针对矿区地质条件、地理位置、交通、经济、气象、地质勘探、矿体分布、开采规模及技术条件等的毕业设计.doc

摘 要 一般部分本次毕业设计是针对所给出的矿区地质条件、地理位置、交通、经济、 气象、地质勘探、矿床地质、矿体分布、开采规模及技术条件等，进行矿床的初步开 采设计。论文主要涉及的内容是露天开采境界的确定、露天开拓系统经济比较与最终 的选取、采矿与剥离工艺及设备、废石排弃、矿山生产能力及工作制度等。本次设计 过程中的许多数据都来源于各种矿山设计手册及其他类似矿山的经验理论及数据，通 过综合计算，在定性和技术经济比较的基础上，确定黄山石灰石矿床的露天开采的初 步开采方法。 专题部分由于逐孔起爆在国外发展很快,技术也比较成熟,国内近两年一些大的 矿山都陆续试用。黄山石灰石矿通过引进、试用逐孔起爆技术后,爆破质量、地震效应 比以往的起爆方法有了质的改善,证明了逐孔起爆技术在全国同类矿山是值得推广和应 用的。文中介绍了 “逐孔起爆”技术及其在露天矿中试验与应用情况，对逐孔起爆技 术的机理、爆破网络设计以及爆破震动和质量等结果进行了分析。 关键字关键字 黄山石灰石矿 开采设计 逐孔起爆 爆破震动 爆破质量 Abstract The foundation According to mine area geological conditions provided, geographical position, traffic, economic, climate, geological exploration, geology of mineral deposit, the distribution of ore body, exploiting scale and technological condition etc., this graduation project will be designed preliminarily. In this project, we mainly determine the exploiting limit of open-pit mine, the most proper develop system based on economical comparing, the production ability of mine, the deposit of stones, the work system, and then select the exploiting and striping craft and equipment etc.. A lot of data in this design process stem from various kinds of mine design manuals and other mine whose conditions are similar to the mine, and then we select the and data experimentally. Through comprehensive calculating and based on the qualitative analysis and the comparing of technology and economy, we determine the preliminary opencast mining of Huang Mountain Limestone Mine. Special Because the hole-by-hole initiation develops quickly abroad and its technology is relatively ripe, it has been used by some large-sale mines successively in domestic for the recent two years. After introduce and try it out, the blast quality and earthquake effect of Huang Mountain Limestone Mine have qualitative improvement comparing with the past initiation , which indicates that the hole-by-hole initiation technology is worth popularizing and using in the national similar mine. In this text, we shall introduce the hole- by-hole initiation technology and the situation of its experiment and application; besides, we shall analyze its mechanism, blast web design, and the result of blast vibration and quality. Key words Huangshan Limestone Mine exploiting design hole-by-hole initiation blast vibration the quality of blast 目 录 前前 言言 ....................................................................................................................................1 1 