摘 要

本设计是根据收集的铜山口铜矿相关资料和导师所提供的铜山口铜矿结算报告最终完成的大冶铜山口铜矿露天开采设计。

设计的主要内容有：矿区概况和矿床地质、露天开采境界、露天矿床开拓运输、矿岩采剥工程、露天矿排土场设计、露天矿排水、技术经济指标分析等。在设计过程中，运用类比、分析等方法，以矿山安全生产为首要问题，根据以往设计经验，结合现今金属行业的发展状况，以投入少、成本低为主要设计原则进行设计，通过几种方案的比较选出最终的采矿方法。

设计的重点在于露天开采境界的确定，爆破参数计算与采剥工程的设计。设计采用运输设备为BJ-371型自卸汽车和WK-4型电铲，斜线起爆。采用汽车运输——排土机排土。

关键词：露天开采，，爆破参数，采剥进度计划,汽车运输

Abstract

This design is based on the data collected from tongshankou copper mine and the settlement report of tongshankou copper mine provided by the tutor.

Design of the main content includes: mining and ore deposit geology, open-pit mining boundary stripping, open deposit to develop transportation, ore-bearing rock engineering, design of open pit mine, open pit mine drainage, technical and economic indicators analysis, etc. In the design process, using the method of analogy, analysis, to mine safety production as the primary problem, based on past design experience, combined with the development of metal industry today, with low cost, low cost as the main design principle to carry on the design, through the comparison of several schemes to select the mining method.

The design focuses on the determination of open pit mining boundary, the calculation of blasting parameters and the design of mining and stripping engineering. The design USES transport equipment for bj-371 dump car and wk-4 electric shovel. Transport by car - soil removal machines.

Key Words：Open-pit mining；stripping ratio；Blasting parameters；mining schedule

目录

第1章 矿区概况与矿床地质 1

1.1 矿区概况 1

1.2 矿床地质 3

1.2.1 矿体规模、形态 3

1.2.2 矿石质量特征 4

第2章 露天开采境界 8

2.1矿床开采方法的选择 8

2.2 露天采场境界的确定 9

2.2.1境界确定的主要因素 9

2.2.2露天矿境界确定的方法与原则 9

2.3 确定境界所需的技术经济指标 9

2.3.1经济合理剥采比的选定 9

2.3.2露天矿的最小底宽 10

2.3.3采场最终边坡角 10

2.3.4台阶最终坡面角和台阶高度 10

2.3.5安全平台和清扫平台及运输平台 11

第3章 露天矿床开拓运输 12

3.1　开拓方式的选择 12

3.1.1 影响本开拓方法选择的主要因素 12

3.1.2 开拓方案的选择 12

3.2 运输线路的技术条件 13

3.2.1线路技术要求 13

3.2.2 计算限制区间通过能力 14

3.2.3 运输线路布置方式 15

3.2.4 开拓井巷工程 15

3.3 掘沟工程 16

3.3.1 沟道的类型，断面形状及其规格 16

3.3.2 掘沟方法选择 18

3.3.3 计算掘沟工程量和掘沟速度 18

3.3.4计算最大可能的矿山工程延深速度 19

第4章 矿岩采剥工程 20

4.1 概述 20

4.2 穿孔工作 20

4.2.1 穿孔设备的选择 20

4.2.2 设备生产能力的确定 21

4.2.3 设备数量的计算 21

4.2.4 二次破碎方法和所需的设备数量 22

4.2.5 汽车数量计算 23

4.3 爆破工程 25

4.3.1 爆破方法的选择 25

4.3.2 爆破方法及爆破器材 25

4.3.3 爆破参数的确定 26

4.4 装车工作 28

4.4.1 采装设备的选择 28

4.4.2 采装工作面参数及工作平盘的配线方式 29

4.4.3 挖掘机生产能力的确定 30

第5章 露天矿废石排弃 33

5.1 排土场位置的选择及排土容积的计算 33

5.1.1 排土场位置的选择 33

5.1.2 排土场的容积 33

5.2 排土方法的选择及堆置要素的确定 34

5.2.1 选择排土的方法 34

5.2.2 排土工序 34

5.2.3 确定排土场参数 34

5.3废石运输方式和排废工艺 36

第6章 露天矿排水 37

6.1排水方案选择原则 37

6.2采场防淹没措施 37

6.3截水沟的布置 37

第7章 技术经济指标 39

7.1 主要投资项目 39

7.2矿石成本 39

7.3主要技术经济指标 39

参考文献 42

致 谢 44

第1章 矿区概况与矿床地质

1.1 矿区概况

铜山口矿区位于大冶市区西南，方位245度，直距18千米，行政隶属大冶市陈贵镇管辖。矿区地理坐标:东经114°49′25″-114°50′33″,北纬29°59′34″-30°00′27″，面积约2.88平方千米。矿山有公路路与大冶市城区相通，交通十分便利，见图1。矿区位于灵乡侵入体东南外侧，殷祖复式背斜北翼。

