1,露天开采的优越性 （相对地下开采）,矿山基建时间短，单位矿石基建投资小 开采机械化与自动化程度高，生产规模大 劳动生产率高，生产成本低 矿石损失与贫化小) 开采条件好，作业较安全，运行较可靠 可调节性强,2,露天开采的主要缺点 （相对地下开采）,露天采场和排土场占地面积大，破坏自然景观和植被。 露天开采过程中产生的粉尘和释放的废气污染大气；排弃物中的有害成分流入水系和农田，影响生态平衡和农业生产。 露天开采易受气候条件，如严寒，酷暑，冰雪和暴风雨的影响和干扰。,3,露天开采发展方向,矿山设备大型化 操作自动 化 工艺连续化 生产最优化 管理科学化 开采无害化 矿山数字化 按一定工艺过程，把矿石从整体中开采出来的全部工作，总称为露天矿山工程 从事露天采矿的企业称为露天矿 开采时，将工作台阶划分成若干个具有一定宽度的条带顺序开采，称为采掘带。采掘带长度可为台阶全长或其一部分。 如采掘带长度足够，且有必要，可沿全长划分为若干区段，各配备采掘设备进行开采，称为采区,4,露天采矿术语,封闭圈：是指露天采场最上部境界在同一标高上的台阶形成的闭合曲线。 出入沟：是建立地面与各工作水平及各工作水平之间的倾斜运输通路。 开段沟：是在每个开采水平上为开辟开采工作线而掘进的近似水平沟道。,5,露天采矿术语,已作好采掘准备，即配备采掘设备、形成运输线路和动力供应等的采区称为工作线 工作帮是指由工作台阶或将要进行作业的台阶组成的采场边帮 非工作帮是指由非工作台阶组成的采场边帮 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叫非工作帮坡面，非工作帮坡面位于最终境界时叫做最终帮坡面或最终边坡面 最终帮坡面与水平面的夹角叫做最终帮坡角或最终边坡角,6,露天采矿术语,通过工作帮最上一台阶的坡底线和最下一台阶坡底线所作的假想斜面叫做工作帮坡面 工作帮坡面与水平面的夹角叫做工作帮坡角 工作帮上进行采矿或剥离作业的平台叫做工作平盘 最终帮坡面与地面的交线称为露天采场的上部最终境界线 最终帮坡面与采场底平面的交线称为露天采场的下部最终境界线或底部周界,7,露天采矿术语,安全平台设在最终边帮上，是用以缓冲和截阻滑落岩石以及减缓最终边坡角，保证最终边坡的稳定和下部水平的工作安全。安全平台的宽度一般为35米，由于爆破和岩体裂隙的影响，安全平台的宽度难以保证，为此常采用并段方式以加宽安全平台，如采用710米宽的安全平台。 运输平台是工作平盘与地面之间的运输联系通道，其上铺设运输线路，具体布置的位置和宽度视开拓运输方式而定。 清扫平台用以阻截滑落岩石并用清扫设备进行清理，还起减缓边坡角的作用，每隔23个安全平台设一个清扫平台，其具体宽度视清扫设备而定，一般为812米。,8,2.1.2 各生产工艺对矿岩松碎工作的要求,足够的松散储备量，510day 适宜的块度与粒级 满足挖掘机、汽车运输、胶带运输、矿仓破碎机受料口等要求 规整的爆堆和台阶形状 爆堆：高度、宽度； 台阶：根底、伞岩、后冲/裂，底部超深破坏 安全与经济,9,2.2 矿岩松碎的方法,机械法 松土犁：软层、冻岩中使用，设备简单、易于管理，工艺过程简单、一次松碎量少。 硬岩开采中也开始使用机械方法剥离围岩和开采矿石。 水力法 适用于软岩，采用高压水。 存在局限性 爆破法,10,2.3 爆破松碎矿岩穿孔工作,2.3.1 穿孔工作 （一）穿孔设备 潜孔钻机 优点： 能量损失小，穿孔速度受孔深影响小 噪音小 用废气排渣，节省动力 钻杆寿命长 轴压小，钻机轻，钻孔不易倾斜,11,2.3 爆破松碎矿岩,潜孔钻机缺点： 气缸受孔径限制 200mm时，速度低于牙轮钻机，动力消耗高3040，成本高 台班生产能力计算： v钻进速度； 时间利用系数；,12,2.3 爆破松碎矿岩,影响钻进速度因素： 冲击功和冲击频率 风压、排渣风量和风速 轴压、转速和扭矩 影响钻机工作时间利用系数因素： 接杆、移位、修理（不可避免） 