西南科大學(xué)露天開采課程設(shè)計_-_副本

1、 第第1 頁頁西南科技大學(xué)課程設(shè)計西南科技大學(xué)課程設(shè)計目錄第 1 章 總論.31.1 設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容 .31.2 已知條件 .31.3 設(shè)計要求 .3第 2 章 礦床開拓運輸方式.42.1 礦床露天開拓的主要原則和影響因素 .42.2 選擇開拓方案的步驟 .52.3 礦床開拓方案的確定 .52.4 礦山運輸設(shè)備及其數(shù)量 .52.5 礦山運輸能力 .7第 3 章 露天開采境界的確定.73.1 確定露天開采境界的原則 .73.2 影響露天開采境界的主要因素 .83.3 露天開采境界確定的主要程序及主要參數(shù)的確定 .8第 4 章 穿孔爆破.114.1 穿孔工作 .114.2 爆破工作 .12第 5

2、章 開采工藝.165.1 工作線布置及礦山開采程序 .16 第第2 頁頁西南科技大學(xué)課程設(shè)計西南科技大學(xué)課程設(shè)計5.2 挖掘機(jī)選擇及其數(shù)量 .165.3 采區(qū)長度與采區(qū)寬度的確定 .17第 6 章 課程設(shè)計總結(jié).17參考文獻(xiàn).18 第第3 頁頁西南科技大學(xué)課程設(shè)計西南科技大學(xué)課程設(shè)計第第 1 1 章章 總論總論1.11.1 設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容1.1.11.1.1 設(shè)計題目設(shè)計題目 四灣里石灰石礦年產(chǎn) 277 萬噸露天礦開采設(shè)計1.1.21.1.2 設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容(1).設(shè)計露天礦的最終開采境界；(2).設(shè)計開采工藝過程所需設(shè)備及參數(shù)（包括爆破材料及其消耗量、一次爆破量）。1.21.

3、2 已知條件已知條件 1.2.11.2.1 原始地質(zhì)資料原始地質(zhì)資料 礦體巖性以灰色、灰白色，微粒至中粒，厚層至塊狀純灰?guī)r為主。四灣里礦段地質(zhì)構(gòu)造從屬于區(qū)域構(gòu)造，礦段巖層為一走向 45235，傾向 315325的單斜層。巖層雖受強(qiáng)烈擠壓作用，但因系硬性巖石，褶皺構(gòu)造不發(fā)育。礦體總長 1560 余米，礦體厚度除 VIIVIII 勘探線間，因走向斷層影響變薄外，沿1F走向及傾向均較一致。1.2.11.2.1 設(shè)計資料設(shè)計資料 (1).礦床地質(zhì)勘探線剖面圖 I 勘探線VI 勘探線；(2).礦床最低開采深度為 I，輔 I，II，輔 II，III，輔 III 勘探線最低開采深度535，IV，輔 IV，V

4、 勘探線最低開采深度 550；mm(3).設(shè)計范圍為 I，輔 I，II，輔 II，III，輔 III，IV，輔 IV；(4).礦山生產(chǎn)能力為 277 萬噸；(5).平均生產(chǎn)剝采比為；m3m315. 0(6).物料（礦石、廢石）平均運距。km5 . 31.31.3 設(shè)計要求設(shè)計要求(1).提交設(shè)計說明書一份(12 頁以上)，并附深孔炮孔布置平面圖及裝藥結(jié)構(gòu)圖；可手寫或打印。(2).用 1 號圖紙手工繪制露天開采終了平面圖一張。 第第4 頁頁西南科技大學(xué)課程設(shè)計西南科技大學(xué)課程設(shè)計 第第 2 2 章章 礦床開拓運輸方式礦床開拓運輸方式2.12.1 礦床露天開拓的主要原則和影響因素礦床露天開拓的主要

