金属矿床露天开采

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。

3.露天开采工艺的主要内容：

（一）露天开采工艺环节——介绍各工艺环节的设备类型、工作规格、作业方式、工作面类型、作业参数、环节生产能力及设备选型等。（1）矿岩准备工作：

①合理矿岩块度（采装对爆破的要求）

②穿孔工作

③爆破工作

④松土机松碎岩石工作。

①机械铲采装工作；

②拉铲采装工作；（2）采装工作——

③前装机、铲运机和推土机的采装工作；④多斗挖掘机（轮斗、链斗）作业。

①铁道运输

②汽车运输

（3）运输工作——③带式输送机运输

④联合运输

①推土犁排土

②机械铲排土③推土机排土

④带式排土机排土⑤其它排土⑥排土场建设

（4）排土工作——

课程主要内容

1、绪论－露天开采的作用，基本概念

2、露天开采境界－意义，构成要素，确定原则方法3、露天矿床开拓－各种矿床开拓方法4、露天矿山运输－各种运输方式5、露天矿山开采工艺

－穿孔爆破，采装工艺，排岩工作6.露天矿山生产能力与采剥进度计划

露天开采的突出优点：1.不受开采空间，机械化程度高，降低了劳动强度，大大提高开采强度；

2.劳动生产率高－为地下(5～10)倍。3.矿石损失贫化小－<(3～5)%。

4.基建时间短，基建投资省，见效快；5、安全与劳动条件好。

6、开采成本低，－为地下1/4～1/3，有利于大规模开采低品位矿石；露天开采的突出缺点：1、对矿床埋藏条件要求严格。2.受气候条件影响大；

3.占用土地多，对生态环境造成不同的破坏；

4.作业环境粉尘CO2排放大,噪音高，有害身体健康。露天开采特点

采掘空间直接敞露于地表，需要剥离岩土。露天开采是采矿和剥离两部分作业的总称。优点：

1）生产规模大；2）建设速度快；3）劳动效率高；4）生产成本低；5）资源采出率高；

6）作业空间不受；7）材料、电力消耗少；8）安全，劳动条件好；缺点：

1）占用土地多；2）污染环境；

3）受气候影响大；

4）对矿床赋存条件严；5）初期投资大；

采场要素：露天开采境界：露天开采终了时的状态。包括：地面境界、边帮、底部境界。（地面境界是一封闭曲线）边帮：由采场四周坡面及平台组合而成的表面总体。

工作帮（P12）非工作帮边帮角：工作边帮角（P13）最终边帮角台阶—为了满足采掘需要而划分的具有一定高度的分层。

台阶通常以其下部平台的标高，命名为XX水平。上部平盘1—台阶的上部水平面；下部平盘2—台阶的下部水平面；

台阶坡面3—朝向采空区的台阶斜面；坡面角a—台阶坡面与下部水平面的夹角；坡顶线4—台阶坡面与上部水平面的交线；坡底线5—台阶坡面与下部平盘的交线；

台阶高度h—上部平盘与下部平盘的垂直距离。

出入沟—建立采场与地表运输通道的露天沟道。开段沟—开掘某标高采掘工作面的沟道。开采程序—采场内土岩的剥离和

采矿工程，在空间与时间上合理配合的发展顺序。

采掘带—将工作台阶划分成若干个具有一定宽度的条带顺序开采

安全平台：用于缓冲和阻截滑落的岩石及减缓最终边坡角，保证最终边帮的稳定性和下部工作水平的工作安全；安全平台宽度一般大于2m；最终台阶并段可不设安全平台。（P13）

清扫平台：是用于阻截滑落的岩石并用清扫设备进行清理，又起安全平台的作用；宽度依清扫设备而定。（P14）规定：每间隔2～3个台阶设一个清扫平台；运输平台：是工作台阶与出入沟之间运输联系的通道；其宽度取决于运输方式和线路数目。

剥采比：每开采单位量矿石所需剥离的岩石量（P22）。单位：t/t，m3/m3，m3/t

几种剥采比：1平均剥采比（np):是指露天开采境界内岩石总量与矿石总量之比值。（P22）2生产剥采比（ns):是指露天矿某一时期内所剥离的岩石总量与所采出的矿石之比值。按若干分期进行了均衡的生产剥采比，称均衡生产剥采比，其值在某一均衡期内被认为是固定的。（P23）

3境界剥采比（nj):是指露天开采境界每增加一个单位深度所引起岩石增量与矿石增量之比值。（P23）

4经济合理剥采比（njH):是指露天开采在经济上最大允许的剥采比。它是一个理论上的极限值，是确定露天矿最终境界的重要技术经济依据。（P24）工艺环节（P14）

露天开采程序（P18）

重要矿山工程及其工艺：掘沟、剥离、采矿-三者相互依存，相互制约。基本生产工艺：穿孔爆破-矿岩采装-废石排弃-矿山运输-穿孔爆破（一个圈）露天开采主要步骤：1）矿区地面场地准备；（树木、房屋、河流、道路）2）疏干排水工作；（地表水、地下水）3）矿山基建工作；（供电、工广、筛分、排土场、地面运输、掘沟工程、基建剥离）

