露天矿开采课程设计
1.1设计题目与内容
设计题目：大古坑矿区高岭土矿V3号矿体露天矿开采设计。
设计内容有：
（1）露天开采境界设计，熟练掌握具体露天矿山开采境界确定的方法和原则，确定开采深度，台阶高度，露天矿合理开采深度设计与调整，经济剥采比的确定；
（2）露天矿生产能力的设计及采剥进度计划；
（3）初步圈定露天开采终了平面图，开拓坑道定线，绘制露天开采终了平面图露天采矿工艺设计。
1.2原始资料
大古坑高岭土矿区位于茶陵县城南东约25公里，属桃坑乡管辖。地理坐标：东经113°43 ′18″—113°44′30″，北纬26°42′04″—26°42′ 43″，面积0.80平方公里。区内交通目前比较困难，仅有公路至桃坑乡政府驻地，乡村至矿区的简易公路目前正在修建之中，该公路修好后，交通将大为改观。但该区水利资源丰富，高压线路、通信线路已进入了矿区，为矿区今后的发展奠定了良好的基础。交通位置图见图1-1所示。
图1-1 矿区交通位置图
该矿区地处湘赣变弱的罗霄山脉西侧，地貌特征是：西北、东南山地崛起，西北有武功山绵亘，东南有万烊山蜿蜒，中部和西部丘岗起代，地势朝中部，西南部倾斜。并呈阶梯状逐级下降，形成一个三面环山，朝四南开口的关环形盆地。
矿区属中低山区，主要山脉呈NE至NNE向展布，地势东高西低，海拔标高多在200—400米之间，最高460米，相对高差约260米。
茶陵县属于中亚热带季风湿润气候区，近二十年的气象资料统计表明，极端最低气温为-4.2 0C （1991年，持续时间短暂）。光能资源：平均年日照1744.7小时，年日照率为39％，属全省日照最多的地区。降水量：平均年降水量1400毫米，较邻近公路偏少，但仍属雨水灵丽的湿润气候区。
该区经济以林、农、副业为主，盛产杉、松和楠竹，劳动力充足。
矿山依法于株洲市国土资源局和茶陵县国土部门拟定的矿山范围和拐点坐标及开采深度如下表1-1
表1-1 矿山范围和拐点坐标
矿区位于酃（县）桂（东）南北向隆起带北端，与湘东新华夏系茶（陵）永（兴）断陷盆地东交合部位。
区内广泛出露奥陶系、泥盆系及白垩系地层。奥陶系为一套浅海相浅变质砂泥质岩层，厚度大于2000米；泥盆系以砂岩，砂页岩，灰岩为主，厚度大于1000米；白垩系主要为紫红色厚层状砂岩及砂岩砾岩组成，厚度大于1500米
矿区出露地层主要有第四系全新统（Q ）残破积层、冲积层和上奥陶统（O3）岩层。 上奥陶统（O3）岩层根据区域地质资料，相当于五峰期天马山组，为一套厚度巨大的浅海相碎屑岩，岩层内普遍产有笔石化石，岩性以中层至厚层状浅变质粉砂岩、砂质板岩为主，夹浅变质细砂岩，绢云母板岩，局部夹似层状，透镜状凝灰质、长石石英砂岩。常见粉砂岩、砂质板岩、板岩构成复理式韵律。岩石一般呈青灰色，但遭受风化后变成黄褐色、紫红色，总厚度大于700米。凝灰质长石石英砂岩风化后变为高岭土矿层，呈白色。
湖南省地质矿产勘查开发局四一六队2007年2月提交的《湖南省茶陵县大古坑矿区高岭土矿资源储量报告》，全矿区共发现三个含矿层，编号为S1
、S2、S3，圈定五个矿体，分别编号为V1、V2、V3、V4、V5，矿区V1-V5矿体均属同一种矿石类型，即白色土状至土块状高岭石，由凝灰质长石石英砂岩强烈风化所形成。矿石为泥质结构，土状至土块状构造，质地松软，遇水膨胀崩解，可塑性中等。资源储量见表1-2所示。
表1-2 资源储量估算结果
根据设计任务书可知，是对V3矿体进行设计，现介绍V3矿体相关情况：
由地质图可知，矿区范围大，但是矿脉厚薄不等，矿区构造简单，总体上为一倒转背斜构造，背斜轴部位于矿区中部，总体走向近东西，东段转向南东；南翼为正常翼，地层产状为130-140°∠30-40°，北翼为倒转翼，地层产状为170-200°∠44-75°，转折端向东偏南倾伏，产状变化较大。S1含矿层位于矿山中部，共圈定三个矿体（V1、V2、V3）厚0.20-10.35米。
V3矿体分布于V2矿体西北侧，有TC5、TC4、PD3等工程控制，矿体呈透镜状顺层产出，为倒转翼，矿体出露标高265-308米，控制长110米，厚2.34-14.30米，平均厚8.32米，倾向157-175度，倾角44-75度。其总体特征:中部膨大，往西尖灭，往东相变为浅变质粉砂岩，砂质板岩。该矿体与V1、V2矿体属同一层位，其顶底板岩性特征大体相当，但该矿底板的局部地段见硅化破碎现象。
该矿区V1-V5矿体均属同一种矿石类型，即白色土状至土块状高岭石，由凝灰质长石石英砂岩强烈风化所形成。矿石为泥质结构，土状至土块状构造，质地松软，遇水膨胀崩解，可塑性中等。具体化学成分见表1-3所示。
表1-3 各矿体的化学成分
矿区地层岩性较复杂，部分矿体出露地表，地质构造虽不甚发育，但有一大型的断裂构造带在1号矿体附近经过。对矿体在爆破等动力荷载下稳定性有一定影响，局部地段有发生矿山工程地质问题的可能。综合以上工程地质条件，工程地质条件属层状坚硬岩类的简单类型，适于露天开采。矿区水文地质条件属简单类型，本矿山地层主要为上奥陶统（O3）岩层，岩性以中层至厚层状浅变质粉砂岩、砂质板岩为主，岩石结构致密坚硬、难风化，岩石抗压强度大，均属坚硬岩类。岩石稳定性很好，未见滑坡、崩塌等外动力现象，矿山环境地质条件属简单类型。
1.3设计要求
1.参数要求
由任务书可知，矿山日生产能力为2000吨，年工作日300天，三班工作制。最终阶段坡面角，上盘41º，下盘44º。
2.格式要求
①严格按科研论文的排版格式；②页面设置：页边距：上2厘米，下2厘米，左2.5厘米，右2厘米，页眉1.5厘米，页脚1.75厘米间距：段前0行，段后0行行距：固定值，15.6磅（题目行、公式行采用单倍行距）；③字体和字号一级标题：四号，宋体和Times New Roman字体，加粗，靠左顶格；二级或三级标题：小四号，宋体和Times New Roman字体，加粗，靠左顶格；正文部分：五号，宋体和Times New Roman字体；希腊字母用Symbol字体；图题、表题：小五号，加粗，宋体和Times New Roman字体；图、表中文字用小；五号Times New Roman字体，量与单位之间用“/”间隔；图注与说明、表注与说明：小五号Times New Roman字体。④图用CAD出图，所有的图纸都要图签，图签格式要统一。
1.4设计提示
（1）露天矿合理开采深度设计
在所给的地质横断面上，按的原则确定合理开采深度，其步骤是：计算经济合理剥采比，并作图；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H：与两曲
线交点的横坐标即为该断面上的合理开采深度。
（2）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。
（3）初步圈定露天开采终了平面图
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。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，在图低上绘制具有各水平台阶坡底线的开采终了平面图。
（4）开拓坑道定线
根据设计任务书所给的出入沟方位、参数（包括联络平台参数)、运输设备规格，进行开拓坑道定线。
（5）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。
（6）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。
1.5设计依据
1. 湖南省地质矿产勘查开发局四一六队2000年编写的《湖南省茶陵县大古坑矿区高岭土矿普查报告》;
2. 湖南省地质矿产勘查开发局四一六队2007年2月编写的《湖南省茶陵县大古坑矿区高岭土矿资源储量报告》;
3. 湖南省茶陵县大古坑矿区高岭土矿提供的有关设计基础资料;
4. 《金属非金属矿山安全规程》;
5. 《爆破安全规程》;
第2章露天开采境界的确定
2.1 确定露天开采境界的原则
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；
(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
2.2影响露天开采境界的主要因素
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。
2.3 露天开采境界确定的主要程序及主要参数的确定 2.
