鐵礦露天開(kāi)采工藝設(shè)計(jì)

鐵礦露天開(kāi)采工藝設(shè)計(jì)鐵礦礦區(qū)內(nèi)只有一條礦體，礦山原為井下開(kāi)采，礦山原井下開(kāi)采設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)Fe精粉位66%）22.4萬(wàn)t,采礦方法為淺孔留礦法。礦區(qū)原條井筒（主井、南山井、東井和風(fēng)井4條井筒變形嚴(yán)重，已不可利用。井下回采完畢，礦山地表已形成露天采坑，采坑底6標(biāo)高為T山已對(duì)937m以上和887m至937m的采空區(qū)做了處理，消除了采空區(qū)?，F(xiàn)礦區(qū)礦體剩余礦量萬(wàn)t。為合理開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源，增加礦山經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)采方式轉(zhuǎn)為露天開(kāi)采，生產(chǎn)規(guī)模為開(kāi)采方法為分臺(tái)階自上而下開(kāi)采。1經(jīng)濟(jì)合理剝采比露天礦開(kāi)采是把覆蓋在礦體上部及其周圍的浮土和圍巖剝?nèi)ィ褟U石運(yùn)到排土場(chǎng)，從敞露的礦體上直接采出礦石量的比例稱為剝采比。剝采比是露天開(kāi)采的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)扌采用境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的原則，進(jìn)行露天開(kāi)采境界的圈定，同時(shí)核算境界內(nèi)的平均剝采比，使其滿足平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比。利露天礦優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件”和CAD技術(shù)，依據(jù)勘探線剖面圖等資料繪制的14張水平分層平面圖（垂直間距即開(kāi)采階段i12m最高標(biāo)高1028m最低標(biāo)能60m）,用計(jì)算機(jī)先后對(duì)不同的剝采比進(jìn)行比對(duì)，最后經(jīng)濟(jì)合理剝采比確mi^m3。2露天采場(chǎng)特征鐵礦上部覆誨0?40m厚的第四系，為盡早投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)，并盡可能減少基建剝巖量，均衡生產(chǎn)剝采比，設(shè)計(jì)扌巴-4勘探線間的地段做為首采區(qū)進(jìn)行開(kāi)采扌m標(biāo)高以上礦體采用露天開(kāi)采，由于開(kāi)采872m標(biāo)高以下礦體剝采比較大，不適宜露天開(kāi)采72m標(biāo)高以下礦體暫做為儲(chǔ)備礦源，待露天開(kāi)采后期并補(bǔ)充勘查后安排地下開(kāi)采。2.1邊坡構(gòu)成要素露天采場(chǎng)的階段高度為2m采場(chǎng)工作水平階段標(biāo)高1016m1004m、992m980m968m956m、944m932m920m908m896m、884m和872m鐵礦地表北部山勢(shì)陡峭992m開(kāi)采臺(tái)階的標(biāo)高即為封閉圈。最終階段坡面角：第四系地層為基巖為65。。2.2最終境界特征露天采場(chǎng)最終邊坡根據(jù)礦體和圍巖的力學(xué)性質(zhì)、開(kāi)采深度、礦山服務(wù)年限等因素確定，采用類比法并結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范確定露天采場(chǎng)的最終邊坡角。第四系地層總體邊坡角基巖部分總體邊坡角為50。。