露天開(kāi)采概論-2

1、露天開(kāi)采程序及開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)露天開(kāi)采程序及開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 慨慨 述述 露天礦山作業(yè)的特點(diǎn)是：除了必須注意選擇和除了必須注意選擇和確定生產(chǎn)工藝系統(tǒng)和設(shè)備的類型、規(guī)格及數(shù)量之外，確定生產(chǎn)工藝系統(tǒng)和設(shè)備的類型、規(guī)格及數(shù)量之外，還應(yīng)十分重視露天礦開(kāi)采程序和建立有效的開(kāi)拓運(yùn)還應(yīng)十分重視露天礦開(kāi)采程序和建立有效的開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)。輸系統(tǒng)。 露天礦從建礦至開(kāi)采終了，一般要經(jīng)歷：(1)(1)基建投產(chǎn)；基建投產(chǎn)；(2)(2)達(dá)到產(chǎn)量；達(dá)到產(chǎn)量；(3)(3)剝離洪峰；剝離洪峰；(4)(4)減產(chǎn)采完等各個(gè)階段。減產(chǎn)采完等各個(gè)階段。 如圖所示露天煤礦，其開(kāi)采境界為ORQ，沿煤層底板延深一側(cè)推進(jìn)，在這個(gè)過(guò)程中，各

2、工作臺(tái)階可利用采掘運(yùn)輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)不斷地沿AB方向推推進(jìn)進(jìn)和沿底板CD方向延深延深。 沿煤層底板延深一側(cè)推進(jìn)開(kāi)采程序示意圖沿煤層底板延深一側(cè)推進(jìn)開(kāi)采程序示意圖 使用同樣的工藝設(shè)備也可實(shí)現(xiàn)礦山工程沿煤層沿煤層頂板向下延深頂板向下延深，這時(shí)露天礦同時(shí)存在兩個(gè)各向一側(cè)各向一側(cè)推進(jìn)的工作幫，一為剝離一為采煤。推進(jìn)的工作幫，一為剝離一為采煤。 沿煤層頂板延深兩側(cè)推進(jìn)開(kāi)采程序示意圖沿煤層頂板延深兩側(cè)推進(jìn)開(kāi)采程序示意圖 若開(kāi)采范圍ORQ的深度較大，可以先開(kāi)采OMN范圍，使前期經(jīng)濟(jì)效果較好。 用單斗鏟和汽車運(yùn)輸工藝，不僅可以先在OMN范圍按照AC及BD等位置所構(gòu)成的從底板向頂板推進(jìn)的程序發(fā)展，甚至可以在OMN范圍

3、內(nèi)先采ODE部分，再采DMNE部分。（分期開(kāi)采程序分期開(kāi)采程序） 分期開(kāi)采示意圖分期開(kāi)采示意圖 在一定礦山條件下，采用同一種工藝，可以有在一定礦山條件下，采用同一種工藝，可以有不同的開(kāi)采程序；若用不同的工藝，則可出現(xiàn)較多不同的開(kāi)采程序；若用不同的工藝，則可出現(xiàn)較多的開(kāi)采程序。由此可見(jiàn)，當(dāng)?shù)V山的地形埋藏條件和的開(kāi)采程序。由此可見(jiàn)，當(dāng)?shù)V山的地形埋藏條件和技術(shù)條件變化，則可以出現(xiàn)更多的開(kāi)采程序。不同技術(shù)條件變化，則可以出現(xiàn)更多的開(kāi)采程序。不同的開(kāi)采程序，其開(kāi)采經(jīng)濟(jì)效果不同。的開(kāi)采程序，其開(kāi)采經(jīng)濟(jì)效果不同。它應(yīng)與工藝方式的選擇結(jié)合起來(lái)考慮，恰當(dāng)安排礦山工程在礦山工程在時(shí)間時(shí)間和空間上和空間上的發(fā)展程序

4、的發(fā)展程序，并建立有效的開(kāi)拓運(yùn)輸和平面布置系統(tǒng)，才能充分發(fā)揮設(shè)備效能，達(dá)到經(jīng)濟(jì)有效地開(kāi)發(fā)礦山的目的。 露天礦山的共同點(diǎn)：（1）平面布置（2）運(yùn)輸線路（3）排土場(chǎng)（4）地面生產(chǎn)系統(tǒng)海洲露天煤礦平面圖概概 述述一、露天礦場(chǎng)：一、露天礦場(chǎng)：幫：非工作幫工作幫端幫底：深部水平 組成：形狀：長(zhǎng)、方、圓，長(zhǎng)可達(dá)數(shù) 公里，深可達(dá)幾百米。工程量：一個(gè)露天礦的工程總量一般可達(dá)數(shù)千萬(wàn)m3乃至數(shù)億m3。二、開(kāi)采程序內(nèi)容：二、開(kāi)采程序內(nèi)容： 臺(tái)階的劃分； 首采位置的選擇； 工作幫的推進(jìn)； 采區(qū)長(zhǎng)度的確定； 剝采工程的延深程度。第二節(jié)第二節(jié) 露天開(kāi)采程序露天開(kāi)采程序 露天礦開(kāi)采程序系指在采場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行剝離巖石和采出礦石的程

