【正文】 變化較大，一般厚約 68 米，局部較厚，特別是距礦區(qū)較近的單雙河厚度可達(dá) 60米，含水層曾多層結(jié)構(gòu)。上部為中細(xì)砂夾砂礫石層，下部為砂卵石，水位埋深 米，地下水埋深為南西深、北東淺。在距礦區(qū)南部約 300 米處以下降水的形式涌出地表，其流量為 2022—2500m3/d。該系地層在礦區(qū)的西部、北部、東部均有分布。主要由礫巖、泥質(zhì)砂巖及粘土組成，厚度 米，水位埋深 米。本區(qū)基巖風(fēng)化裂隙發(fā)育，含水層平均厚度 米，水位埋深 到 米，涌水量 ，參透系數(shù) ，水質(zhì)為 HC03Ca Mg 型，礦化度 ,PH 值為 。 礦區(qū)地下水、涌水量預(yù)測(cè)本區(qū)地下水分布受地質(zhì)巖性、地貌、構(gòu)造等控制，各層地下水均受大氣降水直接或間接補(bǔ)給。地下水流向在中部露頭區(qū)西、北、東三面均由北向南，排泄于單雙河。地下水徑流條件較好，排泄方式主要以人工排泄、蒸發(fā)及降水的形式和通過(guò)地下徑流排泄到區(qū)外。礦坑充水因素主要為基巖風(fēng)化裂隙潛水及大氣降雨。大氣降雨匯入到礦坑內(nèi)，基巖風(fēng)化裂隙潛水按地下水動(dòng)力學(xué)無(wú)壓完整井進(jìn)行了預(yù)測(cè)。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）7 礦床開(kāi)采技術(shù)條件礦床周?chē)貏?shì)比較平坦，地表最高標(biāo)高為 1724 米，最低標(biāo)高為 1650 米，平均標(biāo)高 1655 米，高差 3040 米。礦體形式基本層狀或似層狀，因?yàn)槭芎笃跇?gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響而產(chǎn)生一系列的傾伏褶皺構(gòu)造，控制了礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀。西段礦體為向斜構(gòu)造，中、東段礦體沿走向出現(xiàn)多處短軸傾伏背向斜褶區(qū)，沿傾向一般呈波狀起伏。礦體底板圍巖為角閃巖，頂板為片巖，呈整合接觸，界線明顯。礦石硬度系數(shù) f=816，巖石 f=610。礦石和角閃巖抗壓、抗剪強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好；片巖及砂巖抗壓、抗剪強(qiáng)度小，穩(wěn)定性差。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）8第二章 露天開(kāi)采境界 露天開(kāi)采境界確定的原則和方法根據(jù)設(shè)計(jì)資料提供的地質(zhì)資料可知達(dá)茂旗石寶鐵礦地質(zhì)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，屬于單斜構(gòu)造，鞍山群按巖性分為三層，從上到下分別為混合巖、鐵礦石、千枚巖，鐵礦床沿走向和傾向，產(chǎn)狀和礦石品位變化不大。隨著露天開(kāi)采境界的延伸和擴(kuò)大，可采礦量會(huì)增加，相應(yīng)的剝巖量也增加。因此，露天開(kāi)采境界的確定，實(shí)質(zhì)上是對(duì)剝采比大小的控制，使之不超過(guò)經(jīng)濟(jì)合理剝采比。在此次設(shè)計(jì)中采用境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的原則。為了使露天開(kāi)采的總體經(jīng)濟(jì)效果最佳，在確定開(kāi)采境界時(shí)，盡量控制境界剝采比接近經(jīng)濟(jì)合理剝采比，此原則的第一層含義是使緊鄰露天開(kāi)采境界的那層礦巖的開(kāi)采成本不大于地下開(kāi)采的成本；另一層含義是使整個(gè)礦床開(kāi)采的總經(jīng)濟(jì)效果（成本或盈利）最佳。在確定境界時(shí)還需要相應(yīng)的考慮地形等其他因素。 