【正文】 的穩(wěn)定性。穿孔設(shè)備選型：國(guó)內(nèi)露天礦使用的穿孔設(shè)備，主要有牙輪鉆機(jī)、潛孔鉆機(jī)和鋼繩沖擊式鉆機(jī)。因鋼繩沖擊式鉆機(jī)技術(shù)落后，效率低，對(duì)礦巖適應(yīng)性差，操作笨重且成本較高，已逐步淘汰。牙輪鉆機(jī)鉆壓高，鉆機(jī)重，設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用高。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。潛孔鉆機(jī)與牙輪鉆機(jī)比較具有機(jī)動(dòng)靈活，設(shè)備重量輕，價(jià)格低，穿孔角度變化范圍大等優(yōu)點(diǎn)。另外，潛孔鉆機(jī)工作時(shí)，潛孔沖擊器的活塞直接撞擊在鉆頭上，能量損失少，穿孔速度受孔深影響小，因此能穿鑿直徑較大和較深的炮孔。沖擊器潛入孔內(nèi)工作，噪音較小。潛孔沖擊器排出的廢氣可用來(lái)排渣，特別是對(duì)于下向炮孔，可節(jié)省動(dòng)力。由于沖擊力的傳遞不經(jīng)過(guò)鉆桿和聯(lián)接套，鉆桿使用壽命長(zhǎng)，可達(dá) 1～ 萬(wàn)米。而且潛孔鉆機(jī)可用于各種硬度的礦巖，鉆孔直徑一般為 100～200mm、孔深 30m 以內(nèi)。潛孔沖擊器的動(dòng)力是壓縮空氣，風(fēng)壓一般為 5～7 公斤/厘米 2，高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)的風(fēng)壓達(dá)到 17～ 公斤/厘米 2，穿孔速度提高 3～5 倍。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(lèi)外，其它巖石多數(shù)屬于軟弱類(lèi)別，極個(gè)別為半堅(jiān)硬類(lèi)。在軟巖中潛孔鉆具的壽命，沖擊器的壽命達(dá) 10000～15000 米，鉆頭壽命達(dá) 1500～2022 米。再考慮到張美厚煤礦的資金等各方面因素，因此選用潛孔鉆機(jī)。采裝設(shè)備選型：我國(guó)露天礦所使用的采裝設(shè)備主要有：?jiǎn)味吠诰驒C(jī)（柴油、液壓、電動(dòng)三種） 。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(chǎng)地。但是它的動(dòng)力裝置故內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)18障多，維修工作量大，作業(yè)成本較高。在冬季柴油機(jī)啟動(dòng)困難。液壓挖掘機(jī)由于采取多油缸工作來(lái)控制鏟取過(guò)程，鏟斗可以上下轉(zhuǎn)動(dòng)，能更有效的運(yùn)用動(dòng)力，在鏟取較困難的情況下，其滿斗系數(shù)大于電鏟，但是它的制造工藝比較復(fù)雜，使用壽命短，現(xiàn)場(chǎng)維修比較困難。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(wú)法與之相比的。其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，可靠性程度高，由于采用電動(dòng)機(jī)和可控硅電氣控制，工作效率高。 主要電氣設(shè)備位于司機(jī)室內(nèi)操作條件較好。電鏟的重量、牽引力、提升力和推壓力都很大，因此具有很大的挖掘力，適用于各種堅(jiān)硬的礦巖采裝作業(yè)，具有很好的適應(yīng)性。設(shè)備結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，抗沖擊，耐磨損；操作和維修簡(jiǎn)便。工作穩(wěn)定可靠，大修間隔期較長(zhǎng)，出勤率高，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低。綜上所述，采裝設(shè)備采用電鏟。運(yùn)輸設(shè)備選型：公路開(kāi)拓汽車(chē)運(yùn)輸，運(yùn)輸設(shè)備選擇自卸載重汽車(chē)，它能適應(yīng)露天采場(chǎng)的復(fù)雜變化，可通過(guò)較小的彎道半徑和較陡的坡度，具有很大的靈活性。自卸汽車(chē)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。主要性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)有比功率和比扭矩、最大動(dòng)力因數(shù)等。選擇運(yùn)輸設(shè)備時(shí)要注意既要滿足運(yùn)輸要求，又要合理分配車(chē)鏟比。輔助設(shè)備選型：輔助設(shè)備不僅協(xié)調(diào)、補(bǔ)充主體設(shè)備的不足，并能完成主體設(shè)備難以勝任的工作，協(xié)調(diào)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)以保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。