普通混凝土配合比设计方法[1] 一、基本要求 1.普通混凝土要兼顾性能与经济成本，最主要的是要控制每立方米胶凝材料用量及水泥用量，走低水胶比、大掺合料用量、高砂率的设计路线； 2.普通塑性混凝土配合比设计时，主要参数参考下表 ； ②普通混凝土掺合料不宜使用多孔、含碳量、含泥量、泥块含量超标的掺合料； ③确保外加剂与水泥及掺合料相容性良好，其中重点关注缓凝剂、膨胀剂等与水泥及掺合料的相容性，相容性不良的外加剂，不得用于配制混凝土； 3 设计普通混凝土配合比时，应用excel编计算公式，计算过程中通过调整参数以符合表1给出的范围。
2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1普通混凝土ordinary concrete 干表观密度为2000～2800kg/m3的水泥混凝土。 2.1.2 干硬性混凝土stiff concrete 拌合物坍落度小于10mm且须用维勃时间（s）表示其稠度的混凝土。 2.1.3塑性混凝土plastic concrete 拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。 2.1.4流动性混凝土pasty concrete 拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。 2.1.5大流动性混凝土flowing concrete 拌合物坍落度不小于160mm的混凝土。 2.1.6抗渗混凝土impermeable concrete 抗渗等级不低于P6的混凝土。 2.1.7抗冻混凝土frost-resistant concrete 抗冻等级不低于F50的混凝土。 2.1.8高强混凝土high-strength concrete 强度等级不小于C60的混凝土。 2.1.9泵送混凝土pumped concrete 可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。 2.1.10大体积混凝土mass concrete 体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。 2.1.11 胶凝材料binder 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 2.1.12 胶凝材料用量binder content 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。 2.1.13 水胶比water-binder ratio 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。 2.1.14 矿物掺合料掺量percentage of mineral admixture 矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。 2.1.15 外加剂掺量percentage of chemical admixture 外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。
目录 1.1确定露天开采境界的原则和因素 (2) 1.1.1露天开采境界确定的原则 (2) 1.1.2影响露天开采境界的主要因素 (3) 1.2露天开采境界主要参数的确定 (3) 1.2.3开采深度的确定 (3) 1.2.2最小底宽 (3) 1.2.3露天矿台阶要素与最终边坡角验算 (4) 1.2.4绘制露天矿底部周界 (4) 1.2.6绘制露天矿开采终了平面图 (4) 2、露天开拓方法设计 (5) 2.1矿床露天开拓的影响因素 (5) 2.2矿床开拓方案的确定 (5) 2.2.1选择开拓方案的原则 (5) 2.2.2 矿床开拓方案的确定 (5) 2.3.1出入沟的布置 (5) 3、露天矿主要开采工艺设计 (6) 3.1穿孔工作 (6) 3.1.1穿孔设备选择 (6) 3.1.2穿孔设备数量计算 (6) 3.2爆破工作 (7) 3.2.1爆破材料 (8) 3.2.2爆破方法选择 (8) 3.2.3钻孔形式和布孔方式 (8) 3.2.4爆破参数的确定 (8) 3.2.5装药、填塞、起爆方法 (10) 3.2.6爆破网路设计 (11) 3.2.7一次爆破量的确定 (12) 3.3采装工作 (13) 3.3.1 电铲及运输设备类型的选择 (13) 3.3.2挖掘机数量确定 (13) 3.4采装工作面参数及工作平盘的配线方式 (14) 3.4.1台阶高度 (14) 3.4.2采区长度 (14) 3.4.3采掘带宽度bc (15) 3.4.4最小工作平盘宽度及工作平盘宽度 (15) 3.4.5平盘配线方式 (15) 参考文献 (15)
1、露天开采境界的确定 1.1确定露天开采境界的原则和因素 1.1.1露天开采境界确定的原则 露天开采境界确定的原则有以下几点： (1).圈定的露天开采境界要保证露天采场内采出的矿石有盈利，即采用的境界剥采比不大于经济合理剥采比； (2).要充分利用资源，尽可能把较多的矿石圈定在露天开采境界内，发挥露天开采的优越性； (3).所圈定的露天采矿场的帮坡应等于露天边坡稳定所允许的角度，以保证露天采矿场的安全生产； (4).用经济合理剥采比圈定的露天开采范围很大，服务年限太长时，应按矿山一般服务年限确定初期露天开采的深度； (5).下列情况可适当扩大露天开采境界： 按境界剥采比不大于经济合理剥采比圈定露天开采境界后，境界外余下的工业矿量不多，经济上不宜再用地下开采； 矿石和围岩稳固性差，水文地质条件复杂，水量大，矿石和围岩有自燃危险等，在安全上和技术上不适合于地下开采； (6).下列情况可适当缩小露天开采境界 开采境界边缘附近有重要建筑物、构筑物、河流和铁路干线等需要保护或难于迁移至露天采场影响范围之外； (7).当矿体极不规则，沿倾向厚度变化大，矿体上部覆盖层较厚或地形复杂(如境界内有孤立山头等)时，用境界剥采比不大于经济合理剥采比初步确定境界后，再用平
