【正文】 狀，節(jié)理裂隙不發(fā)育。綜上所述，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。其中砂巖類礦物成分以石英為主長石次之，層理不發(fā)育，屬于軟弱巖類。泥巖層理也較發(fā)育，也屬于軟弱～半堅(jiān)硬巖類?？傊?，露天礦邊坡穩(wěn)定性對巖石節(jié)理、弱層、斷層的敏感性較高，在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)密切注意巖石節(jié)理、弱層、斷層的產(chǎn)狀與礦坑邊坡的關(guān)系，一旦出現(xiàn)對邊坡不利的情況，應(yīng)立即采取抗滑工程措施，防止邊坡滑坡。煤層產(chǎn)狀平緩起伏，無斷層發(fā)育，無巖漿活動，構(gòu)造復(fù)雜程度屬于構(gòu)造簡單類型。泥質(zhì)砂巖抗壓強(qiáng)度～ ，一般為 Mpa，軟化系數(shù) ～ ，屬于軟弱巖類。：顏色一般為灰白色，層理較發(fā)育，一般呈薄層～中厚層狀，疏松易碎。：顏色呈灰～深灰色，層理較發(fā)育，一般呈薄層狀，個(gè)別呈頁理狀，節(jié)理裂隙不發(fā)育。巖石硬度系數(shù)為 6～8。確定該露天礦的最終邊坡角為 35176。巖石臺階邊坡角 65176。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書8第四章 露天開采境界 開采境界的確定 影響開采境界的因素 [2]影響露天開采的因素很多，歸納起來可分為三類：自然因素：包括礦床賦存條件，礦石和圍巖性質(zhì)，地形、礦山附近的河流湖泊，工程地質(zhì)和水文地質(zhì)，礦石品位等。經(jīng)濟(jì)因素：包括基建投資，基建時(shí)間和達(dá)產(chǎn)時(shí)間，礦石的開采成本和銷售價(jià)格，開采過程中礦石的損失和貧化，以及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等。 確定露天開采境界的原則 [2]第一種：境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比實(shí)質(zhì)是在開采境界內(nèi)邊界層礦石的露天開采費(fèi)用不超過地下開采費(fèi)用。對于近水平的礦體可以采用此原則確定露天開采境界。下列情況，可適當(dāng)縮小露天開采境界：開采境界邊緣附近有重要建筑物、構(gòu)筑物、河流和鐵路干線等需要保護(hù)，或難于遷移至露天采場影響范圍以外；排棄場占用大量農(nóng)田，征地困難；由于地形條件，造成基建剝離量大和初期生產(chǎn)剝采比大；為了避開嚴(yán)重影響邊坡穩(wěn)定的不穩(wěn)定巖層；如內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書9果基建剝離量大，初期生產(chǎn)剝采比大，則需進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以確定用露天或地下開采；對于特厚的剝采比很小的礦床，有時(shí)要根據(jù)勘探程度及服務(wù)年限確定露天開采境界，而不應(yīng)按境界剝采比確定開采境界。在礦區(qū)范圍之內(nèi)地面構(gòu)筑物不會對露天開采造成影響。現(xiàn)將可采煤層特征列表如下。對于采區(qū)內(nèi)的 2―2 上 煤層：煤層平均厚度 m，距離地表埋深為（0～55）m ，平均埋深 16 m。 （41）???其中：n j—境界剝采比； njh—經(jīng)濟(jì)合理剝采比； VP—巖石量； AP—煤量；內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書10 hp—巖層厚度； hA—煤層厚度； γ—煤的容重；符合條件 nj≤n jh。對于 3―2 中 煤層：驗(yàn)證 2―2 上 煤層范圍之外的 3―2 中 煤層是否可采：煤層平均厚度 m，巖層平均厚度為 18 m。???nj ≤n jh，露天開采的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于地下開采，此時(shí)宜采用露天開采。???nj ≤n jh，露天開采的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于地下開采，此時(shí)宜采用露天開采。3―2 下 煤層與 3―2 中 煤層間距僅為 m，煤層平均厚度為 m。綜上所述，各煤層均滿足境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比，故可以采用露天開采。由于露天礦的最終邊坡角為 35176。所確定的境界圖如 所示。此露天礦分為深凹部分和山坡部分，封閉圈以下的開采深度為 18m，山坡部分高度最高為 47m。以內(nèi)，構(gòu)造簡單，煤層層位穩(wěn)定，厚度、煤質(zhì)及水文地質(zhì)條件變化小，所有塊段面積計(jì)算均由計(jì)算機(jī)完成，采用 autoCAD2022 軟件，且各塊面積分別計(jì)算后，之和與整個(gè)可采區(qū)面積計(jì)算后檢驗(yàn)，誤差率較小，計(jì)算結(jié)果比內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書12較準(zhǔn)確。所以總的剝離量為：Q= ?107 +6?107+?106 =?108 m3。則境界內(nèi)各煤層的工業(yè)儲量計(jì)算如下：2―2 上 煤層：10 6=894 萬 t3―2 中 煤層：10 650%= 萬 t3―2 下 煤層：10 650%= 萬 t煤的損失包括邊坡壓煤，其次是在運(yùn)輸時(shí)的浪費(fèi)，可以忽略不計(jì)。