最終邊坡兩個(gè)臺(tái)階并段，高度為肌布置8m寬的清掃平臺(tái),3m寬的安全平臺(tái)。按行駛0t左右自卸汽車考慮運(yùn)輸平臺(tái)寬度：?jiǎn)诬嚨罏樽罱K境界特征見(jiàn)表扌表1 最終境界主要特征表指標(biāo)名稱單位指標(biāo)開(kāi)米最咼臺(tái)階標(biāo)咼m1028封閉圈標(biāo)咼m992露天底標(biāo)咼m872地表最大尺寸（長(zhǎng)寬）m576Q70底部最大尺寸（長(zhǎng)寬）m137Q0上盤度47.55最終邊坡角下盤度45.23東北端度41.65西南端度48.69境界內(nèi)礦石量萬(wàn)t130.79境界內(nèi)巖土量萬(wàn)t1256.70境界內(nèi)礦、巖土合計(jì)萬(wàn)t1387.49平均剝采比t/t9.613開(kāi)采工藝礦區(qū)內(nèi)礦體賦存于黑云母花崗巖與大理巖的接觸帶中，屬于隱伏礦體，礦體從南西向北東頂?shù)装迓裆钪饾u加大，在勘探線、勘探線埋深均大于0譏礦體在平面上呈向北西弧形產(chǎn)出，弧頂位于勘探線附近，即沿走向礦體產(chǎn)狀變化較大線以南礦體呈北東0°走向，傾向北西，傾角5?60。，呈透鏡狀產(chǎn)出;3線以東轉(zhuǎn)為近東西走向，傾向北，傾0?60。，呈似層狀產(chǎn)出。礦體控制總長(zhǎng)大于770m礦體厚度較大，最厚2.58m最薄為3.66m平均16.29m礦石品位也有由中部3線附近)向兩側(cè)變低的趨勢(shì)，特別是東部更加顯著。礦體平均品8%品位變化系數(shù)0.60%該鐵礦為矽卡巖型礦床，磁鐵礦體賦存于陽(yáng)起石、透輝石、石榴石矽卡巖中，礦體直接圍巖為石榴石矽卡巖、透輝石矽卡巖。礦石的自然類型為磁鐵礦石，工業(yè)類型為需選磁鐵礦礦石。開(kāi)采工藝流程見(jiàn)圖1。3.1穿孔爆破工作3.1.1穿孔工作根據(jù)開(kāi)采規(guī)模、礦巖性質(zhì)和礦山生產(chǎn)實(shí)踐，深孔作業(yè)選6用型高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)，孔徑0mmWd=(25~45)a=mWdb=(0.9?0.95Wdh=(0.05?0.30Wd其中Wd為底盤抵抗線m)；d為孔徑,160mma為孔距(m)；m為調(diào)節(jié)系數(shù),1.0；b為排距(m)；h為鉆孔超深m)o根據(jù)以上公式計(jì)算得出Wd=4.8ma=5n、b=4.5n、h'=2mo設(shè)計(jì)確定深孔的孔網(wǎng)參數(shù)5hx4.5m深孔布置為傾斜深孔延米爆破量礦石為4.64t/m巖石為51.30t/m孔深14m(其中炮孔超深m)經(jīng)計(jì)算礦山共需-160型高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)臺(tái)。采場(chǎng)臨近最終邊坡時(shí)采用T-160型高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)打預(yù)裂孔，以防爆破破壞邊坡的穩(wěn)定性。圖1開(kāi)采工藝流程圖3.1.2爆破危險(xiǎn)區(qū)界線按《爆破安全規(guī)程》要求，采用深孔爆破，二次破碎用碎石錘對(duì)大塊礦巖進(jìn)行破碎。爆破只在白班進(jìn)行，配備了足夠的壓氣設(shè)備。設(shè)計(jì)確定爆破危險(xiǎn)區(qū)界線為(對(duì)建筑進(jìn)行保護(hù)，人員采取避炮措施)，工業(yè)場(chǎng)地布置在爆破危險(xiǎn)區(qū)之外，在采場(chǎng)內(nèi)適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置避炮棚。