關(guān)門山鐵礦年產(chǎn)150噸工藝及開采設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

PAGE32內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題目：關(guān)門山鐵礦年產(chǎn)150噸工藝及開采設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號：1072101224專業(yè)：采礦工程班級：采礦10-2班指導(dǎo)教師：PAGEPAGEII摘要本設(shè)計(jì)是關(guān)門山露天鐵礦設(shè)計(jì)，年產(chǎn)200萬噸。主要設(shè)計(jì)露天礦的最終境界、上部開拓系統(tǒng)、露天采礦工藝以及進(jìn)度計(jì)劃等內(nèi)容。該礦山在2015年開始基建，2019年達(dá)產(chǎn)，總服務(wù)年限為40年。露天礦的最底部標(biāo)高為－110m，最高標(biāo)高為+180m。采場上盤最終邊坡角45°，采場下盤最終邊坡角35°，臺階高度10m，臺階坡面角65°，出入溝寬度13m。每布置三個安全平臺就布置一個清掃平臺，安全平臺寬度4m，清掃平臺寬度10m。上部開拓采用斜坡汽車運(yùn)輸開拓山坡露天礦，封閉圈以下采用斜坡汽車固定坑線開拓。在采礦工藝方面，采用KY-250型牙輪鉆機(jī)鉆孔，選用SH-380A型載重32噸汽車運(yùn)輸，配套選用WK-4型4m3電鏟采裝。在排土場，采用汽車運(yùn)輸，選擇黃河T-180型推土機(jī)排土。關(guān)鍵詞：露天采礦最終境界、上部開拓系統(tǒng)、采礦工藝、采掘進(jìn)度計(jì)劃。AbstractThisisthedesignofGuanmenshanopen-airironore,Theannualcapacityofproductionis200,0000tons.Itmainlyinvolvestheultimaterealmofopenpit,theupperpartofthesystem,theopenpitminingprocessaswellasthecontentsoftheprogressofprojects.Theminepreparestheconstructionofinfrastructurein2015,andwillreachproductioncapacityin2019,thetotallengthofserviceintheminewilllast78years.TheendoftheelevationintheOpen-pitmineis－110m,thehighestelevationis+180m,Thefinalslopeangleinthetopis45°,andtheothersideis35°，Theheightofthestepis10m,theangleofheightslopeis65°,thewidthoftheoutofgrooveis13m.Eachofthethreesecurityplatformarrangedonacleaningplatform,thewidthofsecurityplatformis4m,thatofthecleaningplatformis10m.Theupperpartofpioneeringusesthehillsideslopestoopenupthemotortransportopen-pitmine,andtheclosedloopusingthefollowinglineslopepitopenupcarfixed.Intheminingprocess,theuseofKY-250Down-holedrillingrig.SH-380Aselectedload32tonsofautomobile-basedtransport,supportingselectionoftypeWK-4Excavatorbackhoeloaded4m3.Inthedump,weusesmotortotransport,selectingT-180Dumpbulldozers.Keywords：Theultimaterealmofopenpitmining,Theupperpartofthesystem,Miningtechnology,Miningschedule。目錄12585摘要 I16868Abstract II10229第一章地質(zhì)部分 1306421.1區(qū)域及礦區(qū)地質(zhì)概況 198061.1.1礦石地質(zhì)特征 1304441.1.2水文地質(zhì)概況 13565第二章露天開采境界 250662.1露天開采境界確定的原則和方法 2126102.2確定境界所需的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 2237082.2.1經(jīng)濟(jì)合理合理剝采比的選定 2236752.2.2最終邊坡角 2285562.3最終開采深度的確定 3299522.3.1礦山開采深度的初步確定 311842.4露天開采境界的參數(shù) 686962.4.1露天礦的底部周界 683762.4.2露天采場的構(gòu)成要素 6117292.4.3境界內(nèi)的礦巖量及開采年限 7364第三章礦床開拓運(yùn)輸 1043783.1開拓方式的選擇 1043493.1.1開拓方法選擇的原則 10228443.1.2影響本礦開拓方法選擇的主要因素 10273213.2運(yùn)輸線路的技術(shù)條件 13291283.3運(yùn)輸線路布置方式 13316083.4設(shè)備選型及有關(guān)計(jì)算 13198363.4.1平均運(yùn)距 14264073.4.2時間利用系數(shù) 1451653.4.3不均衡系數(shù) 14254643.4.4裝車時間 14259063.4.5卸載時間 15310153.4.6調(diào)頭及停留時間 15312443.4.7自卸汽車出車率 15267563.4.8汽車數(shù)量計(jì)算 164952第四章掘溝及新水平準(zhǔn)備 1948884.1掘溝工程 19108354.1.1溝道的類型，斷面形狀及其規(guī)格 1970714.2掘溝工程量及擴(kuò)幫工程量 21295584.2.1計(jì)算掘溝工程量和掘溝速度 22140004.3新水平準(zhǔn)備工作 26253304.3.1確定新水平準(zhǔn)備工程量和各項(xiàng)工程所需時間 26147944.3.2各項(xiàng)工程所需的時間 27107764.3.3計(jì)算最大可能的礦山工程延深速度 279118第五章露天礦生產(chǎn)能力及采掘進(jìn)度計(jì)劃 2874055.1礦山生產(chǎn)能力的驗(yàn)算 28286195.1.1按可能有的采礦工作面數(shù)目驗(yàn)算生產(chǎn)能力 28106235.1.2按礦山工程延深速度驗(yàn)算生產(chǎn)能力 29228935.1.3根據(jù)年服務(wù)年限論證生產(chǎn)能力的經(jīng)濟(jì)合理性 2958085.2采掘進(jìn)度計(jì)劃的編制 2928615.2.1編制采掘進(jìn)度計(jì)劃的依據(jù)資料 30119275.2.2采掘進(jìn)度計(jì)劃 30288445.3礦山工作計(jì)劃 31226925.4礦山全年、晝夜及班巖產(chǎn)量計(jì)算 3115496第六章礦巖采剝工程 3226016.1概述 3239166.1.1工作線縱向布置的采剝方法的特點(diǎn) 32266236.2穿孔工作 32202266.2.1穿孔設(shè)備的選擇 3226426.2.2設(shè)備生產(chǎn)能力的確定 34318176.2.3設(shè)備數(shù)量的計(jì)算 3571366.2.4二次破碎方法和所需的設(shè)備數(shù)量 35309986.3爆破工作 3661966.3.1爆破方法的選擇 3657736.3.2爆破方法及爆破器材 36185876.3.3爆破參數(shù)的確定 37109006.4裝車工作 39240436.4.1采裝設(shè)備的選擇 39130736.4.2采裝工作面參數(shù)及工作平盤的配線方式 4013649第七章排土工作 42317217.1排土場位置的選擇及排土容積的計(jì)算 4222427.1.1排土場位置的選擇 4297977.1.2排土場的容積 4240377.2排土方法的選擇及堆置要素的確定 4288657.2.1選擇排土場方法 42316557.2.2排土工序 42319227.2.3確定排土場參數(shù) 43210987.3排土線生產(chǎn)能力 443882第八章露天礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 451501參考文獻(xiàn) 479949附錄 4820673致謝 55PAGEPAGE56地質(zhì)部分區(qū)域及礦區(qū)地質(zhì)概況礦層出露的地層以鞍山為主，地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，屬單斜構(gòu)造。