【正文】 ................................................................................................... 62 總平面布置的原則 ..................................................................................................... 62 總平面布置 ................................................................................................................. 62 工業(yè)場地 ............................................................................................................. 62 內(nèi)蒙古科技大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 VII 第十四章 露天礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) .................................................................................. 63 第十五章 土地復(fù)墾 .............................................................................................................. 66 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 67 附 錄 ........................................................................................................................................ 68 致 謝 ........................................................................................................................................ 87 內(nèi)蒙古科技大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 第一章 礦區(qū)概況 礦區(qū)概況 礦區(qū)地理及行政位置 張美厚煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市《東勝煤田地質(zhì)資料匯編》區(qū)的北部邊緣，行政區(qū)劃隸屬于鄂爾多斯市達(dá)拉特旗高頭窯鎮(zhèn)。煤、巖的采掘帶寬度均為 10m。 ，排土場最終幫坡角為 33176。開采 保有儲(chǔ)量為 萬噸，可采儲(chǔ)量為 萬噸。開采煤層為 2— 2 上 ， 3— 2 中 ， 3— 2 下 ，其中 2— 2 上 和 3— 2 下 號(hào)煤層為長焰煤（ CY41）， 3— 2 中 為不粘煤（ BN31）。采掘場的最終幫坡角為 35176。巖石臺(tái)階高度確定為 10 m ，煤臺(tái)階高度為 3 m ，排土臺(tái)階高度為 20 m，外排土量為452 萬 m3。, the final slope angle for the dump is 33176。 40′ 29″ 北緯： 40176。本區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)支柱為 采礦業(yè)，隨著東勝煤田的大規(guī)模開發(fā)，許多從事傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的農(nóng)民也加入到煤炭采掘的工作中，成為煤炭工人，農(nóng)村剩余勞動(dòng)力不多。本區(qū)地貌類型屬崗狀丘陵溝壑區(qū)。降雨量多集中于 9 三個(gè)月，年降水量為 ～ mm，年蒸發(fā)量為 ～ mm。 內(nèi)蒙古科技大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 第二章 礦床地質(zhì)特征 區(qū)域地質(zhì)特征 地層層序 張美厚煤礦 資源儲(chǔ)量核實(shí)區(qū)位于東勝煤田北部找煤區(qū)的北部邊緣，地形切割較為嚴(yán)重，井田基本被第四系風(fēng)積砂覆蓋。 （二）侏羅系 ： （ J1― 2y） 該組為本區(qū)主要含煤地層 ， 巖性主要為灰、灰白色砂巖及深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖 和煤組成，該組地層的上部煤 質(zhì) 較好 ，發(fā)育的煤層厚度大，層位穩(wěn)定， 本礦所采的 2― 2 上煤層就位于延安組的上部， 3― 2 下 煤層厚度較大，層位穩(wěn)定，為全區(qū)發(fā)育的較穩(wěn)定煤層，其它煤層為較穩(wěn)定及不穩(wěn)定煤層，中下部個(gè)別地段含煤，多不可采。 ～下白堊統(tǒng)志丹群 ： （ J3～ K1zh） 核實(shí)區(qū)內(nèi)大部 分 遭受剝蝕，僅在礦區(qū)東南部殘存并出露，下部巖性為雜色、淺黃色、內(nèi)蒙古科技大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 紫紅色礫巖，夾中～粗粒砂巖、泥質(zhì)膠結(jié)，較松散 。 