課程設(shè)計(jì)--90萬噸露天開采設(shè)計(jì)說明書

1、<p>　　本科生課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　題 目：石寶鐵礦中采區(qū)90萬噸露天開采設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p&

2、gt;<b>　　第一章地質(zhì)部分1</b></p><p>　　1.1 礦區(qū)地理位置和氣候1</p><p>　　1.1.1礦區(qū)地理交通位置1</p><p>　　1.1.2礦區(qū)氣候條件1</p><p>　　1.2 礦體地質(zhì)1</p><p>　　1.2.1 礦體的特征1</p

3、><p>　　1.2.2礦體與圍巖的性質(zhì)2</p><p>　　第二章 露天開采境界5</p><p>　　2.1 影響露天開采境界的主要因素5</p><p>　　2.2 確定露天開采境界的原則和方法依據(jù)5</p><p>　　2.2.1露天開采境界設(shè)計(jì)的考慮原則5</p><p>　　

4、2.2.2確定露天礦境界的主要原則如下6</p><p>　　2.2.3露天礦境界確定的方法與原則6</p><p>　　2.3 確定境界所需的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)7</p><p>　　2.3.1經(jīng)濟(jì)合理剝采比的選定7</p><p>　　2.3.2露天礦的最小底寬7</p><p>　　2.3.3采場最終邊坡角

5、8</p><p>　　2.3.4臺階最終坡面角和臺階高度8</p><p>　　2.3.5安全平臺和清掃平臺及運(yùn)輸平臺8</p><p>　　2.4 最終開采深度的確定9</p><p>　　2.4.1 境界剝采比的計(jì)算9</p><p>　　2.4.2最終深度標(biāo)高的確定9</p><p

6、>　　2.5 圈定露天礦開采境界的結(jié)果10</p><p>　　2.5.1露天礦底部周界10</p><p>　　2.5.2露天開采境界的參數(shù)10</p><p>　　第三章 礦巖采剝工程11</p><p><b>　　3.1 概述11</b></p><p>　　3.2 穿孔

7、工作12</p><p>　　3.2.1 穿孔設(shè)備的選擇12</p><p>　　3.2.2 設(shè)備生產(chǎn)能力的確定13</p><p>　　3.2.3 設(shè)備數(shù)量的計(jì)算13</p><p>　　3.2.4 二次破碎方法和所需的設(shè)備數(shù)量13</p><p>　　3.3 爆破工程15</p><

8、p>　　3.3.1 爆破方法的選擇15</p><p>　　3.3.2 爆破方法及爆破器材15</p><p>　　3.3.3 爆破參數(shù)的確定17</p><p>　　3.4 裝車工作18</p><p>　　3.4.1 采裝設(shè)備的選擇18</p><p>　　3.4.2 采裝工作面參數(shù)及工作平盤的配線

9、方式18</p><p>　　3.4.3 挖掘機(jī)生產(chǎn)能力的確定20</p><p>　　第四章 排土工作21</p><p>　　4.1 排土場位置的選擇及排土容積的計(jì)算21</p><p>　　4.1.1 選擇排土場位置的選擇21</p><p>　　4.1.2 排土場的容積21</p>&

10、lt;p>　　4.2 排土方法的選擇及堆置要素的確定21</p><p>　　4.2.1 選擇排土的方法21</p><p>　　4.2.2 排土工序22</p><p>　　4.2.3 確定排土場參數(shù)22</p><p>　　4.3 排土線生產(chǎn)能力23</p><p>　　第五章 露天礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指

11、標(biāo)24</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)25</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的是達(dá)茂旗石寶鐵礦中區(qū)露天開采，設(shè)計(jì)年產(chǎn)為90萬噸。設(shè)計(jì)臺階坡面角為70°。臺階高度為10m；安全平臺寬度為5m；清掃平臺寬度為16m，露天礦最小底寬為22m，由此確定露天礦上盤最終坡面角為39

12、6;，下盤最終坡面角為40°，采場最大長度734m，最大寬度為532m，最終開采底部標(biāo)高為1465m。露天礦境界內(nèi)可采儲量2474萬噸，可采年限28年。</p><p>　　運(yùn)輸設(shè)備為26輛BJ-374型自卸汽車和2臺WK-2型電鏟。均衡剝采比為2.65t/ t。設(shè)計(jì)采用3臺KQ—150型潛孔轉(zhuǎn)機(jī)進(jìn)行穿孔，斜線起爆。采用汽車運(yùn)輸——排土機(jī)排土。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 露

13、天開采 剝采比 穿孔 爆破</p><p>　　Abstract </p><p>　　This graduation project the surface mining in the middle section of Damaoqi iron which designed annual production is 900,000 tons. The operating

14、 pit geometry are determined as follow : the angle of bench slope is 70°the beach height is 10 m;the width of the safety platform is 5 m,the width of the cleaning platform is 16 m,the bottom width of the open-pit mi

15、ne is 22 m.Based on the parameters above, the final hanging wall slopes angle of the pit is 39°and the lower is 40°, the maximum length of th</p><p>　　Loading and hauling equipments are 26 Dump tru

16、cks of BJ-374, two excavators of WK-2.The equilibrium Stripping Radio is 2.65 t/t. One rotary drill blasting of KQ-150 is used for the peroration. The dump process is Automobile Transportation-dumping by overburden sprea

17、der. </p><p>　　Key words: Surface Mining Stripping Ratio </p><p><b>　　第一章地質(zhì)部分</b></p><p>　　1.1 礦區(qū)地理位置和氣候</p><p>　　1.1.1礦區(qū)地理交通位置</p><p&g

