礦山開采設(shè)計用計算公式

1、計算公式一、礦山服務(wù)年限計算N= （a）式中：N礦山服務(wù)年限 （a）；Q設(shè)計利用儲量 萬t； 礦石回采率 %；（地下開采80%-90%，露天開采85%-95%） A礦山年產(chǎn)量 萬t/a； e廢石混入率 %；（地下開采10%，露天開采5%）二、礦山生產(chǎn)能力計算1、按采礦工程延深速度驗證確定礦山生產(chǎn)能力（露天）A= （a）式中：A礦山生產(chǎn)能力 萬t/a；P水平分層平均礦量 萬t； V采礦工程年延深速度 m/a； 礦石回收率 %； H階段高度 m；e廢石混入率 %；2、根據(jù)礦山開采年下降速度計算和驗證礦山生產(chǎn)能力（地下開采）A= K1·K2·E （萬t）式中：A礦山年生產(chǎn)能力 萬

2、t/a；V回采工作面下降速度 m/a；(淺孔留礦為10-25 m/a) S礦體開采面積 m2； 礦石體重 t/m3； 礦石回收率 %；（80%-90%）廢石混入率 %；（10%-20%）E地質(zhì)影響系數(shù) （0.7-0.9）；K1礦體傾角修正系數(shù) K2礦體厚度修正系數(shù) （0.8-1.2）3、礦山生產(chǎn)能力計算（地下開采）A= （萬t/a）式中：A礦山生產(chǎn)能力 萬t/a；Q礦塊生產(chǎn)能力 萬t/a；N分布礦塊數(shù) 個；K礦塊利用系數(shù) （0.1-0.4）；E地質(zhì)影響系數(shù) （0.7-0.9）；Z廢石混入率 （10%-20%）；4、露天礦總生產(chǎn)能力計算A=A(1+ns）=Ak+nsAk （萬t/a）式中：A年礦

3、巖總生產(chǎn)能力 t/a；A年礦石生產(chǎn)能力 t/a；ns生產(chǎn)剝采比 t/t；5、露天礦可能達(dá)到的生產(chǎn)能力A=N·n·Q （t/a）式中：A露天礦礦石年產(chǎn)量 t/a；Q挖掘機(jī)生產(chǎn)能力 t/a；n同時工作的采礦階段數(shù) N一個階段可布置的挖掘機(jī)數(shù) （汽車運輸為1-2）；N=L一個臺階的礦石工作線長度 m；Lo一臺挖掘機(jī)占用的工作線長度 m；6、根據(jù)礦石儲量估算露天礦生產(chǎn)能力A= L=0.2式中：A礦山年生產(chǎn)能力 t/a；Q境界內(nèi)礦石儲量 t；L礦山壽命 a；三、礦井需風(fēng)量、負(fù)壓計算1）風(fēng)量計算按井下同時工作的最多人數(shù)計算Q=qN m3/min式中：Q礦井需風(fēng)量 m3/min；q每人用

4、風(fēng)量 4m3/min；N最多入井人數(shù) 人；按礦井各地點實際需要風(fēng)量的總和計算a、采場需風(fēng)量1°按排除采場炮煙計算Q1=A·25 m3/min式中：Q1按排除采場炮煙所需的風(fēng)量 m3/min；A每次爆破使用的最大炸藥量 kg；25每kg炸藥爆破后需風(fēng)量 2°按排塵風(fēng)速計算Q1=V·S式中：Q1按采場排塵所需的風(fēng)量 m3/min；V“規(guī)程”規(guī)定風(fēng)速 取0.25m/sS采場通風(fēng)斷面積 m3b、掘進(jìn)工作面需風(fēng)量1°按一次爆破的最大炸藥量計算Qz=25A m3/min2°按生產(chǎn)過程中最多人數(shù)計算Qz=Qn m3/min3°按排塵風(fēng)速計

5、算Qz=V·S m3/minc、硐室需風(fēng)量Q3=40m3/min80m3/mind、礦井各地點用風(fēng)量總和為Q總=Q1+Q2+Q3最終礦井風(fēng)量的確定Q=KQ總m3/min式中：K為風(fēng)量備用系數(shù)（K=1.1-1.25）2）負(fù)壓計算H=RQ2 PaR=式中：H礦井通風(fēng)摩擦阻力 PaR礦井通風(fēng)摩擦阻力Q礦井風(fēng)量 m3/s巷道通風(fēng)摩擦阻力系數(shù) P巷道周長 m L巷道長度 m四、礦井涌水量計算1、露天采坑最大降雨時涌水量計算Qmax=Hp·F·/1000式中：Qmax最大降雨時露天采坑的涌水量 m3/dHp設(shè)計頻率暴雨量 mm暴雨地表徑流系數(shù) （0.5-0.9）F入滲區(qū)匯水面

