冉阳铁矿露天开采工程设计毕业论文
2020-03-29 12:03
摘 要
本设计为冉阳铁矿露天开采工程设计，设计年产量为30万吨。最终设计确定台阶高12米，台阶坡面角70°；每个三个安全平台设置一个清扫平台，安全平台宽5米，清扫平台宽8米，最小底宽25米；最终帮坡角上下盘均为50度。露天矿最终开采底部标高为310米，采区最大长度458米，最大宽度356米，境界内可采储量344.7万吨，设计开采年限11.5年。
设计采用汽车运输开拓，装运设备为2台WK-2型电铲和9辆BJ-373自卸汽车。确定剥采比为4.97，穿孔设备为2台KQ-150型钻机，爆破选用铵油炸药，采用电雷管起爆，三角形布孔。
关键词：露天开采；剥采比；开拓；爆破
Abstract
The design is designed for surface mining of Ranyang Iron Mine. The open pit mining is designed with an annual output of 0.3 million tons. The final design determines the height of the step is 12 m, the slope angle of the step is 70 °, each of the three safety platforms is provided with a cleaning platform, which is 5 m wide, 8 m wide and 25 m minimum bottom width, and the final slope angle is 50°for the upper and lower plates. The bottom elevation of open pit mining is 310m, the maximum length of mining area is 428m, the maximum width is 385m, the recoverable reserves are 3.447 million tons and the design period is 11.5 years.
The design adopts the automobile transportation development, the loading equipment is 2 WK-2 type electric shovels and 9 BJ-373 dump vehicles. It is determined that the stripping ratio is 4.97, the perforating equipment is a KQ-150 drilling rig. The blasting adopts ammonium oil explosive, electric detonator to initiate blasting, triangle hole arrangement.
Key Words：Surface Mining;Stripping Ratio;development;blasting
目录
第一章 绪论 1
1.1 地理位置与交通 1
1.2 企业性质及隶属关系 1
1.3 设计范围及设计原则 2
1.3.1 设计范围 2
1.3.2 设计原则 2
1.4 建设条件 2
1.5 生产规模 2
第二章 矿山地质 3
2.1 设计依据的地质资料及评述 3
2.2 地质特征 3
2.2.1 矿床地质特征 3
2.2 矿床开采技术条件 5
2.2.1 矿山开采技术条件 5
2.2.2 水文地质条件 5
2.2.3 工程地质条件 5
2.2.4 环境地质条件 5
2.2.5 矿区水文地质、工程地质、环境地质类型划分 6
第三章 露天开采境界 7
3.1 确定露天开采境界的方法依据 7
3.2 确定境界所需技术经济指标 7
3.2.1 经济合理剥采比的选定 7
3.2.2 露天矿的最小底宽 7
3.2.3 采场最终边坡角 7
3.2.4 台阶最终坡面角和台阶高度 8
3.2.5 安全平台和清扫平台及运输平台 8
3.3 圈定露天矿开采境界的结果 8
3.3.1 最终深度标高的确定 8
3.3.2 露天矿底部周界 9
3.3.3 露天开采境界参数 9
3.3.4境界内的矿岩量及开采年限 10