等备件、风、水、电、卡钻处理（可避免）,13,牙轮钻机主要参数： 钻头的轴压力 回转速度 压气消耗量 注意：各项参数间的合理匹配,14,2.3 爆破松碎矿岩,露天采矿涉及的爆破方法 深孔爆破（剥离、矿岩） 硐室爆破（剥离较多） 预裂爆破 光面爆破 浅孔爆破（二次破碎、修根底等） 裸露爆破（二次破碎）,15,好的爆破效果,合适的块度（低大块率） 爆堆形状（高度、宽度）、集中且有一定的松散度 没有根底、伞岩，台阶坡面平整 没有后裂、垮坡，尤其对永久边坡 较小的爆破振动 无爆破飞石、空气冲击波等 能促使露天矿生产总成本最低; 要想获得好的爆破效果，应科学设计爆破参数 而爆破参数与爆破对象、炸药性能等紧密相连,16,2.3 爆破松碎矿岩爆破分级,爆破工作的关键是选取合理的爆破参数 充分考察岩性、地质构造等 矿岩的可爆性分级,17,2.3 爆破松碎矿岩,矿岩可爆性分级（涉及到炸药与岩石匹配） B.B.里热夫斯基按强度分级标准单耗 岩石的抗压、抗拉、剪切强度和岩石容重。,18,2.3 爆破松碎矿岩露天深孔爆破,（一）确定爆破参数 底盘抵抗线 与钻孔直径、装药直径、炸药特性、装药密度、岩石可爆性、要求破碎程度、台阶高度等有关。 孔距a、排距b、炮孔临近系数m 钻孔超深 取决于岩石性质、构造，且与底盘抵抗线、炮孔直径及炸药性质有关。 超深作用： 降低药柱中心 克服底盘、底部阻力 减少根底,19,2.3 爆破松碎矿岩露天深孔爆破,充填/堵塞长度 充填不足：炸药能量从孔口冲出，造成岩块飞散，降低爆了破质量 充填过大：浪费钻孔，易在充填段产生大块 炸药单耗(确定方法) 单孔装药量 一般采用体积法计算,20,采装工作是露天矿生产的中心环节 涉及的内容主要有：岩石的可挖性、采装设备、采装工艺（设备型号与采装工作面相适应） 采掘工作面主要参数： 台阶高度h 采区长度Lc 采掘带宽度A 工作平盘宽度B,21,3.1.2 采装设备类型,露天矿常用的采掘设备有：单斗挖掘机、多斗挖掘机、吊斗铲、铲运机、推土机、装载机 采装设备：单斗挖掘机、多斗挖掘机、吊斗铲、前装机 采运设备：铲运机、推土机、前装机,22,单斗挖掘机,单斗挖掘机 分为采矿型和剥离型两种。 采矿型： 履带行走 铲斗容积：223m3， 410m3的中型电铲广泛应用于中小型矿山 适宜台阶高度：620m 通常适用于平装车 剥离型： 铲斗容积在100m3以上的，主要用于采空区倒堆剥离 铲斗容积小于15m3的，也可用于上装车,23,3.2 单斗挖掘机采装,3.2.1单斗挖掘机工作参数 挖掘半径Rw挖掘时由挖掘机回转中心至铲斗齿间的水平距离 挖掘高度Hw挖掘时铲斗齿尖距站立水平的垂直距离 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 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 下挖深度Hh铲斗下挖时由站立水平至铲斗齿尖的垂直距离,24,（1）台阶高度 影响台阶高度的主要因素： 采掘设备的工作条件 矿岩性质与埋藏条件/矿石损失与贫化 穿爆工作要求 矿床开采强度 运输条件,25,（2）采掘带宽度 挖掘机侧向装车时垂直采掘带移位一次的最大宽度。 铁路运输时：保证挖掘机：向里侧回转角不大于900，向外侧的回转角不大于450. Bc=(11.7)Rwz ，同时Bc Rwz+ fRwz-c 汽车运输时：参照铁路运输，但其灵活性大。,26,（3）采区长度 划归一台挖掘机采掘的那部分台阶工作线长度。 汽车运输时：一般不小于150200m 铁路运输时：不小于列车长度的23倍，约不小于400m；尽头式：同一台阶挖掘机不应超过2台，环形式：同时工作挖掘机不要超过3台。