所以煤的可采儲量為：（）98%= 萬 t 計(jì)算平均剝采比 平均剝采比平均剝采比指露天開采境界內(nèi)總的巖石量 VP 與總的煤量 AP 之比。如果服務(wù)年限太短，會造成基本建設(shè)設(shè)施過早報(bào)廢，導(dǎo)致礦山總體效益不佳，甚至不能全部收回投資。經(jīng)計(jì)算張美厚煤礦的服務(wù)年限為： = a 。因此，按三大環(huán)節(jié)中使用的設(shè)備類型或作業(yè)過程中礦巖流的特征，露天生產(chǎn)工藝可分為以下三大類別：（1）間斷開采工藝；（2）連續(xù)開采工藝；（3）半連續(xù)開采工藝。 開拓系統(tǒng)方案比較與確定 開拓方法選擇的主要原則及其影響因素選擇開拓方法的主要原則是：礦山建設(shè)速度必須滿足國家要求，保證投產(chǎn)早，達(dá)產(chǎn)快；基建投資少，尤其是初期投資要小。生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)低；生產(chǎn)工藝簡單可靠，設(shè)備選擇因地制宜；充分利用資源，工程量少，施工方便，不占或少占農(nóng)田。距離排土場較近，便于建立采場與工業(yè)廣場的運(yùn)輸聯(lián)系。礦體埋藏的地質(zhì)地形條件是影響開拓方法選擇的主要因素。露天礦生產(chǎn)能力的大小，直接影響運(yùn)輸設(shè)備的選型。 確定技術(shù)上可行的開拓方案開拓方式的初步確定：露天礦床的開拓方法主要有：鐵路開拓、公路開拓兩種開拓方式。鐵路開拓運(yùn)營費(fèi)用低，運(yùn)輸能力大，運(yùn)輸設(shè)備堅(jiān)固耐用，運(yùn)輸工作可靠，受氣候條件影響小，但由于開拓坑線受鐵路的平面曲線半徑大和縱向坡度小的影響，開拓坑線展線長度大，使露天采礦場的附加剝巖量增加，基建工程量大，基建時(shí)間長，在日常生產(chǎn)中的線路移設(shè)和維修工作量大，開拓系統(tǒng)和工作組織較復(fù)雜，新水平開拓延伸工程緩慢。此外，鐵路運(yùn)輸還有采掘工作面的空車供應(yīng)率和采掘機(jī)械效率低，線路移設(shè)工作量大和各采區(qū)的死角處理較復(fù)雜，采場和剝離物排棄場移道工作量大等缺點(diǎn)。露天礦用汽車駛向工作面裝載點(diǎn)和廢石場卸載點(diǎn)時(shí)的速度不能夠超過 8～10km/h，雨季行車速度下降 23～28%。張美厚露天煤礦，煤層近水平賦存，坡度能夠滿足汽車運(yùn)輸?shù)囊?。具有回轉(zhuǎn)半徑大，初期投資大的缺點(diǎn)。礦區(qū)內(nèi)無河流，只有季節(jié)性溝，由東向西流出區(qū)外，平日無水，大雨后山洪瀑發(fā)，流入柳溝，向北注入庫布其沙漠。通過上述分析，初定采用公路開拓方案。，開拓系統(tǒng)和工作組織較復(fù)雜，新水平開拓延伸工程緩慢。由于該區(qū)地貌類型屬崗狀丘陵溝壑區(qū)，不易于布線。 設(shè)備選型設(shè)備選擇總的原則是：技術(shù)上先進(jìn)，生產(chǎn)上實(shí)用，經(jīng)濟(jì)上合理。穿孔設(shè)備選型：國內(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)。牙輪鉆機(jī)鉆壓高，鉆機(jī)重，設(shè)備購置費(fèi)用高。潛孔鉆機(jī)與牙輪鉆機(jī)比較具有機(jī)動靈活，設(shè)備重量輕，價(jià)格低，穿孔角度變化范圍大等優(yōu)點(diǎn)。沖擊器潛入孔內(nèi)工作，噪音較小。由于沖擊力的傳遞不經(jīng)過鉆桿和聯(lián)接套，鉆桿使用壽命長，可達(dá) 1～ 萬米。潛孔沖擊器的動力是壓縮空氣，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。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。采裝設(shè)備選型：我國露天礦所使用的采裝設(shè)備主要有：單斗挖掘機(jī)（柴油、液壓、電動三種） 。但是它的動力裝置故內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書18障多，維修工作量大，作業(yè)成本較高。液壓挖掘機(jī)由于采取多油缸工作來控制鏟取過程，鏟斗可以上下轉(zhuǎn)動，能更有效的運(yùn)用動力，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)場維修比較困難。其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，可靠性程度高，由于采用電動機(jī)和可控硅電氣控制，工作效率高。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。工作穩(wěn)定可靠，大修間隔期較長，出勤率高，運(yùn)營費(fèi)用低。運(yùn)輸設(shè)備選型：公路開拓汽車運(yùn)輸，運(yùn)輸設(shè)備選擇自卸載重汽車，它能適應(yīng)露天采場的復(fù)雜變化，可通過較小的彎道半徑和較陡的坡度，具有很大的靈活性。主要性能的評價(jià)指標(biāo)有比功率和比扭矩、最大動力因數(shù)等。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。 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 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)說明書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。