4）露天矿生产；（顺序进行掘沟、剥离、采矿）5）地表的恢复和利用。

以上步骤在初期是依次进行的，以后又是同时并进，但在空间和时间上应保持一定的超前关系。

露天开采特点

露天开采中的主要技术和管理问题有：

①露天开采境界；②露天矿边坡稳定；③开采工艺；④开采程序；⑤露天矿开拓；⑥疏干排水；⑦矿山环境保护，矿山土地复用；⑧露天开采生产调度。

第1章最终开采境界

开采境界定义P20开采境界组成：P20露天开采境界的确定，实质上是剥采比大小的控制。因为随着露天开采境界的延深扩大，可采储量增加了，但剥岩量也相应地增大。合理的露天开采境界，就是指所控制的剥采比不超过经济上合理的剥采比。

露天开采境界对矿山生产的重要影响：(1)(2)(3)(4)

生产规模和服务年限(∵境界→采剥总量)基建投资，投产、达产时间

影响矿山经济指标－设备数量、矿山人员、矿石成本

开采境界位置和演化→采剥程序/生产能力/基建工程量→总体经济效果

影响露天开采境界确定的因素(三个方面)：

(1)自然因素：矿床埋藏条件，矿床勘探程度，储量等级，矿岩性质，工程地质，水文地质，矿区地形(河流/湖泊)

(2)经济因素：矿石质量与价值，原矿与精矿成本与价格，基建投资与建设期限，资金的时间效应，国家/地区的经济发展方向

(3)技术组织因素：开采技术水平与发展进步趋势(露天－地下)，装备水平，矿山附近交通条件，建构筑物设施，制约与促进其应用推广的技术组织条件。上述因素，对不同矿床条件，其影响程度是不同的，在确定境界应综合考虑。剥采比的概念：P22

(1)平均剥采比:露天开采境界内总的岩石量与总矿石量之比，即：np=Vp/Ap意义:总体经济效果标志,设计参照指标衡量设计指标

(2)分层剥采比:露天开采境界内某一个水平分层岩石量与矿石量之比，即:nf=Vf/Af意义：理论分析的参照指标，可以作为计算平均剥采比和估算均衡生产剥采比的基础数据

(3)生产剥采比(4)境界剥采比(5)经济合理剥采比：意义：理论极限值，是露天开采境界设计的主要技术经济依据(6)储量剥采比(7)原矿剥采比

矿床开采方式的选择

只宜常用露天开采的矿床：①埋藏不深；②覆盖层薄/无覆盖层的厚大矿体；③矿产品的现行价格低于地下开采成本

技术上只能采取露天开采的矿床：①各类地表砂矿床；②高硫易燃矿床；③矿岩松碎破裂并已产生移动的矿床；④表土含泥过多的矿床；⑤涌水量特别大的矿床⑥含放射性元素和氡的矿床；⑦对矿石分采、分运和配矿要求严格的矿床

对采用何种开采方式、露天-地下开采的经济合理性尚难直观判断的矿床，需要利用njh确定分界线。P25

Ⅰ原矿成本比较法影响因素：五个方面因素。优点：方法最简单－基础数据少，数据来源方便。缺点：没有考虑矿石损失与贫化的影响。适用条件：矿

石损失与贫化/废石混入率相当/不大，矿石不贵重，地下开采有盈利。Ⅱ精矿成本比较法。影响因素：贫化率数据获取的主观影响。优点：考虑了贫化率差别，体现露采优越性。

缺点：没有考虑矿石损失的因素，基础数据来源困难，计算繁琐。

适用条件：1废石混入率相差较大2矿石损失率接近/不大3精矿成本低于市场价格/不贵重矿石Ⅲ冶炼成本比较法

优点：考虑了矿石损失与贫化差别，是最合理的计算方法

缺点：基础数据繁多且来源不可靠，计算繁琐受到产品市场价格波动的影响

4.确定露天开采境界原则原则Ⅰnj≤njh

优点：整个矿床开采总体经济效果最佳广泛用于矿山设计.

