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1、2024/8/21第第3 3章章 露天矿运输露天矿运输Chapter 3 Surface Transportation 露天矿露天矿(内部内部)运输运输(系统系统)的任务：的任务： 矿石矿石选矿厂，破碎站，储矿场选矿厂，破碎站，储矿场 岩土岩土排土场排土场 人员人员/设备设备/材料材料作业地点作业地点露天矿采用的运输方式：露天矿采用的运输方式： (自卸自卸)汽车运输：汽车运输：国内外广泛应用国内外广泛应用 铁路运输：铁路运输：国内占较大比重国内占较大比重,用于凹矿浅部用于凹矿浅部/地面地面 胶带运输胶带运输 斜坡道提升机运输斜坡道提升机运输 重力运输重力运输 联合运输联合运输汽车汽车/铁路，汽
2、车铁路，汽车/胶带，汽车胶带，汽车/溜井溜井(槽槽)2024/8/22金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输本章内容：本章内容： 1. 汽车运输；汽车运输； 2. 铁路运输；铁路运输； 3. 胶带运输；胶带运输； 4. 联合运输联合运输2024/8/23金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输露天矿运输从管辖范围上分为：露天矿运输从管辖范围上分为： 露天矿内部运输系统露天矿内部运输系统 矿岩矿岩受料地点，辅助物料受料地点，辅助物料露天采场露天采场 矿山管辖的运输线路矿山管辖的运输线路 露天矿外部运输系统露天矿外部运输系统 选矿厂选矿厂/储矿
3、仓储矿仓用户用户 国家行政部门管辖的运输线路国家行政部门管辖的运输线路露天矿运输的特点露天矿运输的特点(见见P61)露天矿运输的基本要求：露天矿运输的基本要求： (1) 运距最短；运距最短； (2) 运输线路尽量固定，移动设备重量最小；运输线路尽量固定，移动设备重量最小； (3) 采用简单的运输方式和较少的运输设备类型；采用简单的运输方式和较少的运输设备类型； (4) 运输设备容积运输设备容积/强度要与采装卸设备、矿岩适应强度要与采装卸设备、矿岩适应; (5) 所选用的运输方式工作可靠、连续性好；所选用的运输方式工作可靠、连续性好； (6) 运输方式应保证工作安全且采矿成本最低运输方式应保证工
4、作安全且采矿成本最低2024/8/24第一节汽车运输第一节汽车运输汽车运输：汽车运输：即可单一运输，又可组成联合运输露天方式即可单一运输，又可组成联合运输露天方式汽车运输的优点：汽车运输的优点： (1) 机动灵活，调运方便，特别适于复杂地形条件机动灵活，调运方便，特别适于复杂地形条件 (2) 爬坡能力强，缩短运距，基建速度快爬坡能力强，缩短运距，基建速度快/工程量小工程量小 (3) 运输组织简单，可简化开采工艺，提高采掘效率运输组织简单，可简化开采工艺，提高采掘效率 (4) 便于采用近距离分散排土场便于采用近距离分散排土场/高段排土场，高段排土场， 减少排土用地或提高排土效率减少排土用地或提高
5、排土效率 (5) 道路修筑和养护简单道路修筑和养护简单汽车运输的缺点：汽车运输的缺点： (1) 吨公路运费高，汽车维修和养护工作量大吨公路运费高，汽车维修和养护工作量大 (2) 受气候影响较大，雨雾冰雪天气行车困难受气候影响较大，雨雾冰雪天气行车困难 (3) 对于深凹露天矿，易造成坑内空气污染对于深凹露天矿，易造成坑内空气污染金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/251. 矿用汽车类型矿用汽车类型 汽车类型：汽车类型： 载重汽车：牵引功率大，爬坡能力强，机动灵活载重汽车：牵引功率大，爬坡能力强，机动灵活 自卸式汽车，电动轮汽车自卸式汽车，电动轮汽车 汽
6、车载重：汽车载重： 运距运距11.5km，合理合理 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输容积比容积比=汽车车厢容积汽车车厢容积电铲铲斗容积电铲铲斗容积461=2024/8/261. 矿用汽车类型矿用汽车类型金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输P732024/8/272. 矿山公路分类及技术等级矿山公路分类及技术等级 矿山运输公路的特点：矿山运输公路的特点： 断面形状复杂；断面形状复杂； 线路坡度大；线路坡度大； 曲线半径小；曲线半径小； 运量和行使车辆载重量大；运量和行使车辆载重量大； 相对服务年限短相对服务年限短 对矿山公路的基本要