3.1经济合理剥采比的计算
在露天开采单位产品的全部成本等于该类产品的价格为计算基础，计算时还可以考虑一定的利润指标。
假设产品为精矿，利用价格法，确定经济合理剥采比（m 3
/m 3
）计算如下：
()()b T e a L L /A n 1L JH 、
γ--= （1） 式中：A L —露天开采时精矿价格，元/t ，取300元/t ； T L —露天开采1t 精矿需要的原矿量，t/t ，取8t/t ； e 1—利润指标，20元/t ；
a L —露天开采获得精矿的采、选费用，取12元/m 3
； b —露天开采剥离费用，元/m 3
，取12元/m 3
； γ—矿石体重，t/m 3
，取2.5t/m 3。
故n JH =(300-12-20)*2.5/(8*I2)=7
2.3.2最小底宽
露天矿最小底宽：采用回返式调车时，最小底宽为
)5.0(2min min e b R B c c ++=
(3-1)
式中：min c R ——汽车最小转弯半径，m ；
c b ——汽车宽度，m ；
e ——汽车距边坡的安全距离，m 。
根据矿山年采剥总量和参照相关矿山数据，年生产能力73万t ，剥采比为7:1，所以年运输总量为511万t ，所以，选用型号为日本小松HD985型自卸车与WK-8矿用挖掘机配套使用，HD985载重105t ，，最小转弯半径为12.5m ，整机全宽5.9mm 。 代入数据，得：
min B m 9.32)19.55.02.51(2=+⨯+⨯=取min B =33m 。
2.3.3开采深度的确定
在地质剖面图上，按境界剥采比不大于经济合理剥采比(即jh j n n ≤)的原则确定合理开采深度，其步骤为：
(1).在各横剖面图上初步确定露天开采深度
1).根据矿岩的情况，初选最终边坡角为上盘41o
，下盘44°； 2).在各横剖面图上作出若干个深度的开采境界方案；
3).针对各个方案，用面积法计算其境界剥采比j n ；
4).将各方案的境界剥采比j n 与开采深度H 绘成关系曲线，再画出代表经济合理剥采比的水平线，
两线交点的横坐标H ，就是所要求的开采深度，见图3-1。但此设计中当将最终开采标高定为200m 时, 境
界剥采比为 1.4,小于经济合理剥采比7,故定开采最低标高为200m ，根据地质，
确定最大开采深度为108m 。
图3-1 开采深度确定
2.3.4最终边坡角的确定
露天矿的最终边坡角，对剥采比有很大的影响。
随着开采深度增加和边坡角的减小，所需的剥岩量会急剧增加，因此从经济效果考虑，希望边坡角尽可能大；然而，有不少矿山由于盲目追求陡边坡而造成滑坡事故，严重影响生产。因此，选择时应同时考虑安全因素和经济因素，在保证露天矿安全前提下，最终边坡角尽可能大些，以减少剥离量。为了保证矿山正常生产，露天矿边坡通常由安全平台、清扫平台、运输平台及相应的坡面组成。
200m
220m 240m 260m 280m 300m 200m
220m 240m 260m 280m
300m
安全平台a ，一般不小于2m 。清扫平台b ，一般每隔2～3个台阶设置一个，其宽度要保证清扫运输设备正常工作。当运输平台与安全平台或清扫平台重合时，其宽度要增加1～2m 。近年来，鉴于安全平台和清扫平台往往因宽度不够而起不到应有作用，不少矿山取消安全平台，将两个台阶合并在一起，然后设一个宽达8～12m 的清扫平台。还有人提出将4～6个台阶合并，设一个更宽大的清扫平台，以便清扫工作能采用大型设备。水平运输平台c 和倾斜运输平台d ，其位置根据开拓系统布置的运输线路确定。它们的宽度取决于运输设备类型、规格和线路数目。露天矿运输平台最小宽度资料见表3-2。
表3-2 汽车运输平台最小宽度（m ）
最终台阶坡面角与岩石性质，岩层的倾角、倾向、构造、节理，以及穿爆方法等因素有关。例如，当岩层倾角大于30°，并且岩层层理较发育时，若选取的台阶坡面角大于岩层倾角，岩石容易滑落。这时应取台阶坡面角等于岩层倾角。露天矿设计一般采用的最终台阶坡面角资料见表3-3。
表3-3 台阶坡面角参考资料
当各种平台确定之后，露天矿最终边坡角可按下式计算
∑∑∑∑∑+++=
n
n n n n
c
b a h h
1
1
1
1
1
1
2
3
cot tan αβ （8-21）
式中 β—最终边坡角，°；
n —台阶数目，9； h —台阶高度，12m ；
α—阶段坡面角，65o
； a —安全平台的宽度，4m ； b —清扫平台的宽度，9m ；
c —水平运输平台的宽度，15m ； n1-安全平台，5个； n2-清扫平台，2个； n3-水平运输平台，1个；
经计算最终边坡角为上盘31o
，下盘33°。
2.3.5绘制露天矿底部周界
依据任务书的要求，以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；
2.3.6绘制露天矿开采终了平面图
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，由于矿山外部公路未知，所以，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，所以管理者应在这方面加强管理，提高效率。
底部标高为460m ，最高一个台阶标高为760m 。从底部周界开始，开采深度300m ，按设计的边坡组
成要素，在1#
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)。
第3章 矿床开拓运输方式 3.1 矿床露天开拓的影响因素
影响开拓方法选择的因素甚多，主要有：
(1).自然地质条件，即地形、矿床地质、水文地质、工程地质及气候条件等；
(2).生产技术条件，即矿山规模、矿区开采程序、露天采场尺寸、高差、生产工艺流程、选用设备类型及技术装备等；
(3).经济因素，即矿山建设投资、矿石生产成本及劳动生产率等。
3.2 矿床开拓方案的确定 3.2.1 选择开拓方案的原则
(1).要求矿山基建时间短，早投产，早达产； (2).要求生产工艺简单，可靠，技术上先进； (3).基建工程量少，施工方便；
(4).基建投资少，尤其是初期投资要少； (5).生产经营费低；
(6).不占良田，少占耕地。
3.2.2 矿床开拓方案的确定
本次设计铁矿石矿山生产能力为2000t/d 的。根据地形地质图和给定的最低开采标高可知，矿区地形条件较为简单，属于凹陷露天矿，由于公路运输灵活多变，所以选用公路开拓运输方案。
3.3 矿山运输设备及其数量 3.3.1 运输设备类型的选择
根据矿山年采剥总量和参照相关矿山数据，年生产能力73万t ，剥采比为11.3:1，所以年运输总量为825万t ，所以，选用型号为日本小松HD985型自卸车与WK-8矿用挖掘机配套使用，HD985最小转弯半径为12.5m ，外形尺寸：10.6m ×5.9m ×5.1m 最大功率：753kW 额定载重：105t 车箱
容积：70m 3
。
3.3.2 运输设备数量的确定
(1).自卸汽车的台班运输能力为：
t
601η
GTK A =
(2-1) 式中：A ——自卸汽车运输能力，t/台.班；
G ——自卸汽车额定载重量，t ；
K 1——自卸汽车载重量系数，取1K =0.90；
K 2——汽车时间利用系数，每日三班，取K 2=0.75；
T ——汽车周转一次所需时间，min ，装岩及等车时间取4min ，所以， 6605.1732+÷÷⨯=）（）（T =27min ，取30min ；
代入数据，得台班运输能力为：
A=
75.090.030
8
10560⨯⨯⨯⨯=1134t/台·班
(2).汽车工作台数：
4
3
CHAK QK N =
(2-2)
式中：N ——自卸汽车需要台数，台；
K 3——运输不均衡系数，K 3=1.05～1.15，取K 3=1.10； Q ——露天矿年运输量，t/a ； C ——每日工作班数，3班；
H ——年工作日数，取H=310天； K 4——自卸汽车出车率。abe d d 4+=
L L K =53.05
.03274545
=⨯⨯+；
所以，N=
53
.01134310310
.110000511⨯⨯⨯⨯⨯=10.台，取10台；
3.4 矿山运输线路参数设计 3.
