露天礦開(kāi)采技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

露天礦開(kāi)采技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校礦業(yè)學(xué)院設(shè)計(jì)任務(wù)金屬礦床露天開(kāi)采畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)生獲得《爆破工程》、《采掘機(jī)械》、、《礦山巖體力學(xué)》、《礦山安全與環(huán)保》和《金屬礦床露天開(kāi)采》等專(zhuān)業(yè)課程理論知識(shí)，并完成礦山生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是：1）根據(jù)礦山提供的地質(zhì)資料，進(jìn)行露天開(kāi)采方案設(shè)計(jì)具體內(nèi)容：①能進(jìn)行開(kāi)采方式選擇并進(jìn)行簡(jiǎn)單的論證；②確定礦山生產(chǎn)能力并能進(jìn)行驗(yàn)算；③確定采場(chǎng)邊坡參數(shù)；④經(jīng)濟(jì)合理剝采比及采深的確定；⑤境界的確定及境界內(nèi)資源量估算；⑥穿孔爆破、鏟裝運(yùn)輸與排土等開(kāi)采工藝設(shè)計(jì)；⑦設(shè)備選型；⑧開(kāi)拓方式選擇與比較；⑨總圖優(yōu)化布置；⑩勞動(dòng)定員；其它，包括基建工程及采剝計(jì)劃，礦山安全與環(huán)保，安全措施等。2）提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)最終提交成果為設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及圖紙，說(shuō)明書(shū)應(yīng)反映設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)過(guò)程及設(shè)計(jì)最終結(jié)果，圖紙應(yīng)包括總平面布置圖、開(kāi)采終了平面圖、基建終了平面圖以及開(kāi)采終了及基建終了縱橫剖面圖等。設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)課程題目來(lái)源于實(shí)際礦山資料，整個(gè)設(shè)計(jì)由學(xué)生獨(dú)立完成，指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)答疑，檢查設(shè)計(jì)進(jìn)度，核定補(bǔ)充條件。本畢業(yè)設(shè)計(jì)由圖紙、圖表、說(shuō)明書(shū)組成。圖紙、圖表是本次設(shè)計(jì)的主要組成部份，圖紙用AutoCAD繪制，要求正確整潔，比例恰當(dāng)，標(biāo)清各部分尺寸及規(guī)格。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)包括文字?jǐn)⑹觥⒂?jì)算、表格和必要的簡(jiǎn)圖，說(shuō)明書(shū)文字?jǐn)⑹鲆蠛?jiǎn)單明了，力戒煩鎖。畢業(yè)設(shè)計(jì)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)采用課外與課內(nèi)時(shí)間按質(zhì)按量完成，設(shè)計(jì)時(shí)間為四周（120學(xué)時(shí)）。成績(jī)的評(píng)定除按本大綱的要求外，還應(yīng)考慮學(xué)生對(duì)本次設(shè)計(jì)的態(tài)度。3.設(shè)計(jì)主要內(nèi)容與設(shè)計(jì)方法提示3.1開(kāi)采方式選擇根據(jù)礦山提供的地質(zhì)資料，尤其是礦床的開(kāi)采技術(shù)條件，確定礦床的開(kāi)采方式。礦床的開(kāi)采技術(shù)條件主要包括：地形地質(zhì)條件水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件及環(huán)境地質(zhì)條件3.礦體賦存條件確定礦床的開(kāi)采方式可能有以下3種情況：礦床上部宜用露天開(kāi)采，下部宜用地下開(kāi)采。礦床全部宜用露天開(kāi)采。礦床使用地下開(kāi)采不經(jīng)濟(jì)，僅能在經(jīng)濟(jì)允許前提下進(jìn)行一定的露天開(kāi)采。3.2生產(chǎn)能力確定及驗(yàn)證根據(jù)礦床地質(zhì)儲(chǔ)量及國(guó)家或企業(yè)的要求，確定合理的生產(chǎn)能力。