露天礦山開采課程設(shè)計(jì)

1、目錄目錄 前言前言.3 第第 1 章章 總論總論.3 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容.3 1.2 原始資料.3 1.3 設(shè)計(jì)要求.4 1.3.1 設(shè)計(jì)后提交的文件.4 第第 2 章章 礦床開拓運(yùn)輸方式礦床開拓運(yùn)輸方式.5 2.1 礦床露天開拓的影響因素.5 2.2 礦床開拓方案的確定.5 2.2.1 選擇開拓方案的原則.5 2.2.2 礦床開拓方案的確定.5 2.3 礦山運(yùn)輸設(shè)備及其數(shù)量.5 2.3.1 運(yùn)輸設(shè)備類型的選擇.5 2.3.2 運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量的確定.6 2.4 礦山運(yùn)輸線路參數(shù)設(shè)計(jì).7 2.4.1 平曲線半徑.7 2.4.2 停車視距.7 2.4.3 會(huì)車視距.8 2.4.4 道路通過(guò)能力.

2、9 2.4.5 道路寬度計(jì)算.9 2.5 礦山運(yùn)輸能力.10 第第 3 章章 露天開采境界的確定露天開采境界的確定.10 3.1 確定露天開采境界的原則.10 3.2 影響露天開采境界的主要因素.11 3.3 露天開采境界確定的主要程序及主要參數(shù)的確定.11 3.3.1 開采深度的確定.11 3.3.2 最小底寬.13 3.3.3 儲(chǔ)量計(jì)算及服務(wù)年限的確定.13 3.3.4 露天礦臺(tái)階要素與最終邊坡角驗(yàn)算.15 3.3.5 繪制露天礦底部周界.16 3.3.6 繪制露天礦開采終了平面圖.16 3.3.7 計(jì)算平均剝采比.16 第第 4 章章 穿孔爆破穿孔爆破.17 4.1 穿孔工作.17 4.

3、1.2 穿孔設(shè)備數(shù)量計(jì)算.18 4.2 爆破工作.19 4.2.1 爆破方法選擇.19 4.2.2 爆破材料.19 4.2.3 鉆孔形式和布孔方式.19 4.2.4 爆破參數(shù)的確定.19 4.2.5 裝藥、填塞、起爆方法.23 4.2.6 爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì).23 4.2.7 一次爆破量的確定.24 第第 5 章章 開采工藝開采工藝.25 5.1 工作線布置及礦山開采程序.25 5.2 挖掘機(jī)選擇及其數(shù)量.25 5.2.1 挖掘設(shè)備類型確定.25 5.2.2 挖掘機(jī)數(shù)量確定.25 5.3 采區(qū)長(zhǎng)度與采區(qū)寬度的確定.26 5.3.1 采區(qū)長(zhǎng)度 lc.26 5.3.2 采掘帶寬度bc.26 第第 6 章

4、章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)課程設(shè)計(jì)總結(jié).27 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).28 前言前言 采礦工程專業(yè)露天開采課程設(shè)計(jì)是采礦工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 是對(duì)學(xué)生在校期間的專業(yè)知識(shí)掌握的一次全面檢驗(yàn)。同時(shí)也是采礦工程專業(yè)的 一個(gè)重要教學(xué)任務(wù)，通過(guò)本次露天開采課程設(shè)計(jì)的課程后，能夠提高學(xué)生對(duì)所 學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用的能力，具有實(shí)踐性和綜合性。 此露天開采課程設(shè)計(jì)目的有： 1.課程設(shè)計(jì)是采礦學(xué) ii 理論課程教學(xué)的延續(xù)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生進(jìn)一步 學(xué)習(xí)掌握采礦學(xué) ii 的內(nèi)容，同時(shí)熟練掌握露天礦山初步設(shè)計(jì)的一般過(guò)程和方法； 2.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)采礦學(xué)、爆破工程、邊坡穩(wěn)定性分析、工程制圖、礦山地質(zhì) 學(xué)和巖石力學(xué)等相關(guān)知識(shí)的綜合運(yùn)

