设计原理解说

1、一、 V-P曲线确定过程V=f(p)曲线:矿山工程按最小工作平盘宽度开采,每延深一个台阶采出的岩石量与矿石量的累计关系曲线。确定过程：（1）露天采场按照最小工作平盘宽度向前开采，计算出每延深一个台阶采出的岩石总量和矿石总量。（2）将每延深一个台阶采出的岩石总量和矿石总量记录在表格中，计算出累计的岩石采出量和累计矿石量。如下表所示：水平矿 石(万t)土(万m3)岩(万m3)土岩合计(万m3)累 计土岩(万m3)矿 石(万t)156.256.256.22176.8176.8233.03102.5303.014.5317.5550.5102.54158.0367.9248.4616.31166.82

2、60.55156.5415.3624.91040.22207.0417.06155.0121.6941.11062.73269.7572.07154.0812.4812.44082.1726.08152.0662.2662.24744.3878.09150.5496.0496.05240.31028.510149.5408.0408.05648.31178.011148.0237.9237.95886.21326.012146.5178.4178.46064.61472.513145.028.028.06092.61617.5合计1617.54651.86092.6（3）将上面得到的矿岩累计量

3、通过曲线形式表现出来即得到V-P曲线。如下图所示：图中：横坐标表示降深至某一水平的累计矿石量；纵坐标表示降深至某一水平的累计岩石量。二、 移动坑线三角掌子如图所示，把坑线布置在工作帮上，随着工作面向前推进，坑线系统也在向前移动，这就是移动坑线。在布置移动坑线时需要形成斜坡道，这就产生了一个三角掌子,。这个三角掌子就称之为移动坑线三角掌子。随着采场向前推进，三角掌子也随之向前发展。三、 露天开采程序相邻台阶开采程序：说明：用动画表示出来，从14多次循环。1、 挖出入沟(倾斜沟) 满足限坡、台阶高度及设备作业要求;2挖开段沟(水平沟) 满足采区长度要求3、扩帮实现台阶的正常采掘;4开挖下水平的出入

4、沟和开段沟非工作帮一侧与上水平坡底线之间保持平台宽度要求或运输道路宽度要求；工作帮一侧与上水平坡底线之间保持最小工作平盘宽度要求。依此循环重复工作线布置及推进方向说明：动态表示出来每一种布置，且8种布置要保持在同一个范围内（即最外面的矩形框大小一样）走向布置:全区纵向工作线（全区纵采）。工作线长度大,不便内排。一般单斗铁道工艺、轮斗连续工艺采用。平面图和剖面图配合表示演化过程。AA平面图剖面图倾向布置:全区横向工作线（全区横采）。急倾斜矿体,汽车运输。剥采比变化小，便于内排。但矿岩混杂严重，矿石贫化损失大。走向分区纵采（分区纵采） ：条区开采,分区境界。适合长大露天矿。可减少运距，减少基建工程

5、量。大型近水平露天煤矿应用较多。（两个十字是分区线，一个十字的是境界线，不可搞错）倾向分区横采（分区横采）：条区开采,分区境界。适于露天矿开采境界分期扩大的技术要求（远期境界不清或不可靠条件）。 初期可以在较浅的境界范围内开采，与大境界相比，可以降低初期生产剥采比和基建工程量； · 在水平和近水下矿体条件下，可利用邻近分区的采空区就近排土。 缺点矿岩混杂大，应用不多。倾向分期布置：分期境界开采。适合深大露天矿倾斜,急倾斜。可减少基建工程量，降低初期投资。大型金属露天矿应用较多。（剖面图、平面图同时动态展示）（剖面图）（平面图）转向布置（先纵后横。扇形转向、直角转向）：适合内排,汽车工

6、艺;基坑布置(分横向基坑和纵向基坑):适合汽车运输，快速降深。如建矿初期，实现快速创建台阶，布置设备;扇形布置:轮斗连续工艺或采区过度;四、 露天矿开拓运输系统五、 生产剥采比生产剥采比：露天矿在一定时期内的剥离量和采出矿石量的比值六、 露天矿进度计划意义和目的：1、确定投产时间和达产时间；2、确定矿山基建工程量；3、确定各时期的生产剥采比和采剥总量；4、确定设备数量和投入时间，同时也是编制投资概算,计算成本和评价经济效益的重要基础。编制矿山工程进度计划所需的资料：1、地质地形图用以确定地表水平矿山工程发展过程中的工程位置；2、分层平面图或地质横断面图(要求有开采境界、出入沟、开段沟的位置)用

7、以确定深部水平矿山工程发展过程中的工程位置。3、矿岩量表(画V=f(P)曲线时用过的矿岩量表,表19-2形式掌握上下水平间完成一定工程位置的先后关系。4、开采终了图检查矿山工程发展关系；5、有用矿物开采的损失率、煤层含煤率计算矿量；6、露天矿的延深程序（掌握工程发展方向）、新水平开拓和准备时间（掌握掘沟和扩帮的平行作业关系）、沟道几何要素（确定沟道位置和掘沟量及时间）；7、采装设备的能力及数量。绘制程序： 在首采区或整个采区作若干剖面（要求精度越高，剖面越多） 在剖面上将掘沟位置表示出来，并分层按照最小平盘宽度向前推进根据已知条件：在煤层底板等高线上沿底板每一水平先绘制30m的开段沟，然后绘制