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(guó)采礦設(shè)備手冊(cè)》 ，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(chē)輔助設(shè)備：表 設(shè)備選型表內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)19設(shè)備類(lèi)型 設(shè)備名稱(chēng) 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)械廠采裝設(shè)備 電鏟 WD―200A 杭州重型機(jī)械有限公司運(yùn)輸設(shè)備 自卸汽車(chē) EQ3258VPJ 湖北程力專(zhuān)用汽車(chē)制造廠推土機(jī) T1―100裝藥車(chē) BC―8 山西長(zhǎng)冶礦山機(jī)械廠平路機(jī) 14G 卡特皮勒（美國(guó)）灑水車(chē) 解放 太原鍋爐廠輔助設(shè)備汽車(chē)吊 QY40 昆明旋臂吊生產(chǎn)廠家 表 KQ―150 潛孔鉆機(jī)技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 單位 參數(shù)鉆孔直徑 mm 150鉆孔角度 176。 60，75，90鉆孔深度 m 提升速度 m/min 16鉆具轉(zhuǎn)速 r/min ，沖擊器型號(hào) CIR― 150單次沖擊能 kg/m 34內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)20沖擊頻率 min1 800回轉(zhuǎn)扭矩 2400/2316/2060耗氣量 m3/min 風(fēng)壓 kg/cm2 5～7除塵方式 濕式（自帶）行走方式 履帶自行式爬坡能力 176。 14行走速度 km/h 鉆機(jī)總重 t 14表 WD―200A 電鏟主要技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 單位 參數(shù)鏟斗容積 m3 2理論生產(chǎn)率 m3/h 280最大挖掘高度 m 最大挖掘深度 m 最大挖掘半徑 m 最大卸載半徑 m 最大卸載高度 m 回轉(zhuǎn) 90176。工作循環(huán)時(shí)間s 18最大提升力 kN 300行走速度 km/h 最大爬坡度 176。 17主電動(dòng)機(jī)功率 kw 155機(jī)重 t 79表 EQ3258VPJ 自卸汽車(chē)技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 單位 參數(shù)載重 t 15內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)21自重 t 13車(chē)廂容積 m3 10長(zhǎng) 寬 外形尺寸 高m軸距 m 最小離地高度 m 最小轉(zhuǎn)彎半徑 m 貨箱最大傾角 176。 最大爬坡度 % 40最大速度 km/h 68發(fā)動(dòng)機(jī)功率 kW 車(chē)廂升降時(shí)間 s 45燃料消耗 kg/hkm 50最大車(chē)廂舉升離地高度最小m表 T1―100 推土機(jī)技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 單位 參數(shù)行走方式 履帶式行走速度 km/h ～發(fā)動(dòng)機(jī)功率 kw 鏟刀形式 回轉(zhuǎn)鏟刀尺寸 長(zhǎng)寬（mmmm）30301100內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)22傳動(dòng)形式 機(jī)械傳動(dòng)表 14G 平路機(jī)參數(shù)表項(xiàng)目 單位 參數(shù)總重 t 刮刀尺寸（寬高） mm 3660610功率 kw 機(jī)長(zhǎng) mm 9200表 BC―8 裝藥車(chē)技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 單位 參數(shù)外型（長(zhǎng)寬高）mm 900025203340裝藥量 Kg 8000車(chē)重 t 功率 kw 最高速度 km/h 車(chē)廂容積 m3 12生產(chǎn)率 kg/min 360表 解放灑水車(chē)技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 單位 參數(shù)容量 m3 4發(fā)動(dòng)機(jī)功率 kw 長(zhǎng) m 寬 m 外形尺寸高 m 灑水速度 km/h 20灑水寬度 m 16內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)23表 