煤炭工业露天矿设计规范范本样本.docx

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煤炭工业露天矿设计规范范本样本

1总则

1.0.1为落实实施国家发展煤炭工业各项法律、法规和方针政策，推广应用露天煤矿行之有效优异技术和管理经验，推进科技进步，保持煤炭工业可连续发展，提升露天煤矿经济效益，实现安全生产和合理开采煤炭资源，特制订本规范。

1.0.2本规范适适用于新建、改建、扩建大、中型露天煤矿预可行性研究、可行性研究和工程设计。

小型露天煤矿预可行性研究、可行性研究及工程设计可参考实施。

1.0.3露天煤矿建设工程项目组成，应精干主业并坚持专业化协作和社会化服务标准。

1.0.4露天煤矿工程设计，应以经济效益为中心，并落实可连续发展标准，以高产高效为目标，采取现代化技术装备，实施信息化管理，落实集中生产、减轻环境负担方针。

处理好近期和远期、以近期为主体工程关系。

1.0.5露天煤矿预可行性研究及可行性研究，应依据矿田资源条件、外部建设条件、可能采取开采工艺、技术装备、地下水控制方法及市场需求、资金筹措、投资效果等全方面分析研究露天煤矿建设必需性，可行性及合理性。

1.0.6露天煤矿工程设计，必需落实综合利用方针，有效地利用资源和保护资源。

对其共生、伴生矿产资源应加以回收利用或保护。

1.0.7露天煤矿工程设计，对环境保护工程、水土保持工程和土地复垦工程，必需做到和主体工程同时设计。

1.0.8露天煤矿预可行性研究、可行性研究和工程设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行相关标准要求。

2基础要求

2.1 开采境界

2.1.1 露天煤矿经济剥采比，应依据煤层赋存条件、剥离物特征、煤质、技术装备、资源回收率、生产成本、产品售价等条件确定，并应符合下列要求：

    1 褐煤、非焦煤、焦煤经济剥采比分别不宜大于6m3/t、10m3/t、15m3/t;

    2 开采经济价值较低低热值煤，应按其产品售价计算经济剥采比；

    3 开采多个有用矿物露天煤矿，应按其综合价值计算经济剥采比。

2.1.2 露天采掘场境界，应按境界剥采比小于或等于经济剥采比确定。

对煤层赋存条件和地形复杂露天煤矿应以平均剥采比进行校核。

2.1.3 露天煤矿工程设计，依据矿山具体条件，可考虑露天和矿井结合开采可行性。

2.1.4 露天采掘场境界和相邻矿井开采境界之间，应设置境界煤柱。

2.1.5 采掘场占地面积，宜按开采最终地面境界以外50m确定。

当采掘场周围有输电线路、通信线路、道路、疏干降水孔及管网、防排水沟等设施时，可按需要增加对应宽度。

2.2 资源／储量

2.2.1 露天煤矿预可行性研究，应依据同意详查或霉天矿田勘探地质汇报进行；可行性研究和初步设计应依据同意露天矿田勘探地质汇报进行，设计应对勘探程度、资源可靠性、煤质条件、工程地质、水文地质及经济意义作出评价。

2.2.2 露天煤矿预可行性研究、可行性研究和初步设计，应分别依据详查或露天矿田勘探地质汇报提供“推断”、“控制”和“探明”资源／储量，按国家现行标准《固体矿产资源／储量分类》GB/T17766及《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/TO215划分露天煤矿资源／储量类型，分别计算露天煤矿地质资源／储量、露天煤矿工业资源／储量、露天煤矿可采储量和可采原煤量或毛煤量。

    划分露天煤矿资源／储量类型及计算露天煤矿资源／储量具体要求，见本规范附录A、附录B和附录C。

2.2.3 煤层选采标准，应依据煤层厚度、倾角，台阶划分，工作线推进方向，技术装备、开采方法和用户对煤质要求等原因确定。

通常情况可计算煤层顶、底板分采和煤和夹研层分采时损失，不计煤层顶、底板处岩石混入。

2.2.4 设计开采地段内探明、控制资源量应达成下列百分比：

    1 露天矿田详查阶段控制资源量，通常占总资源量20%--30%;