確定境界所需的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 選定經(jīng)濟(jì)合理合理剝采比本礦設(shè)計(jì)的年產(chǎn)量為 115 萬(wàn)噸，根據(jù)《冶金礦山設(shè)計(jì)參考資料》上冊(cè)，經(jīng)濟(jì)合理剝采比選擇 njh=4～5 m3/m3，根據(jù)礦巖性質(zhì)，參考露天礦經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，故經(jīng)濟(jì)合理剝采比確定為 njh=。 確定露天礦的最小底寬、最終邊坡角由于本礦的生產(chǎn)能力 115 萬(wàn)噸/年，初步選定本礦采用 25 噸汽車(chē)運(yùn)輸，4m 3單斗挖掘機(jī)裝載，汽車(chē)運(yùn)輸時(shí)采用回返式調(diào)車(chē)。則最小底寬為 Bmin=2（ ++E）　　　　　　　　　　 式0minR（）式中： －汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎半徑 ，12 m；0inRT－汽車(chē)的最大寬度 ， m；E－挖掘機(jī)、汽車(chē)和階段坡面三者之間的安全間隙，一般取 m。Bmin=2（R min++E）=2（12++）=。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）9露天礦的最終邊坡角，對(duì)剝采比影響很大。隨著開(kāi)采深度增加和邊坡角的減小，所需的剝巖量會(huì)急劇增加，因此從經(jīng)濟(jì)效果考慮，邊坡角盡可能大。但邊坡角過(guò)大會(huì)造成滑坡事故。影響礦山的生產(chǎn)，故在選擇時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮安全因素和經(jīng)濟(jì)因素。在保證露天礦安全前提下，最終邊坡角盡可能大一些，以減少剝離量。礦體形態(tài)基本為層狀或似層狀，中區(qū)中段因受褶皺構(gòu)造的影響，礦體多次重復(fù)出現(xiàn)，礦體沿走向方向產(chǎn)生了五處短軸傾伏背向斜褶曲，礦體底板產(chǎn)狀有變緩趨勢(shì)，而且一般呈波狀起伏。礦體底板圍巖為角閃巖，頂板為片巖，呈整合接觸，界限明顯。巖石硬度系數(shù) f=6～10，礦石硬度系數(shù) f=8～16。礦石和角閃巖抗壓，抗剪強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好；片巖及砂巖抗壓，抗剪強(qiáng)度小，穩(wěn)定性差。根據(jù)礦區(qū)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)，礦巖的物理性質(zhì)，結(jié)合石寶露天礦的實(shí)際開(kāi)采情況，選取上盤(pán)最終邊坡角為 42176。，下盤(pán)最終邊坡角為 42176。，端幫最終邊坡角為 45176。 確定最終開(kāi)采深度 露天礦開(kāi)采深度的初步確定石寶鐵礦為短露天礦，在確定開(kāi)采深度時(shí)，用平面圖把露天礦作為一個(gè)整體來(lái)考慮。具體步驟為（1）選擇幾個(gè)可能的開(kāi)采深度，繪制每個(gè)開(kāi)采深度的平面圖。按平面圖上礦體形狀，根據(jù)運(yùn)輸線路要求，初步確定露天采場(chǎng)底平面周界；（2）在平面圖上確定地面境界線。在可利用的地質(zhì)橫剖面圖上繪出開(kāi)采境界，并將邊幫上礦巖界線和地表境界線投到平面圖上；（3）根據(jù)已知的境界深度和邊幫坡面的水平投影距，確定各輔助剖面的地表境界點(diǎn)，連接平面圖上各剖面的地表境界點(diǎn)，得出地表境界線；（4）在平面圖上用求積儀分別量出地表境界線內(nèi)的礦巖總面積和礦石面積，并計(jì)算境界剝采比?！　　　　　? 　　 式PKSN??