图1-1 铜山口矿区交通位置图

铜山口矿区位处大冶复式向斜南翼次一级构造—天台山倒转向斜的西端偏北翼，二叠系龙潭组被断裂构造破坏，属碳酸盐岩含水岩类的大冶群第二至第六岩性段在北西部和西部被岩浆岩相对隔水体围限，在其东部又有岩浆岩穿插，故本矿区区域岩溶含水岩类在宏观上属向北东方向开放的扇形水文地质单元。

铜山口矿区北部为大广山铁矿区，两矿区间为罗汉山倒转背斜。尽管其核部有二叠系龙潭组或大冶群第一岩性段属相对隔水岩组分布，但因规模较大的北北东、北东向断层发育，且往往贯通两矿区的碳酸盐岩含水岩类，故两矿区地下水水力联系密切。

铜矿河为区内的主要地表水系，其发源于殷祖南西约6公里的丁家山北坡，由南向北经铜山口矿区中部汇入大冶湖。河水雨季流量剧增，最大流量65397升/秒。矿区内河水最高水位标高40.10米，河床下伏基岩大多为大冶群第四至第六岩性段碳酸盐岩含水岩类，岩溶水与河水水力联系较密切。

图1-2铜山口外围地址构造图

本区气候为亚热带大陆性气候，四季分明，光照充足，雨量丰沛。年均降雨量1387.5毫米，年最大降雨量2180毫米，年最小降雨量899.8毫米，日最大降雨量241.8毫米（1994年7月12日）。

1.2 矿床地质

1.2.1 矿体规模、形态

矿区主要由厚约800m的三叠系中统白云岩(或灰质白云岩)、中统灰岩以及下统大冶灰岩、上部厚层灰岩夹白云质灰岩组成,局部见二叠系下统茅口灰岩出露。

目前露天采场开采的是I号矿体,产于花岗闪长斑岩与嘉陵江白云岩、灰岩及上部大冶灰岩接触部位,沿岩体四周在平面上作环状分布,往深部则随岩体产状向南东呈筒状延深,倾角陡,矿体随接触带弯曲,局部呈S形,矿体走向2100m,延深300~500m,厚度l~30m,倾角30°~ 70°,平均品位0.93%。

图1-3 铜山口铜矿7线剖面图

区内矿石主要为透辉石矽卡岩、拓榴子石矽卡岩、矽卡岩化白云岩和大理岩,围岩主要为花岗闪长斑岩、矽卡岩化白云岩和大理岩。

1.2.2 矿石质量特征

铜矿石主要矿石矿物为黄铜矿。矿石中矿物成分见表1—1。

表格1-1 矿石矿物成分表

一、Ⅰ号矿体

产于花岗闪长斑岩岩株与碳酸盐岩层接触带中，是受岩株控制的“筒形”矿体。矿体随接触带弯曲，局部呈S形。矿体周边长2100米，倾向延伸300—500米；厚度10—30米，最大60米。

Ⅰ号矿体开采部位主要为“筒形”矿体中东部，其开采标高最深东南部 26米、南部在 38米，北部在14米，东北部在 6米。

图1-4 铜矿区Ⅰ号矿体东段纵投影图

在采场中，南部矿体分布在23-30线间，走向近东西，呈不规则长条形，长约400米,工业矿体宽3-60米.低品位矿石宽2-120米。倾向南，倾角40度左右。工业矿体连续性较差,沿走向和倾向均有低品位矿石和夹石分隔。24线CK28孔勘探时圈定为工业矿体的矿层经开采分割后，保有的部分为低品位矿石，导致工业矿体沿走向中断。

矿体穿越23线后于15线南转折为南北走向直至12线北，长约180米，由于处于转折部位，矿体基本水平，呈不规则多角面状，工业矿体宽10-100米。在24线附近，有平行呈南北向的月牙形矿体，低品位矿石分别于工业矿体边部或端部。晚期岩脉的穿插，在12线附近，Ⅰ号矿体被分割南北两部分。

