露天礦開(kāi)采課程設(shè)計(jì)共14

1、第1頁(yè)1.1設(shè)計(jì)題目與內(nèi)容設(shè)計(jì)題目：大古坑礦區(qū)高嶺土礦V3號(hào)礦體露天礦開(kāi)采設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容有：（1）露天開(kāi)采境界設(shè)計(jì)，熟練掌握具體露天礦山開(kāi)采境界確定的方法和原則，確定開(kāi)采深度，臺(tái) 階高度，露天礦合理開(kāi)采深度設(shè)計(jì)與調(diào)整，經(jīng)濟(jì)剝采比的確定；（2）露天礦生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì)及采剝進(jìn)度計(jì)劃；（3） 初步圈定露天開(kāi)采終了平面圖，開(kāi)拓坑道定線，繪制露天開(kāi)采終了平面圖露天采礦工藝設(shè)計(jì)。1.2原始資料大古坑高嶺土礦區(qū)位于茶陵縣城南東約25 公里，屬桃坑鄉(xiāng)管轄。地理坐標(biāo)：東經(jīng)113 43 18113 44 30,北緯 26 2 04 一 26 4243,面積 0.80 平方公里。區(qū)內(nèi)交通目前比較困難，僅 有公路至桃坑

2、鄉(xiāng)政府駐地，鄉(xiāng)村至礦區(qū)的簡(jiǎn)易公路目前正在修建之中，該公路修好后，交通將大為改觀。但該區(qū)水利資源豐富，高壓線路、通信線路已進(jìn)入了礦區(qū)，為礦區(qū)今后的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。交通位置圖見(jiàn)圖 1-1 所示。圖 1-1 礦區(qū)交通位置圖該礦區(qū)地處湘贛變?nèi)醯牧_霄山脈西側(cè)，地貌特征是：西北、東南山地崛起，西北有武功山綿亙，東 南有萬(wàn)烊山蜿蜒，中部和西部丘崗起代，地勢(shì)朝中部，西南部?jī)A斜。并呈階梯狀逐級(jí)下降，形成一個(gè)三 面環(huán)山，朝四南開(kāi)口的關(guān)環(huán)形盆地。礦區(qū)屬中低山區(qū)，主要山脈呈NE 至 NNE 向展布，地勢(shì)東高西低，海拔標(biāo)高多在200 400 米之間，最高 460 米，相對(duì)高差約 260 米。茶陵縣屬于中亞熱帶季風(fēng)

3、濕潤(rùn)氣候區(qū)，近二十年的氣象資料統(tǒng)計(jì)表明，極端最低氣溫為-4.2 0C（ 1991年，持續(xù)時(shí)間短暫）。光能資源：平均年日照1744.7 小時(shí)，年日照率為 39%，屬全省日照最多的地區(qū)。降水量：平均年降水量 1400 毫米，較鄰近公路偏少，但仍屬雨水靈麗的濕潤(rùn)氣候區(qū)。該區(qū)經(jīng)濟(jì)以林、農(nóng)、副業(yè)為主，盛產(chǎn)杉、松和楠竹，勞動(dòng)力充足。礦山依法于株洲市國(guó)土資源局和茶陵縣國(guó)土部門擬定的礦山范圍和拐點(diǎn)坐標(biāo)及開(kāi)采深度如下表1-1所示。拐占八、號(hào)直角坐標(biāo)拐占八、號(hào)直角坐標(biāo)X (m)Y (m)X (m)Y (m)129558003847360022955000384738003295470038473000429556

4、5038472700面積為 0.80Km2,開(kāi)采高程：+400 米至+200 米注：坐標(biāo)采用 1954 年北京坐標(biāo)系，咼程為 1956 年黃海咼程。表 1-1 礦山范圍和拐點(diǎn)坐標(biāo)礦區(qū)位于酃（縣）桂（東）南北向隆起帶北端，與湘東新華夏系茶（陵）永（興）斷陷盆地東交合 部位。區(qū)內(nèi)廣泛出露奧陶系、泥盆系及白堊系地層。奧陶系為一套淺海相淺變質(zhì)砂泥質(zhì)巖層，厚度大于 2000米；泥盆系以砂巖，砂頁(yè)巖，灰?guī)r為主，厚度大于1000 米；白堊系主要為紫紅色厚層狀砂巖及砂巖礫巖組成，厚度大于 1500 米礦區(qū)出露地層主要有第四系全新統(tǒng)（Q）殘破積層、沖積層和上奧陶統(tǒng)（03）巖層。上奧陶統(tǒng)（03）巖層根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資

