【露天铝土矿开采工艺的比选实例4400字（论文）】

露天铝土矿开采工艺的比选实例目录TOC\o"1-2"\h\u16337关键词：开采工艺；露天铝土矿；露天采矿机工艺 066631备选方案 0267042工程概况 14243工艺方案比较 262004开采方案 379805露天采矿机工艺开采程序 589356结论 724301参考文献 7摘要：采剥工艺的选择是露天铝土矿山设计的核心内容，基于某矿山的开采技术条件，提出4种开采工艺，分别是推土机（加装松土犁）开采工艺、穿孔爆破开采工艺、露天采矿机开采工艺以及组合工艺。采用经济效益计算及技术分析方法，选取最优方案。结果表明：组合开采工艺方案的投资略高，经营费用最低，综合经济效益最优。在此基础上，确定露天采矿机工艺的开采程序，提出侧甩料模式，11条带循环开采法，可有效提高作业效率。关键词：开采工艺；露天铝土矿；露天采矿机工艺采剥工艺的选择是露天铝土矿设计工作的核心。通常，该类型的铝土矿山矿体厚度不大，覆盖层薄，对采出矿石的质量要求较高。因此，如何科学、合理地确定此类矿山的开采工艺直接影响企业的效益。本文在总结国内外此类矿山生产实际经验的基础上，总结出3种合适的开采工艺方案。1备选方案方案一：推土机（加装松土犁）工艺。该工艺可以免去穿爆环节，松土犁对矿岩预先松碎集堆，前装机进行物料铲装。对于松软破碎岩石，该工艺一次进尺深度约为0.5m。该工艺的优点是可同时实现矿岩的松碎与集堆，便于后期铲装设备作业。但是其对矿石的硬度要求较高，对于f＞3的矿岩，松碎效率下降显著。设备作业后的场地平整度较差，不利于装运设备作业。对生产规模大或者矿体赋存较深的矿山不适宜采用该生产工艺。方案二：穿孔爆破工艺。该工艺属于常规开采工艺，矿岩松碎后铲装。该工艺的优点是技术成熟，可根据矿岩性质灵活调整爆破参数保证物料块度均匀。其缺点是：因钻孔技术参数的限制，无法进行选采，造成矿石的贫化及损失率高。爆破后易产生根底，工作面平整度较差。方案三：露天采矿机工艺。露天采矿机自1980年代问世以来，广泛用于露天煤矿、石灰石矿山、红土型铝土矿山开采。露天采矿机工艺具有明显的优点：系统可靠性高。其自身的切削滚筒可进行矿石的松碎，利用机身自带的卸料皮带可直接装载卡车，因其合并了穿爆-采装环节，缩短了工艺流程，可提高工艺系统的可靠性；环境友好。传统的穿爆工作产生大量的粉尘及爆破震动，不利于环保，露天采矿机工艺以静态破碎替代动态爆破，从源头上降低对环境的影响；选采能力强，降低矿石贫化损失。露天采矿机的一次进尺深度最小可达0.1m，选采性能良好，可有效分采薄矿体及薄夹矸，降低矿山贫损指标；便于复垦。露天采矿机切削完成的工作面平整，不会产生传统工艺普遍存在的根底，无需采用辅助设备处理基地，可直接复垦。该工艺的缺点是：对作业空间的要求较高，同时，作业平台要求规整。一次进尺深度通常较小，矿山延深度小。设备精细化作业要求高，对操作人员的综合素质要求较高。设备维修成本高。方案四：组合工艺即上述3种工艺的组合。采用组合工艺可以根据矿岩分布规律采取适宜的方案，使各工艺的优点充分发挥。2工程概况某大型露天铝土矿山，采场面积约11.3km2，采场海拔标高124~210m，坡度10°以下，矿体倾角小于20%，矿石主要为红土型铝土矿。地层从上到下依次分为土壤层、上红土层、铝土矿层、下红土层和黏土层。该矿山矿体层状赋存，矿石品位从地表向下由低到高，高品位矿石层中间含1~2层夹石。根据工业指标，铝土矿分为低品位矿（Al2O3品位35%~40%）与高品位矿（Al2O3品位40%以上），低品位矿暂时堆存，后期进氧化铝厂。高品位矿直接外运出售。整个矿区内的表土层平均厚度1.22m，低品位矿平均厚度0.28m。高品位矿平均厚度5.43m。采场境界内地质矿量（高品位矿）123.97Mt，平均剥采比0.37t/t。