露採課程設計說明書全版

遼寧工程技術大學

本科生課程設計說明書

教學單位資源與環境工程學院

專業礦物資源工程

班級礦物07-5班

學生姓名

學號 0601020108

指導教師

2023年12月15日

摘要 - 2 -

前言 - 3 -

1 煤田概況 - 4 -

1.1 煤田地形、地質條件 - 4 -

1.2 露天礦概況 - 5 -

2 開採工藝選擇及裝置選型 - 5 -

2.1 開採工藝選擇 - 5 -

2.2 裝置選型 - 5 -

3 邊坡穩定性分析及穩定邊坡角的確定 - 6 -

3.1 影響邊坡穩定性的因素 - 6 -

3.2 邊坡穩定性分析 - 7 -

3.3穩定邊坡角的確定 - 7 -

4 確定露天開採境界 - 8 -

4.1 影響露天礦開採境界的因素 - 9 -

4.2 確定底周界 - 9 -

4.3對最終幫坡角進行調整 - 10 -

**法得到底幫的最終坡面高度為95公尺左右，驗算27°最終幫坡角滿足穩定要求。 - 11 -

4.4確定頂部開採境界 - 11 -

5 開採程式及開採引數的確定 - 12 -

5.1 開採程式研究內容及影響因素 - 12 -

5.2 開採程式 - 12 -

5.3 開採引數 - 13 -

6 v=f（p）曲線的繪製及生產剝採比的均衡 - 14 -

6.1 均衡生產剝採比的必要性 - 14 -

6.2 均衡生產剝採比的原則 - 15 -

6.3 繪製v=f（p）曲線 - 15 -

7 主要裝置數量計算 - 16 -

7.1 單鬥挖掘機年生產能力 - 16 -

7.2 確定單鬥挖掘機台數 - 17 -

7.3確定汽車數量 - 18 -

8 露天礦儲量計算 - 18 -

8.1 可採原煤儲量 - 18 -

8.2 剝巖總量 - 18 -

9.新水平開拓準備時間 - 18 -

參考文獻 - 19 -

致謝 - 19 -

本次設計的根據是該露天礦的開採條件，綜合考慮了地質條件、作業位置、邊坡穩定狀況，確定出最終幫坡角，並考慮開採工藝，開採程式，開拓系統及與之相匹配的裝置數量，設計了該露天礦，年生產能力55萬t/a 。

本設計採用單鬥挖掘機——卡車運輸工藝，沿煤層頂板拉溝，由中間向兩側推進，縱向布置工作線，採用移動坑線開拓，採用回返式調車，經濟合理剝採比為8 m3/m3，本設計的重點是選擇合理的開採工藝及裝置型別；確定合理的露天礦採場穩定幫坡角，確定露天開採境界；確定開採引數；確定開採程式；繪製算量分層平面圖或剖面圖；繪製v=f(p)曲線，均衡生產剝採比，確定基建工程量投達產工程位置等；進行露天礦開拓，繪製最終平面圖；計算主要裝置數量等；

關鍵詞：露天礦；開採工藝；開採程式

該露天礦位於內蒙西部，實施西部大開發，是我國發展的乙個大戰略。積極發展有特色的優勢產業，推進重點地帶開發。發展科技教育，培養和用好各類人才。

國家要在投資專案、稅收政策和財政轉移支付等方面加大對西部地區的支援，逐步建立長期穩定的西部開發資金渠道。著力改善投資環境，引導外資和國內資本參與西部開發。西部地區要進一步解放思想，增強自我發展能力，在改革開放中走出一條加快發展的新路。

這些政策有利於該露天煤礦的開發和建設。

世界的能源危機已成為當今世界的一大主題,在我國,主要能源是煤炭,石油的減少與**的公升高更使得煤炭佔據了越來越重要的位置。隨著國民經濟的持續增長，國家對能源的需求進一步增加，國家擴大內需方針和西部大開發戰略進一步實施，西電東送工程的建設急需擴大豐源的煤炭生產.再加上建設東北老工業基地的方針,為此, 該露天煤礦的開發必須盡快進行,本設計針對礦區的自然地質條件,在礦山建設的主要環節都做出了設計。