第四章 矿床开拓运输 12
4.1 开拓方式的选择 12
4.2 运输线路的技术条件 12
4.3 运输线路布置方式 12
4.4 设备选型及有关计算 12
4.4.1 平均运距 13
4.4.2 时间利用系数 13
4.4.3 不均衡系数 13
4.4.4 装车时间 13
4.4.5 卸载时间 13
4.4.6 调头及停留时间 13
4.4.7 自卸汽车出车率 13
4.4.8 汽车数量 14
4.5汽车运输开拓方式的选择 15
4.6 新水平准备时间 15
4.6.1 各沟道的规格 15
4.6.2 新水平准备时间 16
4.6.3计算最大可能的矿山工程延深速度 17
4.7 矿山生产能力的验算 18
第五章 矿岩采剥工程 19
5.1 概述 19
5.2 穿孔工作 19
5.2.1 穿孔设备的选择 19
5.2.2 设备生产能力的确定 19
5.2.3 设备数量的计算 19
5.3 爆破工作 20
5.3.1 爆破方法及爆破器材 20
5.3.2 爆破参数的确定 20
5.3.3 爆破设计 22
5.4 装车工作 22
5.4.1 采装设备的选择 22
5.4.2 采装工作面参数及工作平盘的配线方式 23
5.4.3 电铲生产能力的确定 24
第六章 总结 25
参考文献 26
附 图 27
致 谢 28
第一章 绪论
1.1 地理位置与交通
承德县金岭矿业有限责任公司冉阳铁矿矿区位于河北省承德市北东（5°）方向，直距16km，运距31km，行政区划隶属承德县高寺台镇马营村管辖。承德～赤峰公路由矿区东1km处的高寺台镇经过，向西有盘山公路通往大庙铁矿区，向东距头沟铁矿区12km，有县级公路连通。
图1-1 矿区交通位置图
矿区中心地理坐标：东经：117°55′48″，北纬：41°09′26″
矿区范围由1～4号矿界拐点圈定，矿界拐点坐标、矿区面积、开采标高见表1-1。
表1.1 矿界拐点坐标、矿区面积、开采标高一览表
序号 | 1954北京坐标 | 1980西安坐标 | 矿区面积 | 开采深度 | ||
X | Y | X | Y | |||
1 | 4558610 | 39577440 | 4558570 | 39577379 | 0.7498km2 | 622～ 250m |
2 | 4558925 | 39578475 | 4558885 | 39578414 | ||
3 | 4558164 | 39578845 | 4558124 | 39578784 | ||
4 | 4558164 | 39577510 | 4558124 | 39577449 | ||
1.2 企业性质及隶属关系
承德县金岭矿业有限责任公司冉阳铁矿共有三个矿段（鹏达矿段、冉阳矿段、马营矿段），马营铁矿隶属承德县金岭矿业有限责任公司，企业性质为有限责任公司。
1.3 设计范围及设计原则
1.3.1 设计范围
本次设计范围包括：选择矿床开拓方案和采矿方法，确定穿孔、爆破、采装、运输等工艺设备，不包括排土场专项设计。
1.3.2 设计原则
1、严格贯彻执行国家有关政策和法律法规，严格执行有关规程、规范，贯彻节能方针，节约用电、用水。
2、优化技术方案，主要技术方案经过比较分析后确定。
3、分期建设，分期投入资金，加快矿山建设速度，提高企业效益。
4、严格控制劳动定员，提高全矿劳动生产率。
5、采矿和掘进采用的工艺，尽可能适应当地劳动力技术水平。
6、注重安全和环保，设计中充分体现建设“绿色矿山”的观念。
7、充分利用现有设施、设备，减少工程投资。
1.4 建设条件
矿区已有10kv供电电源，可供矿山生产使用；矿区外部道路已经形成；矿区内部分地面建筑物已建成，大多可以利用；部分生产设备、设施已经具备，具有进一步开发的物质基础。承德县金岭矿业有限责任公司冉阳铁矿西邻承德黑山铁矿，承德黑山铁矿采用露天开采方式。承德县金岭矿业有限责任公司冉阳铁矿与承德黑山铁矿边界最近点相距1500m，与该公司的露天采场最近点相距1800m，远超出爆破危险距离，因此，承德县金岭矿业有限责任公司马营铁矿马营矿段露天采场与承德黑山铁矿之间不存在相互影响的安全隐患。
1.5 生产规模
本次设计项目为单一采矿工程，矿山产品方案为磷铁矿原矿，露天生产规模为30万t/年。
第二章 矿山地质
2.1 设计依据的地质资料及评述
本次设计依据的地质资料为河北省地质矿产勘查开发局第四地质大队于2010年4月提交的《河北省承德承钢黑山矿业有限公司冉阳铁矿资源储量核实报告》。