一般部分黄山石灰石矿床（一般部分黄山石灰石矿床（ⅠⅠⅦ50Ⅶ50））170170 万吨开采设计万吨开采设计......................................2 2 1 1 总论总论 ................................................................................................................................2 2 1.1 题目名称 ........................................................2 1.2 矿区概况 ........................................................2 2 2 矿山地质矿山地质 ........................................................................................................................5 5 2.1 设计依据 ........................................................5 2.2 矿床地质 ........................................................5 2.3 矿体规模 ........................................................8 2.4 矿体形态 ........................................................8 2.5 矿石质量的综合分析 .............................................13 2.6 矿区开采的技术条件 .............................................13 2.7 储量计算 .......................................................16 2.8 地质综合评价 ...................................................17 3 3 露天开采境界的确定露天开采境界的确定 ..................................................................................................1818 3.1 矿床开采方法的选择 .............................................18 3.2 露天开采境界的确定 .............................................18 4 4 露天矿床开拓系统露天矿床开拓系统 ......................................................................................................2222 4.1 开拓概述 .......................................................22 4.2 可排除的开拓方案 ...............................................23 4.3 初选的开拓方案 .................................................24 4.4 场场内公路溜槽溜井放矿口电机车联合开拓 ...................24 4.5 场内公路溜槽溜井地下破碎站（平硐内）皮带联合开拓 .........36 4.6 破碎系统的设计 .................................................40 5 5 采矿与剥离采矿与剥离 ..................................................................................................................4242 5.1 采矿与剥离方法的确定 ...........................................42 5.2 单斗挖掘机采剥法 ...............................................42 5.3 采矿与剥离工作 .................................................45 5.4 爆破工作 .......................................................49 5.5 装载工作 .......................................................53 5.6 运输工作 .......................................................57 6 6 矿山生产能力及工作制度编制矿山生产能力及工作制度编制 ..................................................................................6262 6.1 矿山生产能力验证 ...............................................62 6.2 矿山工作制度的编制 .............................................63 