5、料，相當(dāng)于五峰期天馬山組，為一套厚度巨大的淺海相碎屑 巖，巖層內(nèi)普遍產(chǎn)有筆石化石，巖性以中層至厚層狀淺變質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)板巖為主，夾淺變質(zhì)細(xì)砂巖， 絹云母板巖，局部夾似層狀，透鏡狀凝灰質(zhì)、長(zhǎng)石石英砂巖。常見(jiàn)粉砂巖、砂質(zhì)板巖、板巖構(gòu)成復(fù)理式第2頁(yè)韻律。巖石一般呈青灰色，但遭受風(fēng)化后變成黃褐色、紫紅色，總厚度大于700 米。凝灰質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖風(fēng)化后變?yōu)楦邘X土礦層，呈白色。湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四一六隊(duì)2019 年 2 月提交的湖南省茶陵縣大古坑礦區(qū)高嶺土礦資源儲(chǔ)量報(bào)告，全礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)三個(gè)含礦層，編號(hào)為S1、S2、S3，圈定五個(gè)礦體，分別編號(hào)為V1、V2、V3、V4、V5，礦區(qū) V1-V5 礦體均屬同

6、一種礦石類型，即白色土狀至土塊狀高嶺石，由凝灰質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖 強(qiáng)烈風(fēng)化所形成。礦石為泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，土狀至土塊狀構(gòu)造，質(zhì)地松軟，遇水膨脹崩解，可塑性中等。資源 儲(chǔ)量見(jiàn)表 1-2 所示。資源儲(chǔ) 量類型 礦體編號(hào)332333小計(jì)V15.02.377.37V22.745.678.41V34.03.987.98V46.05.4711.47V58.04.5012.50表 1-2 資源儲(chǔ)量估算結(jié)果根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知，是對(duì) V3礦體進(jìn)行設(shè)計(jì)，現(xiàn)介紹 V3礦體相關(guān)情況：由地質(zhì)圖可知，礦區(qū)范圍大，但是礦脈厚薄不等，礦區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，總體上為一倒轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造，背斜 軸部位于礦區(qū)中部，總體走向近東西，東段轉(zhuǎn)向南東；南翼為正常翼

7、，地層產(chǎn)狀為 130-140 Z 30-40 , 北翼為倒轉(zhuǎn)翼，地層產(chǎn)狀為170-200 Z 44-75 ，轉(zhuǎn)折端向東偏南傾伏，產(chǎn)狀變化較大。$含礦層位于礦山中部，共圈定三個(gè)礦體(V“ V2、V3)厚 0.20-10.35 米。V3礦體分布于 V2礦體西北側(cè)，有 TC5 TC4 PD3 等工程控制，礦體呈透鏡狀順層產(chǎn)出，為倒轉(zhuǎn)翼，礦體出露標(biāo)高 265-308 米，控制長(zhǎng) 110 米，厚 2.34-14.30 米，平均厚 8.32 米，傾向 157-175 度，傾角 44-75度。其總體特征：中部膨大，往西尖滅，往東相變?yōu)闇\變質(zhì)粉砂巖，砂質(zhì)板巖。該礦體與V、V2礦體屬同一層位，其頂?shù)装鍘r性特征大

8、體相當(dāng)，但該礦底板的局部地段見(jiàn)硅化破碎現(xiàn)象。該礦區(qū) V1-V5礦體均屬同一種礦石類型，即白色土狀至土塊狀高嶺石，由凝灰質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖強(qiáng)烈 風(fēng)化所形成。礦石為泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，土狀至土塊狀構(gòu)造，質(zhì)地松軟，遇水膨脹崩解，可塑性中等。具體化學(xué) 成分見(jiàn)表 1-3 所示。礦體編號(hào)人応(%)Fe2O3(%)TiO2(%)SiO2( %)K2O(%)Na2OCaO (%)MgO燒石小-大小-大小-大小-大平均平均平均平均V118.26-20.891.04-1.360.03-0.0567.70-70.012.710.070.0504.1419.061.240.0469.31V26.89-21.800.88-1.470

9、.02-0.0667.07-72.072.680.0600.244.4719.581.080.0370.07V317.01-20.551.00-1.500.02-0.0867.47-73.372.400.0700.145.3818.901.320.0470.03V418.49-21.01.02-1.340.04-0.0869.04-72.612.460.0700.055.1219.301.200.0670.34V518.04-20.211.02-1.310.03-0.0468.51-71.662.90.0700.054.34第3頁(yè)18.561.100.03270.63全區(qū)平均19.071.16

