【正文】 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)大木沖水泥石灰?guī)r礦的實(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，因此排出方案三。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)。（1）山坡露天礦部分由于山坡露天礦的采礦場(chǎng)與卸礦點(diǎn)之間的相對(duì)高差較大，可布置的開(kāi)拓線路的范圍較小時(shí)，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(tái)階開(kāi)始逐層向下進(jìn)行，因此，開(kāi)拓干線在基建時(shí)期就必須從地表修筑達(dá)到最高開(kāi)采水平。(2)深凹露天礦部分由于汽車(chē)運(yùn)輸機(jī)動(dòng)靈活，爬坡能力大，從一個(gè)水平至另一水平的溝道較短。因此折返坑線開(kāi)拓能適應(yīng)于開(kāi)采采礦長(zhǎng)度不大的凹陷露天礦，可減少基建投資，縮短基建時(shí)間，有利于加速新水平的準(zhǔn)備。當(dāng)在露天采礦場(chǎng)內(nèi)礦體的上盤(pán)或下盤(pán)礦巖接觸帶掘進(jìn)出入溝、開(kāi)段溝，然后擴(kuò)幫，在開(kāi)采過(guò)程中開(kāi)拓線始終保留在工作幫上，并隨工作線的推進(jìn)而移動(dòng)，直至達(dá)到開(kāi)采境界的最終邊幫位置，才固定在最終邊幫上的開(kāi)拓線路，稱為移動(dòng)干線。第一個(gè)臺(tái)階的開(kāi)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(jiǎn)單的礦體露頭處，可設(shè)在礦體底板，也可設(shè)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(shí)際賦存情況及開(kāi)采邊界情況，最終開(kāi)段溝的初始位置設(shè)在垂直礦體走向位置的中間部位，且長(zhǎng)度可設(shè)為100—200m。研究開(kāi)采臺(tái)階的劃分主要解決兩個(gè)問(wèn)題，首先要確定臺(tái)階形式，即劃分水平臺(tái)階還是傾斜臺(tái)階，或者二次兼有；其次要確定工作面參數(shù)。臺(tái)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(yùn)輸設(shè)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(kāi)采。在本設(shè)計(jì)中采用水平臺(tái)階形式。露天礦通常以多個(gè)剝離臺(tái)階和采礦臺(tái)階進(jìn)行開(kāi)采，工作幫由一些開(kāi)采臺(tái)階的坡面和平盤(pán)構(gòu)成。工作幫形態(tài)決定于組成工作幫的各臺(tái)階之間的相互位置，亦即決定于臺(tái)階高度、平盤(pán)寬度等開(kāi)采參數(shù)，通?？捎霉ぷ鲙推陆堑拇笮?lái)表示。工作幫坡角為通過(guò)工作幫最上和最下一個(gè)臺(tái)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(jì)算如下： 式中 —工作幫坡角，(176。)； ，，——各臺(tái)階高度，m； ，，——各臺(tái)階工作平盤(pán)寬度，m； ，，——各臺(tái)階坡面角，(176。) 。圖51 工作幫坡角工作幫為工作臺(tái)階的總體，其推進(jìn)與臺(tái)階開(kāi)采程序密切相關(guān)。工作幫的推進(jìn)方式，體現(xiàn)了各工作臺(tái)階的推進(jìn)和臺(tái)階之間相互配合相互制約的關(guān)系。工作幫推進(jìn)的動(dòng)態(tài)變化和約束條件工作幫正常推進(jìn)時(shí)工作平盤(pán)寬度B不得小于最小工作平盤(pán)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(jìn)的必要條件為：B≥Bmin 或 ф≤фmax工作幫可以平行推進(jìn)或扇形推進(jìn)，工作幫平行推進(jìn)時(shí)，通常各臺(tái)階的工作線接近于平行，推進(jìn)方向亦接近一致，使得工作幫上各臺(tái)階相互協(xié)調(diào)推進(jìn)。工作幫推進(jìn)方向工作幫的推進(jìn)方向與礦山工程的起始位置有關(guān)，亦即與各臺(tái)階的開(kāi)段溝位置有關(guān)。