5、原則和影響因素2.1.12.1.1 選擇開拓方案的主要原則選擇開拓方案的主要原則 (1).要求礦山基建時間短，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，尤其是初期投資要少；(5).生產(chǎn)經(jīng)營費低；(6).不占良田，少占耕地。2.1.22.1.2 影響開拓方法選擇的主要因素影響開拓方法選擇的主要因素： （1）礦體埋藏的地質(zhì)地形條件和礦巖性質(zhì)礦體埋藏的地質(zhì)條件是影響開拓方法選擇的主要因素，它在擬定開拓方法和方案中往往是起主導(dǎo)作用。按礦床埋藏條件，可能有一種或幾種不同的開拓方法和方案。如平面尺寸較大的礦體，埋藏較淺時，可采用公路開拓

6、或鐵路開拓；若埋藏較深時可用公路鐵路聯(lián)合開拓或帶式輸送機(jī)道開拓；礦體埋藏較深而尺寸不大時，則可采用帶式輸送道開拓或斜坡斗開拓；礦體埋藏條件復(fù)雜、分散，平面尺寸和相對高差很大的地方，可采用公路開拓和斜坡提升分區(qū)開拓；若礦體埋藏在與工業(yè)場區(qū)相對高差很大的地方，且礦巖穩(wěn)固，應(yīng)優(yōu)先選用平硐溜井開拓。若礦石含泥多、粘性大，溜放過程易堵塞或礦石易粉碎，粉碎后降低礦石價值，就不宜采用平硐溜井開拓。（2）露天礦生產(chǎn)能力 露天礦生產(chǎn)能力的大小，直接影響運輸設(shè)備的選型，而開拓方法又與運輸方式密切相關(guān)。因此，露天礦生產(chǎn)能力影響到開拓方法的選擇。（3）基建工程量和基建期限合理地減少基建工程量，對縮短礦山建設(shè)期限加快建

7、設(shè)速度、減少基建設(shè)備和基建投資具有很大意義。如靠近礦體布置地移動坑線開拓和礦體傾角小時采用底幫固定坑線開拓以及橫向布置開段溝等，均有利于減少基建工程量和縮短建設(shè)期限。（4）對礦石損失貧化的要求 第第5 頁頁西南科技大學(xué)課程設(shè)計西南科技大學(xué)課程設(shè)計 礦石損失貧化直接影響地下資源的利用程度和生產(chǎn)成本。在選擇開拓方法時，可考慮有利于降低礦石損失貧化的方案。這對于開采價值高的礦石更為重要，如開采有巖石夾層的礦體或多品級礦石時，采用汽車運輸開拓和采場內(nèi)采用汽車運輸?shù)母鞣N聯(lián)合開拓方案，有利于進(jìn)行分采，以減少礦石的損失貧化。采用工作線由上盤向下盤推進(jìn)的固定坑線開拓和靠近礦體上盤的移動坑線開拓，均可減小礦巖接

8、觸帶處的礦石損失貧化。（5）礦床勘探程度及礦石儲量的發(fā)展遠(yuǎn)景 對于深部勘探程度不夠的礦床，或遠(yuǎn)景儲量較多時，露天采礦場的開采境界還可能發(fā)生變化，就宜采用移動坑線開拓。此外，設(shè)備供應(yīng)條件也直接影響露天礦開拓方法的選擇。2.22.2 選擇開拓方法的步驟選擇開拓方法的步驟同一礦床埋藏條件，往往會有幾種可行的開拓方法和方案。在這種情況下，應(yīng)按照黨和國家的方針、政策及對礦山建設(shè)的要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較進(jìn)行選擇，其步驟如下;（1）根據(jù)露天礦的具體條件，列出技術(shù)上可行的若干方案。（2）初步分析各方案在開拓運輸系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝、工程發(fā)展程序及總平面布置等方面的不同特點，再根據(jù)國內(nèi)外露天礦的設(shè)計和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，刪