4.1 平曲线半径
平曲线半径公式为：
)
(6.32
2
min
H i g v R +=μ (2-4)
式中：min R ——线路最小平曲线半径，m ；
v ——汽车运行速度，km/h ；
μ——轮胎与路面间横向拈着系数，其值为0.06～0.22，取0.16；
H i ——路面横坡，H i =2~6%，取H i =4％。
代入数据，得：
=min
R )
04.016.0(8.96.35.1722
+⨯=12.113≈m<50m 因为平曲线半径为13m ，小于50m ，查表得该段平曲线的最大纵坡要折减4%。
3.4.2 停车视距
停车视距公式为：
021l l l S T ++=
(2-5)
1l =vt/3.6
2l =)](254/[05.12
i G J ±+ωϕυ
式中：1l ——司机观察反应时间内行驶的距离，m ；
2l ——汽车开始制动到完全停止时所行驶的距离，m ；
0l ——为防止汽车万一驶近障碍物不能停住而在视距计算中考虑的安全距离，取汽车全长，即0
l
=10.6m ；
v ——汽车运行速度，km/h ；
t ——司机观察反应时间，一般在1.5~2s ，取t=2s ；
J ϕ——计算粘着系数，J ϕ=（0.5~0.6），取J ϕ=0.6，ϕ，取ϕ=0.75；
G ω——滚动阻力系数，取G ω=0.030；
i ——道路纵坡，上坡为正值，下坡为负值，为i=8％。
代入数据，得： 上坡时停车视距为：
58.226.10)]08.003.045.0(254/[5.1705.16.3/25.1721=+++⨯⨯+⨯=T S m>20m ；
下坡时停车视距为：
48.326.10)]08.003.045.0(254/[5.1705.16.3/25.1722=+-+⨯⨯+⨯=T S m>20m ；
由于计算的停车视距均大于20m ，所以应取为24m 。
3.4.3 会车视距
会车视距为：
T H S S 2=
(2-6)
代入数据，得：
T H S S 2==48m>40m
由于计算的会车视距大于40m ，所以应取为48m 。
3.4.4 道路通过能力
道路通行能力与行车线数量、路面质量与状况、汽车运行速度以及安全行车间距有关。
T
S K K v N 2
11000⨯⨯⨯=
(2-7)
式中：N ——道路通过能力，辆/h ；
v ——汽车运行速度，km/h ；
K 1——与挖掘机数量有关的运行不均衡系数，取K 1=0.75；
2K ——考虑会车、交叉口及制动等因素的安全系数，一般2K =0.34～0.38，取2K =0.35； T S ——停车视距，m 。
代入数据，得：
4
235
.075.05.171000⨯⨯⨯=
N =199.7≈200辆/h 。
3.4.5 道路宽度计算
设计公路为矿山三级公路，所以，查表]
得，公路宽度13.5m 。又因道路宽度与车宽、车与车之间的安全间距以及距路面边缘的距离有关，选用双车道运输，根据公式：
2y x b 2++=B (2-8)
式中：B——双车道路面宽度，m；
b——汽车两后轮外缘的距离（汽车总宽），m；
y——汽车后轮外缘至路面边缘的距离，m，取1m；
x——两车之间的安全距离，m。
+
==0.73m。
.0
x⨯
17
35
016
.0
代入数据，得：
+
2=
⨯
B<13.5m，取13.5m
1.5
=
⨯
+
9.
3
.0
12
m
73
2
1
综上所述，设计公路宽度为13.5m。
3.5 矿山运输能力
塔东铁矿年运量为825万吨。
第4章穿孔爆破
4.1 穿孔工作
4.1.1穿孔设备选择
本矿山的年产量是73万t, ，属于中小型露天矿，矿山采用KQZ100潜孔钻机，该钻机的特征参数见表4-1。
表4-1KQZ100潜孔钻机技术特征参数
4.2 爆破工作
4.2.1 爆破方法选择
考虑对爆破质量、爆破安全和爆破经济上的要求，本矿山露天开采设计中选用逐孔起爆技术，可以有效地控制大块率和爆破地震效应，从而可以改善爆破效果。
4.2.2 爆破材料
炸药：采用乳化炸药，其抗水性能强，爆炸威力高。
起爆器材：采用高精度导爆管雷管。
4.2.3 钻孔形式和布孔方式
钻孔形式：由于选用的是潜孔钻机，且是中小型露天矿山，故可选用倾斜孔。
布孔方式：多排孔矩形布置。
4.2.4 爆破参数的确定
(1) 炮孔直径D
根据钻孔设备取D=100mm；
(2).倾斜孔抵抗线W
按底盘抵抗线W 与台阶高度h 的关系确定：
W=(0.6~0.9)h
(4-4)
式中：W ——底盘抵抗线，m ；
h ——台阶高度，m 。 代入数据，得：
W=0.7×12=8.4m
(4-5) (3).钻孔超深L ′：
L ′=(0.13~0.35)W
(4-10)
代入数据，得：
1.24.825.0=⨯='L m
(4) 倾斜孔孔深L ：
L=L ′+H/sin α
故上盘孔深L=2.1+12/sin44°=19m,下盘孔深L=2.1+12/sin41°= 20m (4).充填长度
eW L =2
(4-11)
式中：e ——充填系数，倾斜孔e =0.9～1.0，取0.9。 代入数据，得：
56.74.89.02=⨯=L m ，取7.6m 。
(5).装药孔的孔距与排距
孔距a 1取8m ，排距a 2取7m 。 (5). 炸药单位消耗量q 和每孔装药量Q
根据矿岩的情况，选取炸药的单耗q =0.3 kg/m 3。 每孔装药量Q 的确定：
前排孔：
Wh qa Q 11=
(4-12) 后排孔：
bh tqa Q 22=
(4-13)
式中：t ——后排孔药量增加系数，t=1.1～1.2。 代入数据，得：
Q 1=0.3×8×8.4×12=242kg
Q 2=1.1×0.3×7×8.4×12=233kg
4.2.5 装药、起爆方法
装药结构图，如图：
装药：采用炸药混装车间隔连续装药；
填塞：人工就地取材填塞(钻孔时排出的岩粉)；
起爆方法：导爆管起爆法。采用的是逐孔起爆技术。
4.2.6 爆破网路设计
采用逐排逐孔起爆，炮孔按矩形布置，孔间延期时间为17ms ，排间延期时间为65m 。
4.2.7一次爆破量的确定
根据露天爆破对爆破矿岩数量的要求：为保证挖掘设备能够正常连续工作，要求工作面每次爆破的矿岩量，至少保证挖掘设备5~10个昼夜的采装要求。
t k
2A Q =
(4-15)
式中：
A ——年采年采剥量8200000t ； t ——每年工作天数，310天； k ——采装昼夜数，取5昼夜； 代入数据得：
323m .52903310
5
5.20000820=⨯÷=
Q
所以一次爆破方量为52904m 3
。一次爆破宽40m ，高12m ，长110m 。
第5章 开采工艺
5.1工作线布置及矿山开采程序
该矿山采用直进折返式坑线开拓。在在露天矿最终边邦按所确定的出入沟位置、方向和坡度，从地表台阶上盘向台阶下盘掘进出入沟，达到下部平盘，子出入沟的末端掘进水平开段沟，以建立开采台阶的初始工作线。采用开段沟沿菜场走向纵向布置，工作线垂直走向推进。
5.2挖掘机选择及其数量 5.2.1挖掘设备类型确定
根据载重汽车、台阶高度和矿山的年产量，选取WK-8矿用单钭正产式挖掘机，WK-8的性能参数如下（表2-1WK-8的性能参数）。
表2-1 WK-8的性能参数[6]
5.2.2根据矿山所需挖掘机台数公式[1]
：
a
Q A
N =
(5-1) 式中：
A ——年采剥量，⨯104m 3/a ； N ——挖掘机台数，台；
a Q ——挖掘机台年效率，⨯104m 3/a 。
代入数据得:
36.210
140105.28254
4
=⨯⨯÷=N 台，取3台。 5.3采区长度与采区宽度的确定 5.3.1采区长度Lc