18、t;　　包頭市達(dá)茂旗石寶鐵礦有限責(zé)任公司(以下簡稱石寶鐵礦)，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市達(dá)茂聯(lián)合旗石寶鄉(xiāng)境內(nèi)，西南距包頭市198km,東南距呼和浩特市97 km,北距達(dá)茂旗政府所在地百靈廟鎮(zhèn)65km,呼百公路在礦區(qū)通過,并與包固百公路相通,公路交通便利。</p><p>　　1.1.2礦區(qū)氣候條件</p><p>　　礦區(qū)屬丘陵地區(qū),四周地勢比較平坦,海拔高度平均為1650~1655m.該地區(qū)

19、屬華北干燥大陸氣候,降雨集中在7~8月份,冬季較長。礦區(qū)周圍為半農(nóng)半牧區(qū)。</p><p><b>　　1.2 礦體地質(zhì)</b></p><p>　　1.2.1 礦體的特征</p><p>　　1.2.1.1礦床地質(zhì)</p><p>　　三合明鐵礦中部露頭區(qū)，自線XII以東F17斷層，長約1600m，礦體地表出露最長

20、達(dá)1250m，露頭最大寬度106米。礦體厚度變化變化較大。礦體沿傾斜方向最大延伸為450m，一般延伸為300m左右。隨深度增加逐漸變薄，并迅速尖滅，而品位亦有變低的趨勢。礦體形態(tài)基本為層狀或似層狀，因后期構(gòu)造運(yùn)動影響，產(chǎn)生一系列的傾伏褶皺構(gòu)造，礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀各處不一。</p><p><b>　　1.2.1.2地層</b></p><p>　　區(qū)內(nèi)出露的地層主要為下

21、元古界三合明群（Pt15），其次為新生界老第三系（E）和第四系（Q），該鐵礦賦存于三合明群之中。</p><p>　　三合明群含礦層自下而上分為六個(gè)巖段，但在中部露頭區(qū)僅出現(xiàn)四個(gè)巖段，由老到新分述如下：</p><p>　　a．下角閃巖段：下部為中細(xì)粒角閃巖夾石英巖、透閃巖扁豆體；上部為磁鐵透閃片巖、石榴黑云片巖夾斜長黑云片巖，條帶狀磁鐵石英巖、石英巖及石英透閃巖扁豆體。本層構(gòu)成中部露頭區(qū)

22、礦體的底板。</p><p>　　b．下磁鐵石英巖段：分布在礦區(qū)中部，為條帶狀磁鐵貧礦夾磁鐵透閃片巖、石英巖扁豆體。礦石以條帶狀構(gòu)造為主，沿礦層走向變化大，為本區(qū)中部露頭區(qū)的主礦體。</p><p>　　c．片巖段：該層為中部露頭區(qū)礦體的頂板圍巖，礦體為磁鐵透閃片巖，其次為石榴黑云片巖、石榴透閃片巖，上部為厚層石英巖夾透閃片巖，其次夾薄層磁鐵透鏡狀。</p><p>

23、;　　d．中角閃巖段：角閃巖—斜長角閃巖夾石英巖，透閃巖，赤鐵石英巖及透閃片巖透鏡體。</p><p>　　1.2.1.3 巖漿巖</p><p>　　礦區(qū)內(nèi)巖漿巖不甚發(fā)育，規(guī)模一般不大，均呈脈狀產(chǎn)出。已發(fā)現(xiàn)的有：閃長巖脈、閃斜煌斑巖脈、碳酸鹽巖脈、輝石閃長巖脈，其中輝石閃長巖脈在深部對礦體有較大的破壞作用。</p><p><b>　　1.2.1.4構(gòu)造

24、</b></p><p>　　a．褶皺構(gòu)造：礦區(qū)含礦地層產(chǎn)狀變化復(fù)雜，出現(xiàn)多個(gè)倒轉(zhuǎn)褶皺，因所在部位不同而異，中部露頭區(qū)ⅩⅧ勘探線以西，地層走向東北東，向南東傾斜，ⅩⅧ勘探線以東，地層走向轉(zhuǎn)為北西，向南西傾斜。</p><p>　　b．?dāng)嗔褬?gòu)造：礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，已發(fā)現(xiàn)大、小斷層20多處，對礦體有一定的破壞作用。斷裂構(gòu)造大體分為5組：東西向反沖逆斷層組、北東向正斷層組、北東

25、東向逆斷層組、北西向正斷層組及北北東向正、逆斷層組。</p><p>　　1.2.2礦體與圍巖的性質(zhì)</p><p>　　1.2.2.1礦石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造</p><p>　　礦石的自然類型可分為石英型磁鐵礦、石英閃石型磁鐵礦和閃石型磁鐵礦。中區(qū)西段與中段（ⅩⅩ線以西），以石英閃石型磁鐵礦礦石為主，其次為閃石型磁鐵礦礦石，石英型磁鐵礦礦石呈透鏡狀零星分布在石英閃石

26、型磁鐵礦礦石之中。</p><p>　　礦石結(jié)構(gòu)主要為：自形一半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，纖維狀、束狀、放射狀變晶結(jié)構(gòu)，包含變晶結(jié)構(gòu)，交代溶蝕結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為條帶狀、皺紋狀和細(xì)脈侵染狀構(gòu)造。</p><p>　　1.2.2.2礦石的礦物成分</p><p>　　有用礦物主要有磁鐵礦，次為赤鐵礦和褐鐵礦。脈石礦物以鐵閃石、鎂鐵閃石和石英為主。此外尚有黑云母、方解石和黃鐵礦

27、等。</p><p>　　1.2.2.3礦石的化學(xué)成分</p><p>　　礦石中的化學(xué)成分比較簡單，主要有益組份是鐵，未發(fā)現(xiàn)可供利用的其他有益組份。本次礦石是以SFe圈定。TFe最高含量為51.37%，平均含量為34.51%，SFe最高含量為44.59%，平均含量為27.52%。而SFe的含量主要集中于25-32%之間。露天采場的礦石平均品位TFe34.34%，SFe26.86%。<

