第 VI 頁遼寧科技大學本科生畢業設計 摘 要本次關寶山鐵礦的設計是根據礦山地質條件和具體的地形，結合18勘探線及各水平剖面的礦體賦存情況，再參照礦山的具體要求進行設計的，本次設計由礦山的具體情況確定為露天開采。設計中介紹了礦山礦巖屬性及分布、水文地質條件、礦區的位置及交通。在設計說明書中闡述了境界圈定的方法及具體參數的確定，礦山開拓運輸系統的選擇，礦山工作制度的確定，礦山生產能力的確定。設計確定穿孔設備、采裝設備、運輸設備及爆破量。計算礦山的基建量，繪制出礦山基建圖，根據每年的產量繪制出10年的開拓系統和運輸系統布置圖。根據每年的礦巖產量和生產剝采比最后編制進度計劃表。關鍵詞：露天開采；露天境界圈定；臺階；剝采比全套圖紙加153893706 AbstractThis GuanBaoShan Iron Mine clearance is according to the mine concrete terrain and the geological condition, combined 18 to compare the grappling and various horizontal section ore body tax saves the situation, and it refers to the mine the specific request to carry on the design, this design by the mine special details determination is open-air mining.In the design introduced the mine ore-bearing rocks attribute and the distribution, the hydrogeological conditions, the mining area position and the transportation.Elaborated in the design instruction booklet the boundary selects method and concrete parameter determination, mine development transportation system choice, mine work routine determination, mine productivity determination.The design determined the perforation equipment, picks installs the equipment, the transport vehicle and the demolition quantity.The computation mine capital construction quantity, draws up the mine capital construction chart, draws up 10 year development systems and the transportation system general arrangement according to every year output.And produces according to every year ore-bearing rocks output picks exhaustedly compares finally establishes the progress planning chart.