【正文】 拓；（2）鐵路開拓；（3）聯(lián)合開拓。上部用鐵路開拓，下部用汽車開拓。根據(jù)大木沖水泥石灰?guī)r礦的實際情況，露天礦的深凹部分采場尺寸較小，布置鐵路線路時，工程量大，需設較多的車站；采場開采深度較小，運距不大，采用公路開拓運輸能夠滿足生產(chǎn)需要，因此排出方案三。為了盡快達產(chǎn)，減少基建時間和基建投資，充分發(fā)揮電鏟的效率，選用汽車公路開拓系統(tǒng)。（1）山坡露天礦部分由于山坡露天礦的采礦場與卸礦點之間的相對高差較大，可布置的開拓線路的范圍較小時，采用折返式布線方式。 山坡露天礦的采剝作業(yè)從采區(qū)內(nèi)最高臺階開始逐層向下進行，因此，開拓干線在基建時期就必須從地表修筑達到最高開采水平。(2)深凹露天礦部分由于汽車運輸機動靈活，爬坡能力大，從一個水平至另一水平的溝道較短。因此折返坑線開拓能適應于開采采礦長度不大的凹陷露天礦，可減少基建投資，縮短基建時間，有利于加速新水平的準備。當在露天采礦場內(nèi)礦體的上盤或下盤礦巖接觸帶掘進出入溝、開段溝，然后擴幫，在開采過程中開拓線始終保留在工作幫上，并隨工作線的推進而移動，直至達到開采境界的最終邊幫位置，才固定在最終邊幫上的開拓線路，稱為移動干線。第一個臺階的開段溝位置為初始拉溝位置，一般選在覆蓋物薄、礦體厚度大、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件簡單的礦體露頭處，可設在礦體底板，也可設在礦體頂板。溝道可以平行礦體走向，也可以平行礦體傾向，如圖41中的（a）和（b）。溝道亦可呈圈形布置，如圖333中的（c）和（d）。圖41綜合礦體的實際賦存情況及開采邊界情況，最終開段溝的初始位置設在垂直礦體走向位置的中間部位，且長度可設為100—200m。研究開采臺階的劃分主要解決兩個問題，首先要確定臺階形式，即劃分水平臺階還是傾斜臺階，或者二次兼有；其次要確定工作面參數(shù)。臺階可按水平面和傾斜面劃分，分別稱水平分層和傾斜分層。水平分層有利于采掘、運輸設備作業(yè)，多采用此方式；在某些緩傾斜層狀礦床條件下，為了便于選采，減少頂?shù)装鍘r石的混入和礦石損失，提高礦石質(zhì)量，可采用傾斜分層開采。在本設計中采用水平臺階形式。露天礦通常以多個剝離臺階和采礦臺階進行開采，工作幫由一些開采臺階的坡面和平盤構成。工作幫形態(tài)決定于組成工作幫的各臺階之間的相互位置，亦即決定于臺階高度、平盤寬度等開采參數(shù)，通?？捎霉ぷ鲙推陆堑拇笮肀硎?。工作幫坡角為通過工作幫最上和最下一個臺階坡底線的平面與水平面的夾角，如圖（圖42），工作幫坡角可計算如下： 式中 —工作幫坡角，(176。)； ，，——各臺階高度，m； ，，——各臺階工作平盤寬度，m； ，，——各臺階坡面角，(176。) 。圖51 工作幫坡角工作幫為工作臺階的總體，其推進與臺階開采程序密切相關。工作幫的推進方式，體現(xiàn)了各工作臺階的推進和臺階之間相互配合相互制約的關系。工作幫推進的動態(tài)變化和約束條件工作幫正常推進時工作平盤寬度B不得小于最小工作平盤寬度Bmin，工作幫坡角ф不得大于最大工作幫坡角фmax。因此，工作幫正常推進的必要條件為：B≥Bmin 或 ф≤фmax工作幫可以平行推進或扇形推進，工作幫平行推進時，通常各臺階的工作線接近于平行，推進方向亦接近一致，使得工作幫上各臺階相互協(xié)調(diào)推進。工作幫推進方向工作幫的推進方向與礦山工程的起始位置有關，亦即與各臺階的開段溝位置有關。