露天采礦畢業(yè)設計--金礦8wtd露采設計

1、<p>　　本科生畢業(yè)設計（論文）</p><p>　　題 目： 紫金山金礦8wt/d露采設計 </p><p><b>　　-- </b></p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號：

2、 </p><p>　　學 院： 紫金礦業(yè)學院 </p><p>　　專 業(yè)： 采礦工程 </p><p>　　年 級： ****級 </p><p>

3、　　校內指導教師： </p><p>　　校外指導教師： </p><p>　　**** 年 5 月 28日</p><p>　　紫金山金礦8wt/d露采設計</p><p><b>　　摘 要</b>&

4、lt;/p><p>　　本設計是在紫金山露天金礦實習后，根據(jù)實習期間所收集的相關資料和學院發(fā)的畢業(yè)設計任務書而最終完成的紫金山金礦8wt/d露天開采設計。</p><p>　　設計的主要內容有：礦區(qū)概況和礦床地質、露天開采境界的確定、露天礦床開拓運輸、露天礦生產能力和工作制度、生產工藝設計、露天礦廢石排棄、露天礦排水、總平面布置、技術經濟指標等。在設計過程中，運用類比、分析等方法，以礦山安全生

5、產為首要問題，根據(jù)以往設計經驗，結合現(xiàn)今金屬行業(yè)的發(fā)展狀況，以投入少、成本低為主要設計原則進行設計，通過幾種方案的比較選出最終的采礦方法。</p><p>　　設計的重點在于開拓方法的選擇，采掘運輸系統(tǒng)的布置，采剝進度計劃表的編制等。設計題目來自實際工程，因此，設計的過程中，本人通過多種渠道了解國內外礦業(yè)露天開采的最新信息，選擇適合的采礦設計方法，并對各個系統(tǒng)的設備進行選型和計算，確定設備工況，然后通過對各個系

6、統(tǒng)生產作業(yè)能力的校驗，對設備效率的比較，選擇一個最優(yōu)的方案，最后再進行經濟核算以確定方案的合理性。</p><p>　　關鍵詞： 露天開采，剝采比，開采境界，開拓運輸，采掘進度計劃</p><p>　　The mining design of zijin Mountain gold Mine with 80 thousand tons / d output</p><p

7、><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design is by the zijin mountain gold mine after practice,according to the college issued the graduation design task book and relevant practice information gathe

8、red during my internship to complete the zijin mountain gold mine with 80000T / D opencast mining system design.</p><p>　　The main contents of this design include: mining survey and geological, Open-pit mini

9、ng boundary determination, open-air deposits to develop transportation, open-pit mine production capacity and work system, the design and the production process, open pit mine waste rock dump, open pit mine drainage, gen

10、eral layout, economy etc.. In the design process, the main use of analysis, analogy, mine safety production as the core, according to the history of design experience, combined with the metal ind</p><p>　　Th

11、is design is focused on the internal mining stope transportation system arrangement, and explore the methods of choice, stripping the progress schedule compiled, etc. This design topic is derived from the actual project,

12、 therefore in the process of design, through various channels, grasp the latest information of the open pit mining at home and abroad, choose the appropriate design of mining and related equipment selection and calculati

13、on of the system, determine the working condition of equip</p><p>　　Key words: Open-pit mining, stripping ratio, mining level, expansion and transportation, mining schedule</p><p><b>　　目錄&

14、lt;/b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　第2章 礦區(qū)概

15、況與礦床地質2</p><p>　　2.1 礦區(qū)概況2</p><p>　　2.1.1 礦區(qū)地理及行政概況2</p><p>　　2.1.2 礦區(qū)自然條件概況3</p><p>　　2.2 礦床地質3</p><p>　　2.2.1 礦體規(guī)模、形態(tài)3</p><p>　　2.2.2

16、礦石質量特征3</p><p>　　2.2.3紫金山地形圖及金礦圖4</p><p>　　第3章 露天開采境界的確定5</p><p>　　3.1礦床開采方法的選擇5</p><p>　　3.2 露天采場境界的確定5</p><p>　　3.2.1境界確定的主要因素5</p><p&g

17、t;　　3.2.2邊坡細部結構尺寸6</p><p>　　3.2.3金礦露天開采境界確定8</p><p>　　3.2.4開采境界參數(shù)確定結果15</p><p>　　3.3境界內各水平的礦巖量計算15</p><p>　　第4章 露天礦床開拓運輸19</p><p>　　4.1　開拓方式的選擇19<

18、;/p><p>　　4.1.1 影響本開拓方法選擇的主要因素19</p><p>　　4.1.2 開拓方案的選擇19</p><p>　　4.2 出入溝位置的選擇20</p><p>　　4.3 運輸線路的技術條件21</p><p>　　4.3.1線路技術要求21</p><p>　　4

19、.3.2 運輸設備選型和汽車臺數(shù)計算21</p><p>　　4.3.3 計算限制區(qū)間通過能力24</p><p>　　4.3.4 運輸線路布置方式25</p><p>　　4.3.5 開拓井巷工程25</p><p>　　4.4 掘溝工程26</p><p>　　4.4.1 溝道的類型，斷面形狀及其規(guī)格2

20、6</p><p>　　4.4.2 掘溝方法選擇28</p><p>　　4.4.3 計算掘溝工程量和掘溝速度29</p><p>　　4.4.4計算最大可能的礦山工程延深速度30</p><p>　　第5章 露天礦生產能力和工作制度31</p><p>　　5.1 礦山工作計劃31</p>

21、<p>　　5.2 礦山生產能力的驗算31</p><p>　　5.2.1 按可能有的采礦工作面數(shù)目驗算生產能力31</p><p>　　5.2.2按礦山工程延深速度驗算生產能力32</p><p>　　5.2.3根據(jù)礦山服務年限驗證生產能力的經濟合理性32</p><p>　　5.3采剝進度計劃32</p>

22、<p>　　5.3.1編制采剝進度計劃的依據(jù)資料32</p><p>　　5.3.2采剝進度計劃33</p><p>　　5.4.3采掘進度計劃表34</p><p>　　5.4.4逐年產量發(fā)展趨勢34</p><p>　　第6章 生產工藝設計35</p><p>　　6.1生產工藝方案35