5、序。露天礦一般均劃分為若干個(gè)臺(tái)階進(jìn)行開(kāi)采，每個(gè)臺(tái)階的開(kāi)采程序?yàn)椋?1)(1)開(kāi)掘出入溝開(kāi)掘出入溝( (一般為傾斜的一般為傾斜的) )；(2)(2)開(kāi)掘開(kāi)掘開(kāi)段溝開(kāi)段溝( (一般為水平的一般為水平的) )；(3)(3)進(jìn)行擴(kuò)幫。進(jìn)行擴(kuò)幫。對(duì)于一個(gè)臺(tái)階開(kāi)采全過(guò)程來(lái)說(shuō)，開(kāi)掘出入溝稱為開(kāi)拓工程開(kāi)拓工程，開(kāi)掘開(kāi)段溝稱為準(zhǔn)備準(zhǔn)備工程工程，進(jìn)行擴(kuò)幫稱為回采工程回采工程。 三、相鄰兩個(gè)臺(tái)階的開(kāi)采順序三、相鄰兩個(gè)臺(tái)階的開(kāi)采順序1、挖出入溝(傾斜溝)-滿足限坡及出入臺(tái)階要求;2、挖開(kāi)段溝(水平溝)-滿足運(yùn)輸設(shè)備的站坪要求;3、擴(kuò)幫-實(shí)現(xiàn)臺(tái)階的正常采掘;4、開(kāi)挖下水平的出入溝,循環(huán)重復(fù) ;固定坑線條件下的新水平準(zhǔn)備

6、程序固定坑線條件下的新水平準(zhǔn)備程序固定坑線條件下的新水平準(zhǔn)備程序固定坑線條件下的新水平準(zhǔn)備程序一、臺(tái)階劃分及采掘程序一、臺(tái)階劃分及采掘程序 露天礦一般劃分成若干臺(tái)階進(jìn)行開(kāi)采露天礦一般劃分成若干臺(tái)階進(jìn)行開(kāi)采。臺(tái)階高度在保證安全作業(yè)的條件下高一些為好，有利于發(fā)揮設(shè)備效率。通常按水平通常按水平分層方式劃分臺(tái)階分層方式劃分臺(tái)階。為了便于選采與提高設(shè)備效率，盡可能不把礦石和土巖、表土與基巖、軟巖與硬巖劃分在一個(gè)臺(tái)階內(nèi)。 當(dāng)?shù)V體傾角較小(一般小于10)，為便于礦、巖分采，在條件許可時(shí)，可以沿礦層傾斜方向?qū)ε_(tái)階進(jìn)行傾斜分層。傾斜分層。傾斜分層與水平分層傾斜分層與水平分層 臺(tái)階通常劃分成具有一定寬度的采掘帶采

7、掘帶進(jìn)行開(kāi)采。采掘帶一般沿臺(tái)階工作線平行(縱向)布置。當(dāng)用汽車運(yùn)輸時(shí)，根據(jù)需要也可與工作線垂直(橫向)布置。 采掘帶布置采掘帶布置a縱向布置；b橫向布置 開(kāi)段溝位置開(kāi)段溝位置的選擇很重要，為了減少基建工程量(盡早見(jiàn)礦)和初期剝采比，并使剝離量與采礦量的比例較為均衡，一般緩傾斜礦層的開(kāi)段溝可設(shè)于底板，而急傾斜礦層可設(shè)于頂板。開(kāi)段溝布置的方向與礦體形狀及采用的運(yùn)輸方式有關(guān)。 開(kāi)段溝的長(zhǎng)度開(kāi)段溝的長(zhǎng)度主要與境界尺寸、采用運(yùn)輸方式、產(chǎn)量要求等因素有關(guān)。 當(dāng)露天礦走向長(zhǎng)度較大露天礦走向長(zhǎng)度較大時(shí)，常采用分區(qū)開(kāi)采方式，也可相應(yīng)減少開(kāi)段溝長(zhǎng)度，以縮短運(yùn)距，提高設(shè)備利用率，減少基建工程量及初期生產(chǎn)剝采比等。

8、二、工作幫及其推進(jìn)二、工作幫及其推進(jìn) 露天采場(chǎng)內(nèi)工作臺(tái)階組成的工作幫坡角與臺(tái)階高度h，平盤寬度B及臺(tái)階坡面角有關(guān)。 一個(gè)采場(chǎng)可以有一個(gè)工作幫，也可以有兩個(gè)工作幫，甚至三個(gè)工作幫 2112arctancotninniiihBh三、新水平延深方向及程序三、新水平延深方向及程序- 傾斜或急傾斜礦層開(kāi)采時(shí)，要求不斷向下延深建立新的開(kāi)采臺(tái)階，才能使露天礦連續(xù)而均衡地完成產(chǎn)量。剝、采工程延剝、采工程延深方向是指相鄰兩個(gè)水平深方向是指相鄰兩個(gè)水平( (臺(tái)階臺(tái)階) )開(kāi)段溝位置的錯(cuò)動(dòng)方向。開(kāi)段溝位置的錯(cuò)動(dòng)方向。 延深方向延深方向延深方向:相鄰兩個(gè)臺(tái)階開(kāi)段溝同側(cè)坡底線的連線方向。延深角:延深方向與工作線推進(jìn)方向

9、之間的夾角，用表示。剝采工程延深方向(山坡部分) 初期隨著地形變化初期隨著地形變化, ,后期后期則隨著境界變化則隨著境界變化 新水平的掘溝延深必須在上一臺(tái)階擴(kuò)幫到一定位置時(shí)才能進(jìn)行。因此，在一定的礦山條件下，推幫速度必須與延推幫速度必須與延深速度相適應(yīng)深速度相適應(yīng)，這就使剝離與采礦在數(shù)量上也有一定的比值這就使剝離與采礦在數(shù)量上也有一定的比值關(guān)系關(guān)系。為使擴(kuò)幫與延深速度的配合滿足采礦產(chǎn)量的要求，必須研究新水平開(kāi)拓準(zhǔn)備的合理程序，即在一定的礦山埋藏條件和工藝設(shè)備條件下，對(duì)掘溝與擴(kuò)幫工程的穿爆、采掘、運(yùn)輸、供電、排水等主要及輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)在時(shí)間與空間上的緊密配合，進(jìn)行最有利的協(xié)調(diào)安排。 不同的延深方向

