露天矿开采技术课程设计指导书

露天矿开采技术课程设计指导书昆明冶金高等专科学校矿业学院设计任务金属矿床露天开采毕业设计是在学生获得《爆破工程》、《采掘机械》、、《矿山岩体力学》、《矿山安全与环保》和《金属矿床露天开采》等专业课程理论知识，并完成矿山生产实习的基础上进行的。本课程设计的任务是：1）根据矿山提供的地质资料，进行露天开采方案设计具体内容：①能进行开采方式选择并进行简单的论证；②确定矿山生产能力并能进行验算；③确定采场边坡参数；④经济合理剥采比及采深的确定；⑤境界的确定及境界内资源量估算；⑥穿孔爆破、铲装运输与排土等开采工艺设计；⑦设备选型；⑧开拓方式选择与比较；⑨总图优化布置；⑩劳动定员；其它，包括基建工程及采剥计划，矿山安全与环保，安全措施等。2）提交设计说明书及图纸设计最终提交成果为设计说明书及图纸，说明书应反映设计思想，设计过程及设计最终结果，图纸应包括总平面布置图、开采终了平面图、基建终了平面图以及开采终了及基建终了纵横剖面图等。设计注意事项课程题目来源于实际矿山资料，整个设计由学生独立完成，指导教师负责答疑，检查设计进度，核定补充条件。本毕业设计由图纸、图表、说明书组成。图纸、图表是本次设计的主要组成部份，图纸用AutoCAD绘制，要求正确整洁，比例恰当，标清各部分尺寸及规格。设计说明书包括文字叙述、计算、表格和必要的简图，说明书文字叙述要求简单明了，力戒烦锁。毕业设计必须在规定的时间内采用课外与课内时间按质按量完成，设计时间为四周（120学时）。成绩的评定除按本大纲的要求外，还应考虑学生对本次设计的态度。3.设计主要内容与设计方法提示3.1开采方式选择根据矿山提供的地质资料，尤其是矿床的开采技术条件，确定矿床的开采方式。矿床的开采技术条件主要包括：地形地质条件水文地质、工程地质条件及环境地质条件3.矿体赋存条件确定矿床的开采方式可能有以下3种情况：矿床上部宜用露天开采，下部宜用地下开采。矿床全部宜用露天开采。矿床使用地下开采不经济，仅能在经济允许前提下进行一定的露天开采。3.2生产能力确定及验证根据矿床地质储量及国家或企业的要求，确定合理的生产能力。初步确定生产能力后必须进行合理性验证。生产能力验证主要从以下两方面进行：（1） 按经济合理服务年限校验矿山生产能力t=Qa/[A（1-P）]式中：t一矿山服务年限（a）Q—设计利用矿量（万t）a一采矿回收率（%）A一矿山生产能力（万t/a）8—矿石贫化率（%）对于大型、中型及小型矿山，其服务年限应在一合理的范围，参考采矿设计手册。（2） 从可布工作面数目分析根据矿床长宽尺寸，估算可布置工作面数及采区总长，同时工作的采装设备数量，参照国内外内类矿山生产能力进行验算。3.3采场边坡参数确定根据开采地段矿、岩的物理力学性质及矿岩的结构、构造，结合现场边坡的稳定情况，并参照同类矿山的实际经验，设计采剥工作台阶、非工作台阶、工作帮及非工作帮的参数。主要包括：工作台阶高度、工作台阶坡面角、最小工作平台宽度、最小工作线长度、工作帮坡角、最终边坡台阶高度、终了台阶坡面角、采场最终边坡角、露天底最小宽度。台阶坡面角及最终边坡角可参照表3—1确定。台阶高度主要受挖掘机工作参数的影响。1)平装车时的台阶高度。爆堆高度应与挖掘机工作参数相适应，爆破后的爆堆高度Hb不大于最大挖掘高度Hwm即Hb-Hwm(m)若爆破的块度不大，没有粘结性，又不需要分别采装时，爆堆高度可允许为最大挖掘高度的1.2-1.3倍。台阶高度也不能过低，否则铲斗铲装不满，挖掘机效率降低，同时台阶数目增多，铁道及管线等铺设与维护工作量增大。因此，松软矿岩的台阶高度和坚硬矿岩的爆堆高度都不应低于挖掘机堆压轴高度Ht的2/3，即所或Hb)^2/3Ht(m)式中 Ht一机械铲推压轴高度，即推压轴距挖掘机站立水平的垂直距离(m)。表3—1台阶坡面角、最终边坡角选择表