28、;/p><p>　　礦石中有害組分主要是S和P，含量均較低，見表1-1.1-2。.</p><p>　　表1-1 有害雜質(zhì)含量</p><p>　　表1-2 礦石中造渣元素含量</p><p>　　1.2.2.4礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)</p><p>　　根據(jù)各種巖礦石的物理機(jī)械性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果表明：磁鐵礦及角閃巖

29、抗壓抗剪強(qiáng)度較大，巖礦石的穩(wěn)定性較好，而片巖及砂巖的抗壓抗剪強(qiáng)度較小，巖石的穩(wěn)定性差。風(fēng)化帶、斷層破碎帶及褶皺構(gòu)造帶的軸部，風(fēng)化及構(gòu)造裂隙發(fā)育，巖石的穩(wěn)定性不好，特別是片巖沙巖及斷層破碎帶等因抗壓抗剪強(qiáng)度低，穩(wěn)定性差，為露天采場邊破的不穩(wěn)定地段，開采是必須注意安全。</p><p>　　表1-3 礦、巖的物理力學(xué)性質(zhì)</p><p>　　1.2.2.5礦石儲量</p>

30、<p><b>　　一、工業(yè)指標(biāo)</b></p><p>　　表1-4 地質(zhì)報(bào)告儲量計(jì)算采用的工業(yè)指標(biāo)</p><p>　　SFe平均品位大于邊界品位而小于塊段最低平均品位的礦石為表外礦。</p><p>　　SFe平均品位大于或等于15%而小于20%，單獨(dú)進(jìn)行圈定和計(jì)算。</p><p><b&

31、gt;　　二、地質(zhì)儲量</b></p><p>　　地質(zhì)隊(duì)采用水平斷面法計(jì)算的礦石儲量為8492.88萬t(包括表外礦石儲量44.78萬t)。表內(nèi)儲量為8448.10萬t,其中B+C級7013.38萬t,D級1434.72萬t。石寶鐵礦自1988年建礦以來，截止2003年底，累計(jì)采出礦量1551.67萬t。本次設(shè)計(jì)計(jì)算了礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)保有礦石儲量B+C級5730.67萬t,B+C+D級7184.83萬t(

32、包括表外礦石儲量 44.78萬t)。</p><p>　　第二章 露天開采境界</p><p>　　2.1 影響露天開采境界的主要因素</p><p>　　影響露天開采境界的因素有很多，歸納起來有以下三方面：</p><p>　　1）自然因素。包括礦體埋藏條件和礦體勘探程度及儲量等級，礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)及工程地質(zhì)條件，礦區(qū)地形，水文地

33、質(zhì)條件。</p><p>　　2）經(jīng)濟(jì)因素。包括礦石的質(zhì)量和價(jià)值。原礦和精礦的成本及價(jià)格。基建投資和基建期限，國家及地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方針及政策。</p><p>　　3）技術(shù)組織因素。主要指露天和地下開采的技術(shù)水平和裝備水平和發(fā)展趨勢，以及制約及促進(jìn)其推廣應(yīng)用的技術(shù)及組織水平。</p><p>　　2.2 確定露天開采境界的原則和方法依據(jù)</p>&l

34、t;p>　　2.2.1露天開采境界設(shè)計(jì)的考慮原則</p><p>　　1）圈定的露天開采境界要保證露天采場內(nèi)采出的礦石由盈利，即采用的境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比</p><p>　　2）要充分利用資源，盡可能把較多的礦石圈定在露天開采境界內(nèi)，發(fā)揮露天開采的優(yōu)越性。</p><p>　　3）圈定的露天采礦場的幫坡角等于露天邊坡穩(wěn)定所允許的角度，以保證露天采

35、礦場的安全。</p><p>　　4）用經(jīng)濟(jì)合理剝采比圈定的露天開采范圍很大，服務(wù)年限太長時(shí)，應(yīng)按礦山一般服務(wù)年限確定初期露天開采深度。</p><p>　　5）開采境界邊緣附近有建筑物，、構(gòu)筑物、河流和鐵路干線需保護(hù)或難于遷移至露天采場影響范圍以外可適當(dāng)縮小露天開采境界。即境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比。</p><p>　　6）對工業(yè)設(shè)施留出一定的安全距離。&l

36、t;/p><p>　　2.2.2確定露天礦境界的主要原則如下</p><p>　　1)圈定的露天開采境界要保證露天采場內(nèi)采出的礦石有盈利，即采出的境界剝才比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比；</p><p>　　2)要充分利用資源，盡可能把較多的礦石圈定在露天開采境界內(nèi)，發(fā)揮露天開采的優(yōu)越性；</p><p>　　3)所圈定的露天采礦場的幫坡應(yīng)等于露天邊坡所

37、允許的角度，以保證露天采場內(nèi)的安全生產(chǎn)；</p><p>　　4)用經(jīng)濟(jì)合理剝采比圈定的露天開采范圍很大，服務(wù)年限太長時(shí)應(yīng)按礦山一般服務(wù)年限確定初期露天開采深度；</p><p>　　5)下列情況可以適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大露天開采境界：按境界剝才比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝才比圈定露天開采境界后境界外余下的礦量不多，經(jīng)濟(jì)上不宜再用地下開采；</p><p>　　6)開采境界邊緣附近有重要

38、的建筑物、構(gòu)筑物、河流和鐵路干線等需要保護(hù)，或難以遷移開采境界以外；排棄場占用大量農(nóng)田，征地困難；由于地形條件，造成基建工程量大和初期生產(chǎn)剝采比大；可以適當(dāng)?shù)目s小露天開采境界；</p><p>　　7)當(dāng)?shù)V體極不規(guī)則，沿傾向厚度變化大，礦體覆蓋層較厚或地形復(fù)雜時(shí)，有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)行核對；</p><p>　　8)如果基建工程量大，初期生產(chǎn)剝采