10、，要求適應(yīng)的推幫與延深速度相配合，不同的延深方向，要求適應(yīng)的推幫與延深速度相配合，因此產(chǎn)生的剝采比例關(guān)系也不同因此產(chǎn)生的剝采比例關(guān)系也不同。當(dāng)延深方向改變時(shí)，剝采比例關(guān)系也要改變，這將對(duì)露天礦在開(kāi)采技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)效果上產(chǎn)生很大影響。四、影響露天礦開(kāi)采程序的因素四、影響露天礦開(kāi)采程序的因素 在露天礦的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，確定合理的開(kāi)采程序是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的任務(wù)。它受礦床賦存條件、礦床賦存條件、開(kāi)采境界尺寸、工藝設(shè)備類型、開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)、生開(kāi)采境界尺寸、工藝設(shè)備類型、開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)、生產(chǎn)能力和建設(shè)速度的要求以及對(duì)礦石質(zhì)量的要求產(chǎn)能力和建設(shè)速度的要求以及對(duì)礦石質(zhì)量的要求等多種因素影響。 確定開(kāi)采程序往往要與采

11、用的工藝方式和開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)考慮，有時(shí)要列出多個(gè)可行方案進(jìn)行綜合比較才能抉擇。第三節(jié)第三節(jié) 露天開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)露天開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)一、概念及其分類一、概念及其分類 采用工藝設(shè)備對(duì)露天礦田進(jìn)行開(kāi)采，把臺(tái)階上的礦、巖采掘下來(lái)，運(yùn)往指定地點(diǎn)，為此，除各臺(tái)階應(yīng)有各自的線路系統(tǒng)之外，除各臺(tái)階應(yīng)有各自的線路系統(tǒng)之外，還要建立各臺(tái)階通往地面還要建立各臺(tái)階通往地面(包括排土場(chǎng)、選煤廠及其他地面生產(chǎn)系統(tǒng))的運(yùn)輸干線系統(tǒng)的運(yùn)輸干線系統(tǒng)。鋪設(shè)干線需開(kāi)掘坑道開(kāi)掘坑道(包括露天坑道或地下井巷坑道)系統(tǒng)系統(tǒng)，而坑道與線路密不可分，統(tǒng)稱坑線系統(tǒng)坑線系統(tǒng)。 開(kāi)辟坑道系統(tǒng)，以建立地面通向各開(kāi)采臺(tái)階開(kāi)辟坑道系統(tǒng)，以建立地面通向各

12、開(kāi)采臺(tái)階(工作水平工作水平)或各或各開(kāi)采臺(tái)階之間的運(yùn)輸通路，稱為開(kāi)采臺(tái)階之間的運(yùn)輸通路，稱為開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)。其目的是保證露天礦的正常生產(chǎn)運(yùn)輸聯(lián)系，并及時(shí)準(zhǔn)備出新的開(kāi)采水平。開(kāi)拓坑道系統(tǒng)與運(yùn)輸干線系統(tǒng)往往是一致的，因此，常稱之為開(kāi)拓坑道系統(tǒng)與運(yùn)輸干線系統(tǒng)往往是一致的，因此，常稱之為開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)。開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)。 建立有效和合理的開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)是很重要的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的合理布局，就有可能實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)較為有利的開(kāi)采程序，縮短運(yùn)距和減少運(yùn)輸設(shè)備數(shù)較為有利的開(kāi)采程序，縮短運(yùn)距和減少運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量，并降低運(yùn)輸成本量，并降低運(yùn)輸成本。另一方面，還由于開(kāi)拓運(yùn)輸開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)一經(jīng)建成就較難改造系統(tǒng)一經(jīng)建成

13、就較難改造(改造該系統(tǒng)要引起減產(chǎn)或停產(chǎn))。 區(qū)分露天礦開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的主要依據(jù)是露天礦區(qū)分露天礦開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的主要依據(jù)是露天礦的基本運(yùn)輸方式的基本運(yùn)輸方式，進(jìn)一步區(qū)分該系統(tǒng)的特點(diǎn)要利用區(qū)分該系統(tǒng)的特點(diǎn)要利用坑道形式，坑線位置和坑線的數(shù)量、平面形狀及其坑道形式，坑線位置和坑線的數(shù)量、平面形狀及其固定性固定性等特征等特征。 類 別主要特征一般特征l. 鐵 路2.公 路3.膠帶輸送機(jī)道4.提升機(jī)道5.溜 道(1)采用露天坑道或地下坑道(2)坑線設(shè)置在露天采場(chǎng)境界內(nèi)部或外部，設(shè)置于境界的頂幫、底幫或端幫(1)坑線服務(wù)水平數(shù)及每個(gè)水平溝道數(shù)(單溝、組溝、總溝、對(duì)(雙)溝)(2)坑線平面形狀(直進(jìn)、折(回)

