昆工露天开采毕业实习、设计大纲.doc

昆明理工大学国土资源工程学院资源开发工程系 Kunming University of Science and Technology Faculty of Land Resources Engineering Department of Resources Exploition Engineering露天开采毕业实习设计大纲二00九年二月十二日修订露天开采毕业实习提纲一、基本要求：通过毕业实习进一步加深对整个露天矿各生产工艺的感性认识和巩固所学的专业知识，实习中通过参加矿山穿孔爆破、采装、运输、排土等工艺的实践、学习生产知识、操作技能和科学管理，为毕业后参加工作打下一定的基础。通过听报告、实习、调查了解过程，将收集的资料进行系统整理，写出有分析、有总结的实习报告。在实习期间还要求为毕业设计收集地质、采矿、技术管理等方面的资料，对毕业设计的专题部分要求在实习中就进行调查研究提出初步方案。二、实习内容（一） 矿床赋存地区一般概况1、 矿山位置：属于何省、何县、何镇、矿区范围。2、 矿山交通：铁路、公路、邻近车站、河流的状况。附交通位置图。3、 矿区的地形特征：地貌描述，相对标高及绝对标高。4、 矿区经济概况：与矿山有关的附近主要工业及附属企业。主要农场品概况。附近较大的城镇居民点，当地的建筑材料包括木材、砖、石等来源。电源及变电站、劳动力的供应、水源情况等。5、 矿区的气候条件：年平均最低及最高温度及其时间长短，年降雨量季度、月度及日最大降雨量，主导风向及风力，降雪及结冰时间长短、冻土深度。6、 矿石与精矿产品的销售情况，用户对矿石质量的要求。7、 矿区开发简史及发展远景，矿床开采对该地区国民经济的意义。（二） 矿区地质：1、 矿区的地层系统及其岩性（接生成时代顺序描述）。2、 矿区的地质构造：矿区内的主要断层，褶皱和节理系统及其矿床生成的关系对开采工作的影响。矿床的破坏情况。3、 矿区矿床的构造特征：矿床埋藏深度及赋存分布特点。矿床类型及矿床成因、矿体的数量及产状，赋存要素（厚度、倾向、走向、倾角）及变化情况。夹石的产状和选别开采的可能性。4、 矿石的矿物组成及化学成分，有用成分的含量及其在矿体中的分布特征，矿石的平均品位，最低开采工业品位，品位变化有无规律。5、 矿石及围岩的力学性质：硬度、稳固性、含水性、体重松散系数、松散矿岩及表土层的自然安息角。6、 矿石与围岩的其他性质：包括他的组成成分中游离二氧化碳及硫的含量、自燃性、氧化性、结块性及有毒性等与采矿及周围环境有密切关系的性质。7、 矿石与围岩的接触特征，围岩的矿化程度。8、 矿床的远景。（三） 水文、环境地质资料1、 矿区主要含水层的数目，厚度，埋藏深度及其分布情况。2、 水源、给水工程及供水条件。3、 地表水和地下水的关系，矿内涌水量及其变化4、 地表水和地下水的物理化学性质。5、 地震烈度。6、 崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害和环境污染、放射性情况。（四） 地质勘探资料1、 矿床的勘探方法；2、 矿床的勘探深度；3、 储量的计算方法。借阅和索取资料1、 矿区地形地质图；2、 矿体纵横剖面图；3、 地质报告及勘探报告书。（五） 矿床开采方法的选择：选用露天开采的依据和露天开采境界的确定。1、 结合矿床具体赋存条件，地表地形，以及技术经济的合理性。论述选用露天开采的依据。2、 露天开采境界的确定。露天矿场的主要参数：工作台阶高度、台阶坡面角，最小工作平盘宽度，最终边坡角。非工作帮的组成。所选用的经济合理剥采比及其计算方法。