1、1,第二篇 露天开采工艺系统 SURFACE MINING SYSTEMS,INTRUDUCTIONSurface mining systems can be classified into the following categories according to the material flows extracted:1. Non-continuous (cyclic) mining systems:e.g. shovel truck; shovel train;2. Continuous mining systems;e.g. BWE; 3. Semi-continuous minin
2、g systems.e.g. shovel truck + hopper/crusher + belt conveyor,2,第二篇 露天开采工艺系统 SURFACE MINING SYSTEMS,INTRUDUCTION Surface mining systems can also be classified into the following categories according to the equipment used in different unit operations:1. Independent mining systems;e.g. shovel truck doz
3、er; BWE conveyor spreader;2. Combined mining systems;e.g. dragline/shovel direct overcasting,3,第二篇 露天开采工艺系统 SURFACE MINING SYSTEMS,INTRUDUCTION The major unit operations in surface mining systems are excavation, transportation and dumping (digging/loading/cutting, transporting/conveying and dumping/
4、discharging/spreading). The secondary unit operations are equipment maintenance and repairing, power supply and water drainage etc. Surface mining systems are the combinations of unit operations, equipment used and mining methods that accomplish the mineral materials extraction.,4,第二篇 露天开采工艺系统 SURFA
5、CE MINING SYSTEMS,5,第二篇 露天开采工艺系统 SURFACE MINING SYSTEMS,INTRUDUCTIONSurface mining systems can be classified into the following categories,6,第二篇 露天开采工艺系统 SURFACE MINING SYSTEMS,本篇重点介绍目前在露天开采中应用较多的典型生产工艺系统： 单斗铁道工艺系统； 单斗汽车工艺系统； 轮斗胶带工艺系统； 半连续工艺系统； 排土桥和悬臂排土机工艺系统； 无运输倒堆工艺系统； 水力开采工艺系统。,间断式开采工艺系统,连续开采工艺系统,
6、连续开采工艺系统,7,第二篇 露天开采工艺系统 SURFACE MINING SYSTEMS,本篇重点内容：1. 工艺系统选择的影响因素；a. 矿床自然条件；b. 可供选择的设备；c. 产量规模；d. 资金。2. 工艺参数的匹配：a. 参数选择；b. 参数优化；c. 系统优化。,8,第二篇 露天开采工艺系统 SURFACE MINING SYSTEMS,系统优化目标： 技术可行； 经济合理； 系统最优； 效益最大。,9,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,I. 应用与发展二战以前，铁路运输是露天矿山的主要运输设备；二者以后，卡车运输比例逐
7、步增大，带式输送机逐步崛起；1950-1980年代，我国建设的14座露天煤矿，有12座采用単斗铁道工艺。,10,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,I. 应用与发展抚顺西露天, 阜新海州露天，新邱，平庄西露天，灵泉，岭北，义马北露天，可保，哈密三道岭，内蒙公乌素均采用单斗铁道工艺系统。 部分露天矿铁道运输技术经济指标,11,伊敏河,霍林河,元宝山,白音华,锡林郭勒,平朔,准格尔,小龙潭,准东煤矿,岭北,灵泉,抚顺,阜新海州、新邱,公乌素,大峰,义马,哈密,平庄西,可保,1980-2000年,1950-1980年,2000年以后,我国建国后
8、建设的主要露天煤矿 地理位置,宝日希勒,宝清,黑山,12,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,II. 开采参数 working bench parameters 基本参数：台阶高度h，采掘带宽度A，采区长度lc，工作平盘宽度B。 台阶高度的确定 h：挖掘机的挖掘高度;线路布置： h (L 2l)i，m 8-1延深速度：工作线推进速度. ，m/a 8-2,13,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,II. 开采参数 working bench parameters 2. 采掘带宽度A 松