14、返、螺旋)(3)坑線固定性(固定及移動(dòng))6.聯(lián) 合幾種運(yùn)輸方式、坑道形態(tài)及坑線特征的聯(lián)合開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)分類表開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)分類表 注；溜道是利用重力溜放礦巖的運(yùn)輸?shù)缆?包括露天明溜槽及地下溜井)的統(tǒng)稱。它存在的坡度一般較斜坡提升機(jī)道還要大 二、鐵道運(yùn)輸開(kāi)拓系統(tǒng)二、鐵道運(yùn)輸開(kāi)拓系統(tǒng) 鐵道開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)在我國(guó)露天礦山中有最廣泛應(yīng)用。下圖為我國(guó)許多露天礦采用的開(kāi)拓坑線系統(tǒng)的典型縱斷面透視圖。 從地表至第一水平的坑線AB位于露天礦的境界以外，稱為外部溝外部溝(外部坑線外部坑線)；坑線從B點(diǎn)往下直至坑底均位于露天礦境界內(nèi)，稱為內(nèi)部溝內(nèi)部溝(內(nèi)部坑線內(nèi)部坑線)。 設(shè)于非工作幫上的坑線稱為固定坑線。固定坑線。固定

15、坑線在生產(chǎn)中不需定期移設(shè)，線路質(zhì)量較好，但要求在設(shè)計(jì)之前礦床的埋藏條件、水文和工程地質(zhì)條件清楚，以便能夠確定最終的邊幫位置。開(kāi)拓坑線置于工作幫上，稱為移動(dòng)坑線。移動(dòng)坑線。移動(dòng)坑線有許多優(yōu)點(diǎn)，如能適應(yīng)開(kāi)采境界的改變；減少運(yùn)距；有利于新水平準(zhǔn)備；減少基建工程量和便于礦巖分采等。 三、汽車運(yùn)輸開(kāi)拓系統(tǒng)三、汽車運(yùn)輸開(kāi)拓系統(tǒng) 采用汽車運(yùn)輸時(shí)，開(kāi)拓坑線的基本特征同鐵道坑線相似。唯因公路坡度大，轉(zhuǎn)彎半徑小，故坑線布置較鐵道時(shí)靈活得多公路坡度大，轉(zhuǎn)彎半徑小，故坑線布置較鐵道時(shí)靈活得多。汽車運(yùn)輸時(shí)坑線的平面形狀可為直進(jìn)，回返及螺旋形式直進(jìn)，回返及螺旋形式。一般可多設(shè)出入多設(shè)出入溝，以便實(shí)現(xiàn)分散、近距排土。溝，以

16、便實(shí)現(xiàn)分散、近距排土。在汽車運(yùn)輸條件下，移動(dòng)坑線的缺點(diǎn)已不顯著，故實(shí)踐中移動(dòng)坑線有較多的使用。由于汽車運(yùn)輸時(shí)開(kāi)拓坑線的靈活性，汽車坑線可以較好的滿足有利的開(kāi)采程序，加速汽車坑線可以較好的滿足有利的開(kāi)采程序，加速新水平開(kāi)拓準(zhǔn)備、礦巖分采和露天礦深部開(kāi)采時(shí)的需要。新水平開(kāi)拓準(zhǔn)備、礦巖分采和露天礦深部開(kāi)采時(shí)的需要。四、膠帶輸送機(jī)開(kāi)拓系統(tǒng)四、膠帶輸送機(jī)開(kāi)拓系統(tǒng) 在緩傾斜軟巖露天礦采用連續(xù)工藝時(shí)，帶式輸送機(jī)開(kāi)拓系統(tǒng)比較單一。在深露天礦時(shí)，因帶式輸送機(jī)允許坡度較陡，在在邊幫上設(shè)置邊幫上設(shè)置較為方便，與提升機(jī)有相似之處。 對(duì)于礦、巖硬度大的露天礦，為了加大開(kāi)采強(qiáng)度和提高工效，在條件適宜時(shí)可以采用單斗鏟單斗鏟

17、破碎裝置破碎裝置膠帶的半連續(xù)膠帶的半連續(xù)工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)。 采用單斗鏟和汽車運(yùn)輸半固定破碎裝置膠帶運(yùn)輸?shù)陌脒B續(xù)工藝的露天礦，當(dāng)最終邊幫角較大，且非工作幫有汽車運(yùn)輸坑線，為減少開(kāi)拓工程費(fèi)用，避免兩種運(yùn)輸干線交叉，可將將帶式運(yùn)輸機(jī)放在斜井內(nèi)。帶式運(yùn)輸機(jī)放在斜井內(nèi)。這樣，還可以在地下坑道內(nèi)設(shè)置半固在地下坑道內(nèi)設(shè)置半固定破碎設(shè)備，并可利用溜井儲(chǔ)礦定破碎設(shè)備，并可利用溜井儲(chǔ)礦，也能減輕氣候?qū)竭\(yùn)輸機(jī)的不利影響。 五、提升機(jī)開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)五、提升機(jī)開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng) 露天礦使用提升設(shè)備(包括箕斗及串車)實(shí)際上是聯(lián)合運(yùn)聯(lián)合運(yùn)輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，利用較陡的提升機(jī)道克服高差，建立工作水提升機(jī)道克服高差，建立工

