露天矿山开采工艺简介

1露天矿山开采工艺简介2第一节露天矿山基本知识31.1露天矿山开采的基本概念露天采矿就是从敞露的采矿场采掘有用矿物。图1露天采矿场模拟面貌机械开采：开采坚硬矿岩，以深孔爆破，机械采掘为获取矿石的主要手段。人工开采：安委办【2010】17号文明令禁止。4山坡露天矿----地表封闭圈以上；凹陷露天矿----地表封闭圈以下。图2山坡露天矿和凹陷露天矿示意图A——山坡露天矿，B——凹陷露天矿，1——地表封闭圈标高山坡露天矿凹陷露天矿地表封闭圈51.2.1台阶按一定高度将矿岩划成水平分层，保持一定超前距离，自上而下逐层开采。台阶是露天开采的基本要素，结构要素如图3。1.2露天采矿场构成要素图3台阶结构图1－台阶上部平台；2－台阶下部平台；3－台阶坡面；4－台阶坡顶线；5－台阶坡底线；α－台阶坡面角；h－台阶高度。6一个台阶的上部平台又是其上一台阶的下部平台。台阶以其下部平台标高命名，如图4+12m水平、Om水平。露天开采时根据挖掘机的挖掘半径、卸载半径和爆堆宽度，划分条带状采掘带依次开采。如果采掘带很长，按一台挖掘机所需的采掘工作线长度再划为采区独立开采。图4台阶命名及开采示意图71.2.2露天采矿场露天采矿场构成要素如图5。露天矿坑四周揭露的由台阶组成的表面称露天矿边帮（BC、AF）。矿体下盘边帮叫底帮，上盘边帮叫顶帮，端部边帮叫端帮。非工作帮——顶帮、底帮和端帮。非工作帮平台——安全平台、清扫平台和运输平台。图5露天采矿场结构图1－安全平台；2－清扫平台；3－运输平台；4－工作平台10安全平台宽度≈台阶高度的1/3，安全规程≥4m。阻挡和容纳边坡上掉落的岩石，调节缓和边坡角，保证边帮稳定和下部各水平作业安全。清扫平台宽度一般≥6m，便于清理设备作业，每隔3～4个台阶设置一个。运输平台宽度≡运输线路，与出入沟同设在非工作帮的一侧及端帮上。工作帮----采矿和剥离台阶组成的边帮。工作帮坡角----连接工作帮最上台阶和最下台阶坡底线的假想斜面DE与水平面的夹角。一般为8～12°，不超过15～18°，陡帮开采可依设计适当大。11最终边坡角----过非工作帮最上台阶的坡顶线和最下台阶的坡底线所作的假想斜面A0、BG与水平面的夹角β、γ叫最终边坡角。12台阶高度的确定台阶高度对露天开采作业安全意义重大。1、矿岩的岩性和埋藏条件稳固矿岩，台阶高度可以大一些；节理裂隙较发育、不稳固矿岩，台阶高度应低一些。2、穿孔爆破工作的要求保证生产人员和设备的安全。3、铲装作业安全要求爆堆高度不大于铲装设备最大挖掘高度的1.5倍。1.3露天矿场构成的安全要求13第二节露天开采工艺14矿山生命周期：地面准备，矿床疏干和防排水，矿山基建，剥离和采矿，地表恢复与利用。地面准备----排除开采范围内妨碍生产的各种障碍物，如砍除树木，湖泊排干，迁移建筑物，道路和河流改道等。矿床疏干和防排水----有地表水的矿床应预先排水疏干，防止地表水流入采矿场应修筑挡水坝、截水沟。矿山基建----露天矿投产前相应的基建工程，如矿床开拓、表土剥离、排土场、运输道路等。2.1露天开采过程与技术指标15矿床开拓----掘出入沟建立地面与开采水平之间或各开采水平之间的运输联系倾斜沟道；开段沟为开辟剥离、采矿工作台阶而掘进的水平沟道，是各水平的初始开采工作线。剥离----揭露矿体，挖掉覆盖在矿体上面的表土及矿体上、下盘部分围岩。地表恢复与利用----露天矿区占用大量农田和土地，开采期间或开采结束应有计划有步骤地复土回田。16为确保露天采场生产安全、持续、稳定，掘沟、剥离和采矿在时间上和空间上都必须保持适当的超前关系，必须遵循“采剥并举，剥离先行”的原则。