礦床露天開采-李明課件

礦床露天開采

（金屬非金屬礦）李明

單位：山東理工大學(xué)電話：(O)郵箱：lmbsh2002@163.com1露天礦鳥瞰23主要參考書（1）李寶祥，金屬礦床露天開采，冶金工業(yè)出版社，1992（2）王青史維祥，采礦學(xué)，冶金工業(yè)出版社，2001（3）于潤倉，采礦工程師手冊，冶金工業(yè)出版社，2009（4）于金吾李安，現(xiàn)代礦山采礦新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備與強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范全書，當(dāng)代中國音像出版社，2003（5）張世雄，礦物資源開發(fā)工程，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2000（6）《采礦設(shè)計(jì)手冊》編委會(huì)，采礦設(shè)計(jì)手冊，中國建筑工業(yè)出版社，1987（7）《采礦手冊》編委會(huì)，采礦手冊，冶金工業(yè)出版社，1990（8）武漢建筑材料工業(yè)學(xué)院主編，非金屬礦床露天開采，中國建筑工業(yè)出版社，1984（9）礦業(yè)類的科技期刊。51.1露天開采的地位與特點(diǎn)

固體礦產(chǎn)資源開發(fā)的方法

露天開采地下開采

水力開采溶浸開采其他開采法據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界固體礦產(chǎn)資源年開采總量約為31010t，其中約三分之二采用露天開采。第一章礦床露天開采概論62000年，對世界639座非燃料固體礦山進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，露天開采的占60％以上，其中，鐵礦占90％以上，鋁土礦占98％，黃金礦占67％，有色礦占57％。我國金屬礦山露天開采，鐵礦占70～80％，銅礦占62％，鋁土礦占97％，鉬礦87％，稀有稀土礦95％；大型的露天礦山有：德興銅礦、鞍山齊大山鐵礦、南芬鐵礦、首鋼水廠鐵礦、中鋁平果鋁土礦等。我國非金屬礦山中，水泥礦山基本上都采用露天開采的方式進(jìn)行，其他礦種采用露天開采達(dá)80％以上。(為什么露天開采占有如此大的比例呢？)7露天開采的優(yōu)越性（相對地下開采）礦山基建時(shí)間短，單位礦石基建投資小。開采機(jī)械化與自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)規(guī)模大。勞動(dòng)生產(chǎn)率高，生產(chǎn)成本低。礦石損失與貧化小，開采條件好，作業(yè)較安全，運(yùn)行較可靠。可調(diào)節(jié)性強(qiáng)。國外一些露天礦生產(chǎn)能力萬t/a8露天開采發(fā)展方向礦山設(shè)備大型化操作自動(dòng)化工藝連續(xù)化生產(chǎn)最優(yōu)化管理科學(xué)化開采無害化

礦山數(shù)字化事例101.2.1露天開采術(shù)語露天礦:從事露天開采

的礦山企業(yè)。

山坡露天礦：露天開次封閉圈以上的。

凹陷露天礦：露天開采封閉圈以下的。封閉圈：露天開采上部境界在同一標(biāo)高上形成的閉合曲線。示例露天采場

：露天開采所形成的采坑、臺(tái)階和露天溝道的總和。

臺(tái)階：露天開采時(shí)通常把露天礦田內(nèi)的礦巖劃分成一定厚度的水平分層，自上而下逐層開采，并保持一定的超前關(guān)系，在開采過程中和開采終了時(shí)，在空間上形成臺(tái)階形狀，水平層稱臺(tái)階或階梯，是獨(dú)立采剝作業(yè)的單元體。臺(tái)階構(gòu)成要素：示例

