礦山設(shè)計(jì)原理2課件

礦山設(shè)計(jì)原理（地下開采部分2）礦山企業(yè)設(shè)計(jì)是以采礦專業(yè)為主體，與有關(guān)專業(yè)配合，對(duì)礦山進(jìn)行全面規(guī)劃、設(shè)計(jì)，既有很強(qiáng)的各專業(yè)技術(shù)問題，又是一項(xiàng)綜合性的互相配合的工作。我們?cè)谥v授這門課時(shí)，不能按照實(shí)際過程去講，僅講述設(shè)計(jì)的基本原理和與采礦專業(yè)有關(guān)的主要技術(shù)問題的確定方法。在內(nèi)容上，一般開采技術(shù)問題在有關(guān)課程（如地下開采工藝、井巷工程、通風(fēng)、提升運(yùn)輸?shù)龋┲兄v授，本課中主要講方案性問題的決策，如年產(chǎn)量確定，開拓方案、采礦方法的選擇等問題，以及其它課程未包括的而又是采礦專業(yè)必須獲得的部分設(shè)計(jì)知識(shí)，如井底車場(chǎng)、進(jìn)度計(jì)劃等問題。2.礦山生產(chǎn)能力的確定和驗(yàn)證

礦山生產(chǎn)能力，是指礦山企業(yè)在正常時(shí)期可能達(dá)到的單位時(shí)間（年或日）內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量。一般用年產(chǎn)量表示，也有用日產(chǎn)量表示的。生產(chǎn)能力是礦山最主要的指標(biāo)之一，是礦山企業(yè)設(shè)計(jì)中非常重要的問題，它是建設(shè)的依據(jù)，它決定設(shè)備數(shù)量、職工定員、基建工程量大小以及投資多少、投產(chǎn)時(shí)間和投產(chǎn)后的經(jīng)濟(jì)效果；它還是許多技術(shù)方案確定的重要影響因素。礦山規(guī)模的分類：為便于對(duì)企業(yè)的管理，按年產(chǎn)量的大小，將礦山企業(yè)劃分為大、中、小幾種規(guī)模。劃分的標(biāo)準(zhǔn)因開采方式（露天、地下）和礦種不同而不同。礦山規(guī)模的劃分標(biāo)準(zhǔn)由國土資源部發(fā)文頒布。例如2004年調(diào)整后的部分礦種礦山生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模規(guī)定：礦種類別計(jì)量單位/年大型中型小型煤（地下開采）原煤萬噸≥120120-45＜45煤（露天開采）原煤萬噸≥400400-100＜100鐵（地下開采）礦石萬噸≥100100-30＜30鐵（露天開采）礦石萬噸≥200200-60＜60石膏礦石萬噸≥3030-10＜10石棉石棉萬噸≥22-1＜12.礦山生產(chǎn)能力的確定和驗(yàn)證2.2礦山生產(chǎn)能力的確定方法在礦山企業(yè)設(shè)計(jì)中，確定礦山生產(chǎn)能力時(shí)，設(shè)計(jì)者可能遇到兩種情況：⑴上級(jí)主管部門在下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書中已規(guī)定出礦山生產(chǎn)能力；⑵設(shè)計(jì)單位受上級(jí)主管部門委托確定生產(chǎn)能力，然后呈報(bào)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)，再下達(dá)設(shè)計(jì)單位。在前一種情況下，設(shè)計(jì)者的任務(wù)是，效驗(yàn)設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的礦山生產(chǎn)能力在技術(shù)上的可能性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。在后一種情況下，設(shè)計(jì)者的任務(wù)是，根據(jù)國家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，按技術(shù)上的可能性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，確定礦山企業(yè)的生產(chǎn)能力。而兩種情況確定生產(chǎn)能力的方法則是相同的，即，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面，保證礦山生產(chǎn)能力在技術(shù)上是可能的，同時(shí)在經(jīng)濟(jì)上是合理的。2.2.1技術(shù)上可能的礦山企業(yè)生產(chǎn)能力按技術(shù)可能性確定生產(chǎn)能力的方法有三種：按同時(shí)回采礦塊數(shù)、按年下降速度和按新水平準(zhǔn)備。2.礦山生產(chǎn)能力的確定和驗(yàn)證2.2礦山生產(chǎn)能力的確定方法2.2.1技術(shù)上可能的礦山企業(yè)生產(chǎn)能力1.按合理開采順序同時(shí)回采礦塊數(shù)確定礦山生產(chǎn)能力