通过地质部门的勘探工作，基本查明了该矿床地层及构造；基本查明了区内矿体的数量、规模、形态、产状、顶底板围岩、夹石及矿石的质量特征，对矿床开采的技术条件、工程地质条件、水文地质条件均做了基本论证；对矿石的加工技术性能也作了相应的评价；各项勘探工作质量基本符合规范、规程及技术要求，储量计算结果基本可靠。所提交的地质报告资料较完整，内容齐全，基本能满足设计要求。
2.2 地质特征
2.2.1 矿床地质特征
2.2.1.1 矿体形态、规模、产状
矿体形态极不规则，有长条状、扁豆状、束状、树枝状、囊状等，走向上呈膨胀收缩、尖灭再现、分枝复合等变化。矿体规模不大，一般延长100～200m，宽度几米至几十余米。矿体产状也不稳定，有缓倾斜、陡倾斜，局部也有呈水平状态的。
矿段内包含6号、9号、10号三个主要矿体群及分散小矿体。
6号矿体群：长50m左右，厚2.43～3.41m，倾向25°，倾角35～40°，呈不规则囊状。
9号矿体群：由9-1、9-2、9-3号矿体组成，长150m左右，厚4～8m，倾向25°，倾角45～50°，赋存在314～304线之间，呈不规则状囊状。
10号矿体群：由18个小矿体组成，长50m～300m，厚3.76～56m，倾向25°，倾角50°，产于苏长岩—辉长岩中，为本矿区最大的矿体群，赋存在310线以东，呈囊状、扁豆状。
分散矿体群：编号为Z21-Z34，规模产状见表9，苏长岩、辉长岩中，赋存在301-303线，呈囊状、扁豆状。
各矿体规模、产状、储量及品位、厚度见表2-1。
表2.1 各矿体规模、品位、厚度、探明储量一览表
矿群 编号 | 矿体 编号 | 长度(m) | 厚度(m) | 探明储量（t） | 品位（%） | 产状（°） | ||||
TFe | P2O5 | V2O5 | TiO2 | 倾向 | 倾角 | |||||
6 | 6--1 | 50 | 3.41 | 7040 | 26.67 | 5.24 | 0.150 | 4.63 | 205 | 15 |
6--4 | 50 | 2.43 | 1988 | 38.70 | 7.75 | 0.340 | 11.88 | 25 | 50 | |
9 | 9--1 | 150 | 8.47 | 260562 | 20.32 | 5.96 | 0.185 | 7.27 | 25 | 45 |
9--2 | 150 | 4.2 | 41752 | 15.23 | 6.77 | 0.115 | 5.27 | 25 | 45 | |
9--3 | 50 | 3.6 | 6558 | 24.28 | 6.60 | 0.190 | 7.09 | 25 | 45 | |
10 | 10--0 | 50 | 5.72 | 67024 | 25.29 | 8.32 | 0.190 | 7.65 | 25 | 50 |
10--1 | 200 | 13.27 | 785528 | 24.26 | 7.86 | 0.223 | 6.86 | 25 | 50 | |
10--2 | 300 | 11.61 | 929312 | 22.88 | 6.58 | 0.208 | 6.89 | 25 | 45 | |
10--3 | 300 | — | 2916278 | 25.76 | 8.58 | 0.223 | 7.39 | 25 | 45 | |
10--4 | 250 | 7.35 | 317262 | 31.94 | 9.38 | 0.304 | 9.07 | 25 | 50 | |
10--5 | 150 | 6.35 | 99199 | 18.49 | 5.25 | 0.130 | 5.65 | 25 | 51 | |
10--6 | 50 | 9.16 | 32396 | 19.82 | 4.09 | 0.127 | 5.47 | 25 | 52 | |
10--7 | 50 | 5.99 | 44854 | 17.72 | 6.05 | 0.124 | 5.05 | 25 | 53 | |
10--8 | 150 | 3.76 | 101945 | 23.63 | 5.78 | 0.215 | 6.58 | 25 | 50 | |
10--9 | 50 | 12.53 | 27958 | 35.95 | 1.40 | 0.374 | 11.41 | 25 | 50 | |