鞍山群按巖性分為千枚巖、夾含鐵石英巖。礦體為厚層狀，鐵礦床產(chǎn)于千枚巖和混合巖之間，沿走向和傾向，產(chǎn)狀和礦石品位變化不大。礦石地質(zhì)特征礦體走向270°～300°，傾向北東，傾角70°～85°。該礦屬沉積變質(zhì)礦床，礦床由多條礦體組成，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦出露于地表,Ⅰ號礦體控制線長度有9線到24線,全長3080米，地表出露長度約1400米左右，礦層平均厚度約109米，延深超過800米；Ⅱ號礦體分布在Ⅰ號礦體東北部的11線到12線幾其附近。F4～F5號斷層之間長度約為400米，水平厚度約為60米左右，延深超過500米，由于受斷層影響，礦厚度由兩端逐漸減小至尖滅。礦床礦石平均品位29.76%，礦石普氏硬度系數(shù)f=12～16，上盤混合巖普氏硬度系數(shù)f=10～12，下盤千枚巖普氏硬度系數(shù)f=8～10。礦石容重為3.3t/m3，巖石容重為2.72t/m3，礦巖松散系數(shù)為1.5。水文地質(zhì)概況礦體本身是含水層，大氣降水是礦體充水的主要因素。露天開采境界露天開采境界確定的原則和方法根據(jù)設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)資料知關(guān)門山鐵礦地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，屬于單斜構(gòu)造。安山群按巖性分為千枚巖、夾含鐵石英巖。礦體為厚層狀，鐵礦床產(chǎn)于千枚巖和混合巖之間，沿走向和傾向，產(chǎn)狀和礦石品位變化不大。此礦開采設(shè)計(jì)的主要原則如下：（1）境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比（2）要充分利用資源，盡可能把較多的礦石圈定在露天開采境界內(nèi)；（3）所圈定的露天開采礦場的幫坡應(yīng)等于露天邊坡所允許的角度。（4）下列情況可縮小露天礦境界：開采境界邊緣附近有重要建筑物、構(gòu)筑物、河流等需要保護(hù)。本礦由于位于礦床上部為山丘地形，并有季節(jié)性河流通過，在確定境界時還要考慮地表因素。確定境界所需的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)合理合理剝采比的選定本礦設(shè)計(jì)的年產(chǎn)量為200萬噸，屬于中小型礦山，根據(jù)《冶金礦山設(shè)計(jì)參考資料》上冊，經(jīng)濟(jì)合理剝采比初步確定為njh=2.8m3/m3。最終邊坡角關(guān)門山礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，分三層，礦石普氏硬度系數(shù)f=12～16，上盤為混合巖，普氏硬度系數(shù)f=10～12，下盤為千枚巖，普氏硬度系數(shù)f=8～10。由于礦體本身是含水層，礦區(qū)年降水量較大，大氣降水是礦體充水的主要原因，加上冬季氣溫較低，可能有一定厚度的凍土，礦區(qū)西側(cè)有一季節(jié)性河流，若在基建期將河流圈入境界，河流要大范圍的改道或開挖涵洞，初期投資太大，所以預(yù)計(jì)開采深度為200米左右。根據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)條件、礦區(qū)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)，礦巖的物理性質(zhì)，選取上盤最終邊坡角為45°，下盤最終邊坡角為45°，端幫最終邊坡角為45°。最終開采深度的確定礦山開采深度的初步確定以礦體厚度初步確定的開采深度關(guān)門山鐵礦的走向長度大，傾角為70°～85°由于礦體厚度與最小底寬相比大很多，在確定開采深度時露天礦底的位置不易確定，可先按礦體厚度作圖確定境界剝采比，然后繼續(xù)向下無剝離采礦，直至最小底寬為止。首先在各地質(zhì)橫剖面圖上根據(jù)經(jīng)濟(jì)合理剝采比確定開采深度，然后在縱投影圖上根據(jù)具體情況調(diào)整露天礦底部標(biāo)高。在各地質(zhì)橫剖面圖上繪出開采深度與境界剝采比nj的關(guān)系曲線。Ⅺ剖面圖開采深度與境界剝采的比關(guān)系見圖2.1。Hj=－59.3圖2.1Ⅺ剖面圖開采深度與境界剝采比關(guān)系圖（2）ⅩⅢ+100剖面圖開采深度與境界剝的采比關(guān)系見圖2.2。Hj=－151.5m圖2.2ⅩⅢ+100剖面圖上開采深度與境界剝采比關(guān)系圖（3）ⅩⅣ剖面圖上開采深度與境界剝采比關(guān)系見圖2.3。Hj=－113.8米圖2.3ⅩⅣ剖面圖上開采深度與境界剝采比關(guān)系圖（4）ⅩⅧ剖面圖開采深度與境界的剝采比關(guān)系見下圖2.4。Hj=－184.8m圖2.4ⅩⅧ剖面圖上開采深度與境界剝采比關(guān)系圖（5）ⅩV剖面圖上開采深度與境界剝采比關(guān)系見圖2.5。Hj=－57.6m圖2.5ⅩV剖面圖上開采深度與境界剝采比關(guān)系圖露天礦底部標(biāo)高的調(diào)整由于各地質(zhì)勘探線上礦體的形態(tài)、厚度不均，導(dǎo)致確定的理論開采深度不一致，因而有必要對深度進(jìn)行調(diào)整，使底部平面處于同一水平面上，這樣有利生產(chǎn)活動的正常開展。將各剖面圖上確定的開采深度投影到地質(zhì)縱投影圖上，連接各點(diǎn)，可得到一條不規(guī)則的折線。為了便于開采和布置運(yùn)輸線路，露天礦底平面宜調(diào)整至同一標(biāo)高，調(diào)整的原則是使調(diào)整后少采出的礦石量與多采出的礦石量基本平衡，并保證剝采比盡可能小。圖2.6露天開采深度確定經(jīng)調(diào)整后，關(guān)門山露天礦的最低標(biāo)高-110?？梢詽M足地形條件的限制，季節(jié)河流的影響。我們要盡可能的避免開巖鑿洞，使季節(jié)河流改道。所以最終將露天礦的底部標(biāo)高定為-110。露天開采境界的參數(shù)露天礦的底部周界根據(jù)上面確定的露天礦底平面標(biāo)高，在各地質(zhì)剖面圖上確定露天開采境界，并將各地質(zhì)剖面圖的底部周界位置反映在地質(zhì)地形圖上，用光滑的曲線連接各點(diǎn)，可得到露天礦底部周界。露天采場的構(gòu)成要素根據(jù)本礦山的規(guī)模、地質(zhì)條件和設(shè)備要求，確定采礦場的構(gòu)成要素見下表：表2-1采場上盤最終邊坡角45度采場下盤最終邊坡角35度最高開采標(biāo)高180米底部標(biāo)高-110米采場封閉圈標(biāo)高70米臺階高度10米臺階最終坡面角65°安全平臺寬度4米清掃平臺寬度10米運(yùn)輸平臺寬度13米境界內(nèi)的礦巖量及開采年限根據(jù)礦山具體情況初步確定礦石回采率為97%，廢石混入率為3%。