原理：一個(gè)礦山可同時(shí)回采的礦塊是有限的，最多可同時(shí)回采礦塊同時(shí)生產(chǎn)時(shí)所達(dá)到的總生產(chǎn)能力即為礦山所可能達(dá)到的最大生產(chǎn)能力。

＊合理開采順序：一個(gè)階段回采為最合理。

＊同時(shí)回采礦塊數(shù)：占一個(gè)階段可布置礦塊數(shù)一定比例。

q×t×N×Ψ計(jì)算公式A=————Kk式中：A—礦山生產(chǎn)能力，噸/年；q—礦房生產(chǎn)能力，噸/日；t—年工作日數(shù)；N—單階段可布置的有效礦塊數(shù)，個(gè)；

Ψ—同時(shí)回采礦塊的有效利用系數(shù)；Kk—由礦房采出的礦石量占礦塊采出礦石量的比重，%。2.礦山生產(chǎn)能力的確定和驗(yàn)證2.2礦山生產(chǎn)能力的確定方法2.2.1技術(shù)上可能的礦山企業(yè)生產(chǎn)能力1.按合理開采順序同時(shí)回采礦塊數(shù)確定礦山生產(chǎn)能力

式中有關(guān)參數(shù)的選?。?/p>

q—礦房生產(chǎn)能力，通過采礦方法設(shè)計(jì)計(jì)算，初步驗(yàn)證可參照類似礦山選定；t—

年工作日數(shù)，設(shè)計(jì)中礦山工作制度部分確定；N—單階段可布置的有效礦塊數(shù)，根據(jù)階段礦體賦存參數(shù)和礦塊尺寸布置確定；Ψ—同時(shí)回采礦塊的有效利用系數(shù)，從設(shè)計(jì)參考資料參照類似礦山選定，一般為0.3～0.5；Kk—由礦房采出的礦石量占礦塊采出礦石量的比重，通過采礦方法設(shè)計(jì)計(jì)算，初步驗(yàn)證可參照類似礦山估算。

2.礦山生產(chǎn)能力的確定和驗(yàn)證2.2礦山生產(chǎn)能力的確定方法2.2.1技術(shù)上可能的礦山企業(yè)生產(chǎn)能力2.按礦床開采年下降速度確定礦山生產(chǎn)能力式中有關(guān)參數(shù)的選?。?/p>

S—

礦體水平可采面積，從所設(shè)計(jì)礦山階段平面圖上計(jì)算（量?。?shí)際值；γ—礦石體重，取地質(zhì)報(bào)告中給出值；K—工業(yè)礦石回收率，通過采礦設(shè)計(jì)計(jì)算，注意！不是礦塊工業(yè)礦石回收率，是全礦工業(yè)礦石綜合回收率；ρ—廢石混入率（貧化率），通過采礦方法設(shè)計(jì)計(jì)算出，初步驗(yàn)證可取類似礦山值；V—

礦床開采年下降速度，根據(jù)所設(shè)計(jì)礦山的礦體賦存條件和開采方式，從設(shè)計(jì)參考資料中選取基本數(shù)值，然后乘以礦體厚度修正系數(shù)k1和礦體傾角修正系數(shù)k2，得出實(shí)用值。具體數(shù)值見下表。

年下降速度是一項(xiàng)來自實(shí)踐的綜合性指標(biāo)，是礦山綜合水平的反映，包含有管理水平和經(jīng)濟(jì)合理性因素，具有一定程度的可靠性。

