第2章 露天矿矿床开拓

2020/2/241第2章矿床露天开拓SurfaceDevelopment本章内容1.概述2.公路开拓3.铁路开拓4.胶带运输开拓5.平硐溜井开拓6.斜坡道提升机开拓7.开拓方法的选择8.掘沟工程2020/2/242第一节概述αβ边坡角金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/243金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2441.矿床露天开拓的概念矿床露天开拓就是开辟地面与露天采矿场各开采台阶之间的矿岩运输通路，以此保证露天采矿场与受矿点、废石场和工业厂区的运输联系，并及时准备出新的工作水平。2.矿床露天开拓的研究内容(是什么？)：总的说，是研究和解决矿床开拓总体规划和矿山工程的合理发展。具体的说包括两个方面：①开拓坑线的布置形式：坑线的形式、位置、数量②建立合理开发矿床的运输系统3.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凹陷露天矿金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2454.矿床露天开拓在露天开采设计中地位：是带有全局性的问题，对矿山规划和合理开发有重要影响。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要求：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③投产早，达产快，基建时间短、投资省，生产费用低④尽量采用先进技术和设备，提高技术可靠性/生产效率金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2466.影响开拓方案设计的主要因素：①地质地形条件地形地貌：山坡露天矿还是凹陷露天矿山坡/凹陷露天矿：上部开拓，深部开拓，及其相互衔接矿床地质，水文地质，气候条件②开采技术条件矿山规模，开采程序，露天采场尺度，生产工艺流程，设备类型及技术装备，矿区总平面布置③经济因素国家的经济政策，矿山建设投资，矿石生产成本，劳动生产率，矿山服务年限金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2477.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移动坑线开拓金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/248公路开拓：又称为汽车运输开拓，是国内外现代露天矿山应用最广泛的开拓方法公路开拓坑线布置的影响因素：①矿床埋藏条件②露天采矿场的空间参数第二节公路开拓金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2491.山坡露天矿开拓坑线布置形式：直进式，回返式，螺旋式金属矿床露天开采•第2章矿床开拓山坡露天矿单侧山坡端帮坑线布置2020/2/2410金属矿床露天开采•第2章矿床开拓山坡露天矿开拓直进式公路开拓系统2020/2/2411山坡露天矿坑线(直进式/回返式)布置适用条件：①相对运输高差不大；②开采台阶数较少；③山坡展线条件好。山坡露天矿坑线开拓的特点：从最低运输标高到最高开采台阶一次性修筑完成；随开采水平下降，上部开拓坑线逐渐消失，运距越来越短运输效率提高，运费降低。金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/24122.凹陷露天矿开拓开采条件：矿体埋藏于露天开采境界封闭圈以下。坑线布置形式：①直进式：用于端帮不稳定，矿体走向较长的矿山②回返式：用于端帮不稳定，矿体走向较短的矿山③螺旋式：用于端帮稳定，矿体走向较短的矿山④联合开拓坑线布置位置：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下盘布置金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2413凹陷露天矿直进－回返式开拓金属矿床露天开采•第2章矿床开拓适用条件：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2020/2/2414凹陷露天矿螺旋式开拓金属矿床露天开采•第2章矿床开拓适用条件：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2020/2/2415凹陷露天矿直进－回返－螺旋坑线联合开拓金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2416凹陷露天矿外部坑线开拓金属矿床露天开采•第2章矿床开拓出入沟露天开采境界2020/2/2417凹陷露天矿内部坑线开拓金属矿床露天开采•第2章矿床开拓出入沟露天开采境界2020/2/24183.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。金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2419凹陷露天矿固定坑线位置金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2420固定坑线开拓矿山发展程序金属矿床露天开采•第2章矿床开拓①掘进出入沟②掘进开段沟－横向布置2020/2/2421固定坑线开拓矿山发展程序金属矿床露天开采•第2章矿床开拓①掘进出入沟②掘进开段沟－纵向布置2020/2/2422固定坑线开拓矿山发展程序金属矿床露天开采•第2章矿床开拓③扩帮②掘进开段沟－横向布置2020/2/2423固定坑线开拓矿山发展程序金属矿床露天开采•第2章矿床开拓③扩帮②掘进开段沟－纵向布置2020/2/2424螺旋式固定坑线开拓矿山工程发展程序金属矿床露天开采•第2章矿床开拓出入沟开段沟第一水平推进到边帮第二水平正常开采第三水平准备扩帮连接平台2020/2/2425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：①长度：40m～60m②坡度：≯3%，平坡或缓坡出入沟口总出入沟是整个矿山的出入地方；各开采水平出入沟位置是连接平台的斜坡道。