毕业设计（论文）-鞍山许东沟露天铁矿年产量为110万吨开采设计.doc

内蒙古科技大学毕业设计说明书目录目录I摘 要VIIAbstractVIII第一章 矿区概况- 1 -1.1 矿区的地理及其交通情况- 1 -1.2 气候条件- 1 -1.3 地质概况- 1 -1.4 水文条件- 1 -1.5位置地图- 2 -第二章 矿床地质特征- 3 -2.1矿床地质- 3 - 2.1.1地层- 3 -2.1.2地质构造- 3 -2.1.3岩浆岩- 3 -2.2矿山地质- 4 - 2.2.1矿体规模产状- 4 - 2.2.2矿体构造- 4 - 2.2.3矿石质量- 4 -2.2.3.1矿石的物质成分及其特征- 4 -2.2.3.2矿石化学成分及其特征- 5 -2.2.4矿石的结构构造- 6 - 2.2.4.1矿石的结构- 6 - 2.2.4.2矿石的构造- 6 - 2.2.5矿石的类型及品级- 6 -2.2.5.1矿石自然类型- 6 -2.2.5.2矿石工业类型- 6 -2.2.5.3矿石的工业品级- 7 -2.3矿石及岩石的物理力学性质- 7 -第三章 露天矿合理帮坡角确定- 8 - 3.1影响边坡稳定的因素- 8 -3.2边坡稳定计算及合理帮坡角确定- 8 -第四章 露天开采境界- 10 -4.1 露天开采境界确定的原则和方法- 10 -4.2 确定境界所需的技术经济指标- 10 -4.2.1 经济合理剥采比的选定- 10 -4.2.2露天矿的最小底宽- 10 -4.2.3最终边坡角- 11 -4.2.4台阶最终坡面角和台阶高度- 11 -4.2.5安全平台和清扫平台及运输平台- 12 -4.3最终开采深度的确定- 12 - 4.3.1 开采深度的初步确定- 12 -4.3.2 露天矿底部标高的调整- 14 - 4.4露天开采境界的参数- 15 - 4.4.1露天采场的构成要素- 15 - 4.4.2境界内的矿岩量及服务年限的计算- 16 -第五章 矿床开拓运输- 18 -5.1 开拓方式的选择- 18 - 5.1.1开拓方法选择的原则- 18 -5.1.2影响本矿开拓方法选择的主要因素- 18 -5.2 运输线路的技术条件- 20 -5.2.1运输线路布置方式- 20 -5.2.2设备选型及有关计算- 20 -5.2.3初定平均运距- 21 -5.2.4时间利用系数- 21 -5.2.5不均衡系数- 21 -5.2.6装车时间- 21 -5.2.7卸载时间- 22 -5.2.8调头及停留时间- 22 -5.2.9自卸汽车出车率- 22 -5.2.10 汽车数量计算- 23 -第六章 开采参数与开采程序- 27 -6.1 掘沟工程- 27 -6.1.1沟道的类型，断面形状及其规格- 27 -6.1.1.1 沟底宽度- 27 -6.1.1.2沟深度- 28 -6.1.1.3沟帮坡面角- 28 -6.1.1.4沟的纵向坡度- 28 -6.1.1.5沟的长度- 28 -6.2掘沟方法选择- 29 -6.2.1 计算掘沟工程量和掘沟速度- 30 -6.2.1.1掘沟工程量- 30 -6.2.1.2电铲的选择- 32 -6.3新水平准备工作- 35 -6.3.1确定新水平准备工程量和各项工程所需时间- 35 -6.3.2各项工程所需的时间- 35 -6.3.3计算最大可能的矿山工程延深速度- 36 -第七章 露天矿生产能力及采掘进度计划- 37 -7.1 矿山生产能力验算- 37 -7.1.1 按可能有的采矿工作面数目验算生产能力- 37 -7.1.2根据年服务年限论证生产能力的经济合理性- 38 -7.2采掘进度计划的编制- 38 -7.2.1编制采掘进度计划的依据资料- 38 -7.2.2采掘进度计划- 39 -7.2.3矿山工作计划- 39 -7.2.4矿山全年、昼夜及班岩产量计算- 39 -第八章 穿孔爆破- 41 -8.1概述- 41 -8.2穿孔工作- 41 -8.2.1穿孔设备的选择- 41 - 8.2.2设备生产能力的确定- 42 - 8.2.3设备数量的计算- 43 - 8.2.4二次破碎方法和所需的设备数量- 44 -8.3爆破工作- 45 - 8.3.1爆破方法的选择- 45 - 8.3.2起爆方法及网路- 45 - 8.3.3爆破参数的确定- 46 - 8.3.3.1底盘抵抗线W1- 46 - 8.3.3.2孔距a和排距b- 