2.礦山生產(chǎn)能力的確定和驗(yàn)證2.2礦山生產(chǎn)能力的確定方法2.2.1技術(shù)上可能的礦山企業(yè)生產(chǎn)能力2.按礦床開采年下降速度確定礦山生產(chǎn)能力2.礦山生產(chǎn)能力的確定和驗(yàn)證2.2礦山生產(chǎn)能力的確定方法2.2.1技術(shù)上可能的礦山企業(yè)生產(chǎn)能力3.按新階段準(zhǔn)備時(shí)間確定礦山生產(chǎn)能力

原理：為保證礦山能持續(xù)生產(chǎn)，必須使新階段開拓、采準(zhǔn)等準(zhǔn)備時(shí)間小于開采一個(gè)階段所需的時(shí)間，因此，礦山開采的強(qiáng)度（礦山生產(chǎn)能力）受到新階段準(zhǔn)備時(shí)間的限制。

驗(yàn)證判別式

Tk≥Tj×ωTk=Qj×K/[A×(1－ρ)]

Qj×K按新階段準(zhǔn)備時(shí)間確定生產(chǎn)能力計(jì)算式

A=

───────

Tj×ω×

(1－ρ)式中：A—礦山生產(chǎn)能力，噸/年；

Qj—階段中可采礦石工業(yè)儲(chǔ)量，噸；

Tj—新階段開拓、采準(zhǔn)等準(zhǔn)備時(shí)間，年；

ω—階段回采超前開拓、采準(zhǔn)系數(shù)；K—工業(yè)礦石回收率，%；

ρ—廢石混入率（貧化率），%;

Tk—階段開采時(shí)間，年。2.礦山生產(chǎn)能力的確定和驗(yàn)證2.2礦山生產(chǎn)能力的確定方法2.2.2經(jīng)濟(jì)上合理的礦山企業(yè)生產(chǎn)能力通過礦山開采經(jīng)濟(jì)分析可知，對(duì)一定儲(chǔ)量的礦山，當(dāng)生產(chǎn)能力不同時(shí)，其開采礦石的成本不同。如，礦山生產(chǎn)能力大了，投資大，均攤礦石成本高；礦山生產(chǎn)能力小了，服務(wù)年限長，固定運(yùn)營費(fèi)高（如排水費(fèi)），均攤礦石成本也高。因此，對(duì)一定儲(chǔ)量的礦山，存在一個(gè)經(jīng)濟(jì)上合理的礦山生產(chǎn)能力。在礦山企業(yè)設(shè)計(jì)中，通常用經(jīng)濟(jì)合理的礦山服務(wù)年限來驗(yàn)證礦山生產(chǎn)能力的經(jīng)濟(jì)合理性。礦山生產(chǎn)能力與計(jì)算服務(wù)年限之間有如下關(guān)系：Q×KzQ×Kz

A=──────或Tj=──────Tj×(1－ρz)A×(1－ρz)式中：A—礦山生產(chǎn)能力，噸/年；

Q—礦床工業(yè)儲(chǔ)量，噸；

Tj—礦山企業(yè)計(jì)算服務(wù)年限，年；Kz—工業(yè)礦石總回收率，%；

ρz—礦石總貧化率，%;

2.礦山生產(chǎn)能力的確定和驗(yàn)證2.2礦山生產(chǎn)能力的確定方法2.2.2經(jīng)濟(jì)上合理的礦山企業(yè)生產(chǎn)能力由此可知，對(duì)于一個(gè)特定礦山，礦山生產(chǎn)能力和計(jì)算服務(wù)年限之間有一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系。（礦山服務(wù)年限也是礦山一項(xiàng)重要指標(biāo)）經(jīng)濟(jì)合理的礦山服務(wù)年限是指在儲(chǔ)量有限的條件下，當(dāng)?shù)V山年產(chǎn)量與為一定時(shí)，采出的礦石成本最低，盈利最高，此時(shí)的年產(chǎn)量及服務(wù)年限即為經(jīng)濟(jì)合理的。

經(jīng)過經(jīng)濟(jì)分析和總結(jié)我國礦山多年實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定了經(jīng)濟(jì)合理服務(wù)年限如下：

礦山規(guī)模服務(wù)年限(a)大型＞25～30中型＞20小型＞15～202.礦山生產(chǎn)能力的確