6、積 m22、露天采坑正常降雨涌水量計算Qm=H·F·/1000式中：Qm正常降雨涌水量 m3/dH平均及降雨量 mm F機(jī)械排水擔(dān)負(fù)的匯水面積 m2 正常降雨地表徑流系數(shù)直 （0.3-0.5）3、用穩(wěn)定流解析法（大井法）按潛水含水層計算礦井涌水量Q=式中：Q豎井成礦坑的涌水量 m3/d H潛水含水層厚度 mK滲透系數(shù) m/dS水位降深 mR影響半徑 mr豎井半徑成礦坑引用半徑 m礦坑引用半徑r的確定：當(dāng)開采范圍為不規(guī)則形狀時 r=當(dāng)天采范圍為矩形時 r= F為開采面積 、b分別為開采范圍的長度和寬度五、排土場計算1、排土場所需容積Vy=Vs·Ks/(1+Kc)式中

7、：Vy排土場設(shè)計的有效容積 m3Vs剝離巖土的實系數(shù) m3Ks巖土的松散系數(shù) m3Kc巖土的下沉率（%） （7%-15%）2、排土場的設(shè)計總?cè)莘eV=K1·Vy m3式中：V排土場的設(shè)計總?cè)莘e m3Vy排土場的設(shè)計容積 m3K1容積富余系數(shù) （1.02-1.05）六、采場采出礦石品位計算12=（1-）d2式中：12采區(qū)采出礦石品位 %（或g/t）廢石混入率 %d2采區(qū)礦石地質(zhì)平均品位 %（或g/t）七、主要設(shè)備生產(chǎn)能力計算1、潛孔鉆機(jī)臺班生產(chǎn)能力計算Vb=0.6··Tb·式中：Vb潛孔鉆機(jī)臺班生產(chǎn)能力 m/臺·班Tb潛孔鉆機(jī)每班工作時間 min潛

8、孔鉆機(jī)時間利用系數(shù) （0.6-0.4）潛孔鉆機(jī)鉆進(jìn)進(jìn)度 cm/minVb一般為15-32m/臺·班上式中機(jī)械鉆速可近似的用下式表示V=-4ank/D²E式中a-沖擊功（kg/m）；n-沖擊頻率（次/min）D-鉆孔直徑（cm）；E-巖石鑿碎功比耗（kg.m/cm³）;k-沖擊能利用系數(shù)，0.6-0.8.v=3.75Pn/Df（cm/min）P-軸壓（t）；n-鉆頭鉆速（r/min）；D-鉆頭直徑；f-巖石堅固性系數(shù)。2、鑿巖機(jī)臺班生產(chǎn)能力對中等硬度礦巖一般為20m-30m/臺·班3、挖掘機(jī)生產(chǎn)能力計算QB= m3/臺·班 （1.0-2.0m3斗

9、容積）式中：QB挖掘機(jī)臺班生產(chǎn)能力 m3/臺·班T挖掘機(jī)裝載循環(huán)時間 s(40s）E鏟斗容積m3 （1.0-2.0m3）Km鏟斗裝滿系數(shù) (0.8-0.9)Ks巖石松散系數(shù) (1.5)每班工作小時數(shù)B挖掘機(jī)工作時間利用系數(shù)QB：1m3鏟斗為8-15m3/臺·班，2m3鏟斗為20-28m3/臺·班。挖掘機(jī)臺年生產(chǎn)能力計算QB=Qc·N·n式中：QB挖掘機(jī)臺年生產(chǎn)能力 m3/a Qc挖掘機(jī)臺班生產(chǎn)能力 N挖掘機(jī)工作系數(shù)n工作日班數(shù)4、推土機(jī)生產(chǎn)能力計算Q= m3/臺·班（推移土巖）式中：Q推土機(jī)生產(chǎn)能力 m3/臺·班 T作業(yè)循環(huán)

10、所需時間的平均值 min 時間利用系數(shù) （0.7-0.75）q鏟土板中的容土量 m3 Kp松散系數(shù) （1.1-1.28）5、汽車臺班運輸能力計算 （4.5-7.0t）A=K1·K2式中：A自卸汽車臺班運輸能力 t/臺·班 G自卸汽車額定載重量 t K1汽車載重利用系數(shù) （0.82-1.0） K2汽車時間利用系數(shù) （0.85-0.9） T汽車周轉(zhuǎn)一次所需時間 minT=tx+ty+tq+tztx挖掘機(jī)裝滿1輛汽車的時間 minty汽車往返運行時間 minty=汽車平均運距 kmv汽車平均運行速度 km/h(查表)tq汽車卸載時間 （一般取1min）tz汽車調(diào)頭和停留時間 （3