48 - 8.3.3.3孔径d和孔深h- 48 - 8.3.3.4填塞长度L2- 48 - 8.3.3.5单孔装药量- 49 -8.4炸药混装设备- 49 -第九章 采装工作- 51 -9.1采装设备的选型- 51 -9.2采装工作面参数- 51 - 9.2.1台阶高度- 51 - 9.2.2 采区长度. -51-9.2.3采掘带宽度bc- 51 - 9.3工作平盘的配线方式- 51 - 9.3.1最小工作平盘宽度及工作平盘宽度- 51 -第十章 排土工作- 53 - 10.1排土场位置的选择及排土容积的计算- 53 - 10.1.1排土场位置的选择- 53 - 10.1.2排土场的容积- 54 -10.2排土方法的选择及堆置要素的确定- 54 - 10.2.1选择排土场方法- 54 - 10.2.2排土工序- 54 - 10.2.3确定排土场参数- 56 - 10.2.3.1排土段高- 56 - 10.2.3.2岩堆安息角- 56 - 10.2.3.3最小平台宽度- 56 - 10.2.3.4排土线长度- 56 - 10.3 排土线生产能力- 57 -第十一章 露天矿主要技术经济指标- 59 - 11.1 采境界的主要尺寸- 59 - 11.2露天开采境界内矿岩量- 59 - 11.3平均剥采比- 59 - 11.4生产剥采比- 59 - 11.5露天矿生产能力- 59 - 11.6露天矿的服务年限- 60 - 11.7矿山基建工程量- 60 - 11.8露天矿基建期- 60 - 11.9达到设计生产能力期限- 60 - 11.10 主要设备- 60 -参考文献- 61 -致谢- 72 -摘 要 本次设计为鞍山许东沟露天铁矿年产量为110万吨开采设计。设计根据境界剥采比小于经济合理剥采比（=3.4m/t）的原则，圈定了露天矿的开采境界。设计台阶坡面角为65，台阶高度为12m;安全平台宽度为4m;清扫平台宽度为12m;露天矿最小低宽为22m;由此确定露天矿上盘最终坡面角为 47.2；下盘最终坡面角为 44.3；采场最大长度为1333.58 m；最大宽度为 358.49m；最终开采底部标高为-28m；露天矿境界内可采储量 2076.82 万吨；可采年限为 17年。设计采用的工艺为挖掘机采装汽车运输推土机排土的间断式工艺，开拓系统方式选取公路移动坑线开拓。基建期及过渡期外排，后期内排的排土方式。选用KQ-150型潜孔钻机对岩石和铁矿石进行深孔爆破，采装设备选用WP4正铲式电铲采装，运输设备选用SGA3550型自卸汽车运输，排土设备选用国产履带式D85A-18推土机排土，破碎设备选用YT25型气腿式凿岩机。爆破设备：铵油炸药混装车型号为GBC-8型；乳化炸药混装车的型号为RHC型。计算了各种设备的生产能力和数量。设计确定了开采方法和开采参数，经过技术比较，选取了开采方案，确定了拉沟位置，对生产剥采比进行了均衡，编写了矿山工程进度计划，列出露天矿主要技术经济指标，确定了矿山工作制度。关键词：露天开采；采矿工艺；开拓系统；爆破工程 AbstractThe design for the Anshan Xu East open-pit iron mine, the annual output of 1100000 tons of mining design. According to the design of boundary stripping ratio is less than the economic stripping ratio (=3.4m /t) principle, the delineation of open-pit mining boundary. Design of bench slope angle is 65 , step height is 12m; safety platform width is 4m; cleaning platform width 12m; open pit mine minimum width is 22m; the upper end of open-pit slope angle is 47.2 ; lower final slope angle is 44.3 ; stope maximum length is 1333.58 m; the maximum width 358.49m; the final mining bottom elevation is -28m; pit in recoverable reserves of 20768200 tons; recoverable age of 17 years.