7、求：对矿山公路的基本要求： 结构简单；具有相当的坚固性和耐磨性结构简单；具有相当的坚固性和耐磨性 矿山公路分类：矿山公路分类： 按用途分为：按用途分为： 运营型：运营型：辅助公路辅助公路 生产型：生产型：开采过程中用作矿岩运输的公路开采过程中用作矿岩运输的公路金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/282. 矿山公路分类及技术等级矿山公路分类及技术等级 按公路性质按公路性质/所在位置分为：所在位置分为： 运输干线：运输干线：出入沟出入沟卸矿点，排土场的公路卸矿点，排土场的公路 运输支线：运输支线：各开采水平运输干线连接公路，各开采水平运输干线连接公路，
8、各排土水平运输干线连接公路各排土水平运输干线连接公路 辅助公路：辅助公路：通往分散布置的辅助性设施的路通往分散布置的辅助性设施的路 按服务年限分为：按服务年限分为： 固定公路：固定公路：出入沟出入沟地表永久性公路，地表永久性公路，3a 半固定公路：半固定公路：通往工作面通往工作面/排土场作业线的公路排土场作业线的公路 13a 临时临时/移动公路：移动公路：采掘工作面采掘工作面/排土线的公路，排土线的公路， 56km)的露天矿的露天矿 及矿山专用线路及矿山专用线路 趋势：趋势： 粘重粘重150t电机车和电机车和100200t自翻矿车自翻矿车 常用大载重准轨自翻矿车型号：常用大载重准轨自翻矿车型号
9、： KF-60、KF-65、KF-70、KF-100金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2422. 应用及其发展趋势应用及其发展趋势 趋势：趋势： 粘重粘重150t电机车和电机车和100200t自翻矿车自翻矿车 10000V交流电机车和交流电机车和3000V/1500A直流电机车直流电机车 电动轮自翻车牵引机组电动轮自翻车牵引机组 内燃机车用燃气轮机代替柴油机内燃机车用燃气轮机代替柴油机 线路工程全盘机械化线路工程全盘机械化 实现机车遥控和运输系统自动化实现机车遥控和运输系统自动化3. 牵引方式电机车牵引方式电机车&内燃机车内燃机车 电机车：电机车：
10、直流工矿架线电机车，采用直流架线式电机车：直流工矿架线电机车，采用直流架线式电机车： ZG80-1500、ZG100-1500、ZG150-1500 交流工矿架线电机车交流工矿架线电机车(600010000V) 内燃机车：内燃机车：三种传动方式三种传动方式(机械，液压，电力机械，液压，电力) 常用电力传动内燃机车常用电力传动内燃机车(柴油电力机车柴油电力机车)金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2434. 线路技术等级线路技术等级 线路分类：线路分类： 标准轨：标准轨：1435mm，大型露天矿，大型露天矿 窄窄 轨：小型露天矿轨：小型露天矿 600m
11、m，750mm，762mm，900mm 三类矿用铁路：三类矿用铁路： 固定线路，半固定线路，移动线路固定线路，半固定线路，移动线路 技术等级：技术等级：依据单线重车方向年运量划分等级依据单线重车方向年运量划分等级/标准标准 固定线路分为三级：固定线路分为三级： 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2444. 铁路运输线路铺设铁路运输线路铺设(P83) 道床的横断面：道床宽度，道床厚度，道床边坡道床的横断面：道床宽度，道床厚度，道床边坡金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输线路等级线路等级普通土路基普通土路基(m)路基：岩石
12、路基：岩石 碎石碎石 卵石卵石 砾石砾石 粗砂粗砂 中砂中砂钢筋混凝土轨枕钢筋混凝土轨枕(m)木枕木枕(m)0.350.300.250.200.250.200.200.200.250.200.150.15道床厚度道床厚度2024/8/2454. 铁路运输线路铺设铁路运输线路铺设 线路纵坡：线路纵坡：金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输限制坡度：限制坡度： 在一定牵引重量条件下列车以最低速度运行所能爬在一定牵引重量条件下列车以最低速度运行所能爬过的最大坡度，纵断面设计要采用较长的坡段过的最大坡度，纵断面设计要采用较长的坡段 准轨准轨Lmin=140200m，窄轨，窄
