錯(cuò)納礦區(qū)Ⅰ號礦體鉛鋅礦-800-1100td露天開采最終開采境界設(shè)計(jì)

武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書題目西藏自治區(qū)八宿縣錯(cuò)納礦區(qū)Ⅰ號礦體鉛鋅礦800~1100t/d露天開采最終開采境界設(shè)計(jì)專業(yè)班級10級采礦工程（01）班學(xué)生指導(dǎo)教師成績說明書頁插圖幅表格個(gè)程序個(gè)二O一三年六月十一日目錄TOC\o"1-3"\h\u22720目錄 132095第一章 260241.1礦區(qū)地理概況 2320451.2礦體賦存狀況 228931.3礦山工程地質(zhì)條件 2208471.4礦山水文地質(zhì)條件 3257191.5礦山環(huán)境地質(zhì)條件 357031.6開采技術(shù)條件 4119181.7生產(chǎn)能力 420807第二章主要采裝運(yùn)輸設(shè)備類型選擇及其參數(shù) 421422.1采裝設(shè)備 480692.1.1確定采裝設(shè)備 456882.1.2挖掘機(jī)選型 4269692.1.3確定挖掘機(jī)生產(chǎn)能力 6182312.1.4挖掘機(jī)數(shù)量計(jì)算 7289402.2運(yùn)輸設(shè)備 73507第三章開拓運(yùn)輸方案及布線方式 11317423.1開拓運(yùn)輸方法分類及選擇 11277203.1.1開拓運(yùn)輸方法分類 1146293.1.2影響開拓方法選擇的主要因素 1210533.1.3開拓方法選擇的主要原則 12280093.1.4開拓方法的選擇 12302833.2公路開拓運(yùn)輸布線方式 12175453.3出入溝的位置和參數(shù) 1414738第四章露天礦最終境界圈定 14112254.1經(jīng)濟(jì)合理剝采比確定 14201714.2最終邊坡組成設(shè)計(jì)和最終邊坡角選取 15283674.2.1最終幫坡角 15209074.2.2階段高度 1620674.2.3階段坡面角 1643054.2.4最終平臺寬度 17224974.3露天開采境界底部位置和寬度確定 19284844.3.1露天采礦場底寬 19292004.3.2露天采場底部位置的確定 2088964.4露天開采境界深度和端幫位置確定 20270464.4.1露天開采境界深度 20157474.4.2端幫位置 25281474.5圈定露天開采境界的底部周界 25101104.6繪制露天礦開采終了平面圖 25第一章1.1礦區(qū)地理概況錯(cuò)納礦區(qū)鉛鋅礦Ⅰ號礦體位于西藏自治區(qū)昌都縣城160o方向，距昌都縣城所在地約140km處，行政區(qū)劃隸屬西藏自治區(qū)八宿縣吉中鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)交通十分方便，北距昌都地區(qū)所在地140km，距察雅縣吉塘鎮(zhèn)77km，距川藏公路（214國道）10km，距昌都邦達(dá)機(jī)場14km，距拉薩986km，距成都1155km。與川藏公路214國道有簡易公路相通。1.2礦體賦存狀況錯(cuò)納礦區(qū)位于類烏齊——左貢多金屬成礦帶中部，成礦地段位于益清鄉(xiāng)以東地域，圖區(qū)礦化帶長約20km，寬約10km，呈北西向展布，以鉛、鋅、銀、銅、錫、鎢為主的礦化潛力較大的富集區(qū)。鉛鋅礦體沿錯(cuò)納礦區(qū)鉛鋅礦Ⅰ號礦體F1斷裂破碎帶分布。隨著賦礦地層（巖層）的構(gòu)造變形，其含礦構(gòu)造破碎帶也隨之變形。含礦構(gòu)造破碎帶的成斷裂構(gòu)造為后期的含礦熱液提供了運(yùn)移通道和沉淀場所。鉛鋅礦體賦存在三疊系上統(tǒng)阿堵拉組下段（T3a1）長石石英砂巖及與阿堵拉組中段（T3a2）地層接觸部位的F1斷裂破碎帶中。呈北西—南東向分布似層狀帶狀。礦體總體走向?yàn)槌时蔽鳌蠔|走向，傾向北東，長約365m，產(chǎn)狀30°～72°∠58°～80°，平均傾角64°。礦體控制最低高程為4633.40m，在3線一帶礦體沿傾向呈波狀起伏，自地表至深部4683米標(biāo)高處傾向南西后又轉(zhuǎn)向傾向北東。1.3礦山工程地質(zhì)條件礦區(qū)主要礦體賦存于堅(jiān)硬的中厚層長石石英砂巖中，呈塊狀或浸染狀產(chǎn)出，礦區(qū)位于左貢板片內(nèi)的夏雅——美玉復(fù)式向斜構(gòu)造上，斷裂構(gòu)造發(fā)育，以北西——南東向?yàn)橹?，貫穿全礦區(qū)。礦體與斷裂有密切關(guān)系，主要礦體處于微風(fēng)化帶，頂?shù)装鍘r體較完整穩(wěn)定，平硐施工僅局部地段有小的頂壁掉塊，側(cè)圍突出不明顯，坑道涌水主要以大氣降水為主，地下水具較大靜水壓力，不良工程地質(zhì)問題單一。頂?shù)装鍑鷰r堅(jiān)固性系數(shù)為f=7～14。