1.1 課程設計概述
1.1.1 課程設計題目
露天礦開採境界設計
1.1.2 設計初始條件
1. 最終台階高10m，最終台階坡面角65°，露天礦採礦場最小底寬16m，最終邊幫角51°，經濟合理剝採比6m/ m。
2. 開拓運輸道路採用ⅲ級礦山公路，道路路基寬度8m。
1.1.3 要求完成的主要任務
1. 設計任務：確定露天礦開採境界深度，底部位置及周界，確定露天採場最終邊幫結構，並繪製開採境界平面圖，露天礦開拓運輸道路定線，繪製露天礦開採終了平面圖，繪製露天礦開採境界橫縱面圖，編寫課程設計計算說明書。
2. 設計成果：課程設計計算說明書乙份，相似形開採境界設計橫斷面圖（4#圖紙3張），開採境界深度設計計算橫斷面圖、縱斷面圖（4#圖紙3張，3#圖紙1張），露天礦開採境界平面圖（3#圖紙一張），露天礦開採終了平面圖（3#圖紙一張），露天礦開採境界斷面圖（4#圖紙3張），露天礦開採境界縱斷面圖（3#圖紙一張）
1.2 設計依據和技術經濟原則
1.2.1 設計依據
⑴ 課程設計任務書
⑵ 礦床地質資料
a. 地質地形（平面）圖1張（3# 圖紙）
b. 地質橫斷面圖3張（4# 圖紙）
1.2.2 設計技術經濟原則
⑴露天礦開採境界按境界剝採比不大於經濟合理剝採比的準則設計
⑵露天礦採用公路運輸開拓，開拓系統路線按ⅲ級礦用運輸公路設計
1.3 設計方案和設計內容簡述
設計方案：礦床擬用露天開採，繪定其1：1000的位址剖面圖三張及相應礦區地形圖一張，設台階高度為10m，從+900往上、下劃分，露天採場最小底寬16m，採用汽車運輸，路基寬8m，最小轉彎半徑15m，連線平台40m，限制坡度10%，最終的台階坡面角65°，穩定的最終幫坡角小於等於51°，經濟合理剝採比6m/ m
設計內容：
1. 用橫坡面面積比法計算各水平境界剝採比，繪成曲線，按n2. 縱剖面上調整露天礦底平面標高；
3. 繪製露天礦底部周界。由於未給出各水平分層平面圖，底部周界在ⅰ線以西及ⅲ線以東均按該水平礦體水平厚度的一半估計走向延續長度，以圈定兩端的底部周界；
4. 按前述邊坡角和段坡角的限制，設計邊坡組成及最終平台寬度；
5. 初步圈定露天開採終了平面圖；
6. 選擇出入溝口位置並布置開拓運輸系統，這裡假定工業廠場位於平面圖幅的左下方，標高+900公尺；
7. 繪製終了平面圖，並將境界投影到三個橫剖面圖上；
8. 計算布置了開拓運輸系統後的最終邊坡角。頂底幫兩端各乙個；
9. 設計山坡部分的開拓運輸系統。畫出公路中心線、轉點、圓曲線起終點、標註有關引數，計算並標註沿線各段坡度和設計高程；
10.計算礦岩量。
本次課程設計的鐵礦礦區屬麻城市木子店鎮管轄，大地構造位置位於秦嶺褶皺系（ⅰ級）桐柏－大別隆起帶東段南翼羅田褶皺束西緣。鐵礦體賦存於下元古界大別山（巖）群（dbc）中。地質詳查工作在礦區內圈定的磁鐵礦礦體受地層層位控制，產狀與地層產狀基本一致，出露地表。
礦體形態較複雜，呈似層狀產出，分支復合，上厚下薄，直至尖滅。
礦區屬於**帶大陸性潮濕氣候，年平均氣溫16－17°，歷年最高溫度41.5℃,最低溫度-15.3℃，年平均降雨量一般1156.