缺点：不能保证过程中任何时候的经济性好；对不规整矿体（上薄下厚、覆盖层很厚、地形复杂），需要经np≤njh校验以及做综合技术经济比较。原则Ⅱnp≤njh

优点：可减少矿石损失和贫化；是算术平均值；反映了露采的起码要求。

缺点：没有考虑整个矿床开采的总经济效果和开采过程中剥采比的变化；是一个算术平均值，比较粗略、笼统；圈定境界偏大，增大剥离量和劣化经济指标主要对于水平的矿体或鸡窝状矿体

原则Ⅲnsmax（最大生产剥采比）≤njh

使用前提：矿床上部采用露采，下部暂时不开采

优点：保证开采过程中各个时期的ns不超标；确定的开采境界较好反映露采的优越性

缺点：没有考虑总经济效果；nsmax很不确定，难以确定开采境界

6.确定露天开采境界的方法和步骤

前提：露天矿主要的生产设备、生产工艺及参数、露

天矿采剥程序、开拓运输方式、线路参数等已初步拟定；

因矿床赋存条件不同而异原则：nj≤njh

案例：倾斜/急倾斜矿床步骤：

(1)最终边坡角的选取；

(2)确定露天矿最小底宽和位置；(3)确定露天矿开采深度；(4)绘制露天矿底部周界；(5)绘制露天矿开采终了平面图Ⅰ最终边坡角的选取

最终边坡角对露天矿的影响：

生产安全；经济效果(随着采场开采深度的增加和边坡角的减缓，剥岩量将急剧增加，从经济效果来看，边坡角应尽可能加大。然而，陡边坡虽然可带来较好的经济效益，但往往会导致严重的滑坡事故，乃至破坏生产。从安全角度来考虑，应尽可能减缓边坡角。因此，综合考虑经济与安全因素，是合理选取边坡角的基本原则。）要求：同时满足安全稳定条件

边坡岩体性质→边坡稳定性分析→边坡角参照类似矿山选取开采技术条件

边坡构成要素→非工作台阶宽度Ⅱ确定露天矿最小底宽和位置

汽车运输时的最小底宽－回返式调车：

Bmin=2(Rcmin+0.5bc+e)

折返式调车：

Bmin=Rcmin+0.5bc+2e+0.5lc

确定Bmin应考虑三个问题：

(1)当矿体厚度m＜Bmin时，取Bmin；当m≈Bmin时，取Bmin；当m＞Bmin时，取Bmin或最小水平宽度；(2)底盘Bmin应位于矿体中间或高品位体中(3)确保边坡最稳定Ⅲ

确定露天矿开采深度

理论依据：确定露天开采境界的原则(nj≤njhⅠnp≤njhnsmax≤njh)确定方法：方案－分析法

长露天矿开采深度确定的具体步骤：

(1)在各地质横断面图上初步拟定开采深度，用线段比/面积比法计算各深度方

案的境界剥采比

(2)在地质纵断面图上按划入和划出开采境界的矿岩量基本平衡的原则调整露天矿底部标高到同一标高(所设计标高相等，特别是并段部分）Ⅲ确定露天矿开采深度

短露天矿开采深度的确定－作图法(见P.157)Ⅳ绘制露天矿底部周界

Ⅴ绘制露天矿开采终了平面图露天开采境界设计的一般步骤(1)确定nj=njh；

(2)确定Bmin，γ，β；

(3)确定H(在横断面图上，一般用作图法)；(4)调整矿体底部开采标高(纵断面图)；(5)修正H(横断面图)；

(6)确定底部周界(平面图)；(7)修正Bmin(横断面图)；(8)绘制平台(横断面图)；(9)投影平台(平面图)；

(10)开拓系统定线/布线/移线(平面图)；(11)修正平台(横断面图)；

(12)计算/列出有关参数/技术指标表。

第2章矿床露天开拓

1.矿床露天开拓的概念P802.矿床露天开拓的研究内容(是什么？)：P803.露天矿山的分类：

依据矿床埋藏条件和开拓布线方式，分为①山坡露天矿②凹陷露天矿4.矿床露天开拓在露天开采设计中地位：①开拓系统受圈定境界的影响②开拓系统影响基建工程量、基建投资和基建时间.③影响矿山生产能力、矿石损失与贫化和矿石生产成本.④影响生产的可靠性、均衡性.

5.矿床开拓方案设计的基本原则：①结合开采工艺系统和开采程序合理选择矿床开拓方案②使设计矿山建设速度快，并满足矿石产量和质量要求,投产早，达产快，基建时间短、投资省，生产费用低

6.影响开拓方案设计的主要因素：①地质地形条件②开采技术条件③经济因素

7.矿床露天开拓方法的分类：

★(1)以运输/设备方式分类①公路运输开拓②铁路运输开拓③胶带运输开拓④平硐－溜井开拓⑤斜坡道－提升机开拓⑥联合开拓★(2)以开拓坑线位置分类①上盘开拓系统②下盘开拓系统★(3)以开拓坑道布置形式分类①固定坑线开拓②移动坑线开拓8.常用运输设备：

★露天矿床开采常用的运输设备有火车、汽车、胶带

箕斗、串车、溜井等。

①火车运输也叫铁路运输②汽车运输也叫公路运输③胶带运输也叫皮带运输④箕斗和串车运输⑤溜井运输

公路运输开拓

公路运输开拓：又称为汽车运输开拓.