10、0.0470.092.630.0700.114.71表 1-3 各礦體的化學(xué)成分礦區(qū)地層巖性較復(fù)雜，部分礦體出露地表，地質(zhì)構(gòu)造雖不甚發(fā)育，但有一大型的斷裂構(gòu)造帶在1 號(hào)礦體附近經(jīng)過(guò)。對(duì)礦體在爆破等動(dòng)力荷載下穩(wěn)定性有一定影響，局部地段有發(fā)生礦山工程地質(zhì)問(wèn)題的可能。綜合以上工程地質(zhì)條件，工程地質(zhì)條件屬層狀堅(jiān)硬巖類的簡(jiǎn)單類型，適于露天開(kāi)采。礦區(qū)水文地質(zhì) 條件屬簡(jiǎn)單類型，本礦山地層主要為上奧陶統(tǒng)（03）巖層，巖性以中層至厚層狀淺變質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)板巖為主，巖石結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬、 難風(fēng)化，巖石抗壓強(qiáng)度大，均屬堅(jiān)硬巖類。巖石穩(wěn)定性很好，未見(jiàn)滑坡、 崩塌等外動(dòng)力現(xiàn)象，礦山環(huán)境地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型。1.3設(shè)計(jì)要求1.

11、參數(shù)要求由任務(wù)書(shū)可知，礦山日生產(chǎn)能力為2000 噸，年工作日 300 天，三班工作制。最終階段坡面角，上盤41o，下盤 44o。2 格式要求嚴(yán)格按科研論文的排版格式；頁(yè)面設(shè)置：頁(yè)邊距：上2 厘米，下 2 厘米，左 2.5 厘米，右 2 厘米，頁(yè)眉 1.5 厘米，頁(yè)腳 1.75 厘米 間距：段前 0 行，段后 0 行 行距：固定值，15.6 磅（題目行、公式行采用單 倍行距）；字體和字號(hào)一級(jí)標(biāo)題：四號(hào)，宋體和 Times New Roman 字體，加粗，靠左頂格；二級(jí)或三級(jí)標(biāo)題：小四號(hào)，宋體和 Times New Roman 字體，加粗，靠左頂格；正文部分：五號(hào)，宋體和 TimesNew Rom

12、an 字體；希臘字母用 Symbol 字體；圖題、表題：小五號(hào)，加粗，宋體和Times New Roman 字體；圖、表中文字用小；五號(hào) Times New Roman 字體，量與單位之間用“間隔；圖注與說(shuō)明、表注與說(shuō)明：小五號(hào) Times New Roman 字體。圖用 CAD 出圖，所有的圖紙都要圖簽，圖簽格式要統(tǒng)一。1.4設(shè)計(jì)提示（1）露天礦合理開(kāi)采深度設(shè)計(jì)在所給的地質(zhì)橫斷面上，按“的原則確定合理開(kāi)采深度，其步驟是：計(jì)算經(jīng)濟(jì)合理剝采比，并作“，：圖；按任務(wù)書(shū)中所指定的勘探線（8 個(gè)左右），用面積法計(jì)算出每個(gè)地質(zhì)橫斷面在相應(yīng)開(kāi)采深度下的境界剝采比” 廠；，曲線；求合理開(kāi)采深度 H: “；：

13、八與 廠兩曲線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為該斷面上的合理開(kāi)采深度。（2）調(diào)整開(kāi)采深度將所確定的各勘探線上的合理開(kāi)采深度投影到地質(zhì)縱斷面圖上，按調(diào)整深度的原則進(jìn)行調(diào)整，并將此深度再投影到各相應(yīng)的斷面上，確定各勘探線橫斷面上的最終開(kāi)采境界。（3）初步圈定露天開(kāi)采終了平面圖圈定露天礦底部周界，將調(diào)整后各地質(zhì)斷面圖上露天礦底部寬度投影到平面圖上，連接所有點(diǎn)成閉合曲線，并按滿足采掘運(yùn)輸條件進(jìn)行修整，即為露天礦底部周界。繪制具有各水平臺(tái)階坡底線的開(kāi)采終了平面圖。從底部周界開(kāi)始，按設(shè)計(jì)的邊幫組成要素，在圖低上繪制具有各水平臺(tái)階坡底線的開(kāi)采終了 平面圖。（4）開(kāi)拓坑道定線根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所給的出入溝方位、參數(shù)（包括聯(lián)絡(luò)平臺(tái)

