露天开采采矿工程设计.docx
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露天开采采矿工程设计
摘要................................................................................1
Abstract.............................................................................2
第一章露天开采基本概念..............................................................3
1.1露天开采优缺点..............................................................3
1.1.1露天开采优点..........................................................3
1.1.2露天开采缺点..........................................................4
1.2露天开采名词解释.............................................................4
1.3露天开采生产能力及裁决进度计划...............................................7
1.3.1按可能有的采矿工作面数目验算生产能力...................................8
1.3.2按合理的年服务年限验证生产能力..........................................8
1.3.3按矿山工程延深速度验算生产能力..........................................8
1.3.4按合理的年服务年限验证生产能力..........................................9
1.3.5均衡生产剥采比的确定....................................................9
1.3.6采掘进度计划的编制.....................................................10
1.3.7矿山工作计划...........................................................10
第二章露天开采的一般程序、工艺环节和矿床分类........................................10
2.1露天矿开发及开采的一般程序...................................................11
2.2露天开采工艺环节............................................................12
2.3适合露天开采的矿床分类.......................................................13
第三章露天开采工艺.................................................................13
3.1露天开采工艺流程图........................................................14
3.2露天开采穿孔工作..........................................................16
3.2.1穿爆破工作概述........................................................16
3.2.2穿孔作业设备选择和使用...............................................16
3.3露天开采爆破工作.........................................................17
3.3.1正常台阶爆破..........................................................18
3.3.2高台阶爆破..........................................................18
3.4露天开采的采装工作.......................................................18
3.4.1采装设备类型........................................................18
3.4.2采装设备工作参数和作业方式...........................................19
3.5电铲采装工作要素..........................................................19
3.5.1工作面高度...........................................................19
3.5.2采掘带宽度..........................................................19
3.5.3工作平盘宽度.........................................................19
3.5.4单斗挖掘机生产能力...................................................20
3.6露天开采运输常见方式......................................................20
3.7影响露天开采境界的主要因素...............................................20
3.8确定露天开采境界的原则方法和依据..........................................21
3.8.1露天开次境界设计的考虑原则...........................................21
3.8.2确定露天矿境界的主要原则.............................................22
3.8.3露天矿境界确定的方法和原则...........................................22
3.9排土工作..................................................................22
3.9.1选择排土场位置.......................................................23
3.9.2选择排土方法.........................................................23
3.9.3排土工序.............................................................23
第四章哈尔乌素露天矿概况...........................................................24
4.1地理位置..................................................................24
4.2矿区交通..................................................................25
4.3矿区地形地貌..............................................................25
4.4水文......................................................................25
第五章矿区部门组成、工作制度、生产能力及建设方针....................................26
5.1矿区部门组成..............................................................26
5.1.1机关.................................................................26
5.1.2供电队...............................................................26
5.1.3穿爆队...............................................................26
5.1.4公务队...............................................................26
5.1.5运输队...............................................................26
5.1.6采掘队...............................................................26
5.2矿区工作制度...............................................................26
5.3矿区生产能力..............................................................26
5.4矿区建设方针..............................................................26
致谢................................................................................27
参考文献...........................................................................27
摘要
本人现就职于哈尔乌素露天煤矿采掘队，结合本人实际工作情况概述露天煤矿开采工艺。
哈尔乌素露天煤矿于2006年5月启动建设，露天煤矿及配套建设的2000万吨级选煤厂、矿区防洪工程、运煤铁路专用线等工程规划总投资达70多亿元。
哈尔乌素露天煤矿位于准格尔煤田中部，煤矿地表境界东西长9.59公里，南北宽7.03公里，面积为67.17平方公里，露天采区共含煤12层，其中6号煤层为主要可采层，煤层平均厚度为20.01米。
哈尔乌素煤矿可采原煤储量为17.3亿吨，为中灰、低硫、特低磷、发热量高的长焰优质动力煤。
关键词：
露天开采剥采比爆破运输
Abstract
InowworkinHaerwusuopen-pitcoalminingteam,combinedwiththepracticalworkingcircumstanceoverviewofopencutcoalmineminingtechnology.InHaerwusuopen-pitcoalminein2006Maytostarttheconstruction,opencastcoalmineandsupportingtheconstructionof20000000tonscoalpreparationplant,miningareafloodcontrolproject,coalspecialrailwaylineprojectssuchasplanningatotalinvestmentofabout7000000000yuan.InHaerwusuopen-pitcoalmineinZhungeercoalfieldinthecoalminegroundstate,thethinggrows9.59kilometers,7.03kilometerswidenorth-south,withanareaof67.17squarekilometers,withatotalof12openpitcoall
ayer,whereintheNo.6coalseammineablelayers,theaveragecoalseamthicknessof20.01meters.InHaerwusucoalminerecoverablecoalreservesof17.3tons,asinash,lowsulfur,lowphosphorus,highheatoftheflameofhighqualitysteamcoal.