设计采用的工艺为挖掘机采装汽车运输推土机排土的间断式工艺，开拓系统方式选取公路移动坑线开拓。基建期及过渡期外排，后期内排的排土方式。Process design used for intermittent process excavator loading and transportation - dozers soil, open up the system select mobile highway ramp up. Construction period and the transition period row, row soil method row late in the.选用KQ-150型潜孔钻机对岩石和铁矿石进行深孔爆破，采装设备选用WP4正铲式电铲采装，运输设备选用SGA3550型自卸汽车运输，排土设备选用国产履带式D85A-18推土机排土，破碎设备选用YT25型气腿式凿岩机。爆破设备：铵油炸药混装车型号为GBC-8型；乳化炸药混装车的型号为RHC型。计算了各种设备的生产能力和数量。The KQ-150 DTH Drill for deep hole blasting of rock and ore, mining equipment using WP 4 shovel shovel loading, transportation equipment selection of SGA3550 dump truck transport, dumping equipment selection of the domestic crawler bulldozer D85A-18 dump, crushing the YT - 25 type air leg drill equipment. Blasting equipment: ANFO mixing loading model for GBC-8 type; loading emulsion explosive model for type RHC. Production capacity and the quantity of various equipment calculation.设计确定了开采方法和开采参数，经过技术比较，选取了开采方案，确定了拉沟位置，对生产剥采比进行了均衡，编写了矿山工程进度计划，列出露天矿主要技术经济指标，确定了矿山工作制度。Design the mining method and mining parameters, through technology comparison, select the mining plan, determine the trenching position, the production stripping ratio is balanced, write mine project schedule, list the main technical and economic indexes of open-pit mine, the mine work system.Key words: open-pit mining; mining process; pioneering system; blastingX第1章 矿区概况1.1 矿区的地理及其交通情况该矿区在鞍山市东南20公里，眼前山矿西侧，交通便利。东起许东沟，西至三印子，南以河谷为限，北至马圈子。其地理位置：东经：1230813北纬： 4104171.2 气候条件矿区年平均气温为8.6左右，最高为七月，最低气温为一月。年平均降雨量为729.5mm，月平均降雨量185.5 mm。本区基本地震烈度为7度1.3 地质概况本区为丘陵地形，地质标高在100M200M，岩性为鞍山群磁铁石英岩，节理裂隙发育，鞍山式铁矿沿倾斜方向延伸极大,而且矿层厚度、品位变化都较稳定，而沿走向的变化比沿倾向的变化大得多，在矿带延长方向上，不同矿区出现围岩和矿石物质成份的差异。许东沟铁矿床位于鞍山穹隆东部闭合端的北翼。1.4 水文条件本区属干旱半干旱气候，具有典型的大陆性气候特征。