礦床為工程地質(zhì)條件中等類型。1.4礦山水文地質(zhì)條件當(dāng)?shù)刂黧w水系玉曲北西南東奔流而下，侵蝕基準(zhǔn)面海拔4600m，礦區(qū)地下水埋深2～4m，礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上。主要含水層一砂巖裂隙含水層富水性差，地形有利于地上、地表水的自然排泄，礦體頂、底板有較厚而穩(wěn)定粉砂巖夾頁及斷層泥隔水層。礦床主要的直接充水水源為大氣降水，礦床距主干水系玉曲約20km左右，構(gòu)造斷裂對礦床充水影響甚微，地下、地表水之間水力聯(lián)系不密切。因此，屬水文地質(zhì)條件簡單的礦床。1.5礦山環(huán)境地質(zhì)條件礦區(qū)屬半農(nóng)半牧區(qū)，居民全為藏族，人口稀少，每年6～9月間有牧民放牧?xí)簳r(shí)居住，對植被、土壤和水質(zhì)末造成大的破壞和改變；無人為因素造成水文環(huán)境的變化，自然環(huán)境保護(hù)良好。礦區(qū)地勢總體為北西高、南東低，地形起伏較大，最高海拔4850m，最低海拔4600m，冰蝕作用強(qiáng)烈，地表殘坡積物覆蓋較厚，植被不發(fā)育，山脊幾乎裸露，溝谷兩側(cè)及山坡平緩地段以高原草甸和稀疏灌木叢為主，屬典型的高原寒溫帶半干旱季節(jié)風(fēng)氣候區(qū)。區(qū)內(nèi)無珍稀動、植物。礦體對周圍灌木、草地沒有大的影響和危害，因此，礦區(qū)周圍環(huán)境未受污染。礦區(qū)屬大陸性高原寒溫帶半干旱季風(fēng)氣候，空氣稀薄，日照充足，輻射強(qiáng)烈，氣溫日差較大。夏季溫和多雨，冬季日照充足，氣候干燥而寒冷，為高山地衣巖屑帶。水系較發(fā)育，以大氣降水、冰雪融水為補(bǔ)給來源，無污染水源、逕流、排泄迅速暢通。水中元素?zé)o大變化，水質(zhì)符合國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。1.6開采技術(shù)條件礦體呈似層賦存于層狀硅化砂巖中，構(gòu)造破壞弱，總體走向北西——南東，北西高，南東低，埋深較大，具有地表品位較低，厚度較大，深部品位較富、厚度有所增大的特點(diǎn)。鉛鋅礦體長365m，礦體延深90余m，礦體產(chǎn)狀30°～72°∠58°～80°，平均厚度18.43m。礦體平均品位Pb2.187%、Zn3.592%；在鉛鋅礦體中伴生銀，Ag平均品位28.238×10-6，礦石儲量為154.74萬噸。1.7生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為900t/d，年工作日為200天。第二章主要采裝運(yùn)輸設(shè)備類型選擇及其參數(shù)2.1采裝設(shè)備2.1.1確定采裝設(shè)備露天礦采裝設(shè)備主要有：挖掘機(jī)（包括單斗挖掘機(jī)、多斗鏟、拉鏟、吊斗鏟）、前裝機(jī)、輪斗式挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)以及推土機(jī)和螺旋鉆等。單斗挖掘機(jī)是一種適應(yīng)性很強(qiáng)的，應(yīng)用很廣泛的采裝設(shè)備。單斗挖掘機(jī)有正鏟和反鏟兩種，露天礦主要使用正鏟。單斗挖掘機(jī)有電力挖掘機(jī)和柴油挖掘機(jī)兩類。但是錯(cuò)納礦區(qū)處在偏遠(yuǎn)缺電的地區(qū)，產(chǎn)量較小，縱使成本比較高，也只能且必須使用柴油挖掘機(jī)。在傳動方式上，單斗挖掘機(jī)有機(jī)械傳動和液壓傳動兩種。液壓鏟液壓部件精度高，穩(wěn)定性較好，所以采用液壓傳動。綜上所述，采用單斗柴油液壓傳動挖掘機(jī)。2.1.2挖掘機(jī)選型單斗挖掘機(jī)主要根據(jù)礦山規(guī)模以及采礦工藝，礦巖性質(zhì)及穿爆、運(yùn)輸?shù)呐浜系纫蛩貨Q定。結(jié)合我國當(dāng)前情況和設(shè)備供應(yīng)的可能性，挖掘機(jī)選的一般原則是：特大型露天礦一般應(yīng)選用斗容不小于6～20的挖掘機(jī)。大型露天礦一般選用斗容為4～6的挖掘機(jī)。中型露天礦一般選用斗容為2～6的挖掘機(jī)。小型露天礦一般選用斗容為0.2～2的挖掘機(jī)。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為900t/d，年工作日為200天。因此，年生產(chǎn)總量為：屬于小型露天礦，一般選用斗容為0.2～2的挖掘機(jī)。所以選用斗容為2的挖掘機(jī)。