一、境界剥采比不大于经济合理剥采比(n k ≤n j) （一）理论依据 提出这一原则的最初含义，是使紧邻露天开采境界那层矿岩的开采成本不大于地下开采成本；经进一步分析表明，它还有一层更深的含义，即能使整个矿床开采的总经济效果〈成本或盈利〉最佳。如图1所示，假如abcd是露天开采境界,为了采出邻近境界那层矿石ΔA，就要剥离岩石ΔV。当这一层矿岩的露天开采成本小于地下开采成本时，境界可以继续向下延深和扩大；一旦两者成本相等，露天开采境界就以此为限，剩余部分改用地下开采。作为划分露天和地下开采界限的这一临界条件为 （1）式中ΔA——露天开采境界延深后所增加的矿石量，m3； ΔV——露天开采境界延深后所增加的岩石量，m3。
等式的左端是境界剥采比nk，右端是经济合理剥采比nj，亦即 nk=nj（2） （二）评价 由于这一原则具有使整个矿床开采的总经济效果最佳这个含意，获得了广泛的赞同，再加之运用起来简单方便，因而国内外都普遍运用这一原则来圈定露天矿境界。尽管在确定露天开采境界方面还有其他一些原则，而且有不少人对原则nk≤nj提出过种种异议，但是由于它具有深刻的经济内容，故始终被广泛用于矿山设计中。 nk≤nj原则也存在一些缺陷，主要是： 1、它只是概略地研究整个矿床的开采效果，并未细致分析露天开采各过程的经济境界，只能使矿床开采的总经济效果最佳，而不能直接控制露天矿的基建投资和生产成本〈生产剥采比〉，不能保证开采过程中任何时候的经济性最好。 2、不适用于某些不连续的矿床。 为了防止出现虚假结论，特别在矿体不规
则、沿走向厚度变化较大、上部覆盖层较厚等条件下，按原则确nk≤nj定境界时，往往用np≤nk原则进行校验，必要时还需要进行综合技术经济比较。 二、平均剥采比不大于经济合理剥采比(np≤nj) （一）理论依据 这一原则是针对露天开采境界内的全部矿岩量而言,它要求用露天开采的平均经济效果(成本或盈利)不劣于用地下开采。如图2，假设abcd是露天开采境界,境界内的矿石量为A，需要剥离的岩石量为V。那么，根据原矿成本比较法 （3） 上式的左端是平均剥采比，右端是经济合理剥采比，即 np≤nj
露天矿山设计（境界圈定） 1.已知条件 1．该露天矿的煤层底板等高线及资源储量估算图； 2．在煤层底板等高线及资源储量估算图的剖面图，4剖面图，8剖面图，12剖面图； 3．该矿山设计需要符合的经济剥采比7:1； 4．该露天矿的岩石普世系数 f = 3～7； 2．要求 1. 根据境界剥采比的确定原则，计算各深度的境界剥采比，最后根据经济 剥采比，确定开采深度； 2. 调整底部标高后，确定最终开采深度，然后找出地表上的的境界点，从 而确定，进行连线（绘制示意图）。 3.根据边坡角的大小最后圈定境界的底部。 3. 材料 A4纸、计算机、直尺、HB铅笔 4．参考文献 1.高永涛主编.露天采矿学.长沙:中南大学出版社，2010.11； 2.张富明主编.露天采矿手册.北京:中国建筑工业出版社，1982； 3.课堂笔记； 5. 境界圈定 露天矿开采境界是露天矿可采空间的边际面。其大小确定了露天矿露天矿采出矿石量和剥离量的多少，关系着矿床的生产能力和经济效益，并影响着露天矿的开采程序和开拓关系着矿床的生产能力和经济效益，并影响着露天矿的开采程序和开拓运输。 5.1境界圈定的原则 1.境界剥采比不大于经济合理剥采比； 2.紧邻露天开采境界那层矿业的开采成本不大于地下开采成本； 3.能使整个矿床开采的经济效果（成本或盈利）最佳； 5.2确定最终边坡角 露天矿的最终边坡角，对剥采比有很大的影响。 随着开采深度增加和边坡角的减小，所需的剥岩量会急剧增加，因此从经济效果考虑，希望边坡角尽可能大；然而，有不少矿山由于盲目追求陡边坡而造成滑坡事故，严重影响生产。因此，选择时应同时考虑安全因素和经济因素，在保证露天矿安全前提下，最终边坡角尽可能大些，以减少剥离量。 由于边坡稳定受岩体物理力学性质、地质构造、水文地质、边坡破坏机理、爆破震动效应等一系列因素的影响，尽管目前有许多数学计算方法〈如二维、三维极限平衡计算法，有限元分析法，概率统计分析法等初始边坡优化设计方法〉，以及借助于数学模型和电算程序来提供科学数据，但在实际应用中还不够完善。
普通混凝土的配合比设计 普通混凝土的配合比是指混凝土的各组成材料数量之间的质量比例关系。确定比例关系的过程叫配合比设计。普通混凝土配合比，应根据原材料性能及对混凝土的技术要求进行计算，并经试验室试配、调整后确定。普通混凝土的组成材料主要包括水泥、粗集料、细集料和水，随着混凝土技术的发展，外加剂和掺和料的应用日益普遍，因此，其掺量也是配合比设计时需选定的。 混凝土配合比常用的表示方法有两种；一种以1m3混凝土中各项材料的质量表示，混凝土中的水泥、水、粗集料、细集料的实际用量按顺序表达，如水泥300Kg、水182 Kg、砂680 Kg、石子1310 Kg；另一种表示方法是以水泥、水、砂、石之间的相对质量比及水灰比表达，如前例可表示为1：2.26：4.37，W/C=0.61，我国目前采用的量质量比。 一、混凝土配合比设计的基本要求 配合比设计的任务，就是根据原材料的技术性能及施工条件，确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。其基本要求是； (1)达到混凝土结构设计要求的强度等级。 (2)满足混凝土施工所要求的和易性要求。 (3)满足工程所处环境和使用条件对混凝土耐久性的要求。 (4)符合经济原则，节约水泥，降低成本。 二、混凝土配合比设计的步骤 混凝土的配合比设计是一个计算、试配、调整的复杂过程，大致可分为初步计算配合比、基准配合比、实验室配合比、施工配合比设计4个设计阶段。首先按照已选择的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步计算配合比”。基准配合比是在初步计算配合比的基础上，通过试配、检测、进行工作性的调整、修正得到；实验室配合比是通过对水灰比的微量调整，在满足设计强度的前提下，进一步调整配合比以确定水泥用量最小的方案；而施工配合绋考虑砂、石的实际含水率对配合比的影响，对配合比做最后的修正，是实际应用的配合比，配合比设计的过程是逐一满足混凝土的强度、工作性、耐久性、节约水泥等要求的过程。 三、混凝土配合比设计的基本资料
露天采矿学----设计原理 第十六章露天开采境界 16.1 概述 1课程的名称及内容；2学习方法；3露天矿设计应遵循的原则；4各种剥采比的概念。 1课程的名称及内容： （1）名称-露天采矿学 发展情况：50年代：露天采矿工艺 矿山工程（剥离及掘沟） 设计原理 60年代：露天采矿工艺 开拓开采 设计原理 现代：工艺及工艺系统 剥采程序 设计原理 （2）内容： 工艺----研究个别工艺环节的特点、工艺方法、适用条件及能力计算。 工艺系统----研究各环节之间的配合，及构成可行的生产系统。 剥离程序----研究剥离和采矿时间和空间上关系 设计原理----除了研究剥离和采矿在时间和空间上的关系外，还要研究它们之间的数值的制约关系。并把矿山与经济效益结合起来。以求得最佳设计，初步设计的方法步骤以及资料的处理。 2学习方法：预习；听讲；复习；习题。（工作前的预演，设计前的准备） 3露天矿设计应延续的原则： （1）具体情况具体分析解决。（多种情况） （2）经济效果为主，劳动生产力的效率为辅。（劳动力便宜的情况下）
4各种剥采比的概念 (1) 平均剥采比： p v n p = （3/m T ） 从露天境界内，采出的岩量与以采出的矿量之比。 设：n ηl ----原矿采出系数； η----有用矿物采出系数； ρ----岩石的混入率； n ηl =η（1+ρ） (2)境界剥采比： k k k v n p = 露天矿保持最终帮坡角延伸单位深度时增加的采出岩量与矿量之比。 (1) k k l k k l v p n p ηηηη++= 境界剥采比随工程的延伸不断的变化并且一般是在增大。
附图目录 顺序号图号图名比例尺 1 图 1 浩源煤矿开采境界平面图1：5000 2 图 2 浩源煤矿工程量计算平面图1:5000 3 图3 浩源煤矿剖面平面图1:1000 内容摘要 浩源煤矿位于东胜煤田万利川详查区北部，行政隶属鄂尔多斯市达拉特旗展旦召苏木管辖，地理坐标为：东经109°54′16″～109° 59′14″，北纬39°58′19″～40°01′31″。露天开采设计面积 2.00172km2。开采深度1330～1243m。浩源煤矿为将年产60万吨的露 天煤矿改建为年产90-120万吨。浩源煤矿含煤地层为侏罗系中下统 延安组，基底为三叠系延长组，基本构造形态为一倾向SW的单斜， 倾角小于3°，未发现断层及岩浆岩侵入，构造复杂程度为简单类型。 延安组含可采煤层5层，编号分别为4-2中、5-1上、5-1、6-1上、6-2中，均为含煤区内大部可采的稳定～较稳定煤层。区内水文地质 条件二类一型，工程地质条件三类Ⅱ型，地质环境质量中等，综合开 采技术条件二类Ⅱ型。可开采煤炭总量2626万吨，本设计可满足浩 源煤矿露天开采要求。 主题词浩源煤矿露天开采设计 第一章浩源煤矿开采境界的确定 第一节浩源煤矿地表开采境界的确定 浩源煤矿矿区的东部、北部、南部三个方向上，有地表境界确定底部境界。浩源煤矿矿区的西部方向上有4-2中煤层露头线确定地 表境界。
根据国家对对矿产资源的管理，任何一个煤矿企业都不允许超采国家对一个煤矿企业划定的地表境界。 浩源煤矿矿区的东部、北部、南部三个方向上地表境界的确定：在浩源煤矿矿区的东部、北部、南部分别存在着三个煤矿企业：在浩源煤矿矿区的东部存在达拉特旗苏家沟煤炭有限责任公司 苏家沟股份制井田，在浩源煤矿矿区的北部存在达拉特旗华侨实业公司煤矿，在浩源煤矿矿区的南部存在中国神华能源股份有限责任公司唐公沟2号井。因为不能超采国家划定的地表境界线，不能超采浩源煤矿矿区东部、北部、南部三家煤炭企业的煤炭，所以浩源煤矿矿区东部、北部、南部三个方向的地表境界线是以国家划定的地表境界线为最终地表境界线。 浩源煤矿矿区西面方向上地表境界的确定： 在浩源煤矿矿区中有一条由南向北流经矿田中部的朝脑沟，朝脑沟仅在初春及秋季有短暂的溪流，全年大部分时间干枯无水，雨季暴雨后会形成短暂的洪流，最高洪水位线在局部高于4-2中煤层顶板，水位标高达1320m。因此在确定浩源煤矿矿区西部的地表境界时，是以4-2中煤层的煤炭露头境界线确定浩源煤矿矿区西部的地表境界线。 第二节浩源煤矿6-2中煤层底部开采境界的确定 （一）根据地形图、6-2中煤层底板等高线图和稳定帮坡角38°，在浩源煤矿矿区的东部、北部、南部三个方向上，有浩源煤矿矿区东部、
《露天矿开拓开采设计原理》专项设计说明书 学生姓名：刘洋 专业班级：采矿12-2班
学号： 1201020212 时间： 2016.1.10 成绩： 目录 前言 (1) 1开采工艺及设备类型的确定 (2) 2.露天开采境界 (2) 2.1底宽的确定 (3) 2.2开采深度的确定 (3) 3.开采参数 (7) 3.1台阶高度 (7) 3.2采掘带宽度 (8) 3.3最小工作平盘宽度 (9) 4.最终境界平面图 (10)
