采礦工程露天開(kāi)采 畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-3"\u摘要 1Abstract 2第一章地質(zhì)部分 11.1礦區(qū)地理位置和氣候 1礦區(qū)地理交通位置 1礦區(qū)氣候條件 11.2礦體地質(zhì) 1礦體的特征 1礦體與圍巖的性質(zhì) 2第二章露天開(kāi)采境界 52.1影響露天開(kāi)采境界的主要因素 52.2確定露天開(kāi)采境界的原則和方法依據(jù) 5露天開(kāi)采境界設(shè)計(jì)的考慮原則 5確定露天礦境界的主要原則如下 6露天礦境界確定的方法與原則 62.3確定境界所需的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 7經(jīng)濟(jì)合理剝采比的選定 7露天礦的最小底寬 7采場(chǎng)最終邊坡角 8臺(tái)階最終坡面角和臺(tái)階高度 8安全平臺(tái)和清掃平臺(tái)及運(yùn)輸平臺(tái) 82.4最終開(kāi)采深度的確定 9境界剝采比的計(jì)算 9最終深度標(biāo)高的確定 102.5圈定露天礦開(kāi)采境界的結(jié)果 10露天礦底部周界 10露天開(kāi)采境界的參數(shù) 10第三章礦巖采剝工程 123.1概述 123.2穿孔工作 13穿孔設(shè)備的選擇 13設(shè)備生產(chǎn)能力的確定 14設(shè)備數(shù)量的計(jì)算 14二次破碎方法和所需的設(shè)備數(shù)量 143.3爆破工程 16爆破方法的選擇 16爆破方法及爆破器材 16爆破參數(shù)的確定 183.4裝車(chē)工作 19采裝設(shè)備的選擇 19采裝工作面參數(shù)及工作平盤(pán)的配線方式 19挖掘機(jī)生產(chǎn)能力的確定 21第四章排土工作 224.1排土場(chǎng)位置的選擇及排土容積的計(jì)算 22選擇排土場(chǎng)位置的選擇 22排土場(chǎng)的容積 224.2排土方法的選擇及堆置要素的確定 22選擇排土的方法 22排土工序 23確定排土場(chǎng)參數(shù) 234.3排土線生產(chǎn)能力 24第五章露天礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 25參考文獻(xiàn) 26摘要本次課程設(shè)計(jì)的是達(dá)茂旗石寶鐵礦中區(qū)露天開(kāi)采，設(shè)計(jì)年產(chǎn)為130萬(wàn)噸。設(shè)計(jì)臺(tái)階坡面角為70°。臺(tái)階高度為10m；安全平臺(tái)寬度為5m；清掃平臺(tái)寬度為12m，露天礦最小底寬為21m，由此確定露天礦上盤(pán)最終坡面角40下盤(pán)最終坡面角為43°，采場(chǎng)最大長(zhǎng)度811m，最大寬度為455m，最終開(kāi)采底部標(biāo)高為1456m。露天礦境界內(nèi)可采儲(chǔ)量2797.64萬(wàn)噸，可采年限23年。運(yùn)輸設(shè)備為BJ-371型自卸汽車(chē)和三臺(tái)WK-4型電鏟。均衡剝采比為3.2t/t。設(shè)計(jì)采用3臺(tái)KQ—150型潛孔轉(zhuǎn)機(jī)進(jìn)行穿孔，斜線起爆。采用汽車(chē)運(yùn)輸——排土機(jī)排土。關(guān)鍵詞：露天開(kāi)采剝采比爆破AbstractThecurriculumdesignistheShiBaoironoreinopenpitminingdistrict,designedwithanannualoutputof1300000tons.Designofbenchslopeangleis70degrees.Stepheightis10m;safetyplatformwidthof5m;cleaningplatformwidthof12M,open-pitminimumbottomwidthof21m,thedeterminationofopen-pitslopeangleonthefinal40lowerfinalslopeangleis43degrees,stopemaximumlengthof811m,themaximumwidthof455m,finalminingbottomelevationof1456m.Openpitminegroundwithintherecoverablereserves27976400tons,recoverableperiodof23years.TransportequipmentfortypeBJ-371dumptruckandthreeWK-4typeelectricshovel.Balancedstrippingratioof3.2T/T.Designusing3KQ-150TypeDTHturnforperforation,obliquedetonation.Themotortransport--dumpingmachinedump.Keywords:surfaceminingstrippingratioblasting第一章地質(zhì)部分1.1礦區(qū)地理位置和氣候 包頭市達(dá)茂旗石寶鐵礦有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)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97km,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(guò),并與包固百公路相通,公路交通便利。