13、轨Lmin Lmax列车列车线路纵断面连接：线路纵断面连接： 变坡点要设置竖曲线变坡点要设置竖曲线 竖曲线半径：竖曲线半径： 固定线路大于固定线路大于2000m 半固定和移动线路大于半固定和移动线路大于1000m2024/8/2464. 铁路运输线路铺设铁路运输线路铺设 线路定线：线路定线： 在地形平面图上标出线路中心线位置在地形平面图上标出线路中心线位置 线路合理空间位置确定的原则：线路合理空间位置确定的原则： 满足开采工艺要求满足开采工艺要求 同总平面布置协调一致同总平面布置协调一致 平纵断面设计符合规范与规程规定平纵断面设计符合规范与规程规定 矿岩运距短，车站分布合理矿岩运距短，车站分布
14、合理 土石方工程量少，综合经济效益高土石方工程量少，综合经济效益高 定线方法和步骤见定线方法和步骤见P90金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2474. 铁路运输线路铺设铁路运输线路铺设 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2484. 铁路运输线路铺设铁路运输线路铺设 山坡采场及地面干线的定线山坡采场及地面干线的定线 自由导线地段：没有高程障碍，要绕避平面障碍自由导线地段：没有高程障碍，要绕避平面障碍 紧坡导线地段：紧坡导线地段：明显的高程障碍，需延长线路明显的高程障碍，需延长线路 定线方法绘制导向线定线方
15、法绘制导向线金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2495. 列车运输能力列车运输能力 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输列车运输能力计算列车运输能力计算:(P98)同时工作的列车数同时工作的列车数:2024/8/250第三节第三节 胶带运输胶带运输1. 胶带运输特点胶带运输特点连续式运输方式连续式运输方式 优点：优点：(1) 运输能力大：带宽运输能力大：带宽1.82.0m准轨准轨 (2) 爬坡能力强：爬坡能力强：i=(18o20o)(35o40o)， 易于实现自动控制，提高劳动生产力易于实现自动控制，提高劳动生产力 (
16、3) 运距短：比汽车缩短运距短：比汽车缩短70%，火车：，火车：82% (4) 运输成本低，经济效益好：运输成本低，经济效益好：50%60%汽车汽车 缺点：缺点：(1) 投资较大投资较大 (2) 对运输物料的特性对运输物料的特性(硬度硬度 磨蚀性磨蚀性 粘结性粘结性) 和块度要求严格和块度要求严格 (3) 受到气候影响较大受到气候影响较大2. 应用及其发展趋势应用及其发展趋势 应用：应用：单一运输，形成连续运输工艺疏松岩石单一运输，形成连续运输工艺疏松岩石 联合运输，形成半连续运输工艺坚硬岩石联合运输，形成半连续运输工艺坚硬岩石金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输
17、2024/8/2512. 应用及其发展趋势应用及其发展趋势类型，规格，性能类型，规格，性能 趋势：趋势： 带宽带宽2m，带速，带速3m/s，则，则1h运量运量10000t 带宽带宽3.2m，带速，带速5.2m/s，则，则1h运量运量30000t 夹心钢绳胶带抗拉强度达夹心钢绳胶带抗拉强度达1000MPa以上以上 采用多驱动装置，单机长度达采用多驱动装置，单机长度达15km 大型运输机：可弯曲，运输大块硬岩大型运输机：可弯曲，运输大块硬岩 高倾角高倾角i=(18o20o)(35o40o)3. 胶带运输机的主要类型胶带运输机的主要类型 矿用胶带从结构上分为：矿用胶带从结构上分为： 普通胶带运输机：
18、普通胶带运输机： 胶带，托辊，支架，驱动装置，拉紧装置胶带，托辊，支架，驱动装置，拉紧装置金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2523. 胶带运输机的主要类型胶带运输机的主要类型 矿用胶带从结构上分为：矿用胶带从结构上分为： 普通胶带运输机普通胶带运输机 胶带，托辊，支架，驱动装置，拉紧装置胶带，托辊，支架，驱动装置，拉紧装置金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2533. 胶带运输机的主要类型胶带运输机的主要类型 矿用胶带从结构上分为：矿用胶带从结构上分为： 钢绳牵引式运输机钢绳牵引式运输机 牵引钢丝绳牵引
