問題，對系統(tǒng)進行徹底檢查、分析評價的方法，有針對性、可操作性。2.4原因—結(jié)果分析法因果關系圖，也稱為魚刺圖，它是利用“頭腦風暴法”，集思廣益，尋找造成事故的潛在因素，然后用圖形形式來表示的一種十分有用的方法，它揭示的是事故結(jié)果與潛在原因的關系。因果圖有三個顯著的特征：一是對所觀察的效應或考察的現(xiàn)象有影響的原因的直觀的表示；二是這些可能的原因的內(nèi)在關系被清晰地顯示出來；三是內(nèi)在關系一般是定性的或假定的。這是對系統(tǒng)或事件分析其可能的結(jié)果及其原因的一種方法，通過分析原因、結(jié)果，把原因和結(jié)果做成“因果關系圖”，也稱“魚刺圖”，具有直觀、針對性強的特點。2.5故障類型影響分析(FMEA)故障類型影響分析(FMEA)是對生產(chǎn)工藝系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障，用其故障因素、危險程度進行判斷分析的一種系統(tǒng)安全分析方法，通過分析有助于對設備設施管理等方面存在的問題有更明確的認識，對控制故障發(fā)生有更具體的措施。危險等級劃分危險等級嚴重程度Ⅰ（安全）無損失Ⅱ（臨界）輕微傷或部件損壞Ⅲ（危險）重傷或重大損失、主要功能損壞Ⅳ（非常危險）多人死亡或系統(tǒng)功能全部損壞2.6作業(yè)場所危險性評價（LEC法）作業(yè)條件危險性評價是一種簡單易行地評價人們在某種具有潛在危險環(huán)境中作業(yè)危險性的方法。該方法側(cè)重于對現(xiàn)場人員所處環(huán)境危險性的分析，考慮的因素包括發(fā)生事故的可能性，人員暴露的頻次以及事故可能導致的后果等三個方面。風險的表達式為：R=L×E×C式中L——事故或危險事件發(fā)生的可能性E——暴露于危險環(huán)境的頻率C——危險嚴重度各項參數(shù)的選定L值：L值可能性10完全可被預料6相當可能3不經(jīng)常，但可能1完全意外，極少可能0.5可以設想，但絕少可能0.2極不可能0.1實際上不可能E值：E值可能性10連續(xù)暴露在潛在危險環(huán)境6逐日在工作環(huán)境內(nèi)暴露3每周一次，或偶然暴露2每月暴露一次1每年幾次出現(xiàn)在潛在危險環(huán)境0.5非常罕見地暴露C值：C值可能后果100大災難許多人死亡40災難多人死亡15非常嚴重一人死亡7嚴重嚴重傷害3重大致殘1引人注目需要救護R值：R值可能后果﹥320極其危險——不能繼續(xù)作業(yè)160～320高度危險——需要立即整改70～160顯著危險——需要整改20～70可能危險——需要注意﹤20稍有危險——或許可被接受根據(jù)安全管理經(jīng)驗及方便企業(yè)的風險控制，一般把風險按照以下三級分類：重大風險、中度風險、一般風險。當然具體的風險級別應視組織的規(guī)模、性質(zhì)、風險程度而定，目的要實現(xiàn)風險責任的分散承擔和便于有效控制。重大風險的劃分應遵循如下原則：●嚴重偏離法律、法規(guī)、標準的要求，一旦失去控制，事故必將發(fā)生?！裨诒窘M織中，以前曾經(jīng)發(fā)生過急性事故，但類似的問題沒有得到整改或有效控制?！裢袠I(yè)或類似行業(yè)曾經(jīng)發(fā)生過事故，本組織存在相同或相似問題。一旦失控，難免事故的發(fā)生。