14、參數(shù)）、運(yùn)輸設(shè)備規(guī)格，進(jìn)行開(kāi)拓坑道定線。（5）繪制露天開(kāi)采終了平面圖第4頁(yè)該圖為本課程設(shè)計(jì)的最終成果。在具有各水平臺(tái)階坡底線的開(kāi)采終了平面圖上，從定線后溝道的終點(diǎn)開(kāi)始，按溝道參數(shù)自上而下逐層繪制而成，要求曲線光滑，圖紙用鉛筆或上墨均可。(6)露天采礦工藝設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，完成露天礦床開(kāi)采的工藝設(shè)計(jì)，包括采(穿孔、爆破 )、裝、運(yùn)、排工藝過(guò)程所 需設(shè)備的選及參數(shù)的設(shè)計(jì)。1.5設(shè)計(jì)依據(jù)1. 湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四一六隊(duì)2000 年編寫(xiě)的湖南省茶陵縣大古坑礦區(qū)高嶺土礦普查報(bào)告 ;2. 湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四一六隊(duì)2019 年 2 月編寫(xiě)的 湖南省茶陵縣大古坑礦區(qū)高嶺土礦資源儲(chǔ)量報(bào)告 ;3

15、. 湖南省茶陵縣大古坑礦區(qū)高嶺土礦提供的有關(guān)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 ;4. 金屬非金屬礦山安全規(guī)程 ;5. 爆破安全規(guī)程 ;第2章 露天開(kāi)采境界的確定2.1確定露天開(kāi)采境界的原則露天開(kāi)采境界確定的原則有以下幾點(diǎn)：(1).圈定的露天開(kāi)采境界要保證露天采場(chǎng)內(nèi)采出的礦石有盈利，即采用的境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合 理剝采比；(2).要充分利用資源，盡可能把較多的礦石圈定在露天開(kāi)采境界內(nèi)，發(fā)揮露天開(kāi)采的優(yōu)越性；(3). 所圈定的露天采礦場(chǎng)的幫坡應(yīng)等于露天邊坡穩(wěn)定所允許的角度，以保證露天采礦場(chǎng)的安全生產(chǎn)；(4).用經(jīng)濟(jì)合理剝采比圈定的露天開(kāi)采范圍很大，服務(wù)年限太長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)按礦山一般服務(wù)年限確定初 期露天開(kāi)采的深度；(5)

16、.下列情況可適當(dāng)擴(kuò)大露天開(kāi)采境界： 按境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比圈定露天開(kāi)采境界后， 境界外余下的工業(yè)礦量不多， 經(jīng)濟(jì)上不 宜再用地下開(kāi)采；礦石和圍巖穩(wěn)固性差，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，水量大，礦石和圍巖有自燃危險(xiǎn)等，在安全上和技術(shù)上 不適合于地下開(kāi)采；(6).下列情況可適當(dāng)縮小露天開(kāi)采境界 開(kāi)采境界邊緣附近有重要建筑物、 構(gòu)筑物、 河流和鐵路干線等需要保護(hù)或難于遷移至露天采場(chǎng)影響 范圍之外；(7). 當(dāng)?shù)V體極不規(guī)則，沿傾向厚度變化大，礦體上部覆蓋層較厚或地形復(fù)雜(如境界內(nèi)有孤立山頭等)時(shí)，用境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比初步確定境界后，再用平均剝采比進(jìn)行校核；(8).如果基建剝離量大，初期生產(chǎn)剝

17、采比大，則需進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以確定用露天或地下開(kāi) 采；(9).對(duì)于特厚的剝采比很小的礦床，有時(shí)要根據(jù)勘探程度及服務(wù)年限確定露天開(kāi)采境界，而不應(yīng)該 按境界剝采比確定開(kāi)采境界。如硅石、白云石、石灰石及特厚巨大的鐵礦床， 主要是根據(jù)服務(wù)年限和勘 探程度確定合理的開(kāi)采深度2.2影響露天開(kāi)采境界的主要因素影響露天開(kāi)采境界的主要因素有：(1).自然因素。包括礦床埋藏情況、礦巖性質(zhì)、地形、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)以及礦石品位；(2).技術(shù)組織因素。包括技術(shù)水平、裝備水平及道路情況；(3).經(jīng)濟(jì)因素。包括基建投資、基建時(shí)間和達(dá)產(chǎn)時(shí)間、礦石的開(kāi)采成本和銷售價(jià)格，開(kāi)采過(guò)程中礦 石的貧化和損失，以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要