【Keywords】: Open-air mining，exploitation of design ，Production Ability ，Stripping ratio目錄摘 要IAbstractII1 礦山地質11.1 地質設計依據11.2 礦區自然地理概況11.3 區域地質11.4 礦床地質11.4.1 地層11.4.2 巖漿巖21.4.2 構造21.5 礦山地質21.5.1 礦體規模產狀21.5.2 礦體構造21.5.3 礦石質量31.5.4 礦石的結構構造41.5.5礦石類型及品級41.6 礦石及巖石的物理力學性質52 露天開采境界圈定62.1 露天開采境界圈定的原則62.2經濟合理剝采比確定72.3確定采場最小底寬及位置82.4選取采場最終邊坡角92.5確定開采深度102.5.1 確定合理開采深度主要步驟102.6 底部周界走向長度的確定122.7 驗證最終幫坡腳132.8 臺階坡面角142.9境界內的礦巖量及開采年限143 露天礦床開拓163.1露天礦床開拓分類163.2 影響開拓運輸方案的因素163.3選擇開拓方法的主要原則163.4確定開拓運輸系統163.4.1 公路運輸開拓特點163.4.2 鐵路運輸開拓特點173.5 總出入溝位置的確定173.5.1 道路規格及技術等級183.5.2 道路縱斷面183.5.3 路面結構形式193.5.4 道路通過能力193.5.5 溝幫坡面角203.5.6 溝道長度203.6溝道規格及工程量213.6.1 運輸塹溝底寬213.6.2 開段溝底寬214 工作面參數和開采程序224.1臺階高度確定224.2臺階的劃分224.3 臺階坡面角的確定224.4 采掘帶寬度224.5 爆破帶寬度234.6 最小工作平盤寬度234.7 挖掘機工作線長度244.8臺階開采程序244.8.1 總體開采程序254.8.2 臺階開采程序255 礦山工作制度和生產能力265.1礦山工作制度265.2 礦山生產能力驗證265.2.1 概述265.2.2 按挖掘機工作面布置的數量驗證生產能力265.2.3 按礦山工程延伸速度驗證生產能力275.2.4 按服務年限驗證生產能力286 礦山開采工藝設計和設備選型296.1 穿孔工作296.1.1 鑿巖設備選型296.1.2 牙輪鉆機數量的確定306.1.3 穿孔效率316.1.4 牙輪鉆機材料消耗326.2 爆破工藝326.2.1 概述326.2.2 爆破參數336.3采裝工藝366.3.1 采掘設備選型366.3.2 挖掘機生產能力376.3.3 挖掘機數目的確定376.3.4 挖掘機工作制度386.3.5 挖掘機材料消耗386.4 礦石損失貧化及礦石品位計算396.4.1 礦石貧化率計算406.4.2 礦石損失率計算406.4.3 采出礦石品位計算406.5 運輸設備選型406.5.1 自卸汽車基本參數416.5.2 自卸汽車有效載重量416.5.3 時間利用系數426.5.4 運輸不均衡系數426.5.5 裝車時間426.5.6 卸載時間426.5.7 臺班運輸能力426.5.8 所需數量計算436.5.9 材料消耗436.6 輔助設備及材料消耗446.6.1 輔助設備446.6.2 輔助生產設備材料消耗456.7 露天礦排土工藝與設備456.7.2 排土工藝456.7.3 排土參數466.7.4 推土機選型467 采剝進度計劃487.1 編制采剝進度計劃的意義和要求487.2 編制依據487.3 編制采掘進度計劃遵循的原則487.4 編制采掘進度計劃的準備材料497.5 生產剝采比的確定和均衡497.5.1 生產剝采比的確定497.5.2 生產剝采比均衡507.6 對采掘進度計劃有關問題的說明507.7 采礦的基建工程量518 技術經濟528.1 勞動定員和勞動生產率528.2 勞動生產率528.3 基建投資估算及資金來源538.3.1 編制依據538.3.2 基建投資估算548.3.3 資金來源558.4 礦石成本558.5 投資結果分析589 礦山環境問題619.1 工作環境污染問題嚴重619.1.1 三廢排放污染619.1.2 地質災害619.1.3 環境資源破壞629.2 防治對策629.2.1 管理制度途徑629.2.2 技術途徑62致謝65參考文獻66附錄67第 68 頁遼寧科技大學本科生畢業設計 1 礦山地質1.1 地質設計依據本次設計所依據的地質資料是黑龍江省冶金地質勘探七二隊編制，并經冶金部（78）冶地字第2173號文批準的關寶山鐵礦二期地質勘探總結報告（1976）和遼寧省鞍山市關寶山鐵礦床補充勘探地質報告（1980）。