3第3章-露天礦運輸

2024/1/311第3章露天礦運輸Chapter3SurfaceTransportation

露天礦(內(nèi)部)運輸(系統(tǒng))的任務(wù)：礦石→選礦廠，破碎站，儲礦場巖土→排土場人員/設(shè)備/材料→作業(yè)地點露天礦采用的運輸方式：

(自卸)汽車運輸：國內(nèi)外廣泛應(yīng)用鐵路運輸：國內(nèi)占較大比重,用于凹礦淺部/地面膠帶運輸斜坡道提升機(jī)運輸重力運輸聯(lián)合運輸－汽車/鐵路，汽車/膠帶，汽車/溜井(槽)2024/1/312金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸本章內(nèi)容：

1.汽車運輸；2.鐵路運輸；

3.膠帶運輸；4.聯(lián)合運輸2024/1/313金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸露天礦運輸從管轄范圍上分為：

露天礦內(nèi)部運輸系統(tǒng)礦巖→受料地點，輔助物料→露天采場

－－礦山管轄的運輸線路

露天礦外部運輸系統(tǒng)選礦廠/儲礦倉→用戶

－－國家行政部門管轄的運輸線路露天礦運輸?shù)奶攸c(見P61)露天礦運輸?shù)幕疽螅?/p>

(1)運距最短；

(2)運輸線路盡量固定，移動設(shè)備重量最??；

(3)采用簡單的運輸方式和較少的運輸設(shè)備類型；

(4)運輸設(shè)備容積/強(qiáng)度要與采裝卸設(shè)備、礦巖適應(yīng);(5)所選用的運輸方式工作可靠、連續(xù)性好；

(6)運輸方式應(yīng)保證工作安全且采礦成本最低2024/1/314第一節(jié)汽車運輸汽車運輸：即可單一運輸，又可組成聯(lián)合運輸露天方式汽車運輸?shù)膬?yōu)點：

(1)機(jī)動靈活，調(diào)運方便，特別適于復(fù)雜地形條件

(2)爬坡能力強(qiáng)，縮短運距，基建速度快/工程量小

(3)運輸組織簡單，可簡化開采工藝，提高采掘效率

(4)便于采用近距離分散排土場/高段排土場，減少排土用地或提高排土效率

(5)道路修筑和養(yǎng)護(hù)簡單汽車運輸?shù)娜秉c：

(1)噸公路運費高，汽車維修和養(yǎng)護(hù)工作量大

(2)受氣候影響較大，雨霧冰雪天氣行車?yán)щy

(3)對于深凹露天礦，易造成坑內(nèi)空氣污染金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/3151.礦用汽車類型汽車類型：載重汽車：牽引功率大，爬坡能力強(qiáng)，機(jī)動靈活自卸式汽車，電動輪汽車汽車載重：運距1~1.5km，合理

金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸容積比=汽車車廂容積電鏟鏟斗容積4~61=2024/1/3161.礦用汽車類型金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸P732024/1/3172.礦山公路分類及技術(shù)等級

礦山運輸公路的特點：①斷面形狀復(fù)雜；②線路坡度大；③曲線半徑小；④運量和行使車輛載重量大；⑤相對服務(wù)年限短

對礦山公路的基本要求：結(jié)構(gòu)簡單；具有相當(dāng)?shù)膱怨绦院湍湍バ缘V山公路分類：按用途分為：運營型：輔助公路

生產(chǎn)型：開采過程中用作礦巖運輸?shù)墓方饘俚V床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/3182.礦山公路分類及技術(shù)等級按公路性質(zhì)/所在位置分為：運輸干線：出入溝→卸礦點，排土場的公路

運輸支線：各開采水平－運輸干線連接公路，各排土水平－運輸干線連接公路

輔助公路：通往分散布置的輔助性設(shè)施的路按服務(wù)年限分為：

固定公路：出入溝→地表永久性公路，>3a

半固定公路：通往工作面/排土場作業(yè)線的公路

1~3a

臨時/移動公路：采掘工作面/排土線的公路，

<1a金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/3192.礦山公路分類及技術(shù)等級按行車密度和速度可分為三個技術(shù)等級：金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/3110半填半挖方路基3.礦山公路路基與路面結(jié)構(gòu)三種路基：金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸填方路基挖方路基2024/1/31113.礦山公路路基與路面結(jié)構(gòu)路基橫斷面主要參數(shù)：①路基寬度路肩路面寬度：行車部分寬度，與汽車參數(shù)、速度有關(guān)金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸

路基寬度=路面寬度+2×路肩寬度(b=1.0~1.5m)最小值≥2b=2m

單車道：B=3.5，4，4.5，5m

雙車道：B=6，6.5，7.0m2024/1/31123.礦山公路路基與路面結(jié)構(gòu)路基橫斷面主要參數(shù)：

②路面與路肩橫坡路面形狀：鐮刀形，槽形，半槽形

路面橫坡：水泥路面1~1.5%

碎石路面1.5~4%

路肩橫坡：比路面橫坡大1~2%,少雨區(qū)0.5%或與路面同坡金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31133.礦山公路路基與路面結(jié)構(gòu)路基橫斷面主要參數(shù)：③路基邊坡基坡一般：1:1.5～1:1.25

路塹邊坡：1:0.5～1:1.75金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸④路基排水排水設(shè)施：邊溝，截水溝，排水溝，盲溝坡度要求：縱坡≮0.2%2024/1/31143.礦山公路路基與路面結(jié)構(gòu)路基橫斷面主要參數(shù)：

⑤路面結(jié)構(gòu)

路面類型：柔性路面，剛性路面路面結(jié)構(gòu)：單層，兩層，多層金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸?shù)缆窓M坡1~4%面層50mm磨耗層15~20mm基層100~150mm墊層200~300mm基礎(chǔ)地層2024/1/31153.礦山公路路基與路面結(jié)構(gòu)路基橫斷面主要參數(shù)：

⑤路面結(jié)構(gòu)

從路面結(jié)構(gòu)可將礦山公路分為四級：高級公路：水泥砼路面，條石/塊石路面次高路面：碎石路面，瀝青貫入碎石路面，瀝青表面處理路面中級路面：碎石路面低級路面：粒料加固土路面

依據(jù)礦巖運量路面類型的選擇：水泥砼路面：1000×104t/a

黑色碎石礫石路面：(200~1000)×104t/a

碎石礫石路面：(50~200)×104t/a

碎石/簡易土路面：＜50×104t/a金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31164.礦山公路平面要素平曲線參數(shù)：半徑，轉(zhuǎn)角，切線，弧長，外矢矩

①平曲線半徑(P50)確定根據(jù)：汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)橫坡，行車速度要求：R

min＞R

min,che；對應(yīng)于公路等級取值；越大越好；平原區(qū)取大值，山區(qū)取小值金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸公路等級ⅠⅡⅢRmin(m)4525152024/1/31174.礦山公路平面要素②切線長度與曲線長度定義：公路轉(zhuǎn)角交點JD1至曲線與直線連接點的長度

③外矢矩轉(zhuǎn)角交點至圓曲線中心的距離金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31184.礦山公路平面要素④曲線段超高緩和曲線段：雙向路面橫坡→單向傾斜的過渡路段超高坡度iH：緩和段坡面與水平面的夾角金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31194.礦山公路平面要素④曲線段超高(P51)超高橫坡：2%~6%，max≯10%金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31204.礦山公路平面要素⑤曲線段加寬從直線段或緩和曲線段開始，逐漸加寬到圓曲線部分

雙車道曲線段加寬值為：

雙車道曲線段車道總寬度為：

單車道曲線段加寬：雙車道加寬值的一半路面加寬＜1m時，路基不加寬；路面加寬＞1m時，按內(nèi)側(cè)路肩寬度不小于1m計算金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31214.礦山公路平面要素⑤曲線段加寬金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31224.礦山公路平面要素⑤曲線段加寬金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31234.礦山公路平面要素⑥線路連接：直線－曲線，同向曲線，反向曲線

直線段與曲線段相連接－插入緩和曲線段長度

兩平曲線連接：

i)

兩曲線超高橫坡相同，兩曲線直接連接

ii)

超高橫坡不同時，需要插入超高緩和段金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31244.礦山公路平面要素⑦視距：司機(jī)通視的最短距離

停車視距：金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸

會車視距：2024/1/31254.礦山公路平面要素⑦視距：司機(jī)通視的最短距離

停車視距：金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸⑧回頭曲線－彎道銳角轉(zhuǎn)折

對稱回頭曲線：主曲線+輔助曲線(+插入直線段)