由于矿区距包头气象站较近，因此根据包头市气象站近十年的气象资料，最大日降水量71.7 mm，年平均降水量295.09 mm，平均蒸发量为2016.92 mm，年最高气温37.5，最低气温-25，最大冻土深度1.78m。地下水补给、径流、排泄条件矿区地下水的补给来源主要为大气降水，矿区地下水水力坡度较大，迳流速度较快；大气降水的补给强度大，最大日降水量为71.7mm（1990年8月27日），但补给时间短，降雨补给是本区地下水补给的主要来源。矿区地下水主要以蒸发排泄为主，矿区属干旱区，蒸发强度极大，最大可达2636.4mm/a，另外，矿区地下水以迳流的方式排泄于区外。因此，迳流排泄也是矿区地下水排泄的方式之一。 1.5位置地图许东沟铁矿区位于辽宁省鞍山市，行政区划隶属千山区齐大山镇管辖。矿区截图如下： 第二章 矿床地质特征 2.1矿床地质 鞍山式铁矿沿倾斜方向延伸极大,而且矿层厚度、品位变化都较稳定，而沿走向的变化比沿倾向的变化大得多，在矿带延长方向上，不同矿区出现围岩和矿石物质成份的差异。许东沟铁矿床位于鞍山穹隆东部闭合端的北翼。2.1.1地层矿床地层主要为太古界鞍山群，其北部及西部见有辽河群及震旦系地层，自上而下依次为：第四系：残冲积、坡积层 不整合震旦系：钧鱼台组石英岩 不整合辽河群：判甲山组 不整合鞍山群：上部千枚岩；中部含铁石英岩；下部千枚岩、片岩及混合岩。 本区岩浆岩分布较少，主要有花岗斑岩，其次有辉绿岩、闪长玢岩、煌斑岩等。2.1.2地质构造总体表现为一单斜构造。由于多次的构造作用，在单斜构造的基础上迭加有规模不等的褶皱，使矿体出现弯曲。2.1.3岩浆岩本区岩浆岩分布较少，主要有花岗斑岩，其次有辉绿岩、闪长玢岩、煌斑岩等。 2.2矿山地质 2.2.1矿体规模产状矿区位于鞍山复向斜南翼之东端，为一古老变质岩系组成的单斜构造，走向N60 85，倾向NE，倾角7085，局部直立或倒转。主矿体（号矿体）： 分布在9至11线之间，全长1800m，层厚60-150m，平均厚度为109m。目前控制长度3080m，延深800m以下仍有矿体赋存。重迭矿体（号矿体）：位于主矿体东北侧40m处，F4与F5号断层之间,与主矿体平行，产状一致，全长共350余米，水平厚度1080m，平均厚度60m左右，延深超过500m。2.2.2矿体构造主要断层（斜交式和横断式）有6条，编号为F1、F2、F3、F4、F5、F6 。这些断层对矿体形态、产状、连续性及空间分布影响不同。其中，F4 位于号矿体与号矿体之间，是对矿体破坏最大的断层之一，把矿体分成号矿体和号矿体并在其间出现了80-90m的无矿间隔。2.2.3矿石质量2.2.3.1矿石的物质成分及其特征a) 铁的氧化物磁铁矿：为矿石中的原生铁矿物，或在氧化矿石中呈被假象赤铁矿交代的残留体。呈灰黑色，金属光泽，具强磁性。假象赤铁矿：呈磁铁矿假象出现，一般无磁性，主要分布在地表、浅部及断裂带中，硬度大。赤铁矿及镜铁矿：量较少，呈脉状体穿插在矿体裂隙中或沿条带分布，有时分布在石英中，或假象赤铁矿中。硬度中等。b) 含铁碳酸岩许东沟铁矿的围岩和矿石中普遍见含铁碳酸岩，分布范围遍及全区，含量从小于1%至30%。产出状态有两种：一种呈层状产出，另一种呈肪状产出。其矿石类型主要分沉积型铁白云石、热液型铁白云石及菱铁矿。c) 硫化物黄铁矿：分布在矿石及围岩裂隙及空穴中，其量甚少。d) 脉石矿物石英：为矿石中的主要脉石矿物，含量4050%，甚至更多一些。与磁铁矿条带构成磁铁石英岩或含铁石英岩。鳞绿泥石：磁铁石英岩中少见，主要分布在含磁铁石英绿泥片岩中，与磁铁矿组成黑色条带。铁镁闪石：为少见的脉石矿物，局部与磁铁矿、石英组成铁镁闪石磁铁石英岩。 2.2.3.2矿石化学成分及其特征a)全铁（TFe）含量比较稳定，一般为26-35%，最高不超过45%，平均为29.13%，属贫铁矿床。b)氧化亚铁（FeO）变化较大，最高可达30%左右，具有地表低于深部的趋向性，FeO含量与矿石类型有关。c)矿石中含有一定量的硅酸铁（FeSiO3）及较高的碳酸铁（FeCO3）。其中，硅酸铁一般含量小于20%，对铁矿影响很小。而碳酸铁一般含量以35%为主，全矿床平均含量为4.3%左右。是影响选矿指标的最主要原因之一。d)酸性氧化物（主要是SiO2）较高，两性氧化物及碱性氧化物（Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、NaO、K2O等）一般较低。