18、作水平與地面的運(yùn)輸聯(lián)系。平與地面的運(yùn)輸聯(lián)系。 采剝總量較少，平面尺寸不大卻相對(duì)較深的小型礦山，地面及坑內(nèi)均采用窄軌運(yùn)輸?shù)拇囆逼戮頁(yè)P(yáng)開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)。 提升機(jī)道開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)與鐵道、公路系統(tǒng)的坑線特征比較，一般平面形狀均為簡(jiǎn)單直線狀，溝道不會(huì)引起補(bǔ)充擴(kuò)幫工程量。溝道可設(shè)于非工作幫的最有利的位置或端幫，以使溝道固定，根據(jù)需要，可設(shè)置多個(gè)溝道。 六、溜道開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)六、溜道開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng) 對(duì)高而陡的山坡露天礦，為了節(jié)約基建投資和降低運(yùn)輸費(fèi)用，或由于技術(shù)上的原因，常用放礦溜道作為中間環(huán)節(jié)建立開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)。 溜井主要是溜放礦石的，而巖石從采場(chǎng)直接運(yùn)至附近的山坡排棄。在采場(chǎng)內(nèi)，用汽車或窄軌設(shè)備將礦石運(yùn)至卸礦平臺(tái)

19、向溜井翻卸，在下部通過(guò)漏口裝車，經(jīng)平硐運(yùn)往地面卸載點(diǎn)。平硐內(nèi)的運(yùn)輸方式根據(jù)運(yùn)量及運(yùn)距，可用汽車、膠帶、準(zhǔn)軌和窄軌運(yùn)輸?shù)取?對(duì)溜井平硐開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是確定該系統(tǒng)中溜井位置(在境界內(nèi)部或外部)、數(shù)目(集中布置或分散布置)、溜井結(jié)構(gòu)參數(shù)和防止堵塞及跑礦措施以及平硐的位置與標(biāo)高等。 七、聯(lián)合運(yùn)輸開(kāi)拓系統(tǒng)七、聯(lián)合運(yùn)輸開(kāi)拓系統(tǒng) 當(dāng)開(kāi)采某些特殊條件的露天礦田，如高而陡的復(fù)雜山坡地形，或高差大的深凹露天礦，或深度不大的凹陷露天礦其下部境界范圍窄小，或因邊坡不穩(wěn)定等，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果考慮，常常采用兩種或多種運(yùn)輸(提升)設(shè)備。 聯(lián)合的方式可以是兩種以上設(shè)備同時(shí)應(yīng)用于采場(chǎng)內(nèi)運(yùn)送不同位置或不同品種的物料，這

20、時(shí)兩套開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)可以互不相干，屬于并聯(lián)系統(tǒng)并聯(lián)系統(tǒng)。也可以是在同一時(shí)聞和空間范圍內(nèi)為了運(yùn)送相同的物料而接力作業(yè)，屬于串聯(lián)系統(tǒng)串聯(lián)系統(tǒng)。八、開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的合理確定八、開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的合理確定 開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的形成是實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程和工程發(fā)展的必開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的形成是實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程和工程發(fā)展的必要手段和前提要手段和前提，它把兩者緊密地聯(lián)系起來(lái)，直接影響到露直接影響到露天礦的基建工程量、產(chǎn)量規(guī)模、礦石質(zhì)量、礦巖產(chǎn)量均衡天礦的基建工程量、產(chǎn)量規(guī)模、礦石質(zhì)量、礦巖產(chǎn)量均衡性、生產(chǎn)可靠性及工藝設(shè)備的效率和數(shù)量性、生產(chǎn)可靠性及工藝設(shè)備的效率和數(shù)量等。 選擇確定開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的主要原則主要原則應(yīng)和選擇生產(chǎn)工藝應(yīng)和選擇生產(chǎn)

21、工藝系統(tǒng)以及開(kāi)采程序結(jié)合起來(lái)，使能適應(yīng)礦山自然地質(zhì)條件，系統(tǒng)以及開(kāi)采程序結(jié)合起來(lái)，使能適應(yīng)礦山自然地質(zhì)條件，達(dá)到生產(chǎn)技術(shù)可靠和綜合經(jīng)濟(jì)效果良好達(dá)到生產(chǎn)技術(shù)可靠和綜合經(jīng)濟(jì)效果良好。 具體要求具體要求是在可能條件下采用先進(jìn)技術(shù)裝備，使生產(chǎn)在可能條件下采用先進(jìn)技術(shù)裝備，使生產(chǎn)可靠；滿足國(guó)家對(duì)礦石產(chǎn)量及質(zhì)量需要；基建期短，達(dá)產(chǎn)可靠；滿足國(guó)家對(duì)礦石產(chǎn)量及質(zhì)量需要；基建期短，達(dá)產(chǎn)快；投資少、成本低及工效高；充分利用地下資源快；投資少、成本低及工效高；充分利用地下資源等。 影響確定開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的主要因素影響確定開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的主要因素： 自然條件自然條件 包括地形，氣候、礦體埋藏條件(傾角、厚度、層數(shù)、構(gòu)造、

22、覆蓋層厚度及礦體形狀等)、巖石性質(zhì)、水文及工程地質(zhì)條件、礦床勘探程度及儲(chǔ)量發(fā)展遠(yuǎn)景等； 開(kāi)采技術(shù)條件開(kāi)采技術(shù)條件 包括露天開(kāi)采境界尺寸、生產(chǎn)規(guī)模、工藝設(shè)備類型、開(kāi)采程序、總平面布置及建礦前開(kāi)采情況等； 經(jīng)濟(jì)因素經(jīng)濟(jì)因素 包括國(guó)家有關(guān)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策，設(shè)備材料的供應(yīng)條件，對(duì)建設(shè)速度和礦石質(zhì)量的要求及開(kāi)采年限等。 應(yīng)注意因地制宜，針對(duì)具體礦山條件，在全面考慮各項(xiàng)因素的基礎(chǔ)上抓住其中最主要的因素，從技術(shù)可能和經(jīng)濟(jì)合理兩個(gè)主要方面對(duì)各種可行方案進(jìn)行篩選和對(duì)比，綜合權(quán)衡做出決定。第五章第五章 露天開(kāi)采規(guī)模及礦石質(zhì)量露天開(kāi)采規(guī)模及礦石質(zhì)量 第一節(jié)第一節(jié) 露天開(kāi)采境界露天開(kāi)采境界一、概述一、概述 一個(gè)礦床，在