11、-5min）6、挖掘機(jī)鏟斗允許的最大塊度dd=0.8E½(m)d-挖掘機(jī)鏟斗容積允許的最大塊度；E-挖掘機(jī)鏟斗容積（m³）破碎機(jī)入口寬度d0.8F(m)F-破碎機(jī)入口的最大寬度。八、主要設(shè)備所需臺數(shù)計算1、潛孔鉆機(jī)所需臺數(shù)N=式中：N所需鉆機(jī)數(shù)量 臺 Q設(shè)計的礦山規(guī)模 t/a p鉆機(jī)臺年穿孔效率 m/a·臺（20-25m/臺·班） q每米炮孔爆破量 t/m(為高10m，KQ-150鉆機(jī)，5=8-14，q=14-17m3/m) e廢孔率% （7-10%）2、鑿巖機(jī)所需臺數(shù)（一次淺孔鑿巖爆破）N=式中：N每班工作的鑿巖機(jī)臺數(shù) Q礦山每班平均爆破量 t Vb鑿

12、巖機(jī)生產(chǎn)能力 m/臺·班（21-32）q每米孔的爆破量 t/m（1.2-1.4m3/m）鑿巖機(jī)備用率為100%一次破碎一般采用專人專機(jī)，二次破碎一般是一臺挖掘機(jī)配備一臺鑿巖機(jī)3、挖掘機(jī)臺數(shù)計算N=式中：N挖掘機(jī)臺數(shù) A年剝采量 m3 QB挖掘機(jī)臺年效率 m3/a一般不備用，但每個礦至少要有兩臺挖掘機(jī)4、推土機(jī)臺數(shù)計算N=K1式中：N推土機(jī)數(shù)量 Vc每班推巖量 m3 Q推土機(jī)生產(chǎn)能力 m3/臺·班 K1檢修系數(shù) （1.2-1.25）5、汽車所需臺數(shù)計算N=式中：N汽車所需臺數(shù) 臺 Q露天礦年運輸量 t/a K3運輸不均衡系數(shù) （K=1.05-1.15） C每日工作班數(shù) H年工

13、作日數(shù) A汽車臺班生產(chǎn)能力 t/臺·班 K4汽車出車率 （0.4-0.6）九、露天礦剝采比計算1、經(jīng)濟(jì)合理剝采比（Njh）經(jīng)濟(jì)合理剝采比，是指露天開采在經(jīng)濟(jì)允許條件下的最大剝采比，其值為一理論極限值，是確定露天開采的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)依據(jù)，經(jīng)濟(jì)合理剝采比，是以露天礦和地下開采單位成本相等為計算基礎(chǔ)，確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比，即：Njh=式中：Njh經(jīng)濟(jì)合理剝采比 t/t或m3/m3 c地下開采礦石成本 元/t a露天開采單位礦石的采礦費用（不含剝離費） b露天開采單位廢石的剝離費用2、境界剝采比（Nj）是指露天礦開采境界每增加一個單位深度H所發(fā)生的巖石增量V與礦石增量A的比值，即：Nj=另一種計

14、算方法是：在露天礦平面圖上標(biāo)出境界內(nèi)礦巖總面積和礦石總面積，計算境界剝采比。Nj=式中：Nj境界剝采比 S露天礦境內(nèi)礦巖水平投影總面積 m2So露天礦底和邊邦上礦石水平投影總面積 m23、平均剝采比（Np）平均剝采比是指露天開采境界內(nèi)巖石總量與礦石總量的比值，即：Np=式中：Np平均剝采比 V開采境界內(nèi)巖石總量 t或m3 A開采境界內(nèi)礦石總量 t或m34、生產(chǎn)剝采比（Ns）生產(chǎn)剝采比是指露天礦開采某一時期內(nèi)，所剝離的巖石量，與所采出的礦石量之比值，即：Ns=式中：Ns生產(chǎn)剝采比 V最大幾個分層的總剝離量 t或m3A最大幾個分層的總礦石量 t或m35、上述幾個剝采比是確定露天礦境界和經(jīng)濟(jì)合理性的