路基要求回頭曲線：最窄寬度L1≤兩線路最窄距離L2024/1/31264.礦山公路平面要素金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸⑧回頭曲線－彎道銳角轉(zhuǎn)折2024/1/31274.礦山公路平面要素金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸⑧回頭曲線－彎道銳角轉(zhuǎn)折2024/1/31284.礦山公路平面要素金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸⑧回頭曲線－彎道銳角轉(zhuǎn)折

礦山公路回頭曲線的最大值公路等級ⅠⅡⅢ單位vmax252015km/hRmin252015mimax33.54%最小加寬22.53m2024/1/31294.礦山公路平面要素金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸⑧回頭曲線－彎道銳角轉(zhuǎn)折2024/1/31304.礦山公路平面要素平曲線參數(shù)：半徑，轉(zhuǎn)角，切線，弧長，外矢矩

⑨礦山公路線路平面表示法金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31315.礦山公路縱斷面要素豎曲線參數(shù)：最大縱坡，坡長限值，縱斷面圖，豎曲線半徑，豎曲線最小弧長，連接線

①最大允許縱坡

Ⅰ級：6%Ⅱ級：8%Ⅲ級：10%

最大可達(dá)13%，但必須插入緩和段，其最小長度=汽車長度

②限制坡長：金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31325.礦山公路縱斷面要素②限制坡長：

LH＞800m，設(shè)置緩和段40~50m，i＜3%③縱坡折減平曲線半徑≤50m，最大縱坡按下表折減：金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸

海拔5000m以上：折減3%4000~5000m：折減2%3000~4000m：折減1%

折減后最大縱坡＜4%時仍取4%

Ⅰ級-6%；Ⅱ級-8%；Ⅲ級-10%2024/1/31335.礦山公路縱斷面要素④豎曲線

凹形豎曲線，凸形豎曲線當(dāng)凸形豎曲線，變坡度代數(shù)差≥2%

凹形豎曲線，變坡度代數(shù)差≥3%

豎曲線半徑按下表選?。航饘俚V床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31345.礦山公路縱斷面要素⑤線路縱斷面標(biāo)示法金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸起終點標(biāo)高，公路設(shè)計標(biāo)高，平距，縱坡，里程標(biāo)，百米標(biāo)，涵洞位置，豎曲線位置與要素，填挖方高度，各線路段長度，方向角，曲線段要素，縱橫比例2024/1/31355.礦山公路縱斷面要素⑥道路定線定線原則：各參數(shù)要符合要求；線路要平直而短，盡量減少豎曲線；工程量要小，少占農(nóng)田；要充分利用地形，避開高山；要考慮到各水平面的出入口定線步驟與方法：擬定線路系統(tǒng)→方案比較→具體定線(零點自下而上)

固定控制點是擬定線路系統(tǒng)的出發(fā)路基邊緣線“零點法”定線：確定跨距→分規(guī)定點金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31365.礦山公路縱斷面要素⑥道路定線金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31375.礦山公路縱斷面要素⑥道路定線金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31385.礦山公路縱斷面要素⑥道路定線金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31397.工作面汽車入換方式金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸A.同向行車工作平盤寬度較小必須有兩個出入口B.折返行車工作平盤寬度較寬單出口，雙車道C.回返倒車工作平盤寬度較寬單出口，雙車道2024/1/31408.運輸計算①道路通過能力（P68）金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸②自卸汽車運輸能力(P68)

汽車運行周期=裝載t+卸載t+運行t+調(diào)車t

自卸汽車工作臺數(shù)NG與在冊臺數(shù)NZ：2024/1/3141第二節(jié)鐵路運輸1.鐵路運輸特點(P80)優(yōu)點：(1)運輸能力大，可達(dá)5000~8000萬t/a(2)設(shè)備和線路比較堅固耐用

(3)運輸成本低

(4)對礦巖性質(zhì)和氣候條件的適應(yīng)性強(qiáng)

缺點：(1)基建工程量和投資大，基建速度慢

(2)對地形和礦體賦存條件適應(yīng)性差

(3)線路系統(tǒng)和運輸組織工作復(fù)雜2.應(yīng)用及其發(fā)展趨勢

應(yīng)用：儲量大、面積廣、運距長(>5~6km)的露天礦及礦山專用線路

趨勢：①粘重150t電機(jī)車和100~200t自翻礦車常用大載重準(zhǔn)軌自翻礦車型號：

KF-60、KF-65、KF-70、KF-100金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31422.應(yīng)用及其發(fā)展趨勢趨勢：①粘重150t電機(jī)車和100~200t自翻礦車②>10000V交流電機(jī)車和3000V/1500A直流電機(jī)車