●相關方對此提出過多次抱怨甚至投訴，仍然沒給予解決，一旦形成后果必將遭受財產(chǎn)損失或輿論的譴責，且會嚴重影響組織的聲譽。3礦山簡介3.1地理位置及交通情況礦區(qū)位于山東省臨沂市蒼山縣與棗莊市交界處，行政區(qū)劃屬蒼山縣魯城鄉(xiāng)。煙臺～汕頭的206國道距離礦區(qū)很近，從礦區(qū)南側(cè)通過，蒼山縣至棗莊瀝青公路通過礦區(qū)，礦區(qū)東至蒼山縣城28km，西到棗莊市19km，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)直接有瀝青公路通過，交通十分便利。交通位置見圖3-1。圖3-1交通位置圖3.1開采范圍山東省國土資源廳批準該礦的礦區(qū)范圍由10個連線拐點界定，拐點坐標見表3-1。開采深度自50m～-350m標高，礦區(qū)范圍面積為2.6113km2。礦區(qū)范圍及轉(zhuǎn)點坐標表表3—1點號XYl3858580.OO39570521.0023858500.0039570671.0033858674.OO39571642.0043859432.OO39571854.0053860031.0039569412.0063859412.0039569150.OO73859076.0039569584.0083858737.0039570225.OO93858333.0039570118.00103858252.OO39570422.003.3地質(zhì)工作史1958年8月～1961年11月，山東省地質(zhì)廳813隊對蒼嶧鐵礦進行詳細勘探，提交《山東省蒼嶧鐵礦地質(zhì)勘探總結(jié)報告》。1976年2月～12月，山東省蒼嶧鐵礦地質(zhì)勘探會戰(zhàn)指揮部對小閆莊礦段進行了1／10000水文地質(zhì)圖和1／2000地形圖修測。2004年由山東省第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院對小閆莊礦段資源量進行核實，2004年3月提交了《山東省蒼嶧鐵礦小閆莊礦段資源儲量核實報告》，核實資源量為7916.76萬噸，并于2004年8月通過專家評審。3.4生產(chǎn)能力及服務年限蒼山小閆莊鐵礦總資源量為7916.76×104t，采出礦石量為5535.26×104t。根據(jù)地質(zhì)、水文地質(zhì)及開采技術條件，礦山設計生產(chǎn)能力為年產(chǎn)鐵礦石(原礦)200×104t；選礦規(guī)模為年選鐵礦石原礦200×104t，服務年限為30.2年。4地質(zhì)4.1地形、地震情況礦區(qū)地處魯南山區(qū)與蘇北平原的過渡地帶，為高度較小、坡度較緩的低山丘陵區(qū)，最高山峰西平山海拔高188.70m，一般在70～130m間，坡度一般在15°以上，總體上形成中部高，東西低的丘陵地貌。區(qū)內(nèi)季節(jié)性河流發(fā)育，常年流水的西伽河，大致上呈東西向流經(jīng)礦區(qū)北部，向東南流經(jīng)蘭陵至江蘇邳縣注入運河，最大流量94Om3/s(1951年)。水系多為季節(jié)性河流，無水期較長。礦區(qū)北部的會寶嶺水庫，面積約16.2km2，總庫容1.78億立方米。據(jù)中國地震資料記載，礦區(qū)從公元61年～1910年共發(fā)生地震61次，大約25～50年發(fā)生一次地震，地震強度一般為4～7級。據(jù)中國地震烈度區(qū)劃圖，礦區(qū)所在地區(qū)為六度區(qū)，礦山主要建、構(gòu)筑物需按七度區(qū)設防。