【《某铁矿年产90万吨露天开采设计》20000字】

④根据矿岩的物理力学性质调整露天矿底的位置，使边坡稳固且穿爆方便。掘沟工作面布置见图2.1。图3.1掘沟工作面布置图最终开采深度的确定330°到60°倾角,3-40°,平均25°,在外面与最低厚度宽度相比,在任何位置确定开采深度开放至少有保险,后来相信厚度分离提取,然后继续向下剥离,迄今为止,采矿业的带宽最低。首先,开采深度确定每个跨地质剖面图在经济上合理的开采和关系的作用,其次,提高基金的露天矿坑,沿用在地图上投影的纵向视具体情况。露天矿开采深度的初步确定1.各地质横剖面初步确定开采深度P0F剖面。图3.2开采境界深度方案经济合理剥采比是4.8m3/m3，采深180m。2.各地质横剖面初步确定开采深度P1剖面。图3.4开采境界深度方案经济合理剥采比是4.8m3/m3，采深181m。3.各地质横剖面初步确定开采深度P1F剖面。图3.3开采境界深度方案经济合理剥采比是4.9m3/m3，采深200m。表3.1各剖面合理采深剖面线P0F号线剖面P1号线剖面P1F号线剖面合理采深（m）166916651658露天矿底部标高的调整由于各截面的土壤高程和体厚不同，理论上相应的提取深度不相同。每个剖面的合理深度反映在纵向平面上，由于每个剖面的深度不相同，为了便于开挖和架设人行天桥，必须将露天矿床设计为平坦的。因此，在纵向平面上，底部必须调整到同一高度的水平线上。最终确定开采深度为海平面以上1664米。图3.5地质纵剖面图上调整开采境界底部标高由于形态学和厚度不公平的尸体的不同线路勘探地质理论使得深处定义不一致,有必要调整为一级深处,保持在同一水平,推动生产活动的正常发展。在每个剖面上确定的提取深度投射到纵向地质投影上，并将这些点连接起来，形成一条不规则的断裂线。为了便于运输线路的提取和布置，露天矿山的底面应设置在同一高度。调整原则是，调整后的采出量少与采出量多基本平衡，采出率尽可能小。圈定露天开采境界的结果露天矿的底部周界根据上述确定的露天矿底面高程，确定各地质剖面的露天矿开采极限，并在地质图中反映各地质剖面下周长的位置。露天采场的构成要素沟底宽度出入沟沟底最小宽度汽车折返式调车：式中：——汽车最小转弯半径，10m；——汽车宽度，2.5m；——汽车距边坡的安全距离，0.5m；——汽车长度，6.4m；沟的深度接入沟和沟部分开放式的露天矿坑,山腰是沟一个墙而沟,沟和访问部分开放式的露天矿坑,抑郁症是沟渠的双层墙。（3）沟的纵向坡度根据掘沟来确定设备类型开放交通、堑沟的坡地矿岩部分运输和下坡,上坡、访问大道垂直穿孔通常只有团队沟渠8%,开放部分通常矿岩和车辆运输,减少访问沟主要运输通道矿岩纵向坡度的沟,是8%。开挖的沟渠一般是水平的，但纵向坡度约为3%，以满足排水需求。沟的长度沟的长度取决于台阶高度和出入沟的纵向坡度，即：式中：L——出入沟长度，m；ht——台阶高度，m;i——出入沟的纵向平均坡度，8％。计算得沟的长度为150米。根据本矿山的规模和地质条件，确定采矿场的构成要素见表3.1表3.1露天采场构成要素表项目名称单位特征值采场封闭圈标高m16803302722302168260201545.646.445.246.646.148.81010101012122424656582.8035.50207.0092.30289.80127.802.52.6地表尺寸长m244宽m172露天底部尺寸长m112宽m23最终边坡角上盘度46下盘度48运输道路宽度m25最小转弯半径m10开采台阶高度m12境界内矿岩量及开采年限计算方法耶和华的大,是加强产品层厚度中等,0-43°倾角变化、地质-投影部分资源储量估计。这种生产的资源储量的详细估计包括两种计算方法:地质段法(水平投影法)和平行剖面法。（一）地质块段法（水平投影）资源储量估算公式：Q=S'/××式中Q：块段矿石量（t）S'：块段投影面积（m2）M：块段平均真厚度（m）D：块段矿体平均体重（t/m3）：矿体倾角（°）（二）平行剖面法资源储量估算公式：1、块段体积计算公式：⑴当相邻两截面相对面积差（S1-S2）/S1≤40时，采用棱柱体公式计算块段体积：⑵当相邻两断面相对面积差（S1-S2）/S1>40时，采用截锥体公式计算块段体积：⑶当块段只有一个截面有效，向另一个截面作线形尖灭，且有效截面的任一轴长与尖灭线相等时，采用楔形体公式计算块段体积：⑷当块段只有一个截面有效，另一端作点尖灭时，采用锥形体公式计算块段体积：以上式中：V为两剖面间矿体体积（m3）；L为相邻两剖面间距或单断面外推距离（m）；S、S1、S2为断面上矿体面积（m2）。