礦區(qū)屬丘陵地區(qū),四周地勢(shì)比較平坦,海拔高度平均為1650~1655m.該地區(qū)屬華北干燥大陸氣候,降雨集中在7~8月份,冬季較長(zhǎng)。礦區(qū)周?chē)鸀榘朕r(nóng)半牧區(qū)。1.2礦體地質(zhì) 三合明鐵礦中部露頭區(qū)，自線XII以東F17斷層，長(zhǎng)約1600m，礦體地表出露最長(zhǎng)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(shì)。礦體形態(tài)基本為層狀或似層狀，因后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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。區(qū)內(nèi)出露的地層主要為下元古界三合明群（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。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：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(zhǎng)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)礦體的底板。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。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。d．中角閃巖段：角閃巖—斜長(zhǎng)角閃巖夾石英巖，透閃巖，赤鐵石英巖及透閃片巖透鏡體。巖漿巖礦區(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(zhǎng)巖脈、閃斜煌斑巖脈、碳酸鹽巖脈、輝石閃長(zhǎng)巖脈，其中輝石閃長(zhǎng)巖脈在深部對(duì)礦體有較大的破壞作用。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。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(duì)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、北東東向逆斷層組、北西向正斷層組及北北東向正、逆斷層組。 礦石的自然類(lèi)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型磁鐵礦礦石之中。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。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、方解石和黃鐵礦等。礦石中的化學(xué)成分比較簡(jiǎn)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(chǎng)的礦石平均品位TFe34.34%，SFe26.86%。礦石中有害組分主要是S和P，含量均較低，見(jiàn)表1-1.1-2。.表1-1有害雜質(zhì)含量組分最高含量（%）最低含量（%）平均含量（%）S1.2720.0030.219P0.2190.0340.105表1-2礦石中造渣元素含量組分SiO2Al2o3MgOCaoK2ONa2O最高含量（%）56.9610.584.8411.200.681.60最低含量（%）28.500.350.270.56平均含量（%）41.451.2472.3912.6530.210.12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(chǎng)邊破的不穩(wěn)定地段，開(kāi)采是必須注意安全。表1-3礦、巖的物理力學(xué)性質(zhì)礦石的硬度系數(shù)f=8-16巖石的硬度系數(shù)f=6-10礦石體重3.30t/m3巖石體重2.80t/m3含礦石體重3.09t/m3虛方體重2.10t/m3礦石松散系數(shù)1.60巖石松散系數(shù)1.45一、工業(yè)指標(biāo)表1-4地質(zhì)報(bào)告儲(chǔ)量計(jì)算采用的工業(yè)指標(biāo)礦體的邊界品位SFe≧20%塊段最低工業(yè)品位SFe≧25%最小可采厚度≧2m夾石剔除厚度≧2mSFe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。