e)其它有益（Mn）有害（P、S）组分较低。见下表：元素PSMn备注 区 间 平 均 区 间平 均区 间平均含量%0.0650.0080.0271.2250.0060.0890.3950.0250.18取样总数139f)无其它元素的富集,无放射性等。2.2.4矿石的结构构造2.2.4.1矿石的结构以自形、半自形粒状结构为主，以包裹结构、交代结构及残余结构为辅。2.2.4.2矿石的构造主要有条带状构造、致密块状构造、小球状构造及角砾状构造等。2.2.5矿石的类型及品级2.2.5.1矿石自然类型按矿石矿物组合划分为：磁铁石英岩型、假象赤铁石英岩型、假象磁铁石英岩型、绿泥磁铁石英岩型、铁镁闪石磁铁石英岩型及磁铁铁白云岩石型等。2.2.5.2矿石工业类型按下达的工业指标划分为：a）氧化矿石：氧化矿比较集中，占总储量的51.8%，从上至下主体分布在两个部位：一是0米标高至地表；二是在-300m标高以下。b）半氧化矿：数量较少，占总储量6%左右，零星分布。d）原生矿：占总储量的42%，多数在0米标高开始出现，主要分布在13.5线18线之间，其它各线都分布在矿体的上、下盘部。2.2.5.3矿石的工业品级表内矿：TFe平均品位在26%以上的矿块，表内矿中单项工程的平均品位也在26%以上。表外矿：TFe平均品位在26%-20%之间的矿块或单项工程圈定的矿体。2.3矿石及岩石的物理力学性质1)体重铁矿石3.3t/m,岩石：2.72t/m,第四系覆盖物（表土）:2.00 t/m。2）矿石湿度及孔隙度矿石的平均湿度为0.273%(1973年测定),矿石的孔隙度0.52%-1.37%，平均为1.23%。3）硬度普氏硬度如下：铁矿石9-10级，花岗斑岩为8-9级，石英为9-10级，千枚岩为5-6级。4）松散系数参考眼前铁矿资料：假象赤铁石英岩1.55； 混合岩：1.44； 千枚岩：1.30。第三章 露天矿合理帮坡角确定3.1影响边坡稳定的因素鞍山式铁矿沿倾斜方向延伸极大,而且矿层厚度、品位变化都较稳定，而沿走向的变化比沿倾向的变化大得多，在矿带延长方向上，不同矿区出现围岩和矿石物质成份的差异。按矿石矿物组合划分为：磁铁石英岩型、假象赤铁石英岩型、假象磁铁石英岩型、绿泥磁铁石英岩型、铁镁闪石磁铁石英岩型及磁铁铁白云岩石型等。影响边坡稳定的因素，归纳起来可分为三种：（1）自然因素 包括矿床埋藏条件（如矿体形态、大小、厚度、倾角等），矿石和围岩的性质，地形、矿山附近的河流、湖泊，工程地质和水文地质，矿石品味等。（2）技术组织因素 包括露天和地下开采的技术水平，装备水平，矿山附近的铁路、主要建筑物和构筑物等对开采境界的影响。（3）经济因素 包括基建投资、基建时间、和达产时间，矿石的开采成本和销售价格，开采过程中矿石的贫化和损失，以及国民经济发展需求等。上述因素，对不同矿床条件，其影响程度是不同的。在确定露天开采境界时，必须综合考虑上述诸因素。一般主要考虑经济因素。3.2边坡稳定计算及合理帮坡角确定 根据地质资料可知：组成上盘花岗斑岩普氏硬度系数f=89，下盘石英岩普氏硬度系数f=910。根据工程地质类比法和经验数据的方法，参考眼前山露天矿最终边帮组成。充分考虑了岩层结构面的组合方式，代表性强，保证了边坡角计算的可靠性，但结合铁矿的力学试验成果，最终边坡角初步确定为上盘47，下盘43，台阶高度12m，端帮最终边坡角取45。 表3-1 眼前山露天矿最终边帮组成 矿山名称围岩种类坚固性系数 最终边坡角 眼 前 山 铁 矿 上盘 下盘 上盘 下盘 上盘 下盘 混合岩石英片岩 812 81237-4734-44 台阶高度运输方式 12米 汽车运输 第四章 露天开采境界4.1 露天开采境界确定的原则和方法 根据设计提供的地质资料知许东沟铁矿地质构造较简单，属于单斜 构造，从上到下主要为斜长角闪片麻岩，铁矿床沿走向和倾向，产状和 矿石品位变化不大矿石品位变化不大。 为了使露天开采总体经济效果最佳，在确定开采境界时，尽量控制境 界剥采比接近经济合理剥采比，此原则的第一层含义是使紧邻露天开采 境界的那层矿岩的开采成本不大于地下开采的成本，其另一层含义是为 了确保整个矿床的开采济效益最优。4.2 确定境界所需的技术经济指标4.2.1 经济合理剥采比的选定 本矿设计的年产量为110万吨，属于中型矿山，根据所给设计资料，经济合理 剥采比为njh=3.4m3/m3，2.8t/t。