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露天矿毕业设计

1.1设计题⽬与内容

设计题⽬：⼤古坑矿区⾼岭⼟矿V3号矿体露天矿开采设计。

设计内容有：

（1）露天开采境界设计，熟练掌握具体露天矿⼭开采境界确定的⽅法和原则，确定开采深度，台阶⾼度，露天矿合理开采深度设计与调整，经济剥采⽐的确定；

（2）露天矿⽣产能⼒的设计及采剥进度计划；

（3）初步圈定露天开采终了平⾯图，开拓坑道定线，绘制露天开采终了平⾯图露天采矿⼯艺设计。

1.2原始资料

⼤古坑⾼岭⼟矿区位于茶陵县城南东约25公⾥，属桃坑乡管辖。地理坐标：东经113°43 ′18″—113°44′30″，北纬26°42′04″—26°42′43″，⾯积0.80平⽅公⾥。区内交通⽬前⽐较困难，仅有公路⾄桃坑乡政府驻地，乡村⾄矿区的简易公路⽬前正在修建之中，该公路修好后，交通将⼤为改观。但该区⽔利资源丰富，⾼压线路、通信线路已进⼊了矿区，为矿区今后的发展奠定了良好的基础。交通位置图见图1-1所⽰。

图1-1 矿区交通位置图

该矿区地处湘赣变弱的罗霄⼭脉西侧，地貌特征是：西北、东南⼭地崛起，西北有武功⼭绵亘，东南有万烊⼭蜿蜒，中部和西部丘岗起代，地势朝中部，西南部倾斜。并呈阶梯状逐级下降，形成⼀个三⾯环⼭，朝四南开⼝的关环形盆地。

矿区属中低⼭区，主要⼭脉呈NE⾄NNE向展布，地势东⾼西低，海拔标⾼多在200—400⽶之间，最⾼460⽶，相对⾼差约260⽶。

茶陵县属于中亚热带季风湿润⽓候区，近⼆⼗年的⽓象资料统计表明，极端最低⽓温为-4.2 0C（1991年，持续时间短暂）。光能资源：平均年⽇照1744.7⼩时，年⽇照率为39％，属全省⽇照最多的地区。降⽔量：平均年降⽔量1400毫⽶，较邻近公路偏少，但仍属⾬⽔灵丽的湿润⽓候区。

该区经济以林、农、副业为主，盛产杉、松和楠⽵，劳动⼒充⾜。

矿⼭依法于株洲市国⼟资源局和茶陵县国⼟部门拟定的矿⼭范围和拐点坐标及开采深度如

表1-1 矿⼭范围和拐点坐标

矿区位于酃（县）桂（东）南北向隆起带北端，与湘东新华夏系茶（陵）永（兴）断陷盆地东交合部位。

区内⼴泛出露奥陶系、泥盆系及⽩垩系地层。奥陶系为⼀套浅海相浅变质砂泥质岩层，厚度⼤于2000⽶；泥盆系以砂岩，砂页岩，灰岩为主，厚度⼤于1000⽶；⽩垩系主要为紫红⾊厚层状砂岩及砂岩砾岩组成，厚度⼤于1500⽶

矿区出露地层主要有第四系全新统（Q ）残破积层、冲积层和上奥陶统（O3）岩层。上奥陶统（O3）岩层根据区域地质资料，相当于五峰期天马⼭组，为⼀套厚度巨⼤的浅海相碎屑岩，岩层内普遍产有笔⽯化⽯，岩性以中层⾄厚层状浅变质粉砂岩、砂质板岩为主，夹浅变质细砂岩，绢云母板岩，局部夹似层状，透镜状凝灰质、长⽯⽯英砂岩。常见粉砂岩、砂质板岩、板岩构成复理式韵律。岩⽯⼀般呈青灰⾊，但遭受风化后变成黄褐⾊、紫红⾊，总厚度⼤于700⽶。凝灰质长⽯⽯英砂岩风化后变为⾼岭⼟矿层，呈⽩⾊。

湖南省地质矿产勘查开发局四⼀六队2007年2

⽉提交的《湖南省茶陵县⼤古坑矿区⾼岭⼟矿资源储量报告》，全矿区共发现三个含矿层，编号为S1、S2、S3，圈定五个矿体，分别编号为V1、V2、V3、V4、V5，矿区V1-V5矿体均属同⼀种矿⽯类型，即⽩⾊⼟状⾄⼟块状⾼岭⽯，由凝灰质长⽯⽯英砂岩强烈风化所形成。矿⽯为泥质结构，⼟状⾄⼟块状构造，质地松软，遇⽔膨胀崩解，可塑性中等。资源储量见表1-2所⽰。

表1-2 资源储量估算结果

根据设计任务书可知，是对V3矿体进⾏设计，现介绍V3矿体相关情况：

由地质图可知，矿区范围⼤，但是矿脉厚薄不等，矿区构造简单，总体上为⼀倒转背斜构造，背斜轴部位于矿区中部，总体⾛向近东西，东段转向南东；南翼为正常翼，地层产状为130-140°∠30-40°，北翼为倒转翼，地层产状为170-200°∠44-75°，转折端向东偏南倾伏，产状变化较⼤。S1含矿层位于矿⼭中部，共圈定三个矿体（V1、V2、V3）厚0.20-10.35⽶。