23、</p><p>　　6.2采剝工藝35</p><p>　　6.3鑿巖工藝36</p><p>　　6.3.1穿孔爆破作業(yè)36</p><p>　　6.3.2 設備生產能力的確定38</p><p>　　6.3.3 設備數(shù)量的計算38</p><p>　　6.4 爆破工藝39<

24、;/p><p>　　6.4.1深孔爆破工程概況39</p><p>　　6.4.2爆破器材39</p><p>　　6.4.3起爆網路39</p><p>　　6.4.4爆破參數(shù)40</p><p>　　6.5裝載作業(yè)42</p><p>　　第7章 露天礦廢石排棄44</p&

25、gt;<p>　　7.1 排土場位置的選擇及排土容積的計算44</p><p>　　7.1.1 排土場位置的選擇44</p><p>　　7.1.2 排土場的容積44</p><p>　　7.2廢石運輸方式和排廢工藝45</p><p>　　7.3排土場參數(shù)45</p><p>　　7.3.1最

26、小平臺寬度45</p><p>　　7.3.2排土線長度45</p><p>　　第8章 露天礦排水47</p><p>　　8.1排水方案選擇原則47</p><p>　　8.2采場防淹沒措施47</p><p>　　第9章 總平面布置49</p><p>　　9.1總平面布置

27、的原則49</p><p>　　9.2各設施的具體布置位置49</p><p>　　9.2.1 采掘場和排土場49</p><p>　　9.2.2工業(yè)廣場49</p><p>　　第10章 技術經濟指標52</p><p>　　10.1 主要投資項目52</p><p>　　10.

28、2礦石成本52</p><p>　　10.3主要技術經濟指標52 </p><p><b>　　參考文獻54</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　采礦是現(xiàn)代工業(yè)的基礎之一，采礦業(yè)的發(fā)展也是冶金工業(yè)和其他工業(yè)高速發(fā)展的前提之一，也是實現(xiàn)社會現(xiàn)代化

29、的基本要求之一。</p><p>　　紫金山金銅礦床是于二十世紀八十年代發(fā)現(xiàn)、探明的特大型大型銅和黃金共生礦床之一，同時也是福建省重點進行的產業(yè)項目之一。紫金山金銅礦床屬上金下銅的大型斑巖成礦系列－次火山高硫中低溫熱液礦床，金礦床位于600m標高以上的氧化帶中，金礦的探明儲量為142932132噸，可利用的金屬儲量約達200t，為特大型低品位氧化金礦。</p><p>　　本次設計題目是“

30、紫金山金礦8wt/d露采設計”，設計根據(jù)現(xiàn)有的經濟技術條件，采用先進的技術、軟件、設備完成目標。設計階段參考了原紫金山金銅礦設計的部分資料及國內外各相似礦山的設計方法，設計內容包含采礦工程專業(yè)學過的諸多專業(yè)知識如：《金屬礦床露天開采》、《礦山地質學》、《爆破工程》、《礦山機械》、《AutoCAD》、《巖體力學》、《數(shù)字礦山》等。</p><p>　　通過畢業(yè)實習和畢業(yè)設計等相關環(huán)節(jié)的學習實踐，培養(yǎng)了我綜合運用各門

31、學科的理論知識來分析處理采礦問題的能力，深入了解露天礦山系統(tǒng)的生產過程，培養(yǎng)了搜集、整理以及運用科學資料，并且把理論知識運用到最終的實踐生產中的能力。 </p><p>　　經指導老師胡柳青老師耐心細致、認真負責的指導，以及本人自身的努力，歷時兩個月，我順利完成了本次畢業(yè)設計。由于所學知識有限，對生產設計過程尚且缺乏一個統(tǒng)籌規(guī)劃，不合理的地方在所難免，懇望各位老師、專家給予批評指正，本人不勝感激。<

32、;/p><p>　　第2章 礦區(qū)概況與礦床地質</p><p><b>　　2.1 礦區(qū)概況</b></p><p>　　2.1.1 礦區(qū)地理及行政概況</p><p>　　紫金山金銅礦區(qū)坐落于福建省上杭縣境內，南距上杭縣城約14.6km。礦區(qū)地理座標為東經116°24′00″～116°25′22″，北

33、緯25°10′41″～25°11′41″； 東西長2.286km， 南北寬2.187km， 面積4.494km2。</p><p>　　礦區(qū)交通方便，205國道通過礦區(qū)在東側的石圳村，石圳村西北約10km有到達礦區(qū)的公路，石圳村距離上杭縣約15km。上杭城通過205國道向東北通至永安，向西南通至廣東梅州，通過319國道東可達龍巖，距離最近碼頭廈門港約283km，距最近民航站梅州約123km。由

34、礦區(qū)到龍巖—贛州鐵路線（上杭站〔蛟洋鎮(zhèn)〕）約40km。蛟城高速公路總長度約為36公里，起于上杭縣蛟洋鄉(xiāng)下道湖村，通止臨城鎮(zhèn)古石村，途中經過蛟洋鄉(xiāng)、白砂鎮(zhèn)、臨城鎮(zhèn)。蛟城高速公路2009年7月開始正式建設，是福建省內第一個由地方政府主導建設的高速公路項目，歷時3年5個月完成驗收，有下道湖樞紐互通、白砂互通、古石樞紐半互通3個高速互通，預留蛟洋工業(yè)區(qū)互通。永武高速公路上杭到武平段（閩粵界）建成通車。上杭到武平段是中國高速公路網G25長春到深圳

35、線的一部分，也是福建省“三縱八橫”高速公路規(guī)劃網中的重要組成部分。尚在規(guī)劃的杭廣高速鐵路也將從上杭通過，屆時礦區(qū)對外交通將更加便利，交通圖見圖2-1。</p><p>　　圖2-1 紫金山交通位置圖</p><p>　　2.1.2 礦區(qū)自然條件概況</p><p>　　紫金山礦區(qū)坐落于武夷山脈南段的東列山地南端，屬于中低山構造侵蝕山地，東靠玳瑁山脈，丘陵盆地和河谷