4.2.2露天矿的最小底宽 由于本矿的生产能力110万吨/年，初步选定本矿采用32吨汽车运输，4m单斗挖掘机装载，在掘沟工作面采用回返式调车。则最小底宽为 Bmin=2（Rmin+0.5T+E） （公式4.1）式中， Rmin汽车最小回转半径 ，8.5m；T 汽车的宽度 ，3.5m；E 安全距离，0.5 m。Bmin=2（Rmin+0.5T+E）=2（8.5+0.53.5+0.5）=21.5m；取22m。所以许东沟铁矿床确定最小底宽为矿体宽度22米。掘沟工作面布置见下图。 4.2.3最终边坡角许东沟矿区地质构造比较简单，矿石普氏硬度系数f=910。矿区年降水量较小，大气降水是矿体充水的主要原因，加上冬季气温较低，可能有一定厚度的冻土，预计开采深度为200米左右。根据矿区的地质条件、矿区的工程地质和水文地质，矿岩的物理性质，选取上盘最终边坡角为47.2，下盘最终边坡角为44.3，端帮最终边坡角分别为47、43。 4.2.4台阶最终坡面角和台阶高度 表4-1岩石的坚固系数1520 814 37 12台阶坡面角 750850 700750 650700 600650由于岩石普氏硬度系数f=510，根据上表确定：工作帮最终坡面角为65，非工作帮最终坡面角65。依据本露天矿年生产能力110万吨/年，及露天矿的性质，此露天矿属于中型露天矿，台阶高度可取值范围在：1012 m。根据本露天矿情况，以及根据确定的4立方米挖掘机的最大挖掘高度，最终确定台阶最终高度为12m。 4.2.5安全平台和清扫平台及运输平台（1） 安全平台:根据采矿手册所述，一般不小于4米，所以根据本矿山的岩石坚 固系数，可选择为4米。（2） 清扫平台:是用以缓冲和阻截滑落岩石及减缓最终边坡角，每隔2个安全平 台设一个清扫平台，取12m。 （3运输平台：是工作平盘与地面之间运输联系的通道，确定为14.5m。4.3最终开采深度的确定 4.3.1 开采深度的初步确定 许东沟铁矿的走向长度大，倾角为7085由于矿体厚度与最小底宽相比大很多，在确定开采深度时露天矿底的位置不易确定，可先按矿体厚度作图确定境界剥采比，然后继续向下无剥离采矿，直至最小底宽为止。首先在各地质横剖面图上根据经济合理剥采比确定开采深度，然后在纵投影图上根据具体情况调整露天矿底部标高。在各地质横剖面图上绘出开采深度与境界剥采比nj的关系曲线。 在各地质剖面图上绘出开采标高H随境界剥采比nj的关系曲线。 如下图所示： 图4-2 开采标高随境界剥采比的关系曲线 4.3.2 露天矿底部标高的调整 图4-3 露天开采深度确定示意图 由于各地质勘探线上矿体的形态、厚度不均，导致确定的理论开采深度不一致，因而有必要对深度进行调整，使底部平面处于同一水平面上，这样有利于矿山生产活动的正常开展。将各剖面图上确定的开采深度投影到地质纵投影图上，连接各点，可得到一条不规则的折线，为了便于开采和布置运输线路，露天矿底部标高宜调整到同一标高，调整的原则是使调整后少采出的矿石量与多采出的矿石量基本平衡，并保证剥采比尽可能小。 经调整后底部最终标高为-28m. 4.4露天开采境界的参数 根据上面确定的露天矿底平面标高，在各地质剖面图上确定露天开采境界，并将各地质剖面图的底部周界位置反映在地质地形图上，用光滑的曲线连接各点，可得到露天矿底部周界。 4.4.1露天采场的构成要素 根据本矿山的规模和地质条件，确定采矿场的构成要素如下表 表4-4采场最大长度 1333.58米采场最大宽度 358.49 米采场上盘最终边坡角47.2采场下盘最终边坡角 44.3最高开采标高 180米底部标高 -28米采场封闭圈标高 56米台阶高度12米台阶坡面角 65安全平台宽度4米清扫平台宽度 12米运输平台宽度 14.5米 4.4.2境界内的矿岩量及服务年限的计算 为计算该露天矿境界内的矿岩量，将矿山划分成若干分层（以一个台阶高度为标 准），计算各分层的矿岩量，最后算得总矿岩量。