确定开采境界的原则和方法。借阅和索取资料：1、 露天开采设计说明书。2、 露天开采终了平面图。（六） 开拓运输方案选择矿山开拓运输系统，选择该种系统的依据，运输设备类型，规格及技术经济指标，该系统在生产实践中发现的问题。借阅开拓运输系统图。（七） 穿爆工作1、 穿孔机械类型、构造、工作原理、操作方法、生产能力，穿孔技术经济指标。2、 爆破。爆破参数的确定，爆破设计。 爆破工艺：爆破方法及经验。爆破块度，爆堆高度和宽度、爆破安全措施，爆破技术经济指标。（八） 采装及工作面运输：1、 采装设备类型、构造、工作原理、操作方法、生产能力、工作组织。2、 采掘带宽度，采区长度、最小工作平盘宽度，工作线布置方向及推进方向。3、 工作面运输设备类型，机车（汽车）和电铲配置比例、工作面的调车方法。4、 采装设备技术经济指标。（九） 剥离工作 剥离工作的重要性，生产剥采比，剥离工作进行方式，剥离技术经济指标。 排土场位置的选择，排土方法，排土设备技术经济指标、排土场对周围环境的影响。覆土造田工作的进行情况。（十） 矿山防、排水地表地下水对露天采矿的影响、矿山防、排水措施、排水设备、排水系统图，排水费用。（十一）露天边坡的维护工作：露天边坡的稳定性，现场滑坡事例及原因，现场对矿山边坡稳定性研究的情况，维护边坡的方法及经验。（十二）工作制度、工资制度、劳动定额、劳动生产率、矿石单位材料消耗、矿石成本计算。（十三）矿山年度采掘计划的编制：采掘计划的内容，编制方法。（十四）矿山安全管理的内容，主要危险源及相关的制度（十五）其他：矿床开采强度及新水平的准备方案等。三、为毕业设计应收集的资料（一） 地质资料 设计范围内的：地形地质图、纵横剖面图。品位分布及变化情况，储量计算资料，及地质报告主要内容摘要。（二） 技术经济资料矿石回收率、贫化率、主要设备规格、型号、价格、主要设备的技术经济指标，劳动定额。成本计算资料。主要材料及辅助材料的价格。工资等级、奖励制度、最终产品销售价格。矿山实践中发现的各种问题及先进经验。（三）矿区总平面布置图、露天开采设计终了平面图、开拓系统图、开采方法图，爆破设计图，排土场布置图及容量。四 设计专题部分的有关资料。 露天开采毕业设计大纲目录1 矿区地质 9 1 矿区一般概述 2 矿区地质概述2 设计基础资料 101 设计任务书 2矿床开采技术条件.3 露天开采境界的确定. 101 露天矿基本要素2 露天开采境界的确定.4 露天矿开采顺序 221 分期开采.2 纵采与横采.5 露天矿井开拓运输 231 开拓运输方案选择.2 公路设计.3 运输计算. 4 平洞溜井开拓6 露天矿穿孔爆破 341 穿孔设备的选择及需要量的计算. 2 爆破工作. 3 穿孔爆破材料消耗及单位成本.7采装及工作面运输 35 1 采装设备的选择2 工作面运输.8 排土工作 37 1 排土场选择 2 废石量和排土场容积的计算 3 排土场基本参数 4 排土场的建造及排土方式 5 排土设备数量计算9 露天矿井排水 461排水方案选择. 2 新水平过度排水设施 3 排水系统10 露天矿生产能力及采掘进度计划的编制 471生产能力的确定或验证. 2 露天矿采掘进度计划的编制11 废石场复垦12 经济效益分析13 主要技术经济指标 51 露天开采毕业设计大纲及相关设计参考指标1矿区地质1.1矿区一般概述矿区地理位置及行政区划，交通情况简述，经济方面简述，（工业、农业情况、水源、电源、燃料、建筑材料资料等）。气象条件：年最高、最低温度、年平均温度、年主导风向、年降雨量。地震资料。该区开采意义，矿石用户及其分布。