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。 最大爬坡度 % 40最大速度 km/h 68發(fā)動機(jī)功率 kW 車廂升降時(shí)間 s 45燃料消耗 kg/hkm 50最大車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)動機(jī)功率 kw 鏟刀形式 回轉(zhuǎn)鏟刀尺寸 長寬（mmmm）30301100內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書22傳動形式 機(jī)械傳動表 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 mm 9200表 BC―8 裝藥車技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 單位 參數(shù)外型（長寬高）mm 900025203340裝藥量 Kg 8000車重 t 功率 kw 最高速度 km/h 車廂容積 m3 12生產(chǎn)率 kg/min 360表 解放灑水車技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 單位 參數(shù)容量 m3 4發(fā)動機(jī)功率 kw 長 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)說明書23表 QY40 汽車吊技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目 單位 參數(shù)最大起重量 t 40全車重量 t 45動臂全伸長 m 動臂全縮長 m 動臂最小工作半徑 m 動臂最大起升高度 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)算每車裝載斗數(shù)：每車裝載鏟斗次數(shù)應(yīng)不使自卸汽車的裝運(yùn)量大于它的額定載重量 G0，體積小于車廂容積的原則。所以，對于煤層 EW= ?? 對于巖層 EW= m362因此，對于裝煤： .1Zd? ? 取 Zd 煤 =7 對于裝巖： ? 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)說明書25 所以： ???巖巖其中 η 1 為自卸汽車載重利用系數(shù)即自卸汽車實(shí)際載重量與額定載重量之比。汽車的載重利用系數(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。2）地質(zhì)勘探程度高，煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單。4）盡量少搬遷或不搬遷村莊，少占農(nóng)田，減少初期投資。張美厚露天煤礦地表境界南北寬 2 千米，東西平均長 千米，面積 平方千米，可采儲量 萬 t。本礦的條區(qū)劃分相對比較簡單，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。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書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)。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)。所以基建投資少，可以盡早移交生產(chǎn)。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書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)說明書28通過以上比較，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。而新水平準(zhǔn)備的及時(shí)與否，關(guān)鍵在于掘溝速度。：按挖掘機(jī)的裝載方式，掘溝方法分為：平裝車全段高掘溝、上裝車全段高掘溝和分層掘溝。采用平裝車全段高掘溝方法，即在溝的全段高一次穿孔爆破，汽車駛?cè)霚蟽?nèi)全段高一次裝運(yùn)。調(diào)車方法分為：回返式調(diào)車（或環(huán)行調(diào)車）和折返式調(diào)車（又分為單、雙折返線吊車） 。單折返線調(diào)車時(shí)，空重車入換時(shí)間比回返式調(diào)車多 2 至 4 倍，因而裝運(yùn)效率低；雙折返線調(diào)車是當(dāng)一輛汽車裝載結(jié)束時(shí)，另一輛汽車已經(jīng)入換完畢等待裝車，故可以縮短挖掘機(jī)等車時(shí)間，提高裝載效率，其掘溝速度最快，但需要的汽車數(shù)量最多。因此采用回返式調(diào)車的調(diào)車方法，汽車在溝內(nèi)調(diào)車方法如圖：圖 汽車在溝內(nèi)調(diào)車方法圖內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書29露天礦的溝道按用途可以分為出入溝和開段溝。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度。對于開段溝還要保證擴(kuò)幫爆破時(shí)爆堆不能埋道。取 23m。當(dāng)采用汽車運(yùn)輸、挖掘機(jī)端工作面采裝擴(kuò)幫的爆堆時(shí)，開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)，土巖臺階中的開段溝的溝底寬度取為23m。出入溝的深度值從零至臺階全高度，開段溝深度等于臺階全高