【紫金山露天铜矿矿床开拓与运输分析案例5400字】

紫金山露天铜矿矿床开拓与运输分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u24100紫金山露天铜矿矿床开拓与运输分析案例 1161361.1开拓方式的选择 1249141.1.1影响开拓方案设计的主要因素: 1263091.1.1开拓方法选择的原则 281681.1.2开拓方案的选择 2114471.2出入沟位置的选择 3244661.2.1方案的选择 3300391.3运输线路的技术条件 4149681.3.1线路技术要求 4254631.3.2运输设备选型和汽车台数计算 572361.3.3通过能力的计算 7163061.3.4运输线路布置方式 8287571.3.5开拓井巷工程 8164701.4掘沟工程 10211261.1.1沟道类型与断面规格 10243731.1.2掘沟方法选择 12316811.1.3掘沟工程量和速度的计算 121.1开拓方式的选择1.1.1影响开拓方案设计的主要因素:

1.矿体赋存的地质地形条件的影响受赋存的地形条件所影响，可能有一种或多种不同的开拓方案和方式。对于矿体的平面尺寸比较大，赋存比较浅的情况。可以选用公路或者是铁路开拓运输。露天矿矿体赋存比较深、开采深度比较大的情况，可使用公路带式运输机开拓或斜坡提升开拓。对于矿体平面尺寸大，赋存比较深的情况时,除使用公路-带式输送机联合运输开拓以及斜坡箕斗提升开拓之外，同时也可以使用铁路-公路联合运输开拓。对于开采深度不大凹陷露天矿或山坡露天矿中矿体赋存条件复杂、分散、平面尺寸以及高差不大的情况,公路运输开拓是比较适宜的一种方式。对于矿体赋存中有地形高差很大、坡陡的山峰这种情况,使用平硐溜井开拓是一种技术上可行、经济上合理的开拓方式。

2.露天矿生产能力的影响

不同生产能力的露天矿有着不同选型的采掘运输设备，而不同的运输设备又影响着不同的开拓方式。举个例子：带式输送机运输中生产能力比较大的和生产斜坡箕斗提升中生产能力比较小的，它们拥有不一样的开拓方式。如果沟道布置在露天矿场最终边帮中，那么前者的倾角一般是小于，斜交的最终边帮是倾向于布置的沟道的;斜坡箕斗提升布置沟道是沿着最终边帮的倾向，而且在集运水平布置转载栈桥。3.基建工程量和基建期限的影响要求为了使基建工程量减少、建设期限缩短和基建投资可以减少，可以把移动坑线开拓布置在靠近矿体的地方，底帮固定坑线开拓使用在矿体倾角小的情况，同时采用开段沟横向的布置进行开拓。1.矿石损失与贫化的影响要求矿产资源的利用情况以及生产的经济效益直接受矿石损失与贫化所影响。在考虑开拓方式和方案的选取时，要把降低矿石损失与贫化考虑当中,这在开采矿石价值高的矿体更加重要。1.1.1开拓方法选择的原则开拓矿山方式的选择的基本原则是选取简单可靠的生产技术、小型基建和低成本的资金、生产经营成本低、占地面积小、生产过早、运输系统发展迅速、静态和动态投资回报期短，回报率高的系统。由于露天矿开拓方式直接影响到建设规模，矿石和岩石的运输和能耗成本不同，占矿石总产量的%～%（如铁矿石运输成本占总价值的%）；交通运输部门占总能耗的%～%，因此必须根据赋存条件综合考虑影响因素，综合分析，选择经济上、技术上可行的开拓模式。1.1.2开拓方案的选择在遵循开拓方法选择原则的基础上，开拓方案分为以下三大类：（1）公路运输开拓系统；（2）铁路运输开拓系统；（3）平峒溜井开拓。本次设计在结合紫金山地质条件的基础上进行进一步的开拓方案选择。现在此对此三种开拓方案进行比较：对于公路运输开拓系统：也叫汽车运输开拓系统，它最常用的设备是自卸式汽车，这种系统的可以适应各种情况，适应能力强，可以用于露天开采中地形条件复杂的情况；并且在开拓施工方面也比较方便，它的线路工程量小，掘沟速度快，新水平准备周期短，有利于露天矿提高矿石产量；对于地形和矿床的埋藏条件适应性强，在现代露天矿应用很广。对于铁路运输开拓系统：这种系统的主要优点是在投资在运营时期的经费比较少，是公路运输的，而且铁路运输的设备能力很大，同时设备也比较坚固，用的比较久，除此之外它的维修成本花费也少。但是它也有缺点，和公路运输比较，它的开拓线路比较的复杂，在爬坡这方面能力比较小，它的开拓展线也比较长，转弯半径也比较大（），而且也不太灵活，所以使掘沟工程量以及露天边帮的附加剥岩量增加，准备新水平的时间较长。