19、钢丝绳(2根根) 承载胶带承载胶带 托辊与支架，驱动拉近装载卸载装置托辊与支架，驱动拉近装载卸载装置 移置式带式运输机移置式带式运输机金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输摩擦力摩擦力拖动胶带运行拖动胶带运行2024/8/2543. 胶带运输机的主要类型胶带运输机的主要类型 矿用胶带从结构上分为：矿用胶带从结构上分为： 钢绳牵引式运输机钢绳牵引式运输机 牵引钢丝绳牵引钢丝绳(2根根) 承载胶带承载胶带 托辊与支架，驱动拉近装载卸载装置托辊与支架，驱动拉近装载卸载装置 移置式带式运输机移置式带式运输机 矿用胶带机从功能上分为：矿用胶带机从功能上分为： 移动式：工作面移
20、动式：工作面废石场废石场 半固定式：转载与集载半固定式：转载与集载 固定式：提升，运输，选矿厂，废石场固定式：提升，运输，选矿厂，废石场金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输摩擦力摩擦力拖动胶带运行拖动胶带运行2024/8/2554. 胶带运输机参数和类型选择胶带运输机参数和类型选择 矿用胶带运输机参数：矿用胶带运输机参数： 胶带宽度：胶带宽度：6003200mm， 取决于生产能力，带速，矿岩块度取决于生产能力，带速，矿岩块度 固定式运输机带宽：固定式运输机带宽：金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2564. 胶带运输机参
21、数和类型选择胶带运输机参数和类型选择 矿用胶带运输机参数：矿用胶带运输机参数： 带速：带速：0.77.2m/s， 应考虑：物料特性，带宽，转载点设备条件应考虑：物料特性，带宽，转载点设备条件 固定式运输机带速：固定式运输机带速：金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2574. 胶带运输机参数和类型选择胶带运输机参数和类型选择 矿用胶带运输机参数：矿用胶带运输机参数： 倾角：允许的提升与下放角度，取决于岩性倾角：允许的提升与下放角度，取决于岩性 提升角提升角 移动式运输机：移动式运输机：imax=20o30o 运送破碎矿岩：运送破碎矿岩：imax=16o
22、18o 圆形物料圆形物料(砾石砾石)：imax=13o15o 下放角下放角 最大倾角比允许提升角小最大倾角比允许提升角小2o3o 运距和运量：取决于胶带类型运距和运量：取决于胶带类型 运量小运量小&运距运距200300m：普通胶带普通胶带 运量运量1500m3/h&运距运距1.5km&固定式：固定式：钢绳牵引胶带钢绳牵引胶带 运量大运量大&运距长运距长&物料坚硬：物料坚硬：夹钢绳芯胶带夹钢绳芯胶带金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2584. 胶带运输机参数和类型选择胶带运输机参数和类型选择 矿用胶带运输机选择：矿用胶带运输机选择：金属矿床露天开采金
23、属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输5. 胶带运输机主要技术参数计算胶带运输机主要技术参数计算 胶带宽度胶带宽度 牵引钢丝绳单位长度重量牵引钢丝绳单位长度重量 牵引力及电机功率直牵引力及电机功率直/曲线段运行阻力曲线段运行阻力 2024/8/2596. 胶带运输生产能力胶带运输生产能力 取决因素：带宽，物料断面积形状，带速，取决因素：带宽，物料断面积形状，带速， 物料运送难度，装载均匀程度物料运送难度，装载均匀程度金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/260第四节第四节 联合运输联合运输1. 联合运输的特点和使用条件联合运输的特点和使用条件
