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露天矿山开采工艺及安全技术193页

图1－34集中药包的结构

采装工作是露天开采生产过程中心环节。通俗的讲，采装的实际生产能力交投山水雅居一标段安全事故应急救援预案，基本就是矿山的生产能力。 采装工作，通常是用装载设备将矿岩从爆堆中或实体中挖取，装入运输容器中。露天矿用挖掘设备主要有：挖掘机、索斗铲、液压铲和轮胎式前装机。

图1－37各种单斗挖掘机示意图a－正铲；b－反铲；c－刨土铲；d－拉铲；e－抓斗铲

单斗挖掘机的主要工作参数包括（图1－38） (1)挖掘半径Rw：挖掘时由挖掘机回转中心至铲斗齿尖的水平距离。 (2)挖掘高度Hw：挖掘时铲斗齿间距站立水平的垂直距离。 (3)卸载半径Rx：卸载时由挖掘机回转中心至铲斗中心的水平距离。 (4)卸载高度Hx：铲斗斗门打开后，斗门的下缘距站立水平的垂直距离 (5)下挖深度Hx·w：铲斗下挖时由站立水平至铲斗齿尖的垂直距离

一、单斗挖掘机的主要工作参数

图1－38单斗挖掘机工作参数图

露天矿工作面参数包括：台阶高度、采区长度、采掘带宽度和工作平盘宽度。 1、台阶高度H 台阶高度的大小，受制于诸多因素的制约。主要有挖掘的工作参数、矿岩性质和埋藏条件、矿床开采强度以及运输条件等。 合理的台阶高度，应保证台阶的稳定性，因此，松软的岩土，台阶高度不易过大。从运输角度考虑，台阶高度增加可减少运输道路长度；从开采强度考虑，台阶高度较小，可提高采矿强度。可见各因素的综合考虑，才能确定台阶的合理高度。 从安全角度出发，台阶高度不易大于装载设备的最大挖掘高度的1.2~1.3倍。人工开采坚硬稳固矿岩，“乡镇露天矿场安全生产规定”第七条规定，台阶高度不得大于6米。 2、采区长度 采区长度，又叫挖掘机工作线长度，也就是把工作台阶划归一台挖掘机采掘那部分长度。

汽车运输的矿山，挖掘机的采区长度一般在150~200米以上。 3、采掘带宽度bc 采掘带宽度就是挖掘机一次挖掘的宽度。为了不使挖掘调动频繁，保证挖掘机挖掘时的满斗程度，提高采装生产能力，采掘带的宽度一般为挖掘机站立挖掘半径Rwz的1~1.5倍。 4、工作平盘宽度 工作平盘是进行采掘运输的作业场地。保持一定的工作平盘宽度，是保证上下台阶之间正常采剥工作的必要条件。 仅供按布置采掘运输设备和正常的作业必需（最小）的宽度叫最小工作平盘宽度。工作平盘要小于最小工作平盘宽度，就意味着正常生产失调，它迫使下部台阶减缓或停止推进，严重可造成矿山减产。

1、技术生产能力 是指挖掘机在一小时内，从工作面挖掘并装入运输容器中的矿岩实方体积或重量。它考虑了铲斗装满程度、矿岩松散系数和工作循环时间后后连续工作的生产能力。即： Qj＝（3600/T）EKw(1—36)式中Qj——挖掘机技术生产能力，米3／小时；T——挖掘机工作循环时间，秒；E——铲斗容积，米3；Kw——挖掘系数， （Km—满斗系数；Ks—松散系数）。 挖掘系数可由下式求得：Kw＝V/（NE）(1—37) 式中V——某时段内采出实方矿岩体积，可用测量方法测出或称矿岩装车的总重量再除以岩石容重，米3；

N——挖掘该矿岩的总斗数。 2、挖掘机实际生产能力 挖掘机实际生能力分为班、日、月和年生产能力。 挖掘机的班生产能力为：(1—38) 式中：QB——挖掘机班生产能力，米3／台班；T——班工作时间，时；η——班时间利用系数，即装车时间占班工作时间比例。

