露天礦山開采管理

1、露天礦山開采管理露天礦山開采管理主講：黃澍從事礦山專業(yè)工作經(jīng)歷時 間單位崗位19897年8月至1991年7月 東北大學(xué)采礦工程專業(yè)學(xué)生1991年8月至1995年7月 水城鋼鐵（集團(tuán)）石灰石礦山工人、技術(shù)員、 工程師1995年8月至2003年12月 貴州六礦水泥有限公司礦山分廠工程師、副 廠長、廠長、生產(chǎn)副總經(jīng)理2008年11月自今貴州六礦瑞安水泥有限公司一、露天開采概述露天開采是用一定的采掘運輸設(shè)備在敞露的空間從事礦石開采作業(yè)，可 分為山坡露天開采和凹陷露天開采。露天開采的特點是：采出礦石需將礦體周圍的巖石及覆蓋巖層剝掉，通 過露天運輸通道或地下井巷把礦石或巖石運至地表。一、露天開采概述山坡露

2、天開采：一、露天開采概述凹陷露天開采：一、露天開采概述露天開采的優(yōu)點：（1）相對講，開采空間受限較小，有利于采用大型機械化設(shè)備。機械化、自動化水平較高，可提高礦山開采強度和礦石產(chǎn)量；（2）勞動生產(chǎn)率高；（3）開采成本低，使大規(guī)模開采低品位礦石成為可能；一、露天開采概述（4）礦石損失貧化小，有利于地下礦產(chǎn)資源的回收；（5）基建時間短，年產(chǎn)噸礦石的基建投資比地下開采低；（6）勞動條件較好，工作也較安全。一、露天開采概述露天開采的缺點：（7）開采時可產(chǎn)生較大粉塵，礦車運行中可排放廢氣，爆破后的巖石因含有害成分對與之接觸的大氣、水和土壤有一定程度的污染。（8）排土場占地面較大占用山地和農(nóng)田且局部惡化生

3、態(tài)環(huán)境。（9）遇冰雪、暴雨等天氣，對露天開采有一定影響。一、露天開采概述露天礦山基本概念：1、臺階：開采時，自上而下把礦巖劃分成具有一定厚度的水平分層，用 獨立的采掘、運輸設(shè)備進(jìn)行開采，各分層保持一定的超前關(guān)系，從而形成階梯狀。一、露天開采概述臺階的構(gòu)成要素：一、露天開采概述2、采掘帶：開采時，將工作臺階劃分成若干條帶逐條帶順次開采，每一條 帶叫采掘帶。一、露天開采概述3、邊幫（邊坡）：露天礦場四周表面的總體，分：工作幫和非工作幫。一、露天開采概述4、剝采比：為了采出礦石，一般需要剝離大量的巖石，采出一噸礦石所需 剝離的巖石量叫剝采比，其單位可用米3/米3、噸/噸等表示。5、開拓：是指建立地表

4、與露天采場各生產(chǎn)水平及各水平之間的運輸通路（運 輸?shù)缆贰冸x）。6、采準(zhǔn)：指在已經(jīng)開拓完畢的礦床里，按開采方法的要求掘進(jìn)采準(zhǔn)，將階 段劃分成礦塊作為獨立的回采單元的采礦準(zhǔn)備工作（聯(lián)絡(luò)通道、削頂）一、露天開采概述石灰?guī)r礦山概述：1、石灰?guī)r：簡稱灰?guī)r，是以方解石為主要成分的碳酸鹽巖，有時含有白云 石、粘土礦物和碎屑礦物，屬于沉積巖，是水成巖的一種。石灰?guī)r主要是在淺海 的環(huán)境下形成的，屬于生物性沉積形成，其主要形成是海洋生物的尸體的沉降累 積，加上來自陸地的動植物腐物殘渣與泥沙一起在河床或海床上沉積壓實后經(jīng)地 質(zhì)變化形成。一、露天開采概述2、石灰?guī)r礦山開采原則：根據(jù)水泥原料礦山管理規(guī)程，新建或擴建礦