4.2氣候條件該區(qū)屬大陸性季風氣候區(qū)，四季分明，年平均溫度13℃，最高氣溫39.3℃，最低氣溫-17℃。年均降水939mm，日最大降水量181.4mm，每年7～9月份為雨季。年均蒸發(fā)量1760.8mm，日最大蒸發(fā)量19.9mm。每年4～10月份通常為無霜期，時間跨度210天左右。一般無大雪，最大積雪深度22cm。冬季多西北風，夏季多東南風，一般風速2.5～3m/s，冬季風速較大。4.3礦床地質(zhì)及構(gòu)造特征4.3.1地層礦區(qū)位于魯西斷塊隆起區(qū)南部白彥凸起與棗莊凹陷的交匯處。構(gòu)造較為發(fā)育，主要為一系列的褶皺和斷裂。礦區(qū)出露地層由老至新為泰山群山草峪組、震旦系土門群、寒武系及第四系。含礦層位主要為泰山群山草峪組地層。(1)泰山群山草峪組：分布于棗莊斷層以北，礦區(qū)中部，呈走向290°延伸的狹長條帶狀展布。主要巖性為黑云母變粒巖、黑云母長英變粒巖，其中夾有多層角閃石及鞍山式鐵礦，自北向南分為五個含礦帶，其中第一礦帶南延部分構(gòu)成小閆莊礦段。第一含礦帶：位于混合巖化黑云母變粒巖之上，界線明顯，該含礦帶劃分出3個含礦層，自下而上編號為I、Ⅱ、Ⅲ。I礦層厚度1～18m，在小閆莊一帶尖滅；Ⅱ、Ⅲ礦層厚度均較穩(wěn)定。第一含礦帶底部為斜長角閃巖。第二含礦帶：位于第一礦帶的南部，出露于太平村西北，向東尖滅，厚度15.6～90m。第一、第二含礦帶之間為黑云母長英變粒巖，為灰色，風化后呈淺棕黃色，變余砂狀結(jié)構(gòu)較為發(fā)育，巖層在垂直片理方向上，由于黑云母的含量變化，呈現(xiàn)黑、灰相間的條帶，其間局部夾有簾石石英片巖、黑云斜長石英片巖，沿走向、傾向上厚度變化不大。(2)震旦系土門群：巖性為海綠石石英砂巖、板狀灰?guī)r、紫紅色頁巖夾灰?guī)r和黃綠色頁巖與粉砂巖互層。主要分布于楊家套、兔子山、雷雨口、施山口一帶，地層由東向西逐漸變薄，厚度一般10～15m，最大厚度121m。(3)寒武系：按其巖性自上而下為厚層石英砂巖、黃綠色及紫色頁巖、紫紅色頁巖和深灰色厚層灰?guī)r。主要分布在礦區(qū)東部及北部，厚度50～153m。(4)第四系：沿山溝及其兩側(cè)為砂質(zhì)黃土及淤泥組成的沖、坡積物；低緩的山坡上為含石英礫石、砂的殘坡積物，一般厚度1～3m。4.2.2礦區(qū)構(gòu)造礦區(qū)構(gòu)造較為發(fā)育，從構(gòu)造造型上分為基地褶曲構(gòu)造和斷裂構(gòu)造，對礦體產(chǎn)生不同程度的影響。礦區(qū)范圍內(nèi)地層呈近水平的單斜構(gòu)造，走向340°～30°，傾向NE～SE，傾角10°左右，局部可達20°，斷層附近巖層傾角可達30°以上。由于受近南北及北東向斷裂影響，造成地層多次重復。(1)褶曲構(gòu)造：泰山群變質(zhì)巖組成的地槽型線狀緊密褶皺是尼山一白彥背斜南端的次一級構(gòu)造。自北向南依次為太白向斜、石閆背斜、辛莊向斜、后大窯背斜。其中，石閆背斜控制了蒼山鐵礦(小閆莊礦段)的展布和形態(tài)。石閆背斜：位于太白向斜之南，向西經(jīng)石門、小閆莊，向東被第四系覆蓋。長度12km以上，為一平緩大致對稱的褶皺，兩側(cè)傾角33°～52°。背斜軸部自東向西平緩傾伏，傾伏角3°～4°，背斜軸部在基線以北200～260m呈近直線延伸，走向283°～290°，32線以西褶皺幅度較小，小閆莊礦段位于石閆背斜的NNE翼。