36、盆地環(huán)繞其中。整體山脈額走向為北東，地形從東北向西南傾斜；礦區(qū)的主峰麒麟最高標高為1138.13m，為附近最高峰，亦是東側舊縣河和西側汀江的分水嶺。礦區(qū)最低標高315m（西北角），其余大多標高在 500m以上。礦區(qū)南側到上杭縣城主要地形為標高150～400m的丘陵和河谷盆地。</p><p>　　礦區(qū)屬于亞熱帶季風氣候區(qū)，夏長冬短，溫濕多雨，降雪少，無酷熱嚴寒，霜期短。根據(jù)上杭氣象站有關資料，礦區(qū)年平均氣溫約20

37、.1℃，一月的平均氣溫約10.9℃,七月的平均氣溫約27.8℃。年日照2043小時。早霜一般開始于12月上旬左右，晚霜結束于2月中、下旬左右，無霜期一般長達293天左右。年均降雨量為1676.6 毫米，最大年降雨量為2502.1毫米，最小年降雨量為1048.5毫米，最長連續(xù)降雨天數(shù)為31天，總降雨量為440.3毫米，日最大降雨量為242毫米。雨季多發(fā)生于3～6月，臺風則多在8～9月，兩者共占全年雨量的約74.8％。當年10月～次年1月為

38、旱季，雨量僅占全年的約9.9％。年平均風速2.0m/s，一般風速1.2～2.5m/s，最大風速13m/s，全年大于8級大風約24天。</p><p><b>　　2.2 礦床地質</b></p><p>　　2.2.1 礦體規(guī)模、形態(tài)</p><p>　　礦體總體表現(xiàn)為大厚度、大變化，在走向和傾向上為較規(guī)則礦體。礦體厚度最高可達300m以上。礦

39、石中大量的金為可見的自然金，其余小部分為次顯微狀，主要賦存在褐鐵礦中。金礦物的成色高，最高可達94.8～99.1%。大多數(shù)高于95.0 %，基本上呈自然金狀態(tài)。自然金和褐鐵礦緊密共生，主要存在于孔隙、裂隙中。據(jù)資料表明，裂隙金約占77%、晶隙金約占15%、包體金則含量甚微。自然金的形狀主要以粒狀為主，其余部分呈片狀、樹枝狀和不規(guī)則狀。</p><p>　　2.2.2 礦石質量特征</p><p

40、>　　金礦石的化學成份以SiO2為主，含量大多均在90%以上，平均含量93.83%，其次為Fe2O3(3.55%)、FeO(1.14%)、少量Al2O3(0.98%)，其它成分含量甚微。</p><p>　　礦石中主要有益成分為金，在910～670m之間有明顯的富集趨勢，品位高，儲量也大，670～600m之間，金含量自上而下逐漸降低。910～1138m之間，金含量自下而上緩慢降低。</p>&

41、lt;p>　　2.2.3紫金山地形圖及金礦圖</p><p>　　現(xiàn)有圖紙主要為三月在紫金山金銅礦進行畢業(yè)實習時所收集的原始地形地貌圖以及金礦石礦體圖，如圖2-2和2-3。</p><p>　　圖2-2 紫金山原始地形地貌圖</p><p>　　圖2-3 紫金山金礦體SURPAC圖</p><p>　　第3章 露天開采境界的確定&

42、lt;/p><p>　　3.1礦床開采方法的選擇</p><p>　　金礦開采對象選取品位0.15g/t以上的含金礦物，品位0.15g/t以下的含金礦物作為廢石處理。紫金山金礦體具有大規(guī)模、低品位的特點。只有大規(guī)模的露天開采設計，才能充分的利用金礦選冶成本低的優(yōu)勢，充分回收低品位金礦石資源、降低成本、增加產量。故本次畢業(yè)設計確定金礦礦體在經濟合理、技術可行的情況下，盡可能的采用露天方式開采，充

43、分發(fā)揮出露天開采受開采空間限制比較較小、開采成本低、勞動生產率高、露天開采比地下開采更為安全可靠、礦石損失貧化小、勞動條件好、基建時間短、作業(yè)比較安全等優(yōu)點。金礦開采境界經濟參數(shù)見表3—1。</p><p>　　表3—1 金礦開采境界經濟參數(shù)表</p><p>　　3.2 露天采場境界的確定</p><p>　　3.2.1境界確定的主要因素</p>&

44、lt;p>　　影響開采境界的最終確定主要有以下幾個因素，在設計中要充分考慮：</p><p>　?。?）礦體埋藏賦存條件、礦石圍巖性質、地形特征及水文地質條件，重點是礦體產狀和地形條件；</p><p>　?。?）經濟因素：應盡量減少投資、降低礦石生產成本，以及考慮市場對礦產品的需求及價格；</p><p>　　（3）技術因素：盡量結合當?shù)匦⌒偷V山的開采實際，

45、充分考慮其能夠提供的技術條件對確定開采境界的各種限制。</p><p>　　3.2.2邊坡細部結構尺寸</p><p>　　3.2.2.1 臺階高度</p><p>　　臺階高度與鏟裝設備、開采方式、礦體埋藏條件、運輸條件、礦巖性質等有關，由《采礦設計手冊》得知：對于不需穿爆的松散軟巖，階段的高度一般不超過挖掘機的最大挖掘高度；對于需穿爆松散的硬巖，階段高度則不超過

46、挖掘機的最大挖掘高度的 1.25倍。紫金山礦區(qū)內的礦石多為堅硬半堅硬塊狀巖類，f=5～11，穩(wěn)定性較好。在本設計采用的是小松PC1250-7挖掘機，最大挖掘高度為13.5m，故臺階高度應小于16.8m。</p><p>　　我國設計生產的露天礦，小型礦山的階段高度一般為 8～10 m，大、中型礦山階段高度一般為 10～12m。大型露天礦在選用斗容 8m3以上挖掘機時，階段高度可采用 12～15m。根據(jù)礦山的設計產