工作幫平行推進(jìn)時(shí)，則有一定的推進(jìn)方向，推進(jìn)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(cè)端幫推進(jìn)，如圖52，這種推進(jìn)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(cè)推進(jìn)，以提高經(jīng)濟(jì)效益。它也有利于提高露天礦開(kāi)采強(qiáng)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(cè)端幫推進(jìn)按采剝工程在露天開(kāi)采境界內(nèi)空間、時(shí)間上的先后順序特征，開(kāi)采程序可分為全境界開(kāi)采、分期開(kāi)采、分區(qū)開(kāi)采和分區(qū)分期開(kāi)采四大類(lèi)。全境界開(kāi)采時(shí)指采剝工程按劃分的開(kāi)采臺(tái)階，在水平方向連續(xù)擴(kuò)展到最終開(kāi)采境界，在垂直方向按開(kāi)采全深范圍逐層連續(xù)向下降深，只道最終開(kāi)采深度為止。全境界開(kāi)采可以有較大的生產(chǎn)能力，生產(chǎn)組織管理工作比較簡(jiǎn)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(kāi)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(kāi)采法的缺點(diǎn)是基建時(shí)間長(zhǎng)、初期投資多，故僅適用于埋藏較淺、初期剝采比低、開(kāi)采規(guī)模較小的礦山。與全境界開(kāi)采方法相對(duì)應(yīng)的是分期開(kāi)采，所謂分期開(kāi)采就是將最終開(kāi)采境界劃分成幾個(gè)小的中間境界（稱為分期境界），臺(tái)階在每一分期內(nèi)只推進(jìn)到相應(yīng)的分期境界。當(dāng)某一分期境界內(nèi)的礦巖將近采完時(shí)，開(kāi)始下一分期境界上部臺(tái)階的采剝，即開(kāi)始分期擴(kuò)幫或擴(kuò)幫過(guò)渡，逐步過(guò)渡到下一分期境界內(nèi)的正常開(kāi)采。如此逐期開(kāi)采、逐期過(guò)渡，直至推進(jìn)到最后一個(gè)分期，即最終開(kāi)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(kāi)采的整體經(jīng)濟(jì)效益。分期開(kāi)采的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是可以降低由最終境界的不確定性所帶來(lái)的投資風(fēng)險(xiǎn)。一個(gè)大型露天礦一般具有幾十年的開(kāi)采壽命，在進(jìn)行可行性研究（或初步設(shè)計(jì)）時(shí)確定的最終境界在幾十年以后才能形成。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展、經(jīng)濟(jì)環(huán)境不斷變化的今天，幾十年后的開(kāi)采技術(shù)（包括設(shè)備）和經(jīng)濟(jì)環(huán)境與開(kāi)采初期相比將有很大的差別，這意味著在優(yōu)化開(kāi)采境界時(shí)采用的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)參數(shù)在一個(gè)時(shí)期后將不再適用，最初設(shè)計(jì)的最終開(kāi)采境界也不再是最優(yōu)境界，甚至是一個(gè)很糟糕的境界。因此，最終開(kāi)采境界的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，而不應(yīng)是一成不變的。一開(kāi)始就將臺(tái)階推進(jìn)到最終境界是高風(fēng)險(xiǎn)的、不明智的。若采用分期開(kāi)采，最初設(shè)計(jì)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(gè)分期將要開(kāi)采完畢，向下一分期過(guò)渡時(shí)，可充分利用在開(kāi)采過(guò)程中已獲得的礦床地質(zhì)資料和當(dāng)時(shí)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)參數(shù)，對(duì)礦床未開(kāi)采部分建立新的礦床模型，對(duì)未來(lái)的分期境界（尤其是下一分期境界）做更適合當(dāng)時(shí)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的優(yōu)化設(shè)計(jì)。依此類(lèi)推，直至開(kāi)采結(jié)束。分期過(guò)渡中的擴(kuò)幫通常采用組合臺(tái)階開(kāi)采。