(2)斷裂：礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，多為棗莊斷裂和梅花山斷裂的派生構(gòu)造，走向以NE為主，斷層性質(zhì)主要為正斷層。其中與蒼山鐵礦(小閆莊礦段)關系密切的主要有簸箕山斷層(F3)、黃山斷層(F4)和F17斷層。這些斷層往往又派生出與其平行或小角度相交的更次一級的斷層，因此，斷層多以斷層群的方式出現(xiàn)。①簸箕山斷層(F3)：由三星屯通過小閆莊北至簸箕山山頂，長度3.5km，走向70°，具波狀彎曲，破碎帶寬度1～2m，為上盤下降，下盤上升的平移斷層。該斷層造成第三含礦帶及晚期脈巖的明顯錯動。②黃山斷層(F4)：位于F3斷層的SE側(cè)，在簸萁山東60m處與F3斷層相交，總體走向45°，傾向NW，傾角60°左右，為上盤下降，下盤上升的平移斷層。該斷層使第三、第四含礦帶平移70～112m。③F17斷層：位于F3、F4斷層之間，東北端與F3斷層相交，長度2.1km，走向64°，傾向NW，傾角80°左右，破碎帶寬度2～5m，內(nèi)有石英脈穿插，為一向南平移的逆斷層。(3)巖漿巖：區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為晚太古代泰山期及中生代燕山期侵入巖。泰山期主要為花崗偉晶巖、石英脈巖、角閃閃長巖，多沿變質(zhì)巖節(jié)理、片理侵入；中生代主要為正長巖類、煌斑巖等，大多數(shù)呈巖脈產(chǎn)出，少數(shù)為巖枝狀，巖脈呈近南北向展布，產(chǎn)狀近直立或向西傾，巖脈寬度一般在6m以下，少數(shù)達15-20m，此外亦有沿斷層破碎帶侵入的巖脈，產(chǎn)狀與斷層帶的產(chǎn)狀一致。巖枝僅分布于太平村西南部，形態(tài)似橢圓形，長軸120m，短軸40m，巖性為斜長花崗巖。4.3.3礦床地質(zhì)特征小閆莊礦段共圈出鐵礦體3個，編號為③、②和②-1，其中③、②為主礦體。礦體形態(tài)簡單，均賦存于泰山群山草峪組變質(zhì)巖內(nèi)，位于石閻背斜軸部及兩翼的第一含礦帶Ⅱ、Ⅲ含礦層中，屬沉積變質(zhì)型鐵礦床。4.3.3.1礦體特征②礦體：賦存于Ⅱ號含礦層內(nèi)，并受其控制礦體呈鞍狀，走向290°，兩翼傾角30°-52°，控制厚度4.22-25.89m，平均厚度12.63m。厚度變化系數(shù)43.4％，屬穩(wěn)定型，埋深110-230m，控制長度2592m，延伸700m；礦體形態(tài)比較簡單，礦體沿走向上自西向東逐漸變薄，由25.89m漸變至10.44m；垂直礦體走向上，總體是北翼向南翼厚度減小，由21.36m漸至10.22m。礦體全鐵含量14.07-40.42％，平均為32.95％，品位變化系數(shù)10.6％，屬有用組份均勻型礦體。③礦體：③號礦體位于②號礦體的上盤，兩者之間的距離在15-20m，最大30m。控制礦體長2492m，延伸635m，埋深在90-170m，礦體形態(tài)與②號礦體相似，為鞍狀，走向290°，北翼產(chǎn)狀50°，南翼傾角30°，礦體厚度3.23-17.71m，平均厚度9.53m，厚度變化系數(shù)47％，屬穩(wěn)定性；走向上厚度由東向西變厚，由3.23m增至14.81m；垂直走向上由北向南變薄。礦體全鐵品位為24.21-38.95％，平均為32.10％，品位變化系數(shù)10.83％，屬有用組份均勻型礦體。