根據(jù)勘探線控制的礦巖面積得出礦石及巖石的量如下。表2-2勘探線號1/2兩勘探線間的距離（m）控制的礦石面積（m2）控制的總石面積（m2）=11\*ROMANXI=13\*ROMANXIII+10248.824974.66250.1=13\*ROMANXIII+10=14\*ROMANXIV51.0530836.461047=14\*ROMANXIV=15\*ROMANXV98.3318862.752864.6=15\*ROMANXV=18\*ROMANXVIII296.0519194.360185.4=18\*ROMANXVIII=19\*ROMANXIX75.4312386.122730.1礦石總體積（萬m3）2543.6巖石總體積（萬m3）3499.6由上表知：境界內(nèi)的礦石量為2543.6×3.3=8393.88萬噸境界內(nèi)的巖石量為3499.6×2.72=9518.9萬噸平均生產(chǎn)剝采比np=9518.9÷8393.88=1.16噸/噸=1.41m3/m3均衡生產(chǎn)剝采比ns=np×μ=1.51m3/m3=1.83噸/噸μ取1.3本礦山的開采年限為：T=式中：P——露天礦境界內(nèi)礦石的可采礦量，8393.88萬噸；Ak——露天礦礦石年生產(chǎn)能力，200萬噸/年；k1——富裕系數(shù)，取1.1。經(jīng)計(jì)算T＝39.15年,取整后為40年。根據(jù)礦石的生產(chǎn)能力可知礦巖生產(chǎn)能力為：A=Ak×（1+ns）式中：A—礦巖年生產(chǎn)能力，；Ak—礦石年生產(chǎn)能力，60.6，200萬噸/年；ns—均衡生產(chǎn)剝采比，1.83m3/m3；經(jīng)計(jì)算得A=171.5。續(xù)表8-2勘探線號1/2兩勘探線間的距離（m）控制的礦石面積（m2）控制的總石面積（m2）=11\*ROMANXI=13\*ROMANXIII+10248.824974.66250.1=13\*ROMANXIII+10=14\*ROMANXIV51.0530836.461047=14\*ROMANXIV=15\*ROMANXV98.3318862.752864.6=15\*ROMANXV=18\*ROMANXVIII296.0519194.360185.4=18\*ROMANXVIII=19\*ROMANXIX75.4312386.122730.1礦石總體積（萬m3）2543.6巖石總體積（萬m3）3499.6礦床開拓運(yùn)輸開拓方式的選擇露天礦床開拓是露天礦設(shè)計(jì)中帶有全局性的一個重要問題，對礦山建設(shè)和生產(chǎn)具有重大影響。一方面受露天開采境界的影響，另一方面還影響基建工程量、基建投資和基建時間，影響礦山的生產(chǎn)能力、礦石損失和貧化、生產(chǎn)的可靠性和均衡性以及生產(chǎn)成本等。開拓系統(tǒng)一旦形成，則不易改變。否則會給生產(chǎn)帶來許多困難，還會造成經(jīng)濟(jì)上的重大損失。因此，正確選定開拓方法是十分重要的。確定礦床開拓方法，必須遵照黨和國家關(guān)于礦山建設(shè)的方針、政策，依據(jù)礦床賦存的地形地質(zhì)條件，綜合考慮各方面的因素，經(jīng)全面分析比較后方能選定合理的開拓方案。開拓方法選擇的原則（1）要求礦山基建時間短，保證早投產(chǎn)，早達(dá)產(chǎn)；（2）要求生產(chǎn)工藝簡單,可靠，技術(shù)上先進(jìn);（3）基建工程量少，施工方便；（4）基建投資少，尤其是初期投資少；（5）不占良田，少占耕地，并有利于改地造田；（6）生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用低。影響本礦開拓方法選擇的主要因素（1）生產(chǎn)技術(shù)條件。即本礦的生產(chǎn)規(guī)模、礦區(qū)開采程度、露天采場的尺寸和高差等；（2）自然地質(zhì)條件。即本礦的地質(zhì)、水文地質(zhì)、地形、工程地質(zhì)及氣候條件等；（3）經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件。即礦山的建設(shè)投資，礦石生產(chǎn)成本及勞動生產(chǎn)率等。根據(jù)關(guān)門山鐵礦的實(shí)際條件，地形東高西低，地形復(fù)雜，在地表上下都有礦體賦存。因此對于山坡露天礦初步選取的開拓方式有:=1\*GB3①汽車公路運(yùn)輸開拓系統(tǒng)；=2\*GB3②鐵路運(yùn)輸開拓系統(tǒng)；=3\*GB3③聯(lián)合開拓系統(tǒng)。即山坡部分用平峒溜井開拓，下部用汽車公路開拓。上面各開拓方案使用條件及主要特點(diǎn)見下表3.1。表3-1開拓方案使用條件及主要特點(diǎn)開拓運(yùn)輸方式使用條件主要特點(diǎn)公路開拓運(yùn)輸1、地形條件和礦體產(chǎn)狀復(fù)雜，礦點(diǎn)多且分散的礦床2、礦體薄、傾角緩，需要分采分運(yùn)的礦床3、陡幫開采工藝4、運(yùn)距不大，一般在3km內(nèi)5、不適于泥質(zhì)，多水和松散砂層的露天礦1、線路坡度大，轉(zhuǎn)彎半徑小，因而線路工程量少，基建時間短，基建投資少2、便于采用高、分散排棄場3、機(jī)動靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，可提高挖掘機(jī)效率2030%（與機(jī)車運(yùn)輸線比）4、深凹露天礦可減少基建剝巖量和擴(kuò)幫量5、燃油和輪胎消耗量大，設(shè)備利用率低，運(yùn)輸成本高，經(jīng)濟(jì)運(yùn)距短6、汽車排出尾氣污染環(huán)境較嚴(yán)重鐵路開拓運(yùn)輸1、適用于地形和礦體產(chǎn)狀簡單的大型露天礦2、山坡露天礦比高可達(dá)200m左右3、深凹露天礦比高在160m以內(nèi)1、運(yùn)輸量大2、線路工程量大，基建投資多，基建時間長3、采場和剝離物排棄物移道工作量大4、線路坡度小，采深受限，一般為200250m5、經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)距長，一般在4km以上公路鐵路聯(lián)合運(yùn)輸1、走向長、寬度和垂深均較大的深凹露天礦2、地形地表平緩、平面尺寸很大的大型深凹露天礦1、充分發(fā)揮公路及鐵路運(yùn)輸?shù)母髯詢?yōu)點(diǎn)2、多數(shù)礦山一般均設(shè)轉(zhuǎn)載站技術(shù)方案比較：對于方案=1\*GB3①，汽車公路開拓系統(tǒng)適用各種地形條件的山坡露天礦和礦坑呈各種不規(guī)則形狀、尺寸的凹陷露天礦；采礦場可設(shè)置多出入溝口進(jìn)行分散運(yùn)輸，分散排巖；便于多品級礦石選別開采；便于改變工作線推進(jìn)方向，新水平準(zhǔn)備速度快，能達(dá)到較高的開采強(qiáng)度。對于方案=2\*GB3②，鐵路開拓的運(yùn)營費(fèi)用低，鐵路運(yùn)輸噸一公里費(fèi)用約為汽車運(yùn)輸?shù)?/4～1/3；運(yùn)輸能力大；運(yùn)輸設(shè)備堅(jiān)固耐用；運(yùn)輸工作可靠，受氣候條件影響較小。但開拓坑線受鐵路的平面曲線半徑大和縱向坡度小的影響，開拓坑線展線長度大，使露天采礦場的附加剝巖量增加，基建工程量大，基建時間長；在日常生產(chǎn)中的線路移設(shè)和維修工作量大；開拓系統(tǒng)和工作組織復(fù)雜；新水平開拓延深工程緩慢。對于方案=3\*GB3③，山坡部分采用平峒溜井開拓，投資省、運(yùn)輸設(shè)備少、節(jié)省能源、經(jīng)營費(fèi)用低、生產(chǎn)能力大，適用于相對高差大于100米的山坡露天礦。但溜井宜堵塞和跑礦，放礦時，空氣中的粉塵影響作業(yè)人員的健康，對礦石塊度也有所限制。結(jié)合關(guān)門山鐵礦的實(shí)際地形及氣候條件，由于該地區(qū)大氣降水是礦坑積水的主要原因，并且有兩個山頭開采，山頭之間地勢平坦，地形高差較小，不宜用溜井。東部地形比西部要高的多，采用鐵路運(yùn)輸時線路布置困難而且其基建工程量要大得多，故采用公路運(yùn)輸。