錯(cuò)納礦區(qū)Ⅰ號(hào)礦體鉛鋅礦800~1100td的露天開采最終開采境界設(shè)計(jì)說明

1、. . . . 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書題 目 自治區(qū)八宿縣錯(cuò)納礦區(qū)號(hào)礦體鉛鋅礦8001100t/d露天開采最終開采境界設(shè)計(jì)目錄目錄1第一章21.1 礦區(qū)地理概況21.2 礦體賦存狀況21.3 礦山工程地質(zhì)條件21.4 礦山水文地質(zhì)條件31.5 礦山環(huán)境地質(zhì)條件31.6 開采技術(shù)條件41.7 生產(chǎn)能力4第二章 主要采裝運(yùn)輸設(shè)備類型選擇與其參數(shù)42.1采裝設(shè)備42.1.1 確定采裝設(shè)備42.1.2 挖掘機(jī)選型42.1.3 確定挖掘機(jī)生產(chǎn)能力62.1.4 挖掘機(jī)數(shù)量計(jì)算72.2 運(yùn)輸設(shè)備7第三章 開拓運(yùn)輸方案與布線方式113.1 開拓運(yùn)輸方法分類與選擇113.1.1 開拓運(yùn)輸方法分類113.1.

2、2 影響開拓方法選擇的主要因素123.1.3開拓方法選擇的主要原則123.1.4開拓方法的選擇123.2公路開拓運(yùn)輸布線方式123.3出入溝的位置和參數(shù)14第四章 露天礦最終境界圈定144.1 經(jīng)濟(jì)合理剝采比確定144.2 最終邊坡組成設(shè)計(jì)和最終邊坡角選取154.2.1 最終幫坡角154.2.2 階段高度164.2.3 階段坡面角164.2.4 最終平臺(tái)寬度174.3 露天開采境界底部位置和寬度確定194.3.1 露天采礦場(chǎng)底寬194.3.2 露天采場(chǎng)底部位置的確定204.4 露天開采境界深度和端幫位置確定204.4.1露天開采境界深度204.4.2 端幫位置254.5 圈定露天開采境界的底部

3、周界254.6 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)鉛鋅礦號(hào)礦體位于自治區(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(chǎng)14km，距986km，距1155km。與川藏公路214國道有簡(jiǎn)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)

4、鉛鋅礦號(hào)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(chǎng)所。鉛鋅礦體賦存在三疊系上統(tǒng)阿堵拉組下段（T3a1）長石石英砂巖與與阿堵拉組中段（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)槌时蔽髂蠔|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

5、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=714。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24m，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

6、表水的自然排泄，礦體頂、底板有較厚而穩(wěn)定粉砂巖夾頁與斷層泥隔水層。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(duì)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(jiǎn)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69月間有牧民放牧?xí)簳r(shí)居住，對(duì)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(shì)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)與山坡平緩地段以高原草甸和稀疏

7、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)無珍稀動(dòng)、植物。礦體對(duì)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

8、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(chǔ)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)備類型選擇與其參數(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)以與推土機(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

9、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(dòng)方式上，單斗挖掘機(jī)有機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)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(dòng)。 綜上所述，采用單斗柴油液壓傳動(dòng)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)模以與采礦工藝，礦巖性質(zhì)與穿爆、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620的挖掘機(jī)。 大型露天礦一般選用斗容為46的挖掘機(jī)。 中型露天礦一般選用斗容為26的挖掘機(jī)。 小型露天礦一般選用斗容為0.22

10、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0.22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)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：m

11、m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)與滿斗系數(shù)指標(biāo)巖石硬度土砂松散系數(shù)1.11.231.231.331.331.401.401.451.451.50滿斗系數(shù)0.951.00.90.950.850.90.750.850.750

12、.85該礦區(qū)，斗容為12，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(tái)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(tái)數(shù): ,式中：挖掘機(jī)臺(tái)數(shù)；年剝采量，；挖掘機(jī)臺(tái)年效率，。 由于使用柴油驅(qū)動(dòng)，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(tái)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(shì)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(jiǎn)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

13、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)距與挖掘機(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36，最大不要超過78。 為了充分發(fā)揮汽車運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益，對(duì)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EQ340QD351BJ371B540SH38035D50BW392SF3100W3101120C170C154載重（t）4.