地質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)的構(gòu)造特征和東勝煤田的總體構(gòu)造形態(tài)相一致，沿煤層走向 NW，傾向 SW 的單斜構(gòu)造，地層傾角 1～ 3176。其煤系地層賦存范圍，根據(jù)《東勝煤田資料匯編》填 繪 的 地形地質(zhì)圖，三疊系地層與侏羅系地層出露情況，結(jié)合地面調(diào)查情況，按中下侏羅統(tǒng)延安組地層向北超覆，找出煤系地層賦存邊界。該段下部以灰白色粉砂巖、灰色砂質(zhì)泥巖及煤層為主，局部為中～細(xì)砂巖及泥巖，小型交錯(cuò)層理及波狀層理發(fā)育，為河流～三角洲淺湖相沉積；上部由灰白色粉砂巖、細(xì)砂巖及煤層組成，局部為中粒砂巖及砂質(zhì)泥巖，水平紋理、波狀層理及小型交錯(cuò)層理發(fā)育，局部含淡水動(dòng)物化石，為三角洲～淺湖相沉積。以灰白色粉砂巖、中～細(xì)砂巖及煤層為主，次為深灰色砂質(zhì)泥巖及粗粒砂巖、交錯(cuò)層理、波狀層理及平行層理發(fā)育，為河流沉積體系。本區(qū)地貌類型屬崗狀丘陵溝壑區(qū)。對于碎屑巖類含水巖組又根據(jù)其富水性及與煤層的關(guān)系細(xì)分為 5 個(gè)含水巖段、4 個(gè)相對隔水層。 礦床勘探程度 本次煤炭資源儲(chǔ)量核實(shí)利用了 402 鉆孔資料并參考利用 407 鉆孔資料， 402 號(hào)孔鉆探工程量為 m，鉆孔質(zhì)量較好，綜合級(jí)別為甲級(jí)，甲級(jí)鉆孔所占百分比為 100%，共見可采煤層 4 層，均為優(yōu)質(zhì)和合格，合格率為 100%，因此鉆孔質(zhì)量較高，提供的地質(zhì)基 礎(chǔ)資料可靠。 原《東勝煤田資料匯編》區(qū)由于勘查面積較大，為 8790 km2，煤層在局部范圍內(nèi)十分穩(wěn)定，但在大區(qū)內(nèi)煤層的厚度呈一定的變化趨勢，煤 層的穩(wěn)定類型最高為較穩(wěn)定型，勘探類型為一類二型，勘查工程基本網(wǎng)格 為 6000 6000 m。 ，含水狀態(tài)為 30176。 ：顏色為灰～灰白色，礦物成分以石英為主長石次之，層理不發(fā)育，一般呈中厚～厚層狀，多數(shù)為泥質(zhì)膠結(jié)，個(gè)別為鈣質(zhì)膠結(jié)。抗壓強(qiáng)度 ～ Mpa，一般為 22 Mpa，屬于軟弱～半堅(jiān)硬巖類。 影響邊坡穩(wěn)定性因素 [1] 該礦區(qū)的巖石分為砂巖類、 粉砂巖和泥巖類。長石類礦物經(jīng)風(fēng)化后分解成次生粘土類礦物，此成分往往導(dǎo)致滑坡。 根據(jù)該區(qū)的地質(zhì)條件和構(gòu)造以及煤 巖的如下特征： ：顏色為灰～灰白色，礦物成分以石英為主長石次之，層理不發(fā)育，一般呈中厚～厚層狀，多數(shù)為泥質(zhì)膠結(jié)，個(gè)別為鈣質(zhì)膠結(jié)。抗壓強(qiáng)度 ～ Mpa，一般為 22 Mpa，屬于軟弱～半堅(jiān)硬巖類。 根據(jù)砂巖和煤的 工程力學(xué)性質(zhì) ， 以及 查《采礦設(shè)計(jì)手冊 2》 P29 頁 表 1－ 1－ 6 及 1－ 1－ 7， 中國建筑工業(yè)出版社出版。 表土層臺(tái)階邊坡角 35176。 上述因素，對不同礦床條件，其影響程度是不同的，在露天開采時(shí)要綜合考慮。 下列情況，可適當(dāng)擴(kuò)大露天開采境界： 按境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比圈定露天開 采境界后，境界外余下的工業(yè)礦量不多，經(jīng)濟(jì)上不宜再用地下開采；礦石和圍巖穩(wěn)固性差，水文地質(zhì)條件復(fù)雜， 水量大，礦石和圍巖有自燃危險(xiǎn)，在安全上和技術(shù)上不適于用地下開采。所以在采礦權(quán)內(nèi)，只要滿足條件：境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比；就可以采用露天開采。 據(jù)境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比 的原則 ， 計(jì)算如下： nj≈PPAV = 16h hAp ????? m3/t。 那么它的境界剝采比是： nj≈PPAV = 18h hAp ????? m3/t。 對于 3― 2 下 煤層： 3― 2 下 煤層賦存于整個(gè)境界內(nèi) 。 根據(jù)上述計(jì)算得知，露天礦的 上部 境界拐點(diǎn)如下 表 ： 表 露天礦 上部 境界 坐標(biāo) 點(diǎn)號(hào) X Y A B C D E 內(nèi)蒙古科技大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 2 3 4 上述拐點(diǎn)圈定的范圍即是露天礦的 上部 境界。 圖 張美厚煤礦境界圖 查《采礦手冊》，對于中小型露天礦采用單斗卡車開采工藝，最小底寬約為 20m。 剝離量 估算公式為： Q=S M （ 42） 其中： Q— 剝離 量（單位： m3） ； S— 塊段面積（單位： m2） ； M— 剝離層 平均 厚度（單位： m） ； 根據(jù)以上公式計(jì)算得 ： 2― 2 上 煤層以上巖層巖量 Q 巖 = 106 16= 107 m3； 2― 2 上 與 3― 2 中 煤層之間巖石巖量 Q 巖 = 106 25=6 107m3； 3― 2 中 與 3― 2 下 煤層之間巖石巖量 Q 巖 = 106 = 106 m3。