1公釐，降雨集中在每年的4-7月，無霜期平均238天，結冰日平均46天。
2.1 礦區地質簡介
2.1.1 地層
礦區出露的地層為下元古界大別山（巖）群和新生界第四系全新統沖積層：
礦區出露的地層主要產於白堊紀花崗岩中，出露不完整，主要岩性為墨雲斜長片麻岩，黑雲角閃斜長片麻岩，夾磁鐵石英岩及磁鐵角閃岩；區內第四系全新統主要分布於溝谷兩側低窪或山坡平緩地帶，主要為沖積礫石、砂礫、砂土、亞砂土、亞粘土等，其厚度一般小於3-5公尺。
2.1.2 構造
(1) 韌性剪下帶：位於礦區中東部，帶內構造混雜，眼球狀片麻岩，糜稜岩廣泛發育，伸展運動，擠壓流動現象明顯，並可見大小不一的無根褶皺等。
(2) 斷層：礦區西部有一較大的逆斷層，走向西南，傾角75°，寬度約為40m，錯位距離約15m，斷層內可見稜狀，透鏡狀花崗岩脈，長英質脈體穿插其中。
2.1.2岩漿巖
礦區內岩漿巖分布約佔75％，主要為中生代白堊紀早世和中元古代侵入巖。
2.2 礦床地質
礦區圈定的磁鐵礦礦體賦存於下元古界大別山（巖）群（dbc）中。
2.2.1 礦體特徵
礦體多呈似層狀，總體走向312°，傾向西南，平均傾角81°。沿走向揭露長度約為 m，累計平均厚度約 ~ m。礦體賦存於中元古代侵入巖窯棚崗單元（pt2y）角閃岩與大別山（巖）群（dbc）黑雲角閃斜長片麻岩接觸部位，呈分支復合長條狀產出，ⅰ線至ⅲ線由3支礦脈合併為1支礦脈，單支礦脈內又可見1~3層夾石，厚約 ~ m，岩性與圍岩岩性一致。
礦體出露地表最大高標953m，最低高標900m；礦體最高標高953m，最低標高819m；礦體最大埋深 m。
2.2.2 礦石特徵
礦石主要為塊狀，系紋狀磁鐵角閃岩，區域性有少量的磁鐵黑雲閃巖，礦石礦物均為磁鐵礦，脈石礦物主要為角閃石、透閃石、石英以及少量的黑雲母、石榴子石、綠泥石、磷灰石等。
礦石主要有用組分是鐵（tfe），鐵礦石中tfe品位39.00 ~ 41.00%，tfe平均品位40.
00%。有害組分磷含量在0.054%，硫0.
42%，均低於允許含量。
礦石工業型別為磁鐵礦石。
2.3 礦床開採技術條件
2.3.1水文地質條件
礦區為山嶺重丘地貌，地形起伏較大。礦區地勢呈東高西低趨勢，東北部山包高達975m，西南部山谷最低為888公尺，相對高差達87公尺。地形切割中等，溝谷較發育，自然坡度 °~ °。
水量隨季節變化，自然排水通暢，自東向西順坡流入溝谷，入注礦區西部溪流中。
礦區水文地質條件簡單。地下水為風化型裂隙水，水量很小；礦體充水源為大氣降水，尤其是暴雨時期降水量大。因此，礦山開採時，應一方面做好開採境界線以外的地表水疏排水通道，另一方面採用機械排水排除露天礦坑內的積水，以免影響礦山安全生產。
2.3.2工程地質條件
礦區岩土體工程地質條件簡單，根據區內岩性特徵、岩石組合關係及岩石力學性質共劃分為三個工程地質巖組。即鬆軟土體工程地質巖組、堅硬半堅硬變質岩工程地質巖組和堅硬塊狀侵入巖工程地質巖組。
礦區內斷裂及構造破碎帶規模小，未見深大斷裂，區內巖塊體較為完整，穩定性較好。從地表探槽和自然露頭可以看到，礦區岩層較為穩定，未見明顯的滑坡現象。
礦區構造較簡單，結構面主要為節理裂隙、片理、片麻理等，沒有明顯的軟弱層。工程地質條件屬中等型別。
3.1 露天礦開採境界的設計原則
3.1.1 設計原則及其經濟意義
露天開採境界的大小決定了露天礦採礦量和剝離量的多少。隨著露天開採境界的延深和擴充套件，在採礦量增加的同時剝離量也大幅度增加，從而導致剝採比不斷增大。因此，露天開採境界的確定，實質上是對剝採比的大小加以控制，使之不超過經濟合理剝採比。
與露天礦開採境界大小相關的剝採比有多種，因此，在控制哪一種剝採比這個問題上，存在許多不同觀點。在此，以三種形成較早又具有代表性的學術觀點及其設計準則：
（1）境界剝採比不大於經濟合理剝採比的設計準則