对于平峒溜井开拓:平硐溜井开拓主要应用于开采工作面高差大于的露天开采设计中，其生产能力大，成本低，节约能源，后期运营和维修成本均较低，因此适当结合此种方法可以大大节约运输成本，但是开拓过程中有大量烟尘的产生，对工作人员的身体健康不利，并且对矿石的破碎程度也有要求。综上分析可知，紫金山地形地质条件较复杂并且气候条件为连年多雨，因此排除了铁路运输开拓系统，同时由于本次设计的台阶高度较高，所以为了满足生产过程中的运输的相关要求，本设计选择采用汽车公路运输开拓系统，并且局部可以结合平硐溜井开拓，让矿石沿着设置好的溜井自然滑下，缩短采场内汽车、平硐内机车或皮带运输距离，这样就可以有效的降低投入成本，增加收入。1.2出入沟位置的选择1.2.1方案的选择对于露天矿的掘沟，按照运输来分类的话，有汽车运输掘沟、运输掘沟、联合运输掘沟和运输掘沟这四种。按装载来分类的话，分为车全段高掘沟、车全段高掘沟和分层掘沟下挖下装车这几种。图4-1装车示意图露天道路开发坑线的出入口应该尽量布置在工程地质条件良好，地形高度偏低，靠近工业厂区和排土场的范围。合理的坑线位置是工程少，运输距离短，可以创造良好的运输条件的位置。要避免和减少重型卡车在采矿现场的反向运动，同时减少无意义的增加上坡距离，最大程度上减少矿石和其他材料的综合运输工作，并减少所需的运输设备数量。考虑到本次设计参考紫金山地形较复杂并且矿床空间较大，采用移动坑线开拓，在开采初期将出入沟设置地势较低的地方，便于各种设备出入，随着开采的深入再进行适当调整，以起到节约成本的结果。紫金山露天矿开始的沟道大部分是使用单斗-汽车方式掘沟，它的优点在于在生产的初期可以让矿体快一点的进入采剥，这样就可以建设经费在基建剥岩量和基建中的使用，同时减少基建的时间，同时①充分利用了半压帮所留的沟道优势②和土岩的运输干扰较小，可以充分发挥机械效率③采场内坡道布置简单，管理方便④工作面台阶较完整基本没有运矿坡道，当然，它也有剥离和采矿运输相互影响，初期剥离物外排，运距较长运输道路质量较差等缺点，结合露天矿生产实际及生产工艺与其他方案相比较该方案较为合理。1.3运输线路的技术条件1.3.1线路技术要求露天开采运输线路的设置应当满足其矿用机械的通行条件，并且在确保安全的前提下尽可能节约成本。结合本次设计采用汽车公路运输的实际情况，本设计中运输线路的设计具体考虑到汽车的较大爬坡能力、较大车身尺寸以及汽车运输特点，如转弯半径等条件，进行各种台阶以及通行线路的设置。其中，坡度取10度，运输平台宽度为17.5米。1.3.2运输设备选型和汽车台数计算1.3.2.1运输设备选型根据实际日产量6万吨，设计采用型号为同力重工TL885A矿用自卸车，载重68吨的汽车。为便于维修，建议矿山采用同一型号、同一生产厂家的汽车。其参数如下表：表4-1；同力重工TL885A矿用自卸车项目单位TL885A额定功率KW（PS）533（725）标准斗容36最大载重量t68最大行驶速度km/h45最小转弯半径m8.5整备质量t34满载质量t102外型尺寸（长×宽×高）mm9400×3620×4235发动机型号潍柴530马力图4-2；同力重工TL885A矿用自卸车示意图（1）平均运距参考紫金山金矿周边地形，本设计确定平均运距为2千米。（2）时间利用系数本次设计在计算中取0.75。（3）不均衡系数根据紫金山具体地质情况，这里取。（4）装车时间计算方法如下：（4-1）式中：矿石n取4；岩石n取5；计算，矿石tx＝42.8，岩石tx＝40.6；代入数据，则（5）卸载时间其影响因素主要是矿石物理性质，本设计中取1.0min（6）调头及停留时间调头时间：受运输距离和卸载场地大小影响，本设计中取1分钟；停留时间：根据采矿设计手册得知一般为4到6分钟，本设计中取1.5分钟（7）自卸汽车出车率受工作效率、管理水平等因素影响，并且与设备维修周期相关。一般情况下取57%~72%，鉴于本设计中采用的设备较先进，以及紫金集团较高的管理水平，本设计自卸汽车出车率取65%。（8）汽车数量计算公式：（4-2）式中：L—自卸汽车平均运距，；运输矿石时，运岩时；经计算汽车的台班运矿能力为881t；运岩能力864t1.3.2.2自卸汽车所需数量计算公式：N=（4-3）式中：，矿石为1980万吨，岩石5842.5万吨；经计算，运输矿石N＝38.4台，取39台；运输岩石N＝115.6台，取116台，共计155台。1.3.3通过能力的计算公式：（4-4）式中：N——，辆；υ——汽车运行速度，；K2——安全系数，此处取；ST——安全行车间距，m；L1——司机观察反应时间内前进的距离，；t——司机观察反应时间，；L2——汽车开始制动到静止的位移，L2=（4-5）K—，取1.35；ψb—计算粘着系数，0.37；ω—，取0.04；i—道路纵坡，，正负根据上、下坡分别取对应值；。