14、572027324568100108154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(dòng)，氧氣稀薄，導(dǎo)致汽車的驅(qū)動(dòng)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)34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(hào)與參數(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)

15、量（t/a）BJ3713000741085002080萬500萬（1）自卸汽車的臺(tái)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)、有效載重量與載重利用系數(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)EQ34013821.73432.1QD3521384

16、3.03442.7BJ37123953.73563.9B54044132.53843.0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

17、.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(tái)數(shù)：臺(tái)式中：N自卸汽車需要臺(tái)數(shù)，臺(tái)；K3運(yùn)輸不均衡系數(shù)，K3=1.051.15，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(tái)班能力，t；K4自卸汽車出車率；(汽車大

18、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與其他停駛工日;e班運(yùn)時(shí)間，h.)見表11如下：.表11 保修工作日與其他停駛工日 汽車類型EQ340QD362BJ371B540 35DSH380A 50BLN392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)輸方案與布線方式3.1 開拓運(yùn)輸方法分類與選擇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；

19、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)與氣候條件等；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(chǎng)尺寸，高差，生產(chǎn)工 藝流程，選用設(shè)備類型以與技術(shù)裝備等；經(jīng)濟(jì)因素，即礦山建設(shè)投資，礦石生產(chǎn)成本與勞動(dòng)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(jiǎn)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與開拓方法選擇的主要原則對(duì)本礦區(qū)開拓方法進(jìn)行選擇，

20、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(huì)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(dòng)靈活，且在合理的運(yùn)距圍，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，以與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

21、、特點(diǎn)折返式 適用條件：?jiǎn)我徽鄯稻€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(tái)階數(shù)不宜過大、中、小型露天礦。對(duì)于深凹露天礦接近采場(chǎng)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)繞上下盤與端部邊邦。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

22、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(chǎng)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(chǎng)外螺旋式，開采水平共用一條進(jìn)出車線，采場(chǎng)用移動(dòng)線路聯(lián)絡(luò)，運(yùn)輸方便，機(jī)動(dòng)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(chǎng)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(chǎng)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(duì)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

23、標(biāo)高較低、距工業(yè)場(chǎng)地與礦、巖接受點(diǎn)較近的地方；應(yīng)避免和減少重載汽車在采場(chǎng)作相反方向運(yùn)行與無謂增加上坡距離，盡可能使礦石與巖石的綜合運(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900td。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(chǔ)量盈利比較法以與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(chǔ)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

24、礦成本為74.32元/t；b露天開采的剝離成本72.45元/m3； 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(chǔ)量經(jīng)濟(jì)合理剝采比，m3/m3。故儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)合理剝采： m3/m3 m3/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6.77 m3/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6.8 m3/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(chǎng)最終幫坡腳是采場(chǎng)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)

25、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，以與遇水膨脹的軟巖等;(3)水文地質(zhì)條件:地下水的靜壓力和動(dòng)壓力，地下水活動(dòng)對(duì)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 聯(lián)礦山幫坡角資料 巖石硬度系數(shù)f 采場(chǎng)深度（90m）1520 814 37 12 0.60.8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

26、砂巖，且頂?shù)装鍑鷰r堅(jiān)固性系數(shù)為f=714，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(duì)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(duì)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810m，大中型礦山一般為1012m。大型露天礦選用斗容以上挖掘機(jī)時(shí)，階段高度可采用1215m。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23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10.67

27、5m,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、階段高度以與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)段坡面角本礦巖石硬度系數(shù)f=714，選取臺(tái)階坡面角為。4.2.4 最終平臺(tái)寬度露天采場(chǎng)最終平臺(tái)分安全平臺(tái)、清掃平臺(tái)和運(yùn)輸平臺(tái)。安全平臺(tái)和清掃平臺(tái)的寬度與已定的采場(chǎng)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(tái)寬度一般大于2m。一般設(shè)計(jì)規(guī)定每間隔23個(gè)階段設(shè)一個(gè)清掃平臺(tái)（最終階段并段時(shí)，可不設(shè)安全平臺(tái)）。清掃平臺(tái)寬度根據(jù)擬采用的平臺(tái)清掃手段決定。運(yùn)輸平臺(tái)位置，