7 7 露天矿废石排弃露天矿废石排弃 ..........................................................................................................6565 7.1 排土场设计的重要性的概述 .......................................65 7.2 排土场设计的基本原则 ...........................................65 7.3 选择剥离物排弃场的基本要求 .....................................65 7.4 排土场的设计要素 ...............................................66 7.5 剥离物的排弃工艺设计 ...........................................68 专题部分逐孔起爆专题部分逐孔起爆””技术在露天矿中深孔爆破中的应用技术在露天矿中深孔爆破中的应用 ........................................7070 1 1 前言前言 ..............................................................................................................................7070 2 2 逐孔起爆技术简介逐孔起爆技术简介 ......................................................................................................7070 2.1 背景 ...........................................................70 2.2 逐孔起爆技术 ...................................................71 2.3 逐孔起爆机理 ...................................................72 3 3 爆破理论分析爆破理论分析 ..............................................................................................................7373 3.1 减震理论分析 ...................................................73 3.2 空气冲击波减小的理论分析 .......................................73 3.3 飞石减小的理论分析 .............................................74 4 4 逐孔起爆网络设计逐孔起爆网络设计 ......................................................................................................7474 4.1 起爆网络设计准则 ...............................................74 4.2 逐孔起爆技术时间顺序设计原则 ...................................74 4.3 爆破程序 .......................................................74 4.4 具体的设计过程 .................................................75 5 5 爆破效果的分析与评估爆破效果的分析与评估 ..............................................................................................7777 5.1 实现逐孔起爆，增加炮孔自由面 ...................................77 5.2 可以降低爆破震动 ...............................................77 5.3 科学设计延期时间，可以提高爆破质量 .............................77 5.4 改善爆堆形状，提高铲装效率 .....................................78 6 6 逐孔起爆技术在黄山石灰石矿的应用逐孔起爆技术在黄山石灰石矿的应用 ......................................................................7979 6.1 地质概况 .......................................................79 6.2 矿岩可爆性分类 .................................................79 6.3 爆破现状 .......................................................79 6.4 爆破设计.........................................................80 6.5 逐孔起爆技术应用情况 ...........................................83 