矿岩量因精确计算矿岩量所需的设备与资料的缺乏，故只能采用剖面法估算矿岩量，矿岩量的数据如下表：表3-3分层矿岩量标高（m）废石量（m3）矿石量（m3）矿岩总量（m3）1904-1892765120765121892-188024837602483761880-186850258405025841868-185689414408941441856-18441542120015421201844-18321791240017912401832-182015087122236815310801820-180812146167833612929521808-179690717613473610419121796-17846893761864328758081784-17725533922311687845601772-17604165682791926957601760-17482669043500166169201748-17361596723869525466241736-1724834003837604671601724-1712204483656883861361712-170003120003120001700-168802433842433841688-167601747441747441676-16640114240114240合计10875240326301614138256产量及服务年限从所给的地质资料上我们可以知道帽儿山铁矿的矿石的容重为3.3，故境界内的总矿石量由矿石的总方量可知为：此次设计的矿为帽儿山铁矿，年产矿石90万吨。计算服务年限：根据公式：式中T——整个矿区的服务年限，a；Q——境界内矿石可采量，10767952.8吨；A——年生产能力，90万t/a;R——矿石混入率，3%；经计算得，取12年。该露天矿的平均剥采比为：10875240/3263016=3.33m3/m3，或者29363148/10767952.8=2.73t3/t3。该露天矿的均衡剥采比为：（1.1-1.3）×3.33=4.329m3/m3。（系数取1.3）。矿田开拓开拓方式选择的原则在选择开拓性的方法时，必须保证矿山生产的可靠性和合理性。应加快建立煤矿矿井在运作和实现生产的提前,从而减少了基建投资的煤矿数量和基础设施工程,促进建造更节省空间和降低生产成本。影响矿床开拓的因素自然地质条件，即地形条件、沉积地质条件、水文地质条件、工程地质条件、气候条件等；生产的技术条件，即矿山的规模、矿区的开采程序、露天采石场的规模、高度差、生产工艺、所选设备的类型和技术设备；经济因素，即矿山建设投资、矿山生产成本、劳动生产率等。影响开拓方式选择的主要因素矿床埋藏的地形地质条件山坡露天矿地形状比高,矿岩坚实,整体性好时优先聘用平硐井溜矿,重力的运输,节约能源,充分利用我国露天矿运输的开拓有成功的经验,地形复杂,山丘那样突然,平硐井溜矿适当的比其他的开拓方式,汽车及平硐井放矿溜,作为内部的运输,利用外部运输是登山索道运输的有效的解决方法。地形小于高度，坡度平缓，矿床平面尺寸大，废石场距离远的情况下，需要以铁路为中心的开拓方式。露天矿生产能力生产能力的大小决定了设备的种类，运输设备的种类不同，开拓的方式也不同。生产能力大的情况下，可以考虑通过准轨铁路的大型胶带运输和大型汽车运输，但是生产能力小的情况下可以考虑通过窄轨铁路的运输和倾斜卷升降等开拓方式。基建工程量和基建期限矿山的基础建设速度突然或倾斜矿体的上部和下部的盘剥岩量较大时,矿体附近移动働坑线设置,可以考虑上部和下部的固定坑线和比较,显著缩短,基础工程建设期间量可以减少。设备供应条件露天矿山的近代化是尽可能采用先进的技术装备,应该根据中国目前的现实情况,还新矿山的发展不能满足需求,因此设备的供应情况,可能有必要开拓方式的选择。矿石的价值、分采的要求、矿床探测的程度等，影响开拓方式选择的因素很多。要抓住主要因素，因地制宜地选择，一般地制定若干开拓方案，进行技术经济的比较选择。技术经济比较的主要内容应包括投产和达产时间、土石方工程量、各时期矿石和岩石量、主要设备型号和数量、占地面积、人员数量以及投资和经营费用等项目。开拓系统方案的确定开拓方案的比较确定露天矿床的开辟，是指在地表和露天采矿场内的各作业水平以及各作业水平之间建立岩石的运输路线。其内容是，亲自研究坑线的配置形态，构建能够合理开发矿床的运输系统。它的意义是露天采矿场正常生产运输的联系和及时准备新水平的强有力的保证，也是研究和解决矿床开发总体规划和矿山工程合理发展的重要问题。露天矿床的开采方式与运输方式密切相关。其分类主要由运输方式决定，根据运输干线的布线形式和固定的随机进一步分类天矿床的开辟方法可分为:①通过铁路运输的开辟;②开拓火车(或公路)运输;③共同运输开拓等。各开拓方式的主要特点为见表4.1。表4.1各运输开拓方案使用条件及主要特点开拓运输方式使用条件主要特点铁路运输开拓适用于大型露天矿运量大、合理运距长、成本低、生产可靠、设备及备品备件容易解决等。