初步確定生產(chǎn)能力后必須進(jìn)行合理性驗(yàn)證。生產(chǎn)能力驗(yàn)證主要從以下兩方面進(jìn)行：（1） 按經(jīng)濟(jì)合理服務(wù)年限校驗(yàn)礦山生產(chǎn)能力t=Qa/[A（1-P）]式中：t一礦山服務(wù)年限（a）Q—設(shè)計(jì)利用礦量（萬(wàn)t）a一采礦回收率（%）A一礦山生產(chǎn)能力（萬(wàn)t/a）8—礦石貧化率（%）對(duì)于大型、中型及小型礦山，其服務(wù)年限應(yīng)在一合理的范圍，參考采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)。（2） 從可布工作面數(shù)目分析根據(jù)礦床長(zhǎng)寬尺寸，估算可布置工作面數(shù)及采區(qū)總長(zhǎng)，同時(shí)工作的采裝設(shè)備數(shù)量，參照國(guó)內(nèi)外內(nèi)類(lèi)礦山生產(chǎn)能力進(jìn)行驗(yàn)算。3.3采場(chǎng)邊坡參數(shù)確定根據(jù)開(kāi)采地段礦、巖的物理力學(xué)性質(zhì)及礦巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)邊坡的穩(wěn)定情況，并參照同類(lèi)礦山的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)采剝工作臺(tái)階、非工作臺(tái)階、工作幫及非工作幫的參數(shù)。主要包括：工作臺(tái)階高度、工作臺(tái)階坡面角、最小工作平臺(tái)寬度、最小工作線長(zhǎng)度、工作幫坡角、最終邊坡臺(tái)階高度、終了臺(tái)階坡面角、采場(chǎng)最終邊坡角、露天底最小寬度。臺(tái)階坡面角及最終邊坡角可參照表3—1確定。臺(tái)階高度主要受挖掘機(jī)工作參數(shù)的影響。1)平裝車(chē)時(shí)的臺(tái)階高度。爆堆高度應(yīng)與挖掘機(jī)工作參數(shù)相適應(yīng)，爆破后的爆堆高度Hb不大于最大挖掘高度Hwm即Hb-Hwm(m)若爆破的塊度不大，沒(méi)有粘結(jié)性，又不需要分別采裝時(shí)，爆堆高度可允許為最大挖掘高度的1.2-1.3倍。臺(tái)階高度也不能過(guò)低，否則鏟斗鏟裝不滿，挖掘機(jī)效率降低，同時(shí)臺(tái)階數(shù)目增多，鐵道及管線等鋪設(shè)與維護(hù)工作量增大。因此，松軟礦巖的臺(tái)階高度和堅(jiān)硬礦巖的爆堆高度都不應(yīng)低于挖掘機(jī)堆壓軸高度Ht的2/3，即所或Hb)^2/3Ht(m)式中 Ht一機(jī)械鏟推壓軸高度，即推壓軸距挖掘機(jī)站立水平的垂直距離(m)。表3—1臺(tái)階坡面角、最終邊坡角選擇表

巖石類(lèi)別普氏系數(shù)巖石名稱臺(tái)階坡面角高度為下列值時(shí)的穩(wěn)定邊坡工作面非工作面<90m90-180m180~240m極硬15?20最堅(jiān)硬致密的石英巖、玄武巖及其他極硬巖石，特別硬的花崗巖、石英斑巖，矽質(zhì)頁(yè)巖、各種石英巖，極硬的砂巖和石灰?guī)r80°?90°75°?85°60°?68°57°?65°53°?60°堅(jiān)硬8?14密質(zhì)的花崗巖，特硬砂巖及石英巖脈，特硬鐵礦，石灰?guī)r，不堅(jiān)硬的花崗巖，硬砂巖，硬大理巖、白云巖、黃鐵礦70°?80°70°?75°50°?60°48°?57°45°?53°中硬3?7普通砂巖、鐵礦、砂質(zhì)頁(yè)巖、片狀砂巖，堅(jiān)硬粘土質(zhì)頁(yè)巖，非堅(jiān)硬砂巖、石灰?guī)r、軟巖、各種頁(yè)巖、致密泥灰?guī)r60°?70°60°?65°43°?50°41°?48°39°?45°軟1?2侏羅紀(jì)粘土，軟質(zhì)灰炭紀(jì)粘土，油性粘土，含有小碎石和礫石的重砂質(zhì)粘土，漂礫土，片狀粘土，塊度達(dá)90mm礫石45°?60°45°?60°30°?43°28°?41°26°?39°極軟0.5?0.9軟油性粘土，輕重砂質(zhì)粘土，濕的松散黃土，種植土泥炭，腐值土，砂腐值土，含小碎石的砂質(zhì)壚姆35°?45°25°?40°21°?30°20°?25°2)上裝車(chē)時(shí)的臺(tái)階高度。