8、70º的坡面，在上一水平绘制Bmin=70m宽的最小工作平盘宽度。最后形成：各开采水平编号：如图所示，1120-1120表示开采第1120水平时采出矿岩量；1110-1110表示开采第1110水平时在第1110水平采出矿岩量；1110-1120表示为采出第1110水平，在第1120水平保持最小平盘宽度时为新水平准备采出的矿岩量；其他编号同理。 块段编号与体积计算在断面上计算每一个小块段的体积，具体计算方法为：块段在剖面上的面积乘以影响距离，影响距离为两个剖面间距的一半加上相应块段到端帮对应位置的距离。在断面图上计算矿岩量时：Pi=j=1nFijk×lj××

9、; t(3-1)其中：Pi剥采工程按B=Bmin发展时，每下降一个水平（第i水平）采出的矿石量，t；Fijk剥采工程按B=Bmin发展时，每下降一个水平（第i水平），在第j断面上采出的矿石面积，m2；第j断面的影响距离，m；矿石密度，t/m3（本次设计中为t/m3）；回采率（本次设计为95%）。完成体积计算后，形成矿岩量表。再形成V-P曲线，均衡剥采比： 电铲台数确定露天矿设备总台数N的确定按照露天矿最大发展时期进行选取。通过上文的矿盐量计算和剥采比均衡我们容易知道露天矿的第一期即为最大发展时期。所以露天矿设备总台数可按以下公式计算：N=Ap1.3+AP×N1Q式中 Ap露天矿年生产

10、能力，Mt/a； Q电铲作业能力，Mm3/a；N1露天矿均衡后最大发展时期剥采比m3/t；其中，已知露天矿生产能力AP=8Mt/a，电铲作业能力Q=2.8Mm3/a，露天矿均衡后最大发展时期剥采比N1=1.120m³/t，则： N=81.3+8×1.1202.8=5.40台 取整得：N=6台，即需要6台电铲。调整电铲能力M，很据上述公式可得：Q=AP1.3+AP×N1N=81.3+8×1.1206Mm3/a=2.52Mm3/a 绘制进度计划表七、 露天矿掘沟工程露天矿掘沟工程是新水平开拓准备工作中的重要组成部分，露天矿的沟道有出入沟和开段沟。为建立地表与

11、台阶或台阶与台阶之间的通道而挖掘的沟道叫出入沟；为建立新水平初始工作线的沟道叫做开段沟。掘沟方法包括：有运输掘沟和无运输掘沟 有运输掘沟 1、单斗+汽车间断生产工艺（包括:单斗+汽车+破碎站半连续生产工艺）： 掘沟工艺： 普通铲+汽车，全断面平装车一次掘沟2、轮斗+带式输送机连续生产工艺： 掘沟工艺： a：轮斗+带式输送机掘沟 b：普通铲+汽车，平装车辅助掘沟3、单斗+铁道间断生产工艺： 掘沟工艺： a：长臂铲+铁道，全断面上装车一次掘沟 b：普通铲+铁道，分层上装车掘沟 无运输掘沟机械法倒堆掘沟（机械铲倒堆掘沟、拉斗铲倒堆掘沟、悬臂轮斗铲掘沟）、抛掷爆破法掘沟。八、 露天矿总平面布置设计除采

12、场以外,为露天矿生产和生活服务的所有地面建筑和工程都是地面设施,给他们找到各自的合理位置就是总图设计。露天矿总平面布置的任务露天矿总平面布置的任务括地面设施类和管线系统类。为露天矿生产和生活服务的所有建筑都叫地面设施。地面设施类包括生产类：外排土场、选矿厂、机修厂、机车车辆厂、汽车修配厂大型设备组装厂、材料库、木材厂、预制厂、采石场、变电所、火药库、储矿场、油库及露天矿行政系统（办公楼、各段、场等）。生活类：居民居住区、商店、医院、学校、邮局、银行、俱乐部、浴池、单身职工宿舍等。将露天矿采场与露天矿所有地面设施联系起来的管道和线路(包括道路和供电线路)系统叫管线系统。包括矿石运输系统：卸矿站、外运装车站及专用线剥离运输系统：剥离站及去排土场的干线和站线杂作业系统：辅助设备的通行作业系统。交流供电系统:电源的引进及露天矿内部供电系统,主要是采场和排土场用电(6KV) 牵引电网系统：电气化铁路用，一般是直流电。通讯照明系统：包括露天矿的各个生产和生活部位。供热系统：取暖、煤气等。供水系统：上水系统(水源、管路)。防排水及疏干系统：采场、排土场周围及采场内的排水系统和疏干系统。道路系统：露天矿各个环节的道路联系系统。总