1.2 礦區自然地理概況關寶山鐵礦位于鞍山市東南20公里，眼前山礦西側，交通便利。其地理坐標為北緯410417，東經1230813。本區年平均氣溫為8.6左右，最高為七月，最低氣溫為一月。年平均降雨量為729.5mm，月平均降雨量185.5 mm。本區基本地震烈度為7度。1.3 區域地質鞍山式鐵礦沿傾斜方向延伸極大,而且礦層厚度、品位變化都較穩定，而沿走向的變化比沿傾向的變化大得多，在礦帶延長方向上，不同礦區出現圍巖和礦石物質成份的差異。關寶山鐵礦床位于鞍山穹隆東部閉合端的北翼。1.4 礦床地質1.4.1 地層礦床地層主要為太古界鞍山群，其北部及西部見有遼河群及震旦系地層，自上而下依次為：第四系：殘沖積、坡積層 不整合震旦系：鈞魚臺組石英巖 不整合遼河群：判甲山組 不整合鞍山群：上部千枚巖中部含鐵石英巖下部千枚巖、片巖及混合巖。1.4.2 巖漿巖本區巖漿巖分布較少，主要有花崗斑巖，其次有輝綠巖、閃長玢巖、煌斑巖等。1.4.2 構造總體表現為一單斜構造。由于多次的構造作用，在單斜構造的基礎上迭加有規模不等的褶皺，使礦體出現彎曲。1.5 礦山地質1.5.1 礦體規模產狀礦區位于鞍山復向斜南翼之東端，為一古老變質巖系組成的單斜構造，走向N6085，傾向NE，傾角7085，局部直立或倒轉。主礦體（號礦體）：分布在9至11線之間，全長1800m，層厚60-150m，平均厚度為109m。目前控制長度3080m，延深800m以下仍有礦體賦存。重迭礦體（號礦體）：位于主礦體東北側40m處，F4與F5號斷層之間,與主礦體平行，產狀一致，全長共350余米，水平厚度1080m，平均厚度60m左右，延深超過500m。1.5.2 礦體構造主要斷層（斜交式和橫斷式）有6條，編號為F1、F2、F3、F4、F5、F6 。這些斷層對礦體形態、產狀、連續性及空間分布影響不同。其中，F4 位于號礦體與號礦體之間，是對礦體破壞最大的斷層之一，把礦體分成號礦體和號礦體并在其間出現了80-90m的無礦間隔。1.5.3 礦石質量1.5.3.1礦石的物質成分及其特征a) 鐵的氧化物磁鐵礦：為礦石中的原生鐵礦物，或在氧化礦石中呈被假象赤鐵礦交代的殘留體。呈灰黑色，金屬光澤，具強磁性。假象赤鐵礦：呈磁鐵礦假象出現，一般無磁性，主要分布在地表、淺部及斷裂帶中，硬度大。赤鐵礦及鏡鐵礦：量較少，呈脈狀體穿插在礦體裂隙中或沿條帶分布，有時分布在石英中，或假象赤鐵礦中。硬度中等。b) 含鐵碳酸巖關寶山鐵礦的圍巖和礦石中普遍見含鐵碳酸巖，分布范圍遍及全區，含量從小于1%至30%。產出狀態有兩種：一種呈層狀產出，另一種呈肪狀產出。其礦石類型主要分沉積型鐵白云石、熱液型鐵白云石及菱鐵礦。c) 硫化物黃鐵礦：分布在礦石及圍巖裂隙及空穴中，其量甚少。d) 脈石礦物石英：為礦石中的主要脈石礦物，含量4050%，甚至更多一些。與磁鐵礦條帶構成磁鐵石英巖或含鐵石英巖。鱗綠泥石：磁鐵石英巖中少見，主要分布在含磁鐵石英綠泥片巖中，與磁鐵礦組成黑色條帶。鐵鎂閃石：為少見的脈石礦物，局部與磁鐵礦、石英組成鐵鎂閃石磁鐵石英巖。1.5.3.2礦石化學成分及其特征a)全鐵（TFe）含量比較穩定，一般為26-35%，最高不超過45%，平均為29.13%，屬貧鐵礦床。b)氧化亞鐵（FeO）變化較大，最高可達30%左右，具有地表低于深部的趨向性，FeO含量與礦石類型有關。c)礦石中含有一定量的硅酸鐵（FeSiO3）及較高的碳酸鐵（FeCO3）。其中，硅酸鐵一般含量小于20%，對鐵礦影響很小。而碳酸鐵一般含量以35%為主，全礦床平均含量為4.3%左右。是影響選礦指標的最主要原因之一。d)酸性氧化物（主要是SiO2）較高，兩性氧化物及堿性氧化物（Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、NaO、K2O等）一般較低。