采矿工程毕业设计-土城子Ⅱ号矿体680万吨年采矿主体方案设计.doc

辽宁科技大学本科生毕业设计 第I页 摘要 本次设计的内容：土城子号矿体 680 万吨/年采矿主体方案设计，服务年限为 12 年。矿体平均长度为 1636m，宽 687m，最高开采标高 204m，最低开采深度-204m， 最小底宽 30m。设计包括矿量计算（矿岩储量为：13165.2189 万吨，矿石储量 8788.5 万吨，岩石总量 21953.7189 万吨，平均剥采比为 2.34） 、露天境界圈定、开采方式选 择、生产能力确定、开拓系统选择（移动坑线开拓系统） 、设备选型（YZ-55 牙轮钻机 4 台，WK-10A 型 10m电铲 4 台，国产 SF3100 矿用自卸汽车 34 台） 、采掘进度计划编制 等。结合矿山发展和实际，选用公路运输，单斗电铲汽车工艺，另外，对开采参数 与程序，掘沟，均衡剥采比，爆破工程，采装工艺等都做了简洁而清晰的叙述。矿山 开采对环境的影响：“三废”排放污染、地质灾害、环境资源破坏。防治对策：管理 制度途径和技术手段。矿山的设备选型按照大型露天矿的规模来定。矿山主体工艺要 统一规划。采用先进的设备和合理的采矿方法，降低生产运行成本，使矿山的经济效 益提高。 关键词：露天开采；露天境界；台阶；开拓；剥采比 全套图纸加 153893706 辽宁科技大学本科生毕业设计 第II页 Abstract The topic of this design: a design of Tu Chengzi No.2 orebody illusion of mine 6800000 tons / year mining theme scheme, the service life is13 years. The average length of orebody is1636m, width is 687m, the highest elevation of the lowest 204m mining, mining depth is -84m, minimum bottom width 30m. Calculating ore (ore reserves design includes: 13165.2189 tons, ore reserves of 8788.5 tons, the average total stripping rock 217953.7189 tons, production ratio is2.34), open pit boundary delineation, mining method selection, production capacity, the selection of development system (mobile pit line extension system (YZ-55), equipment selection of rotary drilling rig 4, WK-10A 10m excavator 4, domestic SF3100 mining dump truck34), mine scheduling etc. Combining mine development and practical, selection of highway transportation, shovel - automobile technology, in addition, the mining parameters and procedure, digging trenches, equilibrium stripping ratio, blasting engineering, mining process and so do the simple and clear narration. the influence of mining on Environment: three wastes discharge pollution, geological disasters, destruction of environmental resources. Countermeasures: management system of ways and means. Equipment selection of mine in large open-pit mine scale to. Unified planning to mine the main process. The use of advanced equipment and reasonable mining method, reducing operation cost, make the economic benefits of the mine to improve. Key words: Open-pit mining; open