东萨马121铬铁矿矿区露天开采规划 108314.docx
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东萨马121铬铁矿矿区露天开采规划108314
东萨马121铬铁矿矿区的露天开采规划模型
（2010-09-16）
1．矿区概述
东萨马APSA-000121-VIII矿区（以下简称121-VIII矿区）总面积为20.76684平方公里,整个矿区为较规则梯形投影面积,南北平均宽4.5公里,东西平均长4.5公里,南部矿区边界靠近海边约100米处,矿区内和附近有三个小村落,也有个别当地人在矿区深处搭草棚居住,矿区中心距最近的地级镇GUIUAN约20公里。
地质报告及水文地质资料缺乏，供电缺乏，交通简陋，大规模市场供应缺乏，开采设备维护配套供应条件极差。
2．121-VIII矿区开采技术条件：
由于整个矿区被热带植物覆盖,有芭蕉和椰子树以及茂密的灌木丛林，采矿前的灌木丛林清理工作非常困难和复杂，清理完灌木林树根后可露天挖掘铲装运输，没有大量剥离量。
但是含矿砂粘土的有效面积肯定要小于总矿区面积（具体数据待地质报告提供）。
原因如下：
1 含矿层厚度普遍较薄而且变化不定，丛林的灌木树根也基本在此深度，并占据大部分土层空间，以及在清理过程中可带走大量的含矿土量，造成含矿土量的损失和贫化；（如下图）
2 矿区内小村落和民房，开采必须有一定安全距离；（如下图）
3 矿区现场内有三条较大横跨矿区的沟壑，宽约2~6米，深约1~2.5米；此处没有含矿带（地质人员提供）；（如下图）
4 矿层厚度不稳定，平均矿层薄，此矿区适合露天开采，实际上也正在采用露天开采方式，但在挖掘和铲装过程中很容易造成贫化损失率加大；（如下图）
5 原矿主巳开采两年多,主要是个体的乱挖滥采式的破坡性开采方式（如下现场照片）;
3．露天矿山开采系统规范化设计简介：
露天矿开采系统设计主要包括地质矿床模型、开采工艺系统模型、工艺环节及设备匹配模型、采矿方法模型和经济技术评价模型等。
地质矿床模型：
根据地质报告资料确定：
开采工艺系统模型：
选择可行的工艺系统,依据地质报告中提供的地形、生产规模、矿岩性质、赋存条件、矿场尺寸、气候等6个方面的17项指标进行决策分析,确定可行的开采工艺形式。
工艺环节及设备匹配模型：
在可行的开采工艺系统确定后,即可确定其组成环节,并匹配采运排环节的主要工艺设备。
开采方法模型：
针对所选择的主要工艺系统及设备,根据地质报告提供的资料和地形地貌图，通过计算机模拟物料的开采发展过程,计算矿土量、运输距离、设备数量等。
综合评价模型：
通过投资、经营费用估算和经济技术评价,确定开采工艺系统和设备。
4．121-VIII设计开采规模：
年产60万吨黑精粉砂（含42--44%铬砂），详细请看下表
根据年产60万吨精铬铁矿粉反算矿区开采指标
矿体和工作日有关参数指标
项目
单位
数量
备注
年产铬铁矿精粉量
吨
600000
60万吨
品位（淘洗率）
%
11
参照当地人数据
矿砂土松散系统
1.6
经验测定
运输不均匀系数
1.1
经验值
含矿粘砂土年运输量
吨
9600000
960万吨
含矿粘土比重
吨/立方米
1.5
测定值
含矿粘砂土年运输量
立方米
6400000
640万立方米
年工作日数
天
330
平均日开采运输量
吨
29091
开采运输到选厂
由于选矿方案未定,暂定以上开采指标
5．121-VIII矿区地质矿床模型：
根据地质报告资料确定：
6．121-VIII矿区开采工艺系统模型：
露天开采工艺系统
根据地质勘查公司现场观察：
121-VIII矿区露天矿的地表为冲积层黄土覆盖,区内冲沟发育,较大的沟谷有三个以上,它们有的已直接出露基岩,土岩分界线、矿土底板与岩石的接触线起伏较大。
因此,矿砂土和上下部台阶不稳定、不连续,对设备作业有一定的影响。
在121-VIII矿区露天矿的开采中,矿土较松软,无需爆破可直接采装、运输。
因此,而单斗铲一装载仓一胶带一排土机工艺因采区地表复杂,不宜使用。
与上述工艺特点相反,单斗一汽车工艺由于其机动灵活,适应性强而作为首采区矿砂土开采的最佳工艺。
在上述特点条件下,采用单斗铲一汽车工艺无疑是比较理想的。
其运距近,运营费用低,对路面起伏适应强,也有利于及时揭露矿,是首先应该考虑的方案。
6．121-VIII矿区工艺环节及设备匹配模型：
1 露天矿常用的运输方式
大中型露天矿，主要采用以下几种运输方式，即自卸汽车运输、胶带运输机运输。