e)其它有益（Mn）有害（P、S）組分較低。見下表1.1：表1.1 礦石其他組分含量表元素PSMn備注區間平均區間平均區間平均含量%0.0650.0080.0271.2250.0060.0890.3950.0250.18取樣總數139 f)無其它元素的富集,無放射性等。1.5.4 礦石的結構構造1.5.4.1 礦石的結構以自形、半自形粒狀結構為主，以包裹結構、交代結構及殘余結構為輔。1.5.4.2 礦石構造主要有條帶狀構造、致密塊狀構造、小球狀構造及角礫狀構造等。1.5.5 礦石類型及品級1.5.5.1 礦石自然類型按礦石礦物組合劃分為：磁鐵石英巖型、假象赤鐵石英巖型、假象磁鐵石英巖型、綠泥磁鐵石英巖型、鐵鎂閃石磁鐵石英巖型及磁鐵鐵白云巖石型等。1.5.5.2 礦石工業類型按下達的工業指標劃分為：a）氧化礦石：氧化礦比較集中，占總儲量的51.8%，從上至下主體分布在兩個部位：一是0米標高至地表；二是在-300m標高以下。b）半氧化礦：數量較少，占總儲量6%左右，零星分布。d）原生礦：占總儲量的42%，多數在0米標高開始出現，主要分布在13.5線18線之間，其它各線都分布在礦體的上、下盤部。1.5.5.3 礦石的工業品級表內礦：TFe平均品位在26%以上的礦塊，表內礦中單項工程的平均品位也在26%以上。表外礦：TFe平均品位在26%-20%之間的礦塊或單項工程圈定的礦體。1.6 礦石及巖石的物理力學性質1)體重鐵礦石3.3t/m3,巖石：2.72t/m3,第四系覆蓋物（表土）:2.00 t/m3。2）礦石濕度及孔隙度礦石的平均濕度為0.273%(1973年測定),礦石的孔隙度0.52%-1.37%，平均為1.23%。3）硬度普氏硬度如下：鐵礦石9-10級，花崗斑巖為8-9級，石英為9-10級，千枚巖為5-6級。4）松散系數參考眼前鐵礦資料：假象赤鐵石英巖1.55；混合巖：1.44；千枚巖：1.30。2 露天開采境界圈定2.1 露天開采境界圈定的原則（1）圈定的露天礦開采境界要保證露天采場內采出的礦石有盈利，要使得境界剝采比大于經濟合理剝采比。平均剝采比不大于經濟合理剝采比。生產剝采比不大于經濟合理剝采比。（2）要充分利用資源，盡可能把較多的礦石圈定在露天開采境界內，發揮露天開采的優越性。（3）所圈定的露天采場的幫坡應等于露天邊坡穩定所允許的角度，以保證露天開采的優越性。（4） 用經濟合理剝采比圈定的露天開采范圍很大，服務年限太長時，應按礦山一般服務年限確定初期露天開采深度。（5）下列情況，可適當擴大露天開采境界：a) 按境界剝采比不大于經濟合理剝采比圈定露天開采境界后，境界外余下的工業礦量不多，經濟上不宜在用地下開采；b) 礦石和圍巖穩固性差，水文地質條件復雜，水量大，礦石和圍巖有自然危險等，在安全上和技術上不適于用地下開采。（6）下列情況，可適當縮小露天開采境界：a) 開采境界邊緣附近有重要建筑物、構建物。河流和鐵路干線等需要保護，或難于遷移至露天采場影響范圍以外；b) 排棄場占用大量農田，征地困難；c) 由于地形條件，造成基建剝離量大和初期生產剝采比大；d) 為了避開嚴重影響邊坡穩定的不穩定巖層。（7）當礦體極不規則，沿傾向厚度變化大，礦體上部覆蓋層或地形復雜時，用境界剝采比不大于經濟合理剝采比初步確定境界后，在用平均剝采比進行校核。（8）如果基建剝離量大，初期生產剝采比大，則需要進行綜合技術經濟比較，以確定用露天或地下開采。（9） 對于特厚的剝采比很小的礦床，有時要根據勘探程度及服務年限確定露天開采境界，而不應按境界剝采比確定開采境界。（10）根據本礦山實際情況：a) 依據勘探地質報告繪制的水平分層平面圖（-84m標高以上）；b) 1：1000礦區地形圖；c) 初步確定的露天采場各分區的總體邊坡角；d) 充分利用資源，盡可能把較多的礦石圈定在露天開采境界內，發揮露天開采的優越性；e) 按境界剝采比經濟合理剝采比原則確定露天開采境界；f) 采場周圍居民區所受影響不大。2.2經濟合理剝采比確定目前我國的露天開采設計中，廣泛采用著，原則來確定境界，其基本要素是礦石成本，境界剝采比和選取的邊坡角。