realm; level; development; stripping ratio 辽宁科技大学本科生毕业设计 第III页 目 录 ABSTRACT.II 绪论绪论.1 1 矿区概况矿区概况.3 1.1 地质设计依据 .3 1.2 矿区自然地理概况.3 1.3 区域地质.3 1.4 矿床地质 .3 1.4.1 地层 .3 1.4.2 岩浆岩.4 1.4.3 构造.4 1.5 矿山地质 .4 1.5.1 矿体规模产状.4 1.5.2 矿体构造.4 1.5.3 矿石质量.5 1.5.4 矿石的结构构造.6 1.5.5 矿石类型及品级.6 1.6 矿石及岩石的物理力学性质 .7 2 露天开采境界圈定露天开采境界圈定.8 2.1 露天开采境界圈定的原则.8 2.2 经济合理剥采比确定 .9 2.3 确定采场最小底宽及位置 .10 2.4 选取采场最终边坡角.11 2.5 确定开采深度 .12 2.5.1 确定合理开采深度主要步骤 .12 2.6 底部周界走向长度的确定 .14 2.7 验证最终帮坡角.14 2.8 台阶坡面角.15 2.9 境界内的矿岩量及开采年限.15 3 露天矿床开拓露天矿床开拓.17 3.1 露天矿床开拓分类 .17 3.2 影响开拓运输方案的因素 .17 3.3 选择开拓方法的主要原则 .17 辽宁科技大学本科生毕业设计 第IV页 3.4 确定开拓运输系统 .17 3.4.1 公路运输开拓特点.18 3.4.2 铁路运输开拓特点.18 3.5 总出入沟位置的确定.18 3.5.1 道路规格及技术等级 .19 3.5.2 道路纵断面.20 3.5.3 路面结构形式.20 3.5.4 道路通过能力.20 3.5.5 沟帮坡面角.21 3.5.6 沟道长度 .21 3.6 沟道规格及工程量 .22 3.6.1 运输堑沟底宽.22 3.6.2 开段沟底宽.22 4 工作面参数和开采程序工作面参数和开采程序.23 4.1 台阶高度确定 .23 4.2 台阶的划分.23 4.3 台阶坡面角的确定 .23 4.4 采掘带宽度.23 4.5 爆破带宽度.24 4.6 最小工作平盘宽度 .24 4.7 挖掘机工作线长度 .25 4.8 台阶开采程序 .25 4.8.1 总体开采程序.26 4.8.2 台阶开采程序.26 5 矿山工作制度和生产能力矿山工作制度和生产能力.27 5.1 矿山工作制度 .27 5.2 矿山生产能力验证 .27 5.2.1 概述 .27 5.2.2 按挖掘机工作面布置的数量验证生产能力.27 5.2.3 按矿山工程延伸速度验证生产能力.28 5.2.4 按服务年限验证生产能力.29 6 矿山开采工艺设计和设备选型矿山开采工艺设计和设备选型.30 6.1 穿孔工作.30 6.1.1 凿岩设备选型.30 6.1.2 牙轮钻机数量的确定.31 6.1.3 穿孔效率.32 6.1.4 牙轮钻机材料消耗如表 6.3。.33 6.2 爆破工艺.33 辽宁科技大学本科生毕业设计 第V页 6.2.1 概述 .33 6.2.2 爆破参数 .34 6.3 采装工艺.37 6.3.1 采掘设备选型.37 6.3.2 挖掘机生产能力 .37 6.3.3.挖掘机数目的确定.38 6.3.4 挖掘机工作制度 .38 6.3.5 挖掘机材料消耗 .39 6.4 矿石损失贫化及矿石品位计算 .40 6.4.1 矿石贫化率计算 .40 6.4.2 矿石损失率计算 .40 6.4.3 采出矿石品位计算.41 6.5 运输设备选型 .41 6.5.1 自卸汽车基本参数.41 6.5.2 自卸汽车有效载重量.42 6.5.3 时间利用系数.42 6.5.4 运输不均衡系数 .42 6.5.5 装车时间.42 6.5.6 卸载时间.43 6.5.7 台班运输能力.43 6.5.8 所需数量计算.43 6.5.9 材料消耗.44 6.6 辅助设备及材料消耗.44 6.6.1 辅助设备.44 6.6.2 辅助生产设备材料消耗.45 6.7 露天矿排土工艺与设备.45 6.7.2 排土工艺.46 6.7.3 排土参数.46 6.7.4 推土机选型.47 7 露天矿采掘进度计划露天矿采掘进度计划.48 7.1 编制采掘进度计划的方法和遵循的原则 .48 7.1.1 编制采掘进度计划的方法.48 7.1.2 编制采掘进度计划遵循的原则.49 7.2 编制采掘进度所用的原始资料.50 7.3 与采掘进度计划有关问题.50 7.4 矿山服务年限和建设投产标准.53 7.4.1 矿山服务年限.53 7.4.2 矿山建设投产标准.53 7.5 编制采掘进度计划须注意的问题.54 8 技术经济技术经济.55 辽宁科技大学本科生毕业设计 第VI页 8.1 劳动定员和劳动生产率.55 8.1.1 劳动定员 .55 8.1.2 劳动生产率.55 8.2 基建投资估算.56 8.2.2 基建投资估算.57 8.2.3 矿石成本概算.57 9 矿山环境问题矿山环境问题.60 9.1 工作环境污染问题严重.60 9.1.1 三废排放污染 .60 9.1.3 地质灾害 .60 9.1.4 环境资源破坏.61 9.2 防治对策.61 9.2.1 管理制度途径.61 9.2.2 技术途径.61 结论结论.63 致谢致谢.64 参考文献参考文献.65 附录附录.66 辽宁科技大学本科生毕业设计 第1页 绪论 设计是整个基本建设过程中的一个关键环节。