③電動輪自翻車牽引機(jī)組④內(nèi)燃機(jī)車用燃?xì)廨啓C(jī)代替柴油機(jī)⑤線路工程全盤機(jī)械化⑥實現(xiàn)機(jī)車遙控和運輸系統(tǒng)自動化3.牽引方式－電機(jī)車&內(nèi)燃機(jī)車

電機(jī)車：直流工礦架線電機(jī)車，采用直流架線式電機(jī)車：

ZG80-1500、ZG100-1500、ZG150-1500

交流工礦架線電機(jī)車(>6000~10000V)

內(nèi)燃機(jī)車：三種傳動方式(機(jī)械，液壓，電力)

常用電力傳動內(nèi)燃機(jī)車(柴油電力機(jī)車)金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31434.線路技術(shù)等級線路分類：標(biāo)準(zhǔn)軌：1435mm，大型露天礦窄軌：小型露天礦

600mm，750mm，762mm，900mm

三類礦用鐵路：固定線路，半固定線路，移動線路

技術(shù)等級：依據(jù)單線重車方向年運量劃分等級/標(biāo)準(zhǔn)固定線路分為三級：金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31444.鐵路運輸線路鋪設(shè)(P83)

道床的橫斷面：道床寬度，道床厚度，道床邊坡金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸線路等級普通土路基(m)路基：巖石碎石卵石礫石粗砂中砂鋼筋混凝土軌枕(m)木枕(m)ⅠⅡⅢⅣ0.350.300.250.200.250.200.200.200.250.200.150.15道床厚度2024/1/31454.鐵路運輸線路鋪設(shè)

線路縱坡：金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸限制坡度：在一定牽引重量條件下列車以最低速度運行所能爬過的最大坡度，縱斷面設(shè)計要采用較長的坡段準(zhǔn)軌Lmin=140～200m，窄軌Lmin>Lmax列車線路縱斷面連接：變坡點要設(shè)置豎曲線

豎曲線半徑：固定線路大于2000m

半固定和移動線路大于1000m2024/1/31464.鐵路運輸線路鋪設(shè)

線路定線：

在地形平面圖上標(biāo)出線路中心線位置線路合理空間位置確定的原則：

?

滿足開采工藝要求

?

同總平面布置協(xié)調(diào)一致

?平縱斷面設(shè)計符合規(guī)范與規(guī)程規(guī)定

?

礦巖運距短，車站分布合理

?土石方工程量少，綜合經(jīng)濟(jì)效益高定線方法和步驟－見P90金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31474.鐵路運輸線路鋪設(shè)

金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31484.鐵路運輸線路鋪設(shè)山坡采場及地面干線的定線自由導(dǎo)線地段：沒有高程障礙，要繞避平面障礙

緊坡導(dǎo)線地段：明顯的高程障礙，需延長線路定線方法－繪制導(dǎo)向線金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31495.列車運輸能力

金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸列車運輸能力計算:(P98)同時工作的列車數(shù):2024/1/3150第三節(jié)膠帶運輸1.膠帶運輸特點－連續(xù)式運輸方式優(yōu)點：(1)運輸能力大：帶寬1.8~2.0m≈準(zhǔn)軌

(2)爬坡能力強(qiáng)：i=(18o~20o)~(35o~40o)，易于實現(xiàn)自動控制，提高勞動生產(chǎn)力

(3)運距短：比汽車縮短70%，火車：82%(4)運輸成本低，經(jīng)濟(jì)效益好：50%~60%汽車

缺點：(1)投資較大

(2)對運輸物料的特性(硬度磨蝕性粘結(jié)性)

和塊度要求嚴(yán)格

(3)受到氣候影響較大2.應(yīng)用及其發(fā)展趨勢

應(yīng)用：單一運輸，形成連續(xù)運輸工藝－疏松巖石聯(lián)合運輸，形成半連續(xù)運輸工藝－堅硬巖石金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31512.應(yīng)用及其發(fā)展趨勢－類型，規(guī)格，性能趨勢：

