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2020年4月19日
西南科技大学金属矿床露天开采课程设计经典版
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Southwestuniversityofscienceandtechnology
本科课程设计
金属矿床露天开采课程设计
学院名称
环境与资源学院
专业名称
采矿工程
学生姓名
学号
指导教师
朱强 助教
二〇一六年十一月
目录
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2020年4月19日
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2、露天开拓方法设计 8
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矿床开拓方案的确定 8
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3、露天矿主要开采工艺设计 9
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、填塞、起爆方法 13
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电铲及运输设备类型的选择 15
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参考文献 18
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1、露天开采境界的确定
露天开采境界确定的原则有以下几点：
(1).圈定的露天开采境界要保证露天采场内采出的矿石有盈利，即采用的境界剥采比不大于经济合理剥采比；
(2).要充分利用资源，尽可能把较多的矿石圈定在露天开采境界内，发挥露天开采的优越性；
(3).所圈定的露天采矿场的帮坡应等于露天边坡稳定所允许的角度，以保证露天采矿场的安全生产；
(4).用经济合理剥采比圈定的露天开采范围很大，服务年限太长时，应按矿山一般服务年限确定初期露天开采的深度；
(5).下列情况可适当扩大露天开采境界：
按境界剥采比不大于经济合理剥采比圈定露天开采境界后，境界外余下的工业矿量不多，经济上不宜再用地下开采；
矿石和围岩稳固性差，水文地质条件复杂，水量大，矿石和围岩有自燃危险等，在安全上和技术上不适合于地下开采；
(6).下列情况可适当缩小露天开采境界
开采境界边缘附近有重要建筑物、构筑物、河流和铁路干线等需要保护或难于迁移至露天采场影响范围之外；
(7).当矿体极不规则，沿倾向厚度变化大，矿体上部覆盖层较厚或地形复杂(如境界内有孤立山头等)时，用境界剥采比不大于经济合理剥采比初步确定境界后，再用平均剥采比进行校核；
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2020年4月19日
(8).如果基建剥离量大，初期生产剥采比大，则需进行综合技术经济比较，以确定用露天或地下开采；
(9).对于特厚的剥采比很小的矿床，有时要根据勘探程度及服务年限确定露天开采境界，而不应该按境界剥采比确定开采境界。如硅石、白云石、石灰石及特厚巨大的铁矿床，主要是根据服务年限和勘探程度确定合理的开采深度
影响露天开采境界的主要因素有：
(1).自然因素。包括矿床埋藏情况、矿岩性质、地形、工程地质和水文地质以及矿石品位；
(2).技术组织因素。包括技术水平、装备水平及道路情况；
(3).经济因素。包括基建投资、基建时间和达产时间、矿石的开采成本和销售价格，开采过程中矿石的贫化和损失，以及国民经济发展需要等[1] 采矿设计手册编委会﹒采矿设计手册(2)[M]﹒北京：中国建筑工业出版社，1987﹒
。
设计基础资料中已经给出最大开采深度为565m
露天矿最小底宽：采用回返式调车时，最小底宽为
(1-1)
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2020年4月19日
式中： ——汽车最小转弯半径，m；
——汽车宽度，m；
——汽车距边坡的安全距离，m。
代入数据，得：
<25m,取25m[2] 宁恩渐﹒采掘机械[M]﹒冶金工业出版社， ﹒