28、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(tái)為階段高度的1/3，該礦區(qū)階段高10m，安全平臺(tái)可確定為4m。一般清掃平臺(tái)812m，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(tái)寬度為10m。運(yùn)輸平臺(tái)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(chǎng)運(yùn)輸平臺(tái)寬度可參考下式計(jì)算：。式中 采場(chǎng)運(yùn)輸平臺(tái)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(hào)實(shí)際車寬（m）載重（t）EQ3402.304.5QD3512.457BJ3712.90920雙車道路面寬度（

29、m）一級(jí)二級(jí)三級(jí)7.06.56.07.57.06.59.59.08.0單車道路面寬度（m）1、 二級(jí)三級(jí)4.03.54.54.05.04.5根據(jù)單向行車密度確定道路等級(jí)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1.11.5。由計(jì)算結(jié)果可知，N=75，參照表17所示，確定道路等級(jí)為二級(jí)。 表16 道路等級(jí) 道路等級(jí) 小時(shí)單向行車密度（輛） 適用條件 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí)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(jí)。參照表16，采用雙車道，得到到路面寬=9

30、.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(tái)）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，它與汽車輪胎高度與巖性有關(guān)，不設(shè) 擋車堆時(shí)可取13m；設(shè)擋車堆時(shí)，五類車寬以下可取24m；六之八類可取35m。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(chǎng)底寬露天采場(chǎng)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

31、表19選取。 表18 露天采場(chǎng)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)1032t汽車20100154t汽車30露天采場(chǎng)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(chǎng)底部位置的確

32、定礦體水平厚度小于露天采場(chǎng)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(chǎng)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

33、，針對(duì)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(hào)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2 9號(hào)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3 9號(hào)勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線一樣的道理，以此得到0號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、7號(hào)、8號(hào)勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線圖。圖4 0號(hào)勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線圖5 3號(hào)勘探線

34、境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線圖6 4號(hào)勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線 圖7 7號(hào)勘探線境界剝采比分別與深度、高程的關(guān)系曲線 圖8 8號(hào)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)剖面的開采深度與高程如下表：表19 剖面深度與高程表勘探線號(hào)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，

35、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649392.78 2460.1424660918072.128550.51478.3934662939213.577742.271471.30 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

36、得出，右端幫在9號(hào)勘探線偏右，以65°角延伸到地面，同理，左端幫在8號(hào)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，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

37、量平直，彎曲部分要滿足運(yùn)輸設(shè)備對(duì)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(tái)階的坡底線。很明顯，露天礦深部各臺(tái)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，但要使其末端與一樣標(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

38、部周界開始，由里向外依次繪出各個(gè)臺(tái)階的坡面和平臺(tái)。繪制時(shí)，要注意傾斜運(yùn)輸?shù)篮透髋_(tái)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，以使在固定的圍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(dòng)，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)

39、大境界，全部用露天開采。按照上述步驟與要求，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世雄等，固體礦產(chǎn)資源開發(fā)工程。：理工大學(xué)，2007。2采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)，：，1987。3寶錚，吉昌。礦井開采設(shè)計(jì)。：中國礦業(yè)大學(xué)，1986.4王青，史維祥。采礦學(xué)。：冶金工業(yè)，1994.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(jí) 10采礦工程級(jí)（01）班 學(xué)生 覃裕猛 一、課題名稱自治區(qū)八宿縣錯(cuò)納礦區(qū)號(hào)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)鉛鋅礦號(hào)礦體位于自治區(qū)昌都縣城160o方向，距昌都縣城所在地約140km處，行政區(qū)劃隸屬自治區(qū)

40、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(chǎng)14km，距986km，距1155km。與川藏公路214國道有簡(jiǎn)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)鉛鋅礦號(hào)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(chǎng)所。鉛鋅礦體賦存在三疊系

41、上統(tǒng)阿堵拉組下段（T3a1）長石石英砂巖與與阿堵拉組中段（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)槌时蔽髂蠔|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)地下水埋深24m，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)定粉砂巖夾頁與斷層泥隔水層。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(duì)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(jiǎn)單的礦床。4、環(huán)境地