金屬礦床露天開采

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1、金屬礦床露天開采江西理工大學(xué)饒運(yùn)章(教授)2007.06金屬礦床露天開采基本概念露天開采工藝與設(shè)備露天開采境界露天礦床開拓生產(chǎn)能力與采掘計(jì)劃一、基本概念礦床開采：地下開采、露天開采、海洋開采、溶浸開采露天開采：機(jī)械開采、水力開采金屬礦床露天開采機(jī)械開采水力開采機(jī)械開采水力開采海洋開采地下開采機(jī)械開采溶浸開采化學(xué)開采一、基本概念露天開采：為采出礦石，需將礦體周圍巖石及其覆蓋巖層剝離，并通過(guò)露天溝道或地下井巷把礦石和巖石運(yùn)出地表。礦石→→選礦廠，巖石→→廢石場(chǎng)。機(jī)械開采：用一定的采（穿孔、爆破）、裝

2、、運(yùn)設(shè)備，在敞露空間從事開采作業(yè)。水力開采：用高壓水射流沖采礦石并用水力運(yùn)輸。露天礦場(chǎng)：露采所形成的采坑、臺(tái)階、露采溝道的總和。一、基本概念封閉圈：露天采坑最終境界與地表的交線構(gòu)成的閉合圈。山坡露天：封閉圈以上采礦區(qū)稱山坡露天。凹陷露天：封閉圈以下采礦區(qū)稱凹陷露天。臺(tái)階/階段：通常把礦巖劃分成一定厚度的水平分層自上而下逐層開采，并保持一定的超前關(guān)系，在開采過(guò)程中各工作水平在空間上構(gòu)成了階梯狀，每個(gè)階梯就是一個(gè)臺(tái)階/階段。最終邊幫/非工作幫：結(jié)束了開采工作的臺(tái)階平臺(tái)、坡面和出入溝底組成的露天礦場(chǎng)的

3、四周表面所組成的邊幫。一、基本概念工作幫：正在和將要開采的臺(tái)階所組成的邊幫。最終幫坡面/非工作幫坡面：通過(guò)非工作幫最上一個(gè)臺(tái)階的坡頂線和最下一個(gè)臺(tái)階的坡底線所作的假想斜面。最終幫坡角/最終邊坡角：最終幫坡面與水平面的夾角。頂幫：位于礦體上盤一側(cè)的邊幫。底幫：位于礦體上盤一側(cè)的邊幫。端幫：位于礦體走向兩端的邊幫。最終境界線：最終幫坡面與地表的交線—上部最終境界線；最終幫坡面與底平面的交線—下部最終境界線。一、基本概念最終深度：上部最終境界線所在水平與下部最終境界線所在水平的垂直距離。最終邊幫/非工

4、作幫上的平臺(tái)，按其用途分為安全平臺(tái)、運(yùn)輸平臺(tái)、清掃平臺(tái)。安全平臺(tái)：用于緩沖和阻截滑/滾落巖石、減緩最終幫坡角以保證最終邊幫穩(wěn)定和下部水平工作安全，b=1/3*h。運(yùn)輸平臺(tái)：用于工作臺(tái)階與出入溝之間的運(yùn)輸通道。設(shè)在與出入溝同側(cè)的最終邊幫和端幫上，寬度由運(yùn)輸設(shè)備、運(yùn)輸方式、線路數(shù)目決定。清掃平臺(tái)：用于阻截滑/滾落巖石并作為清掃設(shè)備通道，也起安全平臺(tái)作用。每隔2—3個(gè)臺(tái)階設(shè)一個(gè)清掃平臺(tái)，寬度由清掃設(shè)備決定。一、基本概念出入溝：地面與工作水平、各工作水平間的傾斜運(yùn)輸通道。開段溝：每個(gè)水平上為開辟開采工作

5、線而掘進(jìn)的水平溝道。剝采比：剝離巖石量與采出礦石量之比，t/t,m3/m3,m3/t。露天開采步驟：地面場(chǎng)地準(zhǔn)備、礦床疏干與防排水、礦山基建、礦床開采、地表恢復(fù)。礦山基建：露天礦投產(chǎn)前為保證正常生產(chǎn)所必需的工程，包括掘出入溝、開段溝、剝離巖石、鋪設(shè)運(yùn)輸線路、建設(shè)排土場(chǎng)、修建廠房和水電設(shè)施等。二、露天開采工藝與設(shè)備露天開采工藝：穿孔爆破、采/鏟裝、運(yùn)輸、排土、防排水。穿孔設(shè)備：牙輪鉆、潛孔鉆、火鉆、鑿巖臺(tái)車、鋼繩沖擊鉆。牙輪鉆：大型礦山常用高效設(shè)備，孔徑250—310mm，最大500mm；一般進(jìn)尺

6、4000—6000m/月，最高10000m/月；穿爆量400—600萬(wàn)t/臺(tái)年，最高1200—1400萬(wàn)t/臺(tái)年。潛孔鉆：中小型礦山常用設(shè)備，孔徑150—250mm，一般進(jìn)尺2000m/月，穿爆量60—150萬(wàn)t/臺(tái)年?；疸@、鋼繩沖擊鉆：已基本淘汰，很少使用。二、露天開采工藝與設(shè)備穿孔費(fèi)用約占生產(chǎn)總成本的10—15%。爆破費(fèi)用約占生產(chǎn)總成本的15—20%。牙輪鉆穿孔成本最低，約為潛孔鉆70%，鋼繩沖擊鉆75%。牙輪鉆穿孔成本中，鉆頭費(fèi)用約占40%。提高牙輪鉆穿孔效率的途徑：A=0.6*V*T*η

7、(V-機(jī)械鉆速,cm/分;T-班工作時(shí)間,h;η-時(shí)間利用系數(shù))V=3.75*P*n/(D*f)(P-軸壓力,t；n-轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)/分；D-鉆頭直徑,cm;f-巖石堅(jiān)固性系數(shù),普氏系數(shù))二、露天開采工藝與設(shè)備露天開采中常用的爆破方法（1）淺眼爆破法；（2）深孔爆破法；（3）峒室爆破法；（4）藥壺爆破法；（5）外復(fù)爆破法露天礦臨近邊坡時(shí)的爆破方法（1）采用微差爆破減小震動(dòng)；（2）采用預(yù)裂爆破隔離邊坡（3）采用光面爆破保護(hù)邊坡露天開采鑿爆參數(shù)設(shè)計(jì)孔徑、孔間距、排間距、最小抵抗線、炸藥單耗等。露天礦常用炸

8、藥銨油炸藥、銨松臘炸藥、乳化油炸藥等。二、露天開采工藝與設(shè)備采/鏟裝設(shè)備：支撐結(jié)構(gòu)分—機(jī)械鏟(挖掘機(jī))、索斗鏟。使用動(dòng)力分—電鏟、油鏟行走機(jī)構(gòu)分—履帶式、邁步式、輪胎式挖掘機(jī)：常用設(shè)備，分正鏟、反鏟、刨鏟。用于采礦、剝離、排土、掘溝、倒裝等。國(guó)外最大斗容30m3，國(guó)產(chǎn)電鏟斗容15m3。索斗鏟：安置在開采臺(tái)階上部平盤，挖掘站立水平以下礦巖。國(guó)外最大斗容80m3。液壓鏟：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕，回轉(zhuǎn)及行走速度快、靈活性大。輪胎式前裝機(jī)：自行設(shè)備、靈活；行走速度快、機(jī)動(dòng)；爬坡能力大，可在20°左右行走和鏟裝