47、量、巖性以及安全因素等，最后綜合確定臺階高度為12m。</p><p>　　3.2.2.2平臺寬度</p><p>　　[1]安全平臺寬度：安全平臺是用作緩沖和攔截滑落的巖石以及減緩最終邊坡角，保證最終邊幫的穩(wěn)定性和下部水平的工作安全。它設在露天采場的四周最終邊幫上。實踐表明，面爆破和巖體自身的節(jié)理裂隙的影響，安全平臺難以達到上述寬度，故常采取并段方式以加寬安全平臺。在此取安全平臺寬度為6

48、m。</p><p>　　[2]清掃平臺：清掃平臺露天礦邊坡上設置攔截并清理滾石的平臺，一般設計每間隔2—3個安全平臺設一個，其寬度根據(jù)清掃手段和設備而定，通常大于6米。在此設計安全平臺和清掃平臺交替安置，寬度取值8m。</p><p>　　[3]運輸平臺：露天礦邊坡上設置運輸線路的平臺，其位置由開拓系統(tǒng)的運輸線路設計決定，寬度根據(jù)運輸設備類型和規(guī)格確定。</p><p

49、>　　一般汽車運輸平臺寬度見表3-2</p><p>　　表3-2 汽車運輸平臺最小寬度</p><p>　　根據(jù)上表，采用的汽車載重量為40t，雙線，因此運輸平臺寬度確定為12m。露天采場臺階結構示意圖如圖3-1所示：</p><p>　　1—工作平盤；2—安全平臺；3—運輸平臺；4—清掃平臺；</p><p>　　β、

50、 γ—最終邊坡角；Φ—工作幫坡角</p><p>　　圖3-1露天采場構成要素示意圖</p><p>　　3.2.2.3臺階坡面角</p><p>　　臺階坡面角主要與礦巖力學性質有關，根據(jù)開采技術條件及現(xiàn)場臺階坡面角范圍，由《采礦工程師手冊》得，一般臺階坡面角見表3-3：</p><p>　　表3-3 臺階坡面角參考表</p>

51、;<p>　　紫金山礦巖石硬度系數(shù)為，故臺階坡面角范圍為</p><p>　　初步確定工作臺階及非工作臺階坡面角為75度。臺階示意圖如圖3-2。</p><p>　　圖3-2 臺階示意圖</p><p>　　3.2.3金礦露天開采境界確定</p><p>　　3.2.3.1經濟合理剝采比的確定</p><p

52、>　　經濟合理剝采比是露天開采境界設計的基本指標參數(shù)，計算經濟合理剝采比的基礎數(shù)據(jù)是礦床開采的基本經濟要素。紫金山金礦的基本經濟要素如下：</p><p>　?。?）以表內礦（≥0.4%）平均品位0.57%為基礎、采礦貧化率3%、選、冶綜合回收率83.53%，求噸金所需礦石量為309t；

53、

54、 </p><p>　?。?）最終選出金含稅價258640000元/t，稅后價256503327元/t（以扣

55、增值稅+城建、教育附加費+資源稅2136672.92元/t）；</p><p>　?。?）采礦成本6.186元/t，剝離成本為6.083元/t，破碎浸出+萃取+提煉11.735元/t、其他費用8.496元/t（含“三費”、環(huán)保、維簡等），即處理噸礦綜合成本為32.5元/t；</p><p>　?。?）企業(yè)提取稅后利潤率為20%，噸金生產總成本為77110000元。</p>&

56、lt;p>　　根據(jù)上述條件，用價格法計算出經濟合理剝采比為5t/t，以此作為確定開采深度的主要依據(jù)。 </p><p>　　3.2.3.2 露天礦的最小底寬</p><p>　　按照采掘運輸工作要求來確定底部平面的最小寬度。如采用5.2m3挖掘機采裝時，最小寬度＞15m；10t以上汽車運輸時的最小寬度＞20m，故長度只要滿足運輸要求就行。&

57、lt;/p><p>　　3.2.3.3最終開采深度的確定</p><p>　　將紫金山礦體實體模型拖入顯示界面，利用等值線工具做當前層的等值線，即臺階參考線，其中，最大、最小等值線值分別為568m和1088m,等值線間隔即為臺階高度12m。如圖3-3所示。 </p><p>　　圖3-3 臺階參考線</p><p>　　同時，還需利用線文件工具

58、進行劈切，生成每12m一個的獨立臺階參考線，如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 臺階參考線劈叉文件</p><p>　　根據(jù)上面確定的露天礦底部周界最小寬度，我們發(fā)現(xiàn)水平高度568m處所圈定的參考線太小，不滿足底部周界的要求，故最低開采深度我們選擇580m。</p><p>　　3.2.3.4 圈定底部周界</p><p>　　

59、生成每個臺階單獨的參考線之后，就可以進行底部周界的圈定。由于568m的臺階參考線范圍太小，不符合運輸車輛最小轉彎半徑要求，且在568m-580m之間的礦體較小，可以舍棄，故選取580m為采坑的最低標高。將580m的臺階參考線拖入顯示界面，利用SURPAC軟件，將最低標高所示的礦體圈起來，然后平滑該線，這樣就可以得到露天礦底部周界，如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 露天礦底部周界圖</p>

60、;<p>　　之后，在平滑底部周界上選定公路出口，通過選擇畫一個半徑為路基寬度12m的圓，并調整平滑底部周界上的點，刪除參考圓，最后生成確定的底部周界，如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 確定底部周界</p><p>　　3.2.3.5露天礦開采終了平面圖</p><p>　　按要求，設計邊坡角為75°，同時，從基坑公路開口處定

61、義公路，根據(jù)實際情況確定公路類型為順時針或逆時針。之后，便可根據(jù)臺階高度擴展段，擴展到592m水平，如圖3-7所示。</p><p>　　圖3-7 根據(jù)臺階高度擴展到592m水平</p><p>　　再根據(jù)臺階寬度擴展，形成592m平臺，保留40m左右的聯(lián)接平臺，選定該水平往上的公路出口，如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 擴展生成592m平臺<