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。二、地質(zhì)儲(chǔ)量地質(zhì)隊(duì)采用水平斷面法計(jì)算的礦石儲(chǔ)量為8492.88萬(wàn)t(包括表外礦石儲(chǔ)量44.78萬(wàn)t)。表內(nèi)儲(chǔ)量為8448.10萬(wàn)t,其中B+C級(jí)7013.38萬(wàn)t,D級(jí)1434.72萬(wàn)t。石寶鐵礦自1988年建礦以來(lái)，截止2003年底，累計(jì)采出礦量1551.67萬(wàn)t。本次設(shè)計(jì)計(jì)算了礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)保有礦石儲(chǔ)量B+C級(jí)5730.67萬(wàn)t,B+C+D級(jí)7184.83萬(wàn)t(包括表外礦石儲(chǔ)量44.78萬(wàn)t)。第二章露天開(kāi)采境界 2.1影響露天開(kāi)采境界的主要因素 影響露天開(kāi)采境界的因素有很多，歸納起來(lái)有以下三方面：1）自然因素。包括礦體埋藏條件和礦體勘探程度及儲(chǔ)量等級(jí)，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，水文地質(zhì)條件。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?；ㄍ顿Y和基建期限，國(guó)家及地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方針及政策。3）技術(shù)組織因素。主要指露天和地下開(kāi)采的技術(shù)水平和裝備水平和發(fā)展趨勢(shì)，以及制約及促進(jìn)其推廣應(yīng)用的技術(shù)及組織水平。2.2確定露天開(kāi)采境界的原則和方法依據(jù) 1）圈定的露天開(kāi)采境界要保證露天采場(chǎng)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2）要充分利用資源，盡可能把較多的礦石圈定在露天開(kāi)采境界內(nèi)，發(fā)揮露天開(kāi)采的優(yōu)越性。3）圈定的露天采礦場(chǎng)的幫坡角等于露天邊坡穩(wěn)定所允許的角度，以保證露天采礦場(chǎng)的安全。4）用經(jīng)濟(jì)合理剝采比圈定的露天開(kāi)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(kāi)采深度。5）開(kāi)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(chǎng)影響范圍以外可適當(dāng)縮小露天開(kāi)采境界。即境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比。6）對(duì)工業(yè)設(shè)施留出一定的安全距離。1)圈定的露天開(kāi)采境界要保證露天采場(chǎng)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；2)要充分利用資源，盡可能把較多的礦石圈定在露天開(kāi)采境界內(nèi)，發(fā)揮露天開(kāi)采的優(yōu)越性；3)所圈定的露天采礦場(chǎng)的幫坡應(yīng)等于露天邊坡所允許的角度，以保證露天采場(chǎng)內(nèi)的安全生產(chǎn)；4)用經(jīng)濟(jì)合理剝采比圈定的露天開(kāi)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(kāi)采深度；5)下列情況可以適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大露天開(kāi)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(kāi)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(kāi)采；6)開(kāi)采境界邊緣附近有重要的建筑物、構(gòu)筑物、河流和鐵路干線等需要保護(hù)，或難以遷移開(kāi)采境界以外；排棄場(chǎng)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(kāi)采境界；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(duì)；8)如果基建工程量大，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(kāi)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)年限確定露天開(kāi)采境界，而不應(yīng)按境界剝采比確定開(kāi)采境界。