前言 1、某煤田矿位于内蒙西部地区，煤层呈单斜赋存，煤层倾角45°，平均水平厚度为53m。剥离物上部为沙土层平均厚度7m，顶板岩层由两层构成，上部为砂页岩，下部为砂岩，底板岩层自上而下由泥页岩和砂页岩构成； 2、矿区内地表地形为北高南低的鞍形山坡。地形图如附图I所示，比例为1：2000。矿区内有6条勘探线，其横剖面图I-I，Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ，Ⅳ-Ⅳ，Ⅴ-Ⅴ，Ⅵ-Ⅵ，比例为1：1000； 3、煤的容重为1.45t/m3，回采率为95%，废石混入率4%，设计中采用的经济合理剥采比6m3/m3； 4、露天矿在走向方向上西部坑底境界以I-I勘探线西100m为界，东部坑底境界以Ⅵ-Ⅵ勘探线东100m为界； 5、露天矿各边帮最终帮坡角设计为：底帮为30°，顶帮为35°，两端帮30°～35°； 6、根据煤炭地质储量和露天矿范围，以及煤炭市场需求，确定该矿设计生产能力为50万吨原煤； 7、采用单斗电铲—汽车工艺开采，选用WK-2型2m3单斗电铲。
1开采工艺及设备类型的确定 采用单斗电铲—汽车工艺开采，选用WK-2型2m3单斗电铲，主要性能参数如表1，汽车选用BZKD-20型，性能参数如表2； 表1 WK—2型主要性能参数 最大采掘高度9.5m 最大卸载半径10.1m 站立水平半径8.5m 最大采掘半径11.6m 最大挖掘深度 2.2m 最大卸载高度6m 标准斗容2m3 最大爬坡角度15° 机尾回转半径 4.6m 理论生产率300m3/h 回转90°工作时间24s 行走速度 1.22Km/h 表2 BZKD-20型汽车主要性能参数 最大载重量20t 最小转弯半径8.5m 汽车长度7365mm 汽车高度3110mm 汽车宽度2909mm 最高速度50Km/h
高强混凝土配合比设计方法及例题
1] 高强(C60)混凝土配合比设计方法[ 基本特点： 1）每立方米混凝土胶凝材料质量480±20kg； 2）水泥用量不低于42.5级，每立方米水泥质量不超过400kg； 3）砂率0.38~0.40，砂率尽量选小些，以降低粘度； 4）使用掺合料取代部分水泥，宜矿渣（10%~20%）与粉煤灰 （10%~15%）复掺； 5）优先选用聚羧酸减水剂，并复配有相容性良好缓凝剂与消泡剂；6）粗骨料粒径不应大于31.5mm，如果强度等级大于C60，其最大粒径不应大于25mm； 7）粗骨料的针片状含量不宜大于5.0%； 8）粗骨料的含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%； 9）细骨料的细度模数宜大于2.6； 10）细骨料含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%。 表1 混凝土配合比设计参数参考表(自定，待验证)
3 基本规定 3.0.1混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。 3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。 3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。 表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应经过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。 表3.0.5-1 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量
露天开采考试复习试题 名词解释 工作帮：是指由正在进行和将要进行开采的台阶所组成的边帮。 非工作帮：是指由非工作台阶组成的采场边帮 顶帮：露天开采境界位于矿床上盘一侧的边坡面称为顶帮 底帮：露天开采境界位于矿床下盘一侧的边坡面 端帮：位于矿床两端的边坡面 最终帮坡面：通过非工作帮最上一台阶的坡顶线和最下一台阶的坡底线所作的假想斜面称为非工作帮坡面，非工作帮坡面位于最终境界时称为最终帮坡面。 最终帮坡角：露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角 工作平盘：在开采台阶上进行采掘运输作业的平台 露天采场：开采所形成的系统、台阶和露天沟道总称为露天采矿场 山坡露天矿：位于露天采场地表最终境界封闭圈以上的露天矿称为山坡露天矿 强闭包：设r C是盈闭包s C的任意子闭包，若ω（r C）≤ω（s C），则s C称为强闭包技术境界：以固定边坡角的斜面作为边坡面的境界称为技术境界。 可爆性：岩石可爆性（爆破性）表示岩石在炸药爆炸作用下发生破碎的难易程度，它是动载作用下岩石物理力学性质的综合体现 可挖性:岩石的可挖性是指岩石可挖掘的特性，它是一个受多因素影响的岩石铲挖阻力的总概念 复垦率:复垦后可被利用的土地数量与被矿山占用和破坏的土地数量的比值，用百分数表示。 露天矿生产能力：是指在具体矿床地质、工艺设备、开拓方法和采剥方法条件下，露天矿在单位时间内的矿石开采量和矿岩剥采总量。 第一章 1请问露天开采有哪些特点？ 答：优点：A矿山生产能力大；B机械化程度高；C安全和劳动条件好；D矿石损失贫化小；E开采成本低；F基建期短 缺点：A对矿床埋藏条件要求严格，合理的开采深度较浅；B占用土地多 C受气候条件影响大；D破坏环境 第二章 1.简述露天采矿设计程序 1)初步确定露天开采境界 2)初步确定矿山生产能力