18、等。2.3露天開(kāi)采境界確定的主要程序及主要參數(shù)的確定2.3.1經(jīng)濟(jì)合理剝采比的計(jì)算在露天開(kāi)采單位產(chǎn)品的全部成本等于該類產(chǎn)品的價(jià)格為計(jì)算基礎(chǔ)， 計(jì)算時(shí)還可以考慮一定的利潤(rùn)指200m200m標(biāo)。假設(shè)產(chǎn)品為精礦，利用價(jià)格法，確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比(mi/m3)計(jì)算如下：nJH= AL-ei、/TLb(1)式中：AL露天開(kāi)采時(shí)精礦價(jià)格，元 /t，取 300 元/t ；TL露天開(kāi)采 1t 精礦需要的原礦量，t/t，取 8t/t ；ei利潤(rùn)指標(biāo)，20 元/t ；aL露天開(kāi)采獲得精礦的采、選費(fèi)用，取 12 元/m3；b露天開(kāi)采剝離費(fèi)用，元/m3，取 12 元/m3；33廠礦石體重，t/m，取 2.5t/m。故O

19、JH=(300-12-20)*2.5/(8*I2)=72.3.2最小底寬露天礦最小底寬：采用回返式調(diào)車時(shí)，最小底寬為Bmin= 2(Rcmin0.5bc- e)(3-1)式中：Rcmin汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑，m ；be汽車寬度，m；e-汽車距邊坡的安全距離，m。根據(jù)礦山年采剝總量和參照相關(guān)礦山數(shù)據(jù)，年生產(chǎn)能力73 萬(wàn) t，剝采比為 7:1,所以年運(yùn)輸總量為 511 萬(wàn) t,所以，選用型號(hào)為日本小松HD985 型自卸車與 WK-8 礦用挖掘機(jī)配套使用，HD985載重 105t,最小轉(zhuǎn)彎半徑為 12.5m，整機(jī)全寬 5.9mm。代入數(shù)據(jù)，得：Bmin= 2 (12.50.5 5.9 1) = 32.9

20、m取Bmin=33m。2.3.3開(kāi)采深度的確定在地質(zhì)剖面圖上，按境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比(即丐乞njh)的原則確定合理開(kāi)采深度，其步驟為：(1).在各橫剖面圖上初步確定露天開(kāi)采深度1) .根據(jù)礦巖的情況，初選最終邊坡角為上盤41,下盤 44;2) .在各橫剖面圖上作出若干個(gè)深度的開(kāi)采境界方案；3) .針對(duì)各個(gè)方案， 用面積法計(jì)算其境界剝采比nj；4) .將各方案的境界剝采比nj與開(kāi)采深度 H 繪成關(guān)系曲線， 再畫(huà)出代表經(jīng)濟(jì)合理剝采比的水平線，300m 280m 260m 240m 200m200m300m280m260m240m220m第7頁(yè)兩線交點(diǎn)的橫坐標(biāo) H,就是所要求的開(kāi)采深度，見(jiàn)

21、圖3-1。但此設(shè)計(jì)中當(dāng)將最終開(kāi)采標(biāo)高定為200m 時(shí),境界剝采比為 1.4,小于經(jīng)濟(jì)合理剝采比 7,故定開(kāi)采最低標(biāo)高為 200m，根據(jù)地質(zhì)， 確定最大開(kāi)采深度為108m。圖 3-1 開(kāi)采深度確定2.3.4最終邊坡角的確定露天礦的最終邊坡角，對(duì)剝采比有很大的影響。隨著開(kāi)采深度增加和邊坡角的減小，所需的剝巖量會(huì)急劇增加，因此從經(jīng)濟(jì)效果考慮， 希望邊坡角盡可能大；然而，有不少礦山由于盲目追求陡邊坡而造成滑坡事故，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。因此，選擇時(shí)應(yīng)同 時(shí)考慮安全因素和經(jīng)濟(jì)因素，在保證露天礦安全前提下，最終邊坡角盡可能大些，以減少剝離量。為了保證礦山正常生產(chǎn)，露天礦邊坡通常由安全平臺(tái)、清掃平臺(tái)、運(yùn)輸平臺(tái)及相應(yīng)

22、的坡面組成。安全平臺(tái) a, 般不小于 2m。清掃平臺(tái) b, 般每隔 23 個(gè)臺(tái)階設(shè)置一個(gè)，其寬度要保證清掃運(yùn)輸設(shè)備正常工作。當(dāng)運(yùn)輸平臺(tái)與安全平臺(tái)或清掃平臺(tái)重合時(shí)，其寬度要增加 12m。近年來(lái)，鑒于安全平臺(tái)和清掃平臺(tái)往往因?qū)挾炔粔蚨鸩坏綉?yīng)有作用，不少礦山取消安全平臺(tái)，將兩個(gè)臺(tái)階合并在一起， 然后設(shè)一個(gè)寬達(dá) 812m 的清掃平臺(tái)。還有人提出將 46 個(gè)臺(tái)階合并，設(shè)一個(gè)更寬大的清掃平臺(tái)，以 便清掃工作能采用大型設(shè)備。水平運(yùn)輸平臺(tái)c 和傾斜運(yùn)輸平臺(tái) d，其位置根據(jù)開(kāi)拓系統(tǒng)布置的運(yùn)輸線路確定。它們的寬度取決于運(yùn)輸設(shè)備類型、規(guī)格和線路數(shù)目。露天礦運(yùn)輸平臺(tái)最小寬度資料見(jiàn)表3-2。表 3-2汽車運(yùn)輸平臺(tái)最小

