泥炭工程学
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第二节 泥炭开发利用方案编制

泥炭资源开发利用方案是在评价泥炭矿产储量、质量和开发利用条件基础上,针对泥炭矿产的自然地理条件、企业实力和市场需求,对泥炭矿山的排水方案、采掘干燥方案、开拓运输方案、加工处理方案、环境保护方案与设备资金投资效益进行全面论证,提出科学开采和加工利用方案的过程。泥炭资源开发利用方案是企业申报获取泥炭资源开采权的三大重要文件之一,泥炭资源开发利用方案,随同泥炭储量勘查报告、省储量委员会的储量核实报告、泥炭开发利用方案、环境影响评价报告,必要时补充水土保持方案和矿山地质风险评价,与综合治理方案汇总一起,上报上级国土资源管理部门,经过评审,才能被批准颁发泥炭开采证。要合理确定可采储量,区分国家投资勘探获得储量和企业自行探矿获取的储量,要确定合理的产品方案、生产规模、开采方式、开拓方案、采矿方法、选矿工艺,综合回收资源,制定安全生产和环境保护措施,进行经济评价。

泥炭资源开发利用方案和泥炭矿山建设工程可研报告两者之间既有联系,又有区别。开发利用方案是获取泥炭开采证的必要文件,报告内容侧重泥炭资源怎么采,泥炭资源怎么用。开发利用方案实际上更加具体到一个项目的方法、步骤等。泥炭矿产建设工程可行性研究报告是泥炭矿山建设项目立项和初步设计的依据,是取得泥炭开采证之后才能进行的调研规划,可行性报告更加侧重项目的市场、经济、投资方面的分析和项目建设的必要性,为项目投资决策提供依据。当然有时也可以用可研报告作为泥炭资源开发利用方案上报争取泥炭开采证。但是,由于可研报告工作量大,研究范围广,投资大,采用可研报告作为泥炭开采证申报文件,投资风险略大。两种报告编制单位均应该由乙级资质以上设计单位承担。

泥炭资源开发利用方案是申办泥炭开采证三大基础文件之一,方案的核心是如何在指定矿床中开采泥炭、如何运输泥炭、如何加工泥炭并进行初步投资收益分析。矿产资源开发利用方案在确保开采储量的基础上,向着资源节约型、环境友好型的资源开发利用模式方向迈进。开发利用方案实际上是比较具体的项目实施方法和步骤。

国家对泥炭开发利用方案的编制有固定的内容和格式要求。根据原国土资源部国土资发〔1999〕98号文件,泥炭类型非金属矿产资源开发利用方案主要包括如下内容。

一、方案概述

1.简述

矿区位置、隶属关系和企业性质。如为改扩建或转让矿山,应说明矿山现状、特点及存在的主要问题。

2.方案编制依据

重点陈述本方案编制依据的法律法规、项目前期工作进展情况、有关方面对项目的意向性协议情况。列出泥炭开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称、经储量管理部门认定的矿区泥炭地质勘探报告、泥炭分析试验报告、加工利用试验报告、工程地质和水文地质初评资料对改、扩建矿山应有生产实际资料,如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

设计所依据的地质资料必须由具有资质的地质勘探单位提供,并依据《矿产资源储量评审认定办法》进行认定,满足相应的设计要求。在经济合理和技术可能的前提下,以合理利用、贫富兼采、综合回收为原则,确定合理的经济开采品位,并以此圈定矿体(矿床)。确定的工业指标应充分考虑矿产品市场等方面的要求。为了便于开采迹地的复垦和湿地修复,应将矿体底部分解读较大的泥炭留出20cm不采。

二、矿产品需求现状和预测

1.国内外需求情况和市场供应分析

围绕本项目开发利用方向,评述国内外泥炭矿产品现状及加工利用趋向,主要技术、主要采用设备等。对国内外近、远期的泥炭矿产品需求量及主要销售方向进行评述和预测,为本项目泥炭开发利用提供市场依据。