QY40 汽車(chē)吊技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 單位 參數(shù)最大起重量 t 40全車(chē)重量 t 45動(dòng)臂全伸長(zhǎng) m 動(dòng)臂全縮長(zhǎng) m 動(dòng)臂最小工作半徑 m 動(dòng)臂最大起升高度 m 35支腳伸出尺寸 m 爬坡能力 % 24轉(zhuǎn)彎半徑 m 最高速度 km/h 48計(jì)算每車(chē)裝載斗數(shù)：每車(chē)裝載鏟斗次數(shù)應(yīng)不使自卸汽車(chē)的裝運(yùn)量大于它的額定載重量 G0，體積小于車(chē)廂容積的原則。即： （51）Wd0EVZG??式中：Z d—裝載的斗數(shù)； W—鏟斗內(nèi)物料重量， t； EW—鏟斗內(nèi)物料的松散體積， m3； Vd—自卸汽車(chē)車(chē)廂容積， m3；鏟斗內(nèi)物料重量 W 的計(jì)算：W= （52）1ZdKV??式中：V d—鏟斗的容積， 2m3；　　　K Z—鏟斗裝滿系數(shù)，煤層取 ，巖層取 ；　　　K 1—松散系數(shù)，煤層取 ，巖層取 ； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)24　　　r—物料容重，煤為 ，巖石為 ；在煤臺(tái)階工作時(shí)，鏟斗裝滿系數(shù) KZ 取 ，松散系數(shù) K1 取 ，煤的容重 r 為 t/m3，為了提高汽車(chē)的載重利用系數(shù)，將運(yùn)煤車(chē)廂加高；在巖石臺(tái)階工作時(shí)，鏟斗裝滿系數(shù) KZ 取 ，松散系數(shù) K1 取 ，巖石的容重 r 為 t/m3，所以鏟斗內(nèi)物料重量 W 的計(jì)算： W= 1ZdV??W 煤 = ??W 巖 = t 8鏟斗內(nèi)物料松散體積 EW 計(jì)算： （53 ）3ZdKV??式中：K 3—松散礦巖裝入汽車(chē)后被壓實(shí)的系數(shù)，煤取 ，巖石取 ；其余參數(shù)意義同前。所以，對(duì)于煤層 EW= ?? 對(duì)于巖層 EW= m362因此，對(duì)于裝煤： .1Zd? ? 取 Zd 煤 =7 對(duì)于裝巖： ? 760d? 取 Zd 巖 =5一次裝運(yùn)量計(jì)算： 運(yùn)煤： ???煤煤煤 所以： ?煤煤 運(yùn)巖： t ???巖巖巖內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)25 所以： ???巖巖其中 η 1 為自卸汽車(chē)載重利用系數(shù)即自卸汽車(chē)實(shí)際載重量與額定載重量之比。由上式可知自卸汽車(chē)在運(yùn)煤和運(yùn)巖時(shí)的載重利用系數(shù)分別達(dá)到 和 。汽車(chē)的載重利用系數(shù)達(dá)到了規(guī)定要求 ，所以采裝、運(yùn)輸設(shè)備選型方案合理。 掘溝工程 掘溝位置的確定掘溝位置的選定原則如下：1）初期剝采比小，提高初期生產(chǎn)效益。2）地質(zhì)勘探程度高，煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。3）覆蓋厚度小，基建工程量小，基建工期短。4）盡量少搬遷或不搬遷村莊，少占農(nóng)田，減少初期投資。5）距外排土場(chǎng)較近,適于建立采場(chǎng)和工業(yè)廣場(chǎng)的運(yùn)輸聯(lián)系。張美厚露天煤礦地表境界南北寬 2 千米，東西平均長(zhǎng) 千米，面積 平方千米，可采儲(chǔ)量 萬(wàn) t。對(duì)于如此大的礦田，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行合理的條區(qū)劃分，以便能夠充分體現(xiàn)露天礦近期經(jīng)濟(jì)效益與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展及采區(qū)接續(xù)的關(guān)系，據(jù)此，對(duì)圈定的露天礦境界進(jìn)行了劃分。本礦的條區(qū)劃分相對(duì)比較簡(jiǎn)單，在拉溝位置及采掘推進(jìn)方向確定后，首采區(qū)的位置便確定了。對(duì)于每個(gè)條區(qū)的具體參數(shù)，根據(jù)本礦深部境界的寬度，將整個(gè)露天礦田平均劃分為兩個(gè)條區(qū)，分區(qū)圖如下。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)26圖 張美厚煤礦分區(qū)圖根據(jù)以上幾條原則，結(jié)合本礦區(qū)的地形地質(zhì)條件，拉溝位置選擇如下：第一種方案：在境界的西南部拉溝，礦體賦存深度較大，使初期剝離量增加，基建投資大，不能盡早移交生產(chǎn)。方案示意圖如圖 。第二種方案：在礦田境界的西北部拉溝，沿走向方向拉溝，沿傾斜方向推進(jìn)。