混凝土配合比设计方法 一、设计出的混凝土配合比应满足的基本要求是： (1)满足施工对混凝土拌和物的和易性要求； (2)满足结构设计和质量规范对混凝土的强度等级要求； (3)满足工程所处环境对混凝土的抗渗性、抗冻性及其他耐久性要求； (4)在满足上述要求的前提下，尽量节省水泥，以满足经济性要求。 二、混凝土配合比设计的三个参数 组成混凝土的四种材料，即水泥、水、砂、石子。 混凝土的四种组成材料可由三个参数来控制。 1．水灰比水与水泥的比例称为水灰比。前面已讲，水灰比是影响混凝土和易性、强度和耐久性的主要因素，水灰比的大小是根据强度和耐久性确定，在满足强度和耐久性要求的前提下，选用较大水灰比，这有利于节约水泥。 2．砂率砂子占砂石总量的百分率称为砂率。砂率对混合料和易性影响较大，如选择不恰当，对混凝土强度和耐久性都有影响。应采用合理砂率。在保证和易性要求的条件下，取较小值，同样有利于节约水泥。 3．用水量用水量是指1m3混凝土拌合物中水的用量(kg／m3)。在水灰比确定后，混凝土中单位用水量也表示水泥浆与集料之间的比例关系。为节约水泥，单位用水量在满足流动性条件下，取较小值。 三、混凝土配合比设计的步骤 (一)设计的基本资料 1、混凝土的强度等级、施工管理水平，
2、对混凝土耐久性的要求， 3、原材料的品种及其物理力学性质 4、混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等 (二)初步配合比的计算 1．确定混凝土的配制强度 fcu.o=fcu.k+1.645σ （规范规定的强度保证率P≥95%） 2．选择水灰比 (1)根据强度要求计算水灰比 根据混凝土的配制强度及水泥的实际强度，用经验公式计算水灰比： 式中A，B——回归系数，可通过试验测定，无试验资料时， 碎石混凝土A=0．48，B=0．52； 卵石混凝土A=0．50，B=0．61： fce——水泥的实际强度，MPa； 无水泥实际强度数据时，可按fce=γc·fce.k确定； fce.k——水泥强度等级的强度标准值； γc——水泥强度等级强度标准值的富裕系数，该值应按实际统计资料确定。 (2)查表4—7确定满足耐久性要求的混凝土的最大水灰比。 (3)选择以上两个水灰比中的小值作为初步水灰比。
露天矿开采境界设计 露天矿开采境界设计 (surface mining limits design) 由露天矿采场底部平面、四周边帮和地表平面限定的可采空间的露天采矿工程设计。它直接影响矿山生产能力、服务年限、开拓运输方式和矿山经济效益。设计主要内容包括：剥采比计算、露天矿开采境界深度确定、采场边坡稳定性分析、采场边帮构成要素确定和露天矿开采境界圈定等。 剥采比计算剥采比是露天开采需剥离的废石量与采出的矿石量之比。单位为t／t 或m3／m3。按其作用不同，分为经济合理剥采比、境界剥采比、平均剥采比、分层剥采比和生产剥采比。 经济合理剥采比分摊到单位矿石的经济上允许的剥离量。是确定露天开采境界设计深度的主要技术经济指标。计算方法有原矿成本比较法、精矿成本比较法、盈利比较法和价格法。 世界各国采用的方法不尽相同。美国露天矿开采境界设计采用价格法，计算时考虑了盈利指标。前苏联采用露天开采与地下开采的精矿成本比较法。选取矿石采选成本时，考虑了基建投资因素。 中国冶金露天矿开采境界设计常采用盈利比较法，即以露天开采和地下开采相同矿石储量获得的盈利相等为计算基础： N j = (A l - A d ) / b A l = P l - a l A d = P d - a d 式中N j 为经济合理剥采比，t／t；A l ，A d 分别为露天开采和地下开采单位矿 石加工成精矿获得的盈利，元／t；b为剥离成本，元／t；P l P d 分别为露天开采 和地下开采的精矿价格，元／t；a l 为露天开采的精矿成本(不含剥离成本)，元 ／t；a d 为地下开采的精矿成本，元／t。 中国冶金露天矿设计采用的经济合理剥采比数值，按矿岩体积计算，铁矿、锰矿、有色金属矿为5～10，冶金辅助原料矿为1～1．5，铝土矿、粘土矿为13～16。
混凝土配合比设计的步骤 (1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； (3)实验室配合比的确定 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； (4)施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值（W/C ） 3)选择每1m3混凝土的用水量(W0) 4)计算混凝土的单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率Sp 6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7)书写初步配合比 (1)确定配制强度(fcu,o) 配制强度按下式计算： σ 645.1..+=k cu v cu f f (2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时： ,0.46( 0.07)cu v ce C f f W =- 采用卵石时： ,0.48( 0.33)cu v ce C f f W =- (3)选择单位用水量(mW0) ①干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20（P104）选取。 b. 水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应通过试验确定。 ②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-22中坍落度90mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20mm 用水量增加5kg ，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算： (1) w wo m m αβ=-