對于深凹露天礦部分，初步選擇的開拓方案有：（1）公路開拓；（2）鐵路開拓；（3）聯(lián)合開拓：上部用鐵路開拓，下部用汽車開拓。根據(jù)關(guān)門山的實(shí)際情況，由于鐵路運(yùn)輸要求設(shè)備轉(zhuǎn)彎半徑大，這就要求了礦山開拓工程的剝巖工程量，即提高了礦山的基建工程量，增加了成本。故不采用鐵路開拓。為了盡快達(dá)產(chǎn)，減少基建時間和基建投資，充分發(fā)揮電鏟的效率，可選用公路開拓。運(yùn)輸線路的技術(shù)條件根據(jù)公路開拓運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，汽車具有爬坡能力大和通過較小的曲線半徑的特點(diǎn)，采場、排土場內(nèi)的公路按Ⅱ級公路路設(shè)計(jì)，最大縱坡選8%，一般為6%，出入溝縱向坡度為8%，，回頭曲線半徑為16米，輔助曲線半徑為28米，個別曲線半徑為40米，這是為了滿足坡度的要求。路面寬度根據(jù)線路等級和汽車寬度確定，按雙線布置，路基寬度等于路面寬度與路肩寬度之和為9米，運(yùn)輸平臺寬度為13米。運(yùn)輸線路布置方式關(guān)門山露天鐵礦山坡部分運(yùn)輸線路采用直進(jìn)式布線，從封閉圈70米的礦體下盤開始布線，逐漸沿向封閉圈以上每個水平保證每個水平都能夠與主線路相通。在比較平坦的地勢部分可以增加曲率半徑較大的拐彎段。線路直線部分坡度不大于8%，由于公路等級為=2\*ROMANII級公路，當(dāng)線路長度超過400m時，在拐彎處設(shè)緩坡段，由于地形條件較困難，所以緩坡段長度不小于80m。（據(jù)設(shè)計(jì)手冊表1-3-15和表1-3-16）。深凹部分運(yùn)輸線路布線采用直進(jìn)回返式，考慮到重車上坡，空車下坡，發(fā)動機(jī)發(fā)熱量大，出入溝坡度為8％，并在每個出入溝底部設(shè)坡度為3‰的連接平臺,以滿足自然排水的要求。為了縮短基建期，早日達(dá)產(chǎn)，本礦采用移動坑線開拓，露天山坡部分從山坡一側(cè)向最終邊坡方向推進(jìn)，深凹部分從礦巖分界處向最終邊坡方向推進(jìn)。設(shè)備選型及有關(guān)計(jì)算為了充分發(fā)揮汽車運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益，并考慮到實(shí)際年產(chǎn)量200萬噸屬中型礦，決定選用車型SH-380A型汽車，載重32噸，為便于維修，采用同一型號、同一生產(chǎn)廠家的汽車。SH-380A型汽車的參數(shù)如表3-2。表3-2SH-380A型汽車技術(shù)參數(shù)表驅(qū)動形式載重(t)自重(t)發(fā)動機(jī)功率(Kw)4×23222294軸距（m)輪距前(m)輪距后(m)后懸(m)3.82.852.451.89最小離地高度(m)最小轉(zhuǎn)彎半徑(m)貨箱最大傾斜角(°)最大爬坡能力(%)0.379.15036最大速度(km/h)外形尺寸(mm)車廂舉升離地最小高度（m）46.17.95×3.55×3.4750.6車廂舉升離地最大高度（m）6.8平均運(yùn)距根據(jù)采場終了平面圖，運(yùn)輸平臺和出入溝長度，初定平均運(yùn)距在2.5km即可。時間利用系數(shù)時間利用系數(shù)與電鏟，汽車的良好狀況及工種制度有關(guān)，查《采礦設(shè)計(jì)手冊》礦床開采上篇表1-3-38，每天三班工作制，故取0.75。不均衡系數(shù)根據(jù)礦山具體的情況確定，一般取1.05~1.15。因?yàn)樯a(chǎn)規(guī)模為200萬噸，規(guī)模較大，取1.1。裝車時間電鏟裝卸汽車的時間主要與電鏟作業(yè)循環(huán)時間及裝載斗數(shù)有關(guān)，按下式計(jì)算：=式中：挖掘機(jī)裝車時間，min；n裝載斗數(shù)，礦石n取4巖石n取4；汽車入換時間，一般取30s；挖掘機(jī)作業(yè)循環(huán)時間，按=20+1.2E計(jì)算；礦石容重3.3；巖石容重2.72；E鏟斗標(biāo)準(zhǔn)容，4；經(jīng)計(jì)算礦石時，=41s；巖石時，=37.8s；故礦石的=3.23min，巖石為=3min。卸載時間主要取決于卸載物料的性質(zhì)，主要取決于卸載物料的性質(zhì)，參考《采礦設(shè)計(jì)手冊2》，礦石取41s，巖石取38s，一般取1.0min。調(diào)頭及停留時間調(diào)頭時間主要與汽車和電鏟的相對位置及裝卸車平臺的布置形式，場地大小有關(guān)，一般取1.0min,停留時間包括待裝待卸及運(yùn)行中的耽擱時間，它隨汽車類型和運(yùn)距而變化，查表1-3-41得二者總時間為4.8min.自卸汽車出車率它指平均每班開動的汽車臺數(shù)與在籍汽車臺數(shù)之比。而開動與在籍汽車臺數(shù)又和汽車大修理程和大修周期中汽車保修里程時間有關(guān)，查表1-3-42。按下式計(jì)算：K4=Ld/(Ld+abe)式中：—自卸汽車出車率，%；—汽車大修間隔，2600h；a—每日工作班數(shù)，3；b—大修周期中汽車保修工日及其它停駛工日，取166d；e—班運(yùn)時間，8×0.75=6h；0.75為時間利用系數(shù)；經(jīng)計(jì)算K4=46.5%,即自卸汽車出車率不得小于46.5%，本設(shè)計(jì)中取70%。汽車數(shù)量計(jì)算1）汽車臺班運(yùn)輸能力自卸汽車臺班運(yùn)輸能力可按下式計(jì)算：式中：A—自卸汽車臺班運(yùn)輸能力，t；G—自卸汽車額定重量，32t；—汽車載重利用系數(shù)，礦石取0.93，巖石取0.77；查表1-3-33—汽車時間利用系數(shù)，0.75；T—自卸汽車周轉(zhuǎn)一次所需時間，min；式中：tz—挖掘機(jī)裝滿一輛汽車的時間；礦石為3.23min，巖石為3min；ty—自卸汽車往返時間，ty=120L/v，礦石為21.2min；巖石為20.9min；v—自卸汽車平均運(yùn)行速度，礦石17.4km/h，巖石17.7km/h；tx—自卸汽車卸載時間，1.0min；L—自卸汽車平均運(yùn)距，3km；tt自卸汽車調(diào)頭和停留時間，取4.8min；計(jì)算得運(yùn)礦石時T=29.7min；運(yùn)巖石時T=29.1min。經(jīng)計(jì)算汽車的臺班運(yùn)輸能力中，若運(yùn)礦石則A為360.7t，若運(yùn)巖石則A為304.8t。2）自卸汽車所需數(shù)量計(jì)算：可按下式計(jì)算：N=式中：N—自卸汽車需要臺數(shù)；臺—露天礦年運(yùn)輸量，礦石為200萬噸，巖石為302萬噸；—運(yùn)輸不均衡系數(shù)，1.1；C—每日工作班數(shù)，3班；H—年工作日數(shù)，310天；—自卸汽車出車率，70%。經(jīng)計(jì)算，運(yùn)輸?shù)V石運(yùn)輸巖石，共計(jì)27臺。3）計(jì)算限制區(qū)間通過能力雙車道通過能力的計(jì)算露天礦山道路通過能力是指在安全條件下，道路允許通過的最大汽車數(shù)量或運(yùn)輸量。雙車道通過能力按下式計(jì)算：N=式中：N—雙車道每小時通過的能力，輛；v—汽車平均運(yùn)行速度，礦石17.4km/h，巖石17.7km/h；這里取平均速度17.55km/h；—與挖掘機(jī)數(shù)量有關(guān)的運(yùn)行不均衡系數(shù)取0.67；—考慮會車，交叉口及制動等因素的安全系數(shù)，取0.37—同一方向上汽車之間安全行車間距，mST=L1+L2+L0式中：—司機(jī)觀察反應(yīng)時間內(nèi)所行駛的距離，=vt/3.6=8.3m；t—司機(jī)觀察反應(yīng)時間，1.7s；—汽車開始制動到完全停住所行駛的距離，L2=K—制動使用系數(shù)，取1.4—計(jì)算粘著系數(shù)，0.4ω—滾動阻力系數(shù)，取0.035i—道路縱坡，8%經(jīng)計(jì)算米；L0—停車安全距離，取汽車全長，取7.95米；ST=19.48米，輛。