臺(tái)階的命名：通常以開采臺(tái)階的下部平盤的標(biāo)高表示（裝運(yùn)設(shè)備站立的水平）

1.2露天開采的基本概念12露天開采術(shù)語上部最終境界線：最終幫坡面與地面的交線（閉合曲線）。下部最終境界線（底部周界）：最終幫坡面與露天采場底平面的交線。露天礦場的最終深度：上部最終境界線所在水平與下部最終境界線所在水平之間的垂直距離。工作幫：由正在進(jìn)行開采或?qū)⒁M(jìn)行開采的臺(tái)階所組成的邊幫，位置不斷變化。工作幫坡面：通過工作幫最上一個(gè)臺(tái)階的坡底線和最下一個(gè)臺(tái)階的坡底線所作的假想平面。工作幫坡角：工作幫坡面與水平面的夾角，如。一般為7°~17°，有時(shí)達(dá)到23°~27°，最終邊幫上的平臺(tái)：按照用途不同，分為安全平臺(tái)、清掃平臺(tái)、運(yùn)輸平臺(tái)。運(yùn)輸平臺(tái)：是工作臺(tái)階與出入溝之間的運(yùn)輸聯(lián)系的通道，一般設(shè)在與出入溝同側(cè)的非工作幫和端幫上，其寬度依所采用的運(yùn)輸方式和線路數(shù)目定。事例2事例114露天坑示例15露天礦鳥瞰（三維模型）16露天采礦場構(gòu)成要素（剖面透視圖）HHmin17露天采礦場構(gòu)成要素（橫斷面圖）HHmin18臺(tái)階開采要素圖解20臺(tái)階開采程序圖解211.3.1露天礦建設(shè)程序和設(shè)計(jì)決策

露天礦從立項(xiàng)建設(shè)到建成投產(chǎn)，少則需要1~2年，多則持續(xù)3~5年或更長；露天礦基建投資可達(dá)數(shù)億元。礦山建設(shè)通常經(jīng)歷若干個(gè)階段(勘探、準(zhǔn)備、建設(shè))。1.3露天礦建設(shè)程序和開采步驟23礦山建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)程序勘探階段準(zhǔn)備階段建設(shè)階段241.3.2露天礦基建和生產(chǎn)的一般步驟1.露天礦運(yùn)營的步驟(1)地面場地準(zhǔn)備(2)礦區(qū)隔水防排水和礦床疏干(3)礦山基建工程(4)正常生產(chǎn)(5)擴(kuò)建或改建(6)地表的恢復(fù)與利用2.露天礦山工程采礦與剝離掘溝與擴(kuò)幫3.露天礦生產(chǎn)工藝礦巖松碎（穿孔爆破）采掘及裝載礦巖運(yùn)輸排土與卸礦26第二-1-2章礦巖松碎工作（穿孔爆破）2.1礦巖松碎的地位及意義

2.1.1礦巖松碎對采裝、運(yùn)輸（含排巖）、破碎工作的影響C=f（Cs，Cm，Cy，Cp）C—單位產(chǎn)品的最終開采成本，元/噸；C=Ck+CnCk---單位產(chǎn)品的采礦費(fèi)用，元/噸；Cn---單位產(chǎn)品的剝離費(fèi)用，元/噸；Cs---單位產(chǎn)品的松碎費(fèi)用，元/噸；Cm---單位產(chǎn)品的采裝費(fèi)用，元/噸；Cy---單位產(chǎn)品的運(yùn)輸費(fèi)用，元/噸；Cp---單位產(chǎn)品的破碎費(fèi)用，元/噸。27礦巖松碎、采裝、運(yùn)輸成本與礦巖塊度的關(guān)系圖a—礦巖塊度礦巖松碎是露天開采的第一個(gè)主要生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，為采裝工作提供適宜塊度的礦巖量。礦巖松碎工作的好壞，對其后續(xù)的采裝、運(yùn)輸、破碎工作的效率以及礦石的最終成本有很多影響。282.2礦巖松碎的方法（穿孔爆破）機(jī)械法松土犁：軟層、凍巖中使用，設(shè)備簡單、易于管理，工藝過程簡單、一次松碎量少。

硬巖開采中也開始使用機(jī)械方法剝離圍巖和開采礦石。水力法適用于軟巖，采用高壓水。存在局限性爆破法

應(yīng)用最普遍，適應(yīng)于硬質(zhì)和半硬質(zhì)礦巖。常用設(shè)備：鑿巖臺(tái)車（液壓）、淺孔鉆機(jī)、牙輪鉆機(jī)30312.3爆破松碎礦巖穿孔工作2.3.1穿孔工作（一）穿孔設(shè)備①潛孔鉆機(jī)優(yōu)點(diǎn)：能量損失小，穿孔速度受孔深影響小噪音小用廢氣排渣，節(jié)省動(dòng)力鉆桿壽命長軸壓小，鉆機(jī)輕，鉆孔不易傾斜潛孔鉆機(jī)缺點(diǎn)：氣缸受孔徑限制Φ>200mm時(shí)，速度低于牙輪鉆機(jī)，動(dòng)力消耗高30～40％，成本高.臺(tái)班生產(chǎn)能力（m）計(jì)算：