露天开采方案设计 一、矿区开采技术条件 矿区含矿岩石为致密坚硬，不易风化的磁铁石英岩，稳固性能好。矿体围岩及夹石主要为角闪片岩、绿泥石英片岩、斜长角闪岩等，其未经风化的新鲜岩石皆属致密坚硬的岩石，稳固性能好。上述各类岩石硬度为(10～12)度，极限抗压强度均大于1000kg／cm2，按工程地质勘察规范可定为第二类块状岩石。据其地形、地貌，区内多形成陡坡、峭壁，且区内无大的断裂构造，矿体厚度大，连续性较好。故矿区工程地质条件属简单型。矿石及围岩机械物理性质见表1。 二、方案设计 （一）露天开采境界圈定 露天采场最终边坡角的确定：设计参考类似矿山的资料并参考矿山开采技术条件、最终边坡高度、开采工艺后确定露天采场的最终边坡角按50°设计。 开采深度的确定：开采深度主要参考矿山经济合理剥采比、矿体的勘探程度和圈定的矿量多少后确定。由于矿山勘探程度低，所以圈定露天开采境界主要圈定122b、333级矿体，本次圈定的矿量在15左右年的开采矿量范围内。经计算矿山经济合理剥采比为5t／t(4.1m3／m3)。 经圈定后确定矿山3线至1线最低开采水平为1920m水平，0线至2线最低开采水平为l980m。4线最低开采水平为2000m水平。 采矿阶段高度为5m，到最终露天开采境界时二个采矿阶段并段，最终阶段高度为10m，安全平台宽度为5m，阶段坡面角为70°；最高采矿水平2120m阶段，最低采矿水平为1920m阶段，最高剥岩水平为2190m阶段，露天边坡最大高度为230m。 （二）开拓运输方式 据《设计委托书》要求，矿山生产规模为60万t／a，年采剥总量为95万t。露天开采矿石量1335.4007万t，按矿石回收率95％，贫化率5％，计算可采出矿石1335.4007万t。按生产规模60万／a计算，矿山服务年限为23年。其中稳产期22年，每年生产矿石60万t，减产期1年，年生产矿石15.4万t。 根据矿山目前的现有条件，矿山可采用的开拓方式有两种：公路开拓运输方式和平硐溜井与公路联合开拓运输方式。
课程名称：露天开采设计原理学时：28 教材：《露天采矿学》 教师姓名
第一章露天开采境界 §1.1 概述 主要内容： 1课程的名称及内容； 2学习方法； 3露天矿设计应遵循的原则； 4各种剥采比的概念。 1课程的名称及内容： （1）名称-露天开采设计原理——露天采矿学（下） 发展情况：50年代：露天采矿工艺 矿山工程（剥离及掘沟） 设计原理 60年代：露天采矿工艺 开拓开采 设计原理 现代：工艺及工艺系统 剥采程序 设计原理 （2）内容： 工艺—研究个别工艺环节的特点、工艺方法、适用条件及能力计算。 工艺系统—研究各环节之间的配合，及构成可行的生产系统。 剥离程序—研究剥离和采矿时间和空间上关系 设计原理—除了研究剥离和采矿在时间和空间上的关系外，还要研究它们之间的数值的制约关系，并把矿山与经济效益结合起来，以求得最佳设计，初步设计的方法步骤以及资料的处理。 2学习方法： 预习；听讲；复习；习题。 （工作前的预演，设计前的准备） 3露天矿设计应延续的原则：
(1)具体情况具体分析解决。（多种情况） (2)经济效果为主，劳动生产力的效率为辅。（劳动力便宜的情况下） 4各种剥采比的概念 (1)平均剥采比： P V n p = ，(3/m T ) 从露天境界内，采出的岩量与采出的矿量之比。 设：ηηl —原矿采出系数； η—有用矿物采出系数； ρ—岩石的混入率； ηηl =η(1+ρ) (2)境界剥采比： k k k P V n = 露天矿保持最终帮坡角延伸单位深度时增加的采出岩量与矿量之比。 (1) k k l k k l v p n p ηηηη++= 境界剥采比随工程的延伸不断的变化并且一般是在增大。 (3)边帮境界剥采比： 露天矿保持最终帮坡角不变延伸单位深度时，从其一帮增加采出的岩量与其矿量之比。 kA kA kA v n p = kB kB kB v n p =
普通混凝土配合比设计方法 1、目的：为满足设计和施工要求，确保混凝土质量达到经济合理，特编制适合施工现场应用的普通混凝土配比设计方法。 2、引用标准 普通混凝土配合比设计规程 JGJ55-2011 3、基本规定 3.1混凝土配合比设计应满足混凝土配置强度及其他力学性能、拌合物性能、长期性能和耐久性能的设计要求。 3.2混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料；细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。 3.3混凝土最大水胶比应符合现行标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。 3.4除配制C15及其以下强度等级的混凝土外，最小胶凝材料用量应符合规程3.0.4表规定。 3.5矿物掺合料的掺量应通过试验确定，同时满足规程3.0.5-1和3.0.5-2表的规定。 3.6长期处于潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境以及盐冻环境的混凝土应掺引气剂，掺量经试验确定，同时应符合规程3.0.7表规定，最大不宜超过7.0%。 4、设计普通混凝土配比的基本参数。