9、去技術(shù)上明顯不合理的方案。（3）對保留的方案進(jìn)行溝道定線，并進(jìn)行礦山工程量和生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)計算。（4）對各方案的各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析評價，選取其中的最優(yōu)方案。2.32.3 礦床開拓方案的確定礦床開拓方案的確定 本次設(shè)計鐵礦石礦山生產(chǎn)能力為 277 萬 t。根據(jù)地形地質(zhì)圖和給定的最低開采標(biāo)高可知，礦區(qū)地形條件較為復(fù)雜，一部分屬于山坡露天礦，一部分屬于屬于凹陷露天礦，由于公路運輸靈活多變，所以選用公路開拓運輸方案。2.42.4 礦山運輸設(shè)備及其數(shù)量礦山運輸設(shè)備及其數(shù)量2.4.12.4.1 運輸設(shè)備類型的選擇運輸設(shè)備類型的選擇 第第6 頁頁西南科技大學(xué)課程設(shè)計西南科技大學(xué)課程設(shè)計根據(jù)

10、礦山年采剝總量和參照相關(guān)礦山數(shù)據(jù)，年生產(chǎn)能力 277 萬 t，平均生產(chǎn)剝采比為 0.15，所以年運輸總量為 318.55 萬 t，所以，選用型號為北京 BJ370 型重型自卸汽車與 WK-4 國產(chǎn)機(jī)械式單斗挖掘機(jī)配套使用，北京 BJ370 載重 20t，自重 15.9t，最小轉(zhuǎn)彎半徑為 10500mm，汽車長為 9000mm，寬為 2960mm，高為 3100mm，前輪距2350mm，后輪距為 2068mm，最高車速 33km/h，設(shè)該礦運距為 3.5km。2.4.22.4.2 運輸設(shè)備數(shù)量的確定運輸設(shè)備數(shù)量的確定(1).自卸汽車的臺班運輸能力為： 21480KKTGA 式中：A自卸汽車運輸能

11、力，t/臺.班；G自卸汽車額定載重量，t；K1自卸汽車載重量系數(shù)，取=0.90；1KK2汽車時間利用系數(shù)，每日三班，取 K2=0.75；T汽車周轉(zhuǎn)一次所需時間，min，裝巖及等車時間取 6min，所以，=27min，取 30min；6605 .1732）（）（T代入數(shù)據(jù)，得臺班運輸能力為：A=216t/臺班75. 090. 03020480 (2).汽車工作臺數(shù)：43CHAKQKN 式中：N自卸汽車需要臺數(shù)，臺；K3運輸不均衡系數(shù)，K3=1.051.15，取 K3=1.10；Q露天礦年運輸量，t/a；C每日工作班數(shù)，3 班；H年工作日數(shù)，取 H=310 天；K4自卸汽車出車率。=；abedd4

12、LLK53. 05 . 03274545 第第7 頁頁西南科技大學(xué)課程設(shè)計西南科技大學(xué)課程設(shè)計所以，N=32.9 臺，取 33 臺；53. 0216310310. 11000055.3182.52.5 礦山運輸能力礦山運輸能力四灣里石灰石露天礦年運輸量為 318.55 萬噸。第第 3 3 章章 露天開采境界的確定露天開采境界的確定3.13.1 確定露天開采境界的原則確定露天開采境界的原則露天開采境界確定的原則有以下幾點：(1).圈定的露天開采境界要保證露天采場內(nèi)采出的礦石有盈利，即采用的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)，發(fā)揮露天開采

13、的優(yōu)越性；(3).所圈定的露天采礦場的幫坡應(yīng)等于露天邊坡穩(wěn)定所允許的角度，以保證露天采礦場的安全生產(chǎn)；(4).用經(jīng)濟(jì)合理剝采比圈定的露天開采范圍很大，服務(wù)年限太長時，應(yīng)按礦山一般服務(wù)年限確定初期露天開采的深度；(5).下列情況可適當(dāng)擴(kuò)大露天開采境界：按境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比圈定露天開采境界后，境界外余下的工業(yè)礦量不多，經(jīng)濟(jì)上不宜再用地下開采；礦石和圍巖穩(wěn)固性差，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，水量大，礦石和圍巖有自燃危險等，在安全上和技術(shù)上不適合于地下開采；(6).下列情況可適當(dāng)縮小露天開采境界開采境界邊緣附近有重要建筑物、構(gòu)筑物、河流和鐵路干線等需要保護(hù)或難于遷移至露天采場影響范圍之外；(7).當(dāng)