1.2 矿区地质概述 该地区地层系统及地质构造、矿床成因、矿床勘探类型、矿石矿物组成及化学成分，矿体形状及附存要素（厚度、倾角、走向、倾向）沿走向及倾斜方向的长度，矿石品位及其变化。矿石储量计算：矿石、围岩的物理学性质：抗压、抗拉、抗剪强度、硬度、体重、松散系数、稳定性、矿石的氧化性、自燃性、含水性、接块性。 矿体与围岩特征，围岩矿化程度，矿体中夹石及类别开采可能性，矿体破坏情况。 矿床水文地质条件，地面、地下水来源及其对露天矿井开采的影响。2设计基础资料2.1、设计任务书上级下达的设计文件、指示、设计指导思想。2.2、矿床开采技术条件矿床赋存要素，矿石及围岩的物理力学性质矿石的质量成分、自燃性、结块性、含水性、地表是否允许陷落。对采出的矿石要求：块度、出矿品位、是否按矿石类型分级出矿等。设计采用的各级矿石量。3露天开采境界的确定3.1、露天矿的基本要素1工作台阶高度工作台阶高度主要根据挖掘设备，钻机穿孔能力，爆破效果矿岩物理学性质，矿体倾角厚度、矿损贫化、采装运效率综合考虑。工作台阶高度可参照表3-1选取。电铲铲斗容积，米3需爆破的岩石不需爆破的表土0.205124-101010121215根据电铲的最大挖掘高度和岩土性质确定注：（1）、当矿体倾角较缓，品级复杂、需要分采的矿床，段高可取最小值。 （2）、当矿岩硬度小、补破性好、补堆高度低时，段高可取高些。（3）、采矿和剥离工作台阶高度一般要一致。如不一致时也要设计成互为整数倍。2、工作台阶坡面角台阶坡面角主要根据矿岩稳定性，节理裂隙及钻机设备等确定。均质岩石的工作台阶坡面可参考表3-2选取。矿岩硬度 f工作台阶坡面角814以上70度75度3860度70度1350度60度3、最小工作平盘宽度：汽车运输时最小工作平盘度：Bmln=b+c+d+e+f+g式中：b爆堆宽度、米、可按矿山实际资料选取，无实际资料时，参考表33选取。 表33矿岩硬度f爆堆宽度矿岩硬度bf爆堆宽度b1220B=（2.52.8）H6B=（1.52.0）E612B=（2.02.5）H注：（1）B是穿孔机穿孔，单排孔爆破的爆堆宽度； （2）H是台阶高度。 O爆堆坡底线至线路内侧边缘的距离，一般为23米 d车辆运行宽度（与调车方法有关）米； e线路外侧至动力电杆的距离；f=34米； g安全宽度、米；g=h(tgr-tga) (r-台阶稳定坡面角。a台阶坡面角)。汽车运输时最小工作平盘宽度可参考表34 表34矿岩硬度系数台阶高度mf10121416123942444849535459612343938444249465462934323835423846注：(1)、铁路运输时取上限，汽车运输时取下限； (2)、表内数值为双线运输时的最小平盘宽度； (3)、窄轨铁路运输（762.500毫米）时的最小工作平台宽度，将表内数值分别减去1米、2米即求得；900毫米轨距同准轨铁路。铁路运输时最小工作平盘宽度：Bmin=b+c1+d1+e1+f+g式中：c1爆堆坡底线至铁路线路中心间距一般23米； d1铁路中心线间距，间向d6.5米、背向架线d8.5米； c1外侧线路中心至动力电杆间距，e1=3米；其他符号同前。铁路运输的最小工作平盘宽度参考表34。4、电铲工作线长度：电铲工作线长度应满足下列条件：1)、 保证电铲有510天以上的采装爆破量；2)、 满足运输要求；汽车运输时一般150300米以上；铁路运输时一般不少于列车长度的23倍，一般260400米以上。电铲工作长度可参考表35。 表35电铲铲斗容积电铲工作长度、米米3铁路运输汽车运输0.22.0200以上150以上46450以上300以上每个工作面的电铲工作台数，按采场工作线长度确定后。