    2 露天矿田勘探阶段，首采区资源量，应达成下列百分比：

    1）大型露天煤矿探明和控制资源量，占首采区资源量80％一90%;

    2）中型露天煤矿探明和控制资源量，占首采区资源量70％一80％。

2.2.5 露天煤矿剥离量，应包含开采境界内剥离土岩和煤层组内大于最低选采厚度层间夹矸层。

对小于最低选采厚度独立分煤层，没有使用价值风化煤和劣质煤和开采损失煤量等，均应计入剥离量。

2.3 设计生产能力

2.3.1 露天煤矿年设计生产能力，应依据煤炭市场需求、外部建设条件、降段延深速度、工作线推进速度、工作面数量、运输能力、设计服务年限及经济效益等原因经多方案比选确定。

露天煤矿年设计生产能力，应以原煤或毛煤产量计算。

2.3.2 露天煤矿移交时生产能力，应经过市场估计和技术经济论证确定。

移交时生产能力不宜低于设计生产能力下列百分比：

    1 大型露天煤矿：

30%-40%;

    2 中型露天煤矿：

40%-50%。

2.3.3 露天煤矿移交时，必需有足够备采煤量。

2.3.4 露天煤矿从移交生产至达成设计产量时，宜安排生产过渡期。

生产过渡期限，可依据设备投入、煤炭市场需求和产量增加幅度等条件确定。

过渡年限宜为1-3a。

2.3.5 露天煤矿设计年工作天数宜按330d计算。

并应符合下列要求：

    1 特殊气候地域需季节性工作或有特殊要求露天煤矿，其设计年工作天数，在充足论证后确定；

    2 设备年工作时间，应以日历时间减去法定假日、气候影响、设备检修、工艺系统停运、设备故障等停产时间确定。

2.3.6 露天煤矿设计服务年限，应依据设计生产能力确定，并宜符合表2.3.6要求。

 表2.3.6 露天煤矿设计服务年限 

注：

计算设计服务年限时．应考虑储量备用系数，通常采取1.1-1.2。

2.4 开拓运输方法和开采程序

2.4.1 露天煤矿开拓运输方法应依据设计生产能力、开采工艺、开采程序、煤层赋存条件、地形条件和总平面部署等原因，经多方案比选确定。

依据地形、地质条件，可按不一样开采地段、开采深度和煤岩物料性质，选择不一样开拓运输方法。

2.4.2 对剥离量大、煤岩流向分散或分区开采露天煤矿，宜采取多出入沟开拓运输方法。

2.4.3 首采区位置应按下列标准，经综合比选后确定：

    1 首采区应选在煤层埋藏较浅，基建工程量少、早期生产剥采比较小地段；

    2 勘探程度高，煤质好；

    3 内外排条件好，运输距离较小；

    4 有利于地面工业场地部署；

    5 有利于采区衔接过渡，便于矿山工程发展。

2.4.4 露天煤矿采区宽度，应依据地质条件、设计生产能力、开采工艺、工作线推进速度、运距和内排反复剥离量等条件，经技术经济比较后确定。

2.4.5 露天煤矿采区过渡方法，应依据地形地质条件、开采工艺和工业场地位置等原因，经多方案比较确定。

通常情况可采取以下过渡方法：

    1 重新拉沟过渡；

    2 缓帮过渡；

    3 扇形过渡。

3开采工艺

3.1 通常要求

3.1.1 按采剥物料物理力学性质、赋存条件和现代技术装备，露天煤矿常见开采工艺可分为下列五类：

    1 间断开采工艺；    