5、用，并形成以此進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力； 3.通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)使用采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的能力； 4.提高技術(shù)總結(jié)和編制技術(shù)文件的能力； 5.為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好技術(shù)準(zhǔn)備。 本次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行石灰石礦床露天開采的初步設(shè)計(jì)，根據(jù)相關(guān)地質(zhì)資料和 開采技術(shù)條件，按照采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)中的方法進(jìn)行開采設(shè)計(jì)。 第第 1 章章 總論總論 1.11.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容 設(shè)計(jì)題目:江油石灰石礦開采課程設(shè)計(jì) 依據(jù)所給礦山地質(zhì)資料、地質(zhì)地形圖及勘探線剖面圖，確定露天礦開采的 運(yùn)輸方式、設(shè)備型號(hào)和數(shù)量、臺(tái)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。 1.21.2 原始資料原始資料

6、 礦區(qū)主要分布二疊系陽(yáng)新組（py）地層及石炭系黃龍組（ch）及總長(zhǎng)溝組 （cz）地層，陽(yáng)新組（py）為主要含礦層；陽(yáng)新組（py）為上下兩段：下段 （py1）為本礦區(qū)主要含礦段，巖性為灰-灰白色、厚層巨厚層微晶生物碎屑 灰?guī)r，厚度為 267m；上段（py2）主要為深灰灰黑色中厚層厚層微晶生物 屑灰?guī)r夾泥晶、亮晶方解石生物屑灰?guī)r，厚度大于 100m；黃龍組（ch）為礦 區(qū)的次要含礦層位，巖性為灰白乳白色粉晶方解石生物屑灰?guī)r，性脆，中厚 層-巨厚層構(gòu)造，南側(cè)巖體裂隙一般發(fā)育，呈整體塊狀，巖體裂隙較為發(fā)育；區(qū) 域內(nèi)褶皺及斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要為北東走向傾斜地層；二疊系陽(yáng)新組下段 （py1）及石炭系黃龍

7、組（ch）是水泥用石灰石礦體（層）含礦層位，遍布整個(gè) 礦區(qū)，礦層直接裸露于地表，呈層狀，走向 nesw，傾向 310330，傾角 一般 3355，控制礦體長(zhǎng) 1600m，厚約 300m，沿走向和傾向分布穩(wěn)定，礦區(qū) 內(nèi)巖窩子逆斷層（f）兩盤均為礦層，對(duì)礦體連續(xù)性影響不大；礦巖容重 =2.65t/m3；礦巖資源量 331+332+333）為 17103 萬(wàn) t；礦巖硬度系數(shù) f=68。 設(shè)計(jì)范圍：最低開采標(biāo)高 650m，14 勘探線之間，njh=0.3:1m3/m3，年生 產(chǎn)能力 80 萬(wàn) t。 1.31.3 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 1.3.11.3.1 設(shè)計(jì)后提交的文件設(shè)計(jì)后提交的文件 (1).設(shè)計(jì)說(shuō)

8、明書一份(包括目錄和正文)，篇幅不少于 10 頁(yè)，交 a4 紙打印稿； (2).附圖：中深孔炮孔布置及裝藥結(jié)構(gòu)圖； (3).圖紙：手工繪制露天開采終了平面圖(1#圖紙)，比例為 1：2000。 1.3.21.3.2 要求與注意事項(xiàng)要求與注意事項(xiàng) (1). 核實(shí)計(jì)算經(jīng)濟(jì)合理剝采比和生產(chǎn)能力； (2)設(shè)計(jì)參數(shù)選取要求參照采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)(建筑工業(yè)出版社)；圖幅要 求 1#圖紙: 594mm841mm，手工用鉛筆或上墨繪圖筆繪制圖紙； (3)根據(jù)圈定礦體計(jì)算圈定礦體儲(chǔ)量，根據(jù)生產(chǎn)能力計(jì)算服務(wù)年限； (4). 說(shuō)明書交 a4 紙打印稿； (5). 時(shí)間要求：第 16 周內(nèi)完成（2014.12.1512.2

9、1）。 第第 2 章章 礦床開拓運(yùn)輸方式礦床開拓運(yùn)輸方式 2.12.1 礦床露天開拓的影響因素礦床露天開拓的影響因素 影響開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。 2.22.2 礦床開拓方案的確定礦床開拓方案的確定 2.2.12.2.1 選擇開拓方案的原則選擇開拓方案的原則 (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)