v——鉆進(jìn)速度，cm/min；——班工作時(shí)間利用系數(shù)；t——班工作時(shí)間，h；322.3爆破松碎礦巖影響鉆進(jìn)速度因素：沖擊功和沖擊頻率風(fēng)壓、排渣風(fēng)量和風(fēng)速軸壓、轉(zhuǎn)速和扭矩影響鉆機(jī)工作時(shí)間利用系數(shù)因素：接桿、移位、修理（不可避免）等備件、風(fēng)、水、電、卡鉆處理（可避免）潛孔鉆機(jī)的機(jī)械鉆進(jìn)速度可用下式近似表示。332.3爆破松碎礦巖②牙輪鉆機(jī)優(yōu)點(diǎn)（與潛孔鉆機(jī)相比）：穿孔效率高2～3倍鉆機(jī)作業(yè)率高15～45％工人勞動(dòng)生產(chǎn)率高2～3倍穿孔成本低15～25％主要缺點(diǎn)：

鉆壓高，機(jī)身重，價(jià)格昂貴。其他鉆孔設(shè)備:液壓鉆液壓潛孔鉆火鉆電鉆341、鉆壓：根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出不同礦巖硬度系數(shù)選取不同的鉆壓，如表。鉆壓超過巖石的抗壓強(qiáng)度，巖石被壓碎，此時(shí)，鉆孔速度快，鉆頭壽命長。352、鉆速與鉆具的轉(zhuǎn)速：在不同的軸壓下鉆頭鉆進(jìn)速度V與鉆具轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，鉆進(jìn)速度不增反而減小。原因：轉(zhuǎn)速快，齒輪與孔底巖石的作用時(shí)間短（小于0.03秒）未能充分發(fā)揮齒對巖石的破壞作用，且加速了鉆桿的震動(dòng)和鉆頭磨損。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，得出下表的最佳轉(zhuǎn)速。36排渣風(fēng)量Q:

D—鉆孔直徑；m。d—鉆桿直徑；mVH—回風(fēng)速度；m/min。Q—排渣風(fēng)量，m3/min。

為了便于排渣，(D-d)應(yīng)大于20mm。

目前，國內(nèi)外趨向于加大排渣風(fēng)量，借以提高鉆頭的使用壽命和鉆孔速度。

當(dāng)炮孔直徑為310mm時(shí)，鉆桿直徑為270mm,要求的排渣風(fēng)速為20m/s，排渣風(fēng)量為4m3/s。排渣風(fēng)速一般不小于15m/s.

3、排渣風(fēng)速與風(fēng)量：經(jīng)驗(yàn)表明：A、排渣風(fēng)量不足時(shí)，巖渣在孔底被反復(fù)破碎，將顯著地降低鉆進(jìn)速度和鉆頭壽命；B、排渣風(fēng)量過大，從孔底吹出的巖渣對鉆頭和鉆桿的磨損作用也將顯著增大。374、提高牙輪鉆機(jī)的穿孔效率一方面改進(jìn)牙輪鉆機(jī)本身的技術(shù)性能，提高鉆頭的工作強(qiáng)度與使用壽命，另一方面，在牙輪鉆機(jī)作業(yè)過程中，合理配置好各種參數(shù)，協(xié)調(diào)生產(chǎn)組織管理，提高鉆機(jī)的工作時(shí)間利用系數(shù)。目前，兩種工作制度：（1）高軸壓（30~60t），低轉(zhuǎn)速(150r/min)（2）低軸壓（10~20t），高轉(zhuǎn)速(300r/min)應(yīng)該從中尋找到合理的軸壓和轉(zhuǎn)速。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),HY-250c型和KY-310型鉆機(jī)的軸壓分別為32t和45t,轉(zhuǎn)速分別為100r/min以內(nèi)比較合適。382.3爆破松碎礦巖③穿孔設(shè)備數(shù)量計(jì)算及選擇