14、礦體極不規(guī)則，沿傾向厚度變化大，礦體上部覆蓋層較厚或地形復(fù)雜(如境界內(nèi)有孤立山頭等)時，用境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比初步確定境界后，再用平均剝采比進(jìn)行校核； (8).如果基建剝離量大，初期生產(chǎn)剝采比大，則需進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以確定用露天或地下開采；(9).對于特厚的剝采比很小的礦床，有時要根據(jù)勘探程度及服務(wù)年限確定露天開 第第8 頁頁西南科技大學(xué)課程設(shè)計西南科技大學(xué)課程設(shè)計采境界，而不應(yīng)該按境界剝采比確定開采境界。如硅石、白云石、石灰石及特厚巨大的鐵礦床，主要是根據(jù)服務(wù)年限和勘探程度確定合理的開采深度。3.23.2 影響露天開采境界的主要因素影響露天開采境界的主要因素影響露天開采境界的

15、主要因素有：(1).自然因素。包括礦床埋藏情況、礦巖性質(zhì)、地形、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)以及礦石品位； (2).技術(shù)組織因素。包括技術(shù)水平、裝備水平及道路情況； (3).經(jīng)濟(jì)因素。包括基建投資、基建時間和達(dá)產(chǎn)時間、礦石的開采成本和銷售價格，開采過程中礦石的貧化和損失，以及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要等3.33.3 露天開采境界確定的主要程序及主要參數(shù)的確定露天開采境界確定的主要程序及主要參數(shù)的確定3.3.13.3.1 開采深度的確定開采深度的確定由設(shè)計要求，礦床最低開采深度為 I，輔 I，II，輔 II，III，輔 III 勘探線最低開采深度 535，IV，輔 IV，V 勘探線最低開采深度 550；mm3.3.

16、23.3.2 最小底寬最小底寬露天礦最小底寬：采用回返式調(diào)車時，最小底寬為)5 . 0(2minminebRBcc式中： 汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑，m；mincR汽車寬度，m；cb汽車距邊坡的安全距離，m。e代入數(shù)據(jù)，得：6.8m，顯然滿足安全要求，所以選取底盤抵抗線 7m。(3) 孔深 L 設(shè)計采用垂直孔 L=H+h超深 h 的取值:按抵抗線取值： h=(0.150.35)Wd =1.052.45m 按孔徑取值： h=(812)d=23 按臺階高度取值： h=(0.10.2)H=1.53.0m 從超深公式可取 h=2m。 孔深：L=H+h=15m+2m=17m。由于屬于多排孔爆破時，第二排以后超深值

17、減小 0.5m，L=16.5m。 (4)孔距排距和炮孔密集系數(shù)abm 孔距： dmWa 排距: mba 為降低大塊率，取 0.85，故m；=7mm6785. 0ab(5)充填長度充填長度對深孔爆破爆炸能量的利用有很大影響。充填長度不足，炸藥能量會從孔口直沖而出，造成巖塊飛散，爆破質(zhì)量降低；充填長度過大，不僅浪費鉆孔，且在 第第15 頁頁西南科技大學(xué)課程設(shè)計西南科技大學(xué)課程設(shè)計孔口充填段易產(chǎn)生大塊。當(dāng)鉆孔采用連續(xù)裝藥時，其充填長度可按下式計算 7.5m50.25)3020(3020DLd所以，充填長度取 6 m。dL (6)炸藥單位消耗量和每孔裝藥量qQ由于巖石的堅固性以及巖體結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的差異，