10、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).生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)低； (6).不占良田，少占耕地。 2.2.22.2.2 礦床開拓方案的確定礦床開拓方案的確定 此礦山采用凹陷露天礦公路開拓,原因： 機(jī)動(dòng)靈活，適于各種地形條件和 礦山形式(山坡和凹陷露天礦)，而該礦山最低設(shè)計(jì)開采標(biāo)高為 650m，設(shè)計(jì)區(qū)域 （礦區(qū) 14 勘探線之間）的最高標(biāo)高 840m、最低標(biāo)高 650m，最大高差為 190m，有大部分為凹陷露天礦，小部分為山坡露天礦大部分為凹陷露天礦，小部分為山坡露天礦，為滿足需要，所以采用 公路開拓。2.32.3 礦山運(yùn)輸設(shè)備及其數(shù)量礦山運(yùn)輸設(shè)備及其數(shù)

11、量 2.3.12.3.1 運(yùn)輸設(shè)備類型的選擇運(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 80 萬(wàn) t，剝采比為 0.3:1m3/m3，所以年運(yùn)輸總量為 104 萬(wàn) t，所以，選用型號(hào)為沃爾沃 n8644 型 重型自卸汽車與斗容 2 立方米的礦用挖掘機(jī)配套使用，沃爾沃 n8644 載重 10t，自重 5.12t，最小轉(zhuǎn)彎半徑為 8.9m，汽車長(zhǎng)為 7416mm，寬為 2339mm，高 為 2420mm，前輪距 1943mm，后輪距為 1743mm，最高車速 74km/h，設(shè)該礦 運(yùn)距為 3km，經(jīng)查表得平均車速為 19.7km/h。 2.3.22.3.2 運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量的

12、確定運(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： (2-1) 21 480 kk t g a 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=0.87； 1 k 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 6min，所以， =24.27min，取 25min；6)60 7 . 19()32(t 代入數(shù)據(jù)，得臺(tái)班運(yùn)輸能力為： a=125.28 t/臺(tái)班75 . 0 87 . 0 25 10480 (2).汽車工作臺(tái)數(shù)： (2-2) 4 3 chak qk n 式中：n自卸汽車需要

13、臺(tái)數(shù)，臺(tái)； k3運(yùn)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； k4自卸汽車出車率。=； abe d d 4 l l k55 . 0 52 . 0 32140 40 ：汽車大修間隔，h；a：每日工作班數(shù)；b：大修期中汽車保修工日和其他 d l 停駛工日；e：班運(yùn)時(shí)間，h。 （查設(shè)計(jì)手冊(cè)得數(shù)據(jù)） 所以，n=17.85 臺(tái)，取 18 臺(tái)； 55 . 0 28.1253103 10 . 1 10000104 2.42.4 礦山運(yùn)輸線路參數(shù)設(shè)計(jì)礦山運(yùn)輸線路參數(shù)設(shè)計(jì) 2.4.12.4.1 平曲線半徑平

14、曲線半徑 平曲線半徑公式為： (2-4) )(6 . 3 2 2 min h ig v r 式中：線路最小平曲線半徑，m； min r 汽車運(yùn)行速度，km/h；v 輪胎與路面間橫向拈著系數(shù)，其值為 0.060.22，取 0.16； 路面橫坡，=26%，取=4。 h i h i h i 代入數(shù)據(jù)，得： =15.2mm。 min r )04 . 0 16 . 0 (8 . 96 . 3 7 . 19 2 2 16 因?yàn)槠角€半徑為 16m，小于 50m，查表 37 平曲線縱坡折減，所以該段 平曲線的最大縱坡要折減 4%。 2.4.22.4.2 停車視距停車視距3 3 停車視距公式為： (2-5)

15、021 lllst =vt/3.6 1 l = 2 l)(254/05 . 1 2 i gj 式中： 司機(jī)觀察反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離，m； 1 l 汽車開始制動(dòng)到完全停止時(shí)所行駛的距離，m； 2 l 為防止汽車萬(wàn)一駛近障礙物不能停住而在視距計(jì)算中考慮的 0 l 安全距離，取汽車全長(zhǎng)，即=7.416m； 0 l 汽車運(yùn)行速度，km/h；v 司機(jī)觀察反應(yīng)時(shí)間，一般在 1.52s，取 t=2s；t 計(jì)算粘著系數(shù)，=（0.50.6） ，取=0.6，取 j j j =0.75； 滾動(dòng)阻力系數(shù)，取=0.030； g g 道路縱坡，上坡為正值，下坡為負(fù)值，為 i=8。i 代入數(shù)據(jù)，得： 上坡時(shí)停車視距為： m