設(shè)備數(shù)量取決于礦山采剝總量、鉆機(jī)效率、以及工作制度。計(jì)算公式： 鉆機(jī)工作臺(tái)數(shù)N： 鉆機(jī)在冊臺(tái)數(shù)N’:k1為成孔率，一般為0.9~0.95；k2為產(chǎn)量不均衡系數(shù)，一般為1.1~1.15Q為礦山每年需要鉆孔爆破的礦巖總量，t/a；A為鉆機(jī)實(shí)際臺(tái)班生產(chǎn)能力，m/臺(tái)班；B為每米鉆孔爆破量，t/m；n為每天工作班數(shù)；m為鉆機(jī)年工作天數(shù)；k3為鉆機(jī)作業(yè)率，牙輪鉆機(jī)為0.65~0.75，潛孔鉆機(jī)為0.45~0.65；39根據(jù)國內(nèi)外發(fā)展趨勢看，通常按露天礦的規(guī)模大小選擇適宜的穿孔設(shè)備，選擇鉆孔直徑特大、大型露天礦：D≥310mm（牙輪鉆）中型露天礦：D=150~250mm（牙輪鉆或潛孔鉆）小型露天礦：D≤150mm（潛孔鉆或牙輪鉆、鑿巖臺(tái)車）（二）爆破工作 為后續(xù)的采裝工作等提供合適的塊度，爆破質(zhì)量對后續(xù)工作影響很大，同時(shí)又要保證礦山生產(chǎn)的安全性和合理性，（中間涉及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、對永久邊坡的保護(hù)等）。注意：當(dāng)?shù)V巖性質(zhì)差異較大，采礦和剝離工作制度不同時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算所需臺(tái)數(shù)，然后再取總和。40合適的塊度（低大塊率）爆堆形狀（高度、寬度）、集中且有一定的松散度沒有根底、傘巖，臺(tái)階坡面平整沒有后裂、垮坡，尤其對永久邊坡較小的爆破振動(dòng)無爆破飛石、空氣沖擊波等能促使露天礦生產(chǎn)總成本最低。好的爆破質(zhì)量412.3爆破松碎礦巖露天采礦涉及的爆破方法深孔爆破（剝離、礦巖）最常用，生產(chǎn)臺(tái)階的深孔爆破大量使用硐室爆破（剝離較多）用于基建、擴(kuò)建或削平礦山山頭控制爆破（預(yù)裂、光面、緩沖）：用于臨近邊坡的爆破及石材開采淺孔爆破（二次破碎、處理根底等）裸露（外覆）爆破（二次破碎）總體思路421預(yù)裂孔；2緩沖孔；3主爆孔臨近邊坡的控制爆破431、預(yù)裂爆破

就是沿邊坡邊界線鉆一排直徑較小、較密集的平行預(yù)裂鉆孔，裝入少量適宜的炸藥，并在主爆孔起爆之前起爆，從而產(chǎn)生一條有一定寬度（1~2cm）并貫穿各預(yù)裂孔中心線的預(yù)裂縫。其將主爆破帶與邊坡巖體分隔開，并反射和吸收主爆破帶的部分地震波，從而保護(hù)了邊坡巖體的完整性和穩(wěn)定性。

主要參數(shù)有：孔徑、不偶合系數(shù)、孔間距和線裝藥量。預(yù)裂爆破可將爆破應(yīng)力波和高壓氣體對圍巖的破壞作用衰減掉50%~80%。

用途：預(yù)防龜裂與減少裂隙，保持巖體穩(wěn)定性，用在預(yù)裂孔或周邊眼內(nèi)。442、緩沖爆破就是在臨近邊坡界線布置若干排抵抗線和裝藥量都逐排遞減的緩沖孔，組成能衰減地震效應(yīng)的緩沖層，在主爆破孔爆破之后起爆，并使邊坡巖體僅受臨近邊坡最后一排孔小分段裝藥量的主緩沖孔爆破震動(dòng)強(qiáng)度的影響，從而形成平整的坡面，保護(hù)邊坡的穩(wěn)定。緩沖孔的特點(diǎn)：孔網(wǎng)參數(shù)略小于生產(chǎn)炮孔，且孔底不設(shè)置超鉆或減少超鉆量控制緩沖炮孔中的裝藥量使其低于生產(chǎn)炮孔為了使孔內(nèi)裝藥量不致于過分集中，孔中應(yīng)采用填塞物介質(zhì)或空氣間隔的分段裝藥結(jié)構(gòu)。當(dāng)進(jìn)行靠幫或并段臺(tái)階向固定邊幫臺(tái)階過渡時(shí)，使緩沖爆破與預(yù)裂爆破同時(shí)進(jìn)行，或略遲于預(yù)裂爆破將會(huì)使爆破震動(dòng)強(qiáng)度大大降低。453、光面爆破