6.6 爆破效果分析及评价 .............................................83 6.7 几点体会 .......................................................84 7 7 结束语结束语 ..........................................................................................................................8484 7.1 注意事项 .......................................................85 7.2 需要进一步解决的问题 ...........................................85 参考文献参考文献 ............................................................................................................................8787 致致 谢谢 ................................................................................................................................8989 西南科技大学本科毕业设计（论文） 1 前 言 随着国民经济的迅速发展，采矿技术在现代化建设中起着日益重要的作用。采矿 工程毕业设计是采矿工程专业学习的最后一个教学环节，是教学计划的一个有机组成 部分，具有实践性和综合性，是重要的教学环节之一。 在这日新月异的高科技时代，推动人们不断地去发现、去创新。通过毕业设计， 使我们对所学的基础知识和专业技术知识进行一次系统的总结，并结合实际条件加与 综合运用，以巩固我们课堂所学知识，增强运算能力和绘图技能，培养分析和解决实 际问题能力，丰富生产实际知识，达到提高我们基本素质的目的。在毕业设计中，通 过对某一理论或生产实际问题的深入分析和专题的研究，培养和提高我们的科技论文 写作能力和科研工作能力。通过毕业设计，进一步培养和锻炼我们热爱劳动、善于理 论联系实际，尊重科学和实践的良好思想作风。 本次设计分成了两部分，一般部分是按实习露天矿山（峨眉黄山石灰石矿床）的 地质条件，完成一个露天矿山的初步开采设计的主要内容，按照毕业设计大纲的要求 进行，完成了指导老师所指定的全部内容，包括矿山开采境界的确定、开拓方案的确 定、采矿生产工艺的设计和设备选型等。专题部分是 “逐孔起爆”技术在露天矿中深 孔爆破中的应用，它改善了爆破质量，在技术和经济上是合理的。 西南科技大学本科毕业设计（论文） 2 一般部分黄山石灰石矿床（一般部分黄山石灰石矿床（ⅠⅠⅦⅦ50））170 万吨开采设计万吨开采设计 1 总论 1.1 题目名称 黄山石灰石矿床（Ⅰ---Ⅶ50）170 万吨开采设计 1.2 矿区概况 1.2.1 矿区地理位置 峨眉山市乐都镇工业石灰石矿地处四川盆地西南边境的平原与盆周高山过渡区内， 坐落于四川中南部的峨眉山市东缘中段的乐都镇境内。矿山位于峨眉山市乐都镇境内， 其大地地理坐标为东经103037‘20‘’，北纬 29029‘32‘’。 其地形地貌特点如下峨眉山市黄山石灰石矿床位于四川盆地西南边缘的峨眉平 原南端，峨眉山余脉，二峨山北麓，处于平坝向山坡过渡的浅丘之中。本区北接峨眉 平原，东为大渡河西岸的北东向浅丘带，南面及西南面紧依二峨山地区，地势差异明 显，平面呈“V”字型，即西、南、东面地势较高，北部及中部地势较低。临江河为大 渡河之次级河流，在区内呈东向流往北部坝区，汇入大渡河。矿石地处山前洪积一孤 立残丘带内，主要分布于高沟及生沟之内的剥蚀残丘上，其东、北、西三面为省道 103 线和矿床公路所围，东西长约 450m，南北面长 700m，近于矩形。残丘相对高约 150m， 坡度平缓约 1213 度，坡向为北东方向，高程为 700m 水平。居民分布据 97 年统计 资料，共有人口 34 万，其中非农业人口 9.7 万，占总人口的 1/4， ，并且峨眉山市 90 年 12 月被正式确定为风景旅游城市。 西南科技大学本科毕业设计（论文） 3 矿山所处位置，交通便利。通铁路、公路、水路，西南地区交通大动脉成昆铁 路，从矿区北面绕过。矿山距燕岗火车站 9KM，距省道 103 线 2KM，距沫若故里沙湾古 镇 15KM， 北距旅游名城峨眉山市 6KM，距成都双流机场 110KM，交通十分便利。 （如图一） 万 万 万 万 万 万 万 万万万 万 万 万 万 万 万 万 万万 万万 万万 万 万万万 万万万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万万 万 万 万万 万 万万 万 万 万万万 万万 万 万万 万 万万万 万万 万 万万 万万 万 万万万 万万万 万万 万 万 万万 万万万 万万 万 万 万万 万万 万万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万万万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 103 30′ 29 31′ 01″ 183 56 183 58 60103 34′3 6″ 29 31′ 01″ 103 34′36″ 66 29 30′ 32 64 62 29 26′ 57″ 29 26′ 57″ 103 30′ 62 32 64 66 29 30′ 183 56183 5860 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万 万万万万 万 万万万万 万 万 万 万 万1 70 万 万 万 万 万 万 万 万 万 50001000500 1500m 1.2.2 矿区经济条件 峨眉山是我国四大佛教圣地之一，也是世界自然文化遗产，区内山势险峻，景色 秀丽，有盘山公路及索道直通山顶。