它的開發為附近的工礦企業都帶來了發展,也給內蒙等西部地區和東北地區輸送了大量的能源,為建設東北老工業基地做出了貢獻。

該煤田礦位於內蒙西部地區，煤層呈單斜賦存，煤層傾角35°，平均水平厚度為47m。剝離物上部為沙土層平均厚度7m，頂板岩層由兩層構成，上部為砂頁岩，下部為砂岩，底板岩層自上而下由泥頁岩和砂頁岩構成，各岩層力學指標見表1-1。

表1-1 各岩層力學指標

礦區內地表地形為北高南低的鞍形山坡，地形圖如附圖ⅱ所示，比例為1：2000。礦區內有6條勘探線，其橫剖面圖i-i比例為1：

1000。露天礦在走向方向上西部坑底境界以i-i勘探線西100m為界，東部坑底境界以ⅵ-ⅵ勘探線東100m為界。

煤的容重為1.45t/m3，回採率為95%，廢石混入率4%，設計中採用的經濟合理剝採比為8m3/m3。

根據煤炭地質儲量、露天礦範圍以及煤炭市場需求，確定該礦設計生產能力為每年60萬t原煤。

（1）表面土層

本礦表土賦存量較少，剝離物上部沙土層平均厚度為7m，由於單鬥汽車工藝對礦床適應性強，機動靈活，轉彎半徑小，爬坡能力強，基建工程量小，開拓開採靈活。而機械鏟鐵道工藝適應於儲量大，服務年限長的露天礦，所以在這裡就不選用了，而採用機械鏟汽車工藝。

（2）岩石

煤層頂板岩層由兩層構成，上部為砂頁岩，下部為砂岩，底板岩層自上而下由泥頁岩和砂頁岩構成，選擇使用單鬥鏟－汽車開採工藝。

（3）煤層

單鬥鏟—汽車的特點如前所述，結合本礦煤層硬度、傾角的特定條件，煤層開採選擇使用機動靈活的單鬥鏟—汽車工藝。

根據本礦設計生產能力為60萬t、地質地形條件及其它因素的影響，選擇使用單鬥鏟wd-400（wk-4），其主要技術效能見表2-2-1。

表2-2-1 單鬥鏟wd-400主要技術特徵表

根據車斗容積和單鬥鏟容積的匹配，v：e=4.1:

1,承載能力考慮v:e>2:1，hc≤hxmax-e。

汽車選用terex其主要技術效能為長寬高7650*3460*3800，平裝14.3立方公尺，堆裝18立方公尺，車輛外廓迴轉直徑15600公釐。

（1）岩性的影響

包括岩石的礦物組成、物理化學性質及岩石的結構等，這些因素的不同導致岩體承受地應力的能力有所差異，直接影響著邊坡的穩定性。

(2)岩體結構面、結構體、岩體結構的影響

岩體中存在的弱層、斷層以及一些節理、裂隙等使得岩體的強度與岩石的強度比大為減弱。

(4)構造應力的影響

隨著露天採場的開發，使邊坡岩體初始應力重新分布，以水平方向為特徵的構造應力的不均勻釋放會引起岩體向採空區回彈和膨脹，使原有的裂隙進一步擴大，或者造成新的卸荷裂隙，從而降低了岩體強度，邊坡穩定性下降；構造應力容易在坡角處產生應力集中，降低了邊坡穩定性。

(5)水的影響

水對邊坡的不利影響主要表現在：軟化岩石，降低其強度，以及對邊坡的靜水壓力與動水壓力作用。

(6)爆破作業、震動的影響

露天礦爆破作業對邊坡穩定性的影響，一是爆破震動力增加了邊坡的滑動力，二是爆破作用破壞邊坡岩體，降低了岩體的強度，使雨水、地下水易於沿爆破裂隙滲透，加速岩體風化。也可能在爆破震動力和岩體破壞、強度降低的共同影響下使邊坡穩定性降低。

本設計通過對地質情況的分析，主要對工作幫邊坡進行穩定驗算，採用bishop(畢肖普)公式進行驗算：

式中：k ——穩定係數；

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