15、主要依據(jù)，并要求：NpNjh NjNjh NsNjh露天礦資源開發(fā)利用方案編制提綱1、總論1.1礦區(qū)交通位置及錄屬關(guān)系 附“礦區(qū)交通位置圖”1.2自然地理概況1.3企業(yè)經(jīng)濟(jì)類型、法人代表1.4礦山開采現(xiàn)狀1.5礦山設(shè)計依據(jù)1.6主要設(shè)計原則1.7需要說明的問題2、礦產(chǎn)資源概況2.1對地質(zhì)資料的評述設(shè)計所依據(jù)的地質(zhì)資料對設(shè)計所依據(jù)地質(zhì)資料的評述2.2礦區(qū)地質(zhì)概況地層構(gòu)造巖漿巖2.3礦床地質(zhì)礦床成因礦體特征 附“礦體特征表”礦石質(zhì)量2.4礦產(chǎn)資源儲量 附“露天采場內(nèi)礦巖量表”2.5開采技術(shù)條件 附“礦巖物理力學(xué)參數(shù)表”圍巖情況礦巖物理力學(xué)參數(shù)水文地質(zhì)3、礦山建設(shè)規(guī)模、服務(wù)年限、工作制度與產(chǎn)品方案3

16、.1礦山建設(shè)規(guī)模3.2礦山服務(wù)年限3.3礦山工作制度3.4產(chǎn)品方案4、主要建設(shè)方案的確定4.1礦區(qū)開采范圍和開采方式礦區(qū)范圍 附“礦區(qū)范圍拐點坐標(biāo)表”開采方式4.2設(shè)計利用儲量4.3露天開采境界的圈定露天開采境界圈定原則露天礦終了邊坡構(gòu)成要素 附“露天礦終了邊坡構(gòu)成要素表”4.3.3露天礦終了境界圈定的結(jié)果 附“露天礦終了境界圈定結(jié)果表”4.4礦床開拓開拓運輸方式的確定開拓運輸系統(tǒng)4.5采礦方法穿孔爆破工作 附“爆破材料消耗表”裝載運輸工作輔助設(shè)備4.6基建工程基建項目及工程量基建工程時間4.7采剝進(jìn)度計劃的編制采剝進(jìn)度計劃編制依據(jù)采剝進(jìn)度計劃的編制 附“剝采進(jìn)度計劃圖表”4.8礦山壓風(fēng)礦山壓

17、風(fēng)量估算礦山壓風(fēng)設(shè)備選型及數(shù)量4.9礦山防排水截洪溝工程礦山排水 1）礦山涌水量估算 2）排水設(shè)備選擇4.10礦山炸藥及貯存5、總圖運輸5.1設(shè)計基礎(chǔ)資料5.2運輸系統(tǒng)各段道路設(shè)計坡度及坡長 附“道路坡度及坡長表”道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)5.3排土場露天礦剝巖量排土場位置及容積5.4礦巖運輸?shù)V石運輸巖石運輸與堆置運輸及排土設(shè)備 1）計算參數(shù) 2）計算公式 3）設(shè)備數(shù)量5.5道路工程量所需設(shè)備及人員6、采場供電7、投資估算7.1投資估算編制范圍7.2編制依據(jù)工程量定額及指標(biāo)材料、設(shè)備價格7.3估算總投資 附“固定資產(chǎn)投資分析表”“固定資產(chǎn)投資估算表”8、技術(shù)經(jīng)濟(jì)8.1職工定員及勞動生產(chǎn)率工作制度職工定員 附

18、“職工定員表”勞動生產(chǎn)率 附“勞動生產(chǎn)率指標(biāo)表”8.2財務(wù)評價評價原則及依據(jù)項目基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 1）產(chǎn)品價格及產(chǎn)量 2）生產(chǎn)進(jìn)度及投資使用計劃 3）稅金與基金項目總投資與資金籌措成本費用估算 1）礦石開采成本費用估算 用制造法計算礦石成本，礦石成本計算至礦石堆場礦石成本，由：輔助材料費、油化能耗費、生產(chǎn)工人工資、制造費、管理費五項組成。 附“礦石成本計算表” 2）精礦制造成本估算 附“總成本及費用表”銷售利潤與稅金投資回收期與收益率盈虧平衡點分析評價指標(biāo) 附“主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總表”評價結(jié)論9、環(huán)境保護(hù)、礦山安全與工業(yè)衛(wèi)生9.1環(huán)境保護(hù)設(shè)計依據(jù)及采用標(biāo)準(zhǔn)自然環(huán)境概況主要污染源、污染物及其控制措施 1