選擇挖掘機(jī)為:三一重工C9系列:SY465H-8作業(yè)范圍單位：mm最大挖掘高度10675最大卸載高度7400最大挖掘深度7285最大挖掘距離11555最小回轉(zhuǎn)半徑4940最小回轉(zhuǎn)半徑時(shí)的最大高度9375性能參數(shù)工作質(zhì)量kg45500標(biāo)準(zhǔn)鏟斗容量m32.0（巖石）額定功率kw/rpm250/2000行走速度（高/低）km/h4.5/2.9回轉(zhuǎn)速度rpm9.3爬坡能力70%/35°接地比壓kPa77整機(jī)尺寸單位：mm運(yùn)輸時(shí)總長12200總寬度3690運(yùn)輸時(shí)總高度3880上部寬度3180標(biāo)準(zhǔn)履帶板寬度600軌距2740最小離地間隙590尾部回轉(zhuǎn)半徑3780履帶接地長度4410履帶長度54402.1.3確定挖掘機(jī)生產(chǎn)能力單斗挖掘機(jī)生產(chǎn)能力：表2挖掘機(jī)鏟裝循環(huán)時(shí)間（s）巖石硬度鏟斗容積（m3）12468土砂30323437393234363941343638414336384043453840424547表3松散系數(shù)及滿斗系數(shù)指標(biāo)巖石硬度土砂松散系數(shù)1.1～1.231.23～1.331.33～1.401.40～1.451.45～1.50滿斗系數(shù)0.95～1.00.9～0.950.85～0.90.75～0.850.75～0.85該礦區(qū)，斗容為1～2，取2，根據(jù)表2和表3取挖掘機(jī)鏟裝循環(huán)時(shí)間取40s；松散系數(shù)取1.50；滿斗系數(shù)取0.8；汽車運(yùn)輸時(shí)，，取0.5。代入公式得:挖掘機(jī)臺年生產(chǎn)能力：2.1.4挖掘機(jī)數(shù)量計(jì)算礦山所需挖掘機(jī)臺數(shù):,式中：——挖掘機(jī)臺數(shù)；——年剝采量，；——挖掘機(jī)臺年效率，。由于使用柴油驅(qū)動，在錯(cuò)納空氣稀薄地區(qū)，其實(shí)際工作能力按70%計(jì)算。挖掘機(jī)臺數(shù)：。其中：礦石密度為,巖石密度為，經(jīng)濟(jì)合理剝采比為。2.2運(yùn)輸設(shè)備根據(jù)礦床地質(zhì)條件可知錯(cuò)納礦區(qū)地形地勢雖較高，但是礦區(qū)交通十分方便，礦床地質(zhì)也比較適合使用露天開采，水文地質(zhì)條件簡單，礦區(qū)屬于高原，冰蝕作用強(qiáng)烈，水系較發(fā)育；在生產(chǎn)方面，年產(chǎn)量只有20萬t，所以使用運(yùn)輸設(shè)備為自卸汽車。影響露天礦自卸式汽車選型的因素很多，其中最主要的是礦巖的年運(yùn)量，運(yùn)距及挖掘機(jī)設(shè)備的規(guī)格。為了充分發(fā)揮汽車與挖掘機(jī)的綜合效率，汽車車廂容量與挖掘機(jī)的斗容量之比，一般為3～6，最大不要超過7～8。為了充分發(fā)揮汽車運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益，對于年運(yùn)量大，運(yùn)距短的礦山，一般應(yīng)選擇載重大的汽車設(shè)備，反之，應(yīng)選擇載重小的汽車設(shè)備。表4露天礦常用自卸式汽車適用的年運(yùn)量范圍車寬類型一二三四五六七八計(jì)算車寬2.42.53.03.54.05.06.07.0車型EQ340QD351BJ371B540SH38035D50BW392SF3100W3101120C170C常州154載重（t）4.572027～324568100～108154年運(yùn)量（t/a）<45萬45萬～180萬80萬～500萬170萬～900萬250萬～1200萬450萬～1800萬750萬～3000萬>3000萬錯(cuò)納礦區(qū)地處高原，并且電力供應(yīng)有限，使用的汽車只能使用柴油驅(qū)動，氧氣稀薄，導(dǎo)致汽車的驅(qū)動能力無法達(dá)到原定值，按理論的70%計(jì)算，則年運(yùn)量（其中：圍巖密度為2.7t/m3），因此，錯(cuò)納礦區(qū)可以選用BJ371型自卸式汽車，其載重20t,挖掘機(jī)3～4斗即可裝滿一車，且，最大爬坡能力可達(dá)25%，符合要求，其主要參數(shù)如下表。表5所選自卸機(jī)車型號及參數(shù)車型計(jì)算車寬(mm)車身全長（mm）轉(zhuǎn)彎半徑（mm）載重（t）年運(yùn)量（t/a）BJ3713000741085002080萬～500萬（1）自卸汽車的臺班運(yùn)輸能力為： 式中：A——自卸汽車運(yùn)輸能力，t；G——自卸汽車額定載重量，t；K1——自卸汽車載重量系數(shù)，見表6，取=0.94；表6汽車裝載斗數(shù)、有效載重量及載重利用系數(shù)表K2——汽車時(shí)間利用系數(shù)，每日一班，見下表，取K2=0.9；表7時(shí)間利用系數(shù)每天工作班數(shù)一二三時(shí)間利用系數(shù)0.90.850.75T——汽車周轉(zhuǎn)一次所需時(shí)間，min；——挖掘機(jī)裝滿一輛汽車時(shí)間，見表8，=3.7min表8和值表汽車類型挖掘機(jī)斗容（m3）礦石巖石(s)n(min)(s)n(min)EQ34013821.73432.1QD35213843.03442.7BJ37123953.73563.9B54044132.53843.0——自卸汽車往返運(yùn)行時(shí)間，min;——自卸汽車平均運(yùn)距，km;——自卸汽車平均運(yùn)行速度，見表9，取16.3.