如表4-5 表4-5 矿岩累计储量表水平标高 量 值分层标高（m）矿石量（万m）（m）岩石量（万m）（m） 地表152 0 20.56152140 0 24.38140128 0 43.49128116 0 62.33116104 4.54 81.9810492 19.50 102.269280 36.57 128.068068 50.89 191.736856 55.67 233.595644 59.81 228.874432 61.53 178.653220 70.28 123.44208 78.36 82.12 8-4 80.56 35.0 -4-16 68.42 7.38 -16-28 43.21 1.58 总计 629.34 1359.37 境界内的矿岩总量为1988.71万立方米境界内的矿石量为629.34万立方米，即2076.82万吨境界内的岩石量为1359.37万立方米，即3697.49万吨平均剥采比np=3697.49/2076.82=1.78t/t，2.16m3/m3生产剥采比ns=np=1.781.3=2.31t/t，2.81m3/m3其中 取1.3，缓帮开采=1.31.5。岩石生产能力为1102.31=254.1万吨/年； 本矿山开采年限 T= 式中， P露天矿境界内矿石的可采矿量，2076.82万吨； 矿石回采率，97% ；A 露天矿矿石年生产能力，110万吨/年； 富裕系数，取1.1经计算，T=2076.82*0.97/（1101.1）=16.65年，取整后为17年。根据设计给定的矿石生产能力可知矿岩生产能力为 An=(1+ns)A式中 An矿岩年生产能力，万吨/年；A矿石年生产能力，110万吨/年； ns均衡生产剥采比，2.31吨/吨 经计算，An=110（1+2.31）=364.1万吨/年。第五章 矿床开拓运输 5.1 开拓方式的选择露天矿床开拓是露天矿设计中带有全局性的一个重要问题，对矿山建设和生产具有重大影响。一方面受露天开采境界的影响，另一方面还影响基建工程量、基建投资和基建时间，影响矿山的生产能力、矿石损失和贫化、生产的可靠性和均衡性以及生产成本等。开拓系统一旦形成，则不易改变。否则会给生产带来许多困难，还会造成经济上的重大损失。因此，正确选定开拓方法是十分重要的。确定矿床开拓方法，必须遵照党和国家关于矿山建设的方针、政策，依据矿床赋存的地形地质条件，综合考虑各方面的因素，经全面分析比较后方能选定合理的开拓方案。5.1.1开拓方法选择的原则（1）矿山建设速度必须满足国家的要求，保证投产早，达产快；（2）生产工艺简单可靠，设备选择应因地制宜，中小型矿山尽量采用本地区能制造的设备； （3）工程量少，施工方便；（4）不占良田，少占耕地，并有利于改地造田；（5）基建投资少，特别是初期投资少；（6）生产经营费用低。5.1.2影响本矿开拓方法选择的主要因素（1）生产技术条件：矿山的生产规模、矿区开采程度、露天采场的尺寸和高差等；（2）自然地质条件：矿山的地质、水文地质、地形、工程地质及气候条件等；（3）经济技术条件。矿山的建设投资，矿石生产成本及劳动生产率等。 根据许东沟铁矿的实际条件，地形北高南低，地形复杂，在地表上下都有矿体赋存。因此对于山坡露天矿初步选取的开拓方式有: 汽车公路运输开拓系统； 铁路运输开拓系统； 联合开拓系统。即山坡部分用平峒溜井开拓，下部用汽车公路开拓。技术方案比较：对于方案，汽车公路开拓系统适用各种地形条件的山坡露天矿和矿坑呈各种不规则形状、尺寸的凹陷露天矿；采矿场可设置多出入沟口进行分散运输，分散排岩；便于多品级矿石选别开采；便于改变工作线推进方向，新水平准备速度快，能达到较高的开采强度。对于方案，铁路开拓的运营费用低，铁路运输吨公里费用约为汽车运输的1/41/3；运输能力大；运输设备坚固耐用；运输工作可靠，受气候条件影响较小。但开拓坑线受铁路的平面曲线半径大和纵向坡度小的影响，开拓坑线展线长度大，使露天采矿场的附加剥岩量增加，基建工程量大，基建时间长；在日常生产中的线路移设和维修工作量大；开拓系统和工作组织复杂；新水平开拓延深工程缓慢。对于方案，山坡部分采用平峒溜井开拓，投资省、运输设备少、节省能源、经营费用低、生产能力大，适用于相对高差大于100米的山坡露天矿。但溜井宜堵塞和跑矿，放矿时，空气中的粉尘影响作业人员的健康，对矿石块度也有所限制。结合许东沟铁矿的实际地形及气候条件，由于该地区大气降水是矿坑积水的主要原因，山头之间地势平坦，地形高差较小，不宜用溜井。东北部地形比西南部要高的多，采用铁路运输时线路布置困难而且其基建工程量要大得多，且该矿规模较小，故采用公路运输。对于深凹露天矿部分，初步选择的开拓方案有：（1）公路开拓；（2）铁路开拓；（3）联合开拓：上部用铁路开拓，下部用汽车开拓。