圈定的露天開(kāi)采境界要保證露天采場(chǎng)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）的方法來(lái)設(shè)計(jì)露天開(kāi)采境界。該方法的實(shí)質(zhì)：露天開(kāi)采境界向下延伸時(shí)，露天開(kāi)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(kāi)采盈利最大。該方法的依據(jù)：該原則使用簡(jiǎn)單，適用于覆蓋層不厚，礦體連續(xù)的礦床目前國(guó)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。2.3確定境界所需的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 經(jīng)濟(jì)合理剝采比是露天礦開(kāi)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(kāi)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=4m3/m3。 根據(jù)年產(chǎn)130萬(wàn)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(cè)第五卷選定載重20t的bj-371型自卸式汽車(chē)?；緟?shù)如下：載重20t.最小轉(zhuǎn)彎半徑8.5m.外行全長(zhǎng)7410mm.全寬3000mm.全高3475mm。在掘溝工作面采用回返式調(diào)車(chē)。則最小底寬為Bmin=2（Rc+0.5*bc+e）式中Rc為汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎半徑bc為汽車(chē)全寬e為安全距離，取0.5m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=21m 由于石寶鐵礦西區(qū)地質(zhì)情況比較簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理剝采比為4.0m3/m3。礦石為磁鐵礦硬度系數(shù)f=8-16，巖石角閃巖上下盤(pán)硬度系數(shù)f=6-10。查采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷，石寶鐵礦東區(qū)與石人溝鐵礦類(lèi)似，故查采礦手冊(cè)和教材，選取上盤(pán)最終邊坡角為40°，下盤(pán)最終邊坡角為435°。取上盤(pán)坡面角70°，下盤(pán)坡面角70°臺(tái)階高度10米。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(tái)寬度5m，已知擬定開(kāi)采深度210米，臺(tái)階高度10米，上盤(pán)最終邊坡角40°下盤(pán)最終邊坡角43°，上盤(pán)臺(tái)階坡面角70°，下盤(pán)臺(tái)階坡面角70°，設(shè)每隔三個(gè)安全平臺(tái)a設(shè)一個(gè)清掃平臺(tái)b。計(jì)算清掃平臺(tái)寬度。臺(tái)階數(shù)：N=210/10=21個(gè)；取N=21；上盤(pán)最終坡面投影長(zhǎng)度：L=210/tan40°=250.3m;下盤(pán)最終坡面投影長(zhǎng)度：L=62/tan35°=88.57m;上盤(pán)臺(tái)階坡面投影長(zhǎng)度：J=10*cot70°=3.64m;下盤(pán)臺(tái)階坡面投影長(zhǎng)度：J=10*cot70°=3.64m；上盤(pán)平均臺(tái)階寬度：t1=(L-NJ)/(N-1)=(56.36-10*3.64)/(10-1)=2.22m；下盤(pán)平均臺(tái)階寬度:t2=(L-NJ)/(N-1)=(88.57-10*3.64)/(10-1)=5.80m；因每隔三個(gè)安全平臺(tái)設(shè)一個(gè)清掃平臺(tái)則有：下盤(pán)清掃平臺(tái)寬度：b1=4*t-3*a=4*7.01-3*5=13.04m；取13米；同理，求得上盤(pán)的清掃平臺(tái)為16m。由雙車(chē)道運(yùn)輸計(jì)算得，20噸汽車(chē)BJ-371，雙線運(yùn)輸時(shí)出入溝寬度為：B=n*A+(n-1)X+2Yn--行車(chē)線數(shù)A--近似于車(chē)輛最大寬度，為汽車(chē)后輪計(jì)算的寬度，mA=3.0mX--兩車(chē)輛間所需凈距，mX=0.7--1.7mY--后輪外緣距路面邊緣的距離，mY=0.4--1.4m則B=(2*3)+(2-1)*1+2*1=9;取9m2.4最終開(kāi)采深度的確定 由于這是個(gè)短露天礦采用平面圖法來(lái)計(jì)算境界剝采比，平面圖法如下：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(guò)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=。