39、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采；</p><p>　　9)對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)年限確定露天開采境界，而不應(yīng)按境界剝采比確定開采境界。</p><p>　　2.2.3露天礦境界確定的方法與原則</p><p>　　圈定的露天開采境界要保證露天采場內(nèi)采出的礦石有盈利，即采用界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比（nj≤njh

40、）的方法來設(shè)計(jì)露天開采境界。</p><p>　　該方法的實(shí)質(zhì)：露天開采境界向下延伸時(shí)，露天開采的邊界經(jīng)濟(jì)效益不劣于地采經(jīng)濟(jì)效益。該原則的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是使整個(gè)礦床的開采盈利最大。</p><p>　　該方法的依據(jù)：該原則使用簡單，適用于覆蓋層不厚，礦體連續(xù)的礦床目前國內(nèi)外的礦山企業(yè)都普遍用這一原則圈定露天礦境界。本礦覆蓋層適中，礦體厚度變化不大，礦體規(guī)則，故適于使用這一原則。</p&

41、gt;<p>　　2.3 確定境界所需的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)</p><p>　　2.3.1經(jīng)濟(jì)合理剝采比的選定</p><p>　　經(jīng)濟(jì)合理剝采比是露天礦開采設(shè)計(jì)中確定露天礦最終境界的中重要依據(jù)，目前關(guān)于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的確定方法有很多，本礦使用的比較法確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比，實(shí)質(zhì)是用露天和地下開采的經(jīng)濟(jì)效果做比較，經(jīng)計(jì)算求的該礦山的經(jīng)濟(jì)合理剝采比是Njh=3.5 m3/ m3。<

42、;/p><p>　　2.3.2露天礦的最小底寬</p><p>　　根據(jù)年產(chǎn)90萬噸的中小型露天礦，礦床賦存條件良好采用公路運(yùn)輸，裝載機(jī)設(shè)備選用單斗挖掘機(jī)。查采礦設(shè)計(jì)手冊第五卷選定載重20t的BJ-374型自卸式汽車?；緟?shù)如下：載重20t. 最小轉(zhuǎn)彎半徑9m. 外形 全長7610mm. 全寬2909mm. 全高3110mm。</p><p>　　在掘溝工作面采用回

43、返式調(diào)車。</p><p><b>　　則最小底寬為</b></p><p>　　Bmin=2（Rc+ 0.5*bc+e）</p><p>　　式中 Rc為汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑</p><p><b>　　bc為汽車全寬</b></p><p>　　e為安全距離，取0.5m&

44、lt;/p><p>　　故可知 Bmin=2（9+0.5*2.909+0.5）=21.909m</p><p>　　礦體的平均厚度為39m，則根據(jù)原則，取最小最小底寬度為Bmin=22m</p><p>　　2.3.3采場最終邊坡角</p><p>　　由于石寶鐵礦西區(qū)地質(zhì)情況比較簡單，經(jīng)濟(jì)合理剝采比為3.5 m3/ m3。礦石為磁鐵礦硬度

45、系數(shù)f=8-16，巖石角閃巖上下盤硬度系數(shù)f=6-8。查采礦設(shè)計(jì)手冊第二卷，石寶鐵礦東區(qū)與石人溝鐵礦類似，故查采礦手冊和教材，選取上盤最終邊坡角為43°，下盤最終邊坡角為45°。</p><p>　　2.3.4臺階最終坡面角和臺階高度</p><p>　　取上盤坡面角70°，下盤坡面角70°臺階高度10米。</p><p>　

46、　2.3.5安全平臺和清掃平臺及運(yùn)輸平臺</p><p>　　根據(jù)參考資料與礦體和圍巖的物理性質(zhì)確定安全平臺寬度5m，已知擬定上盤開采深度200米，下盤220，臺階高度10米，上盤最終邊坡角43°下盤最終邊坡角45°，上盤臺階坡面角70°，下盤臺階坡面角70°，設(shè)每隔三個(gè)安全平臺a設(shè)一個(gè)清掃平臺b。計(jì)算清掃平臺寬度。</p><p>　　臺階數(shù) ：

47、上盤N=200/10=20個(gè)，下盤N=220/10=22個(gè)；</p><p>　　上盤最終坡面投影長度 ：L=200/tan43°=218m;</p><p>　　下盤最終坡面投影長度 ：L=220/tan45°=225m;</p><p>　　上盤臺階坡面投影長度 ：J=10*cot70°=3.64m;</p><

48、p>　　下盤臺階坡面投影長度 ：J=10*cot70°=3.64m；</p><p>　　上盤平均臺階寬度 ：t1=(L-NJ)/(N-1)=(218-20*3.64)/(20-1)=7.6m；</p><p>　　下盤平均臺階寬度 : t2=(L-NJ)/(N-1)=(225-22*3.64)/(22-1)=7.0m；</p><p>　　因每隔兩

49、個(gè)安全平臺設(shè)一個(gè)清掃平臺則有：</p><p>　　上盤清掃平臺寬度 ：b1=4*t1-2*a=4*7.6-3*5=16m；</p><p>　　同理，求得下盤的清掃平臺為13m。</p><p>　　由設(shè)計(jì)手冊5查得，20噸汽車，雙線運(yùn)輸時(shí)出入溝寬度為7.5米。</p><p>　　2.4 最終開采深度的確定</p><

50、;p>　　2.4.1 境界剝采比的計(jì)算</p><p>　　由于這是個(gè)短露天礦采用平面圖法來計(jì)算境界剝采比，</p><p><b>　　平面圖法如下：</b></p><p>　　把每一條勘探線上剖面圖都找出礦體與巖石向下的投影點(diǎn)。然后在通過每一條的勘探線的點(diǎn)，繪制出平面圖。然后計(jì)算里面巖礦量比，就是這一分層平面的境界剝采比：nj=。

