露天礦開采設(shè)計(jì)

1、露天礦開拓開采設(shè)計(jì)原理專 項(xiàng) 設(shè) 計(jì) 說 明 書學(xué)生姓名： 劉洋 專業(yè)班級： 采礦12-2班 學(xué) 號： 1201020212 時 間： 2016.1.10 成 績： 目錄前言11開采工藝及設(shè)備類型的確定 22. 露天開采境界22.1底寬的確定 32.2開采深度的確定 33. 開采參數(shù)73.1臺階高度 73.2采掘帶寬度 83.3最小工作平盤寬度 94.最終境界平面圖 10前言1、某煤田礦位于內(nèi)蒙西部地區(qū)，煤層呈單斜賦存，煤層傾角45°，平均水平厚度為53m。剝離物上部為沙土層平均厚度7m，頂板巖層由兩層構(gòu)成，上部為砂頁巖，下部為砂巖，底板巖層自上而下由泥頁巖和砂頁巖構(gòu)成；2、礦區(qū)內(nèi)地

2、表地形為北高南低的鞍形山坡。地形圖如附圖I所示，比例為1：2000。礦區(qū)內(nèi)有6條勘探線，其橫剖面圖I-I，-，-，-，-，-，比例為1：1000；3、煤的容重為1.45t/m3，回采率為95%，廢石混入率4%，設(shè)計(jì)中采用的經(jīng)濟(jì)合理剝采比6m3/m3；4、露天礦在走向方向上西部坑底境界以I-I勘探線西100m為界，東部坑底境界以-勘探線東100m為界；5、露天礦各邊幫最終幫坡角設(shè)計(jì)為：底幫為30°，頂幫為35°，兩端幫30°35°；6、根據(jù)煤炭地質(zhì)儲量和露天礦范圍，以及煤炭市場需求，確定該礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為50萬噸原煤；7、采用單斗電鏟汽車工藝開采，選用WK

3、-2型2m³單斗電鏟。1開采工藝及設(shè)備類型的確定采用單斗電鏟汽車工藝開采，選用WK-2型2m³單斗電鏟，主要性能參數(shù)如表1，汽車選用BZKD-20型，性能參數(shù)如表2；表1 WK2型主要性能參數(shù)最大采掘高度9.5m最大卸載半徑10.1m站立水平半徑8.5m最大采掘半徑11.6m最大挖掘深度2.2m最大卸載高度6m標(biāo)準(zhǔn)斗容2m³最大爬坡角度15°機(jī)尾回轉(zhuǎn)半徑4.6m理論生產(chǎn)率300m³/h回轉(zhuǎn)90°工作時間24s行走速度1.22Km/h表2 BZKD-20型汽車主要性能參數(shù)最大載重量20t最小轉(zhuǎn)彎半徑8.5m汽車長度7365mm汽車高度3

4、110mm汽車寬度2909mm最高速度50Km/h最大爬坡能力29%輪距前輪 2382mm后輪 2070mm汽車容積巖8.7m³，煤13.8 m³2露天開采境界露天開采境界是技術(shù)上可能，經(jīng)濟(jì)上合理的露天開采范圍或空間輪廓。露天開采境界的要素：露天礦底周界、地表境界、合理開采深度、最終幫坡角。合理的露天礦開采境界極為重要。露天開采境界大小影響礦場內(nèi)的礦巖量，露天礦的規(guī)模及服務(wù)年限，基建工程量，建設(shè)年限及達(dá)產(chǎn)年限，設(shè)備選型配套，勞動定員和效率,產(chǎn)品成本和贏利，基建投資及合理利用，投資經(jīng)濟(jì)效益等。影響露天礦開采境界的因素：（1）社會主義建設(shè)的方針政策。如勞動保護(hù)，經(jīng)濟(jì)政策，綜合利

5、用及環(huán)境保護(hù)法等。（2）自然因素。包括礦床埋藏條件，礦石及圍巖性質(zhì)，地形，河流，沖溝等。（3）技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素。包括開采工藝及設(shè)備，礦巖質(zhì)量，設(shè)備供應(yīng)情況及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等。（4）其他因素。包括：地面主要建筑物，城市，鐵路等。其中促進(jìn)露天開采的有：礦體易發(fā)火的高硫礦床，含泥多的或礦巖和圍巖松軟的礦床，應(yīng)用地下開采在安全和技術(shù)上有較大的困難，這時盡可能擴(kuò)大露天礦開采境界。2.1底寬的確定原則：(1)保證人員設(shè)備的安全 (2)保證礦山工程要求 (3)經(jīng)濟(jì)合理底寬的確定方法露天礦的最小底寬不應(yīng)小于最小的開段溝寬度采用單斗電鏟汽車工藝開采溝底寬度B可計(jì)算如下：B=D+De，mD溝道坡底線至線路中心線距離

6、，mDe挖掘機(jī)一側(cè)的溝道坡底線至線路中心的距離，m掘溝作業(yè)條件要求的溝底寬度，包括采掘和運(yùn)輸設(shè)備作業(yè)要求的最小溝度寬度。（1）挖掘機(jī)在溝內(nèi)作業(yè)時回轉(zhuǎn)的要求，m挖掘機(jī)尾部回轉(zhuǎn)半徑，m；挖掘機(jī)尾部距站立水平的凈空高度，m；臺階坡面角，取60º；挖掘機(jī)尾部與坡底的安全距離，m；取1米(2)汽車運(yùn)輸時按調(diào)車要求的溝底寬度采用折返式調(diào)車,m；汽車道路最小回轉(zhuǎn)半徑，取汽車最小半徑的1.2倍，m；汽車車體寬度，m；汽車車體長度，m；汽車距溝底線安全距離，取0.8m，一般取0.51，m；所以采用回返式調(diào)車方式，取最大底寬為17m對于長露天礦，若礦體水平厚度小于最小底寬時，則底平面按最小寬度繪制；若礦