一个矿山可以有多个出入沟口，将增加附加基建工程量。金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2426多出入沟口金属矿床露天开采•第2章矿床开拓适用条件：①废石场位置比较分散②要求空、重车顺向运行③矿山服务年限较长特点：①缩短了矿岩运输距离②减少运输汽车数量③降低运营费用④各出入口可以相互补给⑤坑线增多，增加附加工程2020/2/24273.公路开拓坑线的类型②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。金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2428凹陷露天矿移动坑线位置金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2429移动坑线矿山工程发展程序金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2430移动坑线矿山工程发展程序金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2431移动坑线矿山工程发展程序金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/24324.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。金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2433选择固定线路时，为提高行车效率，减少坑线基建工程量，要求对山坡露天矿：尽量采用树枝式布置；回返式坑线避免线路进入采场内；线路布置尽可能平直，减少弯道和回头曲线；上山公路通过采场时，要充分考虑爆破对线路的影响。金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2434选择固定线路时，为提高行车效率，减少坑线基建工程量，要求对凹陷露天矿：避免在高边坡部位布置回头曲线；尽量不在深部设置回头曲线；当生产规模很大，可设两个出口或双侧线路，以分散运量，缩短运距。总出入沟位置：应考虑其与工业场地(选厂贮矿场排土场修理场仓库等)的相对位置，务求运输功最小，且减少重车上坡线路金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/24355.公路开拓的评价机动灵活：适于各种地形条件和矿山形式(山坡和凹陷露天矿)坡度大：≯10%运输成本高：40%～60%，元/T·km开采深度受到汽车的合理运距的影响：自卸式载重汽车运输合理运距：≯3km自卸式电动轮汽车运输合理运距：5km～6km单一公路运输开拓的合理开采深度：汽车载重量开采深度40t80m～150m80t～120t200m～300m金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/2436第三节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适用条件：①生产能力大，采场面积比较大②地形简单，相对高差不大，运距远③固定坑线开拓－直进式,折返式,直进－折返式金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/24371.坑线布置(1)山坡露天矿的坑线位置取决于地形条件和工作线推进方向孤立山峰：工作线布置于工作帮的背面山坡上延展山坡：坑线布置于采场一侧或两侧坑线形式：直进式，直进－折返式金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/24381.坑线布置188272296320244260284308－孤立山峰的坑线布置金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/24391.坑线布置(1)凹陷露天矿的坑线位置取决于采场大小、形状、工作线推进方向和规模坑线位置：通常布置于底帮或顶帮上坑线形式：折返式上部螺旋式(减少折返次数)金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/24401.坑线布置金属矿床露天开采•第2章矿床开拓－凹陷露天矿顶帮固定直进－折返式开拓2020/2/24412.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金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/24422.线路数目与折返站折返站形式：(1)单干线开拓的折返站尽头式运输环形式运输金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/24432.线路数目与折返站折返站形式：(1)双干线开拓的折返站燕尾式套袖式金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/24443.矿山工程发展程序金属矿床露天开采•第2章矿床开拓－铁路固定坑线开拓2020/2/24453.矿山工程发展程序金属矿床露天开采•第2章矿床开拓－铁路移动坑线开拓2020/2/24463.矿山工程发展程序－铁路移动坑线开拓金属矿床露天开采•第2章矿床开拓2020/2/24474.铁路开拓的评价优点：运输能力大，运输费用低[=(1/4~1/3)汽运]；运输设备坚固耐用；受气候条件影响较小，运输工作可靠；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