16、20m62.20416 . 7 )08 . 0 03 . 0 6 . 0(254/ 7 . 1905 . 1 6 . 3/2 7 . 19 2 1 t s ； 下坡時(shí)停車視距為： m20m28.21416 . 7 )08 . 0 03 . 0 6 . 0(254/ 7 . 1905 . 1 6 . 3/2 7 . 19 2 2 t s ； 由于計(jì)算的停車視距均大于 20m，所以應(yīng)取為 22m。 2.4.32.4.3 會(huì)車視距會(huì)車視距 會(huì)車視距為： (2-6) th ss2 代入數(shù)據(jù)，得： =44m th ss2 所以應(yīng)取為 44m。 2.4.42.4.4 道路通過(guò)能力道路通過(guò)能力 道路通行能力

17、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)。 (2-7) t s kkv n 21 1000 式中：道路通過(guò)能力，輛/h；n 汽車運(yùn)行速度，km/h；v k1與挖掘機(jī)數(shù)量有關(guān)的運(yùn)行不均衡系數(shù)，取 k1=0.75； 考慮會(huì)車、交叉口及制動(dòng)等因素的安全系數(shù)，一般 2 k =0.340.38，取=0.34； 2 k 2 k 停車視距，m。 t s 代入數(shù)據(jù)，得： =228.3229 輛/h。 22 34 . 0 75 . 0 7 . 191000 n 2.4.52.4.5 道路寬度計(jì)算道路寬度計(jì)算 設(shè)計(jì)公路為礦山二級(jí)公路，所以，查表 1-3-26 得，公路寬度 7m。又因道 路

18、寬度與車寬、車與車之間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： (2-8)2yxb2b 式中：b雙車道路面寬度，m； b汽車兩后輪外緣的距離（汽車總寬） ，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，m，=0.73m。35016. 017. 0 x 代入數(shù)據(jù)，得： 7m，取 7.5mm408 . 7 1273 . 0 339 . 2 2b 綜上所述，設(shè)計(jì)公路寬度為 7.5m。 2.52.5 礦山運(yùn)輸能力礦山運(yùn)輸能力 加油石灰石礦年運(yùn)量為 104 萬(wàn)噸。 第第 3 章章 露天開采境界的確定露天開采境界的確定 3.13.1 確定露天開采境界的

19、原則確定露天開采境界的原則 露天開采境界確定的原則有以下幾點(diǎn)： (1).圈定的露天開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采境界內(nèi)，發(fā)揮露 天開采的優(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采的深度； (5).下列情況可適當(dāng)擴(kuò)大露天開采境界： 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

20、用地下開采； 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)上不適合于地下開采； (6).下列情況可適當(dāng)縮小露天開采境界 開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

21、確定露 天開采境界，而不應(yīng)該按境界剝采比確定開采境界。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采深度 3.23.2 影響露天開采境界的主要因素影響露天開采境界的主要因素 影響露天開采境界的主要因素有： (1).自然因素。包括礦床埋藏情況（如礦體形態(tài)、大小、厚度、傾角等） ， 礦石和圍巖性質(zhì)、地形、礦山附件的河流、湖泊，工程地質(zhì)和水文地質(zhì)以及礦 石品位等； (2).技術(shù)組織因素。包括露天和地下開采的技術(shù)水平、裝備水平，礦山附件 的鐵路、主要建筑物等對(duì)開采境界的影響； (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，礦石的開采成本和銷 售價(jià)格，開采過(guò)

22、程中礦石的貧化和損失，以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要等。 3.33.3 露天開采境界確定的主要程序及主要參數(shù)的確定露天開采境界確定的主要程序及主要參數(shù)的確定 3.3.13.3.1 開采深度的確定開采深度的確定 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)的原則 jhj nn 確定合理開采深度，其步驟為： (1).在各橫剖面圖上初步確定露天開采深度 1).根據(jù)礦巖硬度系數(shù) f=68，初選最終邊坡角為 45； 2).在各橫剖面圖上作出若干個(gè)深度的開采境界方案； 3).針對(duì)各個(gè)方案，用面積法計(jì)算其境界剝采比； j n 4).將各方案的境界剝采比與開采深度 h 繪成關(guān)系曲線，再畫出代表經(jīng)濟(jì) j n 合