,27,3.2.3 单斗挖掘机的生产能力,定义：是指单位时间内从工作面采出并装入运输容器或倒入内排土场的实方矿岩体积（m3）或重量（t）. （1）挖掘机生产能力计算 挖掘机台班生产能力（m3/台班）,28,提高挖掘机生产能力的措施 缩短挖掘机的工作循环时间 提高满斗系数（爆堆松散系数） 改善爆破质量，保证穿爆储备量 及时供应空车，提高班工作时间的利用系数 加强设备维修，提高出勤率 提高电铲司机操作水平 相关辅助工作,29,露天矿运输特点（1）,基本物料运量大部分集中于单一方向 线路或道路运输强度大，线路车辆周转快 矿岩具有较大密度，较高的强度和磨蚀性，块度不一，装卸时有冲击作用 露天矿其他工艺和运输的可靠性紧密相连 机车车辆运输周期中的技术停歇时间占有很大比重,30,露天矿运输特点（2）,矿岩的装载点和剥离物的卸载点不固定，采场与废石场台阶上的运输网路要经常移动 从露天采场提升（或下放）矿岩的坡度陡 岩石需分采和配矿时，运输组织十分复杂 露天矿运输网路的位置与矿体构造因素有关，线路场地狭窄,31,露天矿常用的运输方式,自卸汽车运输 铁路运输 带式运输机运输 提升机运输 重力运输 联合运输（汽车与铁路、汽车与胶带、汽车与提升机或溜井）,32,4.2 矿用自卸汽车运输,自卸汽车运输优点 机动灵活，调运方便，特别适合于地形、地质复杂的条件 爬坡能力强，在高度相同的条件下，可缩短运距，基建工程量小，基建速度快 运输组织简单，可简化开采工艺，提高采掘效率 便于采用近距离分散排土场或高段排土场，减少排土场用地和提高排土效率 道路修筑和养护简单,33,4.2.1 公路分类及其技术等级,矿用公路的特点： 断面形状复杂 线路坡度大 曲线半径小 运量和行驶车辆载重量大 相对服务年限短 所以，要求公路结构简单，并具有相对的坚固性和耐磨性,34,公路路基与路面结构,路基有填方路基、挖方路基和半挖半填方路基 影响公路路基稳定性的因素： 地质条件 施工方法 地面水和地下水的拦截与排除,35,路基横断面主要参数： 路基宽 路面 路肩横坡 路基边坡 排水沟纵坡,36,路面结构,柔性路面、刚性路面 露天矿公路路面分级： 高级路面 次高级路面 中级路面 低级路面 路面结构（单层、多层）,37,线路纵断面要素,最大允许纵坡（级6%，级8%，级10%） 限制坡长：为防止汽车在长坡坡段上运行时发动机和制动器过热而发生故障，对坡段长度应有限制。（例如56%时，应不大于800m） 纵坡折减：弯道处允许坡度应折减 竖曲线（凹形、凸形） 线路纵断面标示法,38,4.2.2 矿用汽车选型,（1）汽车类型 后卸式汽车 拖拉牵引的半拖车 拖车 （2）载重 与挖掘机的斗容保持一定的比例关系，运距为11.5km时，车箱与铲斗合理容积为1 ： （46）,39,电动轮自卸汽车的主要优点： 传动系统结构简单可靠，制停准确 自动调速，运行操作平稳 设备完好率高，维修工作量小，维修费用低 牵引性能好，爬坡能力强 运输效率高，成本低，经济效果好 缺点： 自重大，涉水高度小,40,矿用自卸汽车结构要求,车体和底盘结构应具有足够的坚固性，并有减振性能良好的悬挂装置；（装车、颠簸） 运输硬岩的车体必须采用耐磨而坚固的金属结构 卸载时应机械化，而且动作迅速； 司机顶棚上应有保护板，对于含有害矿尘的矿山，司机室要封闭，最好能够强制通风； 制动装置要可靠，起步加速性能和通过性能应良好； 司机劳动条件要好，驾驶操纵轻便，视野开阔。,41,公路运输计算,自卸汽车运输能力和道路通过能力 自卸汽车运输能力 台班运输能力： 汽车的运输周期通常由装载时间、卸载时间、运行时间、调车等进时间等组成,42,道路通过能力 单位时间内通过某一区段的车辆数。一般选车流最集中的区段进行计算，如出入沟、平面交叉路口等。计算公式如下（每小时通过的车辆数）：,43,汽车与挖掘机之间的重分配问题,必须满足的基本条件： 供一定的挖掘机组（货流）用的有限汽车数 派往单一挖掘机的汽车数不应超过规定的最大允许汽车数 汽车的分配应保证挖掘机最大均衡地完成班生产计划工作量 经济角度 采用智能控制系统进行调配,44,4.3 铁路运输,铁路运输适用于储量大、面积广、运距长（超过5