【文章內(nèi)容簡介】 但由于我國目前露天礦山設備規(guī)格編小，而且尚未形成各級各類設備的完整系列，所以最優(yōu)的設備選型配套受到限制。 根據(jù)黑色冶金礦山采礦設計若干原則規(guī)定（試行）我國設備配套大致如下：特大型：礦山規(guī)模穿孔（牙輪鉆）采裝（電鏟）運輸?shù)V＞1000萬噸/年礦巖＞3000萬噸/年硬巖Φ310……380軟巖Φ250……31010米3及以上100T以上汽車150T機車、100T礦車膠帶運輸機大型：礦山規(guī)模穿孔采裝運輸?shù)V200－1000萬噸/年礦巖1000－3000萬噸/年Φ250－310牙輪Φ150－200潛孔4－10米3電鏟50－100 T汽車100－150T機車60－100T礦車膠帶運輸機中型：礦山規(guī)模穿孔采裝運輸?shù)V60－200萬噸/年礦巖300－1000萬噸/年Φ150－200潛孔Φ250牙輪鑿巖臺車1－4米3電鏟3－5米3前裝機50 T以下汽車14－20T機車4－6米3礦車小型：礦山規(guī)模穿孔采裝運輸?shù)V＜60萬噸/年礦巖＜300萬噸/年Φ150及以下潛孔Φ150牙輪鑿巖臺車、鑿巖機1－2米3電鏟3米3以下前裝機裝巖機15 T以下汽車14T以下機車4米3以下礦車二、鐵路運輸列車重量的確定列車重量比鐵路運輸?shù)穆短斓V是一個有普遍影響的很重要的工藝參數(shù)。這一參數(shù)對露天礦各生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有影響。 列車重量對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的影響1） 對電鏟：QB=QJTY1Y2/60Y1=tz/(tr+tz+t0)=(60nq/ QJ)/ [(60nq/ QJ) + tr+ t0]= (60nq)/ (60nq+ tr+ t0)QB= (QJTY2 nq)/ [60nq+( tr+ t0) QJ]= TY2nq/[(60nq/ QJ) + tr+ t0]= (TY2q)/ [(60nq/ QJ) + (tr+ t0)/n]在tr、 t0為常數(shù)的情況下電鏟的生產(chǎn)能力QB 隨nq的增大而增大。2） 對列車生產(chǎn)能力的影響 Tz＝tz＝ty＋tx＋td＋tgtz＝60nq/ QJ ty＝120L/V tx=xn td＋tg＝ftyf……－ Tz＝（60nq/ QJ）＋xn＋120（1+f）L/VQL=TKLnq/Tz KL……－＝（TKLq）/〔60nq/ QJ＋x＋120（1+f）L/Vn在運距L和運行速度為常數(shù)的情況下顯然QL也將隨n而增大3） 對車輛生產(chǎn)能力的影響 QC=TKLq /TZ TKLq/〔(60nq/ QJ+x)n＋120（1+f）L/V〕 n增QC降4） 對排土線生產(chǎn)能力的影響排一列車的時間 TP=xn＋tr，＋td， ……等入等出待卸QP=TYSnq/（x－n＋tr，＋τ）＝TYSq/〔x＋（t1，＋τ）/ n〕可見QP隨n而加大 tr，＝（2L0+L）/V5） 對線路系統(tǒng)的影響① 隨著n的加大，列車長度也加大，從而站場和其他分界點的線路長度也要延長。② 隨著n的加大，完成一定運輸量線路通過能力可以小一些或在線路通過能力一定時，線路上的列車密度可減小，線路較通暢。 經(jīng)濟合理的列車重量按完成每一輛車的運輸量所需要的采裝、運輸、排土費用最低為準則推導。設：一臺電鏟的臺班作業(yè)費 Cw 一臺機車的臺班作業(yè)費 Cg 一臺車輛的臺班作業(yè)費 Ci 一條排土線的條班作業(yè)費 Cp電鏟班生產(chǎn)能力 以車為單位計： 為完成一車所需的電鏟裝車費用：同理：機車費用：車輛費用： 排土費用：C=+++= 求上式一階導數(shù)使之等于零：從上式可知：隨著采掘設備(和)機車（）,露天開采深度（L）和排土設備（）的加強和加大，n也要增加。當采用大型車輛時（），n則應減少。 技術上可行的列車重量：對于重車上坡的凹陷露天礦主要從以下兩方面確定。1) 按機車牽引能力 P車輛著重量 機車的單位基本阻力 kg/噸 車輛的單位基本阻力 黏著系數(shù) 從上式得：2) 按線路通過能力（運輸能力） 噸/晝夜……考慮交接班，維修和雜作業(yè)等的線路時間利用系數(shù)……列車占用限制區(qū)間時間，取決于線路數(shù)目和閉塞方式。 為完成生產(chǎn)任務需要通過限制區(qū)間的運輸量。 