步驟如下： （1）經濟合理剝采比的確定, a) 原礦成本比較法 (2.1)b) 金屬成本比較法（計算到精礦） (2.2)式中 -經濟合理剝采比，t/t;-地下開采每噸礦石成本，48元/噸（取全國地采平均指標，要扣除維簡費資源稅管理費等15元/噸）；-精礦售價，580元/噸;-礦石單位售價，68.96元/噸；（已扣除資源稅，維簡費）-選礦比，取3.4；-選礦加工費，160.39元/噸；-露天開采純采礦成本，10.65元/噸；-露天開采純剝巖成本，9.8元/噸。按照上述的計算公式和計算參數分別計算了各種剝采比值，計結果如下：原礦成本比較法為： （2）金屬成本比較法使用選礦或冶煉后產品的金屬量作為計算的基礎，使露天礦開采后經選、冶所得產品的金屬成本等于地下開采產品的金屬成本，根據這個原則： (2.3)式中 -經濟合理剝采比，t/t；-精礦售價，元/噸；-選礦比，取3.4；-選礦加工費，元/噸；-露天開采純采礦成本，元/噸；-露天開采純剝巖成本，元/噸。取S=580元/噸，a=10.65元/噸，r=3.4，R=160.39元/噸，b=28.37元/噸代入公式計算得出：綜合分析比較后，經濟合理剝采比取4.37。2.3確定采場最小底寬及位置露天采場底部寬度不應小于開段溝寬度，其最小寬度根據采裝，運輸設備規格及線路布置的有關計算結果來確定。本次礦山設計為大型礦山，采礦設計手冊P13表3，大型露天礦自卸汽車裝載能力在50100t之間，電鏟為410m3，本次設計選用載重量100噸SF-3100型自卸汽車，配以10m3電鏟。采用汽車運輸，底寬應滿足汽車調車的要求，采用回返式調車其底寬為30m，如圖2.1所示 (2.4)式中 -露天礦最小底寬， m;-汽車最小轉彎半徑，11m;-汽車寬度，5.5m;-汽車距邊坡的安全距離，1.5m。代入公式計算得出：設計時考慮到礦體厚度大，底寬適當加寬，取到30m。 圖2.1 汽車運輸最小底寬的計算2.4選取采場最終邊坡角（1）隨著采場開采深度的增加和邊坡角的減緩，剝巖將急劇增加，從經濟效果看，邊坡角應盡可能加大。然而，陡邊坡雖然可帶來較好的經濟效益，但往往會導致嚴重的滑坡事故，乃至破壞生產。從安全角度考慮，應盡可能減緩邊坡角。因此，綜合考慮經濟與安全因素，是合理選取邊坡角的基本原則。（2）露天礦最終邊幫由臺階坡面和安全平臺、清掃平臺、運輸平臺組成。（3）選擇邊坡角時，應充分考慮組成邊坡的巖石物理力學性質、地質構造和水文地質等因素。（4）安全平臺寬度一般大于4m。一般設計規定每隔23個臺階設一清掃平臺。（最終臺階并段時，可不設安全平臺）清掃平臺寬度根據擬采用的清掃設備手段決定。如果平臺上設置排水溝的時候，其寬度應考慮排水溝的技術要求。安全平臺寬度設定為8m，清掃平臺寬度設定為18m。最終邊坡角選取是依據露天采區地質結構特征和巖石物理力學性質，并參照類似礦山加以確定，上盤32，下盤32。2.5確定開采深度2.5.1 確定合理開采深度主要步驟（1）在各地質橫斷面圖上初步確定露天開采深度。首先，在各橫斷面圖上作出若干個深度的開采境界方案。其次，針對各深度方案，用面積比法計算其境界剝采比。最后，將各方案的境界剝采比與開采深度繪成關系曲線，再畫出代表經濟合理剝采比的水平線，兩線交點的橫坐標HJ，就是所要求的開采深度。如圖2.2所示圖2.2 境界剝采比與深度的關系曲線境界剝采比的確定，境界剝采比的計算方法采用面積法，首先根據確定的頂底幫坡角在H水平做出境界位置，然后同樣，在深度H-H (H通常取一個臺階高度)作另一水平線，并繪出相應的境界，求境界剝采比的面積比方法見圖2.3，深度H-H處的境界剝采比為： （2.5）式中：深度H延伸到深度H-H增加的巖石面積； 深度H延伸到深度H-H增加的礦石面積； 境界剝采比。圖2.3 勘探線境界剝采比計算示意圖（2）在地質縱斷面圖上調整露天礦底部標高 在各個地址橫斷面圖上初步確定了露天開采的理論深度后，由于各段面的礦體厚度和地形變化不等，所得開采深度也不一，將各斷面圖上的深度投影到地質縱斷面圖上，連接各點，得出一條不規則的折線。