23、寬度(m)車寬分類-一-二二二四五六車身計(jì)算寬度(m)2.53.03.55.06.07.0載重量7203068100154運(yùn)輸單線8910121518平臺(tái)寬(m)雙線11.51314.517.522.526最終臺(tái)階坡面角與巖石性質(zhì)，巖層的傾角、傾向、構(gòu)造、節(jié)理，以及穿爆方法等因素有關(guān)。例如，當(dāng)巖層傾角大于 30,并且?guī)r層層理較發(fā)育時(shí)，若選取的臺(tái)階坡面角大于巖層傾角，巖石容易滑落。這時(shí)應(yīng)取臺(tái)階坡面角等于巖層傾角。露天礦設(shè)計(jì)一般采用的最終臺(tái)階坡面角資料見(jiàn)表3-3。表 3-3 臺(tái)階坡面角參考資料巖石堅(jiān)固性系數(shù) f15 208143712臺(tái)階坡面角()75 85707560 6545 60當(dāng)各種平臺(tái)確

24、定之后，露天礦最終邊坡角可按下式計(jì)算n送htan ：二-1-(8-21)二hcot亠二a t b- 二c1 111式中 3 最終邊坡角，;n臺(tái)階數(shù)目，9;h臺(tái)階高度，12m；a階段坡面角，65；a安全平臺(tái)的寬度，4mb 清掃平臺(tái)的寬度，9mc 水平運(yùn)輸平臺(tái)的寬度，15m；n1-安全平臺(tái)，5 個(gè)；n2-清掃平臺(tái)，2 個(gè)；第8頁(yè)n3-水平運(yùn)輸平臺(tái)，1 個(gè)；經(jīng)計(jì)算最終邊坡角為上盤31,下盤 33 。2.3.5繪制露天礦底部周界依據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，以勘探線的剖面圖為基礎(chǔ)確定底部周界和上部境界的范圍。將調(diào)整后各地質(zhì) 斷面圖上露天礦底部寬度投影到平面圖上，連接所有點(diǎn)成閉合曲線，并按滿足采掘運(yùn)輸條件進(jìn)行修整，

25、即為露天礦底部周界；2.3.6繪制露天礦開(kāi)采終了平面圖根據(jù)設(shè)計(jì)所確定的出入溝方位(依據(jù)圖紙情況指定)、參數(shù)(包括聯(lián)絡(luò)平臺(tái)參數(shù))、運(yùn)輸設(shè)備規(guī)格，進(jìn)行開(kāi)拓坑道定線。本礦山屬于凹陷露天礦，由于礦山外部公路未知，所以，出入溝方位在圖中任選以合理位置進(jìn)入采礦場(chǎng)，選用直進(jìn)折返式開(kāi)拓坑線布置到達(dá)各開(kāi)采水平，采剝作業(yè)是從采場(chǎng)的最高水平開(kāi)始進(jìn)行，逐層向下。隨著開(kāi)采水平下降，礦巖運(yùn)輸距離逐漸增加，汽車運(yùn)輸效率相應(yīng)降低，運(yùn)輸費(fèi)用隨之 增加，所以管理者應(yīng)在這方面加強(qiáng)管理，提高效率。底部標(biāo)高為 460m，最高一個(gè)臺(tái)階標(biāo)高為760m。從底部周界開(kāi)始，開(kāi)采深度300m，按設(shè)計(jì)的邊坡組成要素，在 1#圖紙上繪制具有各水平臺(tái)階

26、坡底線的開(kāi)采終了平面圖(見(jiàn)附圖)。第3章礦床開(kāi)拓運(yùn)輸方式3.1礦床露天開(kāi)拓的影響因素影響開(kāi)拓方法選擇的因素甚多，主要有：(1) .自然地質(zhì)條件，即地形、礦床地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及氣候條件等；(2) .生產(chǎn)技術(shù)條件，即礦山規(guī)模、礦區(qū)開(kāi)采程序、露天采場(chǎng)尺寸、高差、生產(chǎn)工藝流程、選用設(shè)備 類型及技術(shù)裝備等；(3) .經(jīng)濟(jì)因素，即礦山建設(shè)投資、礦石生產(chǎn)成本及勞動(dòng)生產(chǎn)率等。3.2礦床開(kāi)拓方案的確定3.2.1選擇開(kāi)拓方案的原則(1) .要求礦山基建時(shí)間短，早投產(chǎn)，早達(dá)產(chǎn)；(2) .要求生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，可靠，技術(shù)上先進(jìn)；(3) .基建工程量少，施工方便；(4) .基建投資少，尤其是初期投資要少；(5) .

