露采設計說明書

1、、礦區(qū)概況露天開采課程設計說明書采礦工程2009XXX1.1礦區(qū)位置與地形關門山鐵礦位于鞍山市東南直距22公里1.2礦山地質(zhì)1.2.1礦區(qū)構(gòu)造礦層出露的地層以鞍山為主，地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，屬單斜構(gòu)造。鞍山群按巖性分為千枚巖、 夾含鐵石英巖。礦體偉厚層狀，鐵礦床產(chǎn)于千枚巖和混合巖之間，沿走向的傾向，產(chǎn)狀的礦 石品位變化不大。1.2.2礦石地質(zhì)特征礦體走向270300，傾向NE，傾角7085。該礦屬沉積變質(zhì)礦床，礦床由多條 礦體組成。礦床礦石平均品位29.76%，礦石普氏硬度系數(shù)f=1216.上盤混合巖普氏硬度系 數(shù)f=1012，下盤千枚巖普氏硬度系數(shù)f=810。礦石容量重為3.3t/m3，巖石松散

2、系數(shù)為1.5。 二、露天開采境界圈定2.1露天采場境界確定的原則和方法根據(jù)設計提供的地質(zhì)資料知關門山鐵礦地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，屬于單斜構(gòu)造，鞍山群按巖性 分為三層，從上到下分別為混合巖、鐵礦石、千枚巖，鐵礦床沿走向和傾向，產(chǎn)狀和礦石品 位變化不大。為了使露采的總體經(jīng)濟效果最佳，在確定開采境界時，盡量控制境界剝采比接近經(jīng)濟合理 剝采比，此原則一是使緊鄰露天開采境界的那層礦石的開采成本不大于地下開采的成本，其 二是為了確保整個礦床的開采經(jīng)濟效益最優(yōu)。2.2經(jīng)濟合理剝采比的選定根據(jù)冶金礦山設計參考資料上冊，經(jīng)濟合理剝采比選擇56m3/m3,本礦位于東北地 區(qū)，礦巖性質(zhì)與南芬露天礦相似，參考南芬露天礦經(jīng)濟

3、指標，合理剝采比確定為5m3/m302.3露天開采最小底寬根據(jù)關門山鐵礦床的實際賦存條件，確定最小底寬為50米。2.4最終邊坡角關門山礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，分三層。由于礦體本身是含水層，礦區(qū)年降水量較大，大 氣降水是礦體充水的主要原因，加上冬季氣溫較低，可能有一定厚度的凍土，礦區(qū)西側(cè)有一 季節(jié)性河流，若在基建時期將河流圈入幾個境界，和河流要大范圍改道或開挖涵洞，初期投 資太大，所以預計開采深度為300米左右。根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)條件，礦區(qū)的工程地址和水文地質(zhì)， 礦巖的物理性質(zhì)結(jié)合南芬露天礦的實際開采情況選取上盤最終邊坡角為45，下盤最終邊坡 角為42，端幫最終邊坡角為45。2.5露采境界的參數(shù)根據(jù)露天

4、礦底平面標高，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 周界位置反應在地質(zhì)地形圖上，用光滑的曲線連接各點，可得露天礦底部周界。2.6露天采場的構(gòu)成要素根據(jù)本礦山的規(guī)模和地質(zhì)條件，確定礦場的構(gòu)成要素，見下表。露天采場構(gòu)成要素表采場最大長度1386 米采場平均寬度498米采場上盤最終邊坡角45采場下盤最終邊坡角42最高開采標高231米底部標高+15米臺階高度24米臺階最終坡面角65安全平臺寬度10米清掃平臺寬度18米運輸平臺寬度20米3露天礦開采境界3.1露天礦開采境界的設計原則3.1.1設計原則及其經(jīng)濟意義露天開采境界的大小決定了露天礦采礦量和剝離量的多少。隨著露天開采境界的延

5、深和擴展，在采礦量增加的同時剝離量也大幅度增加，從而導致剝采比不斷增大。因此，露 天開采境界的確定，實質(zhì)上是對剝采比的大小加以控制，使之不超過經(jīng)濟合理剝采比。與露天礦開采境界大小相關的剝采比有多種，因此，在控制哪一種剝采比這個問題上， 存在許多不同觀點。在此，以三種形成較早又具有代表性的學術(shù)觀點及其設計準則：境界剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比的設計準則境界剝采比的設計準則即境界剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比的設計準則。該原則的實 質(zhì)是，露天開采境界向下延深時，控制露采的邊際經(jīng)濟效益不劣于地采經(jīng)濟效益。對于覆蓋層不大的連續(xù)礦體，運用該原則可使整個礦床的開采盈利達到最大。由于境界剝采比的設計準則具有使整個

6、礦床開采的總經(jīng)濟效果最優(yōu)這一背景，加之計 算及操作簡單易行，目前國內(nèi)外手工設計普遍運用n w n準則來圈定露天開采境界。雖然國內(nèi)外手工設計普遍運用n wn準則來圈定露天開采境界，但是對于某些覆蓋層較厚或不連續(xù)的礦體，這一準則不適用。因此該準則只是最優(yōu)開采境界的必要條件，而不是充分條件、更不是充分必要條件。平均剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比的設計準則；這一設計準則的實質(zhì)是，露天開采境界向下延深時，控制露天開采的總體經(jīng)濟效益不 劣于地下開采。平均剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比設計準則的技術(shù)經(jīng)濟目標是：在滿足露采總體經(jīng)濟 效果不劣于地采的條件下，使劃歸露天開采境界內(nèi)的礦石儲量最大。由于這一原則是采用算 術(shù)平