為使礦巖能順利裝入運(yùn)輸設(shè)備內(nèi)，臺(tái)階高度應(yīng)時(shí)時(shí)滿足下列兩個(gè)條件：(m)h^h^(Rx-Rwf~g)tga(m)式中Hxm 一挖掘機(jī)最大卸載高度(m)；『臺(tái)階上部水平至車(chē)輛上緣的高度(『臺(tái)階上部水平至車(chē)輛上緣的高度(m)；e一鏟斗卸載時(shí)斗底下緣至車(chē)輛上緣的間隙，一般元0.5—1.0m；R 一挖掘機(jī)最大卸載高度時(shí)的卸載半徑(m)；RxRwf 一挖掘機(jī)站立水平的挖掘半徑(m)；一臺(tái)階坡面角取最小值。該值的大小，應(yīng)3.最小底寬的確定T開(kāi)采深度越小，采出的礦日，度，露天礦底/礦場(chǎng)的技:底部勺寬度越大，露天的合理術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)惡化，故底寬宜備的工作要求為準(zhǔn)。g一臺(tái)階坡面角取最小值。該值的大小，應(yīng)3.最小底寬的確定T開(kāi)采深度越小，采出的礦日，度，露天礦底/礦場(chǎng)的技:底部勺寬度越大，露天的合理術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)惡化，故底寬宜備的工作要求為準(zhǔn)。對(duì)于鐵路運(yùn)輸?shù)牡V山，露天礦的最小底部為B.=2R +T^^Ke~hctga^^g^a一挖掘機(jī)機(jī)體回轉(zhuǎn)半徑(m)；1 —鐵道線路寬度(m)；一挖掘機(jī)機(jī)體、邊坡及車(chē)輛三者之間的安全距離， =1.0?1.5m；—挖掘機(jī)機(jī)體的底盤(pán)高度(m)；—臺(tái)階坡面角)。

當(dāng)采采用回返式調(diào)車(chē)采用折返式一汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎半徑（m）；車(chē)寬度（m）；—汽車(chē)距邊坡的安全ELC?\c.mir當(dāng)采采用回返式調(diào)車(chē)采用折返式一汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎半徑（m）；車(chē)寬度（m）；—汽車(chē)距邊坡的安全距離3）；—汽車(chē)長(zhǎng)度（m）；在確立露天礦境界時(shí)，若礦體厚度小于最小寬度，則底平面按最小寬度繪制；若礦體的厚度比最小寬度大得不多，則底平面可以礦體厚度為界；若礦體厚度遠(yuǎn)大于最小底寬時(shí)，則按最小寬度作圖，并應(yīng)考慮以下條件確定露天礦底的位置：(1)(1)使境界內(nèi)的可采礦量最大，剝巖量最小;(2(2)使可采礦量最可靠，為此把露天礦的底置于礦體中間;（3） 使采出礦石的品位最高，這就是根據(jù)礦石的品位分布，確定露天礦的位置；從礦山采剝工程的要求來(lái)看，露天礦場(chǎng)的底寬相當(dāng)于開(kāi)段溝掘溝寬度，其寬度取決于掘溝方法及采掘設(shè)備。按工作安全條件要求，一般不小于20?30m。最小底寬可參照表3—2選擇。表3—2露天礦底平面最小寬度值運(yùn)輸方式裝載設(shè)備運(yùn)輸設(shè)備最小寬人工或1m3以下挖掘機(jī)窄軌（軌距600mm）101m3挖掘機(jī)窄軌（軌距762mm10鐵路運(yùn)輸900mm)4m3挖掘機(jī)準(zhǔn)軌（軌距1435mm）161m3挖掘機(jī)7t以下汽車(chē)16汽車(chē)運(yùn)輸4m3挖掘機(jī)7t以上汽車(chē)203.4經(jīng)濟(jì)合理剝采比及采深的確定1.經(jīng)濟(jì)合理剝采比確定對(duì)于上部用露天開(kāi)采，下部使用地下開(kāi)采的礦床，確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比時(shí)采用原礦成本比較法：礦床露天開(kāi)采課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)一、 設(shè)計(jì)題目露天礦山開(kāi)采終了境界圈定。二、 課程設(shè)計(jì)要求根據(jù)任務(wù)書(shū)中所給出的露天開(kāi)采礦石成本、地下開(kāi)采礦石成本、剝離成本、礦石容重等礦山開(kāi)采技術(shù)條件，按所給地質(zhì)圖件，確定露天礦開(kāi)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(kāi)采境界，并繪制露天開(kāi)采終了平面圖?；疽笕缦拢?） 