23、理剝采比的水平線，兩線交點(diǎn)的橫坐標(biāo) h，就是所要求的開采深度，見(jiàn)圖 3- 1。 圖圖 3-1 開采深度確定開采深度確定 (2).在地質(zhì)縱剖面圖上調(diào)整露天礦底部標(biāo)高 在各個(gè)地質(zhì)橫剖面圖上初步確定了開采深度后，由于各剖面的礦體厚度和 地形變化不等，所得開采深度不一。將各剖面圖上的深度投影到地質(zhì)縱剖面圖 上，連接各點(diǎn)，得出一條不規(guī)則的折線。然后按照使少采出的礦石量與多采出 的礦石量基本平衡，并且讓剝采比盡可能小的原則把地平面調(diào)整到同一標(biāo)高。 經(jīng)過(guò)比較各個(gè)勘探線剖面圖的礦體分布數(shù)據(jù)，按照設(shè)計(jì)任務(wù)書，確定開采 最低標(biāo)高為 650m，根據(jù)地形地質(zhì)圖，確定最大開采深度為 190m。 3.3.23.3.2 最

24、小底寬最小底寬 露天礦最小底寬：采用回返式調(diào)車時(shí)，最小底寬為 (3-1)5 . 0(2 minmin ebrb cc 式中： 汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑，m； minc r 汽車寬度，m； c b 汽車距邊坡的安全距離，m。e 代入數(shù)據(jù)，得： min bm14.22) 1339 . 2 5 . 09 . 8(2 3.3.33.3.3 儲(chǔ)量計(jì)算及服務(wù)年限的確定儲(chǔ)量計(jì)算及服務(wù)年限的確定 (1).根據(jù)最小底寬和選取的最終邊坡角計(jì)算所圈定的礦石儲(chǔ)量，儲(chǔ)量計(jì)算公 式為： (3-2)vq 式中：礦石體積，m3；v 礦巖容重，t/ m3。 (2).采用垂直斷面法計(jì)算儲(chǔ)量 1).計(jì)算原則為1： 當(dāng)兩相鄰對(duì)應(yīng)斷面面積之差

25、與大面積之比小于 40%時(shí)，即 時(shí)，采用梯形公式計(jì)算體積：%40 1 21 s ss (3-3)lssv)( 2 1 21 當(dāng)兩相鄰對(duì)應(yīng)斷面面積之差與大面積之比大于 40%時(shí)，即 時(shí)，采用截錐體積：%40 1 21 s ss (3-4)lssssv)( 2 1 2121 當(dāng)一個(gè)斷面向一端作楔形時(shí)，采用楔形公式計(jì)算體積： (3-5)lsv 1 2 1 當(dāng)一個(gè)斷面向一端作點(diǎn)時(shí)，采用錐形公式計(jì)算體積： (3-6)lsv 1 3 1 以上各式中：礦體體積；v s1面積大者的面積； s2面積小者的面積； 勘探線之間的距離。 2).各勘探線間分段體積及礦量計(jì)算 上邊界1：則=3031600 m3lsv 1

26、 3 1 20045474 3 1 10：因，則=15068682m3；%4034 . 0 1 21 s ss lssv)( 2 1 21 06：因，則=6965475m3；%4042 . 0 1 21 s ss lssssv)( 2 1 2121 62：因，則=3060840m3；%4021 . 0 1 21 s ss lssv)( 2 1 21 28：因，則=3129690 m3；%4043 . 0 1 21 s ss lssssv)( 2 1 2121 84：因，則=1602286 m3；%4008 . 0 1 21 s ss lssv)( 2 1 21 4下邊界：則=556400 m3

27、。lsv 1 3 1 2008346 3 1 =33414973 m3；v =88549678t。vq 各勘探線范圍礦石體積及礦石重量見(jiàn)表 3-1。 表表 3-1 各勘探線范圍礦石體積及礦石重量各勘探線范圍礦石體積及礦石重量 勘探線范圍體積 / m3礦量 / t 上邊界130316008033740 10 1506868239932007 06696547518458508 6230608408111226 2831296908293678 8416022864246057 4下邊界5564001474460 合計(jì)3341497388549678 該礦山生產(chǎn)能力為 80 萬(wàn) t/a，故服務(wù)年限

28、 n=88549678800000=110.6年， 最終確定服務(wù)年限為 111 年。 3.3.43.3.4 露天礦臺(tái)階要素與最終邊坡角驗(yàn)算露天礦臺(tái)階要素與最終邊坡角驗(yàn)算 臺(tái)階高度設(shè)計(jì)為 12m，選擇的汽車車寬 2.339m，清掃平臺(tái)寬度為 6m，每 隔兩個(gè)安全平臺(tái)設(shè)置一個(gè)清掃平臺(tái)，安全平臺(tái)寬為 4m，運(yùn)輸平臺(tái)寬度 b=a+2b+c+d， a:道路路面寬；b：道路路肩寬；c：水溝寬；d：路基外側(cè)安全寬度。 經(jīng)計(jì)算取運(yùn)輸平臺(tái)寬為 12m；出入溝坡度為 10%；查表 5-7 臺(tái)階坡面角參考資 料，選取臺(tái)階坡面角取為 65。 露天礦最終邊坡角按下式進(jìn)行驗(yàn)算： (3-7)cot(tan 21 1111