由張美厚煤礦的地形圖及煤層底板等高線圖可以看出，礦體賦存深度由南向北減少，此處礦體的賦存深度比西南部淺，這樣能減少初期的剝離量，減少基建投資，排土場(chǎng)及工業(yè)場(chǎng)地布置在附近，這樣使運(yùn)距短，道路工程量少，運(yùn)費(fèi)低。所以基建投資少，可以盡早移交生產(chǎn)。這樣方案比較示意圖如圖 。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)27圖 第一種方案 圖 第二種方案內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)28通過(guò)以上比較，考慮張美厚煤礦的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，決定選用第二種拉溝方案。 確定出入溝及開(kāi)段溝的規(guī)格在露天開(kāi)采中，為保持持續(xù)正常生產(chǎn)，需及時(shí)準(zhǔn)備出新的水平，而新水平的準(zhǔn)備工作包括掘進(jìn)出入溝、開(kāi)段溝和為掘溝而在上水平所進(jìn)行的擴(kuò)幫工作。而新水平準(zhǔn)備的及時(shí)與否，關(guān)鍵在于掘溝速度。因此，應(yīng)正確的選擇掘溝方法，合理的確定溝的主要參數(shù)，以加快掘溝速度，提高掘溝設(shè)備的效率。：按挖掘機(jī)的裝載方式，掘溝方法分為：平裝車(chē)全段高掘溝、上裝車(chē)全段高掘溝和分層掘溝。根據(jù)采用的運(yùn)輸和裝載方式，選擇汽車(chē)運(yùn)輸掘溝。采用平裝車(chē)全段高掘溝方法，即在溝的全段高一次穿孔爆破，汽車(chē)駛?cè)霚蟽?nèi)全段高一次裝運(yùn)。此掘溝速度，主要取決于汽車(chē)在溝內(nèi)的調(diào)車(chē)方法。調(diào)車(chē)方法分為：回返式調(diào)車(chē)（或環(huán)行調(diào)車(chē)）和折返式調(diào)車(chē)（又分為單、雙折返線吊車(chē)） 。由于折返式調(diào)車(chē)是汽車(chē)以倒退方式接近挖掘機(jī)。單折返線調(diào)車(chē)時(shí)，空重車(chē)入換時(shí)間比回返式調(diào)車(chē)多 2 至 4 倍，因而裝運(yùn)效率低；雙折返線調(diào)車(chē)是當(dāng)一輛汽車(chē)裝載結(jié)束時(shí)，另一輛汽車(chē)已經(jīng)入換完畢等待裝車(chē)，故可以縮短挖掘機(jī)等車(chē)時(shí)間，提高裝載效率，其掘溝速度最快，但需要的汽車(chē)數(shù)量最多。回返式調(diào)車(chē)時(shí)，空、重車(chē)入換時(shí)間短，挖掘機(jī)和汽車(chē)的裝運(yùn)效率較高。因此采用回返式調(diào)車(chē)的調(diào)車(chē)方法，汽車(chē)在溝內(nèi)調(diào)車(chē)方法如圖：圖 汽車(chē)在溝內(nèi)調(diào)車(chē)方法圖內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)29露天礦的溝道按用途可以分為出入溝和開(kāi)段溝。其中掘出入溝是用于開(kāi)拓，開(kāi)段溝是用于準(zhǔn)備臺(tái)階工作線。溝的主要參數(shù)包括溝底寬度、溝深、溝幫坡面角、溝的縱向坡度和溝的長(zhǎng)度。1）對(duì)于張美厚煤礦表土層臺(tái)階溝底寬度：它取決于掘溝的運(yùn)輸方法、溝內(nèi)線路數(shù)目、巖石物理力學(xué)性質(zhì)和采掘設(shè)備的規(guī)格等因素。對(duì)于開(kāi)段溝還要保證擴(kuò)幫爆破時(shí)爆堆不能埋道。出入溝溝底最小寬度 Bmin：汽車(chē)運(yùn)輸掘溝回返式調(diào)車(chē)時(shí)有 （54）?????????e2bRcminin式中：B min—溝底最小寬度，m；　　 Rmin—汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎半徑，m； bc—汽車(chē)寬度， m； e—挖掘機(jī)，運(yùn)輸設(shè)備和階段坡面三者之間的安全間隙，m ；一般取 ；所以有：B min= m。取 23m。?????????開(kāi)段溝溝底寬度：它與掘溝方式、采裝運(yùn)輸設(shè)備規(guī)格、線路數(shù)目和布置及擴(kuò)幫爆破的爆堆寬有關(guān)。當(dāng)采用汽車(chē)運(yùn)輸、挖掘機(jī)端工作面采裝擴(kuò)幫的爆堆時(shí)，開(kāi)段溝的溝底寬度的方法確定，因此，可取上面計(jì)算數(shù)據(jù)，土巖臺(tái)階中的開(kāi)段溝的溝底寬度取為23m。溝深：凹陷露天礦的出入溝和開(kāi)段溝均為雙壁塹溝。出入溝的深度值從零至臺(tái)階全高度，開(kāi)段溝深度等于臺(tái)階全高度。為了保證安全，臺(tái)階高度不應(yīng)大于挖掘機(jī)的最大挖掘高度，