62、;/p><p>　　之后，重復前面兩個步驟，分別按臺階高度往上擴展、按臺階寬度往外擴展，其中，臺階寬度按臺階類型確定，安全平臺寬度為6 m，清掃平臺寬度為8 m，運輸平臺寬度為12 m，同時，每兩個水平之間都必須布置運輸線路。直至擴展到有臺階線露出地表為止，此時，應使出入溝位于出露部位，如果偏差太多，則需對前幾個臺階的運輸線路進行調整。</p><p>　　確定出入溝之后，再往上擴展即為山坡露

63、天礦，不再需要布置運輸線路，只需分別按臺階高度往上擴展、按臺階寬度往外擴展，直至有臺階線全部出露在地表外，即停止擴展，此時生成的即為初始露天坑線文件如圖3-9所示。</p><p>　　圖3-9 擴展至地表生成初始露天坑線文件</p><p>　　將初始露天坑線文件拖入顯示界面，由DTM工具在當前層生成DTM，即為初始露天礦模型，如圖3-10所示。</p><p>

64、;　　圖3-10 初始露天坑模型</p><p>　　將初始露天礦模型和地表模型拖入顯示界面，利用DTM工具生成兩者的相交線，即為封閉圈，如圖3-11所示。</p><p>　　圖3-11 生成露天坑封閉圈</p><p>　　將封閉圈線文件和初始露天坑dtm文件同時拖入顯示界面，利用修剪工具剪去初始露天坑dtm文件在封閉圈以外的部分，即可得到實際的露天坑dtm

65、文件，如圖3-12所示。之后將封閉圈線文件和地表模型dtm文件同時拖入顯示界面，利用修剪工具剪去地表模型dtm文件在封閉圈以內的部分。</p><p>　　圖3-12 實際露天坑dtm文件</p><p>　　將實際露天坑dtm文件、封閉圈線文件和修剪后的地表模型dtm文件同時拖入顯示界面，用DTM工具生成當前層DTM，即開采終了模型，如圖3-13、3-14所示。</p>

66、<p>　　圖3-13 開采終了模型</p><p>　　3-14 開采終了模型（放大）</p><p>　　3.2.4開采境界參數(shù)確定結果</p><p>　　設計最終確定的開采境界參數(shù)為：</p><p>　?。?）工作面采掘要素</p><p>　　工作臺階高度：12m；</p>&l

67、t;p>　　最小工作平臺寬度：不爆破時取25m，爆破時取45m；</p><p>　　最小工作線長度：不爆破時取60m, 爆破時取80-100m；</p><p>　　工作臺階坡面角：75o；</p><p>　?。?）設計確定的最終邊坡參數(shù)如下：</p><p>　　最終邊坡臺階高度：　 12m ；</p><

68、p>　　終了臺階坡面角：　　 75°；</p><p>　　平臺寬度： 12m ；</p><p>　　露天礦底部周界最小寬度：為礦體寬度，通過設計為35m ；</p><p>　　露天礦最終邊坡角：25°～ 39°</p><p>　　3.3境界內各水平的礦巖量計算<

69、/p><p>　　為了準確、方便地生成最終礦巖報告，需建立礦體模型。在礦體模型界面新建一個礦體的塊體模型，設定約束為礦體實體，并添加比重和礦巖屬性。接著，便可進入報告環(huán)節(jié)，設置報告格式為（.csv），屬性分組z的的數(shù)值范圍設置為：580,1048,12，約束即為地表模型以下、實際露天坑以上。最后生成紫金山金礦開采境界內礦巖體積表，具體情況如表3-3所示。</p><p>　　表3-3 金礦開采

70、境界內礦巖體積表</p><p>　　查詢數(shù)據(jù)可以得知，紫金山金礦的礦石比重為2.39t/m3，我們假定廢石的比重也為2.39t/m3，這樣，我們可以得到紫金山金礦開采境界內的礦巖量表，如表3-4</p><p>　　表3-4 金礦開采境界內礦巖量表</p><p>　　由上表知，境界內的礦石量為57847.63萬噸，本礦山的開采年限為：</p>&l

71、t;p><b>　　T=</b></p><p>　　式中：P——露天礦境界內礦石的可采礦量，萬噸；</p><p>　　A ——露天礦礦石年生產能力，萬噸/年；k1——富裕系數(shù)，取1.1。</p><p>　　經計算T=19.9年，取20年。</p><p>　　第4章 露天礦床開拓運輸</p>

72、<p>　　4.1　開拓方式的選擇</p><p>　　4.1.1 影響本開拓方法選擇的主要因素</p><p><b>　　[1]生產技術條件</b></p><p>　　本設計金礦產量為8萬t/d，紫金山金礦分布于潛水面(600-640m)以上的氧化帶中，為次生富集氧化礦石。長2096m，寬1150m，面積0.92 Km2。垂直分

73、布標高568m—1048m，礦體平均厚度183m。礦體走向NW，傾向NE。金礦開采對象為金品位0.15g/t以上的礦石。</p><p><b>　　[2]自然條件</b></p><p>　　區(qū)內礦石多為堅硬半堅硬塊狀巖類，f=5～11，穩(wěn)定性好。圍巖多為風化帶巖石，節(jié)理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性不好。不自燃和氧化，不結塊，碎脹性系數(shù)為1.358，含水性差。礦石密度為2.39

74、t/m3 ，自然安息角38°，工程地質、水文地質條件簡單。</p><p><b>　　[3]經濟技術條件</b></p><p>　　經濟合理剝采比為5.0t/t，礦石成本44.3元/t，工程費用16083.62萬/t，全礦可采礦石儲量57847.63萬t,礦山生產服務年限20年.</p><p>　　4.1.2 開拓方案的選擇&l

75、t;/p><p>　　露天礦床開拓運輸就是建立地面與露天采場內各工作水平以及各工作水平之間的礦巖運輸通道。其內容是直接研究坑線的布置形式，建立合理開發(fā)礦床的運輸系統(tǒng)。其意義是露天采場正常生產的運輸聯(lián)系和及時準備出新水平的有力保證，也是研究和解決開發(fā)礦床總體規(guī)劃和礦山工程合理發(fā)展的重要問題。</p><p>　　露天礦床的開拓方式與運輸方式密切相關。其分類主要按運輸方式來確定，按運輸干線的布線形