②-1礦體：賦存于40～44線，標高-100～-200m之間，Ⅱ含礦帶②礦體下盤，距②礦體5～6m，控制長度398m，延伸120m，厚度1.94m，礦體形態(tài)與②礦體基本一致。4.3.3.2礦石質(zhì)量(1)主要金屬礦物成份為磁鐵礦(氧化帶為假象赤鐵礦)，時有少量褐鐵礦、黃鐵礦及黃銅礦等。磁鐵礦呈粒狀，集合體為條紋一條帶狀，少量呈脈狀分布，假象赤鐵礦呈針狀及葉片狀沿磁鐵礦邊緣或節(jié)理交代磁鐵礦產(chǎn)出，具交代結(jié)構(gòu)及格子狀結(jié)構(gòu)，黃鐵礦、磁鐵礦呈他形粒狀及不規(guī)則的脈狀分布于磁鐵礦及角閃石中，具交代結(jié)構(gòu)。(2)主要脈石礦物為石英，普通角閃石、次為鐵閃石、陽起石、透閃石，以及少量綠簾石、綠泥石、石榴子石、方解石、磷灰石等。石英呈他形粒狀，粒徑0.1～0.4mm，與普通角閃石、透閃石——陽起石、鐵閃石礦物定向排列的集合體構(gòu)成條帶狀構(gòu)造。石英顆粒沿條帶拉長，并且平行消光，偶見石英條帶中具變余砂狀結(jié)構(gòu)。普通角閃石與鐵閃石兩者為漸變關系，無明顯的界線，并在鐵閃石晶體中可見有綠色普通角閃石的殘留體。透閃石——陽起石呈針狀、柱狀集合體穿插于普通角閃石中。角閃石粒徑一般lmm左右，少量可達2mm，個別條帶中放射狀晶體可達1cm以上。(3)主要有用組分為鐵，主要含于磁鐵礦及其次生氧化的假象赤鐵礦中，少量賦存于含鐵的硅酸鹽類脈石礦物。礦石全鐵最高含量為47.42％，最低小于21.14％，平均為32.63％。硅酸鐵平均含量8.21％，可溶性鐵25.17％。(4)主要有害組份為硅酸鹽，含于閃石類和黑云母等脈石礦物中，其中以鐵閃石中硅酸鐵含量最高，含量一般是向深部減少。硅酸鐵最高含量17.94％，最低0.27％，礦床硅酸鐵平均含量為8.21％。(5)伴生有益和有害元素：根據(jù)主要礦石類型和不同品級礦石的組合和鐵組合樣光譜分析，有益元素含量極微，無工業(yè)利用價值；有害元素含量均在一般工業(yè)要求的允許范圍之內(nèi)。(6)造渣組份：根據(jù)組合分析，造渣組份主要為二氧化硅，其含量高，分布普遍，其次為三氧化二鋁，氧化鎂和氧化鈣。全部礦石均屬于酸性或硅質(zhì)礦石。(7)礦石結(jié)構(gòu)：礦石以細粒變晶結(jié)構(gòu)為主，風化后具花崗變晶、變余砂狀結(jié)構(gòu)，部分迭加不等粒和斑狀變晶結(jié)構(gòu)。礦石的主要礦物成分緊密鑲嵌，少量相互包裹。磁鐵礦為半自形～它形粒狀，粒度一般小于0.208mm，少量在0.6～0.208mm，個別晶體可達1.5mm。石英呈他形粒狀，粒徑0.1～0.4mm，常與普通角閃石、透閃石、陽起石、鐵閃石礦物定向排列，集合體呈條帶狀構(gòu)造，石英顆粒沿條帶拉長并且消光，偶見石英條帶具變余砂狀構(gòu)造。(8)礦石的構(gòu)造礦石的結(jié)構(gòu)：主要有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、條紋(條帶)狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造，其次有環(huán)邊構(gòu)造。(9)礦石類型礦石主要有用組份為磁鐵礦。礦石的自然類型為磁鐵礦石，礦石工業(yè)類型為弱磁性鐵礦石。