5、山， 要遵守基本建設(shè)程序。各級主管部門要按照“礦山先行”的原則，優(yōu)先安排礦山 建設(shè)工作，并做好礦山的“開采規(guī)劃”。生產(chǎn)礦山必須嚴(yán)格遵守“采剝并舉”，剝 離先行”的原則，保持合理的“三量平衡”（開拓礦量、準(zhǔn)備礦量、可采礦量） 關(guān)系。一、露天開采概述一、露天開采概述一、露天開采概述5、可采礦量：采準(zhǔn)礦量的一部分，是做完輔助采準(zhǔn)工作后圈定的礦量。也就是可立即開采的礦量。6、各級礦量至少保持下列數(shù)值：開拓礦量：24個月礦石產(chǎn)量；準(zhǔn)備礦量：12個月礦石產(chǎn)量；可采礦量：6個月礦石產(chǎn)量；新建礦山基建投產(chǎn)，準(zhǔn)備礦量、可采礦量應(yīng)相應(yīng)提高一倍。一、露天開采概述3、露天礦山的開拓礦量：即計劃開采的區(qū)域內(nèi)，礦體上面覆

6、蓋的巖土已剝 離，露出礦體表面，并完成了通往開采臺階的運輸?shù)缆返乳_拓工程，則此臺階以 上的礦量，稱為露天礦山的開拓礦量。（運輸公路，覆土、圍巖剝離）4、采準(zhǔn)礦量：是開拓礦量的一部分，即在已開拓的礦體范圍內(nèi)，按照設(shè)計 的開采方法所需開掘的巷道已完畢，形成了塊狀的礦體。（聯(lián)絡(luò)通道，削頂，形 成臺階）一、露天開采概述二、露天礦山開采工藝按工藝過程分：穿孔一爆破一采裝一運輸一排卸按開采順序分：基建開拓一剝離開采一排渣一復(fù)墾集團(tuán)內(nèi)石灰石礦山的開采工藝：穿孔一爆破一鏟運一破碎1、穿孔穿孔方法：熱力破碎穿孔和機械破碎穿孔穿孔設(shè)備：目前主要應(yīng)用設(shè)備：牙輪鉆、潛孔鉆、鑿巖臺車。二、露天礦山開采工藝二、露天礦山開

7、采工藝牙輪鉆機：目前，80%的露天金屬礦山使用牙輪鉆機穿孔。牙輪鉆機的優(yōu)點：穿孔作業(yè)效率高、作業(yè)成本低、機械化程度高、適用于各種硬度的礦巖中穿孔。二、露天礦山開采工藝潛孔鉆機：工作原理是沖擊回轉(zhuǎn)式風(fēng)動鑿巖。具有結(jié)構(gòu)簡單，穿孔速度較快，機械 化程度高，可以打傾斜孔，制造費用低等優(yōu)點二、露天礦山開采工藝穿孔的基本要求：1）布孔：布孔應(yīng)從臺階邊緣開始，邊孔與臺階邊緣要保留一定安全距離， 以保證鉆機工作安全。孔位既要根據(jù)設(shè)計要求又要結(jié)合現(xiàn)場實際情況確定，要避免在巖 石被震松，巖性變化大的地方，遇到這些情況應(yīng)適當(dāng)調(diào)整孔位，調(diào)整時注意抵抗 線、孔距、排距之間的關(guān)系。二、露天礦山開采工藝布孔時，首先確定前排

8、，選擇排距時應(yīng)在前排確定2-3個孔位作為 基準(zhǔn)點進(jìn)行布孔，保證孔距、排距符合設(shè)計要求。二、露天礦山開采工藝特殊情況下的布孔注意事項：工作面不平整時，應(yīng)該選擇凸坡工作面或緩坡處布孔，以防止此處 爆破效果不好；坡角很緩時，要在坡腳處補孔或加大超深，尤其在復(fù)雜地形條件下 更應(yīng)該注意穿孔前排整個長度方向上的抵抗線的變化，避免因局部抵抗過小而造 成安全事故。二、露天礦山開采工藝2）穿孔：鉆機工必須對作業(yè)環(huán)境檢查清楚，確認(rèn)技術(shù)員的布孔位置，并提 前做好穿孔準(zhǔn)備工作（如合理制定穿孔順序使鉆機盡量大范圍移動降低效率，破 壞成孔；白天穿前排孔，夜間穿后排孔，提高安全等）。鉆孔不要打成“喇叭孔”，對于表面虛渣部分

9、可采取用粘土補孔 的方法，保證孔口形狀良好。穿孔前準(zhǔn)備好補孔材料，補孔的方法是當(dāng)鉆進(jìn)11.5 米左右時進(jìn)行粘性土充填，然后再繼續(xù)穿孔。二、露天礦山開采工藝沒有補孔的鉆孔，孔口浮石容易堵孔：二、露天礦山開采工藝技術(shù)員指導(dǎo)鉆機工鉆孔的深度，并根據(jù)場地變化適當(dāng)調(diào)整。鉆孔過程中要及時吹渣，防止因孔底積渣過多造成對孔底巖渣的 反復(fù)沖擊，降低臺時并增加油耗。穿孔過程中及時對孔口進(jìn)行人工排渣工作，防止往孔內(nèi)返渣，導(dǎo) 致洗孔工作量加大和增加卡鉆的機率，以便提高穿孔效率。二、露天礦山開采工藝穿孔結(jié)束時進(jìn)行量孔，孔深必須符合設(shè)計要求。穿孔結(jié)束后及時將孔口蓋好，可用散裝炸藥袋或牛毛氈作為蓋孔 材料，蓋孔必須符合要求