因此主要計(jì)算邊坡壓煤量，計(jì)算結(jié)果如下： 露天礦壓煤量： 2― 2 上 煤層壓煤量 ： Q 壓煤 =? ? ? ? 322 0 8 ?????????? 萬 t 式中 ： a— 煤層頂板距境界的距離； b— 煤層 底 板距境界的距離； 內(nèi)蒙古科技大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 h— 煤層 平均 厚度； l— 邊坡長度； γ — 煤的容重； 3― 2 中 煤層壓煤量 ： Q 壓煤 =? ? 602 %506 0 2 ?????? 萬 t 3― 2 下 煤層壓煤量 ： Q 壓煤 =? ? %505 7 1 ?????? 萬 t 表 各煤層的工業(yè)儲(chǔ)量 表 煤層編號(hào) 工業(yè)儲(chǔ)量（萬噸） 邊坡壓煤量 （萬噸） 2― 2 上 894 32 3― 2 中 60 3― 2 下 合計(jì) 2054 在露天開采境界內(nèi)， 可采儲(chǔ)量 =（工業(yè)儲(chǔ)量 － 邊坡壓煤量） 回采率 。服務(wù)年限 T 可按下式計(jì)算： KAQT P?? （ 45） 式中： Q— 露天礦開采境界內(nèi)的工業(yè)儲(chǔ)量， t； AP— 露天礦原礦生產(chǎn)能力， t/a； 內(nèi)蒙古科技大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 η — 露天開采的回采率 ， %； K— 煤巖儲(chǔ)量利用系數(shù)，一般取 ～ ，張美厚煤礦的地質(zhì)構(gòu)造 簡單 ，故選 。 由于本礦區(qū)內(nèi)地形比較復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)及技術(shù)水平較落后，綜合考慮各方面因素，決定采用間斷 式生產(chǎn)工藝。 初期剝采比小，提高初期生產(chǎn)效益。 ： 即礦山規(guī)模，礦區(qū)開發(fā)程序，露天采場尺寸，生產(chǎn)工藝流程，選用設(shè)備的類型、規(guī)格和數(shù)量等。這兩種開拓方式的評(píng)價(jià)如下： 公路開拓主要適用于各種地形條件的山坡露天礦和礦坑呈各種不規(guī)則形狀，尺寸的內(nèi)蒙古科技大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 凹陷露天礦，采礦場可設(shè)置多出入溝進(jìn)行分散 運(yùn)輸，分散排巖，便于多品級(jí)礦石選擇開采，便于改變工作線推進(jìn)方向，新水平準(zhǔn)備速度快，能達(dá)到較高的開采強(qiáng)度，經(jīng)濟(jì)運(yùn)距短，便于采用高、近分散的排土場。 對這兩種開拓方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的比較如下： 露天礦公路開拓與鐵路開拓比較，具有以下特點(diǎn)：線路坡度大，轉(zhuǎn)彎多，曲率半徑小，車輛靈活性大。 鐵路開拓適用于生產(chǎn)規(guī)模大、運(yùn)距長的露天礦。根據(jù)此地形特點(diǎn)結(jié)合周圍工業(yè)情況，可初步估算運(yùn)輸距離為運(yùn)巖土為 2 km，運(yùn)煤為 2 km。 ，隨著開采深度的增大，折返次數(shù)增加，列車運(yùn)行周期增長，運(yùn)輸效率明顯下降。滿足建設(shè)規(guī)模及生產(chǎn)工藝的要求；滿足高產(chǎn)高效的要求；采運(yùn)設(shè)備之間匹配合理；設(shè)備質(zhì)量可靠、性能成熟、保證生產(chǎn) 的穩(wěn)定性。在炮孔直徑小于 150mm 時(shí)，由于牙輪鉆頭軸承尺寸受到炮孔直徑的限制，鉆頭使用壽命較低，每米炮孔鑿巖成本比潛孔鉆機(jī)成本高。潛孔沖擊器排出的廢氣可用來排渣，特別是對于下向炮孔，可節(jié)省動(dòng)力。因?yàn)閺埫篮衩旱V礦區(qū)內(nèi)巖石除鈣質(zhì)砂巖為堅(jiān)硬類外，其它巖石多數(shù)屬于軟弱類別，極個(gè)別為半堅(jiān)硬類。 其中柴油挖掘機(jī)主要用于小型礦山和缺少外部電源的場地。 內(nèi)蒙古科技大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 電鏟是露天礦最廣泛采用的采裝設(shè)備，它所具有的許多優(yōu)點(diǎn)是其它采裝設(shè)備無法與之相比的。設(shè)備結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，抗沖擊，耐磨損；操作和維修簡便。自卸汽車調(diào)度靈活，可縮短挖掘機(jī)停歇時(shí)間和作業(yè)循環(huán)時(shí)間，能充分發(fā)揮挖掘機(jī)的生產(chǎn)能力。 根據(jù)張美厚煤礦的具體 情況并 查《露天礦設(shè)備選型配套》 與《中國采礦設(shè)備手冊》 ， 主要設(shè)備選型如下 ： 穿孔設(shè)備：鉆孔直徑為 150mm的潛孔鉆機(jī) 采裝設(shè)備：鏟斗容積為 2m3 的電鏟 運(yùn)輸設(shè)備：載重量為 15t 的自卸汽車 輔助設(shè)備： 表 設(shè)備選型 表 設(shè)備類型 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 生產(chǎn)廠家 穿孔設(shè)備 潛孔鉆機(jī) KQ― 150 宣化 采掘 機(jī)械廠 內(nèi)蒙古科技大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 采裝設(shè)備 電鏟 WD― 200A 杭州重 型