27、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)低；(6) .不占良田，少占耕地。3.2.2礦床開(kāi)拓方案的確定本次設(shè)計(jì)鐵礦石礦山生產(chǎn)能力為2000t/d 的。根據(jù)地形地質(zhì)圖和給定的最低開(kāi)采標(biāo)高可知，礦區(qū)地形條件較為簡(jiǎn)單，屬于凹陷露天礦，由于公路運(yùn)輸靈活多變，所以選用公路開(kāi)拓運(yùn)輸方案。3.3礦山運(yùn)輸設(shè)備及其數(shù)量3.3.1運(yùn)輸設(shè)備類型的選擇根據(jù)礦山年采剝總量和參照相關(guān)礦山數(shù)據(jù)，年生產(chǎn)能力73 萬(wàn) t，剝采比為 11.3:1，所以年運(yùn)輸總量為 825 萬(wàn) t,所以，選用型號(hào)為日本小松 HD985 型自卸車與 WK-8 礦用挖掘機(jī)配套使用，HD985 最小轉(zhuǎn)彎半徑為12.5m，外形尺寸：10.6m x 5.9m x 5.1m 最大功率：7

28、53kW 額定載重：105t 車箱 容積：70m3。3.3.2運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量的確定(1).自卸汽車的臺(tái)班運(yùn)輸能力為：60GTK1A(2-1)式中：A自卸汽車運(yùn)輸能力，t/臺(tái).班；G-自卸汽車額定載重量，t ；K1-自卸汽車載重量系數(shù)，取K1=0.90 ；第9頁(yè)K2汽車時(shí)間利用系數(shù)，每日三班，取K2=0.75 ;T-汽車周轉(zhuǎn)一次所需時(shí)間，min,裝巖及等車時(shí)間取4mi n,所以,T(2 3) (17.5-60)6=27min，取 30min;代入數(shù)據(jù)，得臺(tái)班運(yùn)輸能力為：A=60 1058 0.90 0.75=1134臺(tái)班30(2).汽車工作臺(tái)數(shù)：QK3CHAK4式中：N自卸汽車需要臺(tái)數(shù)，臺(tái)；K3運(yùn)

29、輸不均衡系數(shù)，K3=1.051.15，取 K3=1.10 ;Q-露天礦年運(yùn)輸量，t/a ;C每日工作班數(shù)，3 班；H年工作日數(shù)，取 H=310 天；l1=vt/3.6式中：h 司機(jī)觀察反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離，m;(2-2)K4自卸汽車出車率。K4Ld二45Ldabe 45 27 3 0.5= 0.53;511 10000 1.10/廿 /所以，N=10.臺(tái)，取 10 臺(tái);3漢310匯1134漢0.533.4礦山運(yùn)輸線路參數(shù)設(shè)計(jì)3.4.1平曲線半徑2V_3.62gCiH)(2-4)式中：Rmin線路最小平曲線半徑，mv-汽車運(yùn)行速度， km/h;J輪胎與路面間橫向拈著系數(shù)，其值為0.060.22，

30、取 0.16 ;iH路面橫坡，iH=26% 取iH=4%o代入數(shù)據(jù)，得：17.523.629.8(0.16 0.04)=12.1:13m20m下坡時(shí)停車視距為：2ST2=17.5 2/3.6 1.05 17.5 /254 (0.45 0.03-0.08) 10.6 = 23.48m20m由于計(jì)算的停車視距均大于20m 所以應(yīng)取為 24m3.4.3會(huì)車視距會(huì)車視距為：SH=2ST(2-6)代入數(shù)據(jù)，得：SH= 2ST=48m40m由于計(jì)算的會(huì)車視距大于40m 所以應(yīng)取為 48m。3.4.4道路通過(guò)能力道路通行能力與行車線數(shù)量、路面質(zhì)量與狀況、汽車運(yùn)行速度以及安全行車間距有關(guān)。1000 v K1K