51、</p><p>　　2.4.2最終深度標(biāo)高的確定每一的分層的境界剝采比見下表。</p><p>　　每一分層的境界剝采比</p><p>　　由上圖得在經(jīng)濟(jì)合理情況下的開采最低水平為1465米。 </p><p>　　2.5 圈定露天礦開采境界的結(jié)果</p><p>　　2.5.1露天礦底部周界&

52、lt;/p><p>　　根據(jù)上面確定的露天礦底平面標(biāo)高，在各地質(zhì)剖面圖上確定露天開采境界，并將各地質(zhì)剖面圖的底部周界位置反映在地質(zhì)地形圖上，用光滑的曲線連接各點(diǎn)，可得到露天礦底部周界。</p><p>　　2.5.2露天開采境界的參數(shù)</p><p>　　根據(jù)本礦山的規(guī)模和地質(zhì)條件，確定采礦場的構(gòu)成要素見表:</p><p>　　2.5.3境界內(nèi)

53、的礦巖量及礦山的服務(wù)年限</p><p>　　境界內(nèi)的礦巖量見下表。</p><p>　　露天采場分層礦巖量表</p><p>　　1、由于礦石的容重為3.3噸/米3，所以境界內(nèi)的總礦石量為：</p><p>　　Q=7497427米3×3.3噸/米3=2474×104噸</p><p>　　因此，

54、由礦山的服務(wù)年限計(jì)算公式：</p><p><b>　　T=</b></p><p>　　式中： Ｑ——露天礦境界內(nèi)礦石的可采礦量，2474萬噸；</p><p>　　A ——露天礦礦石年生產(chǎn)能力，90萬噸/年；</p><p>　　η——礦石回收率，97%；</p><p>　　R——礦石混入率

55、，3%；</p><p>　　經(jīng)計(jì)算T=2474/90＝27.5年，取28年 。 </p><p>　　2、平均剝采比為：17956413/7497427=2.4 m3/m3</p><p>　　均衡剝采比為：2.4*1.3=3.12 m3/m3 </p><p>　　第三章 礦巖采剝工程</p><p><b

56、>　　3.1 概述</b></p><p>　　露天礦采剝方法主要研究露天開采過程中采剝及采礦工程的開采順序以及它們之間的時(shí)間關(guān)系問題，根據(jù)本礦的實(shí)際情況，采用縱向的剝采方法，利用平裝車回返時(shí)式采裝，工作線的方向與礦走向平行，沿著礦體走向掘溝，垂直礦體方向擴(kuò)幫，由于下盤較平坦，覆蓋層淺，工作線由下盤向上盤推進(jìn)。</p><p>　　對本礦的山坡露天礦部分，工作線沿等高線布

57、置，單壁溝沿等高線開挖，向最終邊坡推進(jìn)。</p><p><b>　　3.2 穿孔工作 </b></p><p>　　3.2.1 穿孔設(shè)備的選擇</p><p>　　考慮本礦年生產(chǎn)能力，礦巖硬度較大，選用牙輪鉆機(jī)完成主要的穿孔任務(wù)。它具有鉆孔效率高，作業(yè)成本低，機(jī)械化程度高，適應(yīng)各種硬度的礦巖鉆孔等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)礦山的規(guī)模選用KQG—150型潛孔鉆

58、機(jī)，具體參數(shù)見下表。</p><p>　　3.2.2 設(shè)備生產(chǎn)能力的確定</p><p>　　根據(jù)本礦山的礦巖性質(zhì)，鉆進(jìn)年工作天數(shù)，參考臨近礦山的實(shí)際情況。初步確定鉆機(jī)的臺年效率為22500米 。</p><p>　　3.2.3 設(shè)備數(shù)量的計(jì)算</p><p>　　露天礦所需潛孔鉆機(jī)數(shù)量按下式計(jì)算確定。</p><p>

59、;<b>　　N=</b></p><p>　　式中：N——所需設(shè)備數(shù)量，臺；</p><p>　　Q——設(shè)計(jì)礦山的年爆破量，礦石為27.3萬米3，巖石為95.6萬米3；</p><p>　　Q1—型潛孔鉆機(jī)的穿孔效率，22500m/年t；</p><p>　　e——廢孔率，一般為7—10%，取8%；</p>

60、<p>　　q—每米炮孔的爆破量，查手冊得，礦石為17.8m3/a，巖石為21.42 m3/a；</p><p>　　經(jīng)計(jì)算N礦=273000/22500*17.8*(1-0.08)=0.7；</p><p>　　N巖=956000/22500*21.42*(1-0.08)=2.1臺，</p><p>　　所以總需KQG—150型潛孔鉆機(jī)數(shù)為3臺。&l

61、t;/p><p>　　3.2.4 二次破碎方法和所需的設(shè)備數(shù)量</p><p>　　在生產(chǎn)爆破過程中，可能產(chǎn)生一定量的較大尺寸的巖石和礦石，不能滿足挖掘機(jī)和汽車的裝運(yùn)工作，需要破碎成小的尺寸，這樣的礦巖稱為大塊。大塊尺寸的確定：</p><p>　　（1） 按挖掘機(jī)鏟斗容積E確定允許塊度 </p><p>　　B≤0.75×E1/

62、3=1.19m</p><p>　　（2） 按汽車斗容V確定允許塊度</p><p>　　V=7.41×3.55×3.475=91.4m3</p><p>　　B≤0.5×V1/3=2.25m</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，將塊度最大尺寸大于1200mm的礦巖作為大塊，根據(jù)礦巖性質(zhì)和采用的爆破方法，取大塊

63、的發(fā)生率為4%。</p><p>　　每天需要處理的大塊量為1232000*0.04/330=149.3m3，二次破碎設(shè)備采用YT—25型氣腿式鑿巖機(jī)，查表知，班工作能力為30m/班，炮孔裝2號巖石炸藥， 工作的鑿巖機(jī)臺數(shù)為：</p><p><b>　　N=，</b></p><p>　　式中：N——工作的鑿巖機(jī)臺數(shù)，臺；</p>