工作幫平行推進時，則有一定的推進方向，推進方向如下：工作線橫向布置，在露天礦中間拉溝，工作幫向兩側端幫推進，如圖52，這種推進方式可利用露天礦中間覆蓋層薄、礦體厚和品位高的部位掘溝建立工作線，工作幫向兩側推進，以提高經(jīng)濟效益。它也有利于提高露天礦開采強度，增加礦石產(chǎn)量。如圖52 工作線橫向布置，在中間拉溝，工作幫向兩側端幫推進按采剝工程在露天開采境界內(nèi)空間、時間上的先后順序特征，開采程序可分為全境界開采、分期開采、分區(qū)開采和分區(qū)分期開采四大類。全境界開采時指采剝工程按劃分的開采臺階，在水平方向連續(xù)擴展到最終開采境界，在垂直方向按開采全深范圍逐層連續(xù)向下降深，只道最終開采深度為止。全境界開采可以有較大的生產(chǎn)能力，生產(chǎn)組織管理工作比較簡單。由于工作幫坡角一般比最終境界幫坡角緩得多，所以全境界開采的初期生產(chǎn)剝采比高，大型深凹露天礦尤為如此。全境界開采法的缺點是基建時間長、初期投資多，故僅適用于埋藏較淺、初期剝采比低、開采規(guī)模較小的礦山。與全境界開采方法相對應的是分期開采，所謂分期開采就是將最終開采境界劃分成幾個小的中間境界（稱為分期境界），臺階在每一分期內(nèi)只推進到相應的分期境界。當某一分期境界內(nèi)的礦巖將近采完時，開始下一分期境界上部臺階的采剝，即開始分期擴幫或擴幫過渡，逐步過渡到下一分期境界內(nèi)的正常開采。如此逐期開采、逐期過渡，直至推進到最后一個分期，即最終開采境界。由于第一分期境界比最終境界小得多，所以初期剝采比大大降低，從而減小了初期投資，提高了開采的整體經(jīng)濟效益。分期開采的另一個重要優(yōu)點是可以降低由最終境界的不確定性所帶來的投資風險。一個大型露天礦一般具有幾十年的開采壽命，在進行可行性研究（或初步設計）時確定的最終境界在幾十年以后才能形成。在科學技術飛速發(fā)展、經(jīng)濟環(huán)境不斷變化的今天，幾十年后的開采技術（包括設備）和經(jīng)濟環(huán)境與開采初期相比將有很大的差別，這意味著在優(yōu)化開采境界時采用的技術、經(jīng)濟參數(shù)在一個時期后將不再適用，最初設計的最終開采境界也不再是最優(yōu)境界，甚至是一個很糟糕的境界。因此，最終開采境界的設計應當是一個動態(tài)的過程，而不應是一成不變的。一開始就將臺階推進到最終境界是高風險的、不明智的。若采用分期開采，最初設計的各分期境界（除第一分期境界之外）都是參考性質(zhì)的。在一個分期將要開采完畢，向下一分期過渡時，可充分利用在開采過程中已獲得的礦床地質(zhì)資料和當時的技術、經(jīng)濟參數(shù)，對礦床未開采部分建立新的礦床模型，對未來的分期境界（尤其是下一分期境界）做更適合當時的技術和經(jīng)濟條件的優(yōu)化設計。依此類推，直至開采結束。分期過渡中的擴幫通常采用組合臺階開采。在不同的擴幫區(qū)段，可以根據(jù)擴幫強度、分期境界邊幫間的水平距離和采場形態(tài)，靈活安排擴幫工作面，并保持較陡的工作幫坡角。分期開采較全境界開采更符合露天礦建設與生產(chǎn)發(fā)展規(guī)律，在國外得到十分廣泛的應用。我國一些露天礦也采用了分期開采。對分期開采的整體經(jīng)濟效益影響最大的四個參數(shù)是：(1)最佳分期數(shù)；(2)各分期境界的最佳位置、大小和形狀；(3)相鄰分期間的最佳過渡時間；(4)分期內(nèi)和分期間的最佳開采順序。綜合礦體賦存實際情況及分期開采的優(yōu)越性，本設計采用分期開采的方式。