10--10 | 100 | 8.53 | 104550 | 25.99 | 7.47 | 0.210 | 7.07 | 25 | 51 | |
10--11 | 150 | 4.09 | 65919 | 29.25 | 2.11 | 0.285 | 9.46 | 25 | 52 | |
10--12 | 100 | 6.63 | 75387 | 25.47 | 7.62 | 0.216 | 7.16 | 25 | 51 | |
10--13 | 50 | 4.79 | 41562 | 16.46 | 4.32 | 0.149 | 4.11 | 25 | 45 | |
10--14 | 100 | 5.92 | 49009 | 31.56 | 8.59 | 0.372 | 9.13 | 25 | 50 | |
10--15 | 50 | 4.62 | 9498 | 11.25 | 4.76 | 0.090 | 4.15 | 25 | 50 | |
10--16 | 100 | 2.11 | 23687 | 20.62 | 3.09 | 0.145 | 4.46 | 25 | 50 | |
10--17 | 50 | 4.91 | 25154 | 19.63 | 7.40 | 0.170 | 5.00 | 25 | 51 | |
分散小矿体 | Z21 | 50 | 2.93 | 3032 | 21.00 | 1.70 | 0.165 | 9.25 | 25 | 50 |
Z22 | 50 | 3.55 | 2354 | 19.80 | 7.10 | 0.180 | 5.37 | 25 | 45 | |
Z23 | 50 | 1.16 | 1214 | 13.00 | 2.60 | 0.140 | 3.44 | 25 | 50 | |
Z24 | 50 | 1.58 | 1476 | 12.85 | 2.40 | 0.070 | 2.60 | 25 | 50 | |
Z25 | 50 | 4.21 | 7330 | 12.90 | 5.60 | 0.080 | 3.70 | 25 | 50 | |
Z26 | 50 | 4.22 | 3466 | 24.31 | 2.89 | 0.240 | 7.84 | 25 | 50 | |
Z27 | 50 | 1.49 | 1362 | 25.80 | 4.90 | 0.220 | 6.86 | 25 | 55 | |
Z28 | 50 | 2.45 | 1140 | 7.30 | 4.38 | 0.070 | 2.45 | 25 | 50 | |
Z29 | 50 | 3.48 | 3180 | 27.26 | 9.42 | 0.264 | 7.72 | 25 | 50 | |
Z30 | 50 | 1.27 | 816 | 30.62 | 4.97 | 0.269 | 10.24 | 25 | 45 | |
Z32 | 50 | 2.73 | 3090 | 13.45 | 3.58 | 0.061 | 3.32 | 25 | 45 | |
Z33 | 50 | 1.14 | 11684 | 23.00 | 8.10 | 0.200 | 8.20 | 25 | 50 | |
Z34 | 50 | 2.31 | 1996 | 18.95 | 8.45 | 0.190 | 5.90 | 25 | 50 | |
2.2.1.2 矿体围岩及夹石
矿体顶底板围岩及夹石为斜长岩、苏长岩。矿体与围岩界限清晰，开采时易于分离，矿体内夹石很少，未达到剔除厚度。
2.2.1.3 矿床共（伴）生矿产
该矿床伴生组分为磷、钒、钛。V2O5平均品位0.15-0.32%，达到伴生组分工业品位(0.1%)。随着磁磷铁矿矿石产量的增加而增加，钛磷铁矿有的企业正在回收，磷矿作为副产品在尾矿中储存以后也待回收。
2.2 矿床开采技术条件
2.2.1 矿山开采技术条件
矿权范围内由西至东分别为鹏达矿段、冉阳矿段、马营矿段，本设计针对东部的马营矿段进行露天开采设计。
2.2.2 水文地质条件
该区属燕山山地水文地质区，基性杂岩体地势较高，地形陡峻，谷底和山脊之间高差一般100—300m。大黑山主峰是区域内最高山峰，海拔1375.20m。
该区属于干旱大陆性季风型气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷，春秋季多风。年平均气温8.8C°，年平均降雨量526.1mm，主要集中在6—8月份，占全年的76.9%。