表9平均運(yùn)行速度（km/h)運(yùn)行條件礦巖種類運(yùn)距（km）汽車類型EQ340QD352BJ371B540重車上坡空車下坡礦石116.716.314.415.2218.918.416.317.2319.719.317.018.0420.219.717.418.4520.520.017.618.6巖石114.614.613.513.8217.417.416.116.4318.618.617.217.5419.219.217.818.3519.619.618.118.6——自卸汽車卸載時(shí)間，一般取1min;——自卸汽車調(diào)頭和停留時(shí)間，見表10，取=3.8min;表10汽車調(diào)頭和停留總時(shí)間（min）汽車類型汽車運(yùn)距（km）12345EQ340、QD3523.03.54.04.55.0BJ3713.33.84.34.85.3B540、350D3.54.04.55.05.6(2).汽車工作臺數(shù)：臺 式中：N——自卸汽車需要臺數(shù)，臺；K3——運(yùn)輸不均衡系數(shù)，K3=1.05～1.15，取K3=1.05；Q——露天礦年運(yùn)輸量，t/a；C——每日工作班數(shù)，1班；H——年工作c日數(shù)，取H=200天；——汽車臺班能力，t；K4——自卸汽車出車率；；(——汽車大修間隔，h；a—每日工作班數(shù)；b—大修周期中汽車保修工作日及其他停駛工日;e—班運(yùn)時(shí)間，h.)見表11如下：.表11保修工作日及其他停駛工日汽車類型EQ340QD362BJ371B54035DSH380A50BLN392大修間隔（小時(shí)）2600260026003200保修工日大修30404545中修20小修19242430三保15273614二保12162020一保15181818其他停駛工日19212327合計(jì)（日）110146166174第三章開拓運(yùn)輸方案及布線方式3.1開拓運(yùn)輸方法分類及選擇3.1.1開拓運(yùn)輸方法分類露天開拓運(yùn)輸方法可劃分為下列七種：公路開拓運(yùn)輸；鐵路開拓運(yùn)輸；聯(lián)合運(yùn)輸；3.1.2影響開拓方法選擇的主要因素影響開拓方法選擇的因素甚多，主要的有：自然地質(zhì)條件，即地形，礦床地質(zhì)，水文地質(zhì)，工程地質(zhì)及氣候條件等；生產(chǎn)技術(shù)條件，即礦山規(guī)模，礦區(qū)開采程序，露天采場尺寸，高差，生產(chǎn)工藝流程，選用設(shè)備類型以及技術(shù)裝備等；經(jīng)濟(jì)因素，即礦山建設(shè)投資，礦石生產(chǎn)成本及勞動生產(chǎn)率等。3.1.3開拓方法選擇的主要原則要求礦山基建時(shí)間短，早投產(chǎn)，早達(dá)產(chǎn)；要求生產(chǎn)工藝簡單，可靠，技術(shù)先進(jìn)；基建工程量小，施工方便；基建投資少，尤其是初期投資要少；生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)低；不占糧田，少占耕地。3.1.4開拓方法的選擇結(jié)合開拓方法選擇的主要因素及開拓方法選擇的主要原則對本礦區(qū)開拓方法進(jìn)行選擇，首先，該礦區(qū)海拔較高，氣候影響較大，供電受限，因此，只能選用柴油鏟和柴油自卸運(yùn)輸汽車，其次，該礦年運(yùn)輸量不大，選用鐵路和膠帶會造成浪費(fèi)，最后，由于該地區(qū)人煙稀少，且無耕地糧田，因此，可采取就近排巖的方式，汽車機(jī)動靈活，且在合理的運(yùn)距范圍內(nèi)，工作效率高。最終選擇公路開拓運(yùn)輸方法。3.2公路開拓運(yùn)輸布線方式公路運(yùn)輸開拓線路的布置方式，按照露天礦開采部位的不同，分為山坡線路布置方式和深凹線路布置方式兩類。按照線路不同，分為折返式、螺旋式、直進(jìn)式三種基本方式，以及這三種方式的不同組合形式。我國常見的幾種深凹露天礦汽車公路運(yùn)輸線路布置方式如下表。表12深凹露天礦汽車公路運(yùn)輸線路布置方式表布線形式適用條件、特點(diǎn)折返式適用條件：單一折返線路，可適用走向長度較長，開采深度中等的深凹露天礦；雙側(cè)單線和單側(cè)雙線線路，則適用走向長度很長，或運(yùn)量很大的大型、特大型深凹露天礦特點(diǎn)：線路均布設(shè)于露天礦非工作幫和端幫上。根據(jù)露天礦走向的長度，決定折返次數(shù)，一般1-2個(gè)開采階段折返一次螺旋式適用條件：露天礦形狀近于圓形，同時(shí)工作臺階數(shù)不宜過大、中、小型露天礦。