礦山爆破采用定時(shí)爆破制度，爆破前發(fā)出警戒信號(hào)，人員及設(shè)備撤到安全地點(diǎn)及警戒界線以外，各水平均設(shè)避炮棚，確保采場(chǎng)工作人員安全。3.1.3爆破方式采用多排孔微差擠壓爆破方法進(jìn)行深孔爆破，炮孔呈三角型布置i采場(chǎng)最終境界線時(shí)，采用預(yù)裂爆破，以減少爆破對(duì)最終邊坡的破壞和邊坡清理工作。深孔爆破采用導(dǎo)爆管非電#巖爆炸藥爆破。水孔用乳化油炸藥，組合雷管起爆。爆破工作均在白班進(jìn)行。爆破材料消耗見(jiàn)表表2爆破材料消耗表材料名稱單位萬(wàn)t消耗年耗乳化炸藥t2.54752#巖石炸藥t0.05812組合雷管發(fā)30.125723導(dǎo)爆管353670703.2裝載工作礦山年生產(chǎn)礦石規(guī)模為0萬(wàn)t；礦山實(shí)行連續(xù)工作制度，年工30天，每天3班，每班8小時(shí)。露天采場(chǎng)臺(tái)階高度為2m考慮汽車運(yùn)輸平臺(tái)寬度（單車道）9為礦山年均采剝總量90萬(wàn)t,基建期剝巖量較大，基建剝離量702.54萬(wàn)t,其中第四系78.59萬(wàn)t,巖石23.95萬(wàn)t。每臺(tái)PC450-7挖掘機(jī)效率為40-160萬(wàn)t/a,每個(gè)水平可布置挖掘機(jī)2臺(tái)，采場(chǎng)同時(shí)工作臺(tái)階為2個(gè)。依據(jù)上述因素結(jié)合礦山實(shí)際。共需斗容為誼的PC450-7挖掘機(jī)3臺(tái)，作為工作面的主要采裝設(shè)備。為方便生產(chǎn)配礦和進(jìn)行場(chǎng)地平整等輔助工作，采場(chǎng)G953II型前裝機(jī)2臺(tái)、TY220B型推土機(jī)2臺(tái)。3.2.1挖掘機(jī)臺(tái)班能力Qc=3600EKTn/tK式中，E為挖掘機(jī)斗容,2.1nf；%為滿斗系數(shù),0.85；T為班工作時(shí)間,8h；n為時(shí)間利用系數(shù)，0.8；t為裝一斗的循環(huán)時(shí)間40s,%為松散系數(shù),1.5。由以上公式計(jì)算得出c=685m/（臺(tái)班）3.2.2挖掘機(jī)數(shù)量N=1000（A/（QcWC）式中，A為年采剝總量,190萬(wàn)t/a；W為年工作天數(shù),330dC為日工作班數(shù),3班。由以上公式計(jì)算得出=2.8臺(tái)，故共需斗容為.1皿的PC45（—7挖掘機(jī)3臺(tái)。3.3運(yùn)輸作業(yè)露天采場(chǎng)的平面尺寸不大,x^=576m>270m采場(chǎng)封閉圈以上山坡露天高度為m深凹露天深度為120m根據(jù)采場(chǎng)條件，設(shè)計(jì)采用汽車開(kāi)拓運(yùn)輸方案。汽車運(yùn)輸工藝簡(jiǎn)單、機(jī)動(dòng)靈活、安全可靠、礦山建設(shè)速度快、可以早投產(chǎn)、早達(dá)產(chǎn)、而且占地少、基建工程量小。采場(chǎng)總出入溝口位于采場(chǎng)東端，標(biāo)高為n。在采場(chǎng)西面現(xiàn)已堆存部分廢石，影響）04m水平廢石的運(yùn)出，因此山坡露天部分在采場(chǎng)西部只設(shè)一個(gè)出口，標(biāo)高6為。為減少?gòu)U石運(yùn)距，此出口同時(shí)作為深凹露天剝離廢石的臨時(shí)出980m水平以上的206.01萬(wàn)t廢石由此運(yùn)出，廢石運(yùn)輸距離可減少約1kmo深凹露天采場(chǎng)的運(yùn)輸?shù)缆窂目偝鋈霚峡谘夭蓤?chǎng)邊緣以螺旋線型方式下至采場(chǎng)底。根據(jù)礦山年運(yùn)輸量、運(yùn)輸距離及裝載機(jī)規(guī)格，設(shè)計(jì)采用250SB自卸汽車（載重0t）可滿足生產(chǎn)要求。