各水平剝采比見表2.1。根據境界剝采比小于經濟合理剝采比得出圖2.4。 圖2.4 采深確定 表2.1 各水平剝采比水平5600勘探線5800勘探線6000勘探線6200勘探線6400勘探線6600勘探線6800勘探線7000勘探線-1564.6_4.55_-1444.33_4.26_-1324.07_4.084.378_-1203.95_3.884.124.53_-1083.79_3.683.984.484.69-963.64_3.483.584.334.40-843.2_4.93.243.093.964.11-722.85.874.84.353.022.753.613.97-602.455.34.523.92.812.463.403.57-482.14.83.963.522.502.182.953.34-361.84.373.63.142.192.001.633.05把經濟合理把采深定于-84米。2.6 底部周界走向長度的確定根據計算和繪圖，開采深度確定在-84m，確定端幫境界時，為保證開采出的礦石和巖石保持平衡，沿走向的端幫底部周界做適當調整，見圖2.5。圖2.5 底部走向長度確定根據設計基礎資料確定露天開采境界礦輪廓尺寸主要參數，如表2.2。表2.2 露天開采境界主要參數表項目單位數值開采最高標高m228封閉圈標高m60露天底標高m-84地表尺寸（長寬）m1800700露天底尺寸（長寬）m127130開采階段高度m12最終并段高度m24清掃平臺寬度m18運輸平臺（雙車道/單車道）m20階段坡面角度上盤65 下盤65最終幫坡角度32礦石量萬t9125礦巖量合計萬t18463平均剝采比t/ t2.022.7 驗證最終幫坡角最終邊坡角的計算公式 （2.6）式中： -最終邊坡角， ；n-臺階數目，10個； h-臺階高度，12m，-安全平臺數目，7個；-清掃平臺數目，3個 a-安全平臺寬度，8m； b-清掃平臺寬度，18m。代入數據得：2.8 臺階坡面角臺階坡面角與巖石的性質、巖層傾角和傾向、節理、層理和斷層、階段高度以及穿爆方法等因素關。參閱設計手冊p29，如表2.3。表2.3 階段坡面角參考資料巖石硬度系數 階坡面角7585707560654560根據礦體巖石堅固性系數參照同類礦山實際選取臺階坡面角上盤60，下盤65。2.9境界內的礦巖量及開采年限根據16號勘探線圖計算出境界內每個礦段礦巖量，如表2.4。表2.4 各礦段礦巖量表水平礦巖質量礦巖體積分層剝采比礦石質量巖石質量礦石體積巖石體積體積比質量比156米以上0990.360366.8144至156米0628.330231.00132至144米19.64851.885.95313.1952.1643.37120至132米327.05843.9999.10310.293.132.58108至120米325.101095.2198.53402.634.083.3796至108米333.681391.96101.14511.745.064.1784至96米415.761700.13126.35625.134.954.0972至84米355.692143.52107.74788.167.3260.260至72米611.831800.76185.49622.033.362.9548至60米611.231535.13185.21564.423.042.5136至48米619.141363.34187.62501.232.672.2024至36米658.731168.26199.61429.502.151.7712至24米700.70860.89212.33316.501.491.230至12米737.42678.63223.46249.501.120.92-12至0米750.49519.64227.42191.040.840.69-24至12-米742.26278.25224.93102.300.450.37-36至24-米724.