汽车开拓运输山坡露天矿复杂的自然地形;矿体长度不大的短深型深露天矿;矿体产状复杂，矿石品级要求多选择开采的其他矿床;底板起伏较大的水平或缓坡矿床;生产年限不长或矿床分散的中小型矿山和需要加强露天矿开采的矿山。线路工程量少;能够充分发挥铲子的采装效率。可以灵活地改变工作线的推进方向，有利于开采和开采以及运气的选择。容易采用高(台阶)、近(靠近采矿场)、分散的废石场。废石排放工艺简单，堆放高度大，减少废石场占地;挖沟的速度快,临时沟开拓短沟的沟或无段采用了新的水平的准备能进行,新的水平的准备时间缩短,提高露天开采的强,露天开采的生产的平衡。联合运输开拓适用于深凹露天矿深部水平使用钻台的深部水平,汽车运输,使用和生产工作变得灵活,挖沟的速度加快,缩短新水平的准备时间,提高矿山生产能力,铁锹的效率,提高矿石和岩石的分采可以改善效果。在采矿深部使用铁路运输的情况下，需要追加扩大，但避免汽车运输。可以取消采矿场工作面的铁路移动线路，改变机车的运行条件，增加列车的重量，提高铁路的运力，改善作业组织。采场上部的固定线路通过铁路运输，缩短了汽车的距离，降低了汽车的运营费用，提高了汽车的生产能力和技术经济效益。现在，中小型的露天矿基本上都是用汽车运输的。这种运输方式机动性好，适合地形和矿山生产情况复杂，生产年限短，矿山分散的中小型矿山。翻斗车运输与其他运输方式相比，初期投资较少。根据帽儿山铁矿的地质资料，确定采用公路运输。运输线路技术条件根据汽车的坡度能力和通过曲线半径的特性，根据采场、道路三级设计，沟槽的纵向坡度为8%，这是为了满足坡度要求。道路宽度根据线路等级和车辆宽度而定，双线布置，站台宽度为十二米。运输线路布置这个山坡的一部分的输送线路采用了背线，布制的输送线路从被围起来的矿体的下盘开始，在各个层面都与主线相通。有螺旋、直行、折返三种线路，因为坑的高低差相同，坑的高低差相同，上坡和下坡的倾斜角相同，所以运动距离相同。这个矿山选择的是折返式布线。由于汽车发动机倾斜，发动机过热，为了使发动机正常运转，在出入各沟时应设置10%以下的连接平台，以确保安全行驶。开拓坑道定线所谓开辟坑道的定线，顾名思义，就是确定各自开采的水平通道的位置。所需资料有矿区地质地形图、露天矿整体平面布置图和主要开采技术参数等。开拓坑道定线步骤1、根据平面周界和水平最终平面图进行综合考虑，确定了排水场、工厂位置等沟槽的最佳位置。然后，根据到达信道设计的每个数据自上而下地确定信道的中心位置。坑线折返位置的确定，考虑到边邦岩体的因素，最大限度地缩短汽车的运输距离。因此，为了确定最终的线，需要多次调整。2、根据出入沟底的宽度和平台的宽度，我们从下往上一步一步地画出了开挖沟道和采掘结束时各台阶的位置。自卸汽车生产能力的计算与台数的确定自卸汽车台班生产能力自卸汽车的台班生产能力A按下式计算：式中——自卸汽车载重，t；——每班工作时间，h；——汽车载重量利用系数，取0.85~1.00，矿石取0.9，岩石取0.82；——汽车载重量利用系数，每日一班，每日两班，每日三班；——汽车周转一次所需时间，min；式中——装满一车所需时间，min，挖掘机与汽车正常配合时，，矿石3分钟岩石4分钟；——汽车运行时间，min；——平均运距，km；——平均车速，km/h，与道路情况及平均运距有关，QD-352自卸汽车的平均车速如表4.2所示；——卸载时间，正常情况下取1min;——汽车调头时间，min；——汽车停歇时间，min，一般取调头时间和停歇时间总共为。表4.2QD-352自卸汽车的平均车速矿石岩石平均运距1km2km3km1km2km重车上坡空车下坡16.0818.1718.9914.517.3重车下坡空车上坡16.9619.9521.2014.918.5故由上式知运输矿石时=15.5min，运输岩石时=16.5min故汽车台班运输能力为=146.3t，=125.2t需要汽车台数的计算需要的汽车台数N按下式计算：式中——运输不均衡系数，取1.1~1.15；——每班运量，t；——汽车的台班生产能力，；——汽车的出车率，取0.65~0.75。，，一共68辆。出入沟参数出入沟坡度为8%，长度为150米。具体计算见3.4.2露天采场的构成要素。开采参数与开采程序开采参数台阶本次设计将运输平台与清扫平台放于一个平台，所以运输及清扫平台的宽度公式为因为汽车宽度为3.6m，安全宽度为1-2，取2。故安全平台及清扫平台的宽度为：运输平台11.2m，清扫平台13.2m，取14m。根据《采矿学》与矿体和围岩的物理性质确定安全平台宽度5m。开采深度204米，台阶高度12米，上盘最终边坡角46°下盘最终边坡角48°，上盘台阶坡面角75°，下盘台阶坡面角75°，设每隔3个安全平台设1个清扫平台。台阶数：N=194/12=16个；上盘最终坡面投影长度：L=192/tan46°=185.41m;下盘最终坡面投影长度：L=192/tan48°=172.88m;上盘台阶坡面投影长度：J=12/tan75°=3.2m;下盘台阶坡面投影长度：J=12/tan75°=3.2m；最小工作平盘宽度最小工作平盘宽度是满足采运设备工作的最小的工作平盘宽度。