露天礦基本概念

1、標(biāo)題：露天開采的基本概念露天礦是在基建和生產(chǎn)過程中逐漸形成的?；〞r期的任務(wù)是建立供電供水系統(tǒng)及建立運輸 干線，修建選礦廠、排土場及機修廠等主要構(gòu)筑物和設(shè)施，以及完成投產(chǎn)時所必需的采準(zhǔn)和剝離 工程量。在生產(chǎn)過程中，為了完成國家計劃中規(guī)定的年礦石生產(chǎn)任務(wù)，必須按時完成一定的開拓， 采準(zhǔn)、剝離的工程量。露天礦在開采過程中，必須將境界內(nèi)的礦、巖劃分成一定厚度的水平分層，以便由上向下逐層進 行開采，這些階梯抉的工作面叫做臺階，如圖81。每個臺階大多使用獨立的穿孔和采掘設(shè)備。TPG=1此主題相關(guān)圖片如下:圖卜TPG=1此主題相關(guān)圖片如下:圖卜1要術(shù)f瀕足由以卜要素闿成的,上部平盤1 臺階的上部水平面;下

2、部平盤2 臺階的下部水平面;臺階坡面3朝向采空區(qū)的臺階斜面；坡面角a臺階坡面與下部水平面的夾角；坡頂線4臺階坡面與上部水平面的交線；坡底線5臺階坡面與下部平盤的交線；臺階高度h上部平盤與下部平盤的垂直距離。金屬露天礦的臺階高度一般為10-14米。露天礦生產(chǎn)是按一定的生產(chǎn)工藝過程進行的，這些工作總稱為礦山工程。礦山工程又可分為剝離 和采礦工程。剝離工程是將露天礦境界內(nèi)影響采礦的巖石剝掉，并運出露天礦境界以外進行排棄， 以保證采礦工作的正常進行。一般新建的露天礦剝離和采礦工程是依次進行的。正常生產(chǎn)時則是 同時進行。這就是黨為采礦工業(yè)規(guī)定的： 采剝并舉，剝離先行的方針。若不認(rèn)真貫徹這一方針， 就不能

3、保證礦山正常，持續(xù)的完成礦石生產(chǎn)任務(wù)。依照礦山工程的作用還可分為開拓，采準(zhǔn)和擴 幫工程。開拓工程是按設(shè)計中規(guī)定的開拓系統(tǒng)掘進傾斜的出入溝（如圖8-2中的ABCD部分）， 以建立地面與采礦場各生產(chǎn)水平間的運輸聯(lián)系；然后掘進水平的段溝（CDEF部分），以建立臺 階開采的起始工作線。并在所開段溝一側(cè)（或兩側(cè)）進行擴幫工程。以后各水平的開采程序和第 一水平一樣，即首先開掘出入溝，再開次水平的段溝，然后進行擴幫工程?？傊?，露天礦多是由 單一水平向多水平發(fā)展，逐步形成全礦的開拓運輸系統(tǒng)。圖8-3是凹陷露天礦全貌。凹陷露天 礦是從地表開始向下逐層開采的，使用鐵路運輸時，運輸干線也由淺而深，隨礦山工程的發(fā)展逐

4、 步鋪設(shè)，當(dāng)露天礦開采終了時，運輸干線才最終形成。圖8-2露天礦發(fā)展順序出入溝；2-開段溝在開采過程中和終了時形成的露天礦場是由以下要素組成圖（8-4）：工作幫AD一是由正在進行采掘工作的臺階組成；工作幫坡線KG-工作幫最上一個臺階和最下臺階坡底線連接的直線；工作幫坡角中一工作幫坡線與水平線的夾角；工作平盤一工作幫上各臺階的水平部分，即工作臺階的平盤，在平盤上布置穿孔，采裝和運輸?shù)?主要設(shè)備。=1此主題相關(guān)圖片如下:露天礦場非工作幫CD及AB一即露天礦場內(nèi)由已結(jié)束工作的非工作臺階組成的邊幫或其一部 分。在采礦場內(nèi)，位于礦體下盤巖石的邊坡叫做底幫，位于礦體上盤巖石的邊坡叫頂幫，位于采礦場 兩端的

5、邊坡叫端幫；最終邊坡線BE和CF一最上一個非工作臺階坡頂線與最下一個非工作臺階 坡底線的連線；為了保證露天礦具有正常生產(chǎn)的工作條件，各開采水平的工作平盤的寬度應(yīng)保證 不小于最小平盤寬度。其大小是根據(jù)爆堆寬度，運輸設(shè)備規(guī)格和通行條件確定。圖8-5是最小 工作平盤寬度組成要素。爆堆寬度表8-1TPG=1此主題相關(guān)圖片如下:IPG=1此主題相關(guān)圖片如下:IPG=1此主題相關(guān)圖片如下:fll + e + T + z 柴 一二小住悸乎檄寬應(yīng)，米;了一爆爆宅畦札Jrl _4 X .一般爆堆寬度隨臺階高度h和巖石硬度變化，若用沖擊式穿孔機進行穿孔，單排孔爆破時的臺 階寬度變化范圍見表8-1:C一爆堆坡底線至