2.泥炭产品价格分析

调研国内外矿产品价格现状,分析泥炭矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况

1.矿区总体概况

评述矿区总体规划情况,矿区泥炭矿产资源概况。如矿区面积、矿区地质、矿床地质、矿产产出特征及规模、矿床垂直结构、泥炭层特征、泥炭品位和质量以及泥炭储量。

2.分析矿床开采技术条件

因为水文条件对泥炭开采影响巨大,所以,必须实事求是分析矿床水文地质条件,查明地表水来源和排水去路,为泥炭开采过程中和开采完毕后湿地修复提供科学依据。查明矿床工程地质条件,确认工程地质类型和边坡角度危害程度。研究泥炭加工工艺技术性能,确认泥炭干燥处理工艺。

3.泥炭地质勘探报告的评述

分析泥炭勘查和储量计算依据,确认设计利用泥炭资源储量。

四、主要建设方案

在储量有保障、适合大规模开采的泥炭矿区,必须实施统筹规划、合理布局的方针,避免大矿小开、整矿零开。依据开采技术条件、市场需求等因素,在总体规划之后,可采取分期建设、滚动发展、逐步扩大生产规模的方式,使泥炭矿区持续、稳定地发展生产。矿山设计服务年限参考矿山设计规范。

1.开采方案

根据矿床泥炭储量和泥炭加工利用设备效率以及投资规模,确定建设规模。必要时可以推荐两种建设规模进行比较,对推荐方案进行论证。根据市场需求和企业技术储备,提出可供选择的产品方案,并对推荐的产品方案进行论证。

开采方案应遵循“安全、高效、经济和充分利用资源”的原则来确定。做到贫富兼采、采剥并举、剥离先行。

2.确定开采储量

采矿权人在登记管理机关划定的矿区范围内,根据矿床赋存条件、勘探程度,并考虑产品方案及建设规模的要求,结合矿石品位变化,对开采品位进行技术、经济论证,确定开采矿体最低品位,在此基础上,圈定矿体,确定回采率,计算矿山服务年限。对上下层位不同品位泥炭应该提出综合利用方案。

3.矿床开采方式

采矿方式要依据泥炭矿体赋存状况和地质地形条件,通过计算和论证确定。根据泥炭矿体赋存地表和产出特点及开采技术条件,确定露天开采方式,并进行开采方式的技术经济比较,确定最佳方案。采矿回采率、矿石贫化率和选矿回收率等技术指标应比照国内同类矿山的平均先进水平。在经济合理的情况下,首先考虑采取先进平面开采方式,有条件的可以采取垂直切块开采方式。采矿方法依据地质条件和开采技术,考虑排水工程量、回采效率、出矿品位、资源回收率、开采迹地修复等指标,通过方案比较,确定适宜的采矿方法。

根据我国土地紧张、占用费用偏高的实际情况,平面露天开采占地时间过长,开采成本偏高,应积极采用新型垂直切块开采方式,以便减少土地占用,开采后能迅速退出占用土地,实现土地复垦和湿地修复。

4.开拓运输方案及厂址选择

确定开拓系统要有利于泥炭的开采和干燥,运输系统应减少运输过程中泥炭的矿损失和混杂贫化。根据地形、矿床赋存条件、备选厂址工程地质条件及环保要求,考虑到矿体物理机械性能,对各种可供比较选择的开拓运输系统及厂址配套方案,通过方案比较,进行技术经济论证,可分别提出逐层剥离-车辆运输方案或垂直切块开采、皮带运输方案。

5.矿山排水防水方案

泥炭开采前必须提前排水至规定深度以下,排水渠系要间距合理,体系完整,去路畅通。当矿床四周有汇水进入矿区,或矿区内部地下涌水,需有地下和地表防水排水措施,以确保安全生产。应在矿区四周修筑挡水围堰,防止外水如今,减轻排水压力。进行全面防治水方案的综合比较,并提出推荐方案。

五、泥炭开采

1.开采范围拐点坐标

严格按批准的开采范围拐点坐标不知开采工程,不得越界开采、超范围开采。

2.露天开采境界确定原则

阐明圈定露天开采境界的原则、方法及所采用的经济合理剥采比,确定开采范围。根据采场境界圈定原则和边坡参数,提出设计采场境界参数。

3.确定边坡角度和台阶数

根据矿体物理机械性质,确定露天采场最终边坡角度。根据开采深度和开采机械臂长,确定需要的台阶数。对于分层平面开采,需要根据分层机械臂长,预留台阶数。

4.工作面阶段回采率

为了保证开采迹地土地复垦或湿地修复,需要将泥炭底层0~20cm高分解泥炭留下不采,确定回采率为70%~80%。

5.圈定露天开采境界

应进行不同境界方案比较,确定最优境界。对泥炭矿层规模较大,长度、宽度均超过开采范围的,应以开采范围划定境界。因要在矿体底板留出10~20cm高分解泥炭用于复垦基质,需要在开采境界中扣除这部分储量。