其计算公式为：式中：d——车宽，3.8mG——挖机站立水平挖掘半径，14.4mB——最大卸载高度时的卸载半径，12.7me——汽车至安全挡墙的距离，1.5ms——安全挡墙宽度，6m由此可得最小工作平盘宽度为36.5m。最小底宽的确定本次设计采用汽车运输，并采用回返式调车方式，则其底宽为：式中——露天矿最小底宽，m；——汽车最小转弯半径，取8.5m；——汽车宽度，取3.8m；——汽车距边坡的安全距离，e=1.0~1.5m，取1.5m。所以得=24故露天矿最小底宽取24米。5.1.4采掘带宽度采掘带宽度是挖掘机一次采掘的宽度，一般来时候采掘带宽度为=（1-1.8）G国内矿山一般为=（1-1.5）G，本次设计采用1.5G可知采掘带宽度为21.6m5.1.5露天采场参数表5-1：露天采场参数台阶高度12米台阶最终坡面角75°采场最终边坡角上盘46°下盘48°采矿场长度560米采矿场宽度420米最高开采标高1906米露天矿底部标高1664米采矿场封闭口标高1858米边坡的最小底宽24米采场最小工作平盘宽度36.5米采掘带宽度21.6米开采程序露天矿的方案包括挖沟、进阶、布线方式、分段开采等设计和参数计算，是露天矿设计中最重要的部分。因为直接涉及矿山生产方式、挖掘机运输方式等参数的计算，所以需要慎重选择设备和计算参数。掘沟露天采矿场内各阶梯的采矿从挖沟开始。挖沟是指在楼梯最上面的位置挖下一个斜面，让挖掘机达到下一个作业水平的作业。掘进掘进根据运输方式的不同分为汽车运输掘进、铁路运输掘进、无运输掘进等。北介铁设计是利用汽车运输开拓出来的，所以也在汽车运输中采用。挖掘槽通常首先挖掘槽，以使挖掘设备能够进入下一级，建立两个阶段之间的联系，然后挖掘槽，为挖掘设备提供最初的工作空间。本次设计出入沟的参数如下：纵坡度8%，长度150米在挖沟过程中，穿孔爆破的形式分为两种，一种是整条沟的深孔爆破，另一种是沿斜面的不等深孔爆破。在全沟等深孔爆破的情况下，由于可以在爆破后的碎岩上直接做出入沟的斜面铺设，所以穿孔·爆破作业的流程相对简单。另外，在移动凹槽的位置时，也不需要在斜面上开洞，方便入药。但是，这种爆破方式会影响路面质量，对汽车造成各种影响。沿斜面的不等距深孔爆破，需要沿出入槽的斜面挖掘不同深度的炮孔，分段爆破。综上考虑，本次设计采用沿坡面的不等深孔爆破。这次设计确定的开采边界内有山，是山腰的露天矿金属矿。与露天矿不同的是，在山坡露天矿中，不需要在平坦的山坡下挖沟到达下一个水平面，只要在山坡的适当位置打开初始工作面即可。因此，在山坡上开凿的“沟”也被称为“独臂沟”。因为在沟外掉头采装的方式虽然较为节省空间，但是自卸车在沟外掉头再倒车采装比较浪费时间而且存在着安全隐患，因此采用沟内掉头方式，现比较沟内折返调车和沟内环形调车方案。折返调车：环形调车：式中：R——最小转弯半径，9米；L——汽车车长，7.41米；d——汽车车宽，3.55米；e——汽车距沟壁的安全距离，1.5米；可以得出折返调车最小沟底宽度为21米，环形调车最小沟底宽度为24.6米，均小于最小工作平台宽度，鉴于操作方便性的考虑，方案选择环形调车。台阶的推进方式新台阶经过挖掘作业后，有了第一个工作空间和通往外面的运输通道。挖沟工作结束后，就可以走到楼梯旁边了。根据汽车运输的灵活性，有时可以在挖掘出出入槽后不挖掘段槽，将工作面推成扇形。随着作业的进行，作业空间会扩大，如果能同时配置两台采矿设备，效率就会提高。分配给一台采矿设备的作业线的长度称为采矿区。我们称之为新水平的准备。采掘方式及工作平盘参数根据采矿方向和作业线方向的关系，采矿方式有垂直采矿和平行采矿两种基本方式。在垂直采矿方式中，铲子垂直向采矿场挖掘。这种采掘方式的一次采掘深度为铲子所处位置的水平半径g，沿作业线的一次采掘长度为2g。但是，这种开采方式需要用铲子进行大量的小距离移动，对采荷效率有很大的影响。平行采矿方式，根据给车方式分为单向行驶不掉头和双向行驶折返两种，与之相比，双向行驶折返和平行采矿方式在效率上的优势更大。工作平盘参数在上文中已有计算，在此不再重复。露天矿生产能力露天矿生产时间帽儿山铁矿为年产90万吨矿石的露天矿山，矿山工人每年工作330天，采用三班制，每班8小时。生产能力的验算露天矿生产能力指每年采出的矿石量和剥离的矿石量，用矿石生产能力AK（每年采出的矿石量）和矿岩生产能力A（即每年采剥总量）两种指标来表示。露天矿的生产能力，主要根据国家的需要，对矿山的地质资源条件、开采技术和经济合理因素进行综合分析后才能确定。目前，中国冶金露天矿的设计一般是根据矿床的开采强度和经济合理条件来确定生产能力。根据矿床的开采强度来确定生产能力，经常使用以下方法:1.按矿山工程延深速度确定生产能力。2.