这里山清水秀，人杰地灵，物茂丰华。资源丰富， 文化悠久，经济繁荣。故矿山地理位置优越，区位优势明显，交通方便，环境条件得 天独厚。 西南科技大学本科毕业设计（论文） 4 峨眉水泥厂及其黄山矿区地处峨眉山市乐都镇辖区内，未建水泥厂前，此地农民 均以务农为主，由于当地山地较多，平地农田较少，因此，农民不得不开垦部分可开 垦的山地作为农田耕作。因此，耕作及产出效率很低。但是，由于当地峨眉山市作为 中国著名的旅游胜地，第三产业得到飞速发展，因此务农的农民越来越少，投入旅游 业各方面的生产及发展，但是由于我国的国情现状，农村居民的文化水平较低，能力 及各方面的原因，在旅游业中能充分发展且为成功者为数不多。因此当地的还存在充 足的人力资源。这为矿山的建成创造了非常好的条件 当水泥厂的建成，为当地提供了更为广泛的就业条件。厂区以南的黄山北坡，富 含高品位的石灰石矿，将会被开发及利用，作为厂区原料的主要来源。矿区的建成， 更能解决当地居民的就业问题，大大提高当地居民的生活水平不仅如此，对于峨眉山 市的其他行业，譬如运输、电力、水利等行业将得到不同程度的支持和发展，将对峨 眉山市能够在各方面的发展做出了深刻影响。 1.2.3 矿区气候条件 峨眉山市乐都镇工业石灰石矿所处的峨眉山市，气候类型属于山川盆地亚热带湿 润气候的盆地西部区，靠近盆地西部边坡区，以中亚热带湿润性季风气候为主。全年 天气四季分明，阴湿多雨，具有云雾多，湿度大，积温高，日照少，霜期短的气候特 点。春秋气候起伏较大，少风且风速不大，降雨日数多，雨量充沛但四季分配不均， 暴雨集中并多雷暴，春旱夏涝较为频繁。 区内雷电、暴雨、洪涝、冰雹、低温阴雨为主要灾害性天气。受地形，水热条件 的影响，区内气候可分为平坝区和山地区两种气候条件，山区气候垂直分带明显。全 年平均气温 17.2℃，最高气温 39.3℃，最低气温 0℃以下。年平均相对湿度 70 85。历年平均降水量 1555.9mm，湿度大，云雾多，秋绵雨，历年最大降水量 2159.7 米，历年最小降水量 1018.3 mm。暴雨集中期为 78 月。 1.2.4 矿区水文条件 （1） 地表水 本区主要河流临江河。临江河，主要发源于峨眉山东麓、北麓，流长为 35 千米 以上，于乐山水口镇注入大渡河，由西向东流经本区北部。 （2） 高沟、水沟 西南科技大学本科毕业设计（论文） 5 矿区周围有 2 个大冲沟、高沟、生沟，常年有水。 （3） 地下水 本区地下水丰富，矿区所处位置为富含水层，水量充沛。 2 矿山地质 2.1 设计依据 1965 年由建筑材料工业部地质总公司西南公司三○二队提交的峨眉水泥厂原料 矿山补充勘探地质总结报告书 。经建材部审查67材基字 50 号文批准 BC 级 10715 万吨。其中 B 级 2004 万吨，C 级 8711 万吨。 2.2 矿床地质 2.2.1 矿床地层及构造 （1） 地层 矿区出露地层有奥陶系（O1d） 、二叠系（P） 、第四系（Q1） 。有老至新简述如下 （2） 奥陶系下统大乘寺组（O1d） 黄绿色、褐色，页岩、粉砂质页岩夹薄～中厚层状泥灰岩、结晶灰岩。顶部为 2～3m 厚的灰白色、深青灰粉～细粒石英砂岩。该层厚度大于 50m。 （3） 二叠系下统阳新灰岩（P1） 为含矿层。灰白～深灰色中～厚层状灰岩。与下伏奥陶系地层呈假整合接触。总 厚 372～420m。根据岩性和含古生物及燧石特征，划分为十二个地层单元（P11-12） 。阳 新统分为梁山组、栖霞组和茅口组。 按十二个地层单元由老到新分述如下 P11-3该单元分层标志不明显，作并层处理，总厚 25.52～37.64m。 底部为灰色含水云母泥岩、砂质泥岩，局部为灰质泥岩，泥状结构，块状结构， 其间可见星点状分布的黄铁矿。厚 0～4.94m（相当于区域上的梁山组） 。 下部为灰黑色薄层状含粉砂质泥质灰岩，局部夹中厚层状泥粉晶灰岩，粉晶泥 西南科技大学本科毕业设计（论文） 6 质结构，间夹波状泥质条带，上、下段含砂质较多，性较软。含粉砂质泥质灰岩层理 发育，构成软弱结构面。该段厚 2.20～5.98m。 中部和上部深灰色～浅灰色，中～厚层状含生物屑泥、粉晶灰岩，脆性，偶见 深灰色燧石结核。据四川省地质工程勘察院边坡（滑坡）勘察资料，该段夹有数层单 层厚 0.15～2.26m 的灰黑色、褐黄色粉砂屑泥质灰岩，岩性稍软，与灰岩呈沉积韵律 接触关系，锤击时易沿此接触面裂开。该段厚 20.56～32.73m。 P14为浅灰～灰白色厚层状粉、泥粉晶生物碎屑灰岩。底部为约 0.30～0.80m 厚的 灰～深灰色粉晶灰质白云岩、细晶白云岩，是与下伏 P11～3之分层标志；顶部为 0.50～1.20m 粉晶砂屑钙质团块含生物屑灰岩，是与上覆地层的分层标志。该层总厚 59.21～68.01m。 P15为深灰色中厚～厚层状含生物屑泥粉晶灰岩，中上部夹灰褐色、灰黄色薄层 状含云质粉砂质或少量泥灰质灰岩（即 Jd1低钙层） 。底部为 0.20～0.60m 厚的灰褐色 薄层含生物灰岩，是与下伏 p14层较明显的分层标志；下部为稀疏零星的深灰色结核状， 少量团块或扁豆状燧石顺层分布，大小 2～10cm 不等，局部地段相对集中，但未见连 续成层分布。本层总厚 12.11～27.57m，向东有变薄的趋势。 P16为深灰色中厚～厚层状含生物碎屑泥粉晶灰岩，下部和底部夹有灰黑色、灰 褐色薄层状含云质粉砂质或泥炭质灰岩（即 Jd2、Jd3 两个低钙层） 。底部低钙层 （Jd2）为与下伏 P15的分层标志。