3.3.1運(yùn)輸設(shè)備選擇及數(shù)量計(jì)算（1） 運(yùn)輸設(shè)備選擇據(jù)甲方介紹，該礦現(xiàn)有載重t的自卸汽車50輛。該車車廂平裝容積為.3m。（2） 運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量計(jì)算計(jì)算參數(shù)：汽車載重利用系數(shù)：礦石19&土和巖石：1；鏟斗裝滿系數(shù)0.9；汽車裝載斗數(shù)：礦石6；巖石：9；土:10；工作時(shí)間利用系數(shù)0.&運(yùn)輸不均衡系數(shù)1.15；挖掘機(jī)作業(yè)循環(huán)時(shí)間40〃；入換時(shí)間：10〃；汽車平均運(yùn)行速度13km/h汽車卸載時(shí)間：；調(diào)、停時(shí)間：；汽車出車率：75%。經(jīng)計(jì)算，運(yùn)輸計(jì)算年（第二年）需在用生產(chǎn)汽輛，運(yùn)輸計(jì)算年（第二年）需在用生產(chǎn)汽車輛，在籍生產(chǎn)汽車7輛。在籍汽車綜合效率23.23萬(wàn)t/臺(tái)a。3.3.2礦山道路確定以小時(shí)單向交通量確定生產(chǎn)道路級(jí)別；道路小時(shí)單向交通量輛于礦山道路為三級(jí)道路。因礦山服務(wù)年限較短、運(yùn)量較小，道路技術(shù)指標(biāo)均取較低值，道路路面采用中級(jí)路面。確定礦山道路等級(jí)為三繾路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如!最小平曲線半徑為5m道路最大縱坡為％；緩和坡段長(zhǎng)度為Omo該礦為即有礦山，本次設(shè)計(jì)所增道路僅km服務(wù)年限為年（山坡露天道路僅用年），設(shè)計(jì)不再配備輔助運(yùn)輸及養(yǎng)路設(shè)備。3.4排土工作3.4.1排土場(chǎng)堆排方式廢石運(yùn)輸采用汽車，排土場(chǎng)采用汽車土機(jī)排土方式。礦山早期（前兩年）廢石量大，排土場(chǎng)道路布線采用前進(jìn)式。3.4.2排土場(chǎng)容量及設(shè)計(jì)參數(shù)采場(chǎng)中采出的廢棄物按兩個(gè)品種堆存以利于將來(lái)復(fù)土造田和廢石場(chǎng)穩(wěn)定。廢棄物總量見(jiàn)表表3 廢棄物總量表廢棄物種類單位土廢石合計(jì)重量萬(wàn)t678.59578.111256.70體積（實(shí)方）萬(wàn)m3339.3217.33556.63V效萬(wàn)m3366.95279.81646.76排土場(chǎng)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表表4 排土場(chǎng)設(shè)計(jì)參數(shù)土體重廢石體重表土堆置后的松散系數(shù)廢石堆置后的松散系數(shù)排土場(chǎng)容積富裕系數(shù)安全平臺(tái)寬度排土場(chǎng)安息角t/m3t/m3度2.02.661.051.251.0320383.4.3場(chǎng)址選擇礦區(qū)地處溝谷之中，地勢(shì)南北高中間低、西高東低。廢石向東排比較好。但東面建筑物較多，還有其它鐵礦。因此，本礦廢石只能向西排棄。本礦廢石中土的量比較大，堆置高度受到限制。設(shè)計(jì)采用雙水平低臺(tái)階方式，標(biāo)高分別為和1055m1028m排土場(chǎng)最大堆置高度約4m1028m水平堆置第一年排出的大部分dV,效=222.8萬(wàn)m3；1055排土場(chǎng)堆置高度為7m1055m水平堆置第二年排出廢石（含部分土）效=379.0萬(wàn)m3。該水平有少部分土，與廢石分堆。礦山生產(chǎn)至第五年920m水平靠幫。在采場(chǎng)東面20m水平以上留有一條長(zhǎng)約40m的