按工作线水平推进速度确定生产能力。3.按可能布置的挖掘机工作面数确定生产能力。4.按采矿工作面的可采面积确定生产能力。此外还有按照经验公式泰勒公式确定生产能力，按照经济合理条件确定矿山生产能力等方法。采用经验公式——泰勒公式进行验算式中：t——，a；R——，Mt；——，Mt/a；可以得到按照泰勒公式得到的矿山年生产能力为0.907Mt/a，服务年限11.8年。与本方案相似。均衡生产剥采比均衡生产剥采比的特点生产期内年产岩的采剥总量相对稳定不变，保证了设备人员的相对稳定，有利于生产管理和生产任务的完成；平衡生产剥采比的缺点是，会引起岩石的早期剥采，提高基期和生产初期的矿石成本，降低生产初期的经济性。均衡生产剥采比的原则①尽量减少生产初期的生产剥采比，减少基建投资；②生产剥采比可以逐步增加，达到最大值后，逐步较少，不易发生骤然波动；③生产剥采比达到最大的时间不易过短。生产剥采比的确定生产剥采比的确定方法主要有以下两种：经验系数法此方法可粗略计算生产剥采比，其计算公式：其中k=1.1~1.7，参照类似矿石选取1.2，本矿的平均剥采比=3.33m³/m³，生产剥采比=1.2×3.33=4.00m³/m³。最大台阶矿岩法把可能出现剥离峰期的连续几个最大矿岩量台阶进行平均，算出其生产剥采比。计算：式中：—生产剥采比，m³/m³；—最大几个台阶总岩石量，m³；—最大几个台阶总矿石量，m³；此方法不准确。本设计不采用此方法。6.3.4降低生产初期生产剥采比的措施1、实行分区开采2、露天矿床走向长度较大时，先采条件好的。3、采用横向工作线4、其可增大工作边坡角，推迟部分岩石的剥离。穿孔爆破工作穿孔爆破的设备选型本矿设计年产量为90万吨，由于年产量较大，地质资料显示该矿矿岩硬度较大，因此此次设计使用潜孔挖掘机完成穿孔任务。潜孔钻头是将潜孔冲撃器的活塞直接冲向钻头，能量损失少，穿孔速度受孔深的影响，可以直接穿孔大而深的炮孔;冲击器是钻进洞里工作的，噪声很小。抽水机排出的废气可以排出渣来节约动力。钻头寿命长;与齿轮钻头相比，具有潜孔穿孔轴压力小，孔不易倾斜，钻头轻便，设备购置费用低等优点。根据矿山规模选择yq-150a潜孔钻头，具体参数见下表。表7-1：YQ—150A钻机参数名称单位参数值钻孔直径mm150钻孔深度m17.5钻孔方向°45、60、75、90适应岩种--≥8钻具转速r/min60钻杆直径mm108除尘方式--干式旋流行走方式--电动履带行走速度km/h1.5外形尺寸（长×宽×高）工作状态m5.83×3.45×11.75运输状态m11.5×3.45×3.6设备生产能力的确定潜孔钻机生产能力潜孔钻机生产能力，可以采用下式进行大致计算：A=0.6vTηA——潜孔钻机生产能力，米/台班；V——潜孔钻机机械钻速，米/分；T——班工作时间，8小时η——钻机班工作时间利用系数，取0.9。A=0.6×6×8×0.9=26米/台班其中V用下式进行计算：a——冲击功，100焦耳；n——冲击频率，1150次/分；D——钻孔直径，15厘米；E——岩石凿碎功比耗，（30-40）9.8公斤米/厘米³；k——冲击能利用系数，0.6-0.8，k取0.7。K——冲击功修正系数，3-7.5，取7.5即潜孔钻机的生产能力为26米/台班。设备数量的计算潜孔钻机设备数量的计算：N——设备所需的数量；Q——设计的矿山规模，矿石700000m³/a，岩石3276000m³/a；p——钻机台年穿孔效率，p=25740m/a；q——每米炮孔的爆破量，查手册得，矿石为17.8m³/a，岩石为21.42m³/a；e——废孔率，e=0.05；即潜孔钻机数量为9台。爆破工作爆破方法的选择从地形图可以看出，该矿区所在地区地形图上的高低差不大，地势平缓，便于钻探设备在边界内作业。此次设计的是中型矿区，一次爆破量大，生产爆破采用多孔微差爆破。倾斜孔爆破效果较好，但在操作简便性和可靠性方面不如垂直孔，因此采用垂直孔爆破。当接近斜面时，使用预裂纹爆破来稳定斜面。爆破方法及爆破器材矿区内地形和气候对爆破的影响较小，为了确保生产安全和贯通效率，采用了电雷管起爆系统。爆破器材有导爆索、电雷管、继爆管等。用“斜线”起爆的方式。图7-1：起爆顺序图图7-2：爆破网络图爆破参数的确定7.3.3.1底盘抵抗线及超深底盘电阻线是从台阶坡的下限到最前排孔轴线中心的水平距离，它是重要的爆破参数。过大的底盘电阻线，有可能成为较大的块率、较大的后推作用的原因;如果太小，不仅会浪费炸药，增加打孔的工作量，还容易造成飞石的损害。底盘电阻线的大小与炸药的威力、岩石的爆发性、岩石破碎块的要求、钻孔的直径、台阶的高度、倾斜角等因素有关。按照钻头安全作业的要求:式中：——台阶高度，12米；——台阶坡面角，75°；B——从深孔中心到坡顶线的安全距离，B≥2.5-3.0m，B取2.6米；≥12×cot75°+2.6=5.8由此可得底盘最小抵抗线≥5.7米，取6米。