[3] 李宝祥﹒金属矿床露天开采[M]﹒绵阳：西南科技大学三江印务公司， ﹒
。
台阶高度设计为15m，，清扫平台宽度为10m，每隔两个安全平台设置一个清扫平台，安全平台宽为5m，查表1-2-38采矿场内运输平台宽度表[4] 韦爱勇主编﹒控制爆破技术[M]﹒成都：电子科技大学出版社﹒ ，8﹒
，选取运输平台宽为19m；出入沟坡度为8%；查表5-7台阶坡面角参考资料，选取台阶坡面角取为75°，最终边坡角定为南50°，北55°。
露天矿最终边坡角按下式进行验算：
(1-2)
式中：——最终边坡角，度；
——台阶数目；
——台阶高度，南h=770-570=200m，北h=680-570=110；
——台阶坡面角，度；
——安全平台的宽度，m；
——清扫平台的宽度，m。
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2020年4月19日
代入数据，得：
=，即
= =, 即
因°>50°，>55°即最终边坡角定为南60°，北55°是合理的。
依据任务书的要求，地质勘探线Ⅰ勘探线至Ⅵ勘探线的剖面图为基础确定底部周界和上部境界的范围。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；
根据设计所确定的出入沟方位(依据图纸情况指定)、参数(包括联络平台参数)、运输设备规格，进行开拓坑道定线。本矿山属于凹陷露天矿和部分山坡露天矿，由于矿山外部公路未知，因此，出入沟方位在图中任选以合理位置进入采矿场，选用直进折返式开拓坑线布置到达各开采水平，采剥作业是从采场的最高水平开始进行，逐层向下。随着开采水平下降，矿岩运输距离逐渐增加，汽车运输效率相应降低，运输费用随之增加，因此管理者应在这方面加强管理，提高效率。
底部标高为565m，最高一个台阶标高为770m。从底部周界开始，开采深度200m，按设计的边坡组成要素，在1号图纸上绘制具有各水平台阶坡底线的开采终了平面图(见附图)。
2、露天开拓方法设计
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2020年4月19日
影响开拓方法选择的因素甚多，主要有：
(1).矿体赋存的地质地形条件对开拓方式的影响；
(2).露天矿生产能力对开拓方式的影响；
(3).基建工程量和基建期限对开拓方式和方案的要求；
(4).矿石损失与贫化对开拓方式和方案的要求；
(5).地下开拓方式的利用。
（1）矿山建设速度必须满足国家的要求，保证投产早，达产快；
（2）生产工艺简单可靠，设备选择应因地制宜，中小型矿山尽量采用本地区能制造的设备；
（3）工程量少，施工方便；
（4）不占良田，少占耕地，并有利于改地造田；
（5）基建投资少，特别是初期投资少；
（6）生产经营费用低 [1]。
矿床开拓方案的确定
本次设计的张坝沟石灰石矿山生产能力为255万吨，矿石、，属于生产能力较小、运距较短的露天矿。露天矿的深凹部分采场尺寸较小，布置铁路线路时，工程量大，需设较多的车站；采场开采深度较小，运距不大，采用公路开拓运输能够满足生产需要，因此排出铁路运输。为了尽快达产，减少基建时间和基建投资，充分发挥电铲的效率，选用汽车公路开拓系统。
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2020年4月19日
（1）山坡露天矿部分
由于山坡露天矿的采矿场与卸矿点之间的相对高差较大，可布置的开拓线路的范围较小时，采用折返式布线方式。
山坡露天矿的采剥作业从采区内最高台阶开始逐层向下进行，因此，开拓干线在基建时期就必须从地表修筑达到最高开采水平。
(2)深凹露天矿部分
由于汽车运输机动灵活，爬坡能力大，从一个水平至另一水平的沟道较短。因此折返坑线开拓能适应于开采采矿长度不大的凹陷露天矿，可减少基建投资，缩短基建时间，有利于加速新水平的准备。
3、露天矿主要开采工艺设计
本矿山的年产量是255万t, ，属于小型露天矿，矿山采用KY-150型牙轮钻机，该牙轮钻机的特征参数见表3-1。
表3-1 KY-150牙轮钻机技术特征参数[5] 郭学彬，张继春主编﹒爆破工程[M]﹒北京：人民交通出版社， ﹒
钻孔直径
120~150 mm
机重
32t
钻具速度
45,60,90 r/min
孔向
90°
最大轴压
127 kN
爬坡能力
14°
孔深
21m
总功率
kW
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