因素：①矿床埋藏条件②露天采矿场的空间参数

公路开拓坑线布置的影响

2.凹陷露天矿开拓：P86坑线布置形式：

坑线布置位置：①内部坑线开拓：凹陷露天矿的开拓坑线(出入沟)布置在开采境界以内②外部坑线开拓：凹陷露天矿的开拓坑线(出入沟)布置在开采境界以外

凹陷露天坑线布置原则：①尽量减少回头曲线②下盘布置凹陷露天矿直进－回返式开拓适用条件：

①开采相对高差较大；②地形坡度较陡；③直进式开拓展线困难

特点：①适应性强；②应用比较广③回头曲线多④最终边坡角变缓⑤增加附加剥岩量

凹陷露天矿螺旋式开拓适用条件：

①采场面积小②长宽相差不大③同时开采水平数目少④采场四周围岩稳固特点：①没有回头曲线②扩帮工程量小③汽车运行条件好④线路通过能力大⑤扇形工作线生产组织复杂.

公路开拓坑线的类型

①固定线路

坑线布置在凹陷露天矿开采境界内的最终边坡上。

特点：矿山开采过程中位置不变；随开采水平下降，坑线不断增长；运距增加，运输效率降低，运输成本增高。

开拓坑线布置形式：直进式：展线最短；运输线路条件好；基建时间短回返式：需设置回头曲线，该路段上汽车运行速度低，影响运输效率；增加基建工程量

螺旋式：布置于采场四周稳定边帮上；汽车运行速度均匀；转弯半径大，通视条件好。

连接平台为什么要设置连接平台：1露天公路开拓坑线坡度较大(为缩短运距)；2载重汽车长距离上下坡，易发生事故；3为便于从开拓坑线向各采剥台阶布设运输线路。布设要求：P83多出入沟口适用条件：P83特点：P83②半固定线路：位于露天矿内外的，作为山坡露天各开采水平分支线与粗破碎站、排土场、临时矿石堆场联系用的线路。

特点：使用年限较短；其作用随露天矿开采水平的下降而逐渐消失。

③移动线路(临时线路)：移动坑线开拓时，出入沟随一侧工作帮的推进而移动，直到工作线推进到最终开采境界才在最终边帮上固定下来。

特点：基建时间短，矿山经济效益好；临时坑线不平整，汽车损耗大。出入沟位置：采场内矿体上盘或下盘矿岩接触带处。

4.公路开拓坑线布置的要求(1)满足开采工艺和矿山总平面布置的要求；(2)保证各生产水平矿岩的运输畅通；(3)与各辅助生产工艺(机修/仓库/油库/炸药库)

形成一个完整的开拓系统；(4)符合线路技术等级要求和相应设计技术规范；(5)充分发挥汽车运输的效率；(6)坑线尽量布置在工程、水文地质条件好地段；(7)露天采场新水平准备和既有坑线的联系畅通；(8)出入沟出口方向应与联络线路和固定线路同向。

铁路开拓

铁路开拓分为：准轨开拓：1435mm，用于大中型矿山.

窄轨开拓：1067mm，1000mm，用于小型矿山.

特点：开拓展线比汽车运输长;转弯半径大，灵活性差;掘沟工程量大、边帮附加剥岩大;新水面准备时间较长.优点：P适用条件：P

(1)山坡露天矿的坑线位置:P(2)凹陷露天矿的坑线位置:P902.线路数目与折返站:

折返站数目：根据矿山年运输量，开拓沟道可铺设单线或双线≥700×104t矿山：采用双干线开拓重车线+空车线＜700×104t矿山：采用单干线开拓

折返站位置：设置于出入沟－开采水平连接处，便于列车换向和会让折返站形式：(1)单干线开拓的折返站(2)双干线开拓的折返站4.铁路开拓的评价优点:P92缺点：开拓坑线展线长度大，增加采场附加剥岩量；爬坡能力能力小；基建工程量大，基建时间长；开拓系统和工作组织管理复杂；采掘工作面上空车供应率和铲装效率较低，线路敷设工作量大，爆堆需经常要打堆清理列车随开采深度增大运行周期增长(折返次数多，合理开采深度为120~150m)

胶带运输开拓特点：P93优缺点：P98应用情况：国外在煤炭、冶金、建材露天矿山广泛应用；我国近几年才开始应用分类：P93

平硐溜井开拓

特点，运输过程，定义：P100平硐溜井位置：P101

位置选择要求：①溜井与工作面间平均运距最短；②溜井和平硐的掘进工程量小；③溜井穿过围岩稳固，避开含水泥岩层；④平硐尽量短，不受爆破作业影响；⑤平硐口应设在最高洪水位以上

平硐溜井开拓的三大灾害：降段方法：溜井形状与大小：对平硐溜井开拓的评价：P101适用条件：①地形复杂，高差大(>100m)坡度陡的高山型矿山；②具有开槽、溜井和平硐的地形条件；③矿石和废石无粘性，不含泥，块度无要求