由炮孔超深可按下式计算式中：hc——炮孔超深，米；d——孔径，0.15米；hc=（0.15-0.35）×6=0.9-2.1hc=（10-15）×0.15=1.5-2.25由此可知超深的范围为0.9-2.25米，故本次设计取2米。7.3.3.2孔距与排距孔距a是指同一排中相邻两孔中心线的距离，可按下式求得：前排：a=mm；后排：a=mmb；式中：mm一般大于1.0，随着大孔距爆破技术的推广应用，mm可扩大到3-8。即前排孔距：a=1.2×6=7.2m后排孔距：a=1.2×5=6m其中排距是指多排孔爆破时，相邻两排孔直接的距离。炮孔的排距一般可取与底盘抵抗线相同的距离。考虑到后排孔爆破时的岩石夹制效应，排距可变为（0.8-0.9）W底。排距：b=（0.8-0.9）×6=（4.8-5.4）m，因此b=5m。由此可知第一排孔孔距为a=7.2米，后排为a=6米。7.3.3.3单孔装药量在合理选取其他爆破参数的条件下，单排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔装药量为：式中：q——单位炸药消耗量，kg/m³；a——炮孔间距，6m；——台阶高度，12m；——底盘抵抗线，6m；当选用2#岩石硝铵炸药时，可按表7-2选取。表7-2单位炸药消耗量q值表岩石坚固性系数0.8-23-45681012141620q/（kg/m³）0.400.430.460.500.530.560.600.640.670.70Qk=0.5×6×12×6=216kg多排孔爆破时，后排孔应取Qk值的1.1-.3倍，微差爆破可取小值，齐发爆破取大值。7.3.3.4装药量验算式中Q′——单孔装药量演算值；L——炮孔长度，140dm；d——孔径，1.5dm；⊿——装药密度，0.95kg/dm³；经计算得Q′=（140×3.14×1.5²×0.95）/4=234kg，Qk≤Q′故满足要求。采装工作采装设备的选型根据70万吨的生产能力，参照各种电铲的数据，选择WK-4型电铲作为铲装设备。表8-1：WK-4型电铲技术参数表铲斗容积（m3）理论生产能力（m3/h）最大挖掘半径（m）最大挖掘高度（m）457214.410.1最大挖掘深度（m）最大卸载半径（m）最大卸载高度（m）最大提升力（KN）3.412.656.3530动臂长度（m）接地比压（Mpa）最大爬坡能力（°）行走速度（km/h）10.50.243120.45机器工作总量（t）名义提升速度（m/S）最大推压力（KN）推压速度（m/S）1900.882400.53主电动机功率（KW）生产厂家回转90°工作循环时间（s）250太原重机厂25采装工作面参数及工作平盘的配线方式台阶高度工作面类型及作业方式工作面是指用机械挖掘机挖出的岩石。工作面规格利的形状，根据挖掘机的规格、作业方式、矿岩的特性，分为冲工作面、冲工作面、侧工作面。一般来说，挖掘机的平均旋转角不超过90°，因此在工作面的一端，挖掘机的效率最高。尽头工作面，用于挖沟，和汽车和胶带运输机联合作业的宽的挖掘带。挖掘机的平均旋转角在120°至140°之间，由于工作面宽度小，运输线需要频繁地铺设或迁移，降低挖掘机的效率，因此有许多应用;但在录取时等特殊条件下可以录取。机械挖掘机的作业方式根据与运输设备相对的位置，分为平堆、上堆、倒堆、合堆四种。挖掘机和运输设备处于同一水平。上勾拳是指比挖掘机的上升水平更高的设备，上勾拳与平勾拳组合，构成联合收割机。转运时没有搬运设备，挖掘机直接把岩石卸到合适的地方。采掘带长度采区是阶梯作业线的一部分。掘进区域长度(也被称为掘进线长度)是指掘进机掘进的部分的长度分为工作阶梯的长度。采区长的大小要根据需要和可能性来决定。较短的采矿区域，各段可多设置挖掘机工作面，加强作业线的推进，但采矿区域长度不宜过短。根据穿破和采装的配合，各水平作业线的长度，矿岩分布和矿石等级的变化，阶梯的开采计划和运输方法等条件来决定。为了保证挖掘机的正常作业，根据露天矿的生产经验，挖掘机必须保证5-10天的掘进量。因此，采集区通常被划分为三个工作区，即采集区、炸药区和穿孔区。采区长决定，除考虑穿破和采装作业的配合外，还必须满足不同的运输方式来满足采区长的要求。在汽车运输方面，由于各生产工序之间的灵活协作，可以大幅度缩短采矿场的长度，同等级的挖掘机数量为2~4台。表8-2是设计单位根据我国露天矿生产实际提出的矿长值。表8-2采区长度参考值挖掘机铲斗容积（m³）采区长度（m）铁路运输汽车运输0.2-2>200>1504-6>450>300采掘带宽度——采掘带宽度，m；——斗齿位于挖掘机站立水平时的挖掘半径，14.4m；f——斗柄规格利用系数，f=0.8-0.9，f取0.9；——最大卸载半径，12.65m；C——外侧台阶坡底线到公路中心线的距离，一般取c=2-3米，3m；=（1-1.7）×14.4=14.4-24.48≤14.4+0.9×12.65-3=22.785由计算得≤22.785m,取为21.6m。