7、體水平厚度比最小底寬稍大，底平面可取礦體水平厚度。煤層平均水平厚度為47m最終確定該露天礦的底寬為17m2.2開采深度的確定確定合理開采深度的方法有三種，分析法、方案分析法、圖解法。方案分析法就是根據(jù)露天礦底寬和最終幫坡角確定不同深度的邊幫，計(jì)算不同深度的境界剝采比nk，建立境界剝采比與開采深度的函數(shù)關(guān)系，nk=f（H），建立直角坐標(biāo)系，函數(shù)與經(jīng)濟(jì)合理剝采比nj交點(diǎn)的深度就合理開采深度。我們選用圖解法確定合理開采深度，圖解法就是直接在橫斷面圖上，依據(jù)nj，確定合理開采深度。步驟：、分別在地表先上取A1Ai個點(diǎn)。、過頂幫一側(cè)取A1個點(diǎn)，以頂幫最終幫坡角35°作邊幫線，與其頂板的交點(diǎn)分別

8、為B1Bi。、分別延長AiBi到Oi使AiBi/BiOi*nyl=nj。（nyl為原礦的采出系數(shù)，nyl=n/(1-),n為原礦的工業(yè)儲量回采率，95%，為原礦的貧化率，計(jì)算的nyl為0.99）、同時同頂幫一次去C1Ci個點(diǎn)，以底幫最終幫坡角做邊幫線，與其底板的交點(diǎn)分別為D1Di、分別延長CiDi到Mi使CiDi/DiMi*nyl=nj。、連接Oi個點(diǎn)與Mi相交于O點(diǎn)，由O點(diǎn)向上取H'=B/(cot+cot)，這樣過H'做水平線，與最終的幫坡線的交點(diǎn)就是最小底寬，此時的深度就是合理開采深度。圖3-1 -斷面圖因此II斷面的經(jīng)濟(jì)合理的開采高度為110米。根據(jù)此方法分別算出余下五個

9、斷面的合理開采深度。圖3-2 -斷面圖圖3-3 -斷面圖圖3-4 -斷面圖圖3-5 -斷面圖圖3-6 -斷面圖分別得到合理開采高度為107米、110米、110米、109米、109米。然后將橫斷面圖上確定的合理開采深度，投影到地質(zhì)縱斷面圖上，可得到在縱斷面圖上的合理開采深度，即一個凹凸不平的折線圖，為了便于采掘和布置運(yùn)輸線路，調(diào)底。調(diào)底原則：轉(zhuǎn)彎度應(yīng)該滿足運(yùn)輸曲線半徑的要求，長度上應(yīng)該符合設(shè)置坑線的要求，寬度上保證采礦作業(yè)正常進(jìn)行。調(diào)整后底周界最終標(biāo)高為+10m。3開采參數(shù)3.1臺階高度確定臺階高度主要考慮因素有：礦巖的埋藏條件、礦巖性質(zhì)、采掘設(shè)備類型規(guī)格及作業(yè)方式、穿爆工作、運(yùn)輸線路的布置、開

10、采強(qiáng)度、延深速度、臺階穩(wěn)定性等。由于采煤臺階和剝離臺階都需要松動爆破，且煤巖采掘設(shè)備參數(shù)相似，因此本次設(shè)計(jì)確定的煤巖臺階高度相同。采掘作業(yè)應(yīng)滿足：式中：HT挖掘機(jī)推壓軸高度，m；HWmax挖掘機(jī)最大挖掘高度，9.5 m；Kb爆破系數(shù)，松動爆破取1.15；H臺階高度，m；計(jì)算求得標(biāo)準(zhǔn)臺階高度為8m。第一個沙土層臺階按沙土層厚度確定臺階高度為7m，其他臺階高度取8m。3.2采掘帶寬度由于剝離和采礦都采用松動爆破，所以確定采掘帶寬度主要影響因素有：穿孔爆破參數(shù)、挖掘機(jī)采掘的行走方式、設(shè)備作業(yè)效率和年推進(jìn)度。在此設(shè)計(jì)中由于煤巖臺階均需要松動爆破，因此確定采掘帶寬度的主要依據(jù)臺階的穿孔爆破參數(shù)。采用寬采礦采掘，如圖4-1所示：式中：采掘帶寬度；臺階高度，8m；b炮孔排距，b=（0.80.9）Wp，Wp=（2545）d，d取200mm；炮孔排數(shù)，取n=4；臺階坡面角，60°；邊眼距，取3m。則取A=17m圖4-1 采掘帶寬度由此，確定采掘帶的寬度為17m。3.3最小工作平盤寬度（1）保證采運(yùn)設(shè)備正常作業(yè)式中：b爆堆寬度，b=A+爆堆延伸量（810 m），取24m；C爆堆坡底線與運(yùn)輸線路內(nèi)側(cè)邊緣的安全距離，2.03.0m，取2m；D道路的寬度，34倍的車寬，取9m； E運(yùn)輸線路外側(cè)邊緣與穩(wěn)定坡面線的距離，2.54.0m，取