在不同的擴(kuò)幫區(qū)段，可以根據(jù)擴(kuò)幫強(qiáng)度、分期境界邊幫間的水平距離和采場(chǎng)形態(tài)，靈活安排擴(kuò)幫工作面，并保持較陡的工作幫坡角。分期開(kāi)采較全境界開(kāi)采更符合露天礦建設(shè)與生產(chǎn)發(fā)展規(guī)律，在國(guó)外得到十分廣泛的應(yīng)用。我國(guó)一些露天礦也采用了分期開(kāi)采。對(duì)分期開(kāi)采的整體經(jīng)濟(jì)效益影響最大的四個(gè)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(guò)渡時(shí)間；(4)分期內(nèi)和分期間的最佳開(kāi)采順序。綜合礦體賦存實(shí)際情況及分期開(kāi)采的優(yōu)越性，本設(shè)計(jì)采用分期開(kāi)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(lái)表示，即礦石生產(chǎn)能力。另外，露天礦除采礦外，一般都要?jiǎng)冸x相當(dāng)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(yīng)有足夠的礦巖剝采量來(lái)保證，而且采剝總量大大超過(guò)采礦量，露天礦山的人員和設(shè)備等要按礦巖生產(chǎn)能力來(lái)計(jì)算。露天礦的礦巖生產(chǎn)能力和礦石生產(chǎn)能力之間的關(guān)系為 A —礦巖生產(chǎn)能力ns —生產(chǎn)剝采比（由于本設(shè)計(jì)中礦體的廢石非常少，）Ap —有用礦物的生產(chǎn)能力，指單位時(shí)間內(nèi)采出的礦量（噸/年），Ap=2600*330=于是A =。由于潛孔鉆機(jī)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，所以本設(shè)計(jì)穿孔設(shè)備選擇潛孔鉆機(jī)。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(shí)，采用預(yù)裂爆破，可以有效地保護(hù)邊坡穩(wěn)定。圖71 爆破網(wǎng)絡(luò)圖圖72 爆破聯(lián)線圖底盤(pán)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(guān)。（1） W1與H的關(guān)系為：W1=（～）H式中：H—臺(tái)階高度，10m。則W1=～；（2） W1與d的關(guān)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(jì)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(tái)階高度，10m；經(jīng)計(jì)算W1=按以上三種因素計(jì)算結(jié)果，并按平臺(tái)安全作業(yè)條件檢驗(yàn)。W1≥Hctgα+C式中：C—炮孔中心至平臺(tái)坡頂線的安全距離，； α—臺(tái)階坡面角，65176。經(jīng)計(jì)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(shè)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(jì)算h=+＝。L2=ZW1式中：Z—填塞系數(shù)。經(jīng)計(jì)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(hào)意義同前，后排孔裝藥量為 。每次爆破量應(yīng)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(tái)階長(zhǎng)度，B為一次爆破臺(tái)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(dāng)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(chē)來(lái)完成采裝任務(wù)。WK4型電鏟技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表71。根據(jù)選用的挖掘機(jī)最大挖掘高度，綜合考慮挖掘機(jī)的性能及礦巖特性，參考鄰近類(lèi)似礦山，及日產(chǎn)量確定臺(tái)階高度為10m。一臺(tái)挖掘機(jī)采掘的臺(tái)階工作線長(zhǎng)度叫做采區(qū)長(zhǎng)度，查表知WK4電鏟的工作線長(zhǎng)度大于300米，由于本礦山電鏟較少，每個(gè)臺(tái)階上一般只有一臺(tái)電鏟工作，采區(qū)長(zhǎng)度等于工作臺(tái)階長(zhǎng)度。