挖掘机生产能力挖掘机生产能力有理论生产能力、技术生产能力和实际生产能力三种。挖掘机理论生产能力理论生产能力是指在挖掘机各项指标都在理想状态下的生产能力，其计算公式如下式中：E——；t1——挖掘机完成一勺斗采装的理论时间通过查《金属矿露天开采》表7-6可知为27；由此可得其理论生产能力为533.33m3/h。挖掘机技术生产能力技术生产能力是指在具体的矿山技术条件下其连续不间断生产所能达到的生产能力，其计算公式如下（m3/h）（式8-4）式中：——，取0.8（式8-5）满斗系数取0.9；松散系数取1.8；则取0.5；则为214m3/h。挖掘机实际生产能力Qw铲车的实际生产能力,工作也被称为生产能力,爆破质量,运输设备及其他辅助工作,包括各种各样的技术和组织因素的影响,实际工作期间具体矿山的生产能力可以实现铲,矿山采掘计划编制的基础。挖掘机的实际生产能力，一般分为小时、班、日、月及年生产能力。挖掘机的班生产能力式中：——班工作时间，8h；——班工作时间利用系数，即装车时间与班工作时间之比，汽车运输时一般=0.6-0.7，取0.7；由此可得其班生产能力为：=213.33×8×0.7=1194m3/台班。挖掘机的年生产能力式中：——挖掘机年日历工作班数，330×3班；——挖掘机年出动率，一般≥80%；由上式可得其年生产能力为：=1194×330×3×90%=106万m3/台/年。挖掘机所需数量式中N——挖掘机台数，台；A——年采剥总量，390万m3/年——挖掘机年台数，万m3/台/年经过计算，N=390/106=3.7，取4台。运输工作概述露天矿运输是指将露天矿开采出的矿石运送到选矿场、破碎场、储藏室，将剥离后的废石运送到填埋地，将材料、设备、人员运送到需要的地方的作业。因此，露天矿输送系统由矿山输送、矿山到地面的战壕输送、地面输送(工业地、填埋地、破碎厂、选矿所之间的输送)构成。这也被称为露天矿的内部运输，从粉碎工厂、选矿所、铁路装载站、转车场到粉和矿石使用者的运输称为外部运输。在选矿所和破碎所与矿山等距离的情况下，从矿山到矿山的运输也是外部运输的对象。矿山运输方式的选择露天矿的运输方法分为铁路运输、汽车运输、皮带运输、吊运运输、索道运输、无极绳索运输、自行运输、水力运输等。其中铁路运输、汽车运输、传送带被广泛使用，特别是前两种比较多。吊运和自卸运输在一定条件下作为露天矿整体运输过程的一个环节，往往需要与其他运输方式相配合。水力输送，当采用水冲软质土或岩石细粒时，工艺简单、效率高，但受输送货物条件的严格限制，应用局限性较大。在露天矿中，道路运输逐渐成为主流。在之前的设计的开拓中，道路的开拓和道路运输设备的选择，所以这次的设计中运输方式也选择了道路运输。道路技术数据道路最重要的技术指标是设计行驶速度。所谓设计行驶速度，是指在天气好、路面干燥、交通量少的情况下，驾驶水平高的驾驶员在有限区间内能够安全行驶的最大速度。露天矿山道路根据行驶速度、年运输量、行驶密度等条件分为三个技术等级。相应指标见表9-1。表9-1露天矿山道路技术指标道路等级设计行车速度（km/h）单向行车密度（辆/h）年运输量(104t)一40>85>1300二3085-251300-240三20<25<240本次设计的道路采用三级公路。出入沟纵向坡度取8%。运输平台宽度取12米与清扫平台合二为一。道路的通过能力与运输能力露天矿的运输计算主要包括道路通过能力、自卸汽车的运输能力和汽车需要量的确定过程。道路通过能力计算道路通行力是指单位时间内通过某一区间的车辆数量，其值的大小由车道数、路面状态、平均行驶速度、安全行驶距离(由行驶距离决定)决定。一般要选择车流集中的路段进行计算。例如，沟口的总出入、车流密集的道路十字路口等。计算公式为:式中：Nd——道路通过能力，辆/h；v——自卸汽车在计算区段的平均行车速度，20km/h；n——线路数目系数，单车道时n=5，双车道时n=1，即n取1；k——道路行车不均衡系数，一般k=0.5-0.7，即k取0.6；s——同方向行驶汽车不追尾的最小安全距离，即停车视距，即s取20米。由此可得道路通过能力为：600辆/h汽车运输能力计算汽车的运输能力是指汽车在单位时间内完成的运输量，与汽车的载货量、运输周期、工作时间等有关，一般用汽车台班的运输能力表示。影响翻斗车台班运输能力的主要因素有:翻斗车的载货量、运输期间、台班的工作时间等。详细计算见4.6.1自卸汽车台班生产能力。自卸汽车需要量计算详细计算见4.6.2自卸汽车需要量。排土工作概述露天矿的特征之一是，必须剥离覆盖在矿体上部和周围的岩石，搬运到一定地点进行倾倒，并为此设置填埋场。排水作业是指在排水场将露天矿的废石和表土通过合理的工艺排出，使采矿作业保持平衡的作业。