根据许东沟铁矿的实际情况，由于铁路运输要求设备转弯半径大，这就要求了矿山开拓工程的剥岩工程量，即提高了矿山的基建工程量，增加了成本。故不采用铁路开拓。为了尽快达产，减少基建时间和基建投资，充分发挥电铲的效率，可选用公路开拓。5.2 运输线路的技术条件 根据公路开拓运输的特点，汽车具有爬坡能力大和通过较小的曲线半径的特点，采场、排土场内的公路按级公路路设计，最大纵坡选9%，出入沟纵向坡度为8%，回头曲线半径为18米，这是为了满足坡度的要求。路面宽度根据线路等级和汽车宽度确定，按双线布置，运输平台宽度为14.5米。5.2.1运输线路布置方式 许东沟露天矿运输线路采用采场外折返布线，坑内采用移动坑线开拓，为了减少展线长度，可在山坡道路的开始部分加高路基，虽然能产生一定的道路修筑工程量，但总工程却能很大程度的减少。线路直线部分坡度不大于9%，当线路长度超过500m时，在拐弯处设缓坡段，缓坡段长度不小于100m。5.2.2设备选型及有关计算 为了充分发挥汽车运输经济效益，并考虑到实际年产量110万吨属小型矿，决定选用车型为矿用自卸SGA3550型汽车，载重32吨，为便于维修，采用同一型号、同一生产厂家的汽车。矿用自卸SGA3550型汽车的参数如下： 表5-1 矿用自卸SGA3550型汽车技术参数表 驱动形式 载重(t) 自重(t) 42 32 20 轴距（m）轮距前(m) 轮距后(m) 3.65 3.1 2.5 最小离地高度(m) 最小转弯半径(m) 货箱最大倾斜角() 0.4 8.5 60最大速度(km/h) 外形尺寸(m) 变速档数 51 7.853.893.57 12 根据采 5.2.3初定平均运距 根据采场终了平面图，运输平台和出入沟长度，初定平均运距在1.5km。5.2.4时间利用系数时间利用系数与电铲，汽车的良好状况及工种制度有关，按天工作数的不同，采用不同的时间利用系数，本矿采用三班制，取0.8，现代采矿手册8-149。5.2.5不均衡系数根据矿山具体的情况确定，一般取1.051.15。由于生产规模小，矿岩稳定性较好，取1.1。5.2.6装车时间电铲装卸汽车的时间主要与电铲作业循环时间及装载斗数有关，按下式计算： = （式5.1）式中 ，挖掘机装车时间 ， min； n装载斗数 ，矿石取3，岩石取4，现代采矿手册8-58；汽车入换时间，一般20-25s，取23秒；挖掘机作业循环时间，按=20+1.2E计算；E铲斗标准容，4m3；矿石容重3.3t/m3；岩石容重2.72 t/ m3；经计算，矿石时，=41.13s；岩石时=37.78s。故矿石的=2.5min，岩石为=2.9min。5.2.7卸载时间 主要取决于卸载物料的性质，一般挖掘机装载一斗的时间为35-45s，取1min,现代采矿手册8-118。5.2.8调头及停留时间调头时间主要与汽车和电铲的相对位置及装卸车平台的布置形式，场地大小有关，一般取1.0min,停留时间包括待装待卸及运行中的耽搁时间，它随汽车类型和运距而变化，取3-6min总时间取4.0min，现代采矿手册8-1275.2.9自卸汽车出车率它指平均每班开动的汽车台数与在籍汽车台数之比。而开动与在籍汽车台数又和汽车大修理程和大修周期中汽车保修里程时间有关。按下式计算： K4=Ld/(Ld+abe) （式5.2） 式中， K4自卸汽车出车率 ， %；Ld汽车大修间隔，2600h；a每日工作班数，3；b大修周期中汽车保修工日及其它停驶工日，150d；e班运时间，80.8=6.4h；0.8为时间利用系数。经计算，K4=47.4%,即自卸汽车出车率不得小于47.4%，本设计中取70%。5.2.10 汽车数量计算1）汽车台班运输能力自卸汽车台班运输能力可按下式计算： （式5.3)式中，A自卸汽车台班运输能力， t；G自卸汽车的载重量， 32t；K1汽车载重利用系数，矿石取0.94，岩石取0.92；采矿设计手册1-3-33；K2汽车时间利用系数，0.8；T自卸汽车周转一次所需时间，min。 T=tz+ty+tx+tt （式5.4）式中，tz挖掘机装满一辆汽车的时间；矿石为2.5min，岩石为2.9min；ty自卸汽车往返时间，ty =120L/v； 矿石为11.25min,岩石为11.25min ；v自卸汽车平均运行速度，取16km/h；tx自卸汽车卸载时间 ，1.0min；L自卸汽车平均运距，1.5km；tt自卸汽车调头和停留时间，取 4.0min。