下部为零星分散状的深灰色结核状，少量团块或扁 豆状燧石顺层分布，大小 2～12m 不等，有局部地段相对集中的现象。该层厚度 32.96～54.10m。 P17底部为一层厚 1～2m 的粗介壳生物碎屑灰岩，为与下伏 P16分层标志；下部为 灰～深灰色厚层状含生物灰岩；上部为灰～浅灰色中厚层状含燧石结核灰岩。燧石结 核呈分散状分布，向东有渐减少的现象。该层总厚 31.48～41.85m。 P18 为灰白色中厚层状灰岩，泥粉晶结构，局部有重结晶现象。其底部局部见厚 1～1.5m 左右的含珊瑚化石珊瑚碎屑灰岩，为与 P17层的分层标志。该层总厚 4.88～13.97m。 P19下部为深灰色中～厚层状含灰黑色燧石结核灰岩，结核呈分散状无规律产出； 中部为灰～深灰色灰岩；上部为灰色厚层状含灰白色燧石结核灰岩；顶部有一层厚 0.50～1.00m 左右的灰白色薄层状燧石灰岩，层位稳定，为 P19与 P110的分层标志。该 西南科技大学本科毕业设计（论文） 7 层厚度 36.62～54.42m。 P110下部为浅灰色～灰白色厚～巨厚层状灰岩，泥～粉晶结构，局部重结晶为细 晶结构；上部为灰～深灰色厚～巨厚层状灰岩，局部含少量泥质。该层厚 60.06～126.55m。 P111下部为深灰色中厚层状含灰黑色燧石结核灰岩；中部为深灰色～灰色中厚层 状灰岩，局部含泥质；上部为深灰色中～厚层状含灰黑色燧石结核灰岩。本层顶、底 部所含燧石，层位较稳定，可作为上、下层分层标志之一。该层厚 12.46～23.37m。 P112底部为 1～1.5m 左右厚的深灰色含丰富蜒科化石的灰岩层，为与下伏 P111层 可靠的分层标志；下部为深灰色中～厚层状灰岩；上部为深灰色中～厚层状灰岩，局 部含少许泥质，顶部有极少量的燧石结核。该层厚 21.59～77.90m。 （4） 二叠系上统峨眉山玄武岩（P2β） 分布与矿区北部，为深灰色致密玄武岩，风化后为绿黄色、黄褐色，斑状结构， 杏仁状、气孔状结构，柱状节理发育。该层和阳新灰岩呈假整合接触。该层厚可达 224～420m。 （5） 四系全新统（Q4） 残破积层（Q4eldl）为残破积物，主要分布在矿区 700m 标高以上的地形平缓和低 洼处，为褐黄色黏土，局部含少量灰岩和燧石碎块。成片浮土厚 0.70～6.50m，局部最 厚达 10m 左右；分散浮土厚 1～6m，局部厚达 20m。 滑坡堆积体（Q4del） 为滑坡堆积物，分布在 700m 标高以上的边坡上，成分主要为 P16及部分 P17灰岩及 少量黏土，灰岩呈大小不等的碎块。总面积约 16.56 万 m2，厚 5～30m。总体积约 92.4 万 m3。 表 2-2-1 各地层厚度变化简表 名称符号厚度（m）备注 奥陶系 O1d50 P11-3 25.52～37.64 P12 59.21～68.01 二叠系下统阳新灰 岩 P15 12.11～27.57 西南科技大学本科毕业设计（论文） 8 P16 32.96～54.10 P17 31.48～41.85 P18 4.88～13.97 P19 36.62～54.42 P110 60.06～126.55 P111 12.46～23.37 P112 21.59～77.90 二叠系上统峨眉山 玄武岩 P2β 224～420 第四系全新统 Q4 5～50 总体积约 92.4 万 m3 （6） 构造 矿床位于二峨山穹隆背斜北翼，矿床以单斜构造为基本形态，地层走向近东西向， 倾向由西至东渐变为 20～380，2 从山顶到山脚逐渐变陡，170→200→400→500→680。 矿床东部（辅 3 至矿床东侧外围）产生了次一级的倒转背斜，背斜轴向北西至东南轴 面倾向南西，倾角 100左右。背斜二翼不对称，南西翼呈单斜正常产出，倾角平缓。北 东翼地层倾角较大，产状直立乃至倒转，产状 212～2400，倾角 78～560。 矿区北部发育有黄山断层，在干溪沟东侧出露约 100m 宽的破碎带，在干溪沟西侧 及其东面亦分别出露宽度 30～50m 的断层破碎带，向西近罗沟尖灭消失，断层走向 315～3450m，倾向南西，倾角 58～660。 该矿层主要对 P17 、P16矿层的矿石质量有一定的影响，至深部对 P15、P16矿层的 矿石质量影响较小。受构造影响，矿区矿层裂隙较为发育，主要有两组，一组（张性） 产状 200～2200，倾角 45～760（垂直层面） ；另一组（剪状）产状 110～1220，倾角 59～850和产状 300～3050，倾角 75～790，该组裂隙组成“ X”节理。 2.3 矿体规模 矿体 P11-12分布为东起干溪沟，西至黄洞儿沟，北止峨眉山玄武岩，南近黄山之 颠，范围约 1.48Km2，控制东西长 1380～1580m，南北宽 510～1320m，矿体厚 西南科技大学本科毕业设计（论文） 9 348.39～420.07m，矿体规模大。 2.4 矿体形态 矿体平面上呈东西带状分布，空间上以倾向 20～380，倾角 170→200→300→400→600微弧形单斜层状产出，空间形态为拱板块状。产状 212～2350，倾角 78～560。 2.4.1 各矿层厚度变化表 表 2-4-1 各矿层厚度变化表 Ⅱ 剖 面 矿层 Ⅰ 地表深部 ⅢⅤⅦⅧ 变化系 数 δ（ ） P11221.5966.256.542.1767.0541.4339.5737.09 P11115.7020.416.1115.9723.3712.465.76 P11062.3480.780.8573.40126.560.0625.66 P1954.4248.750.037.1337.7852.2936.6216.81 P1813.9711.011.07.646.294.885.4040.58 P1737.3036.833.337.2631.4837.8834.357.79 P17-12205.3261221.1231.9286.4188.416.49 KC1（P15- 6） 51.4050.15