上述各种运输方式中，以自卸汽车运输应用最为广泛。
为了充分发挥汽车与挖掘机的综合效率，汽车车箱容量与挖掘机的斗容量之比，一般取3--6，最大不要超过7--8。
2 矿用自卸汽车:
露天矿用自卸汽车要求载重量大、爬坡能力强，机动灵活，运行速度快，卸载简便，性能完好，并且能耗较低,一般来说，运量大、汽车载重量大、使用时间长的干线公路应选用高级路面；移动线公路，可就地采用矿岩碎石做路面；若移动线公路位于土壤及风化软弱岩石上部时，可采用装配式预应力混凝土路面。
汽车运输坡度多为8%,少数为10-12%,单程运距3-4公里,汽车平均经济合理运距是1-2KM，载重下坡更经济。
根据经验值：
载重25吨汽车，运距在1--2公里内汽车生产能力为14--24万吨/台年不等。
载重27--32吨汽车年运量为170--900万吨不等。
自卸汽车运输能力及需要量确定：
A=（60qT/t）K1η,t/台班
3 单斗挖机铲装:
我国露天矿一般使用1--4米3”电铲,台年效率100--120万吨。
电铲使用简单，维护方便。
但需要高压电源以及配套电缆和电气柜，在此动力电源不足，不能使用电铲，只能使用液压铲。
液压铲主要用于表土剥离、松软矿石挖掘。
但是设备复杂,维修量大而且困难，经验数值：
单台挖机装载效率在铲斗为3米3，45万吨/台年，作业效率58%，
单斗挖掘机的实际生产能力为：
Qw=60ETηKH/Kpt（m3/台班）
缩短挖掘机工作循环时间，提高满斗系数挖掘机工作循环时间是由挖掘、重斗转向卸载点、铲斗对位和卸载以及空斗转回工作面至挖掘点这四个工序组成,工作循环时间长短，主要取决于司机的操作技术水平、矿料堆积质量和车辆停放的位置。
7．121-VIII矿区开采境界圈定参数
根据地质报告资料确定
8．121-VIII矿区工作制度:
根据矿区气候条件以及矿山多年的生产特点，确定矿山工作制度为：
年工作330d，每天2班，每班8h。
（设备每班有效时间是6.4小时）;
9．121-VIII矿区开采设备计算表
年产60万吨精粉矿所需汽车数量计算表
项目
单位
数量
备注
年运量
万吨/年
960
年处理松散量
年工作天数
天
330
日工作班数
班
2
班运量
吨/班
14545
平均运距
Km
4
循环运距
汽车平均往返速度
Km/h
20
汽车往返运输时间
S
720
装车等待时间
S
180
等,调,卸车时间
S
240
一次运行总时间
S
1140
班纯作业时间
S
23040
6.4h
每班汽车运行次数
次
20
单车
汽车载重量
t
30
单车27吨超载
每车台班实际运量
吨/班
606
计算所需汽车数量
台
24
每班
汽车在册数量（*1.3）
台
31
考虑维护时间
年产60万吨精粉矿所需挖机数量计算表
项目
单位
数量
备注
班汽车出勤数量
辆
24
上表计算结果
每台挖机配套车辆数
辆
6
根据经验值和运距
所需挖机数
台
4
挖机斗容2-3m3
所需推土机数
台
3
每二台挖机配一台
所需铲车数
台
3
每二台挖机配一台
在册机械数量
台
各加一台
考虑维护时间
配套推土机和铲车理由为:
矿土层薄,地形不平坦,机械效率低
10．121-VIII矿区开采方法模型
1）开采方法选择：
根据矿山生产规模及矿体赋存条件，矿山开采有以下二个方案：
方案一：
选厂位置在矿区中部:
以选厂位置为中心,采矿区域分为四个区域,各设通往选厂堆场的主要运输公路一条,采矿先从低区域开始,采后的采空区可为选厂的尾矿排放提供空间,这样兼顾到了环境保护和采后覆土,覆盖后的区域可做为其他综合利用.开采方法选为推土机清理灌木树根和推拢矿土,然后用铲车装载自卸汽车.公里运输到选厂原料堆场堆放,选厂原料堆场可用铲车加运输皮带送矿土到重洗矿仓内进行重选,精矿粉均用皮带或汽车运输至矿区内部尾矿堆场或外部精矿堆场,矿区由四个相对独立的区域组成，南部为上坡运输,相对高差不大。
适宜采用公路开拓、汽车运输系统。
该方案的主要优点：
矿山初期运距较短（以选厂为中心向外采矿）、最终运输距离也在汽车合理运距范围内。
采区各运输系统可不相互干扰，选厂南部两个采矿区域为重车上坡运输，选厂北部两个区域为重车下坡运输。
清理灌木工作面可分散布置，只要设备跟上，可以满足选厂的处理能力的要求,选厂泥浆水的沉降池直接建在采空区域内,沉满后可另挖一个沉降池,不增加尾矿排放费用。
年经营费用低：
缺点：
选厂在矿区中心，取水需要打井，取水量直接影响选厂处理能力。
选厂在矿区内需要占用矿区面积。