設(shè)計(jì)參數(shù)，以及參數(shù)的計(jì)算過(guò)程應(yīng)注明取值依據(jù)或簡(jiǎn)述其理由；2） 用1#圖紙繪制露天開(kāi)采終了平面圖，比例為1：2000；3） 扼要敘述作圖步驟和方法；4） 可直接在原始地質(zhì)勘探剖面圖上確定開(kāi)采深度，并將圖紙附在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中；5） 說(shuō)明書(shū)力求通順、簡(jiǎn)練、整潔，參數(shù)合理、計(jì)算正確，篇幅10頁(yè)左右，用計(jì)算機(jī)文稿打印。三、 設(shè)計(jì)過(guò)程指導(dǎo)露天礦合理開(kāi)采深度設(shè)計(jì)在所給的地質(zhì)橫斷面上的原則確定合理開(kāi)采深度，其步驟是：計(jì)算經(jīng)濟(jì)合理剝采njh,并作jh圖。2）按任務(wù)書(shū)中所指定的勘探線（8個(gè)左右），用面積法計(jì)算出每個(gè)地質(zhì)橫斷面在相應(yīng)開(kāi)采深度下的境界剝采比曲線。求合理開(kāi)采深度Hjh兩曲線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為該斷面上的合理開(kāi)采深度。調(diào)整開(kāi)采深度將所確定的各勘探線上的合理開(kāi)采深度投影到地質(zhì)縱斷面圖上，按調(diào)整深度的原則進(jìn)行調(diào)整，并將此深度再投影到各相應(yīng)的斷面上，確定各勘探線橫斷面上的最終開(kāi)采境界。初步圈定露天開(kāi)采終了平面圖1）圈定露天礦底部周界將調(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。2）繪制具有各水平臺(tái)階坡底線的開(kāi)采終了平面圖。從底部周界開(kāi)始，按設(shè)計(jì)的邊幫組成要素，在1#圖低上繪制具有各水平臺(tái)階坡底線的開(kāi)采終了平面圖。開(kāi)拓坑道定線根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所給的出入溝方位、參數(shù)（包括聯(lián)絡(luò)平臺(tái)參麴、運(yùn)輸設(shè)備規(guī)格，進(jìn)行開(kāi)拓坑道定線。繪制露天開(kāi)采終了平面圖該圖為本課程設(shè)計(jì)的最終成果。在具有各水平臺(tái)階坡底線的開(kāi)采終了平面圖上，從定線后溝道的終點(diǎn)開(kāi)始，按溝道參數(shù)自上而下逐層繪制而成，要求曲線光滑，圖紙用鉛筆或上墨均可。露天采礦工藝設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，完成露天礦床開(kāi)采的工藝設(shè)計(jì)，包括采（穿孔、爆破）、裝、運(yùn)、排工藝過(guò)程所需設(shè)備的選及參數(shù)的設(shè)計(jì)。四、參考書(shū)（寫(xiě)明名稱、編著者、出版社、出版時(shí)間）《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì).采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)（上、下冊(cè)）.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1987.中國(guó)礦業(yè)學(xué)院.露天開(kāi)采手冊(cè)（第二冊(cè)穿孔?爆破?采裝工程）.北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.中國(guó)礦業(yè)學(xué)院.露天開(kāi)采手冊(cè)（第三冊(cè)鐵路?公路?膠帶輸送機(jī)）.北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.中國(guó)礦業(yè)學(xué)院.露天開(kāi)采手冊(cè)（第五冊(cè)開(kāi)采境界?開(kāi)采程序?開(kāi)拓?生產(chǎn)能力）.北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.《冶金礦山設(shè)計(jì)參考資料》編寫(xiě)組.冶金礦山設(shè)計(jì)參考資料（上冊(cè)）.北京：冶金工業(yè)出版社，1973.《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì).采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)（二）（礦床開(kāi)采卷?技術(shù)經(jīng)濟(jì)參