掘溝及新水平準(zhǔn)備掘溝工程溝道的類型，斷面形狀及其規(guī)格在露天開采中，為保持持續(xù)正常生產(chǎn)，需及時準(zhǔn)備出新的工作水平，而新水平的準(zhǔn)備工作包括掘進(jìn)出入溝，開段溝和為下水平新水平準(zhǔn)備掘溝進(jìn)行的擴(kuò)幫工作。不同掘進(jìn)方法的選擇,取決于它所采用的運(yùn)輸和裝載方式。采用汽車運(yùn)輸掘溝，掘進(jìn)梯形橫斷面的雙壁溝。溝道類型有出入溝和開斷溝兩種，溝的主要要素包括溝底寬、溝深度、溝幫坡面角，溝的縱向坡度和溝的長度。溝底寬度它取決于掘溝的運(yùn)輸方式,溝內(nèi)線路數(shù)目,巖石物理力學(xué)性質(zhì)和采掘設(shè)備的規(guī)格等因素.（1）出入溝溝底最小底寬汽車運(yùn)輸掘溝時,為了提高挖掘機(jī)的效率，采用回返式調(diào)車，露天礦山坡部分出入溝溝底最小寬度為23米。（2）開段溝溝底寬度它與掘溝方式,采掘運(yùn)輸設(shè)備規(guī)格,線路數(shù)目和布置及擴(kuò)幫爆破的爆堆寬度有關(guān),其最小底寬為同出入溝一樣為23米。溝深度山坡露天礦的出入溝和開段溝均為單壁塹溝，凹陷露天礦的出入溝和開段溝均為雙壁塹溝，出入溝深度值為零至臺階高度，即山坡露天礦出入溝深度0~10米，開段溝深度等于臺階全高度10米；凹陷露天礦出入溝深度0～10米，開段溝深度等于臺階全高度10米。溝幫坡面角它取決于巖石的物理力學(xué)性質(zhì)和溝幫坡面角保留時間長度，采用移動坑線開拓時，溝幫兩側(cè)坡面角均為65°。溝的縱向坡度根據(jù)掘溝的運(yùn)輸設(shè)備類型、塹溝的用途確定，露天礦山坡部分汽車運(yùn)輸?shù)V巖為重車下坡，空車上坡，出入溝一般只有穿孔設(shè)備行走，出入溝的縱向坡度為8%，露天礦凹陷部分汽車運(yùn)輸?shù)V巖為重車上坡，空車下坡，出入溝主要為運(yùn)輸?shù)V巖的通道，出入溝的縱向坡度為8%。開段溝一般為水平的，但為了流水需要而采用3‰左右的縱向坡度。溝的長度出入溝聯(lián)系上、下水平的通路，其長度取決于臺階高度和出入溝的縱向坡度，即式中：L—出入溝的長度，米；H—臺階高度，10米i—出入溝的縱向坡度8%米。經(jīng)計(jì)算出入溝為125米開段溝長度與采用的采掘工藝開拓方法有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體礦山條件確定。綜合以上五節(jié)關(guān)于出入溝和開段溝的構(gòu)成要素及其類型形狀，現(xiàn)給出單壁溝和雙壁溝的橫斷面圖，如圖4.1和圖4.2：圖4.1單壁溝橫斷面圖圖4.2雙壁溝橫斷面圖掘溝工程量及擴(kuò)幫工程量按掘溝時采用的運(yùn)輸方式不同，掘溝方法常分為：鐵路運(yùn)輸掘溝（trenchingwithrailroadhaulage）汽車運(yùn)輸掘溝（trenchingwithtruckhaulage）汽車鐵路聯(lián)合運(yùn)輸掘溝（trenchingwithtruck-railroadconbinedhaulage）無運(yùn)輸掘溝（trenchingwithouthaulage）由實(shí)際需要，考慮到溝道的類型及采用的運(yùn)輸設(shè)備類型和電鏟類型及掘溝速度的要求，決定采用汽車運(yùn)輸掘溝。汽車掘溝比鐵路運(yùn)輸掘溝速度高，掘溝工程量小，新水平準(zhǔn)備時間短,工作機(jī)動靈活，沒有移設(shè)線路和爆破埋道問題，入換時間短，供車比較及時，實(shí)際資料表明，汽車掘溝電鏟效率比鐵路運(yùn)輸平裝車高27～32%掘溝速度可達(dá)150～180米/月。計(jì)算掘溝工程量和掘溝速度掘溝工程量對于露天礦的深凹部分，出入溝和開段溝為雙壁溝，出入溝的工程量按下式計(jì)算V1=式中：V1——出入溝工程量,m3；h——延深一個新水平的深度，10m；i——出入溝平均坡度，8%；——出入溝溝底寬度，23m；α——溝幫坡面角取65°；經(jīng)計(jì)算V1＝16999.2m3開段溝截面積：式中：開段溝截面積；開段溝溝底寬度，23米；h延深一個新水平的深度，10米；α溝幫坡面角取65°；經(jīng)計(jì)算S2=277m2。對于露天礦的山坡部分，其開段溝和出入溝都為單壁溝。出入溝的工程量按下式計(jì)算V3=式中：V3——出入溝工程量；φ==0.5；β——地形坡度，15°；——出入溝溝底寬度，23m；i——出入溝平均坡度，8%；α——溝幫坡面角取65°；經(jīng)計(jì)算V1=10428.7m3。開段溝截面積S4=式中：—開段溝截面積，平方米；開段溝溝底寬度，23米；經(jīng)計(jì)算S4=132平方米掘溝速度根據(jù)黑色冶金礦山采礦設(shè)計(jì)若干原則規(guī)定（試行）我國設(shè)備配套大致如下：特大型：表4-1礦山規(guī)模穿孔（牙輪鉆）采裝（電鏟）運(yùn)輸?shù)V＞1000萬噸/年礦巖＞3000萬噸/年硬巖Φ310……380軟巖Φ250……31010米3及以上100T以上汽車150T機(jī)車、100T礦車膠帶運(yùn)輸機(jī)大型：礦山規(guī)模穿孔采裝運(yùn)輸?shù)V200－1000萬噸/年礦巖1000－3000萬噸/年Φ250－310牙輪Φ150－200潛孔4－10米3電鏟50－100T汽車100－150T機(jī)車60－100T礦車膠帶運(yùn)輸機(jī)中型：礦山規(guī)模穿孔采裝運(yùn)輸?shù)V60－200萬噸/年礦巖300－1000萬噸/年Φ150－200潛孔Φ250牙輪鑿巖臺車1－4米3電鏟3－5米3前裝機(jī)50T以下汽車14－20T機(jī)車4－6米3礦車小型：礦山規(guī)模穿孔采裝運(yùn)輸?shù)V＜60萬噸/年礦巖＜300萬噸/年Φ150及以下潛孔Φ150牙輪鑿巖臺車、鑿巖機(jī)1－2米3電鏟3米3以下前裝機(jī)裝巖機(jī)15T以下汽車14T以下機(jī)車4米3以下礦車根據(jù)上表選擇4m3的電鏟。（1）電鏟的臺班生產(chǎn)能力：Qc=式中：Qc——挖掘機(jī)的臺班生產(chǎn)能力，m3；E——挖掘機(jī)鏟斗容積，4m3；t——挖掘機(jī)鏟斗循環(huán)時間，42s；KH——挖掘機(jī)鏟斗滿斗系數(shù)，0.8；KP——礦巖在鏟斗中的松散系數(shù)，1.5；T——挖掘機(jī)班工作時間，8h；η——班工作時間利用系數(shù)，0.5。經(jīng)計(jì)算Qc=＝731.4m3；電鏟的臺年生產(chǎn)能力：式中：Qa——挖掘機(jī)的臺年生產(chǎn)能力，m3；N——挖掘機(jī)年工作日數(shù)，310天；n——日工作班數(shù)，3班。經(jīng)計(jì)算Qa=731.4×310×3＝68萬m3，考慮電鏟在特殊作業(yè)時效率降低5～20%，根據(jù)年采剝礦巖總量及關(guān)門山開采條件，確定挖掘機(jī)的年生產(chǎn)能力為55萬m3。則4m3電鏟在正常條件下的電鏟效率為60萬m3/a，即每月6萬m3，在出入溝工作時的效率降低10～15%，取15%則在出入溝工作時的效率為每月5.1萬m3，開段溝時效率降低5～10%，取10%則開段溝時的效率為每月5.4萬m3。電鏟在各個時期、各種工作環(huán)境下的生產(chǎn)能力見表4-2：（2）單斗挖掘機(jī)的臺數(shù)N=式中：N——電鏟的臺數(shù)，臺；A——礦山的年最大采剝總量，171.5萬m3/年；經(jīng)計(jì)算取3臺。（3）用車鏟比驗(yàn)證電鏟數(shù)目：自卸車的數(shù)目為27輛，電鏟計(jì)算數(shù)目3臺，所以車鏟比在1/9之間，所以符合要求。（4）深凹部分出入溝掘溝工程量16999.2立方米，開段溝的橫截面積為277平方米，掘完出入溝需要月開斷溝的掘溝速度為：v2＝v/s＝米/月(5)山坡部分出入溝掘溝工程量為10428.7立方米，開段溝的橫截面積為132平方米，出入溝的掘溝時間為月開斷溝的掘溝速度為：v2＝v/s＝米/月新水平準(zhǔn)備工作確定新水平準(zhǔn)備工程量和各項(xiàng)工程所需時間新水平準(zhǔn)備包括掘出入溝、開斷溝及新水平的準(zhǔn)備所需的擴(kuò)幫，首先計(jì)算擴(kuò)幫工程量，它主要取決于擴(kuò)幫寬度和采剝程序，擴(kuò)幫寬度應(yīng)保證下一水平正常掘進(jìn)出入溝、開斷溝的擴(kuò)幫。