划归一台挖掘机采掘的台阶工作线长度叫采区长度。采区长度的具体值视需要与可能，根据穿爆与采装的配合，各水平工作线的长度、矿岩分布和矿石品级变化，台阶计划开采强度以及运输方式等条件来确定。采区的最小长度应满足挖掘机正常作业。
运输方式对采区长度有重大影响。当采用汽车运输时，由于各生产工艺之间配合灵活，采区长度可以缩短，所以，选取采区长度110m 。
5.3.2采掘带宽度bc
采用汽车运输时采掘设备在平面上沿采掘带长度移动的中心线经常变化，采掘带宽度可大可小，为了充分利用采掘设备的工作参数，使汽车位于挖掘机两侧装车，采掘带宽度大于30m。
421028星雨年华
（注：本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）
露天矿山开采设计
《金属矿床露天开采课程设计》课程设计 题目大木冲水泥石灰岩矿露天开采设计 学院名称核资源与核燃料工程学院 指导教师杨仕教曾晟 班级矿物资源工程071班 学号 20074520121 学生姓名李昌武 南华大学矿物资源工程系 2010年10月
1、设计条件 本次课程设计对大木冲水泥石灰岩矿0、1、3、5勘探线内的矿石进行露天开采设计。提供的原始资料（电子版）有：矿床地质地形平面图、矿矿床地质地形剖面图、大木冲水泥石灰岩矿开发利用方案。 2、设计要求 （1 （2）矿山工作制度：年工作日330天，三班工作制。 3、设计内容和步骤 3.1 露天开采境界设计 3.2 露天生产能力的确定 3.3 露天开拓方法设计 （1）开拓方法选择； （2）开拓系统主要参数设计； （3）新水平开拓方法设计； 3.4 露天主要开采工艺设计 （1）穿爆工作设备选型与工艺设计； （2）采装工作设备选型与工艺设计； （3）运输工作设备选型与工艺设计；
（4）排岩工作设备选型与工艺设计； 4、设计成果 （1）课程设计说明书：按毕业设计格式要求打印，按时提交课程设计成果。 （2）开采境界最终平面图，A2图纸1张。 5、设计要求 ①严格按科研论文的排版格式； ②页面设置：页边距：上2厘米，下2厘米，左2.5厘米，右2厘米，页眉1.5厘米，页脚1.75厘米间距：段前0行，段后0行行距：固定值，15.6磅（题目行、公式行采用单倍行距）； ③字体和字号 一级标题：四号，宋体和Times New Roman字体，加粗，靠左顶格；二级或三级标题：小四号，宋体和Times New Roman字体，加粗，靠左顶格；正文部分：五号，宋体和Times New Roman字体；希腊字母用Symbol字体；图题、表题：小五号，加粗，宋体和Times New Roman字体；图、表中文字用小；五号Times New Roman字体，量与单位之间用“/”间隔；图注与说明、表注与说明：小五号Times New Roman字体。 ④图用CAD出图，所有的图纸都要图签，图签格式统一。
露天煤矿开采
第七章露天煤矿开采 本章对露天煤矿开采的基本过程作了整体概述，包括露天煤矿开采的基本概念、开采步骤、开拓方式及回采工艺方式。其中露天煤矿开拓方式及回采工艺为本章的重点内容。露天煤矿开拓主要研究整个煤层开发的程序，综合解决露天矿场的主要参数、工作线推进方式、矿山工程延深和剥采的合理顺序等，建立合理的煤层开采运输系统。 第一节露天开采概述 一、露天煤矿开采概述 为开采煤炭资源，从地表建立起来的各种揭露煤层和坑道的矿山工程总体通称为露天煤矿开采。它是先将覆盖在煤层之上的土壤和岩石全部清除、露出煤层，再进行采掘工作的一种开采方法。露天开采与地下开采相比具有以下优越性：一是矿山基建时间短，生产规模大，劳动生产率高，开采成本低与基建投资低；二是开采条件好，作业较安全，生产系统可靠。但是，露天采场和排土场破坏自然景观和植被，排弃物中有害成分流入水系和农田，污染水源和土壤，影响生态平衡和农业生产。露天开采易受气候条件如严寒、酷暑、冰雪和暴风雨的影响和干扰较大。 综上所述，露天煤矿开采具有技术和经济上的优势，但又面临环保和复垦等方面的问题。因此，露天煤矿开采应处理好煤炭资源开发与生态环境保护的关系，谋求可持续发展的途径。 二、露天煤矿开采基本概念 1、台阶 露天煤矿开采时，通常把采场内的煤层划分为若干具有一定高度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系。开采的分层在空间上呈阶梯状，称为台阶。台阶构成要素如图7—1所示。 图7—1 台阶构成要素图
1—台阶上部平盘；2—台阶下部平盘；3—台阶坡面； 4—台阶坡顶线；5—台阶坡底线；α—台阶面角度；h—台阶高度台阶通常划分为具有一定宽度的若干条带，这些条带称为爆破带。挖掘机一次挖掘的宽度称为采掘带，如图7—2所示。每个爆破带可作为一个采区，或划分为具有一定长度的若干采区。已经做好采掘准备工作的采区称为工作线。 12m ±0m ⅠⅡⅢ 图7—2 采掘带、采区示意图 为建立地面与采场之间以及相邻工作水平之间的运输联系而开掘的倾斜沟道称为出入沟。为开辟新工作水平而掘进的水平沟道称为开段沟。 2、工作帮 正在和将要进行开采的台阶所组成的边帮称为工作帮(图7—3中的DF)。工作帮的位置随开采工作的推进不断移动。由已结束开采工作的台阶和沟道组成的边帮称为非工作帮或最终边帮(图7—3中的AC和BF)。 通过工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面称为工作帮坡面(图7—3中的DE)。工作帮坡面与水平面的夹角称为工作帮坡角(图7—3中的 角)。工作帮上设置采掘设备和设施的平台称为工作平盘(图7—3中的1)。 通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面称为非工作帮坡面或最终帮坡面(图7—3中的AG和BH)。最终帮坡面与水平面的夹角称为最终帮坡角或最终边坡角(图7—3中的β和γ)。
露天矿开采设计
《露天矿开拓开采设计原理》 专项设计说明书 学生姓名：刘洋 _________ 专业班级：采矿12-2班学号：_J2
时间: 成绩: 目录 前言 (1) 1开采工艺及设备类型的确定 (2) 2.露天开采境界 (2) 底宽的确定 (3) 开采深度的确定 (3) 3.开采参数 (7) 台阶高度 (7) 采掘带宽度 (8) 最小工作平盘宽度 (9)
4.最终境界平面图 (10) 前言 1、某煤田矿位于内蒙西部地区，煤层呈单斜赋存，煤层倾角45°，平均水平厚度为53m剥离物上部为沙土层平均厚度7m顶板岩层由两层构成，上部为砂页岩，下部为砂岩，底板岩层自上而下由泥页岩和砂页岩构成； 2、矿区内地表地形为北高南低的鞍形山坡。地形图如附图I 所示，比例为 1：2000。矿区内有6条勘探线，其横剖面图i-i ,u- n,m - m,w- iv,v - V,^ - W,比例为1: 1000; 3、煤的容重为吊，回采率为95%废石混入率4%设计中采用的经济合理剥采比6m3/m3; 4、露天矿在走向方向上西部坑底境界以I-I勘探线西100m为界，东部坑底境界以W -切勘探线东100m为界； 5、露天矿各边帮最终帮坡角设计为：底帮为30°，顶帮为35°，两端帮30°?35°; 6、根据煤炭地质储量和露天矿范围，以及煤炭市场需求，确定该矿设计生产能力为50 万吨原煤; 7、采用单斗电铲一汽车工艺开采，选用WK-2型2m3单斗电铲。