18、巖石的可爆性不同，則炸藥單位消耗量也不相同。根據(jù)石灰石堅固性系數(shù)，查表可取 q 為kg/m355. 0每孔裝藥量的確定：Q多排孔爆破的第一排孔的每孔裝藥量計算：kg5 .346157655. 0hqaWQd多排孔爆破的第二排孔起，以后各排孔的每孔裝藥量計算： kg15.3811.1157655. 0 qabHkQ式中 每孔裝藥量，kg；Q 齊發(fā)爆破時后排孔藥量增加系數(shù)，一般1.11.2，取 1.1；kk所以前排孔為 346.5kg,后排孔為 381.15 kg。4.2.54.2.5 裝藥、填塞、起爆方法裝藥、填塞、起爆方法 裝藥：采用炸藥混裝車耦合連續(xù)裝藥； 填塞：用鉆孔時排出的巖粉人工填塞；

19、 起爆方法：導(dǎo)爆管起爆法，采用深孔臺階微差爆破起爆技術(shù)。4.2.64.2.6 爆破網(wǎng)路爆破網(wǎng)路多排孔矩形布置，采用排間微差起爆順序，間隔時間 25ms。排間微差起爆順序是指從臨空面開始由前到后逐排起爆。這種爆破施工簡單，爆堆均勻整齊破碎質(zhì)量，地震效應(yīng)，后沖擊破壞均比齊發(fā)爆破有所改善。4.2.74.2.7 一次爆破量一次爆破量 由礦山年生產(chǎn)能力 318.55 萬噸，一年按 310 天計算可得，每天礦山須開采礦石 第第16 頁頁西南科技大學(xué)課程設(shè)計西南科技大學(xué)課程設(shè)計10275.8 噸，若一次爆破須滿足 7 晝夜的要求，則礦山一次爆破量為 71930.6 噸。臺階高度為 15m，礦石容重 2.6t

20、/m3 ,則爆區(qū)面積為 1800m2。寬度為 30m，長為 60m。第第 5 5 章章 采裝工藝采裝工藝5.15.1 工作線布置及礦山開采程序工作線布置及礦山開采程序按工作線的布置形式分為：工作線縱向布置依據(jù)坑線布置的位置可分為：移動坑線下盤布置查閱采礦手冊，出入溝的坡度為 8%，連接平臺取 60m。5.25.2 挖掘機(jī)選擇及其數(shù)量挖掘機(jī)選擇及其數(shù)量根據(jù)合理車鏟比和礦山年采剝總量查閱采礦手冊可以選擇 WK-8 礦用挖掘機(jī)，其主要參數(shù)如下表。 WK-4WK-4 礦用挖掘機(jī)的參數(shù)礦用挖掘機(jī)的參數(shù)鏟斗容量（m3）最大挖掘半徑（m）最大挖掘高度（m）最大卸載半徑（m）最大卸載高度（m）最大爬坡能力（）

21、行走速度（km/h）理論生產(chǎn)率（m3/h）機(jī)器工作重量(t)主電動機(jī)功率(kw)414.410.112.656.3120.45572190250礦山所需挖掘機(jī)臺數(shù)的確定：)( 186. 031085726 . 2/3185500臺aQAN式中，N所需挖掘機(jī)臺數(shù)，臺； A年采剝量； 挖掘機(jī)臺年效率。aQ所以，挖掘機(jī)的數(shù)量為 1 臺 第第17 頁頁西南科技大學(xué)課程設(shè)計西南科技大學(xué)課程設(shè)計5.35.3 采區(qū)長度與采區(qū)寬度采區(qū)長度與采區(qū)寬度5.3.15.3.1 采區(qū)長度采區(qū)長度cL采區(qū)的最小長度應(yīng)滿足挖掘機(jī)正常作業(yè)。運輸方式對采區(qū)長度有重大影響。當(dāng)采用汽車運輸時，由于各生產(chǎn)工藝之間配合靈活，采區(qū)長度可以縮短，一般不小于150200m，查表取 300m。5.3.25.3.2 采掘帶寬度采掘帶寬度cb采用汽車運輸時，挖掘機(jī)工作參數(shù)與運輸線路之間沒