拿+70水平為例，擴(kuò)幫工程量為：式中：V3——擴(kuò)幫工程量，m3；L3k——所需擴(kuò)幫長度，600m；b3k——擴(kuò)幫寬度，50m；（見第六章）h—臺階高度，10m；經(jīng)計(jì)算V3＝50×600×10=300000m3各項(xiàng)工程所需的時間1、深凹部分出入溝掘溝時間T1＝0.26月，開段溝掘溝時間T2=600/205.8=2.91月，擴(kuò)幫所需時間T3＝月故所需總時間為：Ta＝0.26+2.91+5=8.2月。2、山坡部分出入溝掘溝時間T1＝0.2月，開段溝掘溝時間T2=600/409.1=1.47月，擴(kuò)幫所需時間T3＝月故所需總時間為：Ta＝0.2+1.47+5=6.67月計(jì)算最大可能的礦山工程延深速度延深速度表示露天礦每一年可能延深的垂直高度，以深凹部分為例用hy表示，hy＝式中：h――臺階高度，10m；T――新水平準(zhǔn)備時間6.67月經(jīng)計(jì)算hy＝m/年。露天礦生產(chǎn)能力及采掘進(jìn)度計(jì)劃礦山生產(chǎn)能力的驗(yàn)算按可能有的采礦工作面數(shù)目驗(yàn)算生產(chǎn)能力（1）確定一個采礦臺階可能布置的挖掘機(jī)臺數(shù)Nwk，式中：—臺階采礦工作線長度，600m—采區(qū)長度，取330m；經(jīng)計(jì)算＝1.82，取2臺。（2）計(jì)算可同時采礦的臺階數(shù)NK=式中：—可能同時采礦的臺階數(shù)；m—礦體水平厚度，116m；B—工作平盤寬度，54m；h—臺階高度m，10m；—工作臺階坡面角，75°—礦體傾角，78°；—工作幫坡角，8°；經(jīng)計(jì)算，NK=1.9，取NK＝1。所以露天礦可能的生產(chǎn)能力式中：—年生產(chǎn)能力，萬m3；—采礦挖掘機(jī)平均生產(chǎn)能力60萬m3/a；經(jīng)計(jì)算AK＝2×1×60=120萬m3/年>60.6萬m3/年，滿足生產(chǎn)能力要求。按礦山工程延深速度驗(yàn)算生產(chǎn)能力由于采用下固定動坑線開拓時礦山工程延深程度，＝15.7m/年按下式計(jì)算可能達(dá)到的生產(chǎn)能力：Ak＝式中：P—水平分層礦量，以+90水平為例P=230萬噸；η—礦石回收率，97％；ρ—廢石混入率，3％；經(jīng)計(jì)算＝360.7萬噸>200萬噸/年，完全滿足要求。根據(jù)年服務(wù)年限論證生產(chǎn)能力的經(jīng)濟(jì)合理性驗(yàn)證經(jīng)濟(jì)上合理的生產(chǎn)能力，目前主要是根據(jù)露天礦的合理服務(wù)年限來驗(yàn)證，在露天礦境界內(nèi)礦石工業(yè)儲量一定的情況下，生產(chǎn)能力的大小決定了服務(wù)年限，它們關(guān)系是：AK=式中：—礦山生產(chǎn)能力，噸/年；P—露天礦境界內(nèi)礦石的可采礦量，8393.88萬t；Tc—露天礦正常服務(wù)年限，40年；經(jīng)計(jì)算Ak＝4209.8萬噸/年>200萬噸/年，滿足要求。采掘進(jìn)度計(jì)劃的編制編制采掘意義是保證礦山持續(xù)地均衡生產(chǎn)的必要手段。人們做任何工作都要求心中有數(shù)，要有個計(jì)劃。礦山從建設(shè)到采完，通常需要十幾年或幾十年時間，這就更需要有全面計(jì)劃安排，特別是露天礦生產(chǎn)的特點(diǎn)燭：生產(chǎn)對象及工作條件經(jīng)常變化（礦山數(shù)量、品位、賦存條件、圍巖特性、地下水、氣候等）工作地點(diǎn)分散，并經(jīng)常移動，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，而且采掘工作需自身準(zhǔn)備，具有從準(zhǔn)備到生，雙從生產(chǎn)到新的準(zhǔn)備的循環(huán)運(yùn)動規(guī)律。因此更要制定周密的采掘計(jì)劃。在全面考慮露天礦各工藝環(huán)節(jié)配合的基礎(chǔ)上，把礦山各時期的采掘工程發(fā)展做出綜合安排。以便更合理地使用人力、材料和設(shè)備，均衡完成和超額完成生產(chǎn)任務(wù)。采掘計(jì)劃可分為兩種1、設(shè)計(jì)中按年編制的露天礦采掘進(jìn)度計(jì)劃它是礦山設(shè)計(jì)的重要文件，是設(shè)計(jì)決定的具體化，其任務(wù)是把初步確定礦山生產(chǎn)能力，均衡生產(chǎn)剝比加以驗(yàn)證，并安排落實(shí)同時比較準(zhǔn)確地確定露天礦的基建時間，基建工程量，投入生產(chǎn)的時間，達(dá)產(chǎn)期限，設(shè)計(jì)計(jì)算年以及礦山采剝總量。逐年工作線推進(jìn)位置，并按此計(jì)劃計(jì)算各個時期所需的設(shè)備，人員和材料及其他礦山設(shè)施。2、生產(chǎn)礦山編制的年度、季度，月度采掘計(jì)劃它是生產(chǎn)礦山每年的生產(chǎn)計(jì)劃內(nèi)容之一，也是年生產(chǎn)計(jì)劃的核心，是組織管理礦山生產(chǎn)的重要文件。其任務(wù)是以當(dāng)年國家下達(dá)的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、技術(shù)定額等指標(biāo)為依據(jù)。按照技術(shù)設(shè)計(jì)中的采掘進(jìn)度計(jì)劃要求，安排該年度的采掘工作，因此，它除安排年末或月末，季末的工作線推進(jìn)位置外，還要詳細(xì)地計(jì)算菜爆、采裝、運(yùn)輸、排土、機(jī)修等主要生產(chǎn)工藝和輔助車間的生產(chǎn)能力，找出薄弱環(huán)節(jié)，制定相應(yīng)的措施以確保生產(chǎn)任務(wù)的完成。此礦只編制了年計(jì)劃。編制采掘進(jìn)度計(jì)劃的依據(jù)資料編制進(jìn)度計(jì)劃的資料包括：礦石年產(chǎn)量為200萬噸，均衡剝采比1.51噸/噸。鏟正常的生產(chǎn)能力為60萬m3/年，礦石回采率97%，廢石混入率3%。采掘進(jìn)度計(jì)劃在礦山開采基建期，在兩個山頭上要實(shí)施硐室爆破，硐室爆破的大塊率較高，爆堆中間存在較多的空隙，因此當(dāng)較多設(shè)備在+186（東山頭）和+150（西山頭）工作較危險，另外這兩個水平面積較小，礦山的電鏟數(shù)量少。因此考慮+180和+150水平全部采完后再實(shí)施下個水平的掘溝工作。在編制采掘進(jìn)度計(jì)劃時要綜合考慮礦石和巖石生產(chǎn)能力，確保均衡剝采比變化不大。采掘進(jìn)度計(jì)劃編制結(jié)果見附表。已知均衡生產(chǎn)剝采比為1.83m3/m3，到2019年經(jīng)過5年達(dá)產(chǎn)。采掘進(jìn)度計(jì)劃包括:采掘進(jìn)度計(jì)劃表,采掘水平分層平面圖,采礦場年末開采綜合平面圖.礦山工作計(jì)劃（1）礦山年產(chǎn)量是200萬噸，產(chǎn)量較大，故把礦山年工作天數(shù)定為310天，日工作班數(shù)為3班，每班為8小時。（2）主要作業(yè)設(shè)備的工作制度。采礦電鏟工作天數(shù)為310天，剝巖電鏟工作天數(shù)為310天，牙輪鉆為310天，每天3班，每班8小時。礦山全年、晝夜及班巖產(chǎn)量計(jì)算表5-1礦山生產(chǎn)能力表類別年晝夜班礦量（萬噸）2000.650.22巖量（萬噸）3020.970.33礦巖總量（萬噸）5021.620.54礦巖采剝工程概述露天礦采剝方法主要研究露天開采過程中采剝及采礦工程的開采順序以及它們之間的時間關(guān)系問題，根據(jù)本礦的實(shí)際情況，主要采用縱向的剝采方法，但在保證剝采平衡的條件下，部分水平采用橫向剝采。