76、式和固定性作為進一步分類的依據(jù)。露天礦床的開拓方法可分為公路運輸開拓、鐵路運輸開拓、公路—鐵路聯(lián)合運輸開拓、提升機提升開拓、平硐溜井開拓、膠帶運輸開拓、汽車—半固定破碎機—膠帶運輸開拓、汽車—半固定或固定破碎機—斜井膠帶運輸開拓、移動式破碎機—膠帶運輸開拓。</p><p>　　開拓方式的選擇與組織工作，直接影響生產成本、建設速度和生產能力等。提高道路質量和設備水平，是保證運輸任務完成的關鍵，根據(jù)年度采剝計劃圖和

77、選礦廠的各個供礦點的要求，對運輸?shù)缆废到y(tǒng)進行綜合規(guī)劃，使采場實際施工過程中原礦運輸距離最短，以減少控制投資。</p><p>　　我國的有色金屬礦山絕大多數(shù)采用公路開拓，國內外的大量研究結果表明，對于大型露天礦山，當?shù)V巖運輸距離小于3～4km，其中工作面以外礦巖運輸距離小于2.5～3km時，全汽車運輸方案無論在投資方面還是在經營費方面都具有較強的競爭力。自卸汽車運輸具有機動靈活，爬坡能力強，重車坡度可達15%，轉

78、彎半徑小，線路工程量少，挖掘機效率高，年下降速度大，生產能力有保障，初期投資小，建設時間短，管理簡單等優(yōu)點。但是，隨著開采水平的降深、運輸距離的增大，運輸成本迅速增加，從而限制其使用的開采深度，一般來說全自卸汽車運輸方案的合理運距為3～4km。當?shù)V巖運輸距離超過3～4km，其中工作面以外礦巖運輸距離超過2.5～3km以后，全自卸汽車運輸方案的每噸公里礦巖運輸?shù)耐顿Y和經營費用明顯增加，而自卸汽車-移動(固定或半固定)破碎站—膠帶運輸機開拓

79、運輸方案的每噸公里礦巖運輸?shù)耐顿Y和經營費用卻有所下降，其在投資和經營費用方面的優(yōu)勢隨著礦巖運輸距離的增加，優(yōu)勢更加突出。</p><p>　　紫金山金礦露天采場在開采過程中開采深度較大，礦石及巖石的平均運輸距離約為3km，因此采用汽車—溜井—坑內破碎—平硐膠帶聯(lián)合開拓運輸方式，利用礦石自重沿溜井溜放，克服240～400m高差，縮短采場內汽車、平硐內機車或皮帶運輸?shù)倪\距，以減少初期投資，降低生產成本。這種開拓方式廣

80、泛應用于地形高差較大的山坡露天礦。采礦工作面至溜井上口的運輸采用道路或窄軌鐵路運輸，礦巖由溜井下放至底部平硐轉載運出地表。根據(jù)地形、工程地質和礦體埋藏條件，合理選擇溜井位置，確定溜井數(shù)量、直徑及其綜合生產能力。</p><p>　　4.2 出入溝位置的選擇</p><p>　　為減少基建剝離量，縮短基建時間，加速露天礦的建設，早日投入生產，可采用移動坑線開拓。出入溝布置在靠近礦體與圍巖接觸

81、的上盤或下盤，在開采過程中，出入溝隨著坑線的推進而移動，直至開采境界的最終邊幫時才固定下來。合理的坑線位置，應是線路移設工程量少，運輸距離短，并具有良好的運輸條件。但他們之間有時是相互矛盾的，在這種情況下選擇開拓坑線位置時，應在對各布置方案進行技術經濟比較后確定。</p><p>　　當?shù)乇淼匦螚l件允許或排土場位置分散，為保證露天坑生產能力及確?？铡⒅剀図樝蜻\輸時，在服務年限較長的露天礦，采用多出入口是合理的。多

82、出入口可使礦石和巖石的運輸距離縮短，減少運輸設備數(shù)量，降低運營費用。采用多出入口時，礦巖流量分散，當一個出入口和坑線發(fā)生故障時，露天礦運輸工作不致中斷。在確定出入溝口位置時，應盡可能使礦石和巖石的綜合運輸功小，所需運輸設備和運營費用少；溝口應避開工程量大及工程地質條件差的地段；在凹陷露天礦，溝口應設在地形標高較低部位，以減少重載汽車在露天采場內上坡運行的距離，同時也要保證地面具有良好的運輸條件。</p><p>

83、　　根據(jù)紫金山金礦的賦存條件，設計采用的開采程序、開拓系統(tǒng)以及外排土場和采場之間的位置，同時考慮了避免各溝口及系統(tǒng)之間的相互干擾、內排容量的限制、運輸?shù)V石的通道最合理等幾個因素，設計出入溝位置在露天采場東北側境界與礦體交界的最低處，標高758m為水平。</p><p>　　4.3 運輸線路的技術條件</p><p>　　4.3.1線路技術要求</p><p>　　根

84、據(jù)公路開拓運輸線路的特點，自卸汽車運輸具有機動靈活，爬坡能力強，轉彎半徑小，線路工程量少，管理簡單等優(yōu)點。采場、排土場內的公路按Ⅱ級公路路設計參見表4-1</p><p>　　表4-1 公路技術參數(shù)表</p><p>　　4.3.2 運輸設備選型和汽車臺數(shù)計算</p><p>　　為了充分發(fā)揮汽車運輸?shù)慕洕б?，并考慮到實際年產量2640萬噸，為便于維修，采用同一

85、型號、同一生產廠家的汽車，又由于運輸線路的限制，決定選用車型HD465-7非公路礦用自卸卡車，其主要參數(shù)如表4-2。</p><p>　　表4-2 小松HD465-7非公路礦用自卸卡車</p><p><b>　?。?］平均運距</b></p><p>　　根據(jù)采場終了平面圖，初定平均運距在2.4～3.3km。</p><

86、p><b>　?。?］時間利用系數(shù)</b></p><p>　　時間利用系數(shù)與電鏟，汽車的良好狀況及工種制度有關，取0.8。</p><p><b>　?。?］不均衡系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)礦山具體的情況確定，一般取1.05～1.15。因為生產規(guī)模較大，取1.15。</p><p&g