29、bahh nn nn 式中：最終邊坡角，度； 臺(tái)階數(shù)目,根據(jù)開采深度和臺(tái)階高計(jì)算 n=，取n 8 . 1512190 n=16； 臺(tái)階高度，m；h 臺(tái)階坡面角，度； 安全平臺(tái)的寬度，m；a 清掃平臺(tái)的寬度，m。b 代入數(shù)據(jù)，得： ，即tan2121044665cot1216190 0 0 7 . 46 即選取的最終邊坡角 45是合理的。 3.3.43.3.4 繪制露天礦底部周界繪制露天礦底部周界 依據(jù)任務(wù)書的要求，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，即為露天礦底部周界。

30、3.3.53.3.5 繪制露天礦開采終了平面圖繪制露天礦開采終了平面圖 根據(jù)設(shè)計(jì)資料所確定的總出入溝方位、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)行開拓坑道定線。本礦山大部分為凹陷露天礦，小部分為山坡露天 礦，由于礦山外部公路已知，所以，總出入溝方位在圖中可以先確定，選用直 進(jìn)折返式開拓坑線布置到達(dá)各開采水平，采剝作業(yè)是從采場(chǎng)的最高水平開始進(jìn) 行，逐層向下。隨著開采水平下降，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 650m，最高一個(gè)臺(tái)階標(biāo)高為 840m。從底部周界開始，開采深 度 190m，按設(shè)計(jì)的邊坡組成要素，

31、在 1#地形地質(zhì)圖紙上繪制具有各水平臺(tái)階 坡底線的開采終了平面圖(見(jiàn)附圖)。 3.3.63.3.6 計(jì)算平均剝采比計(jì)算平均剝采比 根據(jù)圈定的巖石量和礦石量，巖石量如下表 3-2 所示： 表表 3-2 各勘探線范圍礦石體積及礦石重量各勘探線范圍礦石體積及礦石重量 勘探線范圍體積 / m3礦石量 / t +2viii 111939335817 viii+3 85746257238 +3ix136685410055 合計(jì)3343701003110 所以，平均剝采比為： =（4200000-1003110）/1003110=3.187 p n =5，所以設(shè)計(jì)合理，不需修改設(shè)計(jì)方案；服務(wù)年限 p n j

32、h n n=1003110/700000=1.433 年。 第第 4 章章 穿孔爆破穿孔爆破 4.14.1 穿孔工作穿孔工作 4.1.1 穿孔設(shè)備選擇穿孔設(shè)備選擇 本礦山的年產(chǎn)量是 80 萬(wàn) t, ，屬于中型露天礦，礦山采用 kq-200 型潛孔鉆 機(jī)，該潛孔鉆機(jī)的特征參數(shù)見(jiàn)采掘機(jī)械表 4-4。 表表 4-1 kq-200 潛孔鉆機(jī)技術(shù)特征參數(shù)潛孔鉆機(jī)技術(shù)特征參數(shù) 鉆孔直徑(mm)200220機(jī)重(t)42 孔向( )60；75；90鉆具速度(r/min)13.5；17.9；27.2 爬坡能力( )14最大扭矩（nm）5806 孔深(m)19回轉(zhuǎn)功率(kw)10；11；15 鉆桿直徑(mm)1

33、68適用巖種f=618 4.1.24.1.2 穿孔設(shè)備數(shù)量計(jì)算穿孔設(shè)備數(shù)量計(jì)算 (1).該鉆機(jī)的臺(tái)班生產(chǎn)能力按以下公式計(jì)算： bb 6 . 0 vtv (4-1) 2 z d kn4 v e 式中：vb鉆機(jī)臺(tái)班生產(chǎn)能力, m/臺(tái)班； 鉆機(jī)的機(jī)械鉆進(jìn)速度，cm/min；v e沖擊功，j； nz沖擊頻率，1/min； 鉆機(jī)班工作時(shí)間利用系數(shù)，0.40.5，取 0.45。 d鉆孔直徑，cm； 礦巖的鑿碎比功，j/cm3; k沖擊能利用系數(shù)，0.60.8，取 0.8; tb班工作時(shí)間，h，三班制，tb=8h； 圓周率，=3.1416 查現(xiàn)代采礦手冊(cè) （上冊(cè)）表 661 得，e=800j，nz=1000