境界剝採比的設計準則即境界剝採比不大於經濟合理剝採比的設計準則。該原則的實質是，露天開採境界向下延深時，控制露採的邊際經濟效益不劣於地採經濟效益。
對於覆蓋層不大的連續礦體，運用該原則可使整個礦床的開採盈利達到最大。
由於境界剝採比的設計準則具有使整個礦床開採的總經濟效果最優這一背景，加之計算及操作簡單易行，目前國內外手工設計普遍運用≤準則來圈定露天開採境界。
雖然國內外手工設計普遍運用≤ 準則來圈定露天開採境界，但是對於某些覆蓋層較厚或不連續的礦體，這一準則不適用。
因此該準則只是最優開採境界的必要條件，而不是充分條件、更不是充分必要條件。
（2）平均剝採比不大於經濟合理剝採比的設計準則；
這一設計準則的實質是，露天開採境界向下延深時，控制露天開採的總體經濟效益不劣於地下開採。
平均剝採比不大於經濟合理剝採比設計準則的技術經濟目標是：在滿足露採總體經濟效果不劣於地採的條件下，使劃歸露天開採境界內的礦石儲量最大。由於這一原則是採用算術平均的方法，因此難免會使露天開採在某些區域性的經濟效果劣於地下開採。
≤ 準則可以與≤ 準則合用。對於某些覆蓋層很厚或不連續的礦體，按≤ 準則圈出開採境界之後，還要核算該境界內的平均剝採比，看它是否滿足≤ 準則。
對於某些貴重或稀有礦物等**值礦床或小型礦山，為了盡可能採用露天開採以減少礦石的貧化損失，可以運用這個原則來確定開採境界，藉以擴大露天開採範圍。
此外，建材石灰石礦山慣用平均剝採比設計準則。
（3）生產剝採比不大於經濟合理剝採比的設計準則 。
生產剝採比可以反映露天礦生產中實際發生的剝採比。因此按≤準則確定開採境界，可以使露天礦任何生產時期的經濟效果都不劣於地下開採。該原則中的生產剝採比，可以是均衡生產剝採比，也可以是未均衡的生產剝採比即時間剝採比。
按生產剝採比不大於經濟合理剝採比的設計準則圈定的露天開採境界比按≤準則圈定的小，而較按≤準則圈定的大。因此，隨之而來的初始剝離量和基建投資也較大。另外，由於生產剝採比的概念不易明確界定，加之它與採深的關係較為複雜而不易把握，因而該準則相應的設計方法的可操作性較差。
鑑於上述各種原因，這個原則很少採用。
3.1.2 經濟合理剝採比
經濟合理剝採比又稱極限剝採比
確定經濟合理剝採比通常用比較法。比較法的基本思想是將露採的某一經濟效果指標與地採的相應指標做比較來確定經濟合理剝採比，其基本要求是露採的經濟效果不劣於地採。
比較法的原理類似於技術經濟中的優劣平衡分析（損益平衡分析），這
方法是依據某個評價指標隨某個因素的變動情況，分析兩個或多個對比方案的優劣及其變化。優劣平衡分析的特例是盈虧平衡分析。
比較法的實質是確定露採與地採經濟效果優劣分歧點（損益平衡點）所對應的剝採比。這個剝採比就是所謂的經濟合理剝採比。
《採礦學》課程設計說明書
前言第一章礦井概況及井田地質特徵 1.1 礦井概況 1.2 井田地質特徵 1.3 煤層特徵 第二章採區 帶邊界及儲量 2.1 採區邊界 2.2 工業儲量 2.3 可採儲量 第三章採區 帶區巷道布置 3.1 採區煤層地質特性 3.2 採區巷道布置及生產系統 3.3 採區車場形式選擇 3.4 採區採掘接...
課程設計計算說明書
班級 學號 姓名 指導教師 完成時間 前言模具課程設計師比較全面的訓練，其意義在於為以後的設計工作打基礎，培養學生在設計過程中嚴肅認真 刻苦鑽研 一絲不苟 精益求精的態度，使其在設計思想 方法和技能各方面都獲得鍛鍊和提高。經過一學期對模具整體結構和細節的學習和了解，為了更進一步的了解模具製造和加工，...
課程設計計算說明書參考
機械基礎課程設計計算說明書 設計題目 單級圓柱減速器的設計 姓名 王霜 學號 200910210431 指導教師 黃志誠 時間 2011年12月 設計任務書 設計一用於帶式運輸機上的單級直齒圓柱齒輪減速器。運輸機連續工作，單向運 荷變化不大，空載啟動。減速器小批量生產，使用期限5年，一班制工作，新捲...