    2 连续开采工艺；    

    3 半连续开采工艺；    

    4 拉斗铲倒堆开采工艺；    

    5 综合开采工艺。

3.1.2 露天开采工艺选择，应结合地质条件、气候条件、开采规模等原因，本着因矿制宜标准，经过多方案比较确定，并应遵守下列标准：

    1 确保剥、采系统可靠性；    

    2 努力争取生产过程简单化；    

    3 含有优异性、适应性和经济性；    

    4 设备选型规格尽可能大型化、通用化、系列化。

3.1.3 关键设备和辅助设备，不应配置备用设备。

3.1.4 当采掘场内有矿井采空区时，应配置专门探查和处理工作人员及装备。

3.1.5 开采易自燃煤层，或采掘场有矿井旧巷火区时，应设置煤层消防灭火设施，应有可靠水源并优先采取矿坑积水或疏干排水。

3.2 间断开采工艺

3.2.1 地质、地貌复杂和运输距离较短露天煤矿，宜选择单斗挖掘机-卡车运输开采工艺。

 地质、地貌简单，当地土地资源价值相对较低和采掘场走向较长，运输距离较远露天煤矿，宜选择单斗挖掘机-铁路运输开采工艺。

3.2.2 单斗挖掘机和装载机采掘台阶高度，应符合下列要求：

    1 表土和不需爆破软岩，不应大于单斗挖掘机最大挖掘高度；    

    2 需要爆破岩层，不应超出单斗挖掘机最大挖掘高度1.2倍；    

    3 采取多排孔爆破或爆破后岩块较大时，台阶高度不应大于单斗挖掘机最大挖掘高度; 

    4 采煤台阶高度，除符合上述要求外，尚应依据煤层厚度、倾角及降低开采损失和夹矸混入等原因确定；    

    5 当配置推土机辅助作业时，台阶高度不受此限制。

3.2.3 采掘带宽度，应依据岩性、煤岩分采要求、采掘设备规格和采掘方法确定，并应符合下列要求：

    1 当采取单斗挖掘机一铁路运输开采工艺时，表土及不需爆破岩层采掘带宽度，不宜大于单斗挖掘机站立水平挖掘半径1.5倍；需要爆破岩层和煤层采掘带宽度，应按爆堆宽度等于单斗挖掘机站立水平挖掘半径1.5倍或按一次采掘宽度整数倍确定；    

    2 当采取单斗挖掘机一卡车运输开采工艺时，采掘带宽度宜按调车方法和双面装车要求确定。

3.2.4 最小工作平盘宽度应依据采掘带宽度、爆堆伸出距离、工作面道路（或线路）宽度和辅助设施占用宽度等条件，经过计算确定。

当采取铁路运输移动干线时，尚应包含线路移设步距宽度。

3.2.5 单斗挖掘机工作线长度，应依据单斗挖掘机规格、岩性、工作线推进速度及运输设备类型确定，并应符合下列要求：

    l 当采取铁路运输时，单斗挖掘机工作线长度宜为1000~1200m;    

    2 当采取卡车运输时，单斗挖掘机工作线长度不宜小于300m。

3.2.6 单斗挖掘机每立方米斗容在籍年生产能力，不宜低于表3.2.6要求。

表3.2.6 单斗挖掘机每立方米斗容在籍年生产能力（104m3/m3.a） 

 3.2.7 在下列条件下，单斗挖掘机生产能力应按本规范第3.2.6条要求值对应降低：

    1 掘沟时，铁路运输降低20%～30%，卡车运愉降低10％~15%;    

    2 煤层选采时，降低10%～20%;    