34、 1/min,查 表 691 得，=270j/m3 代入數(shù)據(jù)，得： =27cm/min=16m/h 8 . 93020 8 . 010008004 v 2 m/臺(tái)班3545 . 0 8166 . 0 b v (2).鉆機(jī)工作臺(tái)數(shù) (4-2) e1pq q n 式中：n所需鉆機(jī)工作臺(tái)數(shù)，臺(tái)； q設(shè)計(jì)的礦山規(guī)模，104 萬(wàn) t/a； p鉆機(jī)臺(tái)年穿孔效率， 。取鉆機(jī)工作天數(shù) 300 天，每天工作 3 班， 則 p=300335=31500，m/a； q每米炮孔的爆破量，t/m； e費(fèi)孔率，。 查現(xiàn)代采礦手冊(cè) （上冊(cè)）表 694 得每米爆破量 34.3m3/m，則 q 為 34.32.65=90.89

35、5t/m，查采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1526 得 e=5。 代入數(shù)據(jù)，得： 臺(tái)826 . 7 05 . 0 31500895.90 1040000 n (2).鉆機(jī)在冊(cè)臺(tái)數(shù) (4-3) 3 k n n 式中：n鉆機(jī)工作臺(tái)數(shù) k3鉆機(jī)作業(yè)率，潛孔鉆機(jī)為 0.450.65，取 0.65。 代入數(shù)據(jù)，得： 臺(tái)1331.12 65 . 0 8 n 4.24.2 爆破工作爆破工作 4.2.14.2.1 爆破方法選擇爆破方法選擇 考慮對(duì)爆破質(zhì)量、爆破安全和爆破經(jīng)濟(jì)上的要求，本礦山露天開采設(shè)計(jì)中 選用逐排起爆技術(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。 4.2.24.2.2 爆破材料爆破材料

36、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。 4.2.34.2.3 鉆孔形式和布孔方式鉆孔形式和布孔方式 鉆孔形式：選用垂直孔。 布孔方式：多排孔矩形布置。 4.2.44.2.4 爆破參數(shù)的確定爆破參數(shù)的確定 (1) 炮孔直徑 d 根據(jù)鉆孔設(shè)備取 d=200mm； (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； 臺(tái)階高度，m。h 代入數(shù)據(jù)，得： =7.2m126 . 0w 按鉆孔直徑 d 確定底盤抵抗線 w： (4-5)kdw 式中：k與炮孔傾角、巖石硬度、作業(yè)條件有關(guān)的系

37、數(shù)，一般取 2050，取 35。 代入數(shù)據(jù)，得： w=350.2=7m，取 7m； 根據(jù)鉆孔裝藥條件計(jì)算w： (4-6) qmh peqqmqpe w 2 )(h4)(q 1 2 1 22 式中： e鉆孔填塞系數(shù)， p超鉆系數(shù)，一般取 0.150.35，取 0.20； m鉆孔鄰近系數(shù)，m=0.81.4，取 1； q單位炸藥消耗量，kg/m3，取 0.5kg/m3； 每米炮孔裝藥量，kg/m，25kg/m。 1 q 1515 . 02 20 . 0 75 . 0 25152515 . 0420 . 0 75 . 0 5 . 0 222 ）（）（ w =7.01m，取 7m。 按以上三種條件計(jì)算結(jié)

38、果，取最小值 w=7m，并按作業(yè)安全條件驗(yàn)算。 按作業(yè)安全條件驗(yàn)算： = (4-7) chctgw m97 . 6 5 . 146 . 0 12 式中：c鉆孔中心至臺(tái)階坡頂線的安全距離，一般；mc35 . 1 7m6.97m，顯然滿足安全要求，所以選取底盤抵抗線 7m。 (2). 孔距、排距和臨近系數(shù) m ab 排距 b=w=7m 第一排孔孔距： (4-8)wma 11 后排孔孔距: (4-9)bma 22 式中：前排炮孔的間距，m； 1 a 后排炮孔的間距，m； 2 a 前排炮孔鄰近系數(shù)，取=0.9； 1 m 1 m 后排炮孔鄰近系數(shù)，取=1。 2 m 2 m 代入數(shù)據(jù)，得： m63 . 6