4.1 根据已知混凝土设计强度等级，计算混凝土试配强度 f cu.o(Mpa) f cu.o≥f cu.k+1.645σ 式中：f cu.k：混凝土立方体抗压强度标准值 Mpa σ：混凝土强度标准差（Mpa） σ值取值见下表： 混凝土强度 ≤C20 C25-C45 C50-C55 标准值 σ 4.0 5.0 6.0 4.2 计算混凝土水胶比（W/B）： 根据粗、细骨料的品种及规程提供的混凝土配制强度与水灰比的回归方程未确定水灰比 W/B= αa f b／（f cu,0+αaαb f b） 式中αa、αb——回归系数，无试验统计数据时按规程 5.1.2取值 f b——水泥胶凝材料28d胶砂抗压强度，可实测（Mpa）。 无实测值按下式计算： f b=γfγs f ce γfγs粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，可按规程表5.1.3选用。
采矿学（下）参考答案 一、填空 1.自然资源，物质，环境。 2.矿体圈定，品位估算。 3.最终开采境界。 4.穿孔，爆破，铲装及运输，排岩。 5.工作水平。6．选型，数量，劳动力。7.台阶高度，台阶坡面角，台阶宽度。8. 浮锥法，LG 图论法。9.固定式。 二、选择 1．BD 2．B 3.C 4.A 5.C 6.C 7.B 8.C 9.D 10.B 三、简单回答下列问题 1．什么是价值块状模型？它有什么用途？ 价值块状模型即将要圈定的矿体及围岩划分成若干个立方块，每一块的特征值是假设将其采出并处理后能够带来的经济净价值。块的净价值是根据块中所含可利用矿物的品位、开采与处理中各道工序的成本及产品价格计算的。 价值块状模型是最终开采境界的计算机优化设计和开采计划优化的基础。 2．最终开采境界受哪些因素影响？ 最终开采境界主要受矿床自然赋存条件、社会经济和采矿组织技术三大因素影响。 3．什么是露天矿生产能力？确定生产能力有何意义？ 露天矿生产能力指每年采出的矿石量和剥离的岩石量。 生产能力的确定直接影响到矿山设备的选型、设备数量、劳动力及材料需求等。因此，一个矿山生产能力确定的是否合理意义重大。 4．何为生产剥采比？均衡生产剥采比有何意义？ 露天矿山在生产期间的某一段时间内（一般为1年）所生产出来的岩石量与矿石量的比值就是生产剥采比。 均衡生产剥采比是为了保证矿山生产的稳定，尽量减少生产剥采比的波动，从而可以保持矿山生产设备、人员、管理队伍的稳定，避免矿山使用设备的大副度变化。均衡生产剥采比还可以分散剥岩高峰，取得更大的经济效益。 5．什么是露天矿床开拓？ 露天矿床开拓是指建立地面与露天矿场内各工作水平以及各工作水平之间的矿岩运输通道，以保证露天矿场的生产运输，及时准备出新的工作水平。 6．露天采矿中常用的炸药有哪些？各用于什么情况？ 铵油炸药，用于干孔； 重铵油炸药，用于克服较大的抵抗线； 乳化炸药，用于水孔。 四、首先按照价格法计算出经济合理剥采比： 330/10)355.89(18 3.3)(m m a P b n jh =-=-=γ 其次，由于矿床是长露天矿，且比较规则，因此可以用线段比法确定露天开采深度。过c 、d 点作矿体倾向的平行线，交ab 延长线于f 、e 点，境界剥采比可用下式计算：
露天开采基本知识 1．基本定义 借助于机械设备由地表直接开挖的生产过程。主要由穿、爆、采、运、排五大生产环节组成。 2．岩石的分类、褶曲、断层 2.1 由岩浆作用形成的岩石称岩浆岩； 2.2 由沉积作用形成的岩石称沉积岩； 2.3 由变质作用形成的岩石称变质岩。 走向、倾向和倾角表示产状三要素。 3．煤层、煤炭基本要素 3.1 按煤层厚度： 薄煤层 <３.５m 中厚煤层 ３.５～10m 厚煤层 >10m 3.2 按煤层倾角： 近水平煤层 <5° 缓倾斜煤层 5～10° 倾斜煤层 10～45° 急倾斜煤层 >45° 3.3 按挥发份指标： 褐煤 HM ＞37% Qgr,m,af(无灰恒湿基高位发热量)＜24MJ/kg 背斜 向斜 褶曲的基本形态 断层 正断层 逆断层 平移断层
长焰煤CY＞37% Qgr,m,af(无灰恒湿基高位发热量)＞24MJ/kg 不粘结煤BM＞20－37% G值小于5 弱粘结煤投RM＞20-37% G值大于5-30 气煤QM＞37% G值大于30 肥煤FM＞10-37% G值大于85 焦煤JM＞20-28% G值大于50-65 瘦煤SM＞10-20% G值大于25-65 贫煤PM＞10－20% G值大于5-20 无烟煤WM＞0-10% 3.4 按灰分产率： 低灰分煤≤15%； 中灰分煤 >15～25%； 高灰分煤 >25%； 3.5 按煤炭颗粒度： 特大块（T）大于100mm； 大块（D） 50~100mm； 中块（Z） 25~50mm。 4．煤的基本含义 4.1 原煤——绝对干燥灰分在40%以下，不应含有大于50mm的矸石。 4.2 毛煤——从采区开采出来没有经过加工的煤炭，其数量等于原煤加粒度大于50mm的矸石量。 4.3 工程煤——在建设过程中或试生产过程中采出的煤。 4.4 挥发份——煤在密闭状态中加热后，从煤中分解出来的液体（蒸汽状态）和气体产物。 4.5 固定碳含量——以煤为100%减去水水分、灰分和挥发分产率而得。 5．露天矿山生产类型 5.1 深凹露天——露天采场位于地平面以下，形成封闭圈。位于封闭圈以下部分的露天采场。 5.2 山坡露天——矿体赋存于地平面以上或部分地平面以上。露天采场没有形成封闭的矿坑。 6．露天矿山主要特点 6.1主要优点： 6.1.1 建没速度快——建设1000万吨特大型露天，只需2年时间左右，是地采矿基建时间的一半左右。 6.1.2 劳动生产率高——采用大型高效设备，劳动生产率是地采矿的3倍左右。6.1.3 开采成本低——由于采用机械化开采，开采成本是地采矿的1/2～1/3左右。 6.1.4 矿石损失率低——一般损失、贫化率为3～8%，而地采矿为5～15%。 6.1.5 作业条件好，生产安全可靠。 6.2 主要缺点： 6.2.1 初期投资大； 6.2.2 环保能力差； 6.2.3 工作条件受气候影响较大。 6.3 主要安全问题： 6.3.1 爆破作业安全；