Keywords:
surfaceminingstrippingratioblastingtransport
露天开采
第一章露天开采的基本概念
1.1露天开采的优缺点
采矿是从地壳中将可利用矿物开采出来并运输到矿物加式地点或使用地点的行为过程或工作。
矿山是采矿作业的场所，包括开采形成的开挖体、运输通道和辅助设施等，开挖体暴露在地表的矿山称为露天矿，（开挖体在地下的矿山称为地下矿）。
露天采矿由于受生产空间限制小，作业条件好，为采用大型或特大型的矿山设备和实行机械化生产创造有利条件，从而可以提高开采强度。
露天矿采剥方法主要研究露天开采过程中采剥及采矿工程的开采顺序以及它们之间的时间关系问题，根据本矿的实际情况，采用纵向的剥采方法，利用平装车回返时式采装，工作线的方向与矿走向平行，沿着矿体走向掘沟，垂直矿体方向扩帮，由于下盘较平坦，覆盖层浅，工作线由下盘向上盘推进。
对本矿的山坡露天矿部分，工作线沿等高线布置，单壁沟沿等高线开挖，向最终边坡推进。
1.1.1露天开采的优点
露天开采与地下开采相比具有的优点是：
1）.建设速度快…
2）.劳动生产率高…
3）.生产成本低…
4）.资源采出率高…
5）.安全程度高…
6）.矿山规模大…
7）.木材消耗少…
1.1.2露天开采的缺点
露天开采的缺点是：
1）.露天开采深度受到剥采比的限制，一般只能经济合理地开采埋藏相对较浅的矿层。
2）.占地面积大，且对环境有深远的影响，但是实践证明，只要采取合理的复垦造田措施，对环境的影响是可以解决的。
3）.受气候影响大，严寒、酷暑、风雪、暴雨等都有可能影响露天矿生产。
4）.初期投资大，包括购置大型设备、征购土地、基建剥离等。
露天采矿以它在经济上、技术上明显优越性，决定了它在矿产资源开发领域内具有优先发展的总趋势。
因此凡是有条件适宜露天开采的矿产资源，都应该优先采用。
但是露天开采也不是在一切条件下经济上都是合理的，从矿山设计和技术经济方面衡量，露天开采采出的矿石成本高于地下开采采出矿石的成本时，露天开采不应取代地下开采，尤其是对埋藏较深的矿床，一般只宜用地下开采。
露天矿主要经济技术指标
序号
项目名称
单位
指标
1
露天开采范围
采场最大长度
m
617
采场最大宽度
m
450
开采深度
m
196
最终帮坡角
上盘
0
43
下盘
0
42
2
露天采场矿岩量
工业储量
万吨
1898
可采储量
万吨
1823
废石量
万吨
57
3
剥采比
平均剥采比
m3/m3
2.06
生产剥采比
m3/m3
2.63
4
容重
矿石
t/m3
3.3
岩石
t/m3
2.8
硬度
矿石
8~12
岩石
6~8
5
露天矿服务年限
年
17
6
矿山基建工程量
万m3
35
7
达设计生产能力期限
年
1
8
主要设备台数
SH-380型汽车
辆
16
WK-4型电铲
台
2
KQ—150型钻机
台
3
T2—120A型推土机
辆
2
1.2露天开采名词术语
露天开采是指用一定的采掘运输设备从敞露的空间里从事开采矿床的工程技术。
采掘带台阶上按顺序开采的条带。
露天采场具有完整的生产系统，进行露天开采的场所。
露天开采境界露天采场的空间轮廊。
露天开采最终境界露天采场开采结束时的空间轮廊。
工作帮由正在开采的台阶部分组成的边帮。
非工作帮由已结束开采的台阶部分组成的边帮。
边帮角（边坡角）边帮面与水平面的夹角。
剥离在露天采场内采出剥离物的作业。
剥离物露天采场内的表土、岩层和不可采矿体。
台阶按剥离、采矿或排土作业的要求，以一定高度划分的阶梯。
平盘（平台）台阶的水平部分。
台阶高度台阶上、下平盘之间的垂直距离。
坡顶线台阶上部平盘与坡面的交线。
坡底线台阶下部平盘与坡面的交线。
安全平盘非工作帮上为保持边帮稳定和阻拦落石而设的平盘。
折返坑线运输设备运行中按"之"字形改变运行方向的坑线。
原岩未受采掘影响的天然岩体。
边帮监测对边帮岩体变形及相应现象进行观察和测定的工作。
排土线排土场内供排卸剥离物的台阶线路。
采装用挖掘设备铲挖土岩并装入运输设备的工艺环节。
上装挖掘设备站立水平低于与其配合的运输设备站立水平进行的采装作业。
连续开采工艺采装、移动和排卸作业均采用连续式设备形成连续物料流的开采工艺。
安全区露天煤矿开采平盘上不受采装及运输威胁的范围。
安全标志在安全区范围设置的醒目记号和装置。
挖掘机用铲斗从工作面铲装剥离物或矿产品并将其运至排卸地点卸装的自行式采掘机械。
穿孔机露天煤矿钻孔的设备。
轮斗挖掘机（轮斗铲）靠装在臂架前端的斗轮转动，由斗轮周边的铲斗轮流挖取剥离物或矿产品的一种连续式多斗挖掘机。