还应根据该水平采用的运输方式，线路布置条件等因素进行修正。根据运输条件确定的工作面电铲台数，一般如下：1)、 铁路运输单面进车时，不超过2台。2)、 铁路运输双面进车时，不超过3台。3)、 汽车运输时为24台。5、 露天矿最终边坡角最终边坡角要考虑地质构造，岩石物理学性质，水文地质条件，边坡高度及存在年限等。目前设计多采用类比法，参考类似矿山实际资料选取，对工程地质条件复杂的矿山，进行设计同时，由设计研究单位通过系统工程地质调查后，通过计算法，综合其他因素最后决定。边坡角初选时的经验参考值3-6，国内金属露天矿的边坡角实列见表37。表3-6 边坡角初选时的经验参考值岩石类型f岩石名称台阶坡面角()高度为下列值时的稳定边坡角()工作的非工作的566778899101011坡长限制米800500350200100（150）80（140）注：当受地形条件限制时，为适应采矿台阶高度。坡长限制可采用括号内数值。2）.纵坡折减当平曲线半径50m时，该平曲线的最大纵坡应根据表5-4的规定予以折减。高原地区各级公路的纵坡折减值视海拔高度而异，海拔5000m以上，折减3%；海拔40005000m，折减2%；海拔30004000m，折减1%。最大纵坡折减后，其值小于4%时，仍取用4%。表5-4 平曲线纵坡折减平曲线半径(m)1520253035404550纵坡折减(%)4.03.53.02.52.01.51.00.53）、绘制各运输公路的纵断面图。5.3 运输计算1、自卸汽车运输能力及需要量的计算 自卸汽车的台班生产能力为： A=式中：A自卸汽车台班生产能力，吨/台班； q自卸汽车的载重量，吨； T班工作时间、小时； T自卸汽车的运输周期；分； K1自卸汽车的载重系数； 自卸汽车工作时间利用系数。自卸汽车的需要量为： N=式中：N自卸汽车在册数量，台； K2自卸汽车运输不均衡系数K=111.15 QB矿山班产量，吨/班； A自卸汽车班生产能力，吨/台班 K3出车率。出车率=2、道路通过能力： ND=式中：ND道路通过能力车辆/小时； V自卸汽车在计算区段内的平均行车速度。公里/小时； n线路数目（单车道时n=0.5，双车道时n=1 K车辆行驶的不均衡系数，一般K=0.50.7S两辆自卸汽车追踪行驶的最小安全距离（即视距）米。或 MD=NTq式中：MD道路通过能力，吨/班； N以车辆数表示的线路通过能力，辆/小时； T班工作时间，小时； 自卸汽车工作时间利用系数。运输计算可采用计算机模拟进行计算，更加符合矿山实际。5.4平硐溜井开拓矿体赋存地表水平以上，地形陡峭、复杂、高差大时，可考虑平硐溜井开拓。1、平硐溜井位置的选择1）、平硐位置平硐口应高于受矿仓和最高洪水位，并应考虑是否会受到山崩滑坡滚石，暴雨等威胁。平硐布置除考虑运输费用最省外，还应考虑布置在岩石比较稳固的地方。2）、溜井位置溜井应布置在岩石比较稳固，没有较大断层破碎带和较厚的不稳定软岩夹层，节理裂隙不发育及地下水不大的地段。采场内采用汽车运输时，为减少汽车运距，溜井一般多布置在采场以内，并应尽量选在矿量的中心。采场内采用汽车运输时，一般溜井应布置在采场以外。一般采用一组溜井，每个溜井负担溜放2-3个开采阶段的矿石。当溜井布置在采场内，而工作面沿走向布置时，应在垂直矿体走向方向每隔一定距离布置1-2个溜井。其间隔应保证在任何开采情况下，每个阶段都有溜井可以放矿。2、平硐溜井断面溜井一般采用圆形断面，断面大小应根据溜井所负担的矿岩量和允许最大矿岩块度而定。平硐断面要根据矿山年产量，运输设备和支护类型等而定。