公路－铁路联合开拓

基本形式：①地表用铁路运输开拓，采场内用公路运输开拓，转载站设在境界外；②采场内某标高以上用铁路开拓，此标高以下用公路开拓，转载站设在采场内；③山坡露天部分用公路开拓，将矿岩转载下部再用铁路开拓。

开拓方法选择

1.选择开拓系统的原则：P1022.开拓系统的主要影响因素①矿区自然条件②露天矿生产能力③基建工程量和期限④资金和设备供应条件⑤矿床勘探程度及矿石储量的发展远景

3.开拓系统选择步骤：①拟定若干个技术可行开拓方案；②对初拟方案进行筛选，删除明显不合理方案；③对保留方案进行详细系统设计，计算技经指标，明确定性因素的影响；④方案技术经济比较，综合分析，确定最适宜方案；

4.开拓方案的技术经济比较(指标)：①基建投资；①基建投资；③投产和达产时间；④年经营费用；⑤矿石损失与贫化；⑥生产能力的保证程度；⑦生产安全及可靠性；⑧生产工艺匹配程度。比较方法：静态/动态比较法

5.开拓沟道定线－确定沟道在采场的空间位置

定线基本要求：①室内图纸定线与现场定线相结合；②定线要符合道路技术规范要求；③满足开拓运输系统和开采工艺系统的要求；④尽量减少填挖土石方工程量；⑤缩短矿岩运距(最小运输功原则)；

掘沟工程

露天矿开采程序主要研究内容：(1)台阶的划分及其开采程序(2)工作帮的构成及其推进方式(3)新水平的开拓延深方式

2.掘沟工艺::::::新水平准备工作：掘沟特点：倔沟按采装运输方式掘沟方法分为：倔沟按装载方式分类：硬岩掘沟工艺：3.汽车运输掘沟调车方法P10.铁路运输掘沟:P107

堑沟的主要参数标准：P110

第3章露天矿运输露天矿(内部)运输(系统)的任务：P192露天矿采用的运输方式：P193

露天矿运输从管辖范围上分为：露天矿内部运输系统:矿岩→受料地点，辅助物料→露天采场－－矿山管辖的运输线路

露天矿外部运输系统:选矿厂/储矿仓→用户－－国家行政部门管辖的运输线路露天矿运输的特点(见P192)露天矿运输的基本要求：P193

汽车运输：即可单一运输，又可组成联合运输露天方式.优缺点：P1932.矿山公路分类及技术等级

矿山运输公路的特点：①断面形状复杂；②线路坡度大；③曲线半径小；④运量和行使车辆载重量大；⑤相对服务年限短

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

矿山公路分类：按用途分为：①运营型：辅助公路②生产型：开采过程中用作矿岩运输的公路。矿山公路平面要素：P199

工作面汽车入换方式：1、同向行车2、折返行车3、回返倒车运输能力：P200

第二节铁路运输

1.铁路运输优缺点(P204页）2.应用条件及其发展趋势

应用条件：储量大、面积广、运距长(>5~6km)的露天矿及矿山专用线路趋势：①粘重150t电机车和100~200t自翻矿车②>10000V交流电机车和3000V/1500A直流电机车③电动轮自翻车牵引机组④内燃机车用燃气轮机代

替柴油机⑤线路工程全盘机械化⑥实现机车遥控和运输系统自动化3.牵引方式－电机车&内燃机车

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(>6000~10000V)

内燃机车：三种传动方式(机械，液压，电力)常用电力传动内燃机车(柴油电力机车)