31、2N12(2-7)ST式中：N道路通過(guò)能力，輛/h ;v-汽車運(yùn)行速度，km/h;K與挖掘機(jī)數(shù)量有關(guān)的運(yùn)行不均衡系數(shù)，取K=0.75 ;K2考慮會(huì)車、交叉口及制動(dòng)等因素的安全系數(shù)，一般K2=0.340.38 ,取K2=0.35 ;ST-停車視距，代入數(shù)據(jù)，得：1000漢17.5漢0.75漢0.35任N=199.7 200 輛/h。243.4.5道路寬度計(jì)算設(shè)計(jì)公路為礦山三級(jí)公路，所以，查表得，公路寬度 13.5m。又因道路寬度與車寬、車與車之間第9頁(yè)第12頁(yè)的安全間距以及距路面邊緣的距離有關(guān)，選用雙車道運(yùn)輸，根據(jù)公式:B = 2b x 2y式中：B雙車道路面寬度，m；b汽車兩后輪外緣的距離(汽

32、車總寬)，m;y 汽車后輪外緣至路面邊緣的距離，m 取 1m；x兩車之間的安全距離，mx =0.17 0.016 35=0.73m。代入數(shù)據(jù)，得：B=2 5.10.73 2 1 =12.93m13.5m，取 13.5m綜上所述，設(shè)計(jì)公路寬度為13.5m。3.5礦山運(yùn)輸能力塔東鐵礦年運(yùn)量為 825 萬(wàn)噸。第4章穿孔爆破4.1穿孔工作4.1.1穿孔設(shè)備選擇本礦山的年產(chǎn)量是73萬(wàn)t,，屬于中小型露天礦，礦山采用KQZ100 潛孔鉆機(jī)，該鉆機(jī)的 特征參數(shù)見(jiàn)表4-1。表 4-1 KQZ100 潛孔鉆機(jī)技術(shù)特征參數(shù)型號(hào)KQZ100適用巖石f=6-20鉆孔直徑83-100mm最大經(jīng)濟(jì)鉆深25m一次性推進(jìn)長(zhǎng)度

33、1000mm鉆具轉(zhuǎn)速0-93r/min使用氣壓0.5-0.7Mpa耗氣量12M3/min最大推動(dòng)力6000N4.2爆破工作4.2.1爆破方法選擇考慮對(duì)爆破質(zhì)量、爆破安全和爆破經(jīng)濟(jì)上的要求，本礦山露天開(kāi)采設(shè)計(jì)中選用逐孔起爆技術(shù)，可以有效地控制大塊率和爆破地震效應(yīng)，從而可以改善爆破效果。4.2.2爆破材料炸藥：采用乳化炸藥，其抗水性能強(qiáng)，爆炸威力高。起爆器材：采用高精度導(dǎo)爆管雷管。4.2.3鉆孔形式和布孔方式鉆孔形式：由于選用的是潛孔鉆機(jī)，且是中小型露天礦山，故可選用傾斜孔。(2-8)第13頁(yè)布孔方式：多排孔矩形布置。4.2.4爆破參數(shù)的確定(1)炮孔直徑 D第14頁(yè)根據(jù)鉆孔設(shè)備取 D=100mm

34、 ;(2) .傾斜孔抵抗線 W按底盤抵抗線 W 與臺(tái)階高度 h 的關(guān)系確定：W=(0.60.9)h(4-4)式中：W-底盤抵抗線，m；h臺(tái)階高度，m。代入數(shù)據(jù)，得：W=0.7 X 12=8.4m(4-5)(3) .鉆孔超深 L：L =(030.35)W(4-10)代入數(shù)據(jù)，得：L =0.25 8.4 = 2.1m(4) 傾斜孔孔深 L :L=L+H/sin a故上盤孔深 L=2.1+12/sin44 =19m,下盤孔深 L=2.1+12/sin41 = 20m(4).充填長(zhǎng)度LeW(4-11)式中：e 充填系數(shù)，傾斜孔 e=0.91.0,取 0.9。代入數(shù)據(jù)，得：L2= 0.9 8.4 = 7.56m，取 7.6m。(5).裝藥孔的孔距與排距孔距 a1取 8m，排距 a2取 7m。(5).炸藥單位消耗量q和每孔裝藥量Q根據(jù)礦巖的情況，選取炸藥的單耗q=0.3 kg/m3。每孔裝藥量Q的確定:Q1=0.3 X 8X 8.4 X 12=242kgQ2=1.1 X 0.3X 7X 8.4 X 12=233kg前排孔:Qr= qa1Wh(4-12)后排孔:Q2= tqa2bh(4-13)式中：t后排孔藥量增加系數(shù), 代入數(shù)據(jù)，得：t=1.1 1.2。第15頁(yè)425裝藥、起爆方法第16頁(yè)裝藥結(jié)構(gòu)圖，如圖:裝藥：采用炸藥混裝車間隔連續(xù)裝藥；