1开采工艺及设备类型的确定 采用单斗电铲一汽车工艺开采，选用WK-2型2m3单斗电铲，主要性能参数如表1,汽车选用BZKD-20型，性能参数如表2； 表1 WK—2型主要性能参数 最大采掘高度 最大卸载半径 站立水平半径 最大采掘半径 最大挖掘深度 最大卸载高度6m 标准斗容2m3 最大爬坡角度15° 机尾回转半径 理论生产率300m3/h 回转90°工作时间24s 行走速度h 表2 BZKD-20型汽车主要性能参数 最人载重量20t 最小转弯半径 汽车长度7365mm 汽车咼度3110mm
露天矿开采工艺
绪论 金属矿床开采按不同的埋藏条件，主要有以下三种方法： ①露天开采， ②地下开采， ③砂矿床开采， 目前主要是机械化采掘，本课程主要讲机械化露天开采的方法。 一、露天开采的基本概念及述语 露天开采是在一定范围内敞露的空间里，将掩盖在矿体上部的表土及周围部分的岩石剥除掉，而把矿石开采出来。因此为了采出矿石，还必须开采矿石。 1．台阶（bank）：（图1-1） 开采时，自上而下把矿 岩划分成具有一定厚度 的水平分层，用独立的 采掘、运输设备进行开 采，各分层保持一定的 超前关系，从而形成阶 梯状。 台阶由以下要素构 成：上部平盘、下部平 盘、坡面、坡顶线、坡 底线、高度、坡面角。 台阶分： 工作台阶…工作平盘布 置采掘、运输设备。 非工作台阶…保安平 台：用于缓冲和阻截滑落岩石，减缓边坡角。 清扫平台：阻截滑落岩石并用清扫设备进行清理。 运输平台：作为工作台阶与出入沟运输的联系通道。 2、工作线（Avdvance line）…已经做好准备而形成的矿岩区段。 3、采掘带（excavation zone）：开采时将台阶划 分为若干个条带，逐条顺 次开采，每一个条带叫做 采掘带。 参数： 宽度 1、实方……取 决于爆破方法和参数。
2、电铲…取决于电铲的挖掘和卸载半径。 4、采区（working section ）每一条带开采时也可划分为若干区段配以独立的采运设备。 参数： 长度…一条电铲所占的采掘工作线长度。 5、露天坑道： 按用途分：1、出入沟…建立开采水平间的运输通道。(Bl—4中的AB)。 2、开段沟…建立第一条工作线（初始台阶）见图l—4中的CD。 按断面形状分：整断面（1－5 a）,单侧沟（1－5 b） 6．露天矿场（open pit）已经进行和正在进行露天开采的区域，由台阶和露天坑道形成。 山坡露天：封闭圈以上。凹陷露天：封闭圈以下。 构成要素： （1）边帮：露天矿场四周表面的总体，分：顶帮、底帮（slope）、端帮 （2）工作帮：（working slope），非工作帮（slope of respose） （3）工作帮坡面及工作帮坡面角 （4）非工作帮坡面及最终边坡角。 （5）上下部最终境界线……开采结束时，非工作帮坡面与地面或露天矿底平面相交的闭合曲线。 （6）露天矿场最终境界：上下部最终境界线所限定的位置。
露天矿开采设计说明书
《金属矿床露天开采》课程设计指导书 矿物资源工程教研室 2011年6月
课程设计的内容及步骤 1. 设计题目 某矿山露天采矿开拓方案设计 2. 主要内容 某露天铁矿床，地表平坦，矿体倾角70°，倾向北，东西走向，长300m，围岩稳固，坚硬系数为8，平均品位40%。 2.1矿体厚度 地质勘探线垂直矿体走向方向自东向西排列，间距为60m，勘察结果显示为：1#勘探线处矿体水平投影厚度为40m，2#勘探线处为矿体水平投影厚度为50m，3#勘探线处矿体水平投影厚度为60m，4#勘探线处矿体水平投影厚度为30m；矿体端部形态规整，矿体厚度变化率可视为0%。东端部近似呈半径为20m的半圆形，西端矿体近似呈半径为15m的半圆形，0#勘探线、5#勘探线为其切线。矿体埋深15m，延伸至100m，。 2.2台阶布置 露天矿边帮台阶组成为：每隔2个安全平台设1个清扫平台。 2.3运输平台 （1）汽车运输
表一：汽车 序号性能单位车型 1 额定载重t 20 27 2 自重t 15.6 21 3 总重t 35.6 48 4 车厢容积 (平装/堆装) m310.7/13 13.2/18.3 5 车厢尺寸长mm 4840 4572 6 宽mm 2620 3226 7 高mm 1000 8 外型尺寸长mm 7610 7480 9 宽mm 2909 3962 10 高mm 3110 3486 11 发动机型号康明斯NT-855-C250 NTA855C310 12 发动机额定功率kW 186 231 13 最小转弯半径m 9 9.4 14 最大爬坡度% 29 40 15 最高车速km/h 50 50.2 16 百公里油耗升72 17 价格万元41 90 18 型号北京BJZ3364 北京BJZ3480 (RD030） 19 制造厂北京重型汽车制造厂北京重型汽车制造厂 2.4主要采矿设备 4m3电铲； KQ200型潜孔钻机。 3. 设计步骤 1、露天矿境界圈定； 2、选择矿床开拓、矿山工程发展程序；
露天开采课程设计
西南科技大学采矿工程课 程设计 说 明 书 课程名称：露天开采课程设计 学生姓名： 学生班级： 学生学号： 指导老师：
目录 第一章：设计任务与要求 第二章：露天开采境界的确定 2.1露天开采境界的主要参数的确定 2.2开采深度的确定 2.3最小底宽 2.4露天矿台阶要素 2.5绘制露天矿底部周界 2.6绘制露天矿开采终了平面 第三章：露天矿主要开采工艺设计 3.1穿孔工作 3.2穿孔设备的选择 3.3穿孔设备数量计算 3.4爆破工作 3.5爆破方法的选择 3.6钻孔形式和布孔方式 3.7爆破参数的确定 3.8装药、填塞、起爆方法 3.9爆破网络设计 3.10一次爆破量的计算 第四章：采装工作
4.1 挖掘机及运输设备的选择 4.2挖掘机数量的确定 第五章：储量计算 第一章：设计任务与要求 一、设计任务与内容 设计题目：江油国大集团乌龙洞石灰石矿开采初步设计 依据所给矿山地质资料、地质地形图及勘探线剖面图，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。 二、已知条件 1、矿床地质勘探线剖面图4、8、 2、6、0、1、3勘探线； 2、矿床设计最低开采深度为670m； 3、设计范围为2、0、1、3勘探线； 4、矿山生产能力为200万吨； 5、n jh=0.2：1 m3/m3； 6、物料（矿石、废石）平均运距为3.5km。 三、设计后应提交的设计文件 1、设计说明书：有目录和正文，要求12页以上。并附中深孔炮孔布置平面图及装药结构图；
2、图纸：手工绘制露天开采终了平面图（1#图纸）。 四、要求与注意事项 1. 设计参数选取要求参照《采矿设计手册》； 2. 图幅要求1#图纸，手工用铅笔或上墨绘图笔绘制图纸； 3. 根据圈定矿体计算圈定矿体储量，根据生产能力计算服务年限； 4. 说明书交A4纸打印稿； 5. 时间要求：3周内完成(2013.9.16－10.11)。 第二章：露天开采境界的确定 露天开采境界主要参数的确定 开采深度的确定 设计任务中已经给出最低开采深度为670m 设计开采范围是2,0,1,3号勘探线 最小底宽 露天矿最小底宽：采用回返式调车时，最小底宽为 )5.0(2min min e b R B c c ++= 式中：min c R ——汽车最小转弯半径，m ； c b ——汽车宽度，m ； e ——汽车距边坡的安全距离，m 。 代入数据，得： min B m 219.20)14.25.025.8(2==+?+?=m 露天矿台阶要素 台阶高度设计为15m ， 清扫平台宽度为10m ，
露天采矿学