3、平硐溜井数目主平硐数目一般一条。当产量大，铺双线而岩石又破碎时或平硐很长，通风困难时，可打两条主平硐。矿山年产量不大，溜井生产可靠，又不影响连续生产时，溜井可设一条。具备以下条件可设备用溜井1）、大型露天矿只有一条生产溜井，溜井发生故障对生产影响严重。2）、矿石粉矿率高，溜井易产生堵塞。3）、溜井或放矿闸门需经常检修。4）、溜井布置在采场内，阶段对生产影响较大时。4、平硐运输设备的选择。主要根据矿岩产量，设备供应选定。5、平硐溜井系统的放矿能力。平硐溜井系统的放矿能力，主要取决于溜井上口的卸矿能力和平硐运输通过能力。1）、溜井上口卸矿能力Q（一个卸矿平台）（1）、采用汽车运输时。Q=式中：T卸矿平台每班工作时间，小时，一般T=7 t汽车卸车时间（包括调车）秒，一般1025吨汽车t=90秒，其中卸车和调车各半。N同时在卸矿平台卸车的汽车数，台；一般n=12台，根据需要完成的卸矿能力确定。G汽车有效载重量，吨K卸矿平台利用系数（南芬铁矿k=0.5左右）。汽车卸矿平台的卸矿能力很大，南芬铁矿原622米卸矿平台可以同时三台25吨汽车卸矿（一般为二台卸矿）最高卸矿能力达到9000吨以上。（2）采用铁路运输时Q=式中：nc列车牵引车数 Gc矿车有效载重量，吨 t 1每辆矿车卸车时间，秒 t 2列车调车时间，秒；t1、t2按实际条件选取。 t 3列车等车时间，秒：一般可取t=180秒左右。2）、平硐运输的通过能力Q。Q=式中K井口装车工作系数，一般K=0.70.9； t4闸门装满一个矿车的时间，秒； t5装满一个矿车后的移动时间，秒 n(t2+t3)可参照表55选取。 t6列车入换时间，秒 G矿车有效载重量，吨。矿山名称列车闸门装车时间分矿车载重吨矿车数型号数量南芬铁矿609-710齐大山铁矿60632002100指状17攀枝花铁矿66834008000版式给矿机115东方红水泥厂6.5米31020001600指状23符山铁矿6米31115102000指状-23北京铁矿2.5米3101116001300链式144.56、图纸平硐溜井断面图；井底车场平面图（包括车场及硐室）；平硐溜井开拓系统图。6露天矿穿孔爆破6.1穿孔设备的选择及需要量的计算1、 穿孔设备主要根据矿岩物理学性质、矿岩生产能力，选择不同型号的潜孔钻机或牙轮钻机。2、 穿孔设备需要量主要根据钻孔的生产能力和矿岩生产能力计算。6.2爆破工作爆破工作包括剥离，采矿和临近边坡的爆破工作。1、炮孔排列及起爆顺序、附图。2、孔网参数计算。底盘抵抗线。孔间距和排距。超深。3、单位炸药消耗量和每个孔的装药量，装药结构。4、起爆及网路连接方法（附图）5、起爆安全措施。 6.3穿孔爆破材料消耗及单位成本。7采装及工作面运输7.1采装设备的选择 根据矿岩物理学性质，矿山年产量，矿体倾角厚度等选用采装设备。1、 挖掘机生产能力的确定1） 、根据矿山统计的实际生产能力选取2） 、分析计算 参见教材P37和P382、挖掘机数量的计算 矿山所需挖掘机台数应根据编制采掘进度计划确定，粗略确定时可按下式计算：N=式中：N=挖掘机台数，台A=每年矿岩采掘总量。万米3/年。Q挖掘机平均效率，万米3/台年。 Q值参照表71选取，并考虑表72各种效率降低因素的影响。铲斗容积米3单 位矿岩硬度（f）661212200.2米3/台班54654354万米3/台年56450.5米3/台班75985475万米3/台年79571.0米3/台班16018013016097130万米3/台年151712159122.0米3/台班300350220300210260万米3/台年2832202619244.0米3/台班650320540700490600万米3/台年6076506545556.0米3/台班9701080860970760860万米3/台年9010080907080注：1上表为侧面装车一般作业条件时的效率。 