對于深凹露天礦接近采場底的2-3個(gè)開采階段，常采用此方式，特點(diǎn)：線路均設(shè)在露天礦最終幫上。線路環(huán)繞上下盤及端部邊邦。該線路無回頭曲線，行車條件好，露天礦擴(kuò)幫量小。但開溝方向和位置隨線路變化而變化，生產(chǎn)管理較復(fù)雜，礦石貧化，損失較大直進(jìn)式適用于山坡露天礦高差不大、地形較緩、開采水平較少或者凹陷露天礦開采深度較小、采場長度較大的露天礦。錯(cuò)納鉛鋅礦是一個(gè)兼有山坡和深凹開采的一個(gè)小型礦山，山坡露天礦大致25m左右深，采用采場外螺旋式，開采水平共用一條進(jìn)出車線，采場內(nèi)用移動線路聯(lián)絡(luò)，運(yùn)輸方便，機(jī)動靈活。深凹露天開采深度90m左右，屬于開采深度不大的露天礦，且礦場底部較開闊，礦巖四周均比較穩(wěn)固，采用單一螺旋式線路，可以直接進(jìn)入到礦場底部，且能滿足開采要求，線路均布設(shè)于露天礦非工作幫和端幫上。因此，采用直進(jìn)螺旋式線路，對于該礦區(qū)是經(jīng)濟(jì)合理的，避免了布線形式過多，造成生產(chǎn)組織困難。3.3出入溝的位置和參數(shù)公路開拓的坑線出入溝口應(yīng)盡量設(shè)置在工程地質(zhì)條件較好、地形標(biāo)高較低、距工業(yè)場地及礦、巖接受點(diǎn)較近的地方；應(yīng)避免和減少重載汽車在采場內(nèi)作相反方向運(yùn)行及無謂增加上坡距離，盡可能使礦石及巖石的綜合運(yùn)輸功最小，所需運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量少。第四章露天礦最終境界圈定4.1經(jīng)濟(jì)合理剝采比確定設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為900t∕d。先確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比，經(jīng)濟(jì)合理剝采比的確定方法有許多，如原礦成本比較法、精礦成本比較法、儲量盈利比較法以及國外通常采用的一些其他方法。此處主要采用原礦比較法，露天開采的原礦成本由純采礦成本和分?jǐn)偟膭冸x成本兩部分組成，即所以原礦經(jīng)濟(jì)合理剝采比為故儲量經(jīng)濟(jì)合理剝采：式中CD—地下開采的原礦成本，鉛為259.37元/t，鋅為331.26元/t；a—露天開采的純采礦成本為74.32元/t；b—露天開采的剝離成本72.45元/m3；γ—礦石容重，3.21t/m3；—回收率（包括采礦、選礦），鉛為75.11%，鋅為80.58%；n′—原礦經(jīng)濟(jì)合理剝采比，m3/m3；n—儲量經(jīng)濟(jì)合理剝采比，m3/m3。故儲量經(jīng)濟(jì)合理剝采：m3/m3m3/m3故此處按照其鉛的經(jīng)濟(jì)合理剝采比進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)合理剝采比為6.77m3/m3。故此處按照其鉛的經(jīng)濟(jì)合理剝采比進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)合理剝采比為6.8m3/m3。4.2最終邊坡組成設(shè)計(jì)和最終邊坡角選取4.2.1最終幫坡角露天采場最終幫坡腳是采場最下一階段的坡底線和最上一個(gè)階段的坡頂線構(gòu)成的假想平面與水平面的夾角。影響最終邊幫穩(wěn)定的主要因素有:(1)巖石的物理力學(xué)性質(zhì):包括巖石硬度、凝聚力和內(nèi)摩擦角等，(2)地質(zhì)構(gòu)造:包括由破碎帶、斷層、節(jié)理裂隙和層理面構(gòu)成的弱面，不穩(wěn)的軟巖夾層，以及遇水膨脹的軟巖等;(3)水文地質(zhì)條件:地下水的靜壓力和動壓力，地下水活動對巖層穩(wěn)定性的影響；(4)強(qiáng)裂地震區(qū)地震的影響。(5)開采技術(shù)條件和邊幫存在的時(shí)間。為了減少剝離量，在保證生產(chǎn)需要和安全的前提下，最終邊幫角應(yīng)盡可能大些。最終幫坡角可參照類似礦山的實(shí)際資料或設(shè)計(jì)部門的資料選取。如下表：13蘇聯(lián)礦山設(shè)計(jì)院幫坡角資料巖石硬度系數(shù)f采場深度（90m內(nèi)）15～208～143～71～20.6～0.8最終，結(jié)合該礦區(qū)主要礦體賦存于堅(jiān)硬的中厚層長石石英砂巖，且頂?shù)装鍑鷰r堅(jiān)固性系數(shù)為f=7～14，露天開采深度大致在在90m，確定最終幫坡角上下盤均為。4.2.2階段高度階段高度主要取決于礦巖性質(zhì)和裝載設(shè)備規(guī)格。對不需要穿爆松散的軟巖，階段高度一般不超過挖掘機(jī)最大挖掘高度。