露天礦山的生產(chǎn)主要是為了采出礦石，因此礦山的生產(chǎn)能力可以用每年的礦石量來表示，即礦石生產(chǎn)能力。另外，露天礦除采礦外，一般都要剝離相當數(shù)量的巖石，露天礦的礦石產(chǎn)量在生產(chǎn)剝采比一定的情況下，應有足夠的礦巖剝采量來保證，而且采剝總量大大超過采礦量，露天礦山的人員和設備等要按礦巖生產(chǎn)能力來計算。露天礦的礦巖生產(chǎn)能力和礦石生產(chǎn)能力之間的關系為 A —礦巖生產(chǎn)能力ns —生產(chǎn)剝采比（由于本設計中礦體的廢石非常少，）Ap —有用礦物的生產(chǎn)能力，指單位時間內(nèi)采出的礦量（噸/年），Ap=2600*330=于是A =。由于潛孔鉆機機動靈活、設備重量輕、價格低，穿孔角度變化范圍大等，所以本設計穿孔設備選擇潛孔鉆機。爆破方法采用深孔爆破法。由于本礦生產(chǎn)能力較大，一次爆破量大，因此生產(chǎn)爆破采用多排孔微差爆破，臨近邊坡時，采用預裂爆破，可以有效地保護邊坡穩(wěn)定。圖71 爆破網(wǎng)絡圖圖72 爆破聯(lián)線圖底盤抵抗線的大小與炮孔直徑、裝藥直徑、炸藥威力、裝藥密度、巖石可爆性、要求破碎程度及階段高度等因素有關。（1） W1與H的關系為：W1=（～）H式中：H—臺階高度，10m。則W1=～；（2） W1與d的關系為：W1=kd式中：d—裝藥直徑，k取34。則W1=34＝；（3） 根據(jù)鉆孔裝藥條件計算W1如下：W1=式中：q—單位炸藥消耗量，；q1—每米炮孔裝藥量，30kg/m；e—堵塞系數(shù)，；p—超鉆系數(shù)，；m—鉆孔鄰近系數(shù)，；H—臺階高度，10m；經(jīng)計算W1=按以上三種因素計算結果，并按平臺安全作業(yè)條件檢驗。W1≥Hctgα+C式中：C—炮孔中心至平臺坡頂線的安全距離，； α—臺階坡面角，65176。經(jīng)計算W1小于10ctg65o+＝，不滿足要求。為了改善爆破質(zhì)量，采用大孔距小排距的爆破方法。第一排孔的孔距a=m1 W1，后排孔的孔距a=m2b，式中mm2分別為前后排炮孔密集系數(shù)。m1=，m2=，可得第一排孔a=。炮孔采用三角形布孔，b=asin60o=，后排孔a=?？讖接伤x擇的穿孔設備確定，因此孔徑d為200mm。鉆孔深度h的確定。h=H+L1式中 ：L1—超深，；經(jīng)計算h=+＝。L2=ZW1式中：Z—填塞系數(shù)。經(jīng)計算L2=＝，因此要采用分層裝藥，上部裝1/3，下部裝2/3。前排孔：Q1=qaW1H kg后排孔：Q1=qabHk kg式中：k—后排裝藥量增加系數(shù) 。 其余符號意義同前，后排孔裝藥量為 。每次爆破量應滿足5—10天的日產(chǎn)量。則：5A=HLB其中：A為日產(chǎn)量，L為每次爆破的臺階長度，B為一次爆破臺階的寬度。炮孔按三排布置，則B=13m，于是L=39m。如果遇到含夾石多的地方，可適當增加每次爆破量。根據(jù)礦山的年生產(chǎn)能力，選用WK4型電鏟，SH380型汽車來完成采裝任務。WK4型電鏟技術參數(shù)見表71。根據(jù)選用的挖掘機最大挖掘高度，綜合考慮挖掘機的性能及礦巖特性，參考鄰近類似礦山，及日產(chǎn)量確定臺階高度為10m。一臺挖掘機采掘的臺階工作線長度叫做采區(qū)長度，查表知WK4電鏟的工作線長度大于300米，由于本礦山電鏟較少，每個臺階上一般只有一臺電鏟工作，采區(qū)長度等于工作臺階長度。根據(jù)挖掘機最大挖掘半徑，采掘帶寬度取12m。