64、<p>　　Q——平均每天二次爆破的礦巖量，149m3；</p><p>　　q——爆破一立方米大塊所需的炮孔長度， 4t/m；</p><p>　　Vb——二次破碎鑿巖機(jī)的班工作能力， 30m/班；</p><p>　　經(jīng)計(jì)算 N=1.24臺</p><p>　　由于二次破碎只在白天作業(yè)，鑿巖機(jī)的備用量為50%，</p&

65、gt;<p>　　故實(shí)際所需的鑿巖機(jī)臺數(shù)為1.5N=1.24×1.5＝1.86臺 ，取2臺。</p><p>　　3.2.5汽車數(shù)量計(jì)算</p><p>　　（1）汽車班運(yùn)輸能力</p><p>　　自卸汽車臺班運(yùn)輸能力按下式計(jì)算：</p><p><b>　　A=</b></p>

66、<p>　　式中：A——自卸汽車臺班運(yùn)輸能力， t；</p><p>　　G——自卸汽車額定重量，20t；</p><p>　　K1——汽車載重利用系數(shù)，礦石取0.93，巖石取0.77；</p><p>　　K2——汽車時(shí)間利用系數(shù)，0.75；</p><p>　　T——自卸汽車周轉(zhuǎn)一次所需時(shí)間，min；T=tz+tr+tq+tt&

67、lt;/p><p>　　tz——挖掘機(jī)裝滿一輛汽車的時(shí)間；礦石為3.1min，巖石為2.9min；</p><p>　　tr——自卸汽車往返時(shí)間，tx=120×l/v=17.7min；</p><p>　　v——自卸汽車平均運(yùn)行速度，20.0km/h；</p><p>　　tq——自卸汽車卸載時(shí)間 ，1.0min；</p>

68、<p>　　L——自卸汽車平均運(yùn)距，2.1km；</p><p>　　tt——自卸汽車調(diào)頭和停留時(shí)間，取 4 min。</p><p>　　運(yùn)輸?shù)V石時(shí)T=25.8min，運(yùn)輸巖石時(shí)T=25.6min。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算汽車的臺班運(yùn)輸能力中，礦石為260t，巖石為216t。</p><p>　　（2）自卸汽車所需數(shù)量計(jì)算：

69、</p><p><b>　　可按下式計(jì)算：</b></p><p><b>　　N=</b></p><p>　　式中：N——自卸汽車需要臺數(shù)；臺</p><p>　　Q——露天礦年運(yùn)輸量，礦石為90萬噸，巖石為268萬噸；</p><p>　　K3——運(yùn)輸不均衡系數(shù)，1.

70、1；</p><p>　　C——每日工作班數(shù)，3班；</p><p>　　H——年工作日數(shù)，330天；</p><p>　　K4——自卸汽車出車率，70%。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算，運(yùn)輸?shù)V石N＝(900000*1.1)/(3*330*260*0.7)= 6臺；運(yùn)輸巖石N＝(2680000*1.1)/(3*330*216*0.7)=20臺，

71、需要26臺，共計(jì)26臺。</p><p><b>　　3.3 爆破工程</b></p><p>　　3.3.1 爆破方法的選擇</p><p>　　結(jié)合石寶鐵礦中區(qū)的具體地形情況，開采境界內(nèi)的地面高差不大，大型穿孔設(shè)備可以以在上面工作。</p><p>　　由于本礦生產(chǎn)能力較大，一次爆破量大，因此生產(chǎn)爆破采用多排孔微差爆

72、破，臨近邊坡時(shí)，采用預(yù)裂爆破，可以有效地保護(hù)邊坡穩(wěn)定。 </p><p>　　3.3.2 爆破方法及爆破器材</p><p>　　本礦區(qū)位于內(nèi)蒙古大草原上，礦區(qū)四周地勢比較平坦，區(qū)內(nèi)屬于干旱和半干旱的大陸性氣候，雨季較短，降雨對穿孔，爆破的影響較小，為了確保安全生產(chǎn)，又保證穿爆效率，采用繼爆管雷管起爆系。爆破器材有導(dǎo)爆索，電雷管，繼爆管。起爆采用“斜線”起爆，起爆順序見圖3.1，爆破網(wǎng)絡(luò)見

73、圖3.2。</p><p>　　3.3.3 爆破參數(shù)的確定</p><p>　　3.3.3.1孔距a和排距b</p><p>　　第一排孔a=m1× Wd，后排孔a=m2×b，式中m1、m2分別為前后排炮孔鄰近系數(shù)m1=1， m2=1.15。wd=（25～45）d,參考白云鐵礦取Wd=5.0m可得第一排孔a=1*5.0=5.0米,炮孔采用三角

74、形布孔，b=4.5米，后排孔a=1.15*4.5=5.1米,取5m。</p><p>　　3.3.3.2填塞長度L2</p><p>　　L2=（0.8～1.0）Wd (3-5)</p><p>　　L2—填塞長度， m;</p><p>　　Wd —底盤最小抵抗線 ， 5.0 m;</p&

75、gt;<p>　　由計(jì)算得L2=0.9*5.0=4.5m. 采用分層裝藥，上部裝1/3，下部裝2/3。</p><p>　　3.3.3.3 單孔裝藥量</p><p>　　前排孔：Q1=q×a× Wd×H kg (3-6)</p><p>　　后排孔：Q2=q×a×b

76、15;H×t kg</p><p>　　式中： Q1 Q2—單孔裝藥量</p><p>　　t—后排裝藥量增加系數(shù)（1.1～1.3） ，取t=1.1。</p><p>　　q—單位炸藥消耗量, 0.5kg/m³;</p><p>　　Wd—底盤最小抵抗線 5.0m;</p><