64154.94219.5956.960.260.21-48至-36米674.9861.83204.5422.730.110.09-60至-48米415.0352.50125.7619.300.150.13-72至-60米256.1759.7777.6321.970.280.23-84至-72米143.6732.6343.5311.990.280.23合計9125.4618463.382765.29683.840.252.02由上表可知，境界內的礦石量為16000.82萬噸，本礦的開采年限為： T= （2.7）式中：P露天礦境界內礦石的可采礦量，9125.46萬噸A 露天礦礦石年生產能力，750萬噸/年K富裕系數，取1.1 經計算年3 露天礦床開拓3.1露天礦床開拓分類（1） 公路運輸開拓（2） 鐵路運輸開拓（3） 聯合運輸開拓1） 公路-鐵路聯合運輸開拓2） 公路（鐵路）-破碎站-帶式輸送機聯合運輸開拓3） 公路（鐵路）-箕斗聯合運輸開拓4） 公路（鐵路）-平硐溜井聯合運輸開拓3.2 影響開拓運輸方案的因素（1）礦體賦存的地質地形條件對開拓方式的影響（2）露天礦生產能力對開拓方式的影響（3）基建工程量和基建期限對開拓方式方案的要求（4）礦石的損失和貧化對開拓方式和方案的要求3.3選擇開拓方法的主要原則（1）要求礦山基建時間短，早投產，早達產。（2）要求生產工藝簡單、可靠，及時先進。（3）基建工程量少，施工方便。（4）基建投資少，尤其是初期投資要少。（5）生產經營費用低。（6）不占良田，少占耕地。3.4確定開拓運輸系統礦床露天開拓是開辟地面與露天采場各開采臺階以及各開采臺階之間的礦巖運輸通路，以此保證露天采礦場與受礦點、廢石場和工業場區的運輸聯系關系，及時準備出新的工作水平。根據本礦山的實際情況，可以考慮鐵路運輸開拓方式和公路運輸開拓方式。3.4.1 公路運輸開拓特點優點：機動靈活，轉彎半徑小，爬坡能力大，基建時間短、投資少，便于分期、分區開采，有利于采用移動沿線開拓和分散的排土場，掘溝方法比鐵路運輸掘溝方法簡單，掘溝速度及延伸速度較快。缺點：易于受氣候條件影響，燃油、輪胎消耗量及道路養護工作量大。運輸成本高，每延深100m相應的運輸成本增加5060%，經濟合理運距短，汽車噪音和廢氣污染較大。適用條件：需要注意地形條件的露天礦，運距不要超過露天礦參數中的極限，修鐵路不經濟以及要求分期開采的露天礦。3.4.2 鐵路運輸開拓特點優點：運輸量大，運輸成本，經濟合理運距長，氣候條件的影響較公路運輸小，運輸設備堅固。缺點：線路工程量大，基建時間長，投資多，采場和排土場的線路移動工作量大，運輸組織管理共組復雜，要求采場尺寸大，鐵路運輸掘溝時掘溝速度慢，新水平準備時間長，延深速度慢。鐵路運輸開拓適用條件：地形不復雜，礦體形態應滿足線路平面和縱剖面要求的大型露天礦。結合關寶山鐵礦的實際條件，地勢陡，采深大，如果用鐵路開拓運輸，上部鐵路布線復雜，線路移設頻繁，初期投資大，關寶山鐵礦地區受氣候因素影響不大，故采用公路開拓運輸。3.5 總出入溝位置的確定結合礦山地形地質條件和汽車的合理運距，盡量減低運營費用和減少邊坡的附加剝巖量、掘溝工程量和費用，采場設計了兩個出入溝口，其中在標高+108m設置一個出巖溝口，在標高+60m設置一個出礦溝口。上部開拓運輸系統與下部開拓運輸系統及其銜接過渡上下部開拓系統的銜接是生產中的重要環節，過渡合理與否關系到新水平的及時準備和正常進行生產。本設計采用縱采，局部為掘溝而上下水平加強開采，這樣就容易完成過渡。銜接過程：上部開始部分工作采用扇型推進方式，主要是東部、中部、西部三個山頭間的山谷開始往兩邊推進，然后在逐漸過渡到以下盤推進。3.5.1 道路規格及技術等級（1）露天礦山道路類型a) 生產干線采礦場各開采階段通往卸礦點或排土場的共用道路；b) 生產支線由開采階段或排土場與生產干線相連的道路，以及由一個開采階段直接到卸礦點或排土場的道路；c) 聯絡線露天礦生產所用自卸汽車的其它道路；d) 輔助線通往礦區范圍內的附屬廠（車間）和各種輔助設施的各類汽車道路。