因此，排土作业也是露天矿的主要生产工序之一。露天矿的剥离工程量一般是开采量的数倍。大型的近代露天掘り剥岩量从每年数百万吨达到数千吨,如果排土能力不足,露天掘り限制的生产能力的提高,而且排土地的人数往往全矿山定额的占10-20%,排土费用是矿石成本占5-10%。因此，排土工作的好坏对露天矿的正常生产及其技术经济指标有很大的影响。排土场选址1）排水场的总容积应与露天矿设计的总剥岩量相适应；2）排放场的承受能力要保证露天矿年开采计划的要求；3）排水场必须保持良好的施工状况，确保排水作业的安全。另外,排水场位置的选定,排水工作计划时,不占农田,占少,或缓慢,尽量考虑到山谷,湖岸,低地,海岸,荒地,或利用露天采石场一片荒凉,弃子要排出,但洪水和河流不能切断了。尽可能将填埋场设置在矿山附近，并安排在住宅区的下风处，避免粉尘污染住宅区的空气。对于含有有害成分的废石，有必要采取防止有害成分进入农田和河川的措施。对于可用的岩石，在今后再利用时必须考虑装船的可能性。在露天矿的边界以外的叫做外挖，在露天矿的地基内的叫做内挖。排土场容积的计算排土场容积可用下式计算式中：V——排土场设计总容积，m³；Vy——排土场设计有效容积，m³；VS——岩土剥离岩石方容积，7097112.34m³；KS——废石（土）松散系数，一般取1.3-1.6，即Ks取1.5；Kc——废石（土）下沉系数，取值范围1.05-1.28，即Kc取1.1；Kf——排土场容积富余系数，1.02-1.05，即Kf取1.05；经计算的排土场设计容积为：1557万m³。排土场方法选择及堆置要素的确定排土方法露天矿矿床的开采工艺、土壤地形、水文地质学和工程地质学特征、排出碎石的物理力学特征有差异。岩石内部的排水场的过程的方法是两个大规模的种类可以分为:一个是,热水的厚度和剥离岩石层的厚度不大时,弃石剥离可以大规模机械铲和索斗铲人使用的采空区岩石的过程完成;另一个岩石排土外部市场和同一位,矿体的厚度也大,但不能实现倒堆剥离废石时,一定的运输方式,必须使用采空区内部岩石,这块岩石的过程和外部排土市场完全不同,同一位的内部岩石,或避免大量运输。外部投石场的投石方法根据石头的搬运方式、投石方式和使用设备的不同，可以分为以下三种:排土工序汽车运输-推土机卸岩法是露天矿常用的卸岩法，其卸岩工程包括:卸岩土、推土机、推土机平整地基、修路。车辆沿着排水场运输道路进入岩盘平台，经过岩盘平台内的道路到达土堆带后，调转车辆，使车辆后退到卸货带边缘，背对着岩盘阶梯的斜面翻倒岩盘。汽车在翻斗区翻倒岩石后，用推土机把岩石压下去。确定排土场参数10.4.3.1排土段高排土场应因地制宜，阶段高度应根据地形来形成高差。根据帽儿山铁矿的废岩物理学性质，采用高台阶排岩，台阶高度为30米。10.3.3.2岩堆安息角根据帽儿山矿废岩的岩石力学性质，再参考下表，取岩堆安息角为30°表10-1：岩堆安息角参考10.3.3.3最小平盘宽度最小平盘宽度主要取决于上一个阶段的高度、设备的选型及运输路线的布置等。其计算公式如下Bmin=b2+2(R+Lc)+C式中：Bmin——最小平盘宽度，m；b2——超前上台阶宽度，10m；R——汽车回转半径，9m；Lc——汽车长度，7.41m；C——外侧线路中心至平台眉线的最小距离，2.2m；Bmin=10+2×（9+7.41）+2.2=45.02m由此可得其最小平盘宽度为：45.02米排土线长度排土线长度与排岩作业强度有关，其计算公式如下式中：——排土线最小长度，m；——同时翻卸的汽车数，2辆；——相邻汽车正常作业的间距，取30米；式中：N——出勤汽车总数，10台；——汽车运行周期，20min；——每辆汽车卸土及调车入换时间，2.7min；——汽车倒退的对位时间，0.2min；——汽车卸载时间，1min；R——汽车转弯半径，9m；——调车入换时的汽车运行速度，30m/min；n由以上公式可以算出该矿排土线长度为：40.5m而考虑到设备的维护、备用，实际排土线L=（2.5-3），因此本次设计取3，因此排土线长度为121.5米。推土机的选择推土机的生产能力与推土距离、岩土性质以及推土机的型号有关，推土机的选型应和汽车载重、作业量等参数结合，具体可以参照下表：表10-2：推土机选择参考汽车载重/t推土机功率/马力小时能力/m3≤20100-200100-12030-40140-160140-16060≥220260-320100大于等于320420-550根据上表，设计选用黄河T-180推土机，生产效率为1200m³/台班。推土机数量推土机设备数量可以按以下公式确定：式中：——所需推土机的数量，台；——需要推土机推送的岩土实方体积，2509m³/班；——土岩松胀系数，一般取1.3-1.5，取1.4；——设备检修系数，一般取1.2-1.25，取1.2；——推土机班生产能力（松方），1200m³/班由上式可以计算得本矿一共需