對需穿爆松散的硬巖，階段高度不超過挖掘機(jī)最大挖掘高度的1.25倍。我國設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的露天礦，小型礦山的階段高度一般為8～10m，大中型礦山一般為10～12m。大型露天礦選用斗容以上挖掘機(jī)時(shí)，階段高度可采用12～15m。如果組成最終邊幫的巖層穩(wěn)定性較好，允許有較陡的幫坡角時(shí)，可考慮把2～3個(gè)階段合并為一個(gè)高階段。該礦選用的是三一重工C9系列:SY465H-8,挖掘機(jī)最大挖掘高度為10.675m,階段高，可確定為10m。4.2.3階段坡面角階段坡面角與巖石的性質(zhì)，巖層傾角和傾向、節(jié)理、層理和斷層、階段高度以及穿爆方法等因素有關(guān)。一般階段坡面角參見下表。表14階段坡面角參考資料巖石硬度系數(shù)f15～208～143～71～2階段坡面角本礦巖石硬度系數(shù)f=7～14，選取臺階坡面角為。4.2.4最終平臺寬度露天采場最終平臺分安全平臺、清掃平臺和運(yùn)輸平臺。安全平臺和清掃平臺的寬度與已定的采場最終幫坡角有一定的幾何關(guān)系，一般可用計(jì)算確定。安全平臺寬度一般大于2m。一般設(shè)計(jì)規(guī)定每間隔2～3個(gè)階段設(shè)一個(gè)清掃平臺（最終階段并段時(shí)，可不設(shè)安全平臺）。清掃平臺寬度根據(jù)擬采用的平臺清掃手段決定。運(yùn)輸平臺位置，由開拓系統(tǒng)的運(yùn)輸線路而定。其寬度和縱坡根據(jù)運(yùn)輸設(shè)備類型和規(guī)格決定。一般安全平臺為階段高度的1/3，該礦區(qū)階段高10m，安全平臺可確定為4m。一般清掃平臺8～12m，該礦區(qū)總體來說，礦巖性質(zhì)均比較穩(wěn)固，根據(jù)類似礦山的資料和本礦山的實(shí)際情況可以確定本礦山的清掃平臺寬度為10m。運(yùn)輸平臺寬度的計(jì)算，道路路基寬度等于路面寬度與路肩寬度之和。而采場內(nèi)運(yùn)輸平臺寬度可參考下式計(jì)算：。式中——采場內(nèi)運(yùn)輸平臺寬度，m；——道路路面寬度，m；見下表；表15路面寬度車寬類型一二三計(jì)算車寬2.42.53.0參考車型型號實(shí)際車寬（m）載重（t）EQ3402.304.5QD3512.457BJ3712.90920雙車道路面寬度（m）一級二級三級7.06.56.07.57.06.59.59.08.0單車道路面寬度（m）二級三級4.03.54.54.05.04.5根據(jù)單向行車密度確定道路等級式中——小時(shí)行車速度，輛；——通過某區(qū)段的年運(yùn)量，t；——班工作日數(shù)，h；——日工作班數(shù)，班；——年工作日，d/a；——汽車額定載重量，t；——時(shí)間利用系數(shù)；——+汽車載重利用系數(shù)；——運(yùn)輸不均衡系數(shù)，取1.1～1.5。由計(jì)算結(jié)果可知，N=75，參照表17所示，確定道路等級為二級。表16道路等級道路等級小時(shí)單向行車密度（輛）適用條件一級二級三級生產(chǎn)干線生產(chǎn)干線、支線生產(chǎn)干線、支線和聯(lián)絡(luò)線、輔助線根據(jù)道路等級。參照表16，采用雙車道，得到到路面寬=9.0m。——道路路肩寬度，m，見表18如下；表17最小路肩寬度車寬類型一、二三四五六七、八路肩寬度（m）挖方0.50.500.751.001.001.00填方1.001.251.501.752.002.50車寬類型為三，按填方取較寬的1.25m。——水溝（包括碎落臺）寬度，m；一般取0.5m左右；——路基外側(cè)無塹壁時(shí)的安全寬度，它與汽車輪胎高度及巖性有關(guān)，不設(shè)擋車堆時(shí)可取1～3m；設(shè)擋車堆時(shí)，五類車寬以下可取2～4m；六之八類可取3～5m。此處，取2m。所以4.3露天開采境界底部位置和寬度確定4.3.1露天采礦場底寬露天采場底部最小寬度不應(yīng)小于開段溝寬度。底部最小寬度按采裝和運(yùn)輸設(shè)備規(guī)格確定，可按表19選取。表18露天采場底部最小寬度運(yùn)輸設(shè)備裝載設(shè)備運(yùn)輸設(shè)備最小底寬（m）公路運(yùn)輸挖掘機(jī)7t汽車16挖掘機(jī)10～32t汽車20100～154t汽車30露天采場底部最小寬度亦可按公式計(jì)算，汽車運(yùn)輸，采用回轉(zhuǎn)式調(diào)車：式中——露天礦最小底寬，m；——汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑，m；——運(yùn)輸設(shè)備最大寬度，m；——挖掘機(jī)、運(yùn)輸設(shè)備和階段破面三者之間的安全間隙，一般=0.5m。