露天礦開采技術課程設計指導書

露天礦開采技術課程設計指導書昆明冶金高等?？茖W校礦業(yè)學院設計任務金屬礦床露天開采畢業(yè)設計是在學生獲得《爆破工程》、《采掘機械》、、《礦山巖體力學》、《礦山安全與環(huán)?！泛汀督饘俚V床露天開采》等專業(yè)課程理論知識，并完成礦山生產實習的基礎上進行的。本課程設計的任務是：1）根據礦山提供的地質資料，進行露天開采方案設計具體內容：①能進行開采方式選擇并進行簡單的論證；②確定礦山生產能力并能進行驗算；③確定采場邊坡參數；④經濟合理剝采比及采深的確定；⑤境界的確定及境界內資源量估算；⑥穿孔爆破、鏟裝運輸與排土等開采工藝設計；⑦設備選型；⑧開拓方式選擇與比較；⑨總圖優(yōu)化布置；⑩勞動定員；其它，包括基建工程及采剝計劃，礦山安全與環(huán)保，安全措施等。2）提交設計說明書及圖紙設計最終提交成果為設計說明書及圖紙，說明書應反映設計思想，設計過程及設計最終結果，圖紙應包括總平面布置圖、開采終了平面圖、基建終了平面圖以及開采終了及基建終了縱橫剖面圖等。設計注意事項課程題目來源于實際礦山資料，整個設計由學生獨立完成，指導教師負責答疑，檢查設計進度，核定補充條件。本畢業(yè)設計由圖紙、圖表、說明書組成。圖紙、圖表是本次設計的主要組成部份，圖紙用AutoCAD繪制，要求正確整潔，比例恰當，標清各部分尺寸及規(guī)格。設計說明書包括文字敘述、計算、表格和必要的簡圖，說明書文字敘述要求簡單明了，力戒煩鎖。畢業(yè)設計必須在規(guī)定的時間內采用課外與課內時間按質按量完成，設計時間為四周（120學時）。成績的評定除按本大綱的要求外，還應考慮學生對本次設計的態(tài)度。3.設計主要內容與設計方法提示3.1開采方式選擇根據礦山提供的地質資料，尤其是礦床的開采技術條件，確定礦床的開采方式。礦床的開采技術條件主要包括：地形地質條件水文地質、工程地質條件及環(huán)境地質條件3.礦體賦存條件確定礦床的開采方式可能有以下3種情況：礦床上部宜用露天開采，下部宜用地下開采。礦床全部宜用露天開采。礦床使用地下開采不經濟，僅能在經濟允許前提下進行一定的露天開采。3.2生產能力確定及驗證根據礦床地質儲量及國家或企業(yè)的要求，確定合理的生產能力。初步確定生產能力后必須進行合理性驗證。生產能力驗證主要從以下兩方面進行：（1） 按經濟合理服務年限校驗礦山生產能力t=Qa/[A（1-P）]式中：t一礦山服務年限（a）Q—設計利用礦量（萬t）a一采礦回收率（%）A一礦山生產能力（萬t/a）8—礦石貧化率（%）對于大型、中型及小型礦山，其服務年限應在一合理的范圍，參考采礦設計手冊。（2） 從可布工作面數目分析根據礦床長寬尺寸，估算可布置工作面數及采區(qū)總長，同時工作的采裝設備數量，參照國內外內類礦山生產能力進行驗算。3.3采場邊坡參數確定根據開采地段礦、巖的物理力學性質及礦巖的結構、構造，結合現場邊坡的穩(wěn)定情況，并參照同類礦山的實際經驗，設計采剝工作臺階、非工作臺階、工作幫及非工作幫的參數。主要包括：工作臺階高度、工作臺階坡面角、最小工作平臺寬度、最小工作線長度、工作幫坡角、最終邊坡臺階高度、終了臺階坡面角、采場最終邊坡角、露天底最小寬度。臺階坡面角及最終邊坡角可參照表3—1確定。臺階高度主要受挖掘機工作參數的影響。1)平裝車時的臺階高度。爆堆高度應與挖掘機工作參數相適應，爆破后的爆堆高度Hb不大于最大挖掘高度Hwm即Hb-Hwm(m)若爆破的塊度不大，沒有粘結性，又不需要分別采裝時，爆堆高度可允許為最大挖掘高度的1.2-1.3倍。臺階高度也不能過低，否則鏟斗鏟裝不滿，挖掘機效率降低，同時臺階數目增多，鐵道及管線等鋪設與維護工作量增大。因此，松軟礦巖的臺階高度和堅硬礦巖的爆堆高度都不應低于挖掘機堆壓軸高度Ht的2/3，即所或Hb)^2/3Ht(m)式中 Ht一機械鏟推壓軸高度，即推壓軸距挖掘機站立水平的垂直距離(m)。表3—1臺階坡面角、最終邊坡角選擇表