    3 单斗挖掘机向上一台阶装车时，降低20%～30％。

3.2.8 采煤和剥离设备数量应分别计算。

当采煤设备和剥离设备型号不一致时，其数量不宜少于2台。

3.2.9 采取卡车运输大型露天矿，每个采掘工作面宜配置清理煤层顶、底板及平整工作面推土机一台；采取铁路运输时，每两个采掘工作面配一台推土机。

    推土机功率依据工作条件可按表3.2.9选择。

表3.2.9 推土机功率（KW） 

3.3 连续开采工艺

3.3.1 采取连续开采工艺大、中型露天煤矿，应进行工艺性地质勘探和评价。

其关键内容应包含：

    1 开采物料物理力学性质、含水率、切割阻力、承载力、硬岩或硬夹层结构及分布；    

    2 当地气象资料，冬季地温及物料冻结强度试验；    

    3 提供大型设备设计、制造所需技术参数，结构及技术要求；    

    4 按设备参数，修正相关开采工艺设计参数。

3.3.2 当选择连续开采工艺时，对下列情况应和其它开采工艺进行技术比较确定：

    1 含水率较大，可能出现摇融状态砂质粘土层；    

    2 剥离层中含有厚度在0.5m以上，单轴抗压强度在10MPa以上夹层；    

    3 最低气温在-25℃以下连续时间超出1个月地域。

3.3.3 轮斗挖掘机、转载机和排土机选型应依据开采规模、煤层赋存条件、物料性质、气候条件及开采工艺要求等原因，经过多方案比较确定，并应符合下列要求：

    1 轮斗挖掘机、转载机及排土机理论生产能力宜相等。

当物料松软易挖时，后者理论生产能力可按轮斗挖掘机理论生产能力1.05~1.10倍选择；    

    2 轮斗挖掘机、转载机、排土机线性参数应满足端帮开采或排土要求。

3.3.4 轮斗挖掘机最小选采厚度应符合下列要求：

    1 采取垂直切片时，选采厚度宜大于斗轮直径0.4倍；    

    2 采取水平切片时，选采厚度宜大于斗轮直径0.3倍。

3.3.5 对严寒地域当物料冻结难挖时，剥离连续开采工艺可采取季节性作业。

3.3.6 在开采工艺初选阶段，依据挖掘物料单轴抗压强度值，可参考表3.3.6指标对轮斗挖掘机物料可挖性进行评价。

 表3.3.6 轮斗挖掘机物料可挖性指标  

3.3.7 确定连续开采工艺工作面参数和设备部署图时，设备线性参数利用率不宜超出95％。

3.3.8 轮斗挖掘机采掘台阶宜采取组合台阶。

组合台阶可按需要由主台阶、上分台阶、下分台阶和下下分台阶组成。

    组合台阶中主台阶高度不宜超出轮斗挖掘机挖掘高度，各分台阶高度，按转载机许可高度0.90倍确定。

3.3.9 轮斗挖掘机采掘带宽度，应按斗轮臂长度、台阶高度和工作回转角确定。

通常内侧回转角可取75°～85°，外侧回转角可取40°～45°。

3.3.10 轮斗挖掘机工作平盘宽度，应依据采掘带宽度、设备行走宽度、带式输送机占用宽度和辅助设施占用宽度等原因确定。

通常可按采掘两个采掘带移一次带式输送机计算工作平盘宽度。

3.3.11 轮斗挖掘机年生产能力，应依据小时实际生产能力和年有效工作时间确定。

年有效工作时间，应按下列原因计算：

    1 年停工时间，包含法定假日、计划检修、气候影响、地质影响；日停工时间，包含交接班1.5h、日常维修及注油3.0h;    

    2 工艺系统停工时间，包含设备调动、带式输送机移设、开采中物料转换、切片调整等引发设备停工时间；    

    3 临时故障停工时间，包含设备临时故障、工艺系统故障、临时停电等时间。

3.3.12 轮斗挖掘机生产能力，遇有下列情况时，应按正常生产能力对应降低：

    1 新设备投人运行后，第十二个月降低30％，第二年降低15％，第三年达成正常生产能力；    

    2 开切口作业，降低30%～40%;    

    3 挖掘升、降段斜坡道，降低20％～30%;    