4.4礦床開采技術條件蒼山小閆莊鐵礦賦存于泰山群山草峪組變質(zhì)巖層中，礦體圍巖主要為磁鐵角閃片巖、黑云母角閃片巖、條帶狀鐵云母角閃片巖。頂板為黑云母長英變粒巖類巖石，底板為角閃片巖類巖石。頂板黑云母長英變粒巖類抗壓強度為83.5～201.2MPa，底板角閃片巖類單軸抗壓強度為24.1～185.2MPa，磁鐵礦石單軸抗壓強度為47.7～314.6MPa。上部的巖、礦有不同程度的風化，深部巖、礦風化作用弱，故巖、礦單軸抗壓強度高。然而對于采礦工程來說，淺部風化的巖石及深部完整性很好的巖石均不具備完全的代表性，作為采礦設計的依據(jù)應該是巖體的力學性質(zhì)。所采用的巖石單軸抗壓強度為：頂板黑云母長英變粒巖類巖石120～150Mpa；底板角閃片巖類巖石80～100Mpa；原生磁鐵礦石80～10OMpa；氧化磁鐵礦石40～50Mpa。上述完整巖石強度分類結(jié)論因沒有考慮巖體中節(jié)理、裂隙等因素對其強度的影響，因而有一定的局限性。蒼山小閆莊鐵礦礦床為一隱伏型鐵礦床，礦床成因類型為沉積變質(zhì)型，礦石自然類型為磁鐵礦石，工業(yè)類型為弱磁性鐵礦石。該礦床共包括3個礦體，其中②、③號礦體規(guī)模較大，為主礦體，占礦床總資源量的99.9％。各礦體賦存于石閆背斜含礦層中，呈鞍狀產(chǎn)出。③號礦體位于②號礦體上盤，兩者間相距一般15～20m，最大30m。礦體頂板為黑云母長英變粒巖，屬普氏硬度中I～Ⅲ級，為堅硬至極堅硬的巖石，而礦體底板斜長角閃巖為Ⅱ級堅硬巖石。內(nèi)摩擦角比較大，并且頂板往往大于底板。礦床工程地質(zhì)條件良好。礦石平均體重3.47t/m3，巖石體重2.80t/m3。礦區(qū)地表標高一般在50～130m，總體形成中部高，東西低的丘陵地貌，地表主要為農(nóng)田。礦區(qū)西部礦體上部有小閆莊村，礦區(qū)東北部礦體上部有西石門村，另有一條國防通訊光纜、一條鐵通通訊光纜、一條高壓線路和206國道穿過礦體上方的東北部。其它地表允許陷落。4.5礦床水文地質(zhì)條件4.5.1概述礦區(qū)位于棗莊斷裂與梅花山的斷裂間，北部與走馬嶺礦段毗鄰，面積約1012km2。地形標高50～130m，地勢南北高，中間低，東部為近南北向的山脊。太平村及東石門附近近南北向的沖溝，常年流水，太平村河一般流量15L/s，雨后最大流量23.7m3/s；東石門河一般流量7L/s，雨后最大流量5.5m3/s。年平均降雨量8012mm，日最大降雨量181.4mm，每年七、八、九月份為雨季。礦區(qū)內(nèi)含水豐富的含水層較少，無大的地表水體。礦區(qū)北部的會寶嶺水庫，距礦區(qū)1.5km，總庫容量1.78億立方米。4.5.2礦區(qū)含水層特征(1)沖、洪積松散含水層：成分為含礫石粘性土，主要分布在東石門河及太平村河溝兩側(cè)，寬20～200m，厚度0.7～11.7m。地下水水位與地表流相一致，隨季節(jié)變化，水位埋深1.03～6.97m，單位涌水量0.0175～0.958L/s，滲透系數(shù)變化大，0.675～37.634m/d。本層含水層在礦區(qū)采場范圍以外，對礦坑涌水量的影響較小。(2)殘破積松散含水層：成分以亞粘土、巖石碎屑、砂礫，分布于山間谷地及山坡平緩處，厚度隨地形變化，一般0.5～0.9m。雨季含水，旱季干燥。民井抽水結(jié)果：單位涌水量0.137～0.856L/s·m，滲透系數(shù)0.998～14.637m/d。