第四章 露天矿开拓

第四章露天矿开拓第一节概述第二节公路运输开拓第三节铁路运输开拓第四节联合运输开拓第一节概述露天矿床开拓：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。露天矿床开拓所涉及的对象是运输设备与运输通道（俗称运输坑线），开拓方法包括：（1）公路运输开拓（2）铁路运输开拓（3）联合运输开拓联合运输开拓的具体形式：公路—铁路联合开拓公路（铁路）—破碎站-胶带输送机联合开拓公路（铁路）—箕斗联合运输开拓公路（铁路）—平硐溜井联合运输开拓第二节公路运输开拓公路运输开拓最常用的设备是自卸汽车。也叫汽车运输开拓。优点：与铁路开拓运输相比，（1）公路运输开拓坑线形式较为简单，（2）开拓坑线展线较短，（3）对地形的适应能力强，（4）公路运输还可以设多个出入口进行分散运输和分散排土（5）便于采用移动坑线开拓。有利于强化开采，提高露天矿的生产能力。缺点：吨公里运输成本高。公路运输开拓的布线形式有：(1)折返式(2)螺旋式或折返坑线和螺旋坑线相结合的布线形式，(3)地下螺旋斜坡道开拓形式（折返斜坡道）。露天开采中运输费用占矿石开采成本的40~60%，随着开采深度的增加，汽车运输成本显著增加。因此，普通自卸式汽车的合理运距为3km，100吨以上的大型自卸式汽车的合理运距为5~6km。当采用80~120吨汽车运输时，合理开采深度为200~300m。第三节铁路运输开拓优点：采用铁路运输开拓，设备运输能力大,运输设备坚固耐用，吨公里运输比汽车运输低，约为汽车的1/3~1/4。缺点：运输开拓线路较为复杂，爬坡能力小，开拓展线比汽车运输长，转弯半径大(大于100~200m)，灵活性低，因而使掘沟工程量和露天边帮的附加剥岩量增加，新水平准备时间较长。铁路运输开拓多采用固定坑线。铁路运输坑线多采用(1)直进式(矿体埋深浅，走向长)(2)折返式(矿体埋藏深，走向短)(3)直进-折返式、(4)螺旋式及折返-螺旋式等。直进—折返式:几个台阶坑线为直进式，再折返。直进式是最理想的布线形式，适宜于开采深度不大，采场走向长的露天矿。折返站：单干线折返。如图17-1（尽头式）（环形式）双干线折返。如图17-2（燕尾式）（套袖式）第四节联合运输开拓铁路运输开拓往往受到开采深度的限制。公路运输开拓机动灵活，爬坡能力大等优点，但受到合理运距的限制。为此，露天矿常采用联合运输开拓。一、铁路-公路联合运输开拓一般采场上部采用铁路运输，而深部采用公路运输。采用铁路——公路联合运输开拓时，的经济效益比单一铁路运输开拓可以提高13~16%，挖掘机效率提高20~25%，从而提高了综合开采强度。铁路-公路联合运输开拓时，转载站是中间环节，一般采用转载平台、矿仓和中间堆场三种方式。二、公路（铁路）-破碎站-胶带运输机联合开拓（胶带运输开拓）（视频，皮带运输，）它是近年来发展起来的一种高效率、连续（半连续）运输的开拓方式，并成为大型露天矿开采的一种发展趋势。它借助设置在露天采场内或露天开采境界外的胶带式运输机，把矿岩从露天采场运出。如图17-5。采用胶带运输机运输，要求矿石块度小。爆破后的矿石先送到破碎站进行破碎，然后由胶带运输机运输。破碎站如图17-3所示。（一）公路（铁路）-破碎站-胶带运输机堑沟开拓如图17-5所示。（视频，皮带运输）（二）公路（铁路）-破碎机-胶带运输斜井开拓如图17-6所示。（三）单一胶带运输机开拓如图17-7所示。采用移动式破碎机破碎矿岩，再用胶带运输机运输。（移动式破碎机视频）胶带运输开拓的评价：优点(1)运输能力大，爬坡能力大，可达16~180；(2)运输线路距离短，约为汽车的1/5~1/4，铁路的1/10~1/5，因此开拓坑线基建工程量小，(3)运输成本低，运输的自动化程度高，劳动生产率高。缺点：(1)胶带运输系统需要设置破碎站，破碎站的建设费用较高；(2)采用移动式破碎站时，破碎站的移动工作复杂，(3)当运送硬度大的矿岩时，胶带的磨损大；(4)敞露式的胶带运输机容易受到恶劣天气的影响，因而增加了设备的维护量和维修费。三、公路（铁路）-箕斗联合运输开拓（箕斗运输开拓）该开拓系统包括：采场内的公路（铁路）运输，转运站，箕斗斜坡道、地面卸载站和提升装置。如图17-9。斜坡道倾角为20~400，优点：(1)能以最短的距离克服较大的高差，使运输周期大大缩短(2)减少投资，建设快，经营费用低(3)箕斗系统设备简单，便于维修缺点(1)装载站的结构庞大，移动复杂(2)矿岩需要经过几次装载，管理较复杂，(3)大块矿岩冲击箕斗，修复工作量大，影响生产。（因此，大型露天矿应用少）四、公路（铁路）-平硐溜井联合开拓（平硐溜井开拓）一般开采山坡露天矿时使用。以溜井和平硐为主要运输通道，将矿石运出采场。矿岩由汽车或机车运送至溜井，再通过溜井下放到平硐，从平硐中由放矿机放矿至机车或汽车，运至卸载地点。平硐顶板离露天境界底的距离一般不小于20米。图17-10所示。优点：(1)利用地形高差自重放矿，系统地运营费用低；(2)缩短了与运输距离，较少了设备的数量，提高了运输设备的周转率(3)溜井有一定的储矿能力，可以进行生产调节。缺点(1)放矿管理工作要求严格；(2)放矿的粉尘影响作业人员健康。地下斜坡道汽车运输开拓方式在相应标高处设置出入口，通往各开采水平，出入口底板向采场倾斜1~30，防雨水进入运输道。地下斜坡道汽车运输开拓方式在相应标高处设置出入口，通往各开采水平，出入口底板向采场倾斜1~30，防雨水进入运输道。封闭圈水平直进式折返式直进——折返式封闭圈水平直进式封闭圈水平折返式进入工作面单干线折返站尽头式进入工作面单干线折返站环形式通往工作面通往工作面干线干线干线干线双干线折返燕尾式干线干线通往工作面通往工作面干线干线套袖式图17-6公路-半固定破碎站-胶带运输机斜井开拓系统1——岩石胶带运输斜井，2——矿石胶带运输斜井，3——岩石破碎站，4——矿石破碎站１２