均利用平裝車回返時式采裝，=1\*GB3①工作線的方向與礦體走向平行，沿著礦體走向掘溝，垂直礦體走向擴(kuò)幫的剝采方式是縱向剝采。=2\*GB3②工作線的方向與礦體走向垂直，垂直礦體走向掘溝，沿礦體走向擴(kuò)幫的剝采方式為橫向剝采。由于下盤較平坦，覆蓋層淺，工作線由下盤向上盤推進(jìn)。對本礦的山坡露天礦部分，工作線沿等高線布置，單壁溝沿等高線開挖，向最終邊坡推進(jìn)。工作線縱向布置的采剝方法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、縱向開采時，工作線是平行推進(jìn)，所以沿工作線上的采掘帶寬度基本不變，因而有利于發(fā)揮設(shè)備效率，同時工作的臺階數(shù)可以減少。2、開段溝可以布置在礦體的上盤，并垂直礦體走向推進(jìn)，有利于減少礦石的損失、貧化合剔除走向夾石。缺點(diǎn)：在一定的礦山技術(shù)條件下，礦巖的內(nèi)部運(yùn)距較大，當(dāng)工作線從下盤向上盤推進(jìn)時，礦巖分采比較困難，損失和貧化較大，基建剝巖量大。穿孔工作穿孔設(shè)備的選擇考慮本礦年生產(chǎn)能力較大，礦巖硬度較大，選用牙輪鉆機(jī)完成主要的穿孔任務(wù)。它具有鉆孔效率高，作業(yè)成本低，機(jī)械化程度高，適應(yīng)各種硬度的礦巖鉆孔等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)礦山的規(guī)模選用KY—250型牙輪鉆機(jī)，具體參數(shù)見表6-1。根據(jù)黑色冶金礦山采礦設(shè)計(jì)若干原則規(guī)定（試行）我國設(shè)備配套大致如下：特大型：礦山規(guī)模穿孔（牙輪鉆）采裝（電鏟）運(yùn)輸?shù)V＞1000萬噸/年礦巖＞3000萬噸/年硬巖Φ310……380軟巖Φ250……31010米3及以上100T以上汽車150T機(jī)車、100T礦車膠帶運(yùn)輸機(jī)大型：礦山規(guī)模穿孔采裝運(yùn)輸?shù)V200－1000萬噸/年礦巖1000－3000萬噸/年Φ250－310牙輪Φ150－200潛孔4－10米3電鏟50－100T汽車100－150T機(jī)車60－100T礦車膠帶運(yùn)輸機(jī)中型：礦山規(guī)模穿孔采裝運(yùn)輸?shù)V60－200萬噸/年礦巖300－1000萬噸/年Φ150－200潛孔Φ250牙輪鑿巖臺車1－4米3電鏟3－5米3前裝機(jī)50T以下汽車14－20T機(jī)車4－6米3礦車小型：礦山規(guī)模穿孔采裝運(yùn)輸?shù)V＜60萬噸/年礦巖＜300萬噸/年Φ150及以下潛孔Φ150牙輪鑿巖臺車、鑿巖機(jī)1－2米3電鏟3米3以下前裝機(jī)裝巖機(jī)15T以下汽車14T以下機(jī)車4米3以下礦車根據(jù)上表選擇KY-250型牙輪鉆機(jī)。表6-1KY—250型牙輪鉆機(jī)技術(shù)參數(shù)表鉆孔直徑（mm）鉆孔深度（mm）鉆孔方向（°）最大軸壓（KN）220～2501790420鉆具推進(jìn)行程（m）鉆具推進(jìn)速度（m/min）鉆具回轉(zhuǎn)速度（r/min）鉆具提升速度（m/min）9.20.08～0.80～11510鉆具回轉(zhuǎn)扭矩（KN.m）回轉(zhuǎn)傳動方式主空壓機(jī)能（m3/min）排渣方式6.00直流電機(jī)30風(fēng)水混合行走方式爬坡能力（%）鉆桿直徑（mm）鉆桿根數(shù)（根）履帶12159，2032鉆桿長度（m）行走速度（km/h）電機(jī)安裝總?cè)萘浚↘W）工作鉆機(jī)尺寸（m）9.20.72369.311.79×4.81×17.89行走鉆機(jī)尺寸（m）鉆機(jī)總重量（t）生產(chǎn)廠家17.20×4.81×6.6287.85江西采礦機(jī)械廠設(shè)備生產(chǎn)能力的確定牙輪鉆機(jī)的臺班生產(chǎn)能力可按下式計(jì)算：Vb=0.6VTK式中：Vb―――牙輪鉆機(jī)臺班生產(chǎn)能力，mV―――牙輪鉆機(jī)的機(jī)械鉆進(jìn)速度，cm/min取20（1-5-1）T―――班工作時間，T＝8hK―――工作時間利用系數(shù)，取0.4計(jì)算得Vb=38.4m/臺班根據(jù)本礦山的礦巖性質(zhì)，鉆進(jìn)年工作天數(shù)，參考臨近礦山的實(shí)際情況。初步確定鉆機(jī)的臺年效率為35000米。設(shè)備數(shù)量的計(jì)算露天礦所需牙輪鉆機(jī)數(shù)量按下式計(jì)算確定。N=式中：N——所需設(shè)備數(shù)量，臺；Q——設(shè)計(jì)礦山的年采剝總量，502萬t(采掘進(jìn)度計(jì)劃以后的均衡生產(chǎn)剝采比)；Q1—牙輪鉆機(jī)的穿孔效率，35000m/年t；e——廢孔率，4%；q—每米炮孔的爆破量，110t/m；經(jīng)計(jì)算N=，取2臺。二次破碎方法和所需的設(shè)備數(shù)量在生產(chǎn)爆破過程中，可能產(chǎn)生一定量的較大尺寸的巖石和礦石，不能滿足挖掘機(jī)和汽車的裝運(yùn)工作，需要破碎成小的尺寸，這樣的礦巖稱為大塊。大塊尺寸的確定：（1）按挖掘機(jī)鏟斗容積E確定允許塊度B≤=1.19m（2）按汽車斗容V確定允許塊度V=7.95×3.55×3.475=98.1m3B≤=2.21m根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，將塊度最大尺寸大于1200mm的礦巖作為大塊，根據(jù)礦巖性質(zhì)和采用的爆破方法，取大塊的發(fā)生率為4%。每天需要處理的大塊量為16595200×0.04/310=201m3，二次破碎設(shè)備采用YT—25型氣腿式鑿巖機(jī)，查表知，班工作能力為30m/班，炮孔裝2號巖石炸藥，工作的鑿巖機(jī)臺數(shù)為：N=，式中：N——工作的鑿巖機(jī)臺數(shù)，臺；Q——平均每天二次爆破的礦巖量，201m3；q——爆破一立方米大塊所需的炮孔長度，4t/m；Vb——二次破碎鑿巖機(jī)的班工作能力，30m/班；經(jīng)計(jì)算N=1.67臺由于二次破碎只在白天作業(yè)，鑿巖機(jī)的備用量為50%，故實(shí)際所需的鑿巖機(jī)臺數(shù)為1.5N=1.67×1.5＝2.5臺，取3臺。爆破工作爆破方法的選擇結(jié)合關(guān)門山鐵礦的具體地形情況，開采境界內(nèi)的東西兩個山頭，礦少巖多，大型穿孔設(shè)備難以在上面工作，為了縮短基建時間，決定采用峒室爆破方法處理兩個山頭，峒室開挖標(biāo)高分別為+150和+180水平，在東部山頭靠近最終邊坡部分預(yù)留保護(hù)層。由于本礦生產(chǎn)能力較大，一次爆破量大，因此生產(chǎn)爆破采用多排孔微差爆破，臨近邊坡時，采用預(yù)裂爆破，可以有效地保護(hù)邊坡穩(wěn)定。露天開采對深孔爆破的基本要求（1）工作面每次爆破的礦巖量，至少能保證挖掘機(jī)5～10晝夜的采裝要求。（2）質(zhì)量要求包括大塊率、爆堆形狀和尺寸、爆破后沖爆破方法及爆破器材本礦位于東北，雨季較長，降雨前后空氣中有較多的雜散電流，為了確保安全生產(chǎn)，采用導(dǎo)爆管雷管起爆系。爆破器材有導(dǎo)爆索，火雷管，導(dǎo)爆管雷管。起爆采用“V”起爆，爆破網(wǎng)絡(luò)見圖6-1；爆破聯(lián)線圖見圖6-2：6-1爆破網(wǎng)絡(luò)圖圖6-2爆破聯(lián)線圖爆破參數(shù)的確定底盤抵抗線W1底盤抵抗線的大小與炮孔直徑、裝藥直徑、炸藥威力、裝藥密度、巖石可爆性、要求破碎程度及階段高度等因素有關(guān)。（1）W1與H的關(guān)系為：W1=（0.6～0.9）×H式中：H——臺階高度，10m。W1=6~9米；（2）W1與d的關(guān)系為：W1=k×d式中：d——炮孔直徑，0.25m，k取35。W1=35×0.25＝8.75米；（3）根據(jù)鉆孔裝藥條件計(jì)算W1如下：W1=式中：q——單位炸藥消耗量，0.6kg/m3；q1——每米炮孔裝藥量，47kg/m；e——堵塞系數(shù)，0.8；p——超鉆系數(shù)，0.3；m——鉆孔鄰近系數(shù)，1.2；H——臺階高度10米；經(jīng)計(jì)算W1=7.9m。