表71 WK4型電鏟技術參數(shù)表鏟斗容積（m3）理論生產(chǎn)能力（m3/h）最大挖掘半徑（m）最大挖掘高度（m）4572最大挖掘深度（m）最大卸載半徑（m）最大卸載高度（m）最大提升力（KN）530動臂長度（m）接地比壓（Mpa）最大爬坡能力（176。）行走速度（km/h）12機器工作總量（t）名義提升速度（m/S）最大推壓力（KN）推壓速度（m/S）190240主電動機功率（KW）生產(chǎn)廠家回轉(zhuǎn)90176。工作循環(huán)時間（s）250太原重機廠25（1）最小平盤寬度Bmin=b+c+d+e+f+g式中：Bmin—最小平盤寬度，m；b—爆堆寬度，b＝H＝25m；c—爆堆底線至汽車邊緣的距離，3m；d—車輛運行寬度，4m；e—線路外側到動力電桿的距離，3m；f—動力電桿至臺階穩(wěn)定邊界線的距離，3m；g—臺階邊緣的安全距離，3m。最小平臺寬度Bmin＝25+3+4+3+3+3=41m，（2）平盤寬度由于備采礦量寬度設為12m，所以工作平臺寬度41+12=53m。由于本礦運輸?shù)V巖的汽車較多，為了提高空車供應率，采用環(huán)形方式配線。 Qc=式中： Qc—挖掘機的臺班生產(chǎn)能力，m3； E—挖掘機鏟斗容積，4 m3； t—挖掘機鏟斗循環(huán)時間，40s； KH—挖掘機鏟斗滿斗系數(shù)，； KP—礦巖在鏟斗中的松散系數(shù)，； T—挖掘機班工作時間，8h； η—班工作時間利用系數(shù)。經(jīng)計算Qc=＝ m3；Qa=QcNn式中： Qa—挖掘機的臺年生產(chǎn)能力，m3； N —挖掘機年工作日數(shù)，330天； n —日工作班數(shù)，3班。經(jīng)計算Qa=3303＝814631m3，根據(jù)采剝年礦巖總量，確定挖掘機的年生產(chǎn)能力為81 萬m3。N=A/ Qa式中 N—單斗挖掘機的臺數(shù)，臺；A—礦山的年最大采剝總量，（）；經(jīng)計算N=＝，取1臺。因為本礦分為山坡露天礦和深凹露天礦，所以此排土場的選擇和位置也因地而宜。根據(jù)此礦的實際地形，已經(jīng)有一個原始的排土場，主要用于+210以上水平的排巖任務。再在CK8采石場附近設置了一個排土場，主要用于容納+210以下水平的排巖任務。排土場的容積和采場內(nèi)總排巖量有關。V=式中： V —排土場的容積，萬立方米；V1—計劃在排土場排棄的剝離量，；K1—富余系數(shù)，；K2—K3—巖土下沉系數(shù)。經(jīng)計算 V=＝。由于礦山采用公路運輸，因此排土工程采用汽車運輸—推土機排土，這種方式排巖機動靈活，排巖臺階高度比鐵路運輸大，工藝簡單，基建時間短，基建工程量小，作業(yè)安全，排巖成本低。推土機排巖工作包括汽車翻卸巖土、推土機推排，平整場地和整修廢石場公路。為了減少推土機的工作量，山坡露天礦采用邊緣排土方式。汽車卸載后，推土機將遺留在工作平臺的剝離物推向階段邊緣。卸載地點在確保安全的前提下，盡量靠近階段邊緣，以減少推土機的排棄量。山坡露天礦部分采用邊緣排土，階段高度根據(jù)地形高差確定，凹陷露天礦排土場的階段高度取45m。根據(jù)巖石性質(zhì)，安息角取30176。排土采用汽車運輸—推土機排巖工藝，只有一個排土臺階最小平臺寬度為40m。 排土線長度應按同時翻卸的汽車數(shù)量確定。 （1）每輛汽車卸載及調(diào)車入換時間 t=t1+t2+4R/V式中：t1—汽車卸載時間，1min；t2—汽車換檔時間，；R—汽車轉(zhuǎn)彎半徑，10m；V—調(diào)車時汽車運行的速度，30m/min。經(jīng)計算t=1++410