滑坡边帮岩体沿滑动面滑动的现象。
推（排）土犁在轨道上行驶，用侧开板把剥离物外推并平整路基的排土机械。
坡面角台阶坡面与水平面的夹角。
边坡稳定分析分析边坡岩体稳定程度的工作。
到界边坡露天采场开采到设计限界时的边坡。
最终边坡露昊采场开采结束的边坡。
边帮安全系数反映边帮岩体稳定性的系数，通常表示为滑动面上的抗滑力[矩]与下滑力[矩]之比。
边帮整治治理和加固不稳定或破坏中的边帮，使之保持稳定的工程措施。
滑坡预报预报滑坡发生时间和范围的工作。
滑体滑坡产生的滑动岩体。
滑面滑体与未滑动岩体的界面。
塌落边帮局部岩体突然片落的现象。
外部排土场建在露天采场以外的排土场。
内部排土场建在露天采场以内的排土场。
排土场滑坡排土场松散土岩体自身的或随基底的变形或滑动。
固定线路长期固定不移动的运输线路。
移动线路随工作线推进经常移设的运输线路。
加强导线电力牵引区段内，当接能导线和承力索的总截面积不能满足输电要求时，为了加大总截面积而架设的1条平行输电导线。
路堑线路低于地面用挖土的方法修筑的路基。
岩石可爆性是指岩石爆破的难易程度。
松散系数是指土石料松动的体积与土石料未松动时的自然体积的比值他是反应松散程度的系数。
平装车向放置在挖掘机所在水平的铁路车辆或自卸汽车装载物料。
连续式工艺采装、运输和排卸均采用连续式设备形成连续物料的开采工艺。
间断式工艺采装、运输和排卸均采用周期式设备形成不连续物料的开采工艺
露天开采境界：
露天矿开采终了时所形成的空间轮廓。
它由露天采矿场的地表境界、底部境界、四周边坡组成。
生产剥采比：
露天矿在生产期间，在某一生产期间内所采出来的岩石量与矿石量之比。
平均剥采比：
漏填开采境界内总的岩石量和总的矿石量之比。
分层剥采比：
露天开采境界内某一水平分层的岩石量与矿石量之比。
时间剥采比：
露天矿最大的工作帮坡面角生产时，延伸△H所采出岩石量与矿石量之比。
境界剥采比：
露天开采境界增加单位深度后，所引起岩石增量与矿石增量之比。
经济合理剥采比：
经济上容许的最大剥岩量与可采矿量之比。
工作线水平推进速度：
工作线单位时间的水平推进量。
矿山工程延伸速度：
露天矿开段沟沟底单位时间下降量。
矿山工程发展程序不变：
整个露天矿开采期间，剥采工程按一定的工作线推进方向，一定的新水平开拓延伸方向，各开采台阶之间保持一定的空间关系。
生产剥采比的调整：
设法降低高峰期的生产剥采比，使露天矿能在较长时期内，以较稳定的生产剥采比进行开采。
均衡生产剥采比：
根据一定的矿山工程发展程序和生产剥采比的变化情况，经过调整，使之达到比较长时期不变的剥采比。
储备矿量：
表示采剥关系的另一数量指标，更加具体地体现了剥离先行的超前关系和超前量。
开拓矿量：
开拓工程已完成，主要运输枢纽已形成，并已具备了进行采矿准备工作条件的最下一台阶底部标高以上的矿量。
备采矿量：
开拓矿量的一部分，在台阶上矿体的上面和侧面已被揭露出来的最大工作平盘宽度以外的台阶矿量的总和。
1.3露天开采生产能力及裁决进度计划
1.3.1按可能有的采矿工作面数目验算生产能力
确定一个采矿台阶可能布置的挖掘机台数Nwk，
即
Nwk＝Lt/Lc
式中：
Lt——台阶采矿工作线长度，614m
Lc——采区长度，取300m；
经计算Nwk＝614/300＝2.05台，取2台。
露天矿可能的生产能力
Ak＝Nwk×Nk×Qwk
式中：
Ak——年生产能力，万m3；
Qwk——采矿挖掘机平均生产能力60.8万m3/a；
AK=60.8×1×2＝121.6万m3/a，大于矿石年生产能力33.3万m3/a，能够满足生产能力要求。
1.3.2按合理的年服务年限验证生产能力
验证经济上合理的生产能力，目前主要是根据露天矿的合理服务年限来验证，在露天矿境界内矿石工业储量一定的情况下，生产能力的大小决定了服务年限，它们关系是：
AK=
式中：
Ak——矿山生产能力，t/a；
P——露天矿境界内矿石的可采矿量，1823万t；
Tc——露天矿正常服务年限，15年；
故Ak＝1823/15＝121.5万t/a，满足要求。
1.3.3按矿山工程延深速度验算生产能力
由于采用下盘移动坑线开拓时Vy＝Vk，矿山工程延深程度，Vy＝22.2m/a
按下式计算可能达到的生产能力：
Ak＝
式中：
P——水平分层矿量，134万吨；
η——矿石回收率，97％；
ρ—
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