所以 在以上兩方面討論中、假定L和P是一定的，我們也可以 把這兩個因素考慮進去，他們都與i發(fā)生關系、既： ……機車每噸粘重的班作業(yè)費代入上式，可得以下方程 二元函數(shù)然后、使 解聯(lián)立示，即可求出一定露天礦深度下，n、i的最優(yōu)的匹配。三、汽車運輸鏟車斗容的配合從電鏟利用出發(fā)，車型大一些是有利的，因為這樣在一個班內(nèi)能夠減少汽車的入模次數(shù)，增加純裝車時間，但是從汽車運行利用來說，車型過大，將使裝車時間在汽車作業(yè)循環(huán)中的比重過大，從而降低了汽車的利用率。反之，車容過小，也不合理，因為車型小，車體強度低，容易在裝車中被砸壞，同時為完成一定運量所需的汽車就多，這樣，露天礦內(nèi)車流密度就高，相互影響也大。國內(nèi)外許多學者曾對V：E比例作過研究，所得出的結論大致相同：（1）V：E比例隨運距加大而應加大。（2）對于大型電鏟，即E值大時，V：E可具有較小的值。這些研究表時，當運距為1～2公里時，V：E的合理值為：（5～）：1，對于E=8～10米3的電鏟，V：E為（～）：1。根據(jù)我國電鏟礦用自卸汽車的定型情況，露天煤礦設計規(guī)范推薦的鏟車配合關系如下： 1米3 7～12噸； 2米3 12～20噸； 4米3 20～25噸 6米3 45～100噸第二節(jié) 采運設備的數(shù)量配合在我國露天礦內(nèi)，采運設備的數(shù)量配合用“電鏟比”這一概念來表達。所謂車鏟比是指列車數(shù)（或汽車數(shù)）和挖掘機數(shù)的比值。即：露天礦在某單位時間內(nèi)（一天或一班），采裝的礦巖量應與同時間運輸?shù)臄?shù)量相等，亦即采運設備的總能力是相等的。從上式可以推導出以下兩個重要式子：第33頁圖：從圖中可見：to成雙曲線隨YLW加大而減小而td則成直線隨YLW加大而加大，車鏟比為YLWo可設to=0，也可使td=0，但兩者不可能有一個使to=0，t d也等于0的YLW，YLW過小可產(chǎn)生to，YLW過大可產(chǎn)生t d，而T z和T W 過長都會使to和td增加。從上分析，to和t d是處于彼此消長、互相矛盾的狀態(tài)，而且上述理念分析也沒把兩者聯(lián)系起來。YLW加大固然有利于to的縮短，但使t d增加（系統(tǒng)擁擠、車流互相干擾）反過來又影響縮短效果。如何考慮上述隨機因素，而正確計算to和t d，并據(jù)此確定合理的YLW，這目前還沒有滿意的方法。一般可通過測定分析和技術經(jīng)濟計算求得采運設備綜合效率最高，總的經(jīng)營費用最少的車鏟比，目前研究中的方法有：①統(tǒng)計分析法：是利用實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，用統(tǒng)計相關分析確定to和t d對于YLW的函數(shù)，然后據(jù)以確定合理的YLW值。②模擬法：是利用電子計算機以露天礦線路系統(tǒng)和采運設備的作業(yè)情況進行快遞逼真的試驗，使露天礦在很長時間進行的作業(yè)過程在很短的時間內(nèi)完成。試驗中改變作業(yè)的列車數(shù)，并把不同作業(yè)列車數(shù)下的生產(chǎn)指標加以記錄。然后根據(jù)記錄結果時行合理車鏟數(shù)配合的分析。第三節(jié) 各環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力的均衡均衡各環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力的目的在于研究露天礦工藝過程，保證完成生產(chǎn)任務的可能性，揭露工藝過程中的薄弱環(huán)節(jié)，以采取有效措施克服之。為計算露天礦某i 生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力Mi，應查明： 某環(huán)節(jié)的設備數(shù)Ni，工作時間Si(日)，單位生產(chǎn)能力Qi(噸/日) i露天礦要計算環(huán)節(jié)能力的有：穿孔、裝載、機車（或汽車），出入溝限制區(qū)間的通過能力，排土等。在進行露天礦生產(chǎn)能力均衡時，要特別注意以下幾點：1）必須對生產(chǎn)實際作全面的深入的，歷史的調查和了解，使參與生產(chǎn)能力均衡計算的每一個參數(shù)都建立在切實可靠的基礎上，既不保守，也不冒進。2）由薄弱環(huán)節(jié)決定的露天礦均衡生產(chǎn)能力的限制是相對的，在一定條件下是可以轉變的。 