一个工程建设项目，在建设过程中 是否能加快速度和节约投资，建设投产以后，生产的工艺和布置是否合理，生产的指 标是否先进，经济效益是否良好，这些在很大程度上都取决与设计的质量。做好设计 不仅会在工程建设上直接收到实效，而且对促进我国国民经济发展，加快四个现代化 建设的进程具有重要意义。设计有是一种脑力劳动为主的复杂的创造性劳动，它与工 矿企业不同，它不直接生产物质产品，而是根据国家对一个工程建设项目的总要求， 通过调查研究，摸清和掌握有关资料与数据，将适合的先进工艺、技术和设备应到设 计工程中，并运用技术和经济等方面的科学知识，经过综合研究，反复必选而编制出 来的设计文件，用以指导施工和竣工验收及规划生产。因此，设计工作是一个艰巨的 工作。由于作为矿山生产对象的自然资源条件变化大，不稳定性的客观因素多；采矿 作业线随时推移、更新；正常生产能力也是 不断消失、又不断补充。整个矿山是一个 动态过程，因此矿山没有标准模式，工作的艰巨性更大。 （1）矿山设计必须遵守以下原则： a) 要遵守基本建设程序；参加建设项目的决策编制各阶段设计文件施工服 务和总结工作； b) 要搞好调查研究，取得必要的基础资料； c) 要认真贯彻执行国家有关的方针政策；讲究经济效益促进技术进步重视 资源的综合开发利用重视安全生产重视环境保护节约节约土地木材的 节约代价注意专业和社会协作节约能源； d) 正确确定设计的各项技术经济问题；开采矿区和开采方法的选择矿山建 设规模的正确及矿山规模的类型划分矿山服务年限矿山装备水平矿山工 作制度矿山建设投产标准矿山基建投产的采矿储备矿量采矿基建工程量； e) 设计内容和深度要满足有关规定的要求。 （2）毕业设计的目的在于，结合矿山勘探实际资料，根据国家关于矿物开采方面的方 针、政策，运用所学的基础理论和专业知识，解决矿物开采中的基建和生产中的实际 辽宁科技大学本科生毕业设计 第2页 问题，以此培养学生独立分析问题和解决问题的能力。同时使我们对于所学的知识进 行系统的总结提高，并获得矿物资源露天开采方法的初步设计能力。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第3页 1 矿区概况 1.1 地质设计依据 本次设计所依据的地质资料是黑龙江省冶金地质勘探七二队编制，并经冶金部 （78）冶地字第 2173 号文批准的土城子铁矿二期地质勘探总结报告 （1976）和 辽宁省鞍山市土城子铁矿床补充勘探地质报告 （1980） 。 1.2 矿区自然地理概况 土城子铁矿位于鞍山市东南 20 公里，眼前山矿西侧，交通便利。东起土城子，西 至三印子，南以河谷为限，北至马圈子。其地理坐标为北纬 410417，东经 1230813。 本区年平均气温为 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 区域地质 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。土城子铁矿床位于鞍山穹隆东部闭合端的北翼。 1.4 矿床地质 1.4.1 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 辽宁科技大学本科生毕业设计 第4页 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。 1.4.2 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。 1.4.3 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。 1.5 矿山地质 1.5.1 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 N6085，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。 1.5.2 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。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第5页 1.5.3 矿石质量 1.5.3.1 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 关宝山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。 1.5.3.2 矿石化学成分及其特征 a)全铁（TFe）含量比