巖石類別普氏系數巖石名稱臺階坡面角高度為下列值時的穩(wěn)定邊坡工作面非工作面<90m90-180m180~240m極硬15?20最堅硬致密的石英巖、玄武巖及其他極硬巖石，特別硬的花崗巖、石英斑巖，矽質頁巖、各種石英巖，極硬的砂巖和石灰?guī)r80°?90°75°?85°60°?68°57°?65°53°?60°堅硬8?14密質的花崗巖，特硬砂巖及石英巖脈，特硬鐵礦，石灰?guī)r，不堅硬的花崗巖，硬砂巖，硬大理巖、白云巖、黃鐵礦70°?80°70°?75°50°?60°48°?57°45°?53°中硬3?7普通砂巖、鐵礦、砂質頁巖、片狀砂巖，堅硬粘土質頁巖，非堅硬砂巖、石灰?guī)r、軟巖、各種頁巖、致密泥灰?guī)r60°?70°60°?65°43°?50°41°?48°39°?45°軟1?2侏羅紀粘土，軟質灰炭紀粘土，油性粘土，含有小碎石和礫石的重砂質粘土，漂礫土，片狀粘土，塊度達90mm礫石45°?60°45°?60°30°?43°28°?41°26°?39°極軟0.5?0.9軟油性粘土，輕重砂質粘土，濕的松散黃土，種植土泥炭，腐值土，砂腐值土，含小碎石的砂質壚姆35°?45°25°?40°21°?30°20°?25°2)上裝車時的臺階高度。為使礦巖能順利裝入運輸設備內，臺階高度應時時滿足下列兩個條件：(m)h^h^(Rx-Rwf~g)tga(m)式中Hxm 一挖掘機最大卸載高度(m)；『臺階上部水平至車輛上緣的高度(『臺階上部水平至車輛上緣的高度(m)；e一鏟斗卸載時斗底下緣至車輛上緣的間隙，一般元0.5—1.0m；R 一挖掘機最大卸載高度時的卸載半徑(m)；RxRwf 一挖掘機站立水平的挖掘半徑(m)；一臺階坡面角取最小值。該值的大小，應3.最小底寬的確定T開采深度越小，采出的礦日，度，露天礦底/礦場的技:底部勺寬度越大，露天的合理術經濟指標惡化，故底寬宜備的工作要求為準。g一臺階坡面角取最小值。該值的大小，應3.最小底寬的確定T開采深度越小，采出的礦日，度，露天礦底/礦場的技:底部勺寬度越大，露天的合理術經濟指標惡化，故底寬宜備的工作要求為準。對于鐵路運輸的礦山，露天礦的最小底部為B.=2R +T^^Ke~hctga^^g^a一挖掘機機體回轉半徑(m)；1 —鐵道線路寬度(m)；一挖掘機機體、邊坡及車輛三者之間的安全距離， =1.0?1.5m；—挖掘機機體的底盤高度(m)；—臺階坡面角)。

當采采用回返式調車采用折返式一汽車最小轉彎半徑（m）；車寬度（m）；—汽車距邊坡的安全ELC?\c.mir當采采用回返式調車采用折返式一汽車最小轉彎半徑（m）；車寬度（m）；—汽車距邊坡的安全距離3）；—汽車長度（m）；在確立露天礦境界時，若礦體厚度小于最小寬度，則底平面按最小寬度繪制；若礦體的厚度比最小寬度大得不多，則底平面可以礦體厚度為界；若礦體厚度遠大于最小底寬時，則按最小寬度作圖，并應考慮以下條件確定露天礦底的位置：(1)(1)使境界內的可采礦量最大，剝巖量最小;(2(2)使可采礦量最可靠，為此把露天礦的底置于礦體中間;（3） 使采出礦石的品位最高，這就是根據礦石的品位分布，確定露天礦的位置；從礦山采剝工程的要求來看，露天礦場的底寬相當于開段溝掘溝寬度，其寬度取決于掘溝方法及采掘設備。按工作安全條件要求，一般不小于20?30m。最小底寬可參照表3—2選擇。