10、，將孔渣覆蓋在蓋孔材料的四周，做到無孔渣和雨水進(jìn) 入孔內(nèi)。二、露天礦山開采工藝每班穿孔結(jié)束后及時填寫穿孔記錄，認(rèn)真填寫孔號、孔深，遇到 特殊孔（溶洞孔和裂隙孔）時做好標(biāo)記并對應(yīng)記錄，同時及時向技術(shù)員匯報，不 得私自移動孔位。另外，鉆機的收塵效果也是影響穿孔效率的重要因素之一。良好 的收塵效果能減少穿孔的回渣率，縮短巖渣在孔內(nèi)的循環(huán)時間，提高穿孔效率。二、露天礦山開采工藝不一樣的收塵效果對鉆孔效率產(chǎn)生影響：二、露天礦山開采工藝特殊情況下的穿孔注意事項：雨季施工時，爆破作業(yè)應(yīng)盡量避開雨天，穿孔節(jié)奏作適當(dāng)調(diào)整，采 取“快打快放”的方式可以較大程度上減少因雨天造成堵孔、處理孔底積水、裝 藥防水等問題，

11、可提高成孔率，增加現(xiàn)場組織可靠性，提高爆破質(zhì)量。二、露天礦山開采工藝遇較弱夾層、溶洞等特殊地質(zhì)條件時，可先將地質(zhì)條件好的爆區(qū)先 穿孔，地質(zhì)條件不良的爆區(qū)后穿孔。穿孔工作完成后盡可能地縮短穿孔和爆破的 時間間隔，可較大程度地降低地質(zhì)條件對爆破質(zhì)量的影響。二、露天礦山開采工藝2、爆破：爆破是利用炸藥等在空氣、水、土石介質(zhì)或物體中爆炸所產(chǎn)生的壓 縮、松動、破壞、拋擲及殺傷作用，達(dá)到預(yù)期目的的一門技術(shù)。通過爆破作業(yè)， 將整體礦巖進(jìn)行破碎及松動，形成一定形狀的爆堆，為后續(xù)采裝作業(yè)提供工作條 件。爆堆高度不大于挖掘機最大挖掘高度的1.5倍。二、露天礦山開采工藝在集團(tuán)石灰石礦山的可控成本中，炸藥費用約占35

12、%40%。另外，爆 破質(zhì)量的好壞，對鏟裝、運輸、破碎等工序也有較大影響，如目前采用的CAT988 裝載機，靈活性強但挖掘能力差，爆堆要求松散型好，高度低，根底和大塊率低 等，但若采用R974正鏟挖掘機，靈活性差，挖掘能力強，則要求爆堆相對集中， 松散型要求也不高。因此礦山技術(shù)人員在滿足生產(chǎn)供應(yīng)的同時，還要根據(jù)設(shè)備的 不同適當(dāng)調(diào)整爆破參數(shù)，努力降低爆破材料消耗和穿爆費用。二、露天礦山開采工藝深孔爆破的主要參數(shù)：工作面炮孔的位置a一炮孔布置平面圖b一炮孔布置剖面圖H一臺階高度；a一坡面角；B一炮孔傾角；D 一孔徑；a 一孔距；Wp 一底盤抵抗線；b 一行距；lz填塞長度；1B裝藥長度二、露天礦山開

13、采工藝露天礦山爆破的爆破形式有淺孔爆破、深孔爆破、硐室爆破、藥壺爆破和特種爆破等。爆破的基本要求：爆破設(shè)計要根據(jù)礦山不同巖層結(jié)構(gòu)和特殊環(huán)境，合理選擇爆破參數(shù)和炸藥品種，對特殊地質(zhì)要明確該區(qū)域的地質(zhì)概況，充分考慮到巖石的可爆性。二、露天礦山開采工藝火工材料領(lǐng)用時先要填寫領(lǐng)用單，領(lǐng)料單需要兩名爆破員簽字，按 流程進(jìn)行逐級審批?；鸸げ牧项I(lǐng)用需用爆破器材專用車輛，雷管和炸藥分開放置，運輸 必須按照指定路線行駛，途中嚴(yán)禁炸藥車逗留。運輸?shù)奖片F(xiàn)場的火工材料派一個專職人員看管，在作業(yè)點設(shè)置警示牌和紅旗，不準(zhǔn)閑雜人員逗留。二、露天礦山開采工藝裝藥前一般要先用測繩對炮孔進(jìn)行測量，并觀察孔壁周邊是否完整、孔內(nèi)有