每一的分層的境界剝采比見(jiàn)下表。每一分層的境界剝采比分層水平（m）巖石面積（m）礦石面積（m）境界剝采比（m3/m3）1480114138.260723310.38882.51460157860.212623308.34623.01450254704.527424306.24516.0由上圖得在經(jīng)濟(jì)合理情況下的開(kāi)采最低水平為1456米。 2.5圈定露天礦開(kāi)采境界的結(jié)果根據(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(kāi)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。根據(jù)本礦山的規(guī)模和地質(zhì)條件，確定采礦場(chǎng)的構(gòu)成要素見(jiàn)下表。采場(chǎng)最大長(zhǎng)度811米采場(chǎng)平均寬度455米采場(chǎng)上盤(pán)最終邊坡角40°采場(chǎng)下盤(pán)最終邊坡角43°最高開(kāi)采標(biāo)高1650米底部標(biāo)高1456米采場(chǎng)封閉圈標(biāo)高1670米臺(tái)階高度10米臺(tái)階最終坡面角70°安全平臺(tái)寬度5米清掃平臺(tái)寬度12米運(yùn)輸平臺(tái)寬度8米境界內(nèi)的礦巖量見(jiàn)下表。臺(tái)階標(biāo)高（m）礦石量（m3）巖石量（m3）礦巖總量（m3）1700～16923737524513488251001696～16601249752415697853507301660～16241218549395076751443161624～1588114072123954073536128合計(jì)235927063461748680444598519531216269717914650露天采場(chǎng)分層礦巖量表（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：Q=2359270米3×3.3噸/米3=7785591噸因此，由礦山的服務(wù)年限計(jì)算公式：T=式中：Q——露天礦境界內(nèi)礦石的可采礦量，7785591噸；A——露天礦礦石年生產(chǎn)能力，130萬(wàn)噸/年；η——礦石回收率，3%；R——礦石混入率，3%；經(jīng)計(jì)算T=779/（130×1.0）＝5.9年，取6年。（2）該露天礦的平均剝采比為：6346174/2359270=2.7m3/m3。該露天礦的均衡剝采比為：（1.1~1.3）*2.7=3.24m3/m3。（系數(shù)取1.2）第三章礦巖采剝工程3.1概述露天礦采剝方法主要研究露天開(kāi)采過(guò)程中采剝及采礦工程的開(kāi)采順序以及它們之間的時(shí)間關(guān)系問(wèn)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(chē)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(pán)較平坦，覆蓋層淺，工作線由下盤(pán)向上盤(pán)推進(jìn)。對(duì)本礦的山坡露天礦部分，工作線沿等高線布置，單壁溝沿等高線開(kāi)挖，向最終邊坡推進(jìn)。3.2穿孔工作穿孔設(shè)備的選擇考慮本礦年生產(chǎn)能力較大，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型潛孔鉆機(jī)，具體參數(shù)見(jiàn)下表。名稱(chēng)單位參數(shù)值鉆孔直徑mm150~170鉆孔深度m17.5鉆孔方向度60~90適應(yīng)巖種——8~12鉆具轉(zhuǎn)速r/min21.7；29.2；42.9提升速度（最大）m/min12.3鉆桿直徑mm133除塵方式——干、濕式行走方式——電動(dòng)履帶行走速度Km/h0.755鉆機(jī)重t14外行工作尺寸mm長(zhǎng)12190，寬3125，高3865制造廠家——宣華風(fēng)動(dòng)機(jī)械廠設(shè)備生產(chǎn)能力的確定根據(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(tái)年效率為22500米。設(shè)備數(shù)量的計(jì)算露天礦所需潛孔鉆機(jī)數(shù)量按下式計(jì)算確定。N=式中：N——所需設(shè)備數(shù)量，臺(tái)；Q——設(shè)計(jì)礦山的年爆破量，礦石為3.33萬(wàn)米3，巖石為86.5萬(wàn)米3；Q1—型潛孔鉆機(jī)的穿孔效率，22500m/年t；e——廢孔率，一般為7—10%，取8%；q—每米炮孔的爆破量，查手冊(cè)得，礦石為17.8m3/a，巖石為21.42m3/a；經(jīng)計(jì)算N礦==0.91；N巖==1.9臺(tái)，所以總需KQG—150型潛孔鉆機(jī)數(shù)為3臺(tái)。