露天剥离采剥机械机修工技师论文

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露天矿采剥方法设计
    
露天矿采剥方法设计&&&&&& (design of surface mining and stripping methods)
从露天采矿场剥离废石采出矿石的工艺设计。是露天采矿工程设计的中心环节。对矿山基建工程量、投产达产时间、初期生产剥采比、采场延深速度、开采强度和矿山经济效益影响较大。按作业的连续性,采剥方法分为间断式、半连续式和连续式。坚硬矿岩一般用凿岩、装药爆破的方法进行松散,再用挖掘机(或前装机)铲装,矿岩分运,间断作业。松软矿岩一般不需要进行凿岩爆破,可用轮斗挖掘机(或挖掘机)直接铲装,由胶带输送机运输,连续或半连续作业。冶金矿山一般矿岩坚硬,作业很少连续。采剥方法按使用机械分为单斗挖掘机、轮斗挖掘机、前装机、推土机、铲运机和索斗挖掘机采剥法。冶金矿山使用最多的是单斗挖掘采剥法。
单斗挖掘机采剥法&&&&&&&& 按水平台阶进行采、装、运作业。按工作帮坡角分缓帮开采和陡帮开采。在保证安全生产的前题下,合理的台阶高度取决于矿体产状、矿岩性质、开采强度、穿爆条件、装运方式和挖掘设备的技术性能等。对需要爆破的矿岩,台阶高为挖掘机最大挖掘高度的1~1.25倍;不需爆破的软岩,台阶高一般不大于挖掘机的最大挖掘高度。国外有向高台阶开采的发展趋势。国内外一些露天矿台阶高度见表1、表2。
(1)缓帮开采。缓帮由若干个同时作业的相邻工作台阶组成(图1)。工作帮坡角较缓,一般为8。~15。 。每个台阶宽度不得小于最小工作台阶宽度。最小工作台阶宽度组成见图2,算式为:
F =B+C+D+T+E+G
式中F为最小工作台阶宽度,m;B为爆堆宽度,m;C为爆堆与铁路、公路中心线间距,一般取C=3m;D为铁路、公路中心线与动力电杆的间距,m,汽车运输取D=3m,铁路运输时D=5~8m;了1为双线运输时的双线中心线间距,m,铁路运输时取T=2~9m,汽车运输时取T=4m;E为动力电杆至台阶稳定边界线的距离,一般取E=3~4m;A(见图2所示)为爆破进尺,m。G为安全宽度,m,由下式计算:
G=H (ctgγ - ctgα)
式中“为台阶工作坡面角,(。);y为台阶塌落后稳定的坡面角,(。);H为台阶高度,m。
一般准轨铁路运输时,最小工作台阶宽度为40~50m;汽车运输时为35~45m。挖掘机工作线长度为150~500m。工作面布置和推进方向有垂直、斜交和沿走向三种,取决于矿体产状、地形条件和开拓运输干线位置。中国冶金露天矿采用缓帮开采较多。
(2)陡帮开采。用陡工作帮采剥矿岩,以调节生产剥采比的方法。组合台阶开采是把剥岩台阶分为若干组,每组由一个工作台阶和若干个临时非工作台阶组成,一般以3~6个台阶为一组。每组台阶内自上而下轮流开采。组合台阶结构见图3。
倾斜条带式开采是沿采场把剥岩帮分为若干倾斜条带,由里向)r-or‘帮,从上到下尾随开采。各台阶除正在作业的地段有较宽的工作台阶外,其余地段仅留较窄的安全台阶。倾斜条带式开采见图4。
国内外部分露天矿最小工作台阶宽度和工作帮坡角见表3。
&&&&&&&&&&& 表3国内外一些露天矿最小工作台阶宽度和工作帮坡角
&&&&矿山名称
&&&&设&&备
&&最小工作
&&台阶宽度/
&&安全台阶
&&工作帮坡
装载挖掘机
运输汽车/t
&&角/(。)
(1)中国矿山
&&&&德兴铜矿
&&&&齐大山铁矿
&&&&南芬铁矿
&&&&弓长岭独木采区
&&&&海南铁矿
&&13,16.8m3
&11.5,16.8m 3
&&4,4.6m 3
&&&&108,154
&&&&15~32
电机车80~100
&&&&25~30
&&&&20~25
&&&&22~28
&&(2)国外矿山
&&&&美国碧码铜矿
&&&&美国西亚里塔铜钼矿
&&&&布干维尔铜矿
&&&&澳大利亚纽曼山铁矿
&&&&加拿大卡西厄石棉矿
&&&&108,154
&&&&20~30
&&&&25~30
&&16.5~27.6
轮斗挖掘机采剥法&&&&&&& 由轮斗挖掘机、胶带输送机和排土机等设备组成连续作业工艺。30年代开始用于露天剥离,其生产能力大、效率高。此法国外广泛用于开采褐煤和剥离表土、软岩,还在锰矿、铝土矿及非金属露天矿中使用。
前装机采剥法&&&&&&& 用前装机代替单斗挖掘机配自卸汽车进行采、装、运,适用于开采规模中等以下的露天矿。
推土机采剥法&&&&&&& 推土机结构简单,工作灵活可靠、效率较高、维修工作量少,在国内外的砂矿开采中得到广泛应用。
铲运机采剥法&&&&&&&&以铲运机为主,推土机、平地机辅助进行采、剥、运和排弃作业(图5)。
索斗挖掘机采剥法&&&&&&& 索斗挖掘机按行走方式有轨道、轮胎、履带和迈步式四种,后两种使用较广,可用于剥离矿体覆盖层和平缓矿床采矿。按工作方式分有与汽车、推土机和挖掘机相配合的采剥法(图6、图7、图8)。
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