14、無浮石。如遇到特殊孔時做好標(biāo)記并及時匯報現(xiàn)場負(fù)責(zé)人，防止在裝 藥過程中出現(xiàn)堵孔現(xiàn)象，并與鉆機穿孔記錄對比核查。發(fā)放炸藥時應(yīng)按照設(shè)計要求發(fā)放數(shù)量，炸藥必須放在孔口一則， 另一則擺放雷管，裝藥時要嚴(yán)格按照爆破設(shè)計要求，孔底一般先裝高密度炸藥， 可減少爆破底根，炮頭需慢慢放入孔內(nèi)，炮頭上部應(yīng)裝粉狀炸藥，禁止用膠狀炸 藥直接撞擊炮頭，若無粉狀炸藥時可用膠狀炸藥撥開投放，裝藥過程中必須對每 個孔的炸藥量進(jìn)行核兌。二、露天礦山開采工藝爆破作業(yè)過程中若出現(xiàn)溶洞等特殊孔時，要及時匯報給技術(shù)人員， 在制定有效措施后方可進(jìn)行處理。一般溶洞處理方法有：吊裝法、填充法、間隔 裝藥法。炮孔的充填長度必須符合設(shè)計要求，一

15、般使用鉆孔的孔渣進(jìn)行充填。 現(xiàn)場指定充填責(zé)任人，進(jìn)行充填過程中的監(jiān)控和驗收。二、露天礦山開采工藝網(wǎng)絡(luò)連接前需清理作業(yè)現(xiàn)場，連接要符合設(shè)計要求，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時盡 量達(dá)到大斜線爆破要求，即列傳播方向與控制排方向夾角大于90o。中深孔爆破 連接時應(yīng)注意連接方向，做到地表管同一方向放置，便于網(wǎng)絡(luò)檢查，地表延期的 總時間要小于孔內(nèi)延期時間，保證先爆炮孔不會影響地表管的傳爆。地表管盡量 不出現(xiàn)同時起爆的情況，防止爆破振動的增大。網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)束后專業(yè)技術(shù)人員要 進(jìn)行爆前檢查，核實網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性。二、露天礦山開采工藝爆破警戒要根據(jù)爆區(qū)的位置合理設(shè)置警戒點，警戒布置必須由現(xiàn)場 負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮，各警戒人員保證通訊暢通

16、，通訊器材應(yīng)使用對講機，便于及時 溝通，保證警戒安全。起爆點要安排在遮掩體的后方，由兩名爆破人員負(fù)責(zé)，作業(yè)現(xiàn)場必 須有備用的起爆器材，起爆人員必須服從現(xiàn)場負(fù)責(zé)人的指揮，在確認(rèn)各警戒安全 后，方可進(jìn)行起爆。二、露天礦山開采工藝露天淺孔、深孔、特種爆破，爆后應(yīng)超過5min，方準(zhǔn)許檢查人員 進(jìn)入爆破作業(yè)地點；如不能確認(rèn)有無盲炮，應(yīng)經(jīng)15min后才能進(jìn)入爆區(qū)檢查。如 果遇到盲炮、殘炮、危石和其它安全隱患時，就及時通知各級領(lǐng)導(dǎo)，在安全有效 的方案下進(jìn)行處理，確認(rèn)工作面安全后，再拉解除警報?；厥张诘氐囊咽褂脤?dǎo)爆管、炸藥包裝袋、紙箱等垃圾，集中處理。二、露天礦山開采工藝3、鏟運：鏟運工作是露天開采生產(chǎn)過程重