24、 联合运输：联合运输：采掘工作面采掘工作面卸载点卸载点/排土场内部运输系统排土场内部运输系统 是指由两种及两种以上的运输方式分别完成不是指由两种及两种以上的运输方式分别完成不 同区段的运输，同区段的运输， 此外还包括不能独立完成运输任务的运输方此外还包括不能独立完成运输任务的运输方 式，如溜井运输、斜坡道提升运输式，如溜井运输、斜坡道提升运输 分为三个阶段：分为三个阶段： 工作面运输，克服高程的运输，地面运输工作面运输，克服高程的运输，地面运输 优点：优点：根据矿体赋存状态、地形条件等，根据矿体赋存状态、地形条件等， 采用联合运输，可充分发挥各运输方式优势，采用联合运输，可充分发挥各运输方式优
25、势， 获取更大经济效益获取更大经济效益 缺点：缺点：增加运输环节，运输工艺复杂化增加运输环节，运输工艺复杂化金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2612. 平硐溜井运输平硐溜井运输 应用：应用：山坡露天矿，作用溜放矿石山坡露天矿，作用溜放矿石 运输工艺：运输工艺：金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输汽汽 车车胶胶 带带矿车列车矿车列车采场内采场内矿矿 石石汽汽 车车其他方式其他方式卸矿平台卸矿平台溜溜 槽槽溜溜 井井漏漏 斗斗矿矿 仓仓选选 场场平平 硐硐2024/8/2623. 设有溜槽的平硐溜井结构图设有溜槽的平硐溜
26、井结构图金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2633. 设有溜槽的平硐溜井结构图设有溜槽的平硐溜井结构图 溜井结构要素溜井结构要素 溜井倾角溜井倾角 垂直溜井：优先选用垂直溜井：优先选用 斜溜井：避开软弱岩层斜溜井：避开软弱岩层 60o70o 溜槽倾角：溜槽倾角：42o55o 溜井深度溜井深度 取决于矿岩性质，使用取决于矿岩性质，使用&施工方法施工方法 通过式溜井：通过式溜井： 300m 储矿式溜井：储矿式溜井：600m 溜槽落差：溜槽落差： 200m金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2643. 设有溜槽
27、的平硐溜井结构图设有溜槽的平硐溜井结构图 溜井结构要素溜井结构要素 溜井断面形状及尺寸溜井断面形状及尺寸 溜槽：梯形，上宽下窄溜槽：梯形，上宽下窄 Bd,min=3Rmax 2m 起始点槽深起始点槽深 2.5m3m 槽深增加槽深增加1m/延长延长1230m arctanf+(2o3o)45o，45o60o，60o80o 垂直溜井：断面圆形垂直溜井：断面圆形 斜溜井：断面拱形，矩形斜溜井：断面拱形，矩形 溜井直径：溜井直径： (46)Rd,max 储矿仓：断面圆形储矿仓：断面圆形/圆角矩形圆角矩形 8Rd,max， 溜口设闸门溜口设闸门金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿
28、运输输2024/8/2653. 设有溜槽的平硐溜井结构图设有溜槽的平硐溜井结构图 露天矿溜槽露天矿溜槽金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2664. 转载平台设置转载平台设置自学自学5. 平硐溜井系统的生产能力平硐溜井系统的生产能力 取决于三个方面：取决于三个方面： (1) 溜槽溜槽/井上口卸矿能力依据工作面运输方式定井上口卸矿能力依据工作面运输方式定 (2) 溜口连续放矿能力溜口连续放矿能力 (3) 平硐运输通过能力与地面运输方式有关平硐运输通过能力与地面运输方式有关 平硐溜井运输能力很大，南芬铁矿达平硐溜井运输能力很大，南芬铁矿达400600万万t金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/2676. 斜坡提升机运输斜坡提升机运输 自学自学金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章章 露天矿运露天矿运输输2024/8/268本本章章作作业业金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第2章章 矿床开矿床开拓拓2024/8/269作业要求：作业要求：金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第2章章 矿床开矿床开拓拓2024/8/270金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章章 最终开采境最终开采境界界