6、運輸設(shè)備邊緣間距離米；T車輛運行所需寬度米；z一為防止巖體滑動的安全距離，米。最小工作平盤寬度可根據(jù)下表所列數(shù)據(jù)選取。用鐵路運輸時最小平盤寬度可取上限，汽車運輸時 可取下限，如用雙軌（線）運輸時應(yīng)加線路中心線間距離。最小工作平盤寬度表82TFGTFG以上敘述了有關(guān)露天開采的基本概念，我國是個地大物博，礦產(chǎn)資源十分豐富的國家，地下埋藏 各種類型的礦體，應(yīng)該具備什么條件才能用露天開采呢？由于露天開采在采出礦石的同時，必須剝離一定數(shù)量的巖石。而且，剝離巖石量的多少直接影響 采出礦石的成本和單位投資額，并且隨著礦山開采深度變化往往剝離巖石的數(shù)量也是變化的。因 此，確定合理的露天開采范圍的實質(zhì)即是確定合

7、理的露天開采深度問題，其次，是確定露天采礦 場在地表的開采范圍。為了確定合理的露天開采的深度，首先要了解剝采比的概念。因為露天礦剝離巖石量直接影響礦 石成本和單位投資，必須計算開采單位礦石所需剝離的巖石量，這一比值稱為剝采比。其單位可用噸/噸或米3/米3表示。剝采比有多種表示形式，確定露天礦境界常用的有以下幾種：平均剝采比n平：如圖8 一 6所示，即露夭礦境界范圍內(nèi)總的巖石量與礦石量的比值TFG= 史 米V來（噸，噸）式中搭矢礦境界范出內(nèi)總撲有米，（噸） 刁境界范用內(nèi)總的，、石鴕噸迎腐）境界剝采比：如圖8-7所示，即露天礦增加某一深度時（一般為一個臺階高度），所必須采出 的巖石量與礦石量的比值

8、。米丫 朱噸）式中bl、b2-露天礦增加某一深度所必須采出的巖石量，米3 （噸）； a增加某一深度所采出的礦石量，米3 （噸）。（3）經(jīng)濟合理剝采比n經(jīng)：即采用露天開采時經(jīng)濟上允許的最大剝采比。其確定方法有二種：1）根據(jù)露天和地下開采成本比較結(jié)果確定，式中c用地下采礦法開采一噸礦石成本，元/噸;用露天開采一噸礦石成本，元/噸3 ；露天開采一噸巖石成本，元/噸。以上數(shù)據(jù)可按類似條件 的礦山選取。2）根據(jù)礦石批發(fā)價格確定，礦石批發(fā)價格是由國家或省經(jīng)濟部門規(guī)定的。TPG=1此主題相關(guān)圖片如下:TPG=1此主題相關(guān)圖片如下:式中c0該種礦石批發(fā)價格，元式中c0該種礦石批發(fā)價格，元/噸。a、b與上式相同

9、。一般情況下，經(jīng)濟合理剝采比應(yīng)不超過表8-3所規(guī)定的數(shù)值。經(jīng)濟合理剝采比（米3/米3）表8-3確定露天礦最終境界時，可根據(jù)不同深度h列出方案，如圖8-8所示，并按各個深度的境界剝 采比不大于經(jīng)濟合理剝采比的原則，用比較法求出合理的最終開采深度H，如8-9所示。圖8-8圖8-8露天礦不同深度的境界剝采比有些礦山，資源較少或是礦體埋藏比較復(fù)雜，可以應(yīng)用平均剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比的原則 來確定。當(dāng)露天礦合理的開采深度確定后，再確定礦體深部和地面開采范圍，才能正確確定礦體的開拓系 統(tǒng)和開拓溝道位置，以及合理的選擇選礦場，排土場及工業(yè)廣場位置，并計算露天采礦場內(nèi)可采 出的礦石儲量及剝離總量。總之，埋

10、藏很深的礦床必須用地下方法開采。凡是能夠用露天開采的礦床，應(yīng)首先考慮用露天方 法進行開采，因為露天開采具有一定的優(yōu)越性：（1）露天采礦機械化程度高，可以采用高效率的大型機械設(shè)備，如牙輪鉆，挖掘機等，能使 礦山達到很高的礦石生產(chǎn)能力。（2）建設(shè)速度快，建一個年產(chǎn)500萬噸到1000萬噸礦石的露天礦，可在2- 3年內(nèi)建成，而 建設(shè)相同規(guī)模的地下礦山需4-6年。（3）勞動生產(chǎn)率高，露天開采的全員勞動生產(chǎn)率約為地下開采的3-5倍或更高，從歷史最高水 平看，我國大型露天礦全員勞動生產(chǎn)率為7371噸/人年（大孤山鐵礦為9328噸/人年）， 小型露天礦為872噸/人年。而大型地下礦山為400-664噸/人年，中小型地下礦山為200-30 0噸/人年。（4）生產(chǎn)成本低，露天開采一噸礦石的成本約為地下開采成本的一半或更少，近幾年，黑色和 有色金屬露天開采的礦石成本為3-5元/噸，地下開采為89元/噸。（5）工人勞動條件好，工作