1、挖掘机和前装机作业时应遵守下列安全规定 （1）工作时不准铲装超过斗容的大块矿岩，不准用铲斗冲破大块矿岩，不准用铲斗去挑挖工作面上的浮石和伞檐； （2）禁止铲斗从车辆驾驶室上方越过，卸载时要保持铲斗平稳； 如发现台阶坡面上有片帮或浮石塌落危险时，必须迅速驶出危险区，经采取措施排险后，方准继续作业； （3）挖掘机电缆不得受到碾压、撞击、浸泡和小于90°弯曲；不准用铲斗牙挑拨电缆，

四、采装工作的安全要求

第五节运输工作及安全要求

露天开采矿山，矿山运输的基建投资总额约占总基建费用的60%左右，运输成本占矿山总成本的50%以上，可见运输工作的重要。尤其运输工作成为制约矿山生产的薄弱环节的露天矿，在合理地选择运输类型，正确组织、加强运输管理工作，是保证 露天矿正常生产和取得良好经济效益的必要条件。 主要运输方式有以下几种： (1)自卸汽车运输； (2)铁路运输； (3)胶带运输机运输； (4)斜坡提升运输； (5)联合运输。

汽车的运动是由作用力和反作用力的相互作用而产生的。在露天矿运输中，进行自卸汽车的牵引力、运行阻力和制动力的计算，以此来验算公路的最大纵坡，确定制动距离等问题。

一、自卸汽车行驶基本原理：

运输计算包括自卸汽车运输能力和道路通过能力两部分。 1、自卸汽车运输能力　影响自卸汽车台班生产能力的主要因素是自卸汽车的载重量、运输周期和班工作时间等。 自卸汽车的台班生产能力为： A＝［（60·q·T）／ｔ］·K1·η 式中A——自卸汽车台班生产能力，吨/台班； q　——自卸汽车的载重量，吨； T——班工作时间，小时； ｔ——自卸汽车运输周期，分；

K1　——自卸汽车载重系数；　 η　——自卸汽车工作时间利用系数；自卸汽车的需要量为：　　　　N＝（K2·QB）／（A·K3）　　　　（1－48）式中N——自卸汽车在册数量，台；K2——自卸汽车运输不均衡系数，K＝l.1~1.15；QB——矿山班运量，吨/班；A——自卸汽车班生产能力，吨/台班；K3——出车率。出车率即出车台班数与总台班数之比。该指标用以反映车辆的实际利用程度。

2、道路通过能力道路的通过能力是指在单位时间内通过某一区段的车辆数。它主要取决于行车道的数目、路面状态、平均行车速度和安全行车间距（即行车视距）等。 线路通过能力，一般选择车流最集中的区段进行计算，如总出入沟口、车流密度大的道路交叉点等。 道路通过能力为： ND＝［（1000·ｖ·n）／S］·K　　　　(1－49) 式中ND——　道路通过能力，辆/小时；　ｖ　——　自卸汽车在计算区段内的平均行车速度，公里/小时；n——　线路数目（单车道时n＝0.5，双车道时n＝1）；K——　车辆行驶的不均衡系数，一般K＝0.5~0.7；　S　——　两辆自卸车追踪行驶的最小安全距离(即视距)，米。

按服务年限，公路又可分为： （1）固定公路　采矿场出入沟及地表永久性公路，其 服务年限在3年以上。 （2）半固定公路　通往采矿场工作面和排土场作业线 的道路，共服务年限为1~3年。 （3）临时性公路　这一类公路是指采掘工作面和排土线 的道路，它随采掘工作线和排土线的推进而不断地移 动，所以又称为移动公路。这种线路一般不修筑路面， 只需适当整平，压实即可。