17、要環(huán)節(jié)，對生產(chǎn)組織能力的要求較 高。通俗的講，鏟運的實際生產(chǎn)能力，基本就是礦山的生產(chǎn)能力。鏟運工作，通常是用裝載設(shè)備將礦石從爆堆中挖取，裝入運輸設(shè)備 中運往破碎的過程。露天礦用挖掘設(shè)備主要有：挖掘機、索斗鏟、液壓鏟和輪胎 式前裝機。二、露天礦山開采工藝目前集團(tuán)主要采用的鏟裝設(shè)備：二、露天礦山開采工藝目前集團(tuán)采用的主要運輸設(shè)備：二、露天礦山開采工藝挖掘機技術(shù)生產(chǎn)能力：Qj = ( 3600/T ) E Kw式中 ：Qj 挖掘機技術(shù)生產(chǎn)能力，米3/小時；T 挖掘機工作循環(huán)時間，秒；鏟斗容積，米3；Kw滿斗系數(shù)。二、露天礦山開采工藝挖掘機的實際生產(chǎn)能力：QB （m3/臺班）QB = Qj T nQj

18、挖掘機技術(shù)生產(chǎn)能力，T班工作時間，h,n班工作時間利用系數(shù)由上述公式可以看出，挖掘機的實際生產(chǎn)能力與挖掘機的循環(huán)時間、班 工作時間的利用系數(shù)關(guān)系密切，另外與爆破質(zhì)量、操作水平、滿斗系數(shù)等也有重 要關(guān)系。二、露天礦山開采工藝鏟運的基本要求：新建礦山在開拓方案設(shè)計時道路平均坡度小于7%，最好控制在 5.5%左右；盡量減少道路彎道尤其是回頭彎，同時盡可能增大轉(zhuǎn)彎半徑；加強日常的道路維護(hù)，樹立“修路就是修車”的思想，提高道路 的通過能力；道路的通過能力是指在單位時間內(nèi)通過某一區(qū)段的車輛數(shù)。它主要 取決于行車道的數(shù)目、路面狀態(tài)、平均行車速度和安全行車間距（即行車視距） 等；二、露天礦山開采工藝二、露天礦

19、山開采工藝二、露天礦山開采工藝優(yōu)化爆破設(shè)計、改善爆破質(zhì)量，以提高挖掘機裝載效率與滿斗系數(shù)；合理選擇挖掘機的采裝方式與運輸設(shè)備的供車方式，以縮短挖掘機工 作循環(huán)時間。如挖掘機的裝車回轉(zhuǎn)角度最好控制在900左右；通過技改適當(dāng)提高礦用汽車的重量利用系數(shù)（汽車的載重與自重的比 值）。礦用汽車的重量利用系數(shù)一般為11.73，該值越大，表明汽車設(shè)計越好， 運行經(jīng)濟性越好；二、露天礦山開采工藝較好的爆破效果能有效提高鏟裝效率：二、露天礦山開采工藝爆破效果不好既影響鏟裝效率，又影響安全二、露天礦山開采工藝通過技改，將TR35礦車的重量利用系數(shù)從1.3提高了 1.48，有效提 高了礦車的性能；二、露天礦山開采工

20、藝通過技術(shù)培訓(xùn)，提高挖掘機操作人員的技能水平和熟練程度，進(jìn)而提 高挖掘機的工作效率與生產(chǎn)能力。合理生產(chǎn)組織，提高鏟裝與運輸設(shè)備的產(chǎn)能配比，杜絕“窩工”等無 功消耗。提高車輛的滿載率，嚴(yán)格控制車輛帶料上山；提高生產(chǎn)組織班前會質(zhì)量，合理安排出料鏟位，爆破時間盡量安排在 交接班，減少大型設(shè)備的頻繁調(diào)動，提高生產(chǎn)有效時間；二、露天礦山開采工藝帶料上山的礦車：二、露天礦山開采工藝RH40正鏟的行走速度在2-3km/h，長距離調(diào)動既影響生產(chǎn)，又傷害設(shè)備:二、露天礦山開采工藝工作時不準(zhǔn)鏟裝超過斗容的大塊礦巖，不準(zhǔn)用鏟斗沖破大塊礦巖， 不準(zhǔn)用鏟斗去挑挖工作面上的浮石和傘檐；禁止鏟斗從車輛駕駛室上方越過，要從左側(cè)裝車，卸載時要保持鏟 斗平穩(wěn)；如發(fā)現(xiàn)臺階坡面上有片幫或浮石塌落危險時，必須迅速駛出危險 區(qū)，經(jīng)采取措施排險后，方準(zhǔn)繼續(xù)作業(yè)；二、露天礦山開采工藝4、破碎：國內(nèi)水泥廠所用石灰石大多數(shù)屬于中等硬度，新型干法水泥生產(chǎn)線 一般采用單段錘式反擊式破碎機。錘式破碎機是利用機殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的錘頭打擊 物料，實現(xiàn)以動能沖擊粉碎物料的目的。它具有生產(chǎn)能力大、破碎比高、產(chǎn)品粒 度均齊、功率消耗