計(jì)算出來后，根據(jù)原則：若礦體厚度小于最小底寬，則境界底部取最小底寬；若礦體厚度比最小底寬大得不多，則取礦體厚度；若礦體厚度遠(yuǎn)大于最小底寬，則取最小底寬。該礦平均厚度為18.43m小于21m，所以最后確定最小底寬為21m。4.3.2露天采場底部位置的確定礦體水平厚度小于露天采場底部最小寬度時(shí)，底部平面寬度按最小寬度來確定；礦體水平厚度與最小寬度接近時(shí)，則露天采場底寬取等于礦體水平厚度；礦體水平厚度大于露天礦最小底寬時(shí)，以最小底寬確定露天底部平面，這時(shí)露天礦底部位置按露天開采經(jīng)濟(jì)效果最大的原則決定。4.4露天開采境界深度和端幫位置確定4.4.1露天開采境界深度確定露天礦開采境界的原則實(shí)質(zhì)上是確定露天礦合理開采深度的理論依據(jù)。該礦區(qū)采用面積法確定露天礦開采深度的步驟為：首先是在各地質(zhì)橫剖面圖上初步確定開采深度，然后再用縱剖面圖調(diào)整露天礦底部標(biāo)高。（1）在各地質(zhì)橫剖面上初步確定露天開采深度。首先，在各橫剖面圖上作出若干個(gè)深度的開采境界方案。其次，針對各深度方案，用面積比法，計(jì)算其境界剝采比。最后，將各方案的境界剝采比與開采深度繪成關(guān)系曲線，再畫出代表經(jīng)濟(jì)合理剝采比的水平線，兩線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，就是所要求的開采深度。下面是9號勘探線，用CAD畫出不同高程的境界剝采比，再做出勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線，得出如下數(shù)據(jù)：圖29號勘探線境界剝采比CAD圖得到的勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線結(jié)果如下圖：圖39號勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線相同的道理，以此得到0號、3號、4號、7號、8號勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線圖。圖40號勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線圖53號勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線圖64號勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線圖77號勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線圖88號勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線根據(jù)以上圖的交點(diǎn)，可以得出各個(gè)剖面的開采深度及高程如下表：表19剖面深度及高程表勘探線號034789高程467046784670463046644630深度807110010011092平均高程4657在地質(zhì)縱剖面圖上調(diào)整露天礦底部標(biāo)高時(shí)，將各剖面圖上的深度投影到地質(zhì)縱剖面圖上，連接各點(diǎn)，得出一條不規(guī)則的折線（圖9中虛線）。為了便于開采和布置運(yùn)輸線路，露天礦的底平面宜調(diào)整至同一標(biāo)高。調(diào)整的原則是，使少采出的礦石量與多采出的礦石量基本均衡，并讓剝采比盡可能小。（圖9中實(shí)線便是調(diào)整后的設(shè)計(jì)深度）調(diào)整的情況如下表所示：表20深度調(diào)整表調(diào)整次數(shù)高程深度多開采面積少開采面積差649392.782460.1424660918072.128550.51478.3934662939213.577742.271471.30經(jīng)過多次調(diào)整，可以確定本礦山的開采深度為91米，開采高程為4660高程。深度的調(diào)整如下圖：圖9在地質(zhì)縱斷面圖上調(diào)整露天礦底部平面標(biāo)高—礦體界限；–––調(diào)整前的開采深度；—調(diào)整后的開采深度4.4.2端幫位置】由上面圖：在地質(zhì)縱斷面圖上調(diào)整露天礦底部平面標(biāo)高，可以得出，右端幫在9號勘探線偏右，以65°角延伸到地面，同理，左端幫在8號勘探線偏左，以65°角延伸到地面，平面投影圖可以參考底部周界圖。綜合得出端幫位置。4.5圈定露天開采境界的底部周界調(diào)整后的開采深度往往不再是最初方案的深度，因此需要重新繪制底部周界，如圖所示，其步驟為：按調(diào)整后的露天開采深度，繪制該水平的地質(zhì)分層平面圖；（2）在各橫剖面、縱剖面輔助割面圖上，按所確定的露天開采深度繪出境界；（3）將各剖面圖上露天礦底部周界投影到分層平面圖上，鏈接各點(diǎn)，得出理論上的底部周界（圖中的虛線）；（4）為了便于采掘運(yùn)輸，初步得出的理論周界，需進(jìn)一步修整，修整的原則是：1)底部周界要盡量平直，彎曲部分要滿足運(yùn)輸設(shè)備對曲率半徑的要求；2)露天礦底的長度應(yīng)滿足運(yùn)輸線路的要求，特別是采用鐵路運(yùn)輸?shù)牡V山，其長度要保證列車正常出入工作面。