自上而下进行掘沟、剥离和采矿工作，上部水平顺次采到最终境界，下部水平顺次开拓、采准出来；旧的工作水平不断结束，新的水平不断投产。掘沟、剥离和采矿工作都由穿孔、爆破、采装、运输等工艺来实现。2.2露天采掘顺序17露天矿床开拓就是建立地面工业广场、受矿点、排土场与采矿场之间以及各工作台阶之间的运输通路，并借助这些通路准备新的开采台阶的工程总称。露天矿床开拓方法主要分为：公路运输开拓法，铁路运输开拓法，胶带运输开拓法，斜坡卷扬开拓法，平峒溜井开拓法和联合开拓法等。2.3露天矿床开拓18公路运输开拓优、缺点：机动灵活，调运方便，爬坡能力大，对线路的技术条件要求低；可减少开拓工程量和基建投资，缩短基建时间；利于加快新水平的准备等。汽车运输受气候影响大，轮胎磨损大，维修费用高，燃料消耗量大,吨公里运费高。适用于地形复杂，矿床赋存形状不规则或采矿场平面尺寸较小而开采深度较大的露天矿。19露天矿穿孔设备：（1）浅孔凿岩设备：凿岩机、凿岩台车。（2）深孔凿岩设备：潜孔钻机（ROC-L6,CDM-30,DM-45，760）、牙轮钻机(KY-150,KY-200,KY-250,KY-310；YZ-35,YZ-55)。潜孔钻机：回转—冲击式穿孔设备，由冲击器、回转推进机构、提升机构、钻架、除尘装置等组成，用于中硬和坚硬矿岩中穿孔，钻凿直径80～25Omm、垂直和倾斜深孔。2.4穿孔作业及安全要求小型风动凿岩机凿岩台车21潜孔钻机三牙轮钻头牙轮钻机222.5爆破工作及安全要求（1）矿岩大小适度，便于采装，满足要求；（2）台阶规整不留根底，爆堆集中高度符合采掘要求；（3）不产生后冲破坏作用，利于进行后续穿爆作业；（4）有足够的爆破贮备量，满足连续采掘的需要；（5）满足质量搭配，保障下山石灰石质量搭配要求。23用采装机械从工作面把矿岩自整体中（中等硬度以下的矿岩）或自爆堆中将爆破成适当块度的矿岩装入运输工具，或直接排卸到一定地点的工作。它是露天开采全部生产过程的中心环节，其效率直接影响矿山生产能力、矿床开采强度及最终经济效益。主要采用履带式正向和反斗挖掘机（电铲、液压铲）。2.6采装作业及安全要求吊斗铲装载机电铲单斗挖掘机25露天矿用汽车选择：①运量、运距，道路的条件；②车箱容积与铲斗容积之比（1:3～4）；③同一矿山选择同一型号汽车。26矿用汽车要求公路结构简单，服务年限内保持坚固和耐磨。矿用公路按用途分生产公路和辅助公路两种。前者用于运输矿岩，后者用于一般辅助性运输。27生产公路分为三类：（1）运输干线：从采矿场出入沟通往卸矿点和排土场的公路；（2）运输支线：由各开采水平与采矿场运输干线相连接的公路，以及由各排土水平与通往排土场运输干线相连接的公路。（3）辅助线路：通往各辅助性设施（炸药库，变电站，水池，检修站，尾矿坝等），行驶一般载重汽车的公路。28按服务年限矿用公路分类：（1）固定公路：采矿场出入沟及地表永久性公路，服务年限在三年以上；（2）半固定公路：通往采矿场工作面和排土场作业线的公路，服务年限为1～3年；（3）临时性公路：采掘工作面和排土场的道路。它随采掘工作线和排土线的推进而不断移动。这种线路，一般不修筑路面，只需适当平整、压实即可。29运输作业安全要求①山坡填方的弯道、坡度较大的填方地段以及高堤路基路段外侧应设置护栏、挡车墙；②自卸汽车进入工作面装车，应停在挖掘机尾部回转范围0.5m以外；③卸矿地点必须设置牢固可靠的挡车设施，并设专人指挥，挡车设施的高度不得小于小于该卸矿点各种车辆最大轮胎直径的2/5；④严禁自卸汽车运载易燃易爆物品；⑤加强车辆检查维护，保证车灯正常，刹车灵敏可靠。30谢谢