露天采矿学 ——露天开采工艺 第一章 绪论 一、《露天采矿学》是露天开采专业的主干专业课。 ⎧⎨⎩上册《露天开采工艺学》60学时——本学期下册《露天开采设计原理》70学时——下学期 [主线之一]： 《露天采矿学》——是露天开采专业最基本的专业知识，也是标志露天开采专业 特色的专业知识。 （也就是说：就是因为我们学习了《露天采矿学》这门课程，才 说我们是学露天开采专业的，而不是学地下采煤专业或其他专业的。） 二、《露天采矿学》学科性质及特点： 1.是采矿学科的一个分支。 属于工业类学科。 2.工业学科分类： ⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎩⎪⎩ 地质学科测量学科 露天采矿学固体矿床开采学科地下采矿学水下采矿学采掘工业类学科采矿学科——液体矿床开采学科——研究石油、矿泉水的开采等工科汽体矿床开采学科——研究天然气的开采。其他学科 加工工业类学科——如化工学、机械制造等。3.学科特点： （1）《露天采矿学》不但研究有用矿物开采，而且还研究其上剥离物的开采，以及有用矿物与剥离物之间的时、空量的关系及其规律性。
（2）是一门运用多门基础知识的综合学科。在牢固掌握数、理、化、力学等基础知识的基础上掌握以下几方面的专门知识： ⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩①地质学知识——掌握必要的地质构造学、矿床学、工程地质学、水文地质学及气象学等。②测量学知识③矿山工程机械化、电气化和自动化知识 ④矿山经济和管理知识⑤其它有关知识——计算机 三、《露天采矿学》内容 1.露天采矿学（surtace mining ）——研究矿床剥离和露天开采（包括⎧⎨⎩ 《露天开采工艺学》《露天开采设计原理》）技术及其内部规律性的学科 [主线之二]： 2.露天采矿学的主要内容： ⎧⎨⎩ （1）露天开采工艺学（上册）（2）露天开采设计原理（下册） △ 露天开采设计原理——是研究有用矿物与剥离物之间的时、空、量的关系及发展规律的。 △ 那么露天开采工艺学是研究哪些内容的呢？ ① 工艺（technology ）——利用生产工具对各种原材料、半成品进行加工或处理，使之成为产品的方法。 ② 露天开采工艺（surtace mining technology ）——是利用生产工具直接从地表揭露并采出煤炭或其它矿产的方法。 ③ 露天开采（surtace mining ）——直接从地表揭露并采出煤炭或其它矿产的工作。 举例说明：如图所示： 露天采场主要要素示意图p5 如图所示： △ 若想采出煤炭或其它有用矿物，首先需要将上面的剥离物移走，这就需要运输设备，进行运输工作——运输环节。 △ 若想运输，首先必须将剥离物或有用矿物装入运输设备中，需要采掘设备，
露天采矿课程设计计算说明书
1. 总论 1.1 课程设计概述 1.1.1 课程设计题目 露天矿开采境界设计 1.1.2 设计初始条件 1. 最终台阶高10m，最终台阶坡面角65°，露天矿采矿场最小底宽16m，最终边帮角51°，经济合理剥采比6m³/ m³。 2. 开拓运输道路采用Ⅲ级矿山公路，道路路基宽度8m。 1.1.3 要求完成的主要任务 1. 设计任务：确定露天矿开采境界深度，底部位置及周界，确定露天采场最终边帮结构，并绘制开采境界平面图，露天矿开拓运输道路定线，绘制露天矿开采终了平面图，绘制露天矿开采境界横纵面图，编写课程设计计算说明书。 2. 设计成果：课程设计计算说明书一份，相似形开采境界设计横断面图（4#图纸3张），开采境界深度设计计算横断面图、纵断面图（4#图纸3张，3#图纸1张），露天矿开采境界平面图（3#图纸一张），露天矿开采终了平面图（3#图纸一张），露天矿开采境界断面图（4#图纸3张），露天矿开采境界纵断面图（3#图纸一张） 1.2 设计依据和技术经济原则 1.2.1 设计依据 ⑴课程设计任务书 ⑵矿床地质资料 a. 地质地形（平面）图1张（3#图纸） b. 地质横断面图3张（4#图纸） 1.2.2 设计技术经济原则 ⑴露天矿开采境界按境界剥采比不大于经济合理剥采比的准则设计 ⑵露天矿采用公路运输开拓，开拓系统路线按Ⅲ级矿用运输公路设计 1.3 设计方案和设计内容简述
设计方案：矿床拟用露天开采，绘定其1：1000的地址剖面图三张及相应矿区地形图一张，设台阶高度为10m，从+900往上、下划分，露天采场最小底宽16m，采用汽车运输，路基宽8m，最小转弯半径15m，连接平台40m，限制坡度10%，最终的台阶坡面角65°，稳定的最终帮坡角小于等于51°，经济合理剥采比6m³/ m³ 设计内容： 1. 用横坡面面积比法计算各水平境界剥采比，绘成曲线，按n 1.1设计题目与内容 设计题目：大古坑矿区高岭土矿V3号矿体露天矿开采设计。 设计内容有： （1）露天开采境界设计，熟练掌握具体露天矿山开采境界确定的方法和原则，确定开采深度，台阶高度，露天矿合理开采深度设计与调整，经济剥采比的确定； （2）露天矿生产能力的设计及采剥进度计划； （3）初步圈定露天开采终了平面图，开拓坑道定线，绘制露天开采终了平面图露天采矿工艺设计。 1.2原始资料 大古坑高岭土矿区位于茶陵县城南东约25公里，属桃坑乡管辖。地理坐标：东经113°43 ′18″—113°44′30″，北纬26°42′04″—26°42′ 43″，面积0.80平方公里。区内交通目前比较困难，仅有公路至桃坑乡政府驻地，乡村至矿区的简易公路目前正在修建之中，该公路修好后，交通将大为改观。但该区水利资源丰富，高压线路、通信线路已进入了矿区，为矿区今后的发展奠定了良好的基础。交通位置图见图1-1所示。 图1-1 矿区交通位置图 该矿区地处湘赣变弱的罗霄山脉西侧，地貌特征是：西北、东南山地崛起，西北有武功山绵亘，东南有万烊山蜿蜒，中部和西部丘岗起代，地势朝中部，西南部倾斜。并呈阶梯状逐级下降，形成一个三面环山，朝四南开口的关环形盆地。 矿区属中低山区，主要山脉呈NE至NNE向展布，地势东高西低，海拔标高多在200—400米之间，最高460米，相对高差约260米。 茶陵县属于中亚热带季风湿润气候区，近二十年的气象资料统计表明，极端最低气温为-4.2 0C （1991年，持续时间短暂）。光能资源：平均年日照1744.7小时，年日照率为39％，属全省日照最多的地区。降水量：平均年降水量1400毫米，较邻近公路偏少，但仍属雨水灵丽的湿润气候区。 该区经济以林、农、副业为主，盛产杉、松和楠竹，劳动力充足。 矿山依法于株洲市国土资源局和茶陵县国土部门拟定的矿山范围和拐点坐标及开采深度如下表1-1 t m b a C n D j /,3 -=3 露天开采境界 3.1经济合理剥采比 3.1.1圈定境界的原则 根据矿床的自身特点，开采境界的确定原则如下： （1）根据境界剥采比小于或等于经济合理剥采比确定境界，即j k n n ≤的原则； （2）东部境界与海新河的距离不小于200m 。西部境界保证矿区铁路东岗站距采场边界安全距离不小于200m ； （3）露天矿正常开采时期的生产的成本一般不应超过地下开采生产成本或允许成本； （4）在经济因素的影响下，应尽可能多地圈定煤炭储量，以达到最大收益和最大程度地利用资源； （5）保证生产安全。 3.1.2经济合理剥采比 露天开采境界的确定，实质上时剥采比大小的控制。随着露天开采境界的延深和扩大，可采储量增加了，但剥离岩量也相应地增大。合理的露天开采境界，就是指所控制点剥采比不超过经济上的合理的剥采比。 经济合理剥采比是露天矿最终境界的重要技术经济依据。确定经济合理剥采比的方法有两类：一是比较法，即以露天开采和地下开采的经济效果作比较来计算；二是价格法，用露天开采成本和矿石价格作比较来计算。抚顺煤田倾角30°～40°，属于倾斜煤田，上部煤层埋藏相对较浅，适宜露天开采，但随着开采深度的增加，剥离岩石量也不断增大，可利用地下开采。因此，本设计选用露天开采和地下开采比较法来确定露天矿经济合理剥采比j n 。 （公式3.1） 式中：D C ——矿石地下开采成本，元/t ； a ——露天矿纯采矿成本，元/t ； b ——露天矿剥离成本，元/m 3； 从抚顺东露天矿获得资料显示，矿石地下开采成本：305元/t ，露天矿纯采矿成本：30元/t ，露天矿剥离成本：40元/m 3。计算可得： 3.2境界的圈定 t m n j /86.63= 讲授单元目录（计划） A 部分 1.露天开采基本概念 2.露天开采工艺 3.露天矿山工程 4.露天开采安全（边坡、环境、气候、水） 5.露天开采计算机支持系统及工程可靠性（资源、工艺、经济等） B 部分 1.露天矿改扩建工程（安太堡、霍林河 1号、白音华 1号、伊敏 1号、茂名） 2.露天矿开采工艺选择（哈尔乌苏、胜利 1 号、东露天） 3.露天矿建设与管理 4.国外投资项目的开发、经营 每小部分为一个单元，共计 9 个单元讲授与讨论、实例研究相结合主要参考文献1．中国采煤学，2003 ；（煤炭版）————露天开采的历史及发展————露天开采领域成熟的、较受公认的内容————理论与实践的较好结合 2．中国煤矿高产高效技术， 2001 ；（中矿版）————高产高效露天煤矿介绍 ————改革开放以来我过露天煤矿在开采技术上的进展 3．矿业发展新领域探索，2003 ；（中矿版）————个人和合作著作 ————中国及世界露天开采技术及其发展————露天采矿系统工程 ————吊斗铲倒堆工艺 4．中国采煤方法图集， 1990 ；（中矿版）————中国典型露天煤矿介绍 5．中国采煤方法， 1990 ；（中矿版）————以哭天开采工艺为线索，中国露天开采工艺技术及经验的综述 6．露天采矿手册， 1~7 册，1986 ；（煤炭版） ———— 80 年代前，国内外露天开采技术资料、理论的较全面的综述 7．露天采矿学， 1990 ；（中矿版） ————露天采矿技术及理论的“学院式”阐述 8．露天矿连续和半连续开采工艺，1991 ；（煤炭版） 9．露天采矿新工艺，1992 ；（中矿版） ————卡车、连续、半连续、综合开采工艺的较全面的分析 10．元宝山露天煤矿连续开采成套设备， 1997；中国重型机械总公司————代表性矿山以设备为主的全面介绍 11．露天煤矿半连续工艺关键技术研究（煤炭部八五重点项目）， 1996； 12．露天开采设计规划综合优化的理论与实践， 1990 ————国家科技进步二等奖————从计划经济体制到市场经济体制的转变————注重经济效益，动态与近期经济效益————滚动式挖掘 ————综合优化————技术从凝固走向发展 13．半连续工艺国际研讨会文集， 1997；————国内外到 1996 年前的研究成果总述 14．综合集成化人工智能技术及其矿业应用， 2004；（中矿版）————人工智能在矿业应用的新成果 15．安太堡、霍林河 1号、白音华 1号、伊敏 1 号、茂名油页岩矿改扩建工程可行性研究报告 16．哈尔乌苏、胜利 1 号、平朔东露天、扎哈淖尔等露天矿可行性研究报告 17．印尼南苏门答腊 4x600MW 坑口电站项目配套露天煤矿可行性研究报告 18．研究生论文————矿业系统工程 矿床模型及开采模型短期生产计划及长期规划系统工程模拟及系统优化————矿业可靠性 ————矿业经济（开发评估、市场）————新工艺 19．《煤炭工业露天矿设计规范》，GB-50197-2005 露天开采知识 第一节露天开采及常用名词术语 第二节露天煤矿开采工艺 第三节间断开采工艺 第四节连续开采工艺 第五节其他工艺系统 露天开采知识 第一节露天开采及常用名词术语 采掘工业是加工工业的基础。工业发展的快慢，决定因素之一是原料工业和能源工业的发展。工业原料和矿物燃料，归根到底取之于自然。采掘工业就是要从自然界索取矿物燃料、金属矿石、化工原料和建筑材料等矿产，供应国民经济各个部门，以保证社会建设的高速发展。 一、露天开采 露天开采是在敞露的地表，通过一定的开采工艺，借助专用设施设备，把有用矿物开采出来。 （一）露天开采的优缺点： 1.矿山生产规模大。山西平朔安太堡露天煤矿年产原煤20.00Mt/a、准格尔、霍林河、元宝山和伊敏河露天煤矿的规模为5.00～25.00Mt/a。国外已有规模达50.00Mt/a。 2.劳动效率高。1996年霍林河南露天煤矿原煤全员效率达19t/工；平朔安太堡露天煤矿全员效率36.6t/工，目前效率更高。 3.生产成本低。露天开采成本的高低与所选择的工艺，煤岩运距、开采单位煤量所剥离的土岩数量等有关。但与地采相比是低的，世界露天采煤成本约为地下开采采煤成本的二分之一。 4.资源回采率高。一般可达95%以上，还可对伴生矿产综合开发。 5.作业空间不受限制。露天矿由于开采后形成的是敞露空间，可以选用大型或特大型的设备，因而开采强度较大。 6.生产安全，劳动条件较好。 7.占用土地多，污染环境。露天开采后的复垦作业需花费相当数量的时间与资金。 8.受气候影响大。严寒、酷暑、风雪、暴雨等会影响生产。 9.对矿床赋存条件要求严格。露天开采范围受到经济条件限制，剥采比过大的煤田尚不能用露天开采法。 (二)露天开采的一般程序 露天开采的必要前提是有适宜的矿床。矿床是否适于露天开采，最好在地质勘探的初期就作出评价。适宜露天开采的矿床，经过进一步勘探提出了满足露天矿设计要求的地质报告，经批准后，才可由设计部门进行设计。 露天矿经过详细设计，设计书经主管部门审查批准后，才能进行建设。此后的露天矿建设和生产的一般步骤如下： 1.地面准备，通水、通电、通讯、道路建设及场地平整。 2.矿区隔水和疏干。截断通过开采地区的河流或把它改道，疏干地下水，使水位低于要 露天矿毕业设计 露天矿毕业设计 毕业设计是大学生活中的一项重要任务，它不仅是对所学知识的应用和实践， 同时也是对学生综合能力的考验。而对于矿业工程专业的学生来说，选择一个 合适的毕业设计题目尤为关键。在这篇文章中，我们将探讨一个备受关注的话题——露天矿毕业设计。 1. 研究背景 露天矿作为一种常见的采矿方式，具有开采效率高、成本低等优点。然而，它 也面临着一系列的问题和挑战。比如，露天矿的环境影响、安全隐患等都需要 得到有效的解决。因此，开展一项与露天矿相关的毕业设计研究，对于提高矿 业工程专业学生的实践能力和解决实际问题具有重要意义。 2. 设计目标 在进行露天矿毕业设计时，我们应该明确设计的目标和意义。比如，可以选择 研究如何提高露天矿的开采效率、降低环境污染、改善工人的劳动条件等方面。同时，还可以考虑将新技术应用于露天矿设计中，如人工智能、大数据分析等，以提高矿山管理的智能化水平。 3. 研究方法 在进行露天矿毕业设计时，我们需要选择合适的研究方法。可以通过文献综述、实地调研、数据分析等方式来获取研究所需的数据和信息。同时，也可以利用 计算机模拟、数值模型等方法来进行实验和验证。通过合理的研究方法，可以 确保毕业设计的科学性和可行性。 4. 实施步骤 进行露天矿毕业设计时，需要按照一定的步骤进行。首先，我们可以从相关文献中了解露天矿的基本知识和现状，为后续的研究打下基础。其次，可以选择一个具体的研究方向，如露天矿的环境影响评价、开采技术改进等。然后，可以进行实地调研和数据收集，并根据所得数据进行分析和处理。最后，可以根据研究结果撰写毕业设计报告，并进行答辩。 5. 预期成果 进行毕业设计的最终目的是取得一定的研究成果。在进行露天矿毕业设计时，我们可以期望获得以下成果：一是对露天矿的相关问题进行深入研究，为解决实际问题提供理论支持；二是提出创新的解决方案，为露天矿的可持续发展提供参考；三是提高自身的科研能力和综合素质，为未来的职业发展打下基础。 6. 挑战与机遇 在进行露天矿毕业设计时，我们也面临着一些挑战和机遇。