23、探明其賦存條件、礦石數(shù)量和質(zhì)量等情況后，首先遇到的問(wèn)題是采用露天還是地下方法開(kāi)采。一般說(shuō)來(lái)，影響影響開(kāi)采方法選擇的主要因素是礦床的賦存條件開(kāi)采方法選擇的主要因素是礦床的賦存條件。對(duì)露天開(kāi)采有利的礦床賦存條件是覆蓋層薄、礦層傾角小和厚度大；其他如礦層賦存不穩(wěn)定、礦石易自燃、歷史上已被地下方法開(kāi)采過(guò)的礦床等均不利于采用地下開(kāi)采法。反之，礦床位于高產(chǎn)農(nóng)業(yè)區(qū)和其上有河流及重要設(shè)施時(shí)，則可能限制了采用露天開(kāi)采法?？傊?，應(yīng)進(jìn)行分析、比較，以取得礦床開(kāi)采最好的經(jīng)濟(jì)效果。 對(duì)采用露天開(kāi)采的礦床，還要確定其開(kāi)采的合理范圍。如圖，假定煤層厚度不變則在一定臺(tái)階高度h下，每一水平的采出煤量為Pi，采出P1所需的剝離量

24、為V1，采出P2所需的剝離量為V2，直至第i水平為Pi與Vi。從直觀即可看出，在m、h不變時(shí)，各水平采煤量Pi值變化不大，Vi值則隨著深度H的增加和邊幫角的減小而增加。 iioPVbaC從經(jīng)濟(jì)上分析，露天開(kāi)采的范圍(深度)必然有一經(jīng)濟(jì)上的限度，即： CoPiaPi+bVi 或 一個(gè)采完的露天礦場(chǎng)呈一個(gè)大凹坑。露天露天開(kāi)采的境界開(kāi)采的境界或范圍是由由深度、底的周界深度、底的周界( (長(zhǎng)度長(zhǎng)度l l和寬度和寬度b)b)、最終邊幫角、最終邊幫角( (底幫底幫、頂幫、頂幫、端幫、端幫)三個(gè)要素組成。三個(gè)要素組成。二、露天開(kāi)采合理深度確定的原則二、露天開(kāi)采合理深度確定的原則1、剝采比、剝采比 露天開(kāi)采與

25、地下開(kāi)采的重要區(qū)別，就是除了采出礦石外，還要?jiǎng)冸x大量的巖石，且剝離量往往多于礦石量。我們把這兩者的比值，稱作剝采比剝采比(n)，其單位可為 m3/m3、m3/t 或 t/t 。 在露天礦的生產(chǎn)及設(shè)計(jì)中，從不同的角度反映剝采之間的數(shù)量關(guān)系，有不同的剝采比。（1）生產(chǎn)剝采比）生產(chǎn)剝采比ns 它是相鄰臺(tái)階在開(kāi)拓準(zhǔn)備過(guò)程中，一個(gè)延深周期內(nèi)各個(gè)臺(tái)階向外推幫采出的礦、巖量的比值。（2）平均剝采比）平均剝采比np 在露天開(kāi)采境界范圍內(nèi)礦、巖總量的比值。 （3）境界剝采比）境界剝采比nK 它是露天開(kāi)采深度增加h和和 后所引起的剝離量增加值與礦石量增加值之比。2、經(jīng)濟(jì)合理剝采比、經(jīng)濟(jì)合理剝采比nj 是指在現(xiàn)有的

26、開(kāi)采技術(shù)和費(fèi)用指標(biāo)條件下，經(jīng)濟(jì)上有利的剝離量與采出礦量的允許最大比值。 , nbaCL0CCL元/m3（元/t）, 0baCnjm3 /m3（ m3 /t） 確定露天開(kāi)采深度，實(shí)質(zhì)上就是對(duì)剝采比的大小加以控制，使其不超過(guò)經(jīng)濟(jì)合理界限nj值。nsnj；npnj；nknj。目前廣泛應(yīng)用的是nknj的原則 三、確定露天開(kāi)采境界的方法步驟三、確定露天開(kāi)采境界的方法步驟 按照境界剝采比不超過(guò)經(jīng)濟(jì)合理剝采比的原則圈定露天開(kāi)采合理深度的方法步驟如下：1、確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的有關(guān)費(fèi)用參數(shù)： (1) 確定Co值要用地下開(kāi)采成本或售價(jià)。 (2) a、b值與工藝方式、開(kāi)采程序及開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)等有密切關(guān)系。實(shí)際上，a、