表3—2露天礦底平面最小寬度值運輸方式裝載設備運輸設備最小寬人工或1m3以下挖掘機窄軌（軌距600mm）101m3挖掘機窄軌（軌距762mm10鐵路運輸900mm)4m3挖掘機準軌（軌距1435mm）161m3挖掘機7t以下汽車16汽車運輸4m3挖掘機7t以上汽車203.4經濟合理剝采比及采深的確定1.經濟合理剝采比確定對于上部用露天開采，下部使用地下開采的礦床，確定經濟合理剝采比時采用原礦成本比較法：礦床露天開采課程設計指導書一、 設計題目露天礦山開采終了境界圈定。二、 課程設計要求根據任務書中所給出的露天開采礦石成本、地下開采礦石成本、剝離成本、礦石容重等礦山開采技術條件，按所給地質圖件，確定露天礦開采的運輸方式、設備型號和數量、臺階組成要素、最終邊坡角大小，露天礦開采境界，并繪制露天開采終了平面圖。基本要求如下：1） 設計參數，以及參數的計算過程應注明取值依據或簡述其理由；2） 用1#圖紙繪制露天開采終了平面圖，比例為1：2000；3） 扼要敘述作圖步驟和方法；4） 可直接在原始地質勘探剖面圖上確定開采深度，并將圖紙附在設計說明書中；5） 說明書力求通順、簡練、整潔，參數合理、計算正確，篇幅10頁左右，用計算機文稿打印。三、 設計過程指導露天礦合理開采深度設計在所給的地質橫斷面上的原則確定合理開采深度，其步驟是：計算經濟合理剝采njh,并作jh圖。2）按任務書中所指定的勘探線（8個左右），用面積法計算出每個地質橫斷面在相應開采深度下的境界剝采比曲線。求合理開采深度Hjh兩曲線交點的橫坐標即為該斷面上的合理開采深度。調整開采深度將所確定的各勘探線上的合理開采深度投影到地質縱斷面圖上，按調整深度的原則進行調整，并將此深度再投影到各相應的斷面上，確定各勘探線橫斷面上的最終開采境界。初步圈定露天開采終了平面圖1）圈定露天礦底部周界將調整后各地質斷面圖上露天礦底部寬度投影到平面圖上，連接所有點成閉合曲線，并按滿足采掘運輸條件進行修整，即為露天礦底部周界。2）繪制具有各水平臺階坡底線的開采終了平面圖。從底部周界開始，按設計的邊幫組成要素，在1#圖低上繪制具有各水平臺階坡底線的開采終了平面圖。開拓坑道定線根據設計任務書所給的出入溝方位、參數（包括聯絡平臺參麴、運輸設備規(guī)格，進行開拓坑道定線。繪制露天開采終了平面圖該圖為本課程設計的最終成果。在具有各水平臺階坡底線的開采終了平面圖上，從定線后溝道的終點開始，按溝道參數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。露天采礦工藝設計根據設計任務書，完成露天礦床開采的工藝設計，包括采（穿孔、爆破）、裝、運、排工藝過程所需設備的選及參數的設計。四、參考書（寫明名稱、編著者、出版社、出版時間）《采礦設計手冊》編委會.采礦設計手冊（上、下冊）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987.中國礦業(yè)學院.露天開采手冊（第二冊穿孔?爆破?采裝工程）.北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.中國礦業(yè)學院.露天開采手冊（第三冊鐵路?公路?膠帶輸送機）.北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.中國礦業(yè)學院.露天開采手冊（第五冊開采境界?開采程序?開拓?生產能力）.北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.《冶金礦山設計參考資料》編寫組.冶金礦山設計參考資料（上冊）.北京：冶金工業(yè)出版社，1973.《采礦設計手冊》編委會.采礦設計手冊（二）（礦床開采卷?技術經濟參