根據(jù)挖掘機(jī)最大挖掘半徑，采掘帶寬度取12m。表71 WK4型電鏟技術(shù)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(dòng)臂長(zhǎng)度（m）接地比壓（Mpa）最大爬坡能力（176。）行走速度（km/h）12機(jī)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(dòng)機(jī)功率（KW）生產(chǎn)廠家回轉(zhuǎn)90176。工作循環(huán)時(shí)間（s）250太原重機(jī)廠25（1）最小平盤(pán)寬度Bmin=b+c+d+e+f+g式中：Bmin—最小平盤(pán)寬度，m；b—爆堆寬度，b＝H＝25m；c—爆堆底線至汽車(chē)邊緣的距離，3m；d—車(chē)輛運(yùn)行寬度，4m；e—線路外側(cè)到動(dòng)力電桿的距離，3m；f—?jiǎng)恿﹄姉U至臺(tái)階穩(wěn)定邊界線的距離，3m；g—臺(tái)階邊緣的安全距離，3m。最小平臺(tái)寬度Bmin＝25+3+4+3+3+3=41m，（2）平盤(pán)寬度由于備采礦量寬度設(shè)為12m，所以工作平臺(tái)寬度41+12=53m。由于本礦運(yùn)輸?shù)V巖的汽車(chē)較多，為了提高空車(chē)供應(yīng)率，采用環(huán)形方式配線。 Qc=式中： Qc—挖掘機(jī)的臺(tái)班生產(chǎn)能力，m3； E—挖掘機(jī)鏟斗容積，4 m3； t—挖掘機(jī)鏟斗循環(huán)時(shí)間，40s； KH—挖掘機(jī)鏟斗滿斗系數(shù)，； KP—礦巖在鏟斗中的松散系數(shù)，； T—挖掘機(jī)班工作時(shí)間，8h； η—班工作時(shí)間利用系數(shù)。經(jīng)計(jì)算Qc=＝ m3；Qa=QcNn式中： Qa—挖掘機(jī)的臺(tái)年生產(chǎn)能力，m3； N —挖掘機(jī)年工作日數(shù)，330天； n —日工作班數(shù)，3班。經(jīng)計(jì)算Qa=3303＝814631m3，根據(jù)采剝年礦巖總量，確定挖掘機(jī)的年生產(chǎn)能力為81 萬(wàn)m3。N=A/ Qa式中 N—單斗挖掘機(jī)的臺(tái)數(shù)，臺(tái)；A—礦山的年最大采剝總量，（）；經(jīng)計(jì)算N=＝，取1臺(tái)。因?yàn)楸镜V分為山坡露天礦和深凹露天礦，所以此排土場(chǎng)的選擇和位置也因地而宜。根據(jù)此礦的實(shí)際地形，已經(jīng)有一個(gè)原始的排土場(chǎng)，主要用于+210以上水平的排巖任務(wù)。再在CK8采石場(chǎng)附近設(shè)置了一個(gè)排土場(chǎng)，主要用于容納+210以下水平的排巖任務(wù)。排土場(chǎng)的容積和采場(chǎng)內(nèi)總排巖量有關(guān)。V=式中： V —排土場(chǎng)的容積，萬(wàn)立方米；V1—計(jì)劃在排土場(chǎng)排棄的剝離量，；K1—富余系數(shù)，；K2—K3—巖土下沉系數(shù)。經(jīng)計(jì)算 V=＝。由于礦山采用公路運(yùn)輸，因此排土工程采用汽車(chē)運(yùn)輸—推土機(jī)排土，這種方式排巖機(jī)動(dòng)靈活，排巖臺(tái)階高度比鐵路運(yùn)輸大，工藝簡(jiǎn)單，基建時(shí)間短，基建工程量小，作業(yè)安全，排巖成本低。推土機(jī)排巖工作包括汽車(chē)翻卸巖土、推土機(jī)推排，平整場(chǎng)地和整修廢石場(chǎng)公路。為了減少推土機(jī)的工作量，山坡露天礦采用邊緣排土方式。汽車(chē)卸載后，推土機(jī)將遺留在工作平臺(tái)的剝離物推向階段邊緣。卸載地點(diǎn)在確保安全的前提下，盡量靠近階段邊緣，以減少推土機(jī)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(chǎng)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(chē)運(yùn)輸—推土機(jī)排巖工藝，只有一個(gè)排土臺(tái)階最小平臺(tái)寬度為40m。 排土線長(zhǎng)度應(yīng)按同時(shí)翻卸的汽車(chē)數(shù)量確定。 （1）每輛汽車(chē)卸載及調(diào)車(chē)入換時(shí)間 t=t1+t2+4R/V式中：t1—汽車(chē)卸載時(shí)間，1min；t2—汽車(chē)換檔時(shí)間，；R—汽車(chē)轉(zhuǎn)彎半徑，10m；V—調(diào)車(chē)時(shí)汽車(chē)運(yùn)行的速度，30m/min。經(jīng)計(jì)算t=1++410