（）內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）10式中 S－露天采場(chǎng)地表境界內(nèi)礦巖水平投影總面積，m 2Sp－露天采場(chǎng)底和邊幫上礦石水平投影面積，m 2繪出開(kāi)采水平 H 與境界剝采比 Nj 的關(guān)系曲線如下圖 。1484563501254HNj圖 開(kāi)采水平與境界剝采比關(guān)系 露天礦底部標(biāo)高的調(diào)整由于各地質(zhì)勘探線上礦體的形態(tài)、厚度不均，導(dǎo)致確定的理論開(kāi)采深度不一致，因而有必要對(duì)深度進(jìn)行調(diào)整，使底部平面處于同一水平面上，這樣有利生產(chǎn)活動(dòng)的正常開(kāi)展。將各剖面圖上確定的開(kāi)采深度投影到地質(zhì)縱投影圖上，連接各點(diǎn)，可得到一條不規(guī)則的折線。為了便于開(kāi)采和布置運(yùn)輸線路，露天礦底平面宜調(diào)整至同一標(biāo)高，調(diào)整的原則是使調(diào)整后少采出的礦石量與多采出的礦石量基本平衡，并保證剝采比盡可能小。經(jīng)調(diào)整后，石寶露天礦的理論最低標(biāo)高為180 米，符合礦山的勘探程度，能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。 露天開(kāi)采境界的參數(shù) 露天礦的底部周界、采場(chǎng)的構(gòu)成要素根據(jù)上面確定的露天礦底平面標(biāo)高，在各地質(zhì)剖面圖上確定露天開(kāi)采境界，并將各地質(zhì)剖面圖的底部周界位置反映在地質(zhì)地形圖上，用光滑的曲線連接各點(diǎn)，可得到露天礦底部周界。為了便于采掘運(yùn)輸，初步得出的理論周界，需進(jìn)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）11一步修整，原則是：底部周界要盡量平直，彎曲部分要滿足運(yùn)輸設(shè)備對(duì)曲率半徑的要求。根據(jù)本礦山的規(guī)模和地質(zhì)條件，確定采礦場(chǎng)的構(gòu)成要素見(jiàn)表 。 境界內(nèi)的礦巖量及開(kāi)采年限將整個(gè)礦體按臺(tái)階劃分為若干個(gè)分層，計(jì)算各水平間的礦石量、礦巖總量，進(jìn)而求得各水平間的巖石量。按斷面法計(jì)算，計(jì)算的基本公式為： 式（）DVQ??2,1式中： －露天礦兩水平間所含礦石量；2,1Q 　 V－塊段體積。 　 D－礦體體重；塊段的體積通常以下列公式計(jì)算求得：（1） 當(dāng)兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的面積相差不大于 40%時(shí)，采用下式計(jì)算： 式2)(1HSV??（）式中： －下水平礦石投影面積；1S－上水平礦石投影面積；2H－斷面間距；（2）當(dāng)倆個(gè)相對(duì)應(yīng)的面積相差大于 40%時(shí)，采用下式計(jì)算： 式（)(2121HSSV??）（3）當(dāng)?shù)V體在斷面間呈楔形湮滅時(shí)，采用下式計(jì)算： 2SV?經(jīng)以上公式計(jì)算可得各水平間礦石量和礦巖總量，詳見(jiàn)表 每個(gè)分層的礦巖量見(jiàn)表 ，其中回采率為 95%，廢石混入率為 5%。由表知，境界內(nèi)的礦石量為 萬(wàn)噸，本礦山的開(kāi)采年限為：內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）12 T= 式)1(rAQn??（）式中：Q－露天礦境界內(nèi)礦石的可采礦量， 萬(wàn)噸；A－露天礦礦石年生產(chǎn)能力，115 萬(wàn)噸/年；r－廢石混入率，5%； n－礦石回采率，95%經(jīng)計(jì)算 T＝ =19 年。%)51(??表 露天采場(chǎng)構(gòu)成要素表采場(chǎng)最大長(zhǎng)度 594 米采場(chǎng)平均寬度 539 米采場(chǎng)上盤(pán)最終邊坡角 42176。采場(chǎng)下盤(pán)最終邊坡角 42176。