挑战在于如何选择一个具体的研究方向，并找到合适的研究方法和数据来源。同时，还需要面对实地调研的困难和数据处理的复杂性。然而，这些挑战也给我们带来了机遇，通过克服这些困难，我们可以提高自己的科研能力和解决实际问题的能力。总结： 露天矿毕业设计是矿业工程专业学生的重要任务，它不仅是对所学知识的应用和实践，同时也是对学生综合能力的考验。在进行露天矿毕业设计时，我们需要明确研究背景、设计目标，并选择合适的研究方法和实施步骤。通过合理的研究设计和实施，我们可以获得一定的研究成果，并提高自身的科研能力和综合素质。同时，我们也面临着一些挑战和机遇，通过克服这些困难，我们可以更好地完成毕业设计任务。 采矿学课程设计正文 采矿学课程设计正文 一、课程背景 采矿学是矿业工程专业的核心课程，其主要涉及矿山开采中的各种理论和实践技术，包括地下采矿、露天采矿、矿井通风、矿山排水、矿山安全等方面知识。采矿学课程的目的是培养学生具备矿山开采及管理方面的基本能力和扎实的理论基础，为未来成为优秀的矿业工程师打下坚实的基础。 二、课程设计目标 1. 培养学生对采矿学的基本理论和实践技术的掌握能力； 2. 培养学生的自主学习和自主创新的能力； 3. 培养学生对矿 区环境保护的意识和责任感。 三、教学内容与教学方法 1. 教学内容： 1. 采矿学基本理论：包括地质勘探、采矿方法、矿山机械、矿井通风、矿山排水等； 2. 采矿学实践技能：包括矿山 测量、矿址设计、矿石采取与处理、采后综合治理等；3. 矿 山安全与环境保护：包括矿山安全管理与应急救援、矿山环境保护等。 2. 教学方法： 1. 课堂教学：通过课堂讲授，学生掌握采矿学的基本理 论知识，了解采矿学的基本概念、原理和技术；2. 实验教学：通过实验教学，学生实践采矿学的各种技术手段，提升其动手实践能力和创新能力；3. 实习教学：通过实习教学，学生深 入到实际的矿山施工中，亲身体验采矿学的各种技术与实践，并在实践中不断提升自己的能力。 四、教学计划 1. 基本课程设计： 第一讲采矿学概论第二讲地质条件及勘探第三讲采矿 法第四讲矿山机械第五讲矿井通风第六讲矿山排水第七讲 采矿地面起重机械第八讲矿山电气第九讲采矿支护第十讲 煤炭开采第十一讲黑色金属矿山开采与金属镇第十二讲色金属矿山开采第十三讲锂电池矿山开采第十四讲安全及环保 2. 实习计划： 第一阶段（1周）：学生到实际的矿山施工现场进行实地 观察与现场考察；第二阶段（2周）：学生集中到选定的矿山 实习，对所学的采矿学知识进行实践，尝试矿山的现场勘探、矿山设计、采矿、综合治理等，进行技术创新和探索；第三阶段（1周）：学生返回学校，对实践情况进行总结、分析与评估，撰写实践报告，向整个班级展示实践成果。 五、课程考核 1. 课堂作业：定期布置任务和练习题，用于考核学生对 课程内容的掌握情况；2. 课程论文：要求学生撰写一份课程 论文，内容包括采矿学理论和实践技术，并结合实习经验进行 第五章-露天矿山开采 安全技术 矿床开采分为露天开采、地下开采和海洋开采。根据露天开采所使用的采掘工具和采运设备的不同，又分为机械开采、人工开采、水力开采和挖掘船开采。金属非金属露天矿山是指开采金属矿石、放射性矿石以及作为化工原料、饰面建筑材料、建筑材料、辅助原料、耐火材料及其他非金属矿物（煤炭除外）的露天矿山。 目前，我国生产铁矿石近2．5亿吨，其中约75％是用露天开采的。有色金属矿山露天开采的约占50％。而冶金辅助原料矿山和建筑材料矿山全部采用露天开采。近年来，国外露天开采的比例也在增加，如在美国，铁矿石露天开采占90％，有色金属矿露天开采占88%。 第一节露天开采概述 一、露天开采的特点 露天开采与地下开采相比，有以下优点： （1）受开采空间限制小，可采用大型机械设备，有利于实现自动化生产，大大提高了 开采强度和矿石产量。例如，目前世界上最大的露天铁矿年产量已超过6000万吨。 （2）资源回收率高。一般矿石损失率为3％～5％，贫化率为5％～8％。 （3）劳动生产率高。露天开采因为作业条件好，机械化程度高，所以劳动生产率比地下开采低品位矿石的劳动生产率高。 （4）生产成本低。露天开采的成本一般比地下开采的成本低50％～75％，因而有利于大规模开采低品位矿石。 （5）开采条件好，作业场所比较安全。 （6）建设速度快，单位矿石基建投资较低。我国大中型露天矿基建一般3～4年，而大型的地下矿基建时间要7～10年。一般大型露天矿单位矿石基建投资比地下矿要低1～3倍。 露天开采的主要缺点有： （1）占用土地多，地表被破坏，环境受到污染。 （2）受气候因素影响大。如严寒、冰雪、酷热和暴雨等对露天开采有一定影响。 （3）对矿床的埋藏条件要求严格。在埋藏较深的矿床，露天开采范围受到限制。 二、露天开采技术的现状及发展方向 我国现有生产露天矿采用的开采程序都比较单一，主要采用缓工作帮、全境界开采方式。铁矿和煤矿绝大多数采用工作线呈平行走向分布，垂直走向推进的纵向开采方式，少数露天铁矿采用工作线沿走向推进横向开采方式；有色矿山采用部分纵向开采，部分横向开采方式；少数金属露天矿采用分期开采和分区开采。 露天矿开拓的核心问题是运输方式。目前采用的开拓方法主要有铁路运输、公路运输。铁路与公路联合运输、平酮溜井、汽车箕斗联合运输、汽车破碎机带式输送机运输等。 穿孔是坚硬矿岩露天矿的主要生产环节之一。目前我国金属矿山主要采用孔径 250mm的牙轮钻和孔径200mm的潜孔钻，部分矿山使用孔径310mm的牙轮钻和孔径250mm的潜孔钻。在矿岩硬度比较大的露天矿，有用牙轮钻更新现有潜孔钻的趋势。 露天采矿学----设计原理 第十六章 露天开采境界 16.1 概述 发展情况：50年代：露天采矿工艺 矿山工程（剥离及掘沟） 设计原理 60年代：露天采矿工艺 开拓开采 设计原理 现代：工艺及工艺系统 剥采程序 设计原理 （2）内容： 工艺----研究个别工艺环节的特点、工艺方法、适用条件及能力计算。 工艺系统----研究各环节之间的配合，及构成可行的生产系统。 剥离程序----研究剥离和采矿时间和空间上关系 设计原理----除了研究剥离和采矿在时间和空间上的关系外，还要研究它们之间的数值的制约关系。并把矿山与经济效益结合起来。以求得最佳设计，初步设计的方法步骤以及资料的处理。 3露天矿设计应延续的原则： （1） 具体情况具体分析解决。（多种情况） （2） 经济效果为主，劳动生产力的效率为辅。（劳动力便宜的情况下） 4各种剥采比的概念 (1) 平均剥采比： p v n p （3/m T ） 从露天境界内，采出的岩量与以采出的矿量之比。 (2)境界剥采比： k k k v n p = 露天矿保持最终帮坡角延伸单位深度时增加的采出岩量与矿量之比。 (1) k k l k k l v p n p ηηηη++= 境界剥采比随工程的延伸不断的变化并且一般是在增大。 (4) 生产剥采比：T T T v n p = 露天矿以其最大帮坡角生产时，延伸单位深度时增加的采出的岩量与其矿量之比（最大帮坡角=＞最小平盘宽度）。 1-2露天开采境界及其煤田的划分 1露天开采境界及其确定境界的重要性（意义、目的）。 2煤田的划分：（影响煤田划分的因素） 1露天开采境界及其确定境界的重要性 （1） 露天开采境界：（1）露天矿底周界；（2）地表境界；（3）合理开采深 度；（4）最终帮坡角。（它们的约束因素） 反映露天矿的几何形状、轮廓。 底周界 地表境界露天矿开采课程设计
毕业设计--3 露天开采境界
张达贤老师露天开采讲稿
120301露天开采知识(讲课)
露天矿毕业设计
采矿学课程设计正文
【精品】第五章-露天矿山开采安全技术
露天采矿学设计原理