7、均的方法，因此難免會使露天開采在某些局部的經(jīng)濟效果劣于地下開采。n wn 準則可以與n w n準則合用。對于某些覆蓋層很厚或不連續(xù)的礦體，按n wn準則圈出開采境界之后，還要核算該境界內(nèi)的平均剝采比，看它是否滿足nw n 準則。對于某些貴重或稀有礦物等高價值礦床或小型礦山，為了盡可能采用露天開采以減少 礦石的貧化損失，可以運用這個原則來確定開采境界，借以擴大露天開采范圍。此外，建材石灰石礦山慣用平均剝采比設計準則。（3）生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比的設計準則。生產(chǎn)剝采比可以反映露天礦生產(chǎn)中實際發(fā)生的剝采比。因此按n wn準則確定開 采境界，可以使露天礦任何生產(chǎn)時期的經(jīng)濟效果都不劣于地下開采。

8、該原則中的生產(chǎn)剝采比， 可以是均衡生產(chǎn)剝采比，也可以是未均衡的生產(chǎn)剝采比即時間剝采比。按生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比的設計準則圈定的露天開采境界比按n wn準則圈定的小，而較按n wn 準則圈定的大。因此，隨之而來的初始剝離量和基建投資 也較大。另外，由于生產(chǎn)剝采比的概念不易明確界定，加之它與采深的關系較為復雜而不易 把握，因而該準則相應的設計方法的可操作性較差。鑒于上述各種原因，這個原則很少采用。3.1.2經(jīng)濟合理剝采比經(jīng)濟合理剝采比又稱極限剝采比確定經(jīng)濟合理剝采比通常用比較法。比較法的基本思想是將露采的某一經(jīng)濟效果指標與 地采的相應指標做比較來確定經(jīng)濟合理剝采比，其基本要求是露采的經(jīng)濟效

9、果不劣于地采。比較法的原理類似于技術(shù)經(jīng)濟中的優(yōu)劣平衡分析（損益平衡分析），這方法是依據(jù)某個評價指標隨某個因素的變動情況，分析兩個或多個對比方案的優(yōu)劣及其變 化。優(yōu)劣平衡分析的特例是盈虧平衡分析。比較法的實質(zhì)是確定露采與地采經(jīng)濟效果優(yōu)劣分歧點（損益平衡點）所對應的剝采比。 這個剝采比就是所謂的經(jīng)濟合理剝采比。經(jīng)濟合理剝采比的計算方法有如下三大系列：儲量盈利比較法系列；費用收入比較法系列；儲量成本比較法系列。3.2露天礦開采境界要素3.2.1開采境界最終邊坡角及邊坡結(jié)構(gòu)露天礦最終邊坡角對露天礦的生產(chǎn)安全與經(jīng)濟效果都有很大影響。從經(jīng)濟效果來考慮， 希望邊坡角盡可能大些，過小的邊坡角，將增加剝巖量，使

10、剝采比增大。然而，過大的邊坡 角，將導致邊坡失穩(wěn)，嚴重影響礦山安全生產(chǎn)。因此，露天礦的最終邊坡角，要同時滿足安 全穩(wěn)定條件和開采技術(shù)條件的雙重要求。安全穩(wěn)定條件是指根據(jù)邊坡巖體的性質(zhì)，通過穩(wěn)定性分析計算，確定能保證邊坡穩(wěn)定的 最終邊坡傾角。在境界設計階段，一般是參照類似礦山實踐資料選取穩(wěn)定的邊坡角，并用已有資料對其 穩(wěn)定性進行初步分析和簡要計算。本次設計的開采境界最終邊坡角為45，最終臺階坡面角65。，臺階高度為24m，安全 平臺寬度為10m，每兩個安全平臺設一個清掃平臺，依次往上延伸臺階，直至地表。3.2.2開采境界底部寬度及底部位置(1)底部寬度要求及數(shù)值露天礦的最小底寬，應滿足采裝運輸設

11、備在底部正常運行與安全作業(yè)的要求，一般 不應小于開段溝的底寬，其最小寬度根據(jù)采裝、運輸設備規(guī)格及線路布置的有關計算結(jié)果來 確定，最小底寬的參考數(shù)值如圖(一)。按開段溝的底寬確定開采境界底寬金汽車運輸掘溝回返式調(diào)車B . = 2(R . + 0.5b + e)折返式調(diào)車B . = R . + 0.5(b + l ) + 2e壁穴折返式調(diào)車B . = R+ 0.5(b + l ) + 2e -匕本次設計底部寬度為16m。最小底寬的參考數(shù)值運輸方式采裝設備運輸設備最小底寬備注鐵路運輸 1m3窄軌機車10m600mm1m3窄軌機車12m762,9004m3準軌機車16m612m3準軌機車20m公路運輸1m37t16m4m31032t20m612m3100150t30m(2)底部位置與相似形開采境界(特征和性質(zhì))確定境界底部位置的基本準則是使境界內(nèi)平均剝采比最小。有時須根據(jù)礦巖的物理力學性質(zhì)調(diào)整露天礦底的位置，使最終邊坡避開破碎帶或構(gòu)造帶，以利邊坡穩(wěn)固、穿爆方便。視礦體水平厚度不同，露天采場底的位置可能有三種：當?shù)V體水平厚度小于最小底 寬時，露天礦底平面按最小寬度繪制；當?shù)V體水平厚度等于或略大于最小底寬時，露天采場 底寬取礦體水平厚度;若礦體水平厚