    4 挖掘开段沟，降低10％～20％。

3.3.13 剥离物在下列条件下可进行悬臂排土机倒堆方案比选：

    1 煤层顶板岩层松软，可用轮斗挖掘机供料；    

    2 煤层倾角平缓、厚度在20m以下；    

    3 煤层顶板岩层较硬，需要爆破采取移动式破碎机供料。

3.4 半连续开采工艺

3.4.1 露天煤矿在下列条件下宜采取半连续开采工艺：

    l 煤层开采；    

    2 卡车运输距离在3km以上；    

    3 使用带式输送机运输，含有经济优势。

3.4.2 当爆破后剥离物块度大，不能满足带式输送机运输要求时，应对以下两种工艺组成方法进行优选：

    1 在工作面采取移动式破碎机，配以带式输送机运输；    

    2 在工作帮、端帮或地面设置半移动式破碎站，工作面至破碎站间用卡车运输。

3.4.3 半移动式破碎站位置应符合下列要求：

    l 避开不良工程地质条件；    

    2 缩短卡车运距；    

    3 便于移设；    

    4 不影响工作线推进和矿山工程发展。

3.4.4 破碎站卸载平台长度和宽度，应依据站台部署型式、卸载台位、调车方法、卡车技术规格、辅助设备和防排水设施占用宽度等原因经计算确定。

3.4.5 半连续开采工艺开采工作面台阶高度、采掘带宽度等参数，应按使用装载设备类型确定。

3.4.6 在使用移动式破碎机工作面，宜配置自行式转载机。

转载机线性参数，应依据破碎机、工作面运输和采掘带宽度确定。

3.5 拉斗铲倒堆开采工艺

3.5.1 露天煤矿开采近水平或缓倾斜煤层时，应进行拉斗铲倒堆开采方案比选。

3.5.2 拉斗铲倒堆工艺系统，应依据倒堆岩层及煤层厚度、拉斗铲线性参数、拉斗铲工作位置、作业方法等条件经技术经济比较确定。

3.5.3 倒堆台阶高度，应依据倒堆物料岩性、拉斗铲线性参数、工作位置、工作面及排土场相关参数等条件经计算和方案比较确定，并宜符合下列要求：

    1 宜采取推土机推排倒堆台阶（爆堆）上部岩层，或采取扩展平台方法降低倒堆台阶（爆堆）高度；    

    2 拉斗铲倒堆通常不进行上挖作业。

特殊条件下，上挖台阶高度不宜超出12m。

3.5.4 倒堆采掘带宽度，应依据岩性、台阶高度、拉斗铲线性参数等条件确定。

3.5.5 拉斗铲倒堆工作线长度，应依据工作线推进强度、设备作业安全距离、运煤通道设置和穿孔、爆破、采掘作业区段长度等需要确定，通常不宜小于1500m.    

3.5.6　拉斗铲倒堆工作面参数，可参考下列指标选择：

    1 设备性能参数：

    l） 设备线性参数宜按其技术参数0.95～0.97倍计；    

    2） 铲斗满斗率，取0.85～0.95。

    2 工作面台阶参数：

    l） 台阶坡面角：

    倒堆台阶65°～80°;    