最高開(kāi)采標(biāo)高 1690底部標(biāo)高 1488采場(chǎng)封閉圈標(biāo)高 1662臺(tái)階高度 12 米臺(tái)階最終坡面角 68176。安全平臺(tái)寬度 5 米清掃平臺(tái)寬度 10 米運(yùn)輸平臺(tái)寬度 米內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）13表 露天采場(chǎng)分層礦巖量表臺(tái)階標(biāo)高 礦石量（萬(wàn) t） 巖石量（萬(wàn) t） 礦巖總量（萬(wàn) t）1686～1674 1674～1662 1662～1656 1656～1644 1644～1632 1632～1620 1620～1608 1608～1596 1596～1584 1584～1572 1572～1560 1560～1548 1548～1536 1536～1524 1524～1512 1512～1500 1500～1488 合計(jì) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）14第三章 礦床開(kāi)拓運(yùn)輸 開(kāi)拓方式的選擇 開(kāi)拓方法選擇的主要原則（1）要求礦山基建時(shí)間短，早投產(chǎn)，早達(dá)產(chǎn)；（2）要求生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單可靠，技術(shù)上先進(jìn)； （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(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低；（6）不占良田，少占耕地。 影響開(kāi)拓方法選擇的主要因素（1）自然地質(zhì)條件，即地形、礦床地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及氣候條件等；（2）生產(chǎn)技術(shù)條件，即礦山規(guī)模、礦區(qū)開(kāi)采程序、露天采場(chǎng)尺寸和高差、生產(chǎn)工藝流程、選用設(shè)備類(lèi)型以及技術(shù)裝備等；（3）經(jīng)濟(jì)因素，即礦山建設(shè)投資，礦石生產(chǎn)成本及勞動(dòng)生產(chǎn)率等。 開(kāi)拓方案的選擇露天礦開(kāi)拓運(yùn)輸方法可劃分公路開(kāi)拓運(yùn)輸、鐵路開(kāi)拓運(yùn)輸、公路—鐵路聯(lián)合開(kāi)拓運(yùn)輸、公路—斜坡提升聯(lián)合開(kāi)拓運(yùn)輸、公路—平硐溜井聯(lián)合開(kāi)拓運(yùn)輸、公路—破碎站—膠帶機(jī)聯(lián)合開(kāi)拓運(yùn)輸 、自溜—斜坡卷?yè)P(yáng)提升聯(lián)合開(kāi)拓運(yùn)輸。根據(jù)達(dá)茂旗石寶鐵礦的實(shí)際條件，地形復(fù)雜，在地表上下都有礦體賦存。因此對(duì)于露天礦山坡部分初步選取的開(kāi)拓方式有:（1）汽車(chē)公路運(yùn)輸開(kāi)拓系統(tǒng)；（2）鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓系統(tǒng)；技術(shù)方案比較：對(duì)于方案（1），汽車(chē)公路開(kāi)拓系統(tǒng)適用地形條件和礦體產(chǎn)狀復(fù)雜，礦點(diǎn)多且分散的礦床；礦體薄、傾角緩，需要分采分運(yùn)的礦床；用陡幫開(kāi)采工藝；運(yùn)距不長(zhǎng)，一般在 3km 內(nèi)（對(duì)采用自卸汽車(chē)的大型露天礦，運(yùn)距可適當(dāng)加大。）。公路運(yùn)輸主要特點(diǎn)有線路坡度大，轉(zhuǎn)彎半徑小，線路工程量少，基建時(shí)間短，基建投資少；便于采用高、近分散排棄場(chǎng)；機(jī)動(dòng)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，與機(jī)車(chē)運(yùn)輸內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）15相比可提高挖掘機(jī)效率 20%30%。 