1、平曲线半径曲线路段的中心线在平面上所对应的半径就叫做平曲线半径。 2、曲线超高当汽车在转弯路段行驶时，因离心力的作用，有促使汽车向曲线外侧滑移或倾覆的危险，为防止车辆倾覆，通常将曲线外侧路面升高，这种设置称为曲线超高。 3、曲线加宽当自卸汽车沿曲线路段行驶时，各个车轮所处的位置不同，因而画出不同半径的曲线。后轴内侧车轮的转弯半径最小，前轴外侧车轮的转弯半径最大。因此，车轮在曲线路段行驶时，行车部分的宽度需增大。此增大部分称为曲线加宽。

4、线路连接线路连接包括直线段与曲线段的连接和两相邻平曲线的连接两种。 （1）直线段与曲线段的连接为使自卸汽车顺利通过曲线段，在直线段与曲线段之间应设置缓和曲线。缓和曲线设置超高时，其加宽缓和长度等于超高缓和长度；不设超高时，其加宽缓和长度为10米，在困难情况下，可为自卸汽车的计算长度。 （2）两相邻平曲线的连接两相邻同向平曲线均不设超高或所设超高横坡相同时隆纳高速公路纳溪连接线某段（左幅）加宽工程施工组织设计，可直接连接。当所设超高横坡不同时，中间需按两相邻超高横坡之差设置超高缓和长度。两相邻反向曲线均不设超高时，中间宜设不小于计算自卸汽车长度的直线段，在困难条件下可不设直线段，但必须减速运行；两相邻反向平曲线均设超高时，中间应有不小于两超高缓和长度的直线段，在困难条件下可减半计算。

5、视距在露天矿自卸汽车运输作业中，线路在平面图上必须保有足够的视距。所谓视距，即汽车司机能看到其前方车辆或道路上障碍物所必需的最短距离。视距由三部分组成，即反应距离、安全距离和制动距离。 6、平曲线要素平曲线一般常用下列五个要素表示，如图1－47所示： α——转折角（或称为平曲线半径之夹角），度；R——平曲线半径，米；T——切线长度，米； L——曲线长度，米；E——外矢距（交角点到圆曲线中点的距离），米。

图1－47平曲线要素ZY——曲线始点；YZ——曲线终点

7、回头曲线露天矿公路的特点，是线路平面布置复杂，有很多的曲线段和S型弯道，有间隔的缓坡路段和水平路段。在山坡或凹陷露天矿布置线路时，由于受到地形条件和采矿场长度的限制，需迂回修筑公路，这时必须选用锐角转折，并将弯道布置于夹角之外；这种弯道称为回头曲线。 回头曲线根据地形条件而有不同的形状。按图形对称性分为对称回头曲线和非对称回头曲线两种。

线路纵断面应是一条平滑线，它由水平线、倾斜线、凹凸竖曲线以及不同坡度的连接线等儿部分组成。两相邻不同坡度的直线段相交之点称为换（变）坡点。换坡点的形状可分为凹形的和凸形两种。

线路纵断面应包括如下主要参数： 1、最大允许纵坡道路纵坡过大东环路立交排水泵站施工组织设计，自卸汽车上坡时，使用低速挡过久，水箱的水容易沸腾、油管容易”气阻”发生熄火，造成停车等现象。下坡时，重载车辆制动比较困难，制动器温度急剧上升，且刹车次数多，导致轮鼓发热，甚至失效而发生安全事故。如果纵坡过小，就会使线路增长，扩帮量大，基建投资多，影响经济效果。在条件允许时，应尽量采用较缓的坡度。干线长度超过1公里时，其平均坡度一般不宜大于5.5%。 2、坡长限制为防止汽车在长大坡段上运行时发动机和制动器过热而发生故障，保证行车安全，对坡段长度应有所限制。当纵坡大于5%时，应在下表中所规定的长度处或在换算坡长不超过800米的地方，设置纵坡不大于3%的缓和坡段，其长度一般为40~50米。