87、t;<b>　?。?］裝車時間</b></p><p>　　挖掘機裝卸汽車的時間主要與電鏟作業(yè)循環(huán)時間及裝載斗數(shù)有關，按下式計算：</p><p><b>　　tz=</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　tz ——挖掘機裝車時間 ， min；

88、</p><p>　　n——裝載斗數(shù) ，據(jù)使用經驗可知，一般取裝載斗數(shù)N=3～7，當運距為1～3km時,4≤N≤6，當運距≤1km時，取N=3，當運距為4～5km時，取N=6～7。此處n取5；</p><p>　　tr——汽車入換時間，一般取60s；</p><p>　　tx——挖掘機作業(yè)循環(huán)時間，按tx=20+1.2E計算，</p><p>

89、;　　可得礦石tx＝43s，巖石tx＝43s；</p><p>　　r——礦石體重 ，2.39t/m3；</p><p>　　E——鏟斗標準容，5.2m3；</p><p>　　故礦石的tz= (5*37+60)/60=4.1min，巖石為tz=4.1min.</p><p><b>　?。?］卸載時間</b></

90、p><p>　　主要取決于卸載物料的性質，正常情況下取2.0min.</p><p>　?。?］調頭及停留時間</p><p>　　調頭時間主要與汽車和電鏟的相對位置及裝卸車平臺的布置形式，場地大小有 關，一般取1.0min,停留時間包括待裝待卸及運行中的耽擱時間，它隨汽車類型和運距而變化，查《采礦設計手冊》礦床開采上篇表1-3-41得二者時間和為4.2min。<

91、;/p><p>　?。?］自卸汽車出車率</p><p>　　它指平均每班開動的汽車臺數(shù)與在冊汽車臺數(shù)之比。而開動與在冊汽車臺數(shù)又 和汽車大修理程與大修周期中汽車保修里程時間有關。自卸汽車出車率取75%。</p><p><b>　?。?］汽車數(shù)量計算</b></p><p>

92、;<b>　?、倨嚢噙\輸能力</b></p><p>　　自卸汽車臺班運輸能力按下式計算：</p><p>　　A=480×G×k1×k2/T</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　A——自卸汽車臺班運輸能力， t；</p>&

93、lt;p>　　G——自卸汽車額定重量，55t；</p><p>　　K1——汽車載重利用系數(shù)，K1 =0.82～1.0，取0.9；</p><p>　　K2——汽車時間利用系數(shù)，0.85；</p><p>　　T——自卸汽車周轉一次所需時間，min；T=tz+tr+tq+tt</p><p>　　tz——挖掘機裝滿一輛汽車的時間；礦巖都

94、為4.6min；</p><p>　　tr——自卸汽車往返時間，tr =120×L/v=21.52min；</p><p>　　v——自卸汽車平均運行速度，18.4km/h；</p><p>　　tq——自卸汽車卸載時間 ，2.0min；</p><p>　　L——自卸汽車平均運距，3.3km；</p><p&g

95、t;　　tt——自卸汽車調頭和停留時間，取 4.5min。</p><p>　　運輸?shù)V巖時間T=4.1+21.52+2+4.5=32.12 min</p><p>　　經計算汽車的臺班運輸能力為629t。</p><p>　　②自卸汽車所需數(shù)量計算：</p><p><b>　　可按下式計算：</b></p>

96、<p><b>　　N=</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　N——自卸汽車需要臺數(shù)；臺</p><p>　　Q——露天礦年運輸量，礦石為2892萬噸，巖石為1343萬噸；</p><p>　　K3——運輸不均衡系數(shù)，1.1；</p>

97、<p>　　C——每日工作班數(shù)，3班；</p><p>　　H——年工作日數(shù)，330天；</p><p>　　K4——自卸汽車出車率，0.65～0.75，取0.75；</p><p>　　經計算，運輸?shù)V石N=68.1,取69臺；運輸巖石N=31.6，取32臺，共計101臺。</p><p>　　4.3.3 計算限制區(qū)間通過能力<

98、;/p><p>　　露天礦山道路通過能力是指在安全條件，道路允許通過的最大汽車數(shù)量或運輸量，雙車道通過能力按下式計算：</p><p>　　N=1000×υ×K1×K2/ ST</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　N——雙車道每小時通過的能力，輛；</p>

99、<p>　　υ——汽車平均運行速度，18.4km/h；</p><p>　　K1——與挖掘機數(shù)量有關的運行不均衡系數(shù) 查《采礦設計手冊》礦床開拓 上篇表1-3-21取0.67；</p><p>　　K2——考慮會車，交叉口及制動等因素的安全系數(shù)，取0.36；</p><p>　　ST ——同一方向上汽車之間安全行車間距，m；</p>

100、<p>　　ST=L1+L2+L0</p><p>　　L1——司機觀察反應時間內所行駛的距離，L1=v×t/3.6=9.2m；</p><p>　　t——司機觀察反應時間， 1.8s；</p><p>　　L2——汽車開始制動到完全停住所行駛的距離，</p><p><b>　??；</b></

101、p><p>　　K—制動使用系數(shù)，取1.35</p><p>　　ψb—計算粘著系數(shù)，0.35</p><p>　　ω—滾動阻力系數(shù)，取0.04</p><p>　　i—道路縱坡，9%，上坡為正值，下坡為負值。</p><p>　　L0—停車安全距離，取汽車全長，取9.355m</p><p>　　

102、經計算L2=＝3.75m或6m；這邊取值6m計算。</p><p>　　ST= 9.2+6+9.355＝24.555米，</p><p>　　N=1000×18.4×0.67×0.36/24.555＝181輛。</p><p>　　4.3.4 運輸線路布置方式</p><p>　　山坡部分運輸線路采用樹枝直進式方

103、式，為了減少展線長度，可在山坡道路的開始部分加高路基，雖然能產生一定的道路修筑工程量，但總工程卻能很大程度的減少。線路直線部分坡度不大于9%，當線路長度超過500m時，在拐彎處設緩坡段，緩坡段長度不小于100m。</p><p>　　重載汽車在坡度較大的開拓坑線上長距離下坡或上坡運行時，易使制動裝置和發(fā)動機過熱而降低其使用壽命。為使汽車得以緩沖，同時便于從坑線通往各水平工作，設連接平臺與坑線相連，該平臺可以是水平