例如：大冶鐵礦六十年代穿爆是主要薄弱環(huán)節(jié)，穿孔能力不足，爆破質量低，影響了電鏟效率。但72年運排又成了薄弱環(huán)節(jié)，平均運距僅3公里的條件下，列車運行周期平均競達4小時，通過調查發(fā)現(xiàn)主要原因是：坑內(nèi)站通過能力不足，排土線出動率低，技術狀態(tài)不好，列車待卸排隊，平盤二鏟一線，延長了列車在工作面停留。針對這些問題，采取了相應措施：改建坑內(nèi)站，增加平行進路，增建排土線，設立儲礦場，適當減少挖掘機數(shù)，通過這些措施使各環(huán)節(jié)能力趨于平衡。3）在生產(chǎn)能力均衡時，還必須重視橋修、供電、防排水等輔助性生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在一定條件下，這些環(huán)節(jié)也可能成為生產(chǎn)中的主要矛盾。 例：某礦計劃礦石產(chǎn)量：AK=400噸/年，生產(chǎn)剝采比為ns=，計算各環(huán)節(jié)的能力是否滿足要求。解：礦巖總量：萬噸/年 穿孔 Z……鉆機平均臺日效率 米/臺日 ……成孔率 B……延米爆破量 噸/米 若Z＝120米/臺日 ＝ B＝115噸/米噸/臺日噸/年采裝萬噸/年機車噸/臺日萬噸/年 出入溝限制區(qū)間通過能力噸/日萬噸/年排土 噸/年結果：MgM MKM亦即生產(chǎn)過程的均衡生產(chǎn)能力不能滿足要求，故而為保證完成生產(chǎn)任務，還必須采取某些組織措施。薄弱環(huán)節(jié)在運輸必要時增加運輸設備和線路通過能力。第三章 露天礦床開拓Chapter 3 Openpit mine development Development：建立地表與露天礦場內(nèi)各工作水平以及各工作水平之間的運輸通道（即出入溝：export and import trench,或井巷：shaft and drift）以保證露天礦正常生產(chǎn)的運輸聯(lián)系，并借助這些通道及時準備出新的生產(chǎn)水平來。 露天礦開拓與礦山工程的發(fā)展程序有著密切聯(lián)系。所以露天礦開拓問題的研究，實質上就是研究整個礦床開發(fā)的程序，綜合解決露天礦場的主要參數(shù)?？泳€布置形成、工作線推進方式、礦山工程的延深，采剝的合理順序和新水平準備等問題以建立合理開發(fā)礦床的運輸系統(tǒng)。 露天礦開拓是通過掘進一系列開拓坑道來實現(xiàn)，而掘進的開拓坑道又必須與礦山采用的運輸方式相適應。因此，開拓坑道類型和運輸方式就往往作為劃分露天礦床開拓方法的依據(jù)。 內(nèi)部溝，外部溝 單溝，組溝，總溝 溝道開拓法 直進溝，折返溝，螺旋溝 固定搞線，移動坑線 按開拓坑道類型 溜井平峒 地下井巷開拓 豎井石門 斜井石門無溝開拓法,聯(lián)合開拓法按運輸方式分：鐵路運輸開拓 汽車運輸開拓 斜坡卷揚開拓 溜井平峒開拓 聯(lián)合開拓法本章講述的以開拓坑道類型和運輸方式共同作為命名和分類依據(jù)：緩坡鐵路開拓（gentle inclinerailroad） 折返固定坑線（deadend stationary line） 折返移動坑線（deadend movable line）緩坡公路開拓（gentle inclinemotor road） 直進公路（straight motor road） 回返公路（detour motor road） 螺旋公路（spiral motor road） 陡坡運輸機開拓（steep inclineconveyor）陡坡運輸機開拓（steep incline hoisting） 箕斗串車溜井平峒開拓（raise chutedrift） 斜井提升開拓（inclined shaft hoisting） 膠帶（belt conveyor）箕斗（skip） 串車（train） 豎井提升開拓（vertical shaft hoisting）skipcage聯(lián)合開拓conbined第一節(jié) 斜坡鐵路開拓（incline – railway）開拓坑道是一些鋪設鐵路干線的露天溝道，這些溝道在平面上的布線形式有： 直進式：溝道設置在采場一幫或一翼，列車在干線上運行，不必改變其運行方向。 折返式：溝道 也是設置在采場一幫，但列車干線上運行時需經(jīng)折返站停車換向。 金屬露天礦鐵路干線多呈折返或折返直進聯(lián)合方法。一、在山破露天礦的應用 開拓程序：從地表向采場最高開采水平鋪設鐵路，形成全礦的運輸干線，然后自上而下開采，運輸干線隨上部臺階開采而逐步縮短。 坑道位置