本層含水層雖然在礦區(qū)范圍內(nèi)分布較普遍，但厚度有限，僅雨季含水，旱季節(jié)無水。本含水層與礦體之間有巨厚的火成巖體(斜長片麻巖、石英砂巖夾粘土質(zhì)頁巖及砂巖等)阻隔，一般情況下對礦坑充水無直接聯(lián)系。(3)蓋層裂隙(巖溶)含水層在礦區(qū)范圍內(nèi)為寒武系鮞狀灰?guī)r，灰白色灰?guī)r、厚層灰?guī)r及石英砂巖；震旦系紫色、黃綠色板狀灰?guī)r、石英砂巖。在采場范圍內(nèi)，主要為震旦系地層，含水層零星分布，且厚度小。單位涌水量0.162～0.226L/s·m，滲透系數(shù)0.478～1.41m/d。本層含水層零星分布于采場范圍內(nèi)，厚度不大，與礦體之間有巨厚隔水砂巖層及火成巖阻隔。一般情況下對東采場不產(chǎn)生充水影響。僅僅在采礦后，地面產(chǎn)生沉陷，通過沉降裂隙滲入到坑道。故水量有限。(4)斷層破碎帶構(gòu)造裂隙含水層F5斷層：分布于采場范圍以外，可不考慮其對采場地下水的影響；F18斷層：南端經(jīng)過采場，但其破碎帶寬度僅1m左右，且有粘泥質(zhì)充填，斷層破碎帶屬弱透水；F3斷層：斷層破碎帶寬度3～4m左右，最大寬度10m，硅鎂質(zhì)或泥質(zhì)膠結(jié)。深部為火成巖體，屬微透水的破碎帶，僅在切割巖體時，含水豐富，經(jīng)過頁巖、砂巖時均為極微弱的潤濕破碎帶，故其對礦坑充水的直接影響不大。綜上所述，斷層破碎帶對采場充水微弱。(5)地表水與地下水的水力聯(lián)系及對礦床充水的影響本區(qū)地下水與地表水系流向基本一致。地下水補給來源主要為大氣降水，降水通過基巖裂隙直接補給，是泰山群山草峪組、寒武系、震旦系裂隙水補給來源之一。裂隙水在適宜處補給分布于礦區(qū)內(nèi)河流。第四系在本區(qū)分布不廣，分布于地形低洼處及河流兩側(cè)，接受大氣降水和河流補給，僅在枯水期補給河水。第四系空隙水亦是基巖裂隙水的補給來源。礦體與圍巖中含有不均勻的裂隙水，富水性弱，透水性差。礦體雖有斷層切割并與水庫溝通，但多為不透水斷層。區(qū)內(nèi)無大的地表水體，地表水隨季節(jié)變化而變化，并受大氣降水補給。地下水主要接受大氣降水的補給，滲透性微弱，屬含水微弱的不均勻的巖層，個別地段受地質(zhì)構(gòu)造影響，單位涌水量有所增加。礦區(qū)內(nèi)的斷層水對礦床開采影響不大，坑道充水來源主要為大氣降水補給的裂隙水。礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單。4.5.3礦坑涌水量根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)條件，礦體上部為微透水～不透水的火成巖巖體，礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造破碎帶寬度不大，并且多被泥質(zhì)、硅鎂質(zhì)充填，一般導水性差，礦區(qū)上部無大的地表水體，礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單。礦坑未來充水主要來源于移動帶內(nèi)頂板圍巖的垮落，引起圍巖的開裂和塌陷而產(chǎn)生的地表水沿裂隙的滲入量。包括殘坡積層的孔隙潛水和暴雨逕流滲入量兩部分。涌水量預測開采階段正常涌水量最大涌水量-170ｍ（前期）20648m3/d48271m3/d-320m(后期)28351m3/d6