岩石类别普氏系数岩石名称台阶坡面角高度为下列值时的稳定边坡工作面非工作面<90m90-180m180~240m极硬15〜20最坚硬致密的石英岩、玄武岩及其他极硬岩石，特别硬的花岗岩、石英斑岩，矽质页岩、各种石英岩，极硬的砂岩和石灰岩80°〜90°75°〜85°60°〜68°57°〜65°53°〜60°坚硬8〜14密质的花岗岩，特硬砂岩及石英岩脉，特硬铁矿，石灰岩，不坚硬的花岗岩，硬砂岩，硬大理岩、白云岩、黄铁矿70°〜80°70°〜75°50°〜60°48°〜57°45°〜53°中硬3〜7普通砂岩、铁矿、砂质页岩、片状砂岩，坚硬粘土质页岩，非坚硬砂岩、石灰岩、软岩、各种页岩、致密泥灰岩60°〜70°60°〜65°43°〜50°41°〜48°39°〜45°软1〜2侏罗纪粘土，软质灰炭纪粘土，油性粘土，含有小碎石和砾石的重砂质粘土，漂砾土，片状粘土，块度达90mm砾石45°〜60°45°〜60°30°〜43°28°〜41°26°〜39°极软0.5〜0.9软油性粘土，轻重砂质粘土，湿的松散黄土，种植土泥炭，腐值土，砂腐值土，含小碎石的砂质垆姆35°〜45°25°〜40°21°〜30°20°〜25°2)上装车时的台阶高度。为使矿岩能顺利装入运输设备内，台阶高度应时时满足下列两个条件：(m)h^h^(Rx-Rwf~g)tga(m)式中Hxm 一挖掘机最大卸载高度(m)；『台阶上部水平至车辆上缘的高度(『台阶上部水平至车辆上缘的高度(m)；e一铲斗卸载时斗底下缘至车辆上缘的间隙，一般元0.5—1.0m；R 一挖掘机最大卸载高度时的卸载半径(m)；RxRwf 一挖掘机站立水平的挖掘半径(m)；一台阶坡面角取最小值。该值的大小，应3.最小底宽的确定T开采深度越小，采出的矿日，度，露天矿底/矿场的技:底部勺宽度越大，露天的合理术经济指标恶化，故底宽宜备的工作要求为准。g一台阶坡面角取最小值。该值的大小，应3.最小底宽的确定T开采深度越小，采出的矿日，度，露天矿底/矿场的技:底部勺宽度越大，露天的合理术经济指标恶化，故底宽宜备的工作要求为准。对于铁路运输的矿山，露天矿的最小底部为B.=2R +T^^Ke~hctga^^g^a一挖掘机机体回转半径(m)；1 —铁道线路宽度(m)；一挖掘机机体、边坡及车辆三者之间的安全距离， =1.0〜1.5m；—挖掘机机体的底盘高度(m)；—台阶坡面角)。

当采采用回返式调车采用折返式一汽车最小转弯半径（m）；车宽度（m）；—汽车距边坡的安全ELC•\c.mir当采采用回返式调车采用折返式一汽车最小转弯半径（m）；车宽度（m）；—汽车距边坡的安全距离3）；—汽车长度（m）；在确立露天矿境界时，若矿体厚度小于最小宽度，则底平面按最小宽度绘制；若矿体的厚度比最小宽度大得不多，则底平面可以矿体厚度为界；若矿体厚度远大于最小底宽时，则按最小宽度作图，并应考虑以下条件确定露天矿底的位置：(1)(1)使境界内的可采矿量最大，剥岩量最小;(2(2)使可采矿量最可靠，为此把露天矿的底置于矿体中间;（3） 使采出矿石的品位最高，这就是根据矿石的品位分布，确定露天矿的位置；从矿山采剥工程的要求来看，露天矿场的底宽相当于开段沟掘沟宽度，其宽度取决于掘沟方法及采掘设备。