在生產(chǎn)爆破過(guò)程中，可能產(chǎn)生一定量的較大尺寸的巖石和礦石，不能滿(mǎn)足挖掘機(jī)和汽車(chē)的裝運(yùn)工作，需要破碎成小的尺寸，這樣的礦巖稱(chēng)為大塊。大塊尺寸的確定：（1）按挖掘機(jī)鏟斗容積E確定允許塊度B≤0.75×E1/3=1.19m（2）按汽車(chē)斗容V確定允許塊度V=7.41×3.55×3.475=91.4m3B≤0.5×V1/3=2.25m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，取大塊的發(fā)生率為4%。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(hào)巖石炸藥，工作的鑿巖機(jī)臺(tái)數(shù)為：N=，式中：N——工作的鑿巖機(jī)臺(tái)數(shù)，臺(tái)；Q——平均每天二次爆破的礦巖量，149m3；q——爆破一立方米大塊所需的炮孔長(zhǎng)度，4t/m；Vb——二次破碎鑿巖機(jī)的班工作能力，30m/班；經(jīng)計(jì)算N=1.24臺(tái)由于二次破碎只在白天作業(yè)，鑿巖機(jī)的備用量為50%，故實(shí)際所需的鑿巖機(jī)臺(tái)數(shù)為1.5N=1.24×1.5＝1.86臺(tái)，取3臺(tái)。（1）汽車(chē)班運(yùn)輸能力自卸汽車(chē)臺(tái)班運(yùn)輸能力按下式計(jì)算：A=式中：A——自卸汽車(chē)臺(tái)班運(yùn)輸能力，t；G——自卸汽車(chē)額定重量，20t；K1——汽車(chē)載重利用系數(shù)，礦石取0.93，巖石取0.77；K2——汽車(chē)時(shí)間利用系數(shù)，0.75；T——自卸汽車(chē)周轉(zhuǎn)一次所需時(shí)間，min；T=tz+tr+tq+tttz——挖掘機(jī)裝滿(mǎn)一輛汽車(chē)的時(shí)間；礦石為3.1min，巖石為2.9min；tr——自卸汽車(chē)往返時(shí)間，tx=120×l/v=17.7min；v——自卸汽車(chē)平均運(yùn)行速度，20.0km/h；tq——自卸汽車(chē)卸載時(shí)間，1.0min；L——自卸汽車(chē)平均運(yùn)距，2.1km；tt——自卸汽車(chē)調(diào)頭和停留時(shí)間，取4min。經(jīng)計(jì)算汽車(chē)的臺(tái)班運(yùn)輸能力中，礦石為260t，巖石為217t。426356（2）自卸汽車(chē)所需數(shù)量計(jì)算：可按下式計(jì)算：N=式中：N——自卸汽車(chē)需要臺(tái)數(shù)；臺(tái)Q——露天礦年運(yùn)輸量，礦石為130萬(wàn)噸，巖石為364萬(wàn)噸；K3——運(yùn)輸不均衡系數(shù)，1.1；C——每日工作班數(shù)，3班；H——年工作日數(shù)，330天；K4——自卸汽車(chē)出車(chē)率，70%。經(jīng)計(jì)算，運(yùn)輸?shù)V石N＝（1300000*1.1）/3*330*260*0.7=7；運(yùn)輸巖石N=（3640000*1.1）/3*330*217*0.7=26，所以總共需要33臺(tái)。3.3爆破工程結(jié)合石寶鐵礦中區(qū)的具體地形情況，開(kāi)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。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。本礦區(qū)位于內(nèi)蒙古大草原上，礦區(qū)四周地勢(shì)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(duì)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(jiàn)圖3.1，爆破網(wǎng)絡(luò)見(jiàn)圖3.2。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Wd2L2=（0.8～1.0）Wd(3-5)L2—填塞長(zhǎng)度，m;Wd—底盤(pán)最小抵抗線，5.0m;由計(jì)算得L2前排孔：Q1=q×a×Wd×Hkg(3-6)后排孔：Q2=q×a×b×H×tkg式中：Q1Q2—單孔裝藥量t—后排裝藥量增加系數(shù)（1.1～1.3），取t=1.1。q—單位炸藥消耗量,0.5kg/m3;Wd—底盤(pán)最小抵抗線5.0m;a—孔距，5m;b—排距，4.4m;H—臺(tái)階高度，12m;則Q1Q2經(jīng)計(jì)算前排孔裝藥量為150kg，后排孔裝藥量為145kg。