2上表按挖掘机工作310天，每天工作3班，每班工作8小时计算。 3用汽车运输。矿岩软，爆破性好，大块和根底少时可取上限，反之可取下限。表72作业性质运输方式效率降低%作业性质运输方式效率降低斜 沟机车运输3050基建剥离机车运输30斜 沟汽车运输1015基建剥离汽车运输20段沟（水平沟）机车运输2040移动干线三角掌子装车机车运输10选别开采（分采机车运输10307.2工作面运输 工作面运输方式，运输设备选择应和采装设备以及开拓运输一起综合考虑。一般汽车运输，机车运输、胶带运输等。 工作面运输设备效率和数量可按矿山实际选取和理论计算，目前已经采用计算机模拟比较符合生产实际。8排土工作8.1排土场选择原则1）、就地就近；2）、应选在居民点的下风向地段。防止污染居民区空气，危害身体健康；3）、不占或少占农田；4）、避免泥石流，滚石等危害下游地区；5）、对有害物质应采取有效措施，妥善处理，避免环境污染；6）、注意复土造田，保持生态平衡。7）、有条件的矿山，可选择内部排土场，节约排土费用。8）、近期和远期相结合，注意经济效果。8.2废石量和排土场容积的计算1、废石量按各水平分层计算，然后累加。2、排土场需要的有效容量的计算：(1)有效容积计算： 式中： Vy _ 废石场的设计有效容积，米3；Vs _ 剥离岩土的实方数，米3；Ks_ 岩土的松散系数，其取值可参考表8-1；Kc _ 岩土的下沉率，其取值可参考表8-2。表8-1 岩土松散系数种类种类砂砂质粘土粘土带夹石的粘土岩块度不大的岩石大块岩石岩土类别初始松散系数1.11.21.21.31.241.31.351.451.41.61.451.8终止松散系数1.011.031.031.041.041.071.11.21.21.31.251.35 表8-2 下沉率参考值岩土种类下沉率，岩土种类下沉率，砂质岩土79硬粘土2428砂质粘土1115泥夹石2125粘土质1315亚粘土1821粘土夹石1619砂和砾石913小块度岩石1718软岩1012大块度岩石1020硬岩57(2)废石场的设计总容积：V K1 Vy式中： V _ 废石场的设计总容积，米3；K1 _ 容积的富余系数，一般取1.021.05；Vy _ 废石场有效容积，米3。3排土场容积由地质地形图做横剖面或分层平面图计算。8.3排土场基本参数1、阶段高度排土场阶段高度及总堆置高度应考虑地质、水文、气候条件土岩物理学性质，运输及堆放机械方式，地形及地势等因素一般阶段高度见表83废石类别铁路运输汽车运输人工排放推土机排放推土排放电铲排放推土机排放坚硬块石4060（3040）4050（2030）2030（1520）4050（2030）200混合 土岩3040（2030）3040（2030）1520（1015）3040（2030）100松散硬质粘土1520（1215）1520（1015）1520（1012）1520（1015）1530（1520）松散软质粘土1215（1012）1215（1012）1012（810）1215（1012）1215（1012）注：括号内数值系数指地质及气候条件差的参考值。国内有些矿山采用高阶段排土。从经济上考虑是有利的，但已发生过滑坡、坍塌、造成汽车、推土机翻车事故，因此，必须加强生产管理、采取措施、避免滑坡造成事故、安全得不到保证时，要降低阶段