采矿工程露天矿课程设计说明书

辽宁工程技术大学本科生课程设计目录1 煤田地质概况 .11.1 矿区地质条件 .11.2 矿区地形条件 .11.3 煤质 .11.4 设计生产能力 .12 露天矿合理帮坡角确定 .22.1 影响边坡稳定性的因素 .22.2 露天矿工程地质条件 .22.3 边坡稳定性分析 .33 露天开采境界 .53.1 露天矿底宽的确定 .53.2 合理开采深度的确定 .63.3 露天矿境界 .84 开采工艺选择及设备选型 .94.1 开采工艺选择 .94.1.1 表土层 .94.1.2 岩石 .94.1.3 煤层 .94.2 开采工艺确定 .94.3 采运设备规格匹配 .10辽宁工程技术大学本科生课程设计4.3.1 从高度上匹配 .104.3.2 从车体承载能力上考虑 .104.4 设备选型 .104.4.1 电铲的型号 .114.4.2 汽车的型号 .115 开采参数和开采程序确定 .125.1 概述 .125.2 确定开采参数 .125.2.1 台阶高度 .125.2.2 开段沟沟底宽 .135.2.3 采掘带宽度 .135.2.4 工作平盘宽度 .145.3 矿山工程发展程序 .156 v=f（p）曲线绘制及生产剥采比均衡 .186.1 绘制 v=f（p）曲线 .186.1.1 确定最小工作平盘宽度 Bmin，露天矿底宽 b .186.1.2 按台阶划分画出工程延深每个水平的工程位置 .186.1.3 根据最终平面图绘制纵剖面图 .196.1.4 计算矿山工程延深到一定位置的矿石量和剥离量 .196.1.5 绘制 v=f（p）曲线 .196.2 均衡生产剥采比 .177 开拓运输系统 .20辽宁工程技术大学本科生课程设计7.1 概述 .207.2 外部沟与内部沟的选取 .207.3 固定坑线与移动坑线的选取 .208 主要设备数量计算 .228.1 挖掘机生产能力 .228.1.1 单斗挖掘机台班能力 .228.1.2 单斗挖掘机台年能力 .228.2 挖掘机数量计算 .228.2.1 剥离用挖掘机 .228.2.2 采煤用挖掘机 .238.3 汽车运输能力 .238.3.1 汽车台班运输能力 .238.3.2 汽车年运输能力 .278.4 汽车数量 确定 .278.4.1 运岩汽车数 .278.4.2 运煤汽车数 .278.5 钻机数量的确定 .288.5.1 钻机型号的确定 .288.5.2 爆破参数的确定 .288.5.3 钻机数量的确定 .29致 谢 .27参考 文献 .28辽宁工程技术大学本科生课程设计11 煤田地质概况1.1 矿区地质条件某煤田矿位于内蒙西部地区，煤层呈单斜赋存，煤层倾角 40，平均水平厚度为47m，剥物上部为沙土层平均厚度 7m，顶板岩层由两层构成，上部为砂页岩，下部为砂岩，底板岩层自上而下由泥页岩和砂页岩构成。1.2 矿区地形条件矿区内地表地形为北高南低的鞍形山坡。地形图如附图 I 所示，比例为 1：2000。矿区内有 6 条勘探线，其横剖面图 I-I，- ，- ，-，- ，-，比例为1：1000；1.3 煤质煤的容重为 1.45t/m，回采率为 95%，废石混入率 4%，设计中采用的经济合理剥采比 6m/m。1.4 设计生产能力根据矿区煤炭地质储量和本露天矿范围，以及当今煤炭市场需求，确定该矿设计生产能力为 60 万 t 原煤。*：课程设计说明书22 露天矿合理帮坡角确定2.1 影响边坡稳定性的因素（1） 岩性的影响包括岩石的矿物组成、物理化学性质及岩石的结构等，这些因素的不同导致岩体承受地应力的能力有所差异，直接影响着边坡的稳定性。（2） 岩体结构面、结构体、岩体结构的影响岩体中存在的弱层、断层以及一些节理、裂隙等使得岩体的强度与岩石的强度比大为减弱。（3） 构造应力的影响随着露天采场的开发，使边坡岩体初始应力重新分布，以水平方向为特征的构造应力的不均匀释放会引起岩体向采空区回弹和膨胀，使原有的裂隙进一步扩大，或者造成新的卸荷裂隙，从而降低了岩体强度，边坡稳定性下降；构造应力容易在坡角处产生应力集中，降低了边坡稳定性。（4） 水的影响水对边坡的不利影响主要表现在：软化岩石，降低其强度，以及对边坡的静水压力与动水压力作用。（5） 爆破作业、震动的影响露天矿爆破作业对边坡稳定性的影响，一是爆破震动力增加了边坡的滑动力，二是爆破作用破坏边坡岩体，降低了岩体的强度。2.2 露天矿工程地质条件露天矿区主要岩层物理力学指标如表 1-1。表 1-1 各岩层力学指标岩性 容重（t/m 3） 内摩擦角 （） 凝聚力 C （K pa）煤层 1.45 30.5 151.37沙土 1.95 29.50 45.13泥页岩 2.40 27.0 166.51砂页岩 2.37 28.0 190.65砂岩 2.22 32.0 175.10辽宁工程技术大学本科生课程设计32.3 边坡稳定性分析（1）估算境界内的储量根据已知的煤层赋存条件，煤层厚度为 47m，煤层倾角 40，煤层走向长度1200m，煤层容重为 1.45t/m3，假设开采深度为 90m。所以估算的境界内储量 Q 为：Q=4712001.459010000=736 万 t（2）计算境界内的服务年限已知该矿设计生产能力为 60 万 t，境界内储量为 736 万 t，所以服务年限 A 为：A=69560=13 年（3）安全储备系数 Fs 确定根据估算的服务年限和边坡的性质，对照煤炭工业露天矿设计规范确定边坡安全储备系数，Fs 应选择在 1.21.3。（4）应用软件按不同边坡角试算稳定系数，使最终假设的帮坡角满足安全储备系数的要求。根据已知条件，煤层顶板岩层由两层构成，上部为砂页岩，下部为砂岩，底板岩层由上而下由泥页岩和砂页岩构成。泥页岩的容重为 2.40t/m3，内摩擦角为 27，凝聚力166.51kPa；砂页岩的容重为 2.37 t/m3，内摩擦角为 28，凝聚力为 190.65kPa；砂岩容重为 2.22 t/m3，内摩擦角为 32，凝聚力为 175.10kPa。在计算帮坡角时更具经验验算，计算顶板时相应岩层