4.线路技术等级线路分类：标准轨：1435mm，大型露天矿。窄轨：小型露天矿600mm，750mm，762mm，900mm

三类矿用铁路：固定线路，半固定线路，移动线路

技术等级：依据单线重车方向年运量划分等级/标准固定线路分为三级：5.铁路运输线路铺设道床的横断面：道床宽度，道床厚度，道床边坡

6.铁路运输线路铺设线路定线：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：☺满足开采工艺要求☺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☺矿岩运距短，车站分布合理☺土石方工程量少，综合经济效益高凹陷采场定线方法和步骤－见P847。列车运输能力：P208第三节胶带运输1.胶带运输特点－连续式运输方式.优缺点：P2102.应用及其发展趋势应用：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－坚硬岩石趋势：①带宽2m，带速3m/s，则1h运量10000t②带宽3.2m，带速5.2m/s，则1h运量30000t③夹心钢绳胶带抗拉强度达1000MPa以上采用多驱动装置，单机长度达15km④大型运输机：可弯曲，运输大块硬岩高倾角i=(18o~20o)~(35o~40o)3.胶带运输机的主要类型矿用胶带从结构上分为：①普通胶带运输机：胶带，托辊，支架，驱动装置，拉紧装置矿用胶带机从功能上分为：①移动式：工作面→废石场②半固定式：转载与集载③固定式：提升，运输，选矿厂，废石场运距和运量：取决于胶带类型运量小&运距＜200~300m：普通胶带；；；运量＜1500m3/h&运距＜1.5km&固定式：钢绳牵引胶带；；；运量大&运距长&物料坚硬：夹钢绳芯胶带第四节联合运输联合运输：采掘工作面→卸载点/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同区段的运输，此外还包括不能完成运输任务的运输方式，如溜井运输、斜坡道提升运输。分为三个阶段：工作面运输，克服高程的运输，地面运输优点：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，获取更大经济效益缺点：增加运输环节，运输工艺复杂化3.设有溜槽的平硐溜井结构图溜井结构要素①溜井倾角垂直溜井：优先选用斜溜井：避开软弱岩层≮60o~70o溜槽倾角：42o~55o②溜井深度取决于矿岩性质，使用&施工方法通过式溜井：≯300m储矿式溜井：≤600m溜槽落差：≯200m③溜井断面形状及尺寸溜槽：梯形，上宽下窄Bd,min=3Rmax≮2m起始点槽深≮2.5m~3m槽深增加1m/延长12~30marctanf+(2o~3o)~45o，45o~60o，60o~80o垂直溜井：断面圆形；斜溜井：；；断面拱形，矩形溜井直径：≮(4~6)Rd,max；；储矿仓：断面圆形/圆角矩形平硐溜井系统的生产能力：P217第4章露天开采工艺