對(duì)于方案（2） ，鐵路開(kāi)拓的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低，鐵路運(yùn)輸噸一公里費(fèi)用約為汽車(chē)運(yùn)輸?shù)?1/4～1/3；運(yùn)輸能力大；運(yùn)輸設(shè)備堅(jiān)固耐用；運(yùn)輸工作可靠，受氣候條件影響較小。但開(kāi)拓坑線受鐵路的平面曲線半徑大小和縱向坡度大小的影響，開(kāi)拓坑線展線長(zhǎng)度大，使露天采礦場(chǎng)的附加剝巖量增加，基建工程量大，基建時(shí)間長(zhǎng)；在日常生產(chǎn)中的線路移設(shè)和維修工作量大；開(kāi)拓系統(tǒng)和工作組織復(fù)雜；新水平開(kāi)拓延深工程緩慢。對(duì)于露天礦深凹部分，初步選擇的開(kāi)拓方案有：（1）汽車(chē)公路開(kāi)拓；（2）鐵路開(kāi)拓；（3）聯(lián)合開(kāi)拓。上部用鐵路開(kāi)拓，下部用汽車(chē)開(kāi)拓。根據(jù)石寶的實(shí)際情況，露天礦的深凹部分采場(chǎng)尺寸較小，布置鐵路線路時(shí)，工程量大，需設(shè)較多的車(chē)站；采場(chǎng)開(kāi)采深度較小，運(yùn)距不大，采用公路開(kāi)拓運(yùn)輸能夠滿足生產(chǎn)需要，因此排除方案三。山坡部分只有兩個(gè)臺(tái)階高度，為了盡快達(dá)產(chǎn)，減少基建時(shí)間和基建投資，充分發(fā)揮電鏟的效率，選用汽車(chē)公路開(kāi)拓系統(tǒng)。 運(yùn)輸線路的技術(shù)條件 線路技術(shù)要求根據(jù)公路開(kāi)拓運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，汽車(chē)具有爬坡能力大和通過(guò)較小的曲線半徑的特點(diǎn)， 采場(chǎng)、排土場(chǎng)內(nèi)的公路按Ⅱ級(jí)公路設(shè)計(jì)，最大縱坡選 8%，運(yùn)輸平臺(tái)寬度為 米。 運(yùn)輸設(shè)備選型和汽車(chē)臺(tái)數(shù)計(jì)算為了充分發(fā)揮汽車(chē)運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益，并考慮到實(shí)際年產(chǎn)量 115 萬(wàn)噸，為便于維修，采用同一型號(hào)、同一生產(chǎn)廠家的汽車(chē)，決定選用貝拉斯—540A 型汽車(chē)，載重 27 噸。汽車(chē)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 。 平均運(yùn)距根據(jù)采場(chǎng)終了平面圖，初定平均運(yùn)距在 。 時(shí)間利用系數(shù)時(shí)間利用系數(shù)與電鏟，汽車(chē)的良好狀況及工作制度有關(guān)，查《采礦設(shè)計(jì)手內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）16冊(cè)》礦床開(kāi)采上篇表 1338，每天為三班工作制度，所以時(shí)間利用系數(shù)取。 運(yùn)輸不均衡系數(shù)根據(jù)礦山具體的情況確定，一般取 ～。因?yàn)樯a(chǎn)規(guī)模小、裝運(yùn)條件一般，取 。表 貝拉斯—540A 型汽車(chē)技術(shù)參數(shù)表 裝車(chē)時(shí)間、卸車(chē)時(shí)間挖掘機(jī)裝載自卸汽車(chē)的時(shí)間主要與電鏟作業(yè)循環(huán)時(shí)間及裝載斗數(shù)有關(guān)，按下式計(jì)算： tz = 式（）60rxtn?式中：t z－挖掘機(jī)裝車(chē)時(shí)間