矿山设计生产规模10Mt/a。采场境界内矿岩量详情见表1。表1境界内矿岩量表土量夹石总量低品位矿高品位矿剥离量质量/Mt剥采比/(t∙t−1)厚度/m质量/Mt厚度/m质量/Mt厚度/m质量/MtAl2O3/%厚度/m质量/MtAl2O3/%1.2227.820.6713.260.285.3436.405.43123.9741.2346.420.37整个露天采场采深不超过10m，从上至下只有1个台阶，终了境界边坡坡度50°。3工艺方案比较工艺方案比较包括经济比较和技术比较两方面。经济比较通过计算设备投资与运营费用的现值之和，其值最小者最经济。技术比较主要包括工艺灵活性、环境友好性以及对后续工艺环节的影响等因素进行综合评判。最终通过两方面的比较确定技术可行，经济最优方案。方案一：推土机（加装松土犁）工艺。该工艺最小工作平台宽度30m，最小工作线长度150m，松碎后的物料采用前装机集堆向卡车装载。经计算，该方案需要推土机（加装松土犁）6台，设备费用14100万元。运营费用油耗5512万元，材料消耗5480万元，维修费用866万元，矿石转运费用2280万元，人工工资1116万元，运营费用合计15254万元，计算运营费用的现值为113930万元。投资合计128030万元。方案二：穿孔爆破工艺。该工艺最小工作平台宽度30m，最小工作线长度100m，松碎后的物料采用前装机集堆向卡车装载。经计算，该方案需要潜孔钻机3台，设备费用1548万元。运营费用油耗5749万元，材料消耗4973万元，维修费用370万元，矿石转运费用2850万元，人工工资864万元，运营费用合计14806万元，计算运营费用的现值为110586万元。投资合计112134万元。方案三：露天采矿机工艺。该工艺最小工作平台宽度106m，最小工作线长度200m，松碎后的物料采用前装机集堆向卡车装载。经计算，该方案需要露天采矿机3台，设备费用8253万元。运营费用油耗3617万元，材料消耗5423万元，维修费用1042万元，矿石转运费用2736万元，人工工资864万元，运营费用合计13682万元，计算运营费用的现值为102190万元。投资合计110443万元。方案四：组合工艺。该工艺可根据矿岩性质、剥离物厚度等采用适宜的工艺方法最大效率发挥各工艺优势。经计算，该方案需要推土机（加装松土犁）2台，潜孔钻机2台，露天采矿机1台，设备费用8483万元。运营费用油耗3980万元，材料消耗5323万元，维修费用742万元，矿石转运费用2636万元，人工工资864万元，运营费用合计13545万元，计算运营费用的现值为101166万元。投资合计109649万元。从投资上看，方案一的投资最高，运营成本最高，经济效果最差。方案四较方案二、方案三的投资较高，但是运营成本较上述两方案均低，经济效果最优。技术上，方案一推土机（加装松土犁）工艺灵活性较高不受空间限制，但是形成的工作面平整度较差，不利于采场后期复垦作业，遇到局部坚硬矿岩时需要破碎锤等辅助设备作业。方案二穿孔爆破工艺技术成熟可靠，松碎后的矿岩更易采装，但是容易产生大块，爆破时产生的扬尘较大。方案三露天采矿机工艺破碎后的矿岩块度均匀，整个开采过程中噪声与振动均较小，开采后形成的工作面较平整有利于后期复垦。采用方案四组合工艺方案可综合上述3个方案的优点，根据不同的物料性质采取相适宜的工艺，达到最优的技术效果。综合以上经济技术比较，确定方案四组合工艺为最优方案。4开采方案通过方案的技术经济比较，确定采用组合工艺方案。根据采场的开采技术条件，根据表土厚度分别采用以下3种剥离工艺。表土层厚度0.6m以下区域，采用露天采矿机工艺；表土厚度0.6~1.5m区域，采用推土机（加装松土犁）+前装机工艺；表土层厚度1.5m以上区域，采用爆破方式处理。（1）露天采矿机工艺[6-10]。露天采矿机的一次进尺深度最小可以达到0.1m，选采性能良好。