6.剥采比

未耕垦泥炭地表会在矿层之上存在20cm左右草根层,已耕垦泥炭地地表会存在20cm左右的耕作层或熟土层,必须提前剥离,以免混入泥炭,造成泥炭品位下降。南方地区,一些泥炭地被泥沙掩埋,形成埋藏泥炭,开采时需要剥离上覆盖层,盖层厚度与泥炭厚度之比就是剥采比。由于泥炭本身属于低值矿产, 剥采比过大、盖层剥离成本过高,泥炭开采就得不偿失了。

7.采矿方法

由于我国土地占用价格高昂,平面分层开采虽然有利于保护泥炭品质,但土地占用成本较高。挖掘机垂直开采难以形成稳定块状结构,不利于保护泥炭纤维。挖掘机手难以判别泥炭层与顶底板界限,采挖过界极易造成混杂泥沙草籽,降低泥炭品位,应该尽快改变。针对我国泥炭矿床地质特征和土地税费的具体条件,建议采用垂直切块开采方式,按断面直接开采到底,开采出的泥炭块晒干后运回厂区粉碎加工,开采迹地马上就能进行复垦退给农民耕种,或者进行实地修复重建。

六、环境保护与安全

泥炭矿开发利用方案设计环境保护与安全领域,重点分析草根层和盖层堆场的建设、泥炭粉碎粉尘处理、尾矿水排放方式和影响、土地复垦或湿地修复重建项目方案等。矿山建设项目的环境影响报告书按程序上报并经有关主管部门批准;矿山的开发利用方案中,应有水土保持方案、土地复垦实施方案,并按规定已上报国家有关部门批准。矿山地质风险影响报告,对矿山开采可能引起的地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流、水文地质条件的变化)以及对土地资源的破坏应采取预防措施,也是泥炭开采证申办的必需文件之一。

1.矿山环境保护

泥炭矿床大多位于沟谷之中,开采过程中不产生废渣、废气,排水流出泥炭孔隙水无有毒有害成分,对区内水质不会造成污染。因开采深度不大,边坡不会产生滑坡、泥石流等地质灾害。为了采后复耕或者恢复重建湿地,底部应保留20cm高分解泥炭层。顶部剥离的草根层或熟土耕层应集中堆放,回填到采空区,以利于复垦和湿地修复。

2.安全生产

矿山应设专门安全环保机构,负责安全生产、劳动卫生、环境保护工作。在劳动安全方面,矿体含水应提前,泥炭矿层应达到链轨车、大型胶轮车形成的土力强度,并经安全员检查确认后方可进入作业阶段。要定期检查清理排水沟,保证排水畅通。为便于行走,排水沟上面可架设行车道和行人便桥。任何人不得进入非疏干矿段,避免发生意外。所以开采人员上岗均需经过培训。

矿山企业必须具有保障安全生产的设施,矿山建设工程的安全设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。矿山建设工程安全设施设计,必须经劳动安全行政主管部门的审查。

七、综合技术经济效益分析

逐项计算泥炭矿开发利用建设建设项目、建设规模、产品产量、产品方案及出厂价,提出总投资及资金筹措方案,进行财务分析,估算销售收入、产品成本和费用、估算销售税金及附加、估算利润等。

八、开发利用方案简要结论

分项叙述设计利用矿产资源储量和根据矿床规模确定的设计生产规模及矿山服务年限,开拓-运输方案,产品方案及工艺,环境保护现状及措施,对工程项目做扼要综合评价,并写明存在的主要问题及建议。

九、附图

①开拓系统投影图。

②带有矿区范围、开采范围的地形地质图。

③矿区总平面图。

④露天采矿最终境界图。

⑤采矿方法标准图。