按以上步驟和相關(guān)原則，所確定的底部周界如下圖所示。圖10確定的露天礦底部周界圖4.6繪制露天礦開采終了平面圖繪制露天礦開采終了平面圖，其步驟為：（1）將所確定的露天礦底部周界繪在透明紙上。（2）將透明紙覆于地形圖上，然后按邊坡組成要素，從底部周界開始，由里向外依次繪出各個(gè)臺階的坡底線。很明顯，露天礦深部各臺階的坡底線在平面圖上是閉合的。而處在地表以上的則不能閉合，但要使其末端與相同標(biāo)高的地形等高線密接。（3）在圖上布置開拓運(yùn)輸線路。（4）在底部周界開始，由里向外依次繪出各個(gè)臺階的坡面和平臺。繪制時(shí)，要注意傾斜運(yùn)輸?shù)篮透髋_階的連接。在圈定各個(gè)水平時(shí)，應(yīng)經(jīng)常用地質(zhì)橫、縱剖面圖和分層平面圖校核礦體邊界，以使在固定的范圍內(nèi)礦石量多而剝巖量少。此外，各水平的周界還要滿足運(yùn)輸工作的要求。（5）檢查和修改上述露天開采境界。由于在繪圖過程中，原定的露天開采境界常受開拓運(yùn)輸線路影響而有變動，因而需要重新計(jì)算其境界剝采比和平均剝采比，檢查它們是否合理。假如差別太大，就要重新確定境界。此外，上述境界還要根據(jù)具體條件進(jìn)行修改。例如，當(dāng)境界內(nèi)有高山峻嶺時(shí)，為了大幅度減小剝采比，就需要避開高山部位；又如，當(dāng)境界外所剩礦量不多，若全部采出所增加的剝采比又不大，則宜擴(kuò)大境界，全部用露天開采。按照上述步驟及要求，畫出的露天礦開采終了平面圖見該礦設(shè)計(jì)的總圖，另附一份的圖（A2圖）。參考文獻(xiàn)1張世雄等，固體礦產(chǎn)資源開發(fā)工程。武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2007。2采礦設(shè)計(jì)手冊，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987。3孫寶錚，劉吉昌。礦井開采設(shè)計(jì)。徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1986.4王青，史維祥。采礦學(xué)。北京：冶金工業(yè)出版社，1994.武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書系別環(huán)城院專業(yè)班級10采礦工程級（01）班學(xué)生覃裕猛一、課題名稱西藏自治區(qū)八宿縣錯(cuò)納礦區(qū)Ⅰ號礦體鉛鋅礦900t/d露天開采最終開采境界設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)條件1、礦區(qū)地理概況錯(cuò)納礦區(qū)鉛鋅礦Ⅰ號礦體位于西藏自治區(qū)昌都縣城160o方向，距昌都縣城所在地約140km處，行政區(qū)劃隸屬西藏自治區(qū)八宿縣吉中鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)交通十分方便，北距昌都地區(qū)所在地140km，距察雅縣吉塘鎮(zhèn)77km，距川藏公路（214國道）10km，距昌都邦達(dá)機(jī)場14km，距拉薩986km，距成都1155km。與川藏公路214國道有簡易公路相通。2、礦床地質(zhì)條件錯(cuò)納礦區(qū)位于類烏齊——左貢多金屬成礦帶中部，成礦地段位于益清鄉(xiāng)以東地域，圖區(qū)礦化帶長約20km，寬約10km，呈北西向展布，以鉛、鋅、銀、銅、錫、鎢為主的礦化潛力較大的富集區(qū)。鉛鋅礦體沿錯(cuò)納礦區(qū)鉛鋅礦Ⅰ號礦體F1斷裂破碎帶分布。隨著賦礦地層（巖層）的構(gòu)造變形，其含礦構(gòu)造破碎帶也隨之變形。含礦構(gòu)造破碎帶的成斷裂構(gòu)造為后期的含礦熱液提供了運(yùn)移通道和沉淀場所。鉛鋅礦體賦存在三疊系上統(tǒng)阿堵拉組下段（T3a1）長石石英砂巖及與阿堵拉組中段（T3a2）地層接觸部位的F1斷裂破碎帶中。呈北西—南東向分布似層狀帶狀。礦體總體走向?yàn)槌时蔽鳌蠔|走向，傾向北東，長約365m，產(chǎn)狀30°～72°∠58°～80°，平均傾角64°。礦體控制最低高程為4633.40m，在3線一帶礦體沿傾向呈波狀起伏，自地表至深部4683米標(biāo)高處傾向南西后又轉(zhuǎn)向傾向北東。3、水文地質(zhì)條件當(dāng)?shù)刂黧w水系玉曲北西南東奔流而下，侵蝕基準(zhǔn)面海拔4600m，礦區(qū)地下水