9、软岩石：A由挖掘机规格确定； 坚硬岩石：Amin hctg a + e， me = 2.5 3.0m,e,h,）a,A,14,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. II. 开采参数 working bench parameters 3. 工作平盘宽度BB min = b +C + D + E +F ， mF = h （ctgr - ctga）， m,）a,B min,F E D C,b,15,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. II. 开采参数 working be
10、nch parameters 3. 工作平盘宽度BB min ， m 8-6Where M 可采储量指标，月；Ak 矿石计划年产量，m3/a；Lk 露天矿采矿工作线长度， m；h 台阶高度；,正常工作平盘宽度,16,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. II. 开采参数 working bench parameters 4. 采区长度 lc: 采区是台阶工作线的一部分或全部，设有独立的采掘设备和工作线。铁道运输采区长度一般不小于列车长度的3倍，8001500m。同一台阶采区数目一般不超过3个。为保证矿山工程推进速度，采区长度应满足
11、以下条件： lc ，m 8 - 8Where V 工作线年推进速度，m/a；Q 矿山年生产能力，m3/a；h 台阶高度；我国铁道运输工作线推进速度一般为75 100m/a，不超过150m/a。,17,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. III. 铁道运输工艺参数铁道运输工艺参数主要指列车重量（total weight of the train）、牵引车辆数（the number of cars that can be hauled）、机车粘着重量(locomotive adhesion weight )、限制坡度(grade)。
12、 一、 列车重量对各工艺环节的影响：1. 对挖掘机生产能力的影响；2. 对列车生产能力的影响；3. 对车辆生产能力的影响；4. 对排土线生产能力的影响。,18,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. III. 铁道运输工艺参数,Fig. 8-3. 列车重量对各工艺环节的影响,19,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. III. 铁道运输工艺参数二、技术可行的列车重量（total weight of the train） 1. 运行阻力：rolling resistanc
13、e;2. 坡道阻力：grade resistance;3. 曲线阻力：curve resistance;4. 加速度：acceleration;5. 粘着力：adhesion;6. 机车牵引力：net tractive effort;7. 机车均衡速度：balancing speed;8. 制动力：braking;9. 停车距离与时间：stopping distance and time,20,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. III. 铁道运输工艺参数三、经济合理的铁道运输工艺参数铁道运输工艺参数优化准则：使完成每车运输量所
14、需要的采运排费用之和最低。求出合理的牵引车辆数n、限制坡度ip和所需要的机车粘着重量P 。,21,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. IV. 采运设备的数量匹配采运设备的数量匹配指列车数量与挖掘机数量的比值，即车铲比： Ny，Nz 一般取实动台数。 简单计算可由列车运行周期时间与挖掘机装载一列车所需时间的比值求得。也可通过统计分析法和系统模拟方法求得。,22,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. V. 露天矿车流方向规划 露天矿车流方向规划指确定各采区或工作平盘来往
15、车流的运行方向，使矿山总体经济效益达到最优化。 优化目标：总费用最小或系统总能力最大。 优化方法：线性规划、非线性规划、动态规划、计算机模拟等。,23,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. V. 露天矿车流方向规划 车流线性规划模型： 目标函数：总运输成本最低其中 xij 第i个采区向第j个卸载点每列车的运量；c为单位运输成本。 约束条件：,采区产量约束,排弃量约束,采排量相等,24,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. VI. 各环节生产能力的综合均衡 露天矿环节i的生产能力 Mi = NiSiQi，m3（t） 其中NiSiQi 分别为环节i的设备数、一台设备的平均工作时间及单位时间的生产能力。 查明各环节能力之后，系统的综合生产能力为M0 = min M1， M2， ，Mn 其中生产能力最小的环节称为关键环节或限制环节。均衡生产能力的目的就是提高关键环节的能力以满足全矿生产能力的要求。,25,第八章 间断工艺系统机械铲铁道工艺 SHOVEL-TRAIN MINING SYSTEMS,Sec. VII. 机械铲铁道工艺系统的计算机模拟Sec. VIII. 生产调度以上两节自学。,