V3矿体分布于V2矿体西北侧，有TC5、TC4、PD3等⼯程控制，矿体呈透镜状顺层产出，为倒转翼，矿体出露标⾼265-308⽶，控制长110⽶，厚2.34-14.30⽶，平均厚8.32⽶，倾向157-175度，倾⾓44-75度。其总体特征:中部膨⼤，往西尖灭，往东相变为浅变质粉砂岩，砂质板岩。该矿体与V1、V2矿体属同⼀层位，其顶底板岩性特征⼤体相当，但该矿底板的局部地段见硅化破碎现象。

该矿区V1-V5矿体均属同⼀种矿⽯类型，即⽩⾊⼟状⾄⼟块状⾼岭⽯，由凝灰质长⽯⽯英砂岩强烈风化所形成。矿⽯为泥质结构，⼟状⾄⼟块状构造，质地松软，遇⽔膨胀崩解，可塑性中等。具体化学成分见表1-3所⽰。

表1-3 各矿体的化学成分

矿区地层岩性较复杂，部分矿体出露地表，地质构造虽不甚发育，但有⼀⼤型的断裂构造带在1号矿体附近经过。对矿体在爆破等动⼒荷载下稳定性有⼀定影响，局部地段有发⽣矿⼭⼯程地质问题的可能。综合以上⼯程地质条件，⼯程地质条件属层状坚硬岩类的简单类型，适于露天开采。矿区⽔⽂地质条件属简单类型，本矿⼭地层主要为上奥陶统（O3）岩层，岩性以中层⾄厚层状浅变质粉砂岩、砂质板岩为主，岩⽯结构致密坚硬、难风化，岩⽯抗压强度⼤，均属坚硬岩类。岩⽯稳定性很好，未见滑坡、崩塌等外动⼒现象，矿⼭环境地质条件属简单类型。

1.3设计要求

1.参数要求

由任务书可知，矿⼭⽇⽣产能⼒为2000吨，年⼯作⽇300天，三班⼯作制。最终阶段坡⾯⾓，上盘41o，下盘44o。

2.格式要求

①严格按科研论⽂的排版格式；②页⾯设置：页边距：上2厘⽶，下2厘⽶，左2.5厘⽶，右2厘⽶，页眉1.5厘⽶，页脚1.75厘⽶间距：段前0⾏，段后0⾏⾏距：固定值，15.6磅（题⽬⾏、公式⾏采⽤单倍⾏距）；③字体和字号⼀级标题：四号，宋体和Times New Roman字体，加粗，靠左顶格；⼆级或三级标题：⼩四号，宋体和Times New Roman字体，加粗，靠左顶格；正

⽂部分：五号，宋体和Times New Roman字体；希腊字母⽤Symbol字体；图题、表题：⼩五号，加粗，宋体和Times New Roman字体；图、表中⽂字⽤⼩；五号Times New Roman字体，量与单位之间⽤“/”间隔；图注与说明、表注与说明：⼩五号Times New Roman字体。④图⽤CAD出图，所有的图纸都要图签，图签格式要统⼀。

1.4设计提⽰

（1）露天矿合理开采深度设计

在所给的地质横断⾯上，按的原则确定合理开采深度，其步骤是：计算经济合理剥采⽐，并作图；按任务书中所指定的勘探线（8个左右），⽤⾯积法计算出

每个地质横断⾯在相应开采深度下的境界剥采⽐曲线；求合理开采深度H：

与两曲线交点的横坐标即为该断⾯上的合理开采深度。

（2）调整开采深度

将所确定的各勘探线上的合理开采深度投影到地质纵断⾯图上，按调整深度的原则进⾏调整，并将此深度再投影到各相应的断⾯上，确定各勘探线横断⾯上的最终开采境界。

（3）初步圈定露天开采终了平⾯图

圈定露天矿底部周界，将调整后各地质断⾯图上露天矿底部宽度投影到平⾯图上，连接所有点成闭合曲线，并按满⾜采掘运输条件进⾏修整，即为露天矿底部周界。绘制具有各⽔平台阶坡底线的开采终了平⾯图。从底部周界开始，按设计的边帮组成要素，在图低上绘制具有各⽔平台阶坡底线的开采终了平⾯图。

（4）开拓坑道定线

根据设计任务书所给的出⼊沟⽅位、参数（包括联络平台参数)、运输设备规格，进⾏开拓坑道定线。

（5）绘制露天开采终了平⾯图

该图为本课程设计的最终成果。在具有各⽔平台阶坡底线的开采终了平⾯图上，从定线后沟道的终点开始，按沟道参数⾃上⽽下逐层绘制⽽成，要求曲线光滑，图纸⽤铅笔或上墨均可。

（6）露天采矿⼯艺设计

根据设计任务书，完成露天矿床开采的⼯艺设计，包括采（穿孔、爆破)、装、运、排⼯艺过程所需设备的选及参数的设计。

1.5设计依据

1. 湖南省地质矿产勘查开发局四⼀六队2000年编写的《湖南省茶陵县⼤古坑矿区⾼岭⼟矿普查报告》;

2. 湖南省地质矿产勘查开发局四⼀六队2007年2⽉编写的《湖南省茶陵县⼤古坑矿区⾼岭⼟矿资源储量报告》;

3. 湖南省茶陵县⼤古坑矿区⾼岭⼟矿提供的有关设计基础资料;

4. 《⾦属⾮⾦属矿⼭安全规程》;

5. 《爆破安全规程》;