方案二：
选厂位置在矿区南部:
以选厂矿土堆场位置为运输卸载点,采区可分为两个大区域,建一条南北通行的主干道,采矿顺序可从南往北也可南北同时进行,主要应当考虑选厂的尾矿排放空间,矿山采用公路开拓、汽车运输方案。
该方案的优点：
分东、西采场的初期开拓,运输系统简单，投资较少。
另外由于选厂离海近，取水十分方便。
选厂可设在矿区外围，不占用矿区面积，所有重车均为下坡运输，可节省运输成本。
采场也沿主干公里分成多个区域进行灌林清理工作和开采工作，相互可不受影响。
缺点：
随着采矿空间延伸，主干道运输公路需要继续延伸到选厂运距变长，超出汽车合理运距范围，运输成本增加。
另外仅一条运输主干道,道路运输压力较大,道路维护费用较高。
选厂建在下坡方向需要进行防洪措施,还有选厂尾矿粉排放运输不利,随采矿深入需要上坡运输排放尾矿,选厂离海边较近,尾矿污染海边的可能性增大,选厂必须建沉降池,沉降池满需要考虑排放问题。
以上两个方案的主要差别在于选厂位置涉及到矿土量运输系统,共同点为清理后的灌林树根均需要进一步处理。
本人倾向用第二个方案，理由是选厂位置在矿区范围外，不影响采矿，选厂建设和采矿准备可同时进行，虽然运输距离不在汽车合理运输距离内，但基本上是重车下坡较多。
第一个方案必须采矿准备先行给选厂准备出一定范围的位置空间，选厂不能先行建设。
选厂选型与建设必须由选矿专家来定夺。
此方案仅供参考。
2）开采方法工艺流程：
根据矿山地形、地质条件，矿体为单一层厚，本矿山采矿方法为单层分区域台阶式采矿方法，采矿工作面液压挖掘机／轮式装载机／推土机推通开采区道路,推土机／轮式装载机或挖掘机直接铲装矿粘土到自卸汽车→矿用自卸汽车沿主干道运输到选厂原料堆场
最小铲装工作平台宽度必须大于35米（或不能小于铲和汽车安全工作回转半径）。
分区内开采示意图如下：
分区开采时，露天矿的工作线围绕矿区主干道某个点，通常是干道线路与平台工作面线路的连接点移动，从图中可以看出，工作台阶也可以由一组（两台）挖掘机进行采掘，它们可以在同一个台阶上作业，也可以上下两个台阶同时作业，一前一后，互相间隔一定的距离，并作同向采掘，也可以从端帮向中央作对向采掘,这样就避免了工作线上每个点的推进速度是不同的。
采区的合理长度主要与地形条件和挖掘机的规格及工作线的推进速度等有关。
采用斗容3m3的挖掘机，采区长度为350--400m，因为履带式挖机应避免频繁来回移动。
为安全起见，采区平台高度不得高于12米，或根据挖机最大斗高确定。
最佳挖掘高度应为8米左右（经验值），具体平台高度应按照地质报告资料和地形面貌图确定。
11．121-VIII矿区经济技术评价模型
成本构成估算表
项目
单位
数量
费率（元/吨）RMB
备注
年采出矿量
吨/年
9600000
960万吨
铲装费
元
14880000
1.55
根据经验值
运输费
元
19200000
2
根据经验值
推通费
元
96000
0.01
根据经验值
采矿成本小计（元）
34176000
上面三项相加
根据经验值
制造费用小计（元）
14592000
0.76
根据经验值
年综合成本（元）
48768000
单位出矿成本（元/吨）
3.56
单位综合成本（元/吨）
5.08
制造费用合成
工资
地质资料缺乏,所有开采设计均建立在以下假定上
福利费
办公费
办公费低可不计
修理费
地表植被清理费用不计。
机物料消耗
道路维护费用低。
差旅费
不计
折旧费
开采区域矿体厚度均匀，平均在6米左右。
机械作业费
地质水文条件良好,设备效率发挥良好。
安全措施费
没有夹层砾石,碎屑石尺寸和含量可忽略，
杂工费
矿底板为单一缓坡，是理想露天开采矿区
其他费用
没有爆破作业量。
矿山主要机械总投资估算表（RMB）
项目名称
单位
运输量
台造价
（万元）
费用
（万元）
设备制式
备注
年运量
万吨/年
960
粘土松散量
挖机
台
5
70
350
日本二手
3m³（在册数）
推土机
台
4
35
140
日本二手
320KW（在册数）
铲车
台
4
35
140
日本二手
3m³（在册数）
汽车
辆
31
50
1550
日本二手
载重量27-30吨
设备总费用（万元）
2180
日本二手
配件工具配套费用（万元）
合计（万元）
600
2780
日本二手
以上二手设备单价仅凭个别人口头提供,本人并没有进行市场调查.肯定有出入仅供参考
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