按工作安全条件要求，一般不小于20〜30m。最小底宽可参照表3—2选择。表3—2露天矿底平面最小宽度值运输方式装载设备运输设备最小宽人工或1m3以下挖掘机窄轨（轨距600mm）101m3挖掘机窄轨（轨距762mm10铁路运输900mm)4m3挖掘机准轨（轨距1435mm）161m3挖掘机7t以下汽车16汽车运输4m3挖掘机7t以上汽车203.4经济合理剥采比及采深的确定1.经济合理剥采比确定对于上部用露天开采，下部使用地下开采的矿床，确定经济合理剥采比时采用原矿成本比较法：矿床露天开采课程设计指导书一、 设计题目露天矿山开采终了境界圈定。二、 课程设计要求根据任务书中所给出的露天开采矿石成本、地下开采矿石成本、剥离成本、矿石容重等矿山开采技术条件，按所给地质图件，确定露天矿开采的运输方式、设备型号和数量、台阶组成要素、最终边坡角大小，露天矿开采境界，并绘制露天开采终了平面图。基本要求如下：1） 设计参数，以及参数的计算过程应注明取值依据或简述其理由；2） 用1#图纸绘制露天开采终了平面图，比例为1：2000；3） 扼要叙述作图步骤和方法；4） 可直接在原始地质勘探剖面图上确定开采深度，并将图纸附在设计说明书中；5） 说明书力求通顺、简练、整洁，参数合理、计算正确，篇幅10页左右，用计算机文稿打印。三、 设计过程指导露天矿合理开采深度设计在所给的地质横断面上的原则确定合理开采深度，其步骤是：计算经济合理剥采njh,并作jh图。2）按任务书中所指定的勘探线（8个左右），用面积法计算出每个地质横断面在相应开采深度下的境界剥采比曲线。求合理开采深度Hjh两曲线交点的横坐标即为该断面上的合理开采深度。调整开采深度将所确定的各勘探线上的合理开采深度投影到地质纵断面图上，按调整深度的原则进行调整，并将此深度再投影到各相应的断面上，确定各勘探线横断面上的最终开采境界。初步圈定露天开采终了平面图1）圈定露天矿底部周界将调整后各地质断面图上露天矿底部宽度投影到平面图上，连接所有点成闭合曲线，并按满足采掘运输条件进行修整，即为露天矿底部周界。2）绘制具有各水平台阶坡底线的开采终了平面图。从底部周界开始，按设计的边帮组成要素，在1#图低上绘制具有各水平台阶坡底线的开采终了平面图。开拓坑道定线根据设计任务书所给的出入沟方位、参数（包括联络平台参麴、运输设备规格，进行开拓坑道定线。绘制露天开采终了平面图该图为本课程设计的最终成果。在具有各水平台阶坡底线的开采终了平面图上，从定线后沟道的终点开始，按沟道参数自上而下逐层绘制而成，要求曲线光滑，图纸用铅笔或上墨均可。露天采矿工艺设计根据设计任务书，完成露天矿床开采的工艺设计，包括采（穿孔、爆破）、装、运、排工艺过程所需设备的选及参数的设计。四、参考书（写明名称、编著者、出版社、出版时间）《采矿设计手册》编委会.采矿设计手册（上、下册）.北京：中国建筑工业出版社，1987.中国矿业学院.露天开采手册（第二册穿孔•爆破•采装工程）.北京：煤炭工业出版社，1986.中国矿业学院.露天开采手册（第三册铁路•公路•胶带输送机）.北京：煤炭工业出版社，1986.中国矿业学院.露天开采手册（第五册开采境界•开采程序•开拓•生产能力）.北京：煤炭工业出版社，1986.《冶金矿山设计参考资料》编写组.冶金矿山设计参考资料（上册）.北京：冶金工业出版社，1973.《采矿设计手册》编委会.采矿设计手册（二）（矿床开采卷•技术经济参