本章主要内容：1.穿孔爆破（书上第6章）2.－已讲过4.排岩工作（书上第9章）采装工艺（书上第7章）3.露天矿运输Ⅰ穿孔爆破1.穿孔爆破是影响露天矿生产的重要工艺环节：①穿孔爆破是破碎岩石的主要手段②穿孔爆破对采装、运输等工艺有很大影响③穿孔爆破成本占采矿总成本的40%左右2.凿岩设备(1)岩石可钻性是指在钻具作用下，岩石破碎的难易程度。按岩石可钻性将岩石分为5个等级，25个类别意义：合理选择钻头，钻孔参数，制定作业计划(2)主要穿孔方法－机械钻孔，热力穿孔，化学声波牙轮钻机，潜孔钻机，全液压切削回转钻机、钢绳冲击式钻机，凿岩台车(3)牙轮钻机工作原理：通过回转机构带动钻头回转，借助加压机构施加轴向压力，动静压力产生的压力破碎岩石;通过压缩空气冷却钻头，并将孔内岩粉吹出孔外牙轮钻机属于高效率穿孔设备，可钻凿各类矿岩是大中型矿山主要的穿孔设备。与潜孔钻机相比，具有以下优点：①穿孔效率高2~3倍，钻机作业率高15%~45％；②工人劳动生产率提高2~3倍；③穿孔成本低15％~25%；牙轮钻机的缺点：①机身重；②价格昂贵降低穿孔成本的主要途径：加强对钻头的研究，提高钻头质量，延长其使用寿命牙轮钻机的钻孔直径：200mm~440mm国产牙轮钻机主要有：KY－310，KY－250，KY－380，KY－200，KY－150，KY－120(4)潜孔钻机工作原理：潜孔钻机属于冲击－回转式钻机，其冲击器和钻头一起潜入孔底;由冲击器的活塞运动产生的冲击功直接传至钻头破碎岩石，使冲击功不至过多消耗在钻杆变形上；钻头的回转运动是由回转电机减速器减速后传到钻杆、钻头；压缩空气经钻杆中心到孔底，将岩粉吹出孔外；轴向力是借助于回转机构和钻具自重以及链条传动来实现牙轮钻机的钻孔直径：100mm~250mm优缺点：P120穿孔设备生产能力：P123岩石可爆性：P129露天矿对爆破工作的基本要求对爆破质量的要求②爆堆形状和尺寸3)对爆破安全的要求露天矿主要爆破危害因素：爆破震动；空气冲击波，爆破飞石，有害气体，爆破噪音预防措施：微差爆破，挤压爆破，控制单段起爆药量，合理确定爆破安全距离，发出警报信号，设置境界线与警戒点4)对爆破成本的要求注意选用炸药与矿岩波阻抗的匹配；尽量提高延米爆量，降低单位爆破成本露天矿爆破方法按爆破延期时间分类：按爆破方式分类：P139(4)爆破参数的确定－抵抗线底盘抵抗线对爆破效果的影响：过大－根底/大块/后冲作用大；过小－增大凿岩量/飞石/震动/噪声/浪费炸药露天深孔爆破中，底盘抵抗线代替最小抵抗线W底－炸药威力/岩石可爆性/孔径/台阶高度确定方法：具体条件计算确定；工程类比确定；试验调整底盘抵抗线按台阶高度确定抵抗线W1=(0.6~0.9)H按钻孔直径确定W1=kd=(32~38)d爆破参数的确定－孔距，排距(孔距与排距之比为炮孔密集系数）爆破参数的确定－孔距，排距关于密集系数m：一般取m=0.8~1.4宽孔距爆破技术：孔网面积不变，适当减小W1或b，增大a国内：m=4~6国外：m>8超钻(深)意义：克服底盘岩石夹制作用；爆后不留根底超深对爆破效果的影响：超钻过大－钻孔/炸药浪费；破坏底板；增大地震波强度；；；超钻不足－产生根底/抬高底板影响超深因素：岩石坚硬程度/孔径/W1超深值的确定按抵抗线取值：h=(0.15~0.35)W1岩石松软/层理发育时取小值，否则取大值；按孔径取值：h=(8~12)d；按台阶高度取值：h=(0.1~0.2)H；倾斜钻孔：h=(0.3~0.5)W(4)爆破参数的确定－单位炸药消耗量影响因素：岩石坚固性，炸药种类，施工技术，自由面数量两个自由面条件下深孔P140(5)露天矿控制爆破技术：①预裂爆破②光面爆破③缓冲爆破④挤压爆破装药结构－连续/不连续，耦合/不耦合(6)露天矿生产爆破程序爆破设计：孔网参数，爆破网路，装药结构，器材消耗，人员组织穿孔工作测孔：孔网参数，孔深，钻孔质量，补孔选择炸药类型，确定单耗，计算装药量爆破网路计算，选择起爆方式现场装药：调整特殊孔药量，控制填塞长度网路连接，实施爆破检查爆破效果，核实爆破安全，接触爆破境界爆破总结Ⅱ采装工艺采装工艺：岩石的可挖性:P154.采掘工作面参数(1)台阶高度采装设备：P157单斗挖掘机工作参数:P156平装车：软/硬岩h≤Hwmax爆堆2/3h轴≤h(hb)≤Hwmax((1.2~1.3)Hwmax)台阶高度影响因素：P161(2)采区长度是指一台挖掘机采掘的台阶工作线长度影响因素：穿爆采装配合方式，挖掘机规格，运输方式，台阶计划采掘强度，矿岩分步及其品位变化情况1Lc≥(5~10)d采掘量要求②汽车运输Lc≥150m~200m2③铁路运输Lc≥(2~3)列车长≥400m采掘带宽度：P161挖掘机生产能力计算：P1735.