取于汽车全长，9.4m；经计算：L2上坡时＝3.52m、取值3.6m.下坡时=5.805m，取值5.8m计算。ST=9.2+5.8+9.4＝21.4m，N=1000×18.4×0.67×0.36/21.4＝181.88，取182辆。大于155辆，能符合安全要求。1.3.4运输线路布置方式本设计再考虑安全以及生产效率的前提下，采用移动坑线开拓的方式进行线路施工。移动坑线开拓法，可以把前期较大的剥离量缓一部分到中后期处理，这样可以缩小初期的生产剥采比，同时增加露天矿的采强度，降低前期的矿石成本，使经济效益在整个矿床的开采过程中，体现得比较合理。应用于紫金山时，我们将在在转弯处设置会车处，保证通行安全。因为运输车辆大部分载重都比较大，所以为了保证车辆运输过程中的安全性，运输线路的坡度不能太大，以小于10°为宜，本设计取10°，根据具体施工阶段的地形特点再进行不同的调整。而且露天坑的生产是重车上坡，因此坡度设置应当符合实际情况，以节约设备能耗。1.3.5开拓井巷工程因选用的汽车-平硐溜井开拓运输，在施工过程中需进行井巷的开拓。根据台阶矿岩表及出矿需求，设计采用溜井放矿，共10条（1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#），10个溜井均布置在露天矿境界内，井口标高不一，随作业水平下降而下降。图4-3；采矿工序图溜井系统包括溜井、底部矿仓、装载硐室、卸矿平台，溜槽等构成。图示如图4-4所示：图4-4；溜井示意图溜井井筒的直径，为了提高井口的稳固性，井口段内整体采用混凝土支护，厚度为。喷射混凝土支护在溜矿段部分，为了保证施工作业的安全，厚度为。同时在仓底部范围内。平硐位置与溜井位置有一定的相关性，要力使平硐长度小，而且其顶板到上层爆破工作面的距离要满足爆破安全条件。平硐口的水平位置应设高于洪水的位置标高，必须选取在围岩比较稳定的位置。1.4掘沟工程1.1.1沟道类型与断面规格沟道类型：矿山所采用的运输和装载方式决定着掘沟方式的选取，汽车、铁路、联合运输常在凹陷露天矿掘进梯形横断面的双壁沟中使用，无运输掘沟方法常在浩山坡掘进近似三角形横断面的单壁沟中使用。汽车运输也可以在山坡掘进宽工作面单壁沟。根据紫金山地形的不同，采取单壁沟和双壁沟分别应用于山坡和凹陷地形。单壁沟和双壁沟的断面形状不同，分别为角形和梯形。考虑本设计中的实际条件，设置掘沟顺序为：（1）出入沟；（2）开段沟；（3）扩帮。规格则按照以下参数进行设计。1.1.1.1沟底宽度出入沟沟底最小底宽沟底宽度取决于掘沟的运输设备，根据《露天采矿学》，当采用汽车运输时，按照以下公式，计算出入沟沟底最小宽度：回返式调车：QUOTE（4-6）式中： QUOTE——，m；QUOTE——汽车最小转弯半径，m；QUOTE——汽车宽度，m；QUOTE——汽车距离，m。其中:QUOTE12m，QUOTE4m，QUOTE0.5m；QUOTE30m，即沟底最小宽度为30m。（2）开段沟沟底宽度本设计中取沟底宽度同出入沟一样为30m。1.1.1.2沟深度本设计采用全段高的方式作业，为方便统一施工，本设计中沟深度设计为与台阶高度相等，均为12m。如图所示。图4-5；单壁沟横断面要素图出入沟取12m，开段沟深。如图所示。图4-6；双臂沟横断面要素图1.1.1.3沟的纵向坡度单壁沟：位于山坡部分，一般情况为重车下坡，坡度稍微设置大一些，可以节约汽车能耗，本设计取8%。双壁沟：位于露天开采的凹陷部分，一般为重车上坡，坡度应稍微减小，本设计将其定位7%。开段沟：考虑到排水需求，将其在基本水平的基础上稍微抬高，设计为3‰的纵向坡度。1.1.1.4沟帮坡面角结合紫金山金矿矿床围岩的力学性质，并且由于坡面角的设置应满足稳定性要求，不宜过大造成稳定性较差，也不应过小使掘进工程量变大，因而本设计的沟帮坡面角取70°。1.1.1.5沟的长度公式：（4-7）式中： L——，m；H——台阶高度，12m；i——，单壁沟取8%，双壁沟取7%。经计算，L单壁沟=150m,L双壁沟=171m。1.1.2掘沟方法选择根据前文得知紫金山矿区的地形为山地地形，较为复杂，以及施工难度故最终采用汽车设备进行掘沟的工作。1.1.3掘沟工程量和速度的计算1.1.3.1掘沟工程量（1）凹陷部分，出入沟和开段沟为双壁沟，出入沟的工程量:V1=