39、79 . 0 1 a m771 2 a (3).鉆孔超深：l =(0.130.35)w(4-10)l 代入數(shù)據(jù)，得： ，取 l=2m。75 . 1 725 . 0 l (4).充填長(zhǎng)度 (4-11)ewl 2 式中： 充填系數(shù)，垂直孔 =0.70.8，取 0.8。ee 代入數(shù)據(jù)，得： m66 . 578 . 0 2 l (5). 炸藥單位消耗量和每孔裝藥量qq 根據(jù)礦巖的堅(jiān)固性系數(shù)=68，選取炸藥的單耗=0.5 kg/m 。fq 3 每孔裝藥量的確定：q 前排孔： (4-12)whqaq 11 后排孔： (4-13)k 22 bhqaq 式中：k后排孔藥量增加系數(shù)，k=1.11.2。 代入數(shù)據(jù)

40、，得： kg25212765 . 0 1 q kg294112775 . 0 2 q (6).裝藥量驗(yàn)算 (4-14) 4 2 1 dl q 式中：裝藥量驗(yàn)算值，kg； q 裝藥密度，kg/dm3，乳化炸藥取 1.2g/cm3； l1裝藥長(zhǎng)度，8m。 代入數(shù)據(jù)，得： kg301 4 12002 . 08 2 q 因?yàn)?，所以滿足裝藥要求，無(wú)需修改參數(shù)。 1 q 2 q q 4.2.54.2.5 裝藥、填塞、起爆方法裝藥、填塞、起爆方法 裝藥結(jié)構(gòu)圖，如圖 4-1。 圖圖 4-1 裝藥結(jié)構(gòu)圖裝藥結(jié)構(gòu)圖 裝藥：采用炸藥混裝車耦合連續(xù)裝藥； 填塞：人工就地取材填塞(鉆孔時(shí)排出的巖粉)； 起爆方法：導(dǎo)爆管

41、起爆法。采用的是逐排起爆技術(shù)。 4.2.64.2.6 爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì) 排間微差逐排起爆，排間微差 17ms。爆破網(wǎng)路圖見(jiàn) 4-2。 圖圖 4-2 爆破網(wǎng)路圖爆破網(wǎng)路圖 4.2.7 一次爆破量的確定一次爆破量的確定 根據(jù)露天爆破對(duì)爆破礦巖數(shù)量的要求：為保證挖掘設(shè)備能夠正常連續(xù)工作， 要求工作面一次爆破的礦巖量，至少保證挖掘設(shè)備 510 個(gè)晝夜的采裝要求。 (4-15) t k 2 a q 式中： a年采年采剝量 1040000t/a； t每年工作天數(shù)，310 天； k采裝晝夜數(shù)，取 8 晝夜； 代入數(shù)據(jù)得： 3 2 m26838 310 81040000 q 所以一次爆破方量為 268

42、38m3。 第第 5 章章 開采工藝開采工藝 5.1 工作線布置及礦山開采程序工作線布置及礦山開采程序 該礦山采用直進(jìn)折返式坑線開拓。在在露天礦最終邊邦按所確定的出入溝 位置、方向和坡度，從地表臺(tái)階上盤向臺(tái)階下盤掘進(jìn)出入溝，達(dá)到下部平盤， 子出入溝的末端掘進(jìn)水平開段溝，以建立開采臺(tái)階的初始工作線。采用開段溝開段溝 沿采沿采.場(chǎng)走向縱向布置，工作線垂直走向推進(jìn)。場(chǎng)走向縱向布置，工作線垂直走向推進(jìn)。 5.2 挖掘機(jī)選擇及其數(shù)量挖掘機(jī)選擇及其數(shù)量 5.2.1 挖掘設(shè)備類型確定挖掘設(shè)備類型確定 根據(jù)載重汽車、臺(tái)階高度和礦山的年產(chǎn)量，選取 wk-2 礦用單斗正鏟式挖 掘機(jī)，wk-2 的性能參數(shù)如下（表 5-1wk-2 的性能參數(shù)） 。 表表 5-1 wk-2 的性能參數(shù)的性能參數(shù)6 標(biāo)準(zhǔn)斗容2m3平均比壓125kpa 斗容范圍1-2m3主電機(jī)功率150kw 提升速度0.62m/s最