77、p>　　a—孔距， 5m;</p><p>　　b—排距， 4.4m;</p><p>　　H—臺階高度， 10m;</p><p>　　則Q1=0.5*5*5.0*10=125kg</p><p>　　Q2=0.5*5*4.4*10*1.1=110kg<

78、;/p><p>　　經(jīng)計(jì)算前排孔裝藥量為125kg，后排孔裝藥量為 110kg。</p><p>　　3.3.3.4 裝藥量驗(yàn)算</p><p>　　Q′=(Lπd²⊿)/4 (3-7)</p><p>　　Q′—單孔裝藥量驗(yàn)算值；</p><p>　　L —裝藥長度， 10

79、5dm; </p><p>　　d —孔徑， 1.5dm;</p><p>　　⊿—裝藥密度， 0.9 kg/dm³</p><p>　　經(jīng)計(jì)算得Q′=167 kg，Q1， Q2≤Q′故滿足要求。</p><p><b>　　3.4 裝車工作</b></p><

80、;p>　　3.4.1 采裝設(shè)備的選擇</p><p>　　根據(jù)礦山的年生產(chǎn)能力，選用WK-2型電鏟，BJ-374型自卸式汽車來完成采裝任務(wù)。</p><p>　　WK-2型電鏟技術(shù)參數(shù)表</p><p>　　3.4.2 采裝工作面參數(shù)及工作平盤的配線方式</p><p>　　3.4.2.1臺階高度</p><p>

81、;　　根據(jù)選用的挖掘機(jī)最大挖掘高度，綜合考慮挖掘機(jī)的性能及礦巖特性，參考大冶鐵礦，確定臺階高度為10米。</p><p>　　3.4.2.2 采區(qū)長度</p><p>　　一臺挖掘機(jī)采掘的臺階工作線長度叫做采區(qū)長度，查表知WK-2電鏟的工作線長度大于200米，由于本礦山電鏟較少，每個(gè)臺階上一般只有一臺電鏟工作，采區(qū)長度等于工作臺階長度。</p><p>　　3.4.

82、2.3 采掘帶寬度bc</p><p>　　bc=(1-1.7)Rwp (3-8)</p><p>　　bc≤Rwp+fRx max-C (3-9)</p><p>　　bc—采掘帶寬度， m;</p><p>　　Rwp—鏟斗平放在站立

83、水平上挖掘半徑， 11.6m;</p><p>　　f—斗柄規(guī)格利用系數(shù)， 0.8；</p><p>　　Rx max—最大卸載半徑， 10.1m;</p><p>　　C—外側(cè)臺階坡底線到公路中心線的距離， 4m;</p><p>　　由計(jì)算得bc≤15.68m,取bc為15m;</p><p>　

84、　3.4.2.4 最小工作平盤寬度及工作平盤寬度</p><p><b>　　（1）最小平盤寬度</b></p><p>　　Bmin=b+c+d+e+f+g （3-10）</p><p>　　式中：Bmin——最小平盤寬度，m；</p><p>　　b——爆堆寬度，b＝2.5×H＝28米

85、；</p><p>　　c——爆堆底線至汽車邊緣的距離，3m；</p><p>　　d——車輛運(yùn)行寬度，4m；</p><p>　　e——線路外側(cè)到動力電桿的距離，3m；</p><p>　　f——動力電桿至臺階穩(wěn)定邊界線的距離，3m；</p><p>　　g——臺階邊緣的安全距離，3m。</p><

86、;p>　　最小平臺寬度Bmin＝28+3+4+3+3+3=44米，所以工作平臺寬度取54米。</p><p>　　3.4.3 挖掘機(jī)生產(chǎn)能力的確定</p><p>　　3.4.3.1 單斗挖掘機(jī)的臺年生產(chǎn)能力</p><p>　　Qa=Qb×N×n （3-11） </p><p>　　Qb＝(36

87、00×E×KH×T×り)/(t×Kp) </p><p>　　式中：Qa——挖掘機(jī)的臺年生產(chǎn)能力，m3；</p><p>　　Qba——挖掘機(jī)的臺班生產(chǎn)能力，m3；</p><p>　　り——挖掘機(jī)班工作時(shí)間利用系數(shù) 0.5 </p><p>　　N——挖掘機(jī)年工作日數(shù)，330天；<

88、;/p><p>　　n——日工作班數(shù)，3班;</p><p>　　E——挖掘機(jī)鏟斗容積， 4 m3；</p><p>　　T——挖掘機(jī)班工作時(shí)間 8 h；</p><p>　　t——挖掘機(jī)鏟斗循環(huán)時(shí)間 24 s;</p><p>　　KH——挖掘機(jī)鏟斗的滿斗系數(shù) 0.8；</p>

89、<p>　　Kp——礦巖在鏟斗中的松散系數(shù) 1.5；</p><p>　　經(jīng)計(jì)算Qb=640m3/臺班</p><p>　　Qa=640×330×3＝63.36萬m3，</p><p>　　確定挖掘機(jī)的年生產(chǎn)能力為63.36 萬m3。</p><p>　　3.4.3.2單斗挖掘機(jī)的臺數(shù)</p>

90、<p><b>　　N=A/ Qa</b></p><p>　　式中 N——單斗挖掘機(jī)的臺數(shù)，臺；</p><p>　　A——礦山的年采剝總量， ( 90/3.3)+(90/3.3*3.5)=123萬m3/年；</p><p>　　經(jīng)計(jì)算N=123/63.36＝1.9，取2臺。</p><p><b&

91、gt;　　第四章 排土工作</b></p><p>　　4.1 排土場位置的選擇及排土容積的計(jì)算</p><p>　　4.1.1 選擇排土場位置的選擇</p><p>　　因?yàn)楸镜V分為山坡露天礦和深凹露天礦，所以此排土場的選擇和位置也因地而宜。根據(jù)礦區(qū)的實(shí)際地形，該礦北高南低，東西方向地表起伏不太大，所以在采場南側(cè)和北側(cè)可適當(dāng)安排2個(gè)排土場，即在采場東北