27、b值還與開(kāi)采深度有關(guān)。若剝離物內(nèi)有順便采出的有益礦物，還要考慮它的價(jià)值可以抵消一部分剝離費(fèi)用而將nj公式表現(xiàn)形式加以改變。a、b值還應(yīng)考慮技術(shù)進(jìn)步與設(shè)備更新的因素。 (3) 確定：baCnoj2、在斷面圖上確定Vi及Pi值。為此必須確定以下參數(shù)： (1)選取露天礦底寬一般它與所采用的工藝方式有關(guān)，其最小值等于開(kāi)段溝寬度； (2)選取露天礦最終邊坡角； (3)根據(jù)露天礦底寬、最終邊坡角及臺(tái)階高度確定斷面上的Vi值，Pi值與礦體厚度及臺(tái)階高度有關(guān)。Pi值還應(yīng)考慮露天開(kāi)采的原礦采出率； (4)在斷面圖上計(jì)算出不同深度的nKi=Vi/Pi值。3、確定斷面圖上nKi=nj的合理開(kāi)采深度；4、確定露天礦各

28、個(gè)地質(zhì)斷面圖上的合理開(kāi)采深度；5、將各斷面圖上的合理開(kāi)采深度的標(biāo)高加以調(diào)整，并使露天礦的底平面長(zhǎng)度及寬度能滿足開(kāi)拓坑線布置的要求(這與擬定采用的運(yùn)輸方式有關(guān))。至此，可得到初定開(kāi)采境界；6、在露天礦初定境界的邊幫上設(shè)置選定的開(kāi)拓坑線(這往往使傾斜、急傾斜或近水平礦層的最終邊幫角減緩，引起補(bǔ)充擴(kuò)幫量)，所形成的露天礦最終開(kāi)采空間范圍，稱為最終開(kāi)采境界。 四、露天礦分區(qū)開(kāi)采與分期開(kāi)采四、露天礦分區(qū)開(kāi)采與分期開(kāi)采 當(dāng)圈定的露天開(kāi)采范圍很大時(shí)，為了減少初期投資和降低初期開(kāi)采的礦石成本，可以在最終境界范圍內(nèi)再擇優(yōu)劃出近期開(kāi)采的較小范圍(或稱小境界)，供先期建設(shè)與開(kāi)采，然后再擴(kuò)采剩下的部分，這種措施稱為分

29、區(qū)或分期開(kāi)采。 面積大的近水平或緩傾斜礦床，一般要進(jìn)行分區(qū)開(kāi)采 ，首采區(qū)的范圍應(yīng)該考慮能滿足國(guó)家對(duì)礦石產(chǎn)量與質(zhì)量的要求；有一定的服務(wù)年限；有利于采用合理的工藝方式、開(kāi)采程序及相應(yīng)的開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)；減少外部排土量并利于向續(xù)采區(qū)段過(guò)渡。 對(duì)于允許開(kāi)采深度大的傾斜與急傾斜礦床，為使初期投資小及開(kāi)采成本低，一般采用沿深度分期開(kāi)采 第二節(jié)第二節(jié) 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力 露天礦采出一定數(shù)量礦石的同時(shí)要求剝離相應(yīng)數(shù)量的巖石。露天礦的生產(chǎn)能力一般系指單位時(shí)間露天礦的生產(chǎn)能力一般系指單位時(shí)間(如年、月、日、班)內(nèi)采內(nèi)采出的礦石出的礦石(煤煤)量量，一般均按年產(chǎn)量Ap(噸/年或m3/年)計(jì)算。相應(yīng)的年剝離量AB(噸/年或

30、m3/年)決定于生產(chǎn)剝采比值。因此，露天礦的開(kāi)采規(guī)模露天礦的開(kāi)采規(guī)模（礦巖生產(chǎn)能力或稱年采剝總量）（礦巖生產(chǎn)能力或稱年采剝總量）為： A = AP + AB = (1+ns)AP，t/a 或 m3/a 這項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)露天礦所需設(shè)備、人員、投資影響巨大，也決定著礦石(煤)的開(kāi)采成本及工效。 一、剝采比的變化及生產(chǎn)剝采比的均衡一、剝采比的變化及生產(chǎn)剝采比的均衡 1、剝采比的變化規(guī)律 一個(gè)露天礦從開(kāi)始建礦到開(kāi)采終了要經(jīng)歷幾個(gè)階段，當(dāng)工作幫坡角不變時(shí)，由始至終臺(tái)階數(shù)目的變化規(guī)律是：由少變多，由少變多，再減少再減少，如果煤層厚度不變，則剝采比變化的規(guī)律也是：由小變由小變大，再變小大，再變小。這個(gè)規(guī)律是一般

31、傾斜礦床共有的，對(duì)于水平礦床，若礦層厚度和地形變化不大時(shí)，剝采比的變化幅度則很小。 2、剝采比變化產(chǎn)生的影響 年剝離量AB及年采剝總量A大幅度變化；設(shè)備數(shù)量和職工人數(shù)也要變化；露天礦的組織管理復(fù)雜；設(shè)備、資金和勞動(dòng)力也得不到合理利用；甚至造成企業(yè)虧損。3、均衡生產(chǎn)剝采比及目的 在確定開(kāi)采境界以后，就要在露天礦開(kāi)采范圍內(nèi)劃分為數(shù)個(gè)生產(chǎn)發(fā)展階段(例如若干個(gè)臺(tái)階為一個(gè)階段)，按照各階段的平均生產(chǎn)剝采比進(jìn)行生產(chǎn)。分階段確定的平均生產(chǎn)剝采比稱為均衡生產(chǎn)剝采比。 生產(chǎn)剝采比均衡的目的是使露天礦在一定生產(chǎn)時(shí)期內(nèi)的設(shè)備、人員保持相對(duì)穩(wěn)定。4、均衡生產(chǎn)剝采比的措施 改變臺(tái)階工作平盤寬度； 改變開(kāi)段溝的位置及其長(zhǎng)