采矿学（二）模拟试题四答案 一、填空（每空1分，共20分） 1. 铁路运输，汽车运输，联合运输。 2. 矿石，废石。 3. 浮锥法，LG图论法。 4. 露天开采程序。 5. 固定式，移动式。6．延伸速度，推进速度。7. 汽车运输。 8. 破碎，松动，爆堆。9. 变形，滑坡，泥石流。10. 逐孔起爆。 二、选择（每题2分，共20分） 1．C2．B 3.D 4.C 5.B 6.A 7.BCD 8.B 9.BC 10.B 三、简单回答下列问题（每题4分，共24分） 1．什么情况下可以使用线段比法确定矿体的合理开采深度？ 地质横剖面上的线段比是面积比的一种简化形式，当矿体走向较长，且矿体形态变化不大时，可运用线段比来代替面积比，这样既可保证设计工作具有一定的精度，又免除了运用求积仪求算面积的繁琐工作。 2．螺旋布线的特点主要有哪些？ 螺旋布线的特点主要有： （1）螺旋线弯道半径大，线路通视条件好，汽车直进行驶，不需经常改变运行速度，道路通过能力强； （2）工作线的长度和推进方向会因采场条件的变化而发生变化，生产组织较为复杂； （3）各开采水平之间有一定的影响，新水平准备和采剥作业程序较为复杂； （4）要求采场四周边帮的岩体均较为稳固。 3．编制露天矿采掘进度计划的总目标是什么？ 编制露天矿采掘进度计划的总目标是：确定一个技术上可行的、能够使矿床开采的总体经济效益达到最大的、贯穿于整个矿山开采寿命期的矿岩采剥顺序。4．汽车运输开拓有哪些优缺点？ 优点：与铁路运输开拓相比，汽车运输开拓抗线形式较为简单，开拓坑线展线较短，对地形的适应能力强，爬坡能力大，机动灵活，适于采用移动坑线，可设置多个出入口进行分散运输，适于强化开采。 缺点：吨公里运输费用高，设备维修复杂，需要熟练工人数量多，油料能源消耗量大，运行过程中产生的废气和扬尘污染大气。 5．逐孔起爆的实质是什么？ 所谓逐孔起爆技术，就是爆区中任何一个炮孔爆破时，在空间上都是按照一定的起爆顺序单独起爆的爆破技术。其实质就是前一个炮孔起爆后为后一个炮孔提供更多自由面。 6．台阶正常采掘爆破时，需要确定哪些参数？ 底盘抵抗线、炮孔规格（孔径与孔深）、布孔方式、布孔参数、起爆顺序及装药结构等。 四、已知某一个露天矿山的矿体水平厚度150m，矿体倾角70°，台阶坡面角75°，台阶高度12m，最小工作平盘宽度为40m，工作帮坡角15°，由上盘向下盘推进；工作线长度为1500m,采区长度为250m,挖掘机台年效率为180万吨，试根据开采技术条件验证该矿山矿石年生产能力3000万吨是否可行。
五、露天开采境界的确定方法 （一）确定露天矿最小底宽 露天矿最小底宽应满足采装运输设备的要求。目前我国绝大多数矿山以自卸汽车运输为主，故只介绍汽车运输最小底宽的计算。若采用折反式调车，则： Bmin＝Rcmin＋0.5bc＋2e＋0.5 lc （1－18） 式中Rcmin——汽车最小转变半径；米； Bc——汽车宽度，米； e——汽车距边坡的安全距离，米； lc——汽车长度，米。 若采用回返式调车，则： Bmin＝2（Rcmin＋0.5bc＋e）（1－19） 在确定开采境界时，若矿体厚度小于最小底宽，底平面按最小底宽绘制；若矿体厚度大于最小底宽不多，则以矿体厚度为最低水平底宽；若矿体宽度远大于最小底宽，露天矿底的位置主要以境界内可采矿量尽量大而剥岩量最小确定之。 （二）选取露天矿边坡角 最终边坡角的选取，对剥岩量影响很大。在保证边坡稳定的前提下，边坡角的选取一般按类似已进行开采矿山实用的边坡角选取。类比法边坡角的选取应满足安全条件和技术条件的最小边坡角值。 （三）确定露天开采深度 1、长露天矿开采深度的确定 露天矿走向长度大时，首先在各地质横断面图上初定开采深度，然后再用纵断面图调整露天矿底部标高。 （1）在各地质横断面图上初步确定露天开采深度。 首先，在横剖面图上作出若干个深度的开采境界方案（图1－11）。依据前面选定的最小底宽和边坡角，绘制开采境界图。 其次，针对各开采深度方案，用面积比法或线段比法计算其境界剥采比。 最后将各方案的境界剥采比与开采深度绘成关系曲线，与经济合理剥采比的水平线的交点深度，就是所要求的开采深度。
图1－11 长露天矿开采深度的确定图1－12 厚矿体的无剥离开采 H1－最初确定的开采深度； H2－无剥离开采的深度 H3－最终的露天开采深度至此，完成了一个地质横断面图上露天开采理论深度的确定。按同样的方法，可将露天矿床范围内所有横断面图上的理论深度都确定下来。 应当指出，在确定厚矿体的开采深度时，鉴于露天矿底的 位置不易确定，有时按矿体厚度而不是最小底宽作图（图1－12 ），然后继续向下无剥岩采矿，直至最小底宽为止。开采深度应是最初确定深度与无剥离开采深度之和。 （2）在地质纵断面图上调整露天矿底部标高。 在各个地质横剖面图上初步确定了露天开采的理论深度后，由于各剖面的矿体厚度和地形变化不等，所得开采深度也不一。将各剖面图上的深度投影到地质纵剖面图上，连接各 点，得出一条不规则的折线（图1－13中的虚线）。 图1 －13 在地质纵断面图上调整露天矿底平面标高 ——矿体界线；-------调整前的开采深度；___ 调整后的开采深度 为了便于开采和布置运输线路，露天矿的底平面宜调整至同一标高。当矿体埋藏深度 沿走向变化较大，而且长度又允许时，其底平面可调整成阶梯状。调整的原则是，使少采出 的矿石量与多采出的矿石量基本均衡；并让剥采比尽可能小。图1－14的实线便是调整后的 设计深度。