92、部布置1號排土場，主要用于容納+1566m以上水平的排巖任務(wù)；在采場西南側(cè)設(shè)置2號排土場，主要用于容納+1566m以下水平的排巖任務(wù)。</p><p>　　4.1.2 排土場的容積</p><p>　　排土場的容積和采場內(nèi)總排巖量有關(guān)。</p><p><b>　　V=</b></p><p>　　式中：V——排土場的容

93、積，萬m3；</p><p>　　V1——計(jì)劃在排土場排棄的剝離量，1796萬m3；</p><p>　　K1——富余系數(shù)，1.05；</p><p>　　K2——巖土松散系數(shù)1.5</p><p>　　K3——巖土下沉系數(shù)，0.06。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算 V=1.05*1.5*1796/(1+0.06)＝26

94、69萬m3</p><p>　　4.2 排土方法的選擇及堆置要素的確定</p><p>　　4.2.1 選擇排土的方法</p><p>　　由于礦山采用公路運(yùn)輸，因此排土工程采用汽車運(yùn)輸—推土機(jī)排土，這種方式排巖機(jī)動靈活，排巖臺階高度比鐵路運(yùn)輸大，工藝簡單，基建時(shí)間短，基建工程量小，作業(yè)安全，排巖成本低。</p><p>　　4.2.2 排土

95、工序</p><p>　　推土機(jī)排巖工作包括汽車翻卸巖土、推土機(jī)推排，平整場地和整修廢石場公路。為了減少推土機(jī)的工作量，山坡露天礦采用邊緣排土方式。汽車卸載后，推土機(jī)將遺留在工作平臺的剝離物推向階段邊緣。卸載地點(diǎn)在確保安全的前提下，盡量靠近階段邊緣，以減少推土機(jī)的排棄量。</p><p>　　4.2.3 確定排土場參數(shù)</p><p>　　4.2.3.1排土段高&l

96、t;/p><p>　　山坡露天礦部分采用邊緣排土，階段高度根據(jù)地形高差確定，凹陷露天礦排土場的階段高度由相近類似礦山選取，由弓長嶺鐵礦對比，本礦排土段高取40m。</p><p>　　4.2.3.2巖堆安息角</p><p>　　根據(jù)巖石性質(zhì)，由礦石硬度為6-10，安息角取32°。</p><p>　　4.2.3.3 最小平臺寬度<

97、;/p><p>　　排土采用汽車運(yùn)輸—推土機(jī)排巖工藝，只有一個(gè)排土臺階最小平臺寬度為B</p><p>　　B=C+2(R+L)+F</p><p>　　B—最小平臺寬度, m;</p><p>　　C—超前上臺階的寬度， 10m;</p><p>　　R—汽車回轉(zhuǎn)半徑， 9.0m

98、; </p><p>　　L—汽車長度 7.61m;</p><p>　　F—安全土垛寬度， 2.2m;</p><p>　　B=10+2*(9.0+7.61)+2.2=46m;</p><p>　　4.2.3.4 排土線長度</p><p>　　排土線長度應(yīng)按同時(shí)翻卸

99、的汽車數(shù)量確定。 </p><p>　?。?）每輛汽車卸載及調(diào)車入換時(shí)間 </p><p>　　t=t1+t2+4×R/V</p><p>　　式中：t1——汽車卸載時(shí)間，1min；</p><p>　　t2——汽車換檔時(shí)間，0.2min；</p><p>　　R——汽車轉(zhuǎn)彎半徑，9.0m；</p>

100、;<p>　　V——調(diào)車時(shí)汽車運(yùn)行的速度，30m/min。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算t=1+0.2+4×9.0/30＝2.4min</p><p>　?。?）同時(shí)卸載汽車數(shù)</p><p><b>　　n=(N×t)/T</b></p><p>　　式中：N——實(shí)動排土汽車數(shù)，90*2

101、.8/23=10.9臺,取11臺；</p><p>　　T——汽車作業(yè)周期 ，20min。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算n=11×2.4/20＝1.32臺，取2臺。</p><p><b>　　（3）排土線長度</b></p><p><b>　　L=n×b</b></p&

102、gt;<p>　　式中： b——卸載時(shí)每臺汽車占用的工作線長度，30m;</p><p>　　n—同時(shí)卸載汽車數(shù), 2臺； </p><p>　　經(jīng)計(jì)算 L=60米，考慮到推土機(jī)作業(yè)的影響和設(shè)備的維護(hù)，排土線總長為3×60=180米。</p><p>　　4.3 排土線生產(chǎn)能力</p><

103、p>　　根據(jù)本礦的采裝運(yùn)輸設(shè)備以及需要的排土量，選擇黃河T—180型推土機(jī)，其生產(chǎn)效率為1200m3/臺班，則設(shè)備數(shù)量N</p><p><b>　　N=</b></p><p>　　式中：N——在籍推土機(jī)臺數(shù)，臺；</p><p>　　V——需用推土機(jī)的班平均排棄量</p><p>　　1796/28/330/3

104、=0.0648萬m3；</p><p>　　Q——推土機(jī)生產(chǎn)效率 150m3/h；</p><p>　　T——推土機(jī)的班工作時(shí)間，8h；</p><p>　　K2——時(shí)間利用系數(shù)，60%；</p><p>　　K1——設(shè)備檢修系數(shù)，1.2。經(jīng)計(jì)算N=（648*1.2）/(150*8*0.6)＝1.1，取2臺。</p><

105、p>　　第五章 露天礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)</p><p>　　表5-1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 </p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《金屬礦床露天開采》，李寶祥，冶金工業(yè)出版社，1992</p><p>　　2、《采礦學(xué)》，王青，冶金工業(yè)出版社，2005<