Q′=(Lπd2⊿)/4(3-7)Q′—單孔裝藥量驗(yàn)算值；L—裝藥長(zhǎng)度，105dm;d—孔徑，1.5dm;⊿—裝藥密度，0.9kg/dm3經(jīng)計(jì)算得Q′=167kg，Q1，Q2≤Q′故滿(mǎn)足要求。3.4裝車(chē)工作根據(jù)礦山的年生產(chǎn)能力，選用WK-4型電鏟，BJ-371型自卸式汽車(chē)來(lái)完成采裝任務(wù)。WK-4型電鏟技術(shù)參數(shù)表鏟斗容積（m3）理論生產(chǎn)能力（m3/h）最大挖掘半徑（m）最大挖掘高度（m）457214.410.1最大挖掘深度（m）最大卸載半徑（m）最大卸載高度（m）最大提升力（KN）3.412.656.3530動(dòng)臂長(zhǎng)度（m）接地比壓（Mpa）最大爬坡能力（°）行走速度（km/h）10.50.243120.45機(jī)器工作總量（t）名義提升速度（m/S）最大推壓力（KN）推壓速度（m/S）1900.882400.53主電動(dòng)機(jī)功率（KW）生產(chǎn)廠家回轉(zhuǎn)90°工作循環(huán)時(shí)間（s）250太原重機(jī)廠25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(tái)階高度為12米。一臺(tái)挖掘機(jī)采掘的臺(tái)階工作線長(zhǎng)度叫做采區(qū)長(zhǎng)度，查表知WK-4電鏟的工作線長(zhǎng)度大于300米，由于本礦山電鏟較少，每個(gè)臺(tái)階上一般只有一臺(tái)電鏟工作，采區(qū)長(zhǎng)度等于工作臺(tái)階長(zhǎng)度。cbc=(1-1.7)Rwp(3-8)bc≤Rwp+fRxmax-C(3-9)bc—采掘帶寬度，m;Rwp—鏟斗平放在站立水平上挖掘半徑，14.4m;f—斗柄規(guī)格利用系數(shù)，0.8；Rxmax—最大卸載半徑，12.65m;C—外側(cè)臺(tái)階坡底線到公路中心線的距離，4m;由計(jì)算得bc≤20.3m,取bc為18.5m;（1）最小平盤(pán)寬度Bmin=b+c+d+e+f+g（3-10）式中：Bmin——最小平盤(pán)寬度，m；b——爆堆寬度，b＝2.5×H＝25米；c——爆堆底線至汽車(chē)邊緣的距離，3m；d——車(chē)輛運(yùn)行寬度，3m；e——線路外側(cè)到動(dòng)力電桿的距離，3m；f——?jiǎng)恿﹄姉U至臺(tái)階穩(wěn)定邊界線的距離，3m；g——臺(tái)階邊緣的安全距離，3m。最小平臺(tái)寬度Bmin＝25+3+3+3+3+3=40米，所以工作平臺(tái)寬度取52米。Qa=Qb×N×n（3-11）Qb＝(3600×E×KH×T×り)/(t×Kp)式中：Qa——挖掘機(jī)的臺(tái)年生產(chǎn)能力，m3；Qba——挖掘機(jī)的臺(tái)班生產(chǎn)能力，m3；り——挖掘機(jī)班工作時(shí)間利用系數(shù)0.5N——挖掘機(jī)年工作日數(shù)，330天；n——日工作班數(shù)，3班;E——挖掘機(jī)鏟斗容積，4m3；T——挖掘機(jī)班工作時(shí)間8h；t——挖掘機(jī)鏟斗循環(huán)時(shí)間42s;KH——挖掘機(jī)鏟斗的滿(mǎn)斗系數(shù)0.8；Kp——礦巖在鏟斗中的松散系數(shù)1.5；經(jīng)計(jì)算Qb=731.42m3/臺(tái)班Qa=731.42×330×3＝724105.8m3，確定挖掘機(jī)的年生產(chǎn)能力為72萬(wàn)m3。N=A/Qa式中N——單斗挖掘機(jī)的臺(tái)數(shù)，臺(tái)；A——礦山的年采剝總量，90×（1+2.8）/3.09=159.9萬(wàn)m3/年；經(jīng)計(jì)算N=159.9/72＝2.22，取3臺(tái)。第四章排土工作4.1排土場(chǎng)位置的選擇及排土容積的計(jì)算因?yàn)楸镜V分為山坡露天礦和深凹露天礦，所以此排土場(chǎng)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(chǎng)南側(cè)和北側(cè)可適當(dāng)安排2個(gè)排土場(chǎng)，即在采場(chǎng)東北部布置1號(hào)排土場(chǎng)，主要用于容納+1566m以上水平的排巖任務(wù)；在采場(chǎng)西南側(cè)設(shè)置2號(hào)排土場(chǎng)，主要用于容納+1566m以下水平的排巖任務(wù)。排土場(chǎng)的容積和采場(chǎng)內(nèi)總排巖量有關(guān)。V=式中：V——排土場(chǎng)的容積，萬(wàn)m3；V1——計(jì)劃在排土場(chǎng)排棄的剝離量，3275.36萬(wàn)m3；K1——富余系數(shù)，1.05；K2——巖土松散系數(shù)1.5K3——巖土下沉系數(shù)，0.06。經(jīng)計(jì)算V=＝4866.7萬(wàn)m34.2排土方法的選擇及堆置要素的確定由于礦山采用公路