    排土台阶30°～38°。

    2） 拉斗铲中心线至其工作台阶或爆堆坡顶线最小距离，应等于或大于拉斗铲底盘直径0.75倍。

3.5.7 当采掘场上部采取其它开采工艺，下部采取拉斗铲倒堆时，在两种工艺结合部工作平盘宽度应设缓冲带。

缓冲带宽度，宜按下列标正确定：

    1 有利于调整两种工艺开采工作面推进强度和采掘带宽度差异；    

    2 确保两种工艺各自穿爆、开采和运输独立性。

3.5.8 端帮平盘宽度应依据拉斗铲倒堆工作方法和剩下台阶、开切口处理方法进行专门设计，通常可包含以下内容：

    1 拉斗铲在端帮工作时，机体占用宽度；    

    2 应满足拉斗铲返程时悬臂回转需要，并按悬臂下弦和相关台阶之间，留有大于0.5m安全间隙；    

    3 应有足够场地，堆放开切口剥离量。

3.5.9 拉斗铲倒堆工艺开拓运输系统安全标准，应符合下列要求：

    1 采掘场或内排土场应留有发生重大滑坡事故救援通道；    

    2 当拉斗铲出现重大事故或大修时，应有备用应急方法，含有足够露煤量或其它储煤设施，补充煤炭产量。

3.5.10 拉斗铲选型应依据年倒堆量、工作面参数、工艺系统等条件经技术经济比较确定，并应符合下列要求：

    1 设计采取勺斗容积宜比计算值增加10％；    

    2 设计拉斗铲悬吊载荷不应超出设备许可值。

3.5.11 拉斗铲在籍年生产能力，应符合下列要求：

    1 在正常下挖条件下，每立方米斗容在籍年生产能力应达成下列指标：

    1）软岩石27×104m3／m3.a；    

    2）中硬岩石24×104m3／m3.a    

    2 拉斗铲开切口作业时，其生产能力应按正常生产能力对应降低10％。

3.5.12 拉斗铲年有效挖掘时间，应依据倒堆工艺系统、开采程序等条件，按下列原因计算：

    l 法定假日、计划检修时间；    

    2 作业停工时间，包含设备调动走行、采至端部发生等候、电缆车移动、清理工作面、停电、爆破、检验、午餐、空转等时间；    

    3 电气和机械故障影响时间。

    拉斗铲年有效挖掘时间，通常为5800～620Oh。

3.5.13 拉斗铲倒堆台阶下部煤炭运输方法，应依据采煤设备型号、煤炭运量、运距、倒堆工艺系统、开采程序等条件经过方案比选确定。

3.5.14 倒堆设备和采煤设备部署，应符合下列要求：

    1 用1台倒堆设备时，倒堆设备和采煤设备间应留有确保安全作业最小距离；    

    倒堆设备和采煤设备间安全作业最小距离，应按拉斗铲和采煤设备最大挖掘（或卸载）半径之和加安全距离确定；    

    2 用2台以上倒堆设备时，应分别确定倒堆设备间安全作业最小距离和倒堆设备和采煤设备间安全作业最小距离。

3.5.15 拉斗铲倒堆开采工艺，应配置大型推土机为拉斗铲准备工作面、推排倒堆台阶上部之剥离物和辅助作业。

    推土机型号和数量，应依据推排剥离物数量确定。

3.6 其它开采工艺

3.6.1 近水平煤层或倾角小于6°缓倾斜煤层，需要选择开采和夹研层剥离，且抗压强度为40～80MPa时，可选择露天采矿机开采工艺。

3.6.2 对立即回填采掘场边坡，或报废工程基础煤柱和低于可采厚度薄煤层，可采取螺旋采煤机回收残煤。

3.6.3 对运输距离小于2km松散层剥离，可选择铲运机开采工艺。

3.7 穿孔爆破

3.7.1 露天煤矿各类爆破工程设计，必需实施现行国家标准《中国爆破安全规程》GB　6722相关要求。

3.7.2 确定爆破地震效应对建（构）筑物和人员安全距离时，应依据露天煤矿生产特点，按国家爆破安全规程推荐标准合适提升，对安全振动速度极限值应降低30%～50%，或对计算安全距离增加50%～100%。

3.7.3 露天煤矿爆破设计，应按正常生产程序确定一次最大起爆炸药量，并应依据需要保护对象条件进行修正。

3.7.4 爆破源至人员及其它保护对象之间安全距离，应按多种爆破效应（地震、冲击波、飞散物等）分别核定并取最大值。

3.7.5 露天煤矿正常剥离和采煤工作，宜采取深孔松动爆破法。

　当拉斗铲倒堆岩层需预先爆破时，宜采取抛掷爆破方法。

其爆堆沉降率和爆破有效抛掷率应经过计算或试验确定。

特殊条件下，可采取确室爆破法。

煤层爆破不应超钻。

3.7.6 对一次爆破后发生大块岩石，可采取炮眼法进行二次爆破或进行机械破碎。

严禁使用裸露药包爆破法。

单轴抗压强度低于30MPa岩层爆破后，使用勺斗容积大于10m3，可不考虑二次破碎方法。

3.7.7 采取电雷管引爆时，应配置雷电预曹装置。

3.7.8 探孔爆破炸药类型，应依据岩层强度、钻孔中地下水情况等原因选择。

无水钻孔宜采取多孔粒状钱油炸药；有水钻孔应采取乳化炸药。

3.7.9 爆破装药、运输应采取炸药混装车；充填工作应采取炮孔填塞机。

3.7.10 钻机类型，应依据岩层硬度、台阶高度及爆破孔径等原因选择。

硬岩层宜选择牙轮钻机；中硬岩层宜选择牙轮或潜孔钻机；软岩层宜选择回转钻机。

3.7.11 钻孔直径应综合穿孔、爆破、总成本最低和效率