该矿山在进行剥离时，每次的进尺深度为0.3m，两次循环开采即可完成对该区域的采掘。（2）推土机（加装松土犁）+前装机剥离工艺。剥离层厚度超过0.6m时，采用露天采矿机工艺开采需要往返工作次数过多，影响采场的推进度，采用推土机加装松土犁对该部分区域进行物料预松碎集堆，前装机进行物料铲装，推土机作业时，铲刀可先推厚度大的区域，再推厚度小的区域。该工艺一次进尺深度可达0.5m以上，2次或3次作业即可完成该区域物料开采，效率高。（3）爆破处理方式。剥离厚度达到1.5m以上时，适宜采用爆破方式进行岩石松碎，采用孔径为100mm的潜孔钻机进行穿孔作业，布置倾斜孔装药爆破。采矿工艺采用露天采矿机开采，前装机装车，外运矿直接运至采场外的装矿站，当地矿暂时堆存，剥离物运至相邻采场的采空区内排。根据矿区最新测量地形图以及矿体顶板模型，将采场按照上述3种剥离厚度划分，结果见图1。图1采场范围内表土厚度分布利用地质专业提供的块体模型以及最新的矿区地形建立模型，根据统计采场面积11.3km2，其中，表土厚度小于0.6m、厚度0.6~1.5m、厚度大于1.5m的区域面积占整个矿区面积比例分别为38.50%、36.78%、24.73%。详情见表2。表3不同厚度表土分布面积及挖方量表土厚度区域面积/km2区域面积占比/%表土剥离挖方量体积/Mm3量/Mt小于0.6m4.3538.505.2210.530.6~1.5m4.1536.784.048.15大于1.5m2.7924.734.519.12合计11.30100.0013.7727.80根据上述采场区域的划分，在各开采区域内分别采用相应工艺开采。穿孔爆破工艺与推土机工艺灵活性较高，空间狭小区域也能适应自如，本文着重阐述露天采矿机工艺的开采程序。5露天采矿机工艺开采程序为实现采场采剥分离，将采场划分为若干开采条带，各开采条带相互独立作业，剥离结束后，露天采矿机采矿作业。该矿山设计选用的是维特根2500SM露天采矿机，该型号露天采矿机的最大切削宽度为2.5m，机体尺寸为长22.7m，宽3.47m，高4.935m。根据露天采矿机的作业参数要求，采场划分见图2。图2露天采场划分如图2所示，采场划分时根据矿体轮廓线进行标准采场的划分，其中当采场划分靠近采场边界时，根据实际情况进行采场参数的调整以适应采场边界范围的变化，如图2中A采场所示。采场开采顺序为①→②→③→④→⑤→⑥。露天采矿机标准采场尺寸：长600m，宽100m，11条带为一个作业循环，露天采矿机按照条带编号依次开采，剥离工作一次采深0.3m；第1条带开采宽度2.5m，其余10个条带宽度均为2.4m。第1条带位于一个作业循环的中间位置，其余条带沿第1条带两侧对称分布。第1条带开采时，物料直接落在第一条带内。除第1条带外，一个作业循环所有的条带在进行开采时，露天采矿机均采用侧甩料模式（即通过改变露天采矿机卸料臂的摆动角度实现物料卸载）将物料卸在第1条带的上部形成料堆。当前标准采场采矿作业结束后，设备进入下一标准采场作业。标准作业循环见图3。（a）平面图（b）剖面图图3标准循环作业与传统开采直接将物料摊在采场内的方式相比，露天采矿机采用侧甩料模式具有极大的优势：侧甩料将物料集堆后，可增加采装环节设备效率；减少物料暴露面积防止降雨引起的物料板结；实现采、装分区域进行，便于生产管理。6结论本文根据采场技术条件，针对性提出4种工艺，并阐述了各工艺特点，通过技术经济比选确定组合工艺的经济效果最优，技术更合理，为最优方案。并以表土厚度为划分依据，分别确定3种剥离工艺的开采范围，使得组合工艺的效率得到最大发挥。最后确定露天采矿机工艺的开采程序，包括条带宽度、采场尺寸、开采深度、推进方式。结果表明采用侧甩料模式开采，11个条带为一作业循环时的作业效率最高。参考文献[1]张灵童.露天矿煤层选采理论与方法研究[J