①帶寬2m，帶速3m/s，則1h運量10000t②帶寬3.2m，帶速5.2m/s，則1h運量30000t③夾心鋼繩膠帶抗拉強(qiáng)度達(dá)1000MPa以上采用多驅(qū)動裝置，單機(jī)長度達(dá)15km④大型運輸機(jī)：可彎曲，運輸大塊硬巖高傾角i=(18o~20o)~(35o~40o)3.膠帶運輸機(jī)的主要類型礦用膠帶從結(jié)構(gòu)上分為：①普通膠帶運輸機(jī)：膠帶，托輥，支架，驅(qū)動裝置，拉緊裝置金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31523.膠帶運輸機(jī)的主要類型

礦用膠帶從結(jié)構(gòu)上分為：①普通膠帶運輸機(jī)膠帶，托輥，支架，驅(qū)動裝置，拉緊裝置金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31533.膠帶運輸機(jī)的主要類型

礦用膠帶從結(jié)構(gòu)上分為：②鋼繩牽引式運輸機(jī)牽引鋼絲繩(2根)

承載膠帶托輥與支架，驅(qū)動拉近裝載卸載裝置③移置式帶式運輸機(jī)金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸摩擦力→拖動膠帶運行2024/1/31543.膠帶運輸機(jī)的主要類型

礦用膠帶從結(jié)構(gòu)上分為：②鋼繩牽引式運輸機(jī)牽引鋼絲繩(2根)

承載膠帶托輥與支架，驅(qū)動拉近裝載卸載裝置③移置式帶式運輸機(jī)

礦用膠帶機(jī)從功能上分為：①移動式：工作面→廢石場②半固定式：轉(zhuǎn)載與集載③固定式：提升，運輸，選礦廠，廢石場金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸摩擦力→拖動膠帶運行2024/1/31554.膠帶運輸機(jī)參數(shù)和類型選擇礦用膠帶運輸機(jī)參數(shù)：①膠帶寬度：600~3200mm，取決于生產(chǎn)能力，帶速，礦巖塊度固定式運輸機(jī)帶寬：金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31564.膠帶運輸機(jī)參數(shù)和類型選擇礦用膠帶運輸機(jī)參數(shù)：②帶速：0.7~7.2m/s，應(yīng)考慮：物料特性，帶寬，轉(zhuǎn)載點設(shè)備條件固定式運輸機(jī)帶速：金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31574.膠帶運輸機(jī)參數(shù)和類型選擇礦用膠帶運輸機(jī)參數(shù)：③傾角：允許的提升與下放角度，取決于巖性

提升角移動式運輸機(jī)：imax=20o~30o

運送破碎礦巖：imax=16o~18o

圓形物料(礫石)：imax=13o~15o

下放角最大傾角比允許提升角小2o~3o④運距和運量：取決于膠帶類型運量小&運距＜200~300m：普通膠帶

運量＜1500m3/h&運距＜1.5km&固定式：鋼繩牽引膠帶運量大&運距長&物料堅硬：夾鋼繩芯膠帶金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31584.膠帶運輸機(jī)參數(shù)和類型選擇礦用膠帶運輸機(jī)選擇：金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸5.膠帶運輸機(jī)主要技術(shù)參數(shù)計算膠帶寬度牽引鋼絲繩單位長度重量牽引力及電機(jī)功率－直/曲線段運行阻力

2024/1/31596.膠帶運輸生產(chǎn)能力取決因素：帶寬，物料斷面積形狀，帶速，物料運送難度，裝載均勻程度金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/3160第四節(jié)聯(lián)合運輸1.聯(lián)合運輸?shù)奶攸c和使用條件

聯(lián)合運輸：采掘工作面→卸載點/排土場－內(nèi)部運輸系統(tǒng)是指由兩種及兩種以上的運輸方式分別完成不同區(qū)段的運輸，此外還包括不能獨立完成運輸任務(wù)的運輸方式，如溜井運輸、斜坡道提升運輸

分為三個階段：工作面運輸，克服高程的運輸，地面運輸優(yōu)點：根據(jù)礦體賦存狀態(tài)、地形條件等，采用聯(lián)合運輸，可充分發(fā)揮各運輸方式優(yōu)勢，獲取更大經(jīng)濟(jì)效益

缺點：增加運輸環(huán)節(jié)，運輸工藝復(fù)雜化金屬礦床露天開采?第3章露天礦運輸2024/1/31612.平硐溜井運輸

應(yīng)用：山坡露天礦，作用