（2）道路等級露天礦山道路按其性質、行車密度、使用年限和地形條件分為三級，本設計的道路等級為二級公路，如表3.1。 表3.1 道路等級道路等級小時單向行車密度（輛）適用條件一級85生產干線二級8525生產干線、支線三級=300m，如表3.5。表3.5 縱坡限制長度縱坡（%）限制坡長（m）一級道路二級道路三級道路45700565006006730040050078250(300)35089150(170)200911100(150) 注：當受地形條件限制或需要適應采礦階段高度時，限制坡長可采用括號內的數值。 出入溝是聯系上、下水平的通路，其長度取決于臺階高度和出入溝的溝道長度。 3.6溝道規格及工程量3.6.1運輸塹溝底寬運輸塹溝底寬，取決于運輸方式及設備型號、巖石性質、掘溝設備規格和溝內鋪設線路數目。參照采礦設計手冊p279表1-4-16，類比相似礦山，總和考慮挖掘設備的安全作業和汽車在在工作面的調車要求，選取運輸塹溝底寬為18m。3.6.2 開段溝底寬按照擴幫爆破不埋運輸線路的條件確定，參照采礦設計手冊p279表1-4-17、表1-4-18，結合本礦山實際，開段溝底寬確定為34m。 4 工作面參數和開采程序4.1臺階高度確定臺階高度主要決定于挖掘機工作參數，礦巖埋藏條件及礦巖性質，運輸條件等。綜合考慮后，臺階高度定為12m，能滿足電鏟作業安全和能力的最大條件；礦山埋藏條件及性質要求；穿孔爆破條件要求；開拓運輸條件要求和工作線水平推進速度和新水平準備時間等的要求。本次設計臺階高度取12m。4.2臺階的劃分露天礦臺階劃分自底部開始依次劃分為-84米水平、-72米水平、-60米水平、-48米水平、-36米水平、-24米水平、-12米水平、0水平、12米水平、24米水平、36米水平、48米水平、60米水平、72米水平、84米水平、96米水平、108米水平、120米水平、132米水平、144米水平、156米水平、168米水平、180水平、192米水平、204米水平、216米水平、228米水平。4.3 臺階坡面角的確定臺階坡面角與巖石的性質、巖層的傾角、傾向、構造和節理、工作面推進方式以及穿爆方法等因素有關。類比相似礦山，參照采礦設計手冊表1-4-3，選上盤臺階坡面角=65，下盤臺階坡面角=65。4.4 采掘帶寬度采用汽車運輸時，采掘帶寬度可大可小，汽車位于挖掘機兩側裝車，合理的采掘帶寬度應保證挖掘機向里側轉角不大于90，向外側回轉角不大于30。 （4.1）式中：單斗挖掘機采掘帶寬度；挖掘機站立水平的挖掘機半徑，m。=18.91.518.9=18.928.35m參照類比其它相似礦山，取=23m。4.5 爆破帶寬度爆破帶寬度與炮孔排數有關，即 （4.2）式中：爆破帶寬度，m；排數，參照類似礦山，取=4；底盤最小抵抗線，m；排距，m。取=4，=8.5m，=7m，代入公式計算：本設計為一爆一采，所以采掘帶與爆破帶關系如4.1圖：圖4.1采掘帶爆破帶關系4.6 最小工作平盤寬度工作平盤是采裝運輸作業的場地，保持必要的工作平盤寬度是實現采區正常工作的必要條件。工作平盤寬度取決于爆堆寬度，運輸設備規格，調車方式以及動力管線的布置方式。本次設計采用挖掘機后部環形調車。根據采掘帶爆破帶關系如圖4.2。圖4.2 采掘帶爆破帶關系對于汽車運輸，最小工作平盤寬度按照下式計算：=b+c+d+e+f+g （4.3）式中：最小工作平盤寬度，m； c_爆堆坡底線至汽車邊緣距離m；爆堆寬度，m；g安全距離；m車輛運行寬度，m；線路外側至動力電桿距離，m。；f動力電桿至臺階穩定邊界線的距離，m；代入數據計算得出：=40m。最小工作平盤寬度定為40m。4.7 挖掘機工作線長度挖掘機的工作線應滿足挖掘機正常作業，使挖掘機有510晝夜的裝載量，且要滿足運輸調車的要求，參照采礦設計手冊 p277表1-4-12選取最小工作線長度為600m。 4.8臺階開采程序開采程序包括開拓工程與采礦的關系和剝巖數量與采礦數量的關系，研究開采程序遵循的原則：（1） 處理擴幫與延深的關系，保證要求的礦石