北部矿体分布在22-32线间，27线以西走向近东西，倾向南，倾角35-50度，26线-22线间走向为北西-南东向，倾向南西，倾角40-60度，采坑中7-8线矿体倾向西,倾角35-55度,呈近似平行的两个矿体在25-24线间相连。10-11线矿体则倾向东,倾角15-40度。11线以南的24-23线-22线间，倾向北，倾角65-78度。工业矿体连续性较好，没有由于分割造成工业矿体成为低品位矿石的现象，矿体长900米，宽1-75米。矿体仅在24-23线附近、24-23线-23线间和22线以东外侧见有低品位矿石。

自闭坑报告（2000年）以来，矿山未作任何生产勘探工作，更没有重新圈定矿体,浅部矿体的控制程度、形态、产状及矿石质量与闭坑报告相比总体没有太大变化，7-11线的0米标高以上用25-50×25-50米的网度探求111b基础储量，其它均用100×100米的网度探求122b基础储量。

总之，开采矿体位于32线以东的自南向北 38米～ 6米标高以上。总共开采铜矿石量9126千吨，铜金属量82263吨，铜平均品位0.90%。

深部详查主要对23线南段以东的深部进行工作，此段Ⅰ号矿体分布在负121-负478标高间，为浅部“筒状”矿体向南东深部开口的南翼部分，剖面矿体形态呈“马鞍状”起伏的似层状分布在接触带及其附近。

对于28线北段以东负200米以下的工作，此段Ⅰ号矿体分布在负200-负543标高间，为浅部“筒状”矿体向南东深部开口的北翼部分，剖面矿体形态呈似层状或“S”形分布在接触带及其附近。矿体总体走向为北东东向，倾向南东，倾角50度-85度，矿体走向长度自26线向东延伸650米，在20线至19线间还没尖灭（19线见矿孔偏离勘探线）。控制斜深120-300米，26线向下矿体变薄，以致达不到可采厚度，23线“S”形下端尖灭，其他剖面均未完全控制。该段矿体单层厚度一般2-9米，最厚为19.22米，沿走向倾向均有分支复合现象，26线上部为一层，向下分支为2层，22-24为一层，21线有3层，20则为2层。单层间隔3-15米。

两次详查增加的矿体形态，剖面上呈似层状、马鞍状，22线以东，南北矿体呈“八”字形分别向南北倾斜，倾角30-78度。中深部变成近于直立，深部转为向南倾斜。两次详查增加资源储量的地段在19-28线间的-200米标高以下，增加332 333铜矿石量2037千吨，铜金属量21655吨。

保有矿体位于 6- 110米标高以下至-543米间，整体形态为筒状，平面上成环形，东西从19线-34线间，南北从菜园山-5线间，环形中间为花岗闪长斑岩岩株体，环形外缘为三叠系蚀变的碳酸盐岩。剖面上多呈似层状，部分呈马鞍状，局部地段呈囊状或“S”形。矿体一般厚1.00-25.22米，最厚可达44米。铜含量0.30-2.97%。总体产状倾向南东，倾角30-78度。

按矿种分为：铜矿石、钼矿石。由于勘探阶段将铜山口确定为铜矿床，因而仅将铜矿体进行了矿体编号，矿体中的钼矿资源储量随同主元素铜作为伴生钼一并计算，单一的钼矿体则单独计算而没有编号。钼矿至今没有利用，

矿石按品位分为：铜（钼）矿石、低品位铜（钼）矿石。各矿体中两种类型的铜（钼）矿石均有。

第2章 露天开采境界

2.1矿床开采方法的选择

铜矿开采对象选取品位0.56%以上的含铜矿物，品位0.56%以下的含铜矿物作为废石处理。铜山口铜矿体具有大规模、品位中等的特点。只有大规模的露天开采设计，才能充分的利用铜矿选冶成本低的优势，充分回收低品位铜矿石资源、降低成本、增加产量。故此次毕业设计确定铜矿矿体在经济合理、技术可行的情况下，尽可能的采用露天方式开采。铜矿开采境界经济参数见表2—1。

表2—1 铜矿开采境界经济参数表

2.2 露天采场境界的确定

2.2.1境界确定的主要因素

影响开采境界的最终确定主要有以下几个因素，在设计中要充分考虑：

（1）矿体埋藏赋存条件、矿石围岩性质、地形特征及水文地质条件；