104、的，也可以采用不超過3%的緩坡，其值應根據(jù)汽車的技術性能選取，連接平臺的長度，一般不小于40～60m。</p><p>　　4.3.5 開拓井巷工程</p><p>　　由于采用汽車—溜井—坑內破碎—平硐膠帶運輸方式，須進行部分地下井巷開拓工程，設計采用溜井放礦，共5條（NO1、NO2、NO3、NO4、NO5、），NO1深度約為289m，NO2溜井的深度約為367m，NO3溜井的深度約為2

105、21m，NO4溜井深度約為289m，NO5溜井深度約為215m。溜井具體位置見運輸總圖。</p><p>　　井系統(tǒng)由溜井、底部礦倉、裝礦硐室、檢查井等組成。溜井示意圖如圖4-1</p><p><b>　　圖4-1溜井示意圖</b></p><p>　　溜井井筒凈直徑為φ4m，溜井井口段，由于近地表巖土較軟弱，由地表機械和構筑物的荷載對井口產

106、生較大的垂直和側向壓力，所以井口25.0m段內采用整體混凝土支護，厚度為500m。溜礦段采用噴射混凝土支護，以保證施工作業(yè)安全，厚度為100mm。礦倉部位，為防止礦石的沖擊和磨損，在礦倉下部12m高度范圍內采用鋼軌加固。</p><p>　　平硐位置與溜井位置密切相關，除此之外，還應考慮到要盡可能縮短平硐長度，位于采場下部時，平硐頂板距采場底部的最小垂直距離，要根據(jù)爆破作業(yè)安全條件確定，避免在開采最終水平時因爆破

107、而使平硐受到破壞，平硐口應設于洪水位之上，且山坡巖層穩(wěn)固不易產生滑落之處。考慮到采場底部爆破沖擊因素，以及出礦點與選場運距影響，將平硐布置在550水平，通過溜井進行放礦后，礦石經移動式破碎機破碎后，經膠帶輸送機進行運輸至選場。</p><p><b>　　4.4 掘溝工程</b></p><p>　　4.4.1 溝道的類型，斷面形狀及其規(guī)格</p>&l

108、t;p>　　在露天開采中，為保持持續(xù)正常生產，需及時準備出新的工作水平，而新水平的準備工作包括掘進出入溝，開段溝和為下一水平掘溝進行的擴幫工作。</p><p>　　不同掘進方法的選擇,取決于它所采用的運輸和裝載方式。本露天礦采用汽車運輸，電鏟和汽車在一個水平上的平裝車，對于山坡露天部分，采用掘進寬工作面單壁溝的形式進行掘溝作業(yè)；對于深凹露天部分，采用掘進梯形橫斷面的雙臂溝的形式進行掘溝作業(yè)?？紤]本礦的實際

109、因素，掘溝方式為：首先掘出入溝，然后掘開段溝，當開段溝掘完后開始擴幫。溝的主要要素包括溝底寬度、溝深度、溝幫坡面角、溝的縱向坡度和溝的長度。</p><p>　　4.4.1.1溝底寬度</p><p>　　它取決于掘溝的運輸方式，溝內線路數(shù)目，巖石物理力學性質和采掘設備的規(guī)格等因素。</p><p>　?。?］出入溝溝底最小底寬</p><p&g

110、t;　　參照《露天采礦學》，汽車運輸時，溝底最小寬度：</p><p><b>　　回返式調車： </b></p><p>　　式中： ——溝底最小寬度，m；</p><p>　　——汽車最小轉彎半徑，m；</p><p><b>　　——汽車寬度，m；</b></p><p&g

111、t;　　——汽車邊緣至溝幫底線的距離，m。</p><p>　　其中: 取值8.5m， 取值4.3m， 取值1m；可得： 23.3m，取24m。</p><p>　　汽車運輸掘溝時，為了提高挖掘機的效率，采用回返式調車，溝底最小寬度為24m。</p><p>　?。?］開段溝溝底寬度</p><p>　　它與掘溝方式,采掘運輸設備規(guī)格,線路數(shù)

112、目和布置及擴幫爆破的爆堆寬度有關,因是采用汽車運輸、挖掘機端工作面采裝擴幫的爆堆，所以其溝底寬度同出入溝一樣為24m。</p><p>　　4.4.1.2溝深度</p><p>　　本設計礦山分為山坡露天部分和凹陷露天部分。</p><p>　　山坡露天部分的出入溝和開段溝采用單臂塹溝方式，其掘溝深度一般與所掘溝的溝幫坡面角、地形坡面角及溝底寬度有關。本設計采用全段

113、高一次性掘溝的方式進行掘溝作業(yè)，其高為全段高12m。如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2單壁溝橫斷面要素圖</p><p>　　凹陷露天部分的出入溝和開段溝均采用雙臂塹溝方式。出入溝深度值為零至臺階高度，即0～15m，開段溝深度等于臺階全高度，即12m。如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 雙臂溝橫斷面要素</p><p>

114、;　　4.4.1.3溝幫坡面角</p><p>　　考慮本礦巖石的物理力學性質，溝幫坡面角保留時間長度，由于采用移動坑線開拓時，溝幫兩側坡面角均為75°。</p><p>　　4.4.1.4溝的縱向坡度</p><p>　　根據(jù)掘溝的運輸設備類型、塹溝的用途確定，紫金山金礦基本上屬于凹陷露天礦。露天礦凹陷部分汽車運輸?shù)V巖為重車上坡，空車下坡，出入溝主要為運

115、輸?shù)V巖的通道，出入溝的縱向坡度為9%。開段溝一般為水平的，但為了排水需要而采用3‰左右的縱向坡度。</p><p>　　4.4.1.5溝的長度</p><p>　　出入溝是聯(lián)系上下水平的通路，其長度取決于臺階高度和出入溝的縱向坡度，即L=H/i</p><p>　　式中：L——出入溝的長度 ，m；</p><p>　　H——臺階高度，12m&