19、）主要污染源 2）污染物及其控制措施粉塵 廢水 固體廢物 噪聲生態(tài)分析環(huán)保管理機(jī)構(gòu)及環(huán)境監(jiān)測9.2礦山勞動安全設(shè)計依據(jù)及采用的標(biāo)準(zhǔn)勞動安全9.3工業(yè)衛(wèi)生防毒、防塵防噪聲防振動防暑、防濕9.4安全衛(wèi)生機(jī)構(gòu)及預(yù)期效果災(zāi)害性事故的應(yīng)急處理救護(hù)和醫(yī)療的急救安全教育及培訓(xùn)安全衛(wèi)生預(yù)期效果穿孔爆破計算公式1、 底盤抵抗線 按鉆機(jī)安全作業(yè)條件計算W=hctg+3可參考的經(jīng)驗公式W=0.024d+0.85W=(0.24hK+3.6)d/150W-d底盤抵抗線；a-臺階坡面角；h-臺階高度；q1-每米炮孔裝藥量；q-單位炸藥小號量；m-領(lǐng)近系數(shù)；l-炮孔長度；d-炮孔直徑；K-與巖石堅固性系數(shù)有關(guān)的系數(shù)，2、炮

20、孔間距與排拒a=mWb=（0.9-0.95）W a- 炮孔間距b- 炮孔排距Q=qWahQH=(1.2-1.5)qwah空口堵塞長度（0.7-0.8）W汽車最小工作評判寬度為：Bmin=b+c+e+f+gBmin-最小工作平盤寬度；b-爆堆寬度；c- 爆堆坡底線至汽車邊緣距離；d- 汽車運行的寬度（與調(diào)車方式有關(guān)）；e- 線路外側(cè)至動力電桿的距離；f- 動力電桿至臺階穩(wěn)定邊界線的距離，f=3-4m；g- 安全寬度，g=h（ctg-ctg）；-臺階坡面角；-臺階穩(wěn)定坡面角。鐵路運輸最小工作平臺的寬度等于Bmin=b+c1+d1+e1+f+gc1-爆堆坡底線至鐵道線路中心線間距，c1=2-3m；d

21、1鐵路線中心線間距，同向架線時d16.5m，背向架線時d18.5m；e1-外側(cè)線路中心至動力電桿間距，e1=3m。單斗生產(chǎn)挖掘機(jī)的生產(chǎn)能力挖掘機(jī)的生產(chǎn)能力是指單位時間內(nèi)，從工作面采裝出的礦巖實房體積或重量。根據(jù)計算時間的單位不同，可分為班、日、月、年的生產(chǎn)能力。Qw=60ETHh/KptE-鏟斗容積T-每班工作時間-班工作時間利用系數(shù)KH-滿斗系數(shù)t-挖掘機(jī)工作循環(huán)時間（min）挖掘機(jī)年生產(chǎn)能力Qwn=QwMw（m³/a）Mw-挖掘機(jī)年工作班數(shù)，即由日歷天數(shù)扣除節(jié)假日、計劃檢修、氣候影響等停機(jī)時間后的實際天數(shù)，Mw=mw。w-挖掘機(jī)出勤率m-年日歷班數(shù)。1、平均剝采比np 指露天開采

22、境界的巖石總量與礦石總量之比。Np=最終幫坡角由公式計算tg計算得到故59.1°，小于60°。式中：為最終邊坡角；h為臺階高度；b安全平臺和清掃平臺；臺階坡面角。3、按經(jīng)濟(jì)合理服務(wù)年限進(jìn)行驗證25.4萬m/a式中：Q開采范圍內(nèi)礦石儲量92.13萬m3；礦石回收率，露天開采回收率定為91%；T礦山經(jīng)濟(jì)合理服務(wù)年限，根據(jù)礦山條件設(shè)計采用3.3a；廢石混入率，露天開采，設(shè)計采用0%。經(jīng)濟(jì)合理剝采比的確定露天采出單位體積的礦石成本，由純采礦成本和剝離成本倆部分組成，即Cl=a+nbCl-露天開采的礦石成本（元/m³）a- 露天開采的純礦石的成本（不包含剝離）（元/t）b- 露天開采的剝離成本（t/m³）-礦石容重（t/m³）n-剝采比（m³/m³）根據(jù)上述原則列出下式。a+nb=CD由上式得出經(jīng)濟(jì)合理剝采比n為n=（C-a）/b（m³/m³）露天礦場的最小底寬及最終邊坡角的確定當(dāng)采用汽車運輸時，底寬應(yīng)滿足汽車調(diào)車的要求。采用回返式調(diào)車時，底寬為Bmin=2（R