32、度； 改變工作幫的結(jié)構(gòu)及推進(jìn)方式； 調(diào)整新水平延深方向及程序。 二、露天礦生產(chǎn)能力二、露天礦生產(chǎn)能力 露天礦礦石(煤)的生產(chǎn)能力(或稱產(chǎn)量)主要是根據(jù)國(guó)家需要、開(kāi)采技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)合理性等因來(lái)綜合確定。1.1.按開(kāi)采技術(shù)條件確定露天礦生產(chǎn)能力按開(kāi)采技術(shù)條件確定露天礦生產(chǎn)能力 在一定的礦床埋藏條件下，從技術(shù)上確定生產(chǎn)能力主從技術(shù)上確定生產(chǎn)能力主要是受要是受新水平延深速度新水平延深速度( (即開(kāi)段溝的下降速度即開(kāi)段溝的下降速度) ) 、工作幫工作幫推進(jìn)速度推進(jìn)速度( (即臺(tái)階工作線擴(kuò)幫速度即臺(tái)階工作線擴(kuò)幫速度) )和和運(yùn)輸系統(tǒng)的能力運(yùn)輸系統(tǒng)的能力的的限制限制。 （1 1）對(duì)于傾斜和急傾斜礦體，必須不

33、斷地進(jìn)行新水平延深工作。）對(duì)于傾斜和急傾斜礦體，必須不斷地進(jìn)行新水平延深工作。 從上個(gè)開(kāi)段溝掘完到本水平開(kāi)段溝掘完，所花費(fèi)的時(shí)間T(年)，稱為延深一個(gè)臺(tái)階(水平)的時(shí)間（新水平準(zhǔn)備時(shí)間）（新水平準(zhǔn)備時(shí)間）。按延深速度確定可能有的生產(chǎn)能力為： 新水平延深速度主要與選用的采、運(yùn)設(shè)備類型和對(duì)新水平延深程序在時(shí)間與空間上緊密配合的合理安排有關(guān)。新水平延深速度可以按每年下降深度計(jì)算，即：TPAp1 t/a ThV延m/a （2 2）對(duì)于近水平或緩傾斜礦床，露天礦正常生產(chǎn)后基本上不存）對(duì)于近水平或緩傾斜礦床，露天礦正常生產(chǎn)后基本上不存在向下延深的問(wèn)題，而要求在臺(tái)階上不斷地?cái)U(kuò)幫推進(jìn)。在向下延深的問(wèn)題，而要求

34、在臺(tái)階上不斷地?cái)U(kuò)幫推進(jìn)。 其推進(jìn)速度以V推表示(m/a)，采礦臺(tái)階走向長(zhǎng)度為L(zhǎng)(m)，采礦臺(tái)階高度即為礦層厚度m(m)，礦石容重為(kN/m3)，原礦采出率為K()，則可能達(dá)到的礦石生產(chǎn)能力為： KVmLAP推2 t/a 工作線推進(jìn)速度決定于在每個(gè)剝離與采礦臺(tái)階上所設(shè)置的采掘設(shè)備的數(shù)量。 2 2經(jīng)濟(jì)因素對(duì)確定生產(chǎn)能力的影響經(jīng)濟(jì)因素對(duì)確定生產(chǎn)能力的影響當(dāng)露天開(kāi)采境界圈定后，可供開(kāi)采的礦石儲(chǔ)量是一定的，如果生產(chǎn)能力確定得大，則礦山壽命短，否則就長(zhǎng)。 礦 型設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（Mt/a）設(shè)計(jì)服務(wù)年限（a）不少于新建露天煤礦改建擴(kuò)建露天煤礦 大 型1035304103020中 型142015小 型11010

35、服務(wù)年限固定建筑物與結(jié)構(gòu)物的投資、礦石用戶(加工、冶煉、發(fā)電廠等)存在年限、單位生產(chǎn)能力(年產(chǎn)每噸礦或每噸礦巖)的投資、生產(chǎn)成本和勞動(dòng)生產(chǎn)率。露天煤礦設(shè)計(jì)服務(wù)年限露天煤礦設(shè)計(jì)服務(wù)年限 影響確定生產(chǎn)能力的因素較多，對(duì)于新設(shè)計(jì)露天礦，應(yīng)首先考慮滿足國(guó)家需要和經(jīng)濟(jì)合理的要求，再首先考慮滿足國(guó)家需要和經(jīng)濟(jì)合理的要求，再?gòu)募夹g(shù)條件加以驗(yàn)算，采取相應(yīng)措施，使之達(dá)到需要從技術(shù)條件加以驗(yàn)算，采取相應(yīng)措施，使之達(dá)到需要的生產(chǎn)能力的生產(chǎn)能力。若所采取的措施其代價(jià)巨大，則應(yīng)將要求的產(chǎn)量降低，達(dá)到技術(shù)上可能和經(jīng)濟(jì)上合理。對(duì)于生產(chǎn)露天礦，一般產(chǎn)量已定，只是在剝采比增加較多，設(shè)備不足或國(guó)家要求產(chǎn)量增加的情況下，才從技術(shù)條件的各個(gè)方面加以驗(yàn)算，采取有效措施，達(dá)到預(yù)定要求的生產(chǎn)能力。 第三節(jié)第三節(jié) 礦石的損失與貧化礦石的損失與貧化 一、損失與貧化的計(jì)算一、損失與貧化的計(jì)算 （1）礦石的損失）礦石的損失礦石的損失礦石的損失，是指殘留于采場(chǎng)內(nèi)未被采出的礦石(煤)，以及采出后在采