按以上三種因素計(jì)算結(jié)果，最小抵抗線取7.9m，并按平臺安全作業(yè)條件檢驗(yàn)。式中：C—炮孔中心至平臺坡頂線的安全距離,2.7m;α—臺階坡面角,65°。經(jīng)計(jì)算W1≥10×ctg65°+2.7＝7.4米，滿足要求?？拙郺和排距b為了改善爆破質(zhì)量，采用大孔距小排距（小抵抗線）的爆破方法。第一排孔a=m1×W1，后排孔a=m2×b，式中：、分別為前后排炮孔鄰近系數(shù)。=0.8，=1.4，可得第一排孔a=6.32米。炮孔采用三角形布孔，b=5.5米，后排孔a=7.7米?？讖絛和孔深h孔徑由所選擇的穿孔設(shè)備確定，因此孔徑d為250mm。鉆孔深度h的確定。h=H+L1式中：L1—超鉆深度，2.0米；經(jīng)計(jì)算h=10.0+2.0＝12.0米。填塞長度L2L2=Z×W1式中：Z—填塞系數(shù)，0.8。經(jīng)計(jì)算L2=0.8×7.9＝6.32米，因此要采用分層裝藥，上部裝1/3，下部裝2/3。單孔裝藥量前排孔：Q1=q×a×W1×Hkg后排孔：Q1=q×a×b×H×tkg式中：t—后排裝藥量增加系數(shù)，1.2。其余符號意義同前經(jīng)計(jì)算爆破中前排孔裝藥量為299.6kg，后排孔裝藥量為250.3kg；裝藥量驗(yàn)算式中：裝藥量驗(yàn)算值，kg；裝藥密度，kg/dm3；取0.9。L1裝藥長度，m。經(jīng)裝藥量驗(yàn)算，后排孔可裝藥326.8kg，滿足裝藥要求。裝車工作采裝設(shè)備的選擇根據(jù)礦山的年生產(chǎn)能力，選用WK-4型電鏟，SH-380型汽車來完成采裝任務(wù)。WK-4型電鏟技術(shù)參數(shù)見表6-2。表6-2WK-4型電鏟技術(shù)參數(shù)表鏟斗容積（m3）理論生產(chǎn)能力（m3/h）最大挖掘半徑（m）最大挖掘高度（m）457214.410.1最大挖掘深度（m）最大卸載半徑（m）最大卸載高度（m）最大提升力（KN）3.412.656.3530動臂長度（m）接地比壓（Mpa）最大爬坡能力（°）行走速度（km/h）10.50.243120.45機(jī)器工作總量（t）名義提升速度（m/S）最大推壓力（KN）推壓速度（m/S）1900.882400.53主電動機(jī)功率（KW）生產(chǎn)廠家回轉(zhuǎn)90°工作循環(huán)時間（s）250太原重機(jī)廠25采裝工作面參數(shù)及工作平盤的配線方式臺階高度根據(jù)選用的挖掘機(jī)最大挖掘高度，綜合考慮挖掘機(jī)的性能及礦巖特性，參考鄰近類似礦山，確定臺階高度10米。采區(qū)長度一臺挖掘機(jī)采掘的臺階工作線長度叫做采區(qū)長度，查表知WK-4電鏟的工作線長度小于300米，由于此設(shè)計(jì)中選擇三臺電鏟，同時三個臺階工作，所以為了滿足均衡采剝的要求，根據(jù)需要，有時同時在一個臺階工作的電鏟有兩臺,具體安排詳見采掘進(jìn)度計(jì)劃。采區(qū)長度等于工作臺階長度。采掘帶寬度bc根據(jù)挖掘機(jī)最大挖掘半徑，采掘帶寬度取12米。最小工作平盤寬度及工作平盤寬度（1）最小平盤寬度Bmin=b+c+d+e+f+g式中：Bmin——最小平盤寬度，m；b——爆堆寬度，b＝2×H＝24m；H——炮孔深度,m；c——爆堆底線至汽車邊緣的距離，3m；d——車輛運(yùn)行寬度，3m；e——線路外側(cè)到動力電桿的距離，3m；f——動力電桿至臺階穩(wěn)定邊界線的距離，4m；g——臺階邊緣的安全距離，3m。最小平臺寬度Bmin＝24+3+3+3+3+4=40米，由于備采礦量寬度為10米，所以工作平臺寬度40+10=50米。(見圖4-3)平盤配線方式由于本礦運(yùn)輸?shù)V巖的汽車較多，為了提高空車供應(yīng)率，采用環(huán)形方式配線。圖4-3排土工作排土場位置的選擇及排土容積的計(jì)算排土場位置的選擇因?yàn)楸镜V分為山坡露天礦和深凹露天礦，所以此排土場的選擇和位置也因地而宜。根據(jù)關(guān)門山的實(shí)際地形，該礦東高西低，所以從東到西可適當(dāng)安排3個排土場，即在采場東北部布置1號排土場，主要用于容納+126以上水平的排巖任務(wù)；在采場北側(cè)設(shè)置2號排土場，主要用于容納+60以上水平的排巖任務(wù)，在采場西南側(cè)設(shè)置3號排土場，主要用于容納+60以下水平的排巖任務(wù)。排土場的容積排土場的容積和采場內(nèi)總排巖量有關(guān)。V=式中：V——排土場的容積，萬立方米；V1——計(jì)劃在排土場排棄的剝離量，3499.6萬立方米；K1——富余系數(shù)，1.04；K2——巖土松散系數(shù)1.4K3——巖土下沉系數(shù)，0.07。經(jīng)計(jì)算萬立方米排土方法的選擇及堆置要素的確定選擇排土場方法由于礦山采用公路運(yùn)輸，因此排土工程采用汽車運(yùn)輸—推土機(jī)排土，這種方式排巖機(jī)動靈活，排巖臺階高度比鐵路運(yùn)輸大，工藝簡單，基建時間短，基建工程量小，作業(yè)安全，排巖成本低。排土工序推土機(jī)排巖工作包括汽車翻卸巖土、推土機(jī)推排，平整場地和整修廢石場公路。為了減少推土機(jī)的工作量，山坡露天礦采用邊緣排土方式。汽車卸載后，推土機(jī)將遺留在工作平臺的剝離物推向階段邊緣。卸載地點(diǎn)在確保安全的前提下，盡量靠近階段邊緣，以減少推土機(jī)的排棄量。確定排土場參數(shù)排土段高山坡露天礦部分采用邊緣排土，階段高度根據(jù)地形高差確定，凹陷露天礦排土場的階段高度查表1-9-3取60m。巖堆安息角根據(jù)巖石性質(zhì)，千枚巖石英巖巖土安息角平均為38°，安息角應(yīng)小于沿途自然安息角，查表1-9-8取30°。最小平臺寬度排土采用汽車運(yùn)輸—推土機(jī)排巖工藝，只有一個排土臺階最小平臺寬度為40m，參看表1-9-7。排土線長度排土線長度應(yīng)按同時翻卸的汽車數(shù)量確定。（1）每輛汽車卸載及調(diào)車入換時間t=式中：t1——汽車卸載時間，1min；t2——汽車換檔時間，0.2min；R——汽車轉(zhuǎn)彎半徑，10m（最小9.1米）；V——調(diào)車時汽車運(yùn)行的速度，30m/min。經(jīng)計(jì)算t=1+0.2+4×10/30＝2.5min（2）同時卸載汽車數(shù)式中：——實(shí)動排土汽車數(shù)，19臺；T——汽車作業(yè)周期，29.1min。經(jīng)計(jì)算臺。（3）排土線長度L=n×b式中：b——卸載時每臺汽車占用的工作線長度，30m經(jīng)計(jì)算L=60米，考慮到推土機(jī)作業(yè)的影響和設(shè)備的維護(hù)，排土線總長為3×60=180米。排土線生產(chǎn)能力根據(jù)本礦的采裝運(yùn)輸設(shè)備以及需要的排土量，選擇黃河T—180型推土機(jī)，其生產(chǎn)效率為1200m3/臺班，則設(shè)備數(shù)量N：N=式中：N——在籍推土機(jī)臺數(shù)，臺；V——需用推土機(jī)的班平均排棄量（松方），1438.7m3；Q——推土機(jī)的生產(chǎn)效率（松方），150m3/h；T——推土機(jī)的班工作時間，8h；K2——時間利用系數(shù)，60%；K1——設(shè)備檢修系數(shù)，1.2。經(jīng)計(jì)算N=，取3臺。露天礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、開采境界的主要尺寸最高標(biāo)高+180，最低標(biāo)高-110，采場最大長度1562.9，最大寬482.3米，其中封閉圈最大長度1497米，平均寬度為241米，坑底最大長度為1124米，最大寬度34.4米。2、露天開采境界內(nèi)礦巖量：有用礦物的工業(yè)儲量8393.88萬噸，廢石量9518.91萬噸。礦石的平均品位29.76%，礦石普氏硬度系數(shù)