采装工作的安全要求挖掘机作业应遵守下列安全规定：(1)不允许铲装超过斗容的大块矿岩；不准用铲斗破碎大块矿岩；不准用铲斗挑挖工作面上的浮石和伞岩；(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；当台阶坡面有片帮或爆堆有浮石塌落危险时，必须迅速撤出危险区，确认安全后方准继续作业；(3)不准碾压、撞击、浸泡和小于90o弯曲挖机电缆不准用铲齿铲拨电缆Ⅲ运输工艺Ⅳ排岩工作排岩工作：P238排岩工作的内容：①废石场位置与排岩工艺的选择②废石场的建设与发展③废石场的稳定性分析④废石场的灾害控制与复垦排岩工作的重要意义：①矿石剥离量平均为1.5~2.5倍采矿量；②废石场占地面积39%~55%，为露天采场2~3倍③影响矿石生产能力和效益④农业生产的影响和环境保护问题露天矿排土场的类型从相对位置分为：1内部废石场：设置于露天采场采空区内，不占用场地，运距短，节省排岩费用适用于缓倾矿体－水平或5o~10o，一次全厚开采的情况对倾斜/急倾斜矿床，采场内有两个以上深度不同的区段时可设为空区排土场2外部排土场：设置于露天采场采空区以外用于倾斜矿体，但占用农田依地形分为：1平地排土场(费用高)，2山地排土场，3人造山依时间分为：1临时排土场：需要二次转排要经过经济技术论证：从时间观念看经济效益单从经济上看此方法尽量不用;;;;2永久排土场从阶段上分为：1单层排土场，2多层排土场露天矿排土场位置的选择原则：①应选在山坡荒地，少占农田，避免迁移村庄，充分考虑山洪的影响②尽量靠近露天采场③优先利用采空区，选用外部排土场时要考虑占用土地的时效益④应位于居民点的主导风向下风侧地带，并防止岩土中有害化学成分通过雨水作用代入河流和农田⑤应考虑造田还耕，制定土地复垦规划⑥废石场容积与矿石总剥离量相适应⑦废石场保持良好工作状态，保证排岩作业安全排土场容积：P2402.排岩工艺按运输方式和排岩设备不同，露天矿常用排岩工艺有：1汽车运输－推土机排岩2铁路运输－挖掘机/前装机/排土机排岩3胶带运输－胶带排土机排岩4倒堆吊斗铲排岩(1)汽车运输－推土机排岩主要工艺过程：汽车进入废石场排岩地段调车→翻卸岩土→推土机摊排→平整场地和整修废石场公路推排量：坡顶残留岩土量20%~40%下沉塌落平整量设计参数与要求：①分层高度与总高度h≤15~30m；H＜200m②边坡角<自然安息角③A－公路宽度B－入换宽度C－岩堆宽度应注意的问题：①在确保安全条件下，汽车应尽量靠近边坡翻卸岩土②因新堆弃岩土会下沉，为保证卸载安全和充分利用废石场容积，台阶顶面应保持2%反向坡③为保证卸载安全，坡顶线设置车挡，其高度不低于0.5~0.8m汽车运输－推土机排岩评价P246(2)铁路运输排岩方法挖掘机排岩，前装机排岩铁路运输排岩方法P247排岩作业要素：P252排土场生产能力：P249(3)胶带运输－胶带排土机排岩排岩设备：胶带推土机排岩工艺：由输送机提供岩土，经转载机进入排土机的接收输送机，再输送到卸载输送机进行排岩(上排/下排)；推土机平整工作面并完成其他辅助作业；带式输送机移位并开始下一排岩循环.带式推（排）土(岩)机的主要参数：P257评价：一次排弃宽度大，辅助作业时间少；近水平矿床可实现横向内排；排土机生产能力大，自动化程度高；采、运、排环节相互制约大，机动性差；对地形/水文地质等要求较高,不适于分散排土。3.废石场建设与安全(1)初始废石场的建设与扩展1)废石场初始排土线的修筑根据地形条件，分为山坡和平地山坡铁路运输初始排土线：开挖单壁路堑→整平→铺轨山坡汽车运输初始排土线：根据调车方式确定路堑宽度平地初始排土线：分层堆垒，逐渐涨道推土机修筑：两台对推，5m以内初始路堤2)废石场的扩展①铁路运输单线废石场排土线的扩展方式：平行扩展，扇形扩展，曲线扩展，环形扩展②铁路运输多线废石场排土线的扩展方式：③挖掘机排岩排土线并列配线方式：④多层排岩方式：多层排岩就是在几个不同水平上同时进行排岩，并向同一方向发展(2)废石场的稳定性分析与公害防止①废石场的稳定性与防护稳定性影响因素：1地形坡度，排弃高度；2基地岩层构造及其承压能力；3岩土性质，堆排顺序。常见失稳现象：1废石场变形，2泥石流废石场变形：1滑动，2塑性变形，3坡面散落，4沉降发生原因：台阶过高，岩土含水过多，没有按岩土的渗水性/耐压性/稳定性等堆积岩土，沼泽和松散基底，疏干排水工作差1废石场的稳定性与防护主要工序：P246减少或预防泥石流的措施：★在废石场坡脚修筑拦挡构筑物，防止剥离物滑坡与山沟洪水汇合；★在排岩下游的山沟内或沟口设拦淤坝拦截并蓄存泥石流；★当废石场下游地势不具备筑坝拦淤条件时，可在其下游较开阔场地修筑停淤场，通过导流使泥石流向预定地点淤积.②废石场公害1大气污染：排弃松散岩土时产生的粉尘扩散影响作业人员身体健康，严重污染环境防止措施：喷雾洒水，排土线上人工降雨达到高度要求的排土场绿化复垦2水污染：含有可溶性矿物的孔隙水、裂隙、溶洞水矿坑/排土场形成的可容矿物废水选场尾矿水。解决措施：循环用水，一水多用3泥石流4周围地表变形－隆起，道路/河流/桥梁/农田破坏第五章-露天矿山生产能力与采剥进度计划

Ⅰ露天矿采剥方法2、露天矿陡帮开采4.陡帮开采评价优点：①基建量和投资少，投达产快②延缓剥离，减小开采期间生产剥采比，利于均衡③减少最终边坡的暴露时间和维护费用缺点：④设备调动频繁，影响生产能力⑤运输线路工程量大，修筑、维护费用高⑥管理工作复杂，上下台阶之间要协调配合应用：①倾斜和急倾斜矿体；②覆盖岩层厚度大的矿体；③矿体形状上小下大；④剥离洪峰期和洪峰期以前⑤采运设备的规格越大，台阶依次或分组轮流开采;Ⅱ露天矿生产剥采比的均衡（2）生产剥采比的变化规律生产剥采比均衡的必要性：均衡原则：P299均衡方法：P300均衡分期：P299露天矿生产能力的意义：P303Ⅲ露天矿生产能力两个指标：P303生产能力的确定办法：P304Ⅳ储备矿量Ⅴ露天矿采剥进度计划的编制编制露天矿采剥进度计划需要的资料：P310编制露天矿采剥进度计划的内容：P310露天矿采剥进度计划需要的编制方法与步骤：