是沿邊坡界線鉆一排密集的平行鉆孔，裝入少量適宜的炸藥，在主爆孔爆破之后同時(shí)起爆，從而沿鉆孔中心連線形成平整的壁面，用于清理邊坡。光面爆破并不能反射或抑制主爆破的地震效應(yīng)，常與緩沖爆破配合使用。462.3爆破松碎礦巖爆破分級

礦巖可爆性分級（涉及到炸藥與巖石匹配）B.B.里熱夫斯基按強(qiáng)度分級——炸藥標(biāo)準(zhǔn)單耗

巖石的抗壓、抗拉、剪切強(qiáng)度和巖石容重。

在實(shí)際爆破中，進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)時(shí)需對計(jì)算單耗值進(jìn)行修正，其修正計(jì)算公式為：爆破工作的關(guān)鍵是選取合理的爆破參數(shù)充分考察巖性、地質(zhì)構(gòu)造等礦巖的可爆性分級。472.3爆破松碎礦巖②B.H.庫圖佐夫綜合可爆性分級 綜合炸藥單耗、巖石堅(jiān)固性、巖體裂隙等多方面因素，并以炸藥單耗為主。 經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)，得出炸藥單耗的離差（均方差）： 制定分級范圍時(shí)，采用t分布計(jì)算，分布范圍的界限由下式可得：482.3爆破松碎礦巖

研究巖石的可爆性分級，主要目的不是為了進(jìn)行巖石分級，而是在于根據(jù)不同巖石對爆破作用的阻抗能力，預(yù)計(jì)合理的炸藥單耗和所能達(dá)到的巖石爆破破碎效果，并以此作為爆破工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)。492.3爆破松碎礦巖露天深孔爆破 露天深孔爆破一般采用多排孔微差爆破方式（孔排數(shù)4排以上，孔深大于6米）該爆破方式的優(yōu)點(diǎn)：一次爆破量大，為保證挖掘機(jī)連續(xù)作業(yè)，一次爆破量至少保證挖掘設(shè)備5~10晝夜的采裝要求。（奧運(yùn)會(huì)期間，三個(gè)月）可降低爆破震動(dòng)控制了爆破方向充分利用炸藥的爆炸能量改善爆破效果安全要求經(jīng)濟(jì)要求50深孔爆破參數(shù)512.3爆破松碎礦巖露天深孔爆破（一）確定爆破參數(shù)（多依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，無成熟的理論計(jì)算）①底盤抵抗線WD

與鉆孔直徑、裝藥直徑、炸藥特性、裝藥密度、巖石可爆性、要求破碎程度、臺(tái)階高度等有關(guān)。②孔距a、排距b、炮孔臨近系數(shù)m=a/bs=a*b③鉆孔超深取決于巖石性質(zhì)、構(gòu)造，且與底盤抵抗線、炮孔直徑及炸藥性質(zhì)有關(guān)。超深作用：降低裝藥中心克服底盤阻力減少根底，使底盤平整根據(jù)露天礦爆破經(jīng)驗(yàn)：堅(jiān)硬難爆巖石中超深值一般為2.5~3.5m；中硬巖石中一般為2.0~3.0m；軟巖中一般為0.5~2.0m.522.3爆破松碎礦巖露天深孔爆破④充填/堵塞長度 充填不足：炸藥能量從孔口沖出，造成巖塊飛散，降低了爆破質(zhì)量 充填過大：浪費(fèi)鉆孔，易在充填段產(chǎn)生大塊⑤炸藥單耗(確定方法見P47和P48）⑥單孔裝藥量 一般采用體積法計(jì)算532.3爆破松碎礦巖露天深孔爆破（二）微差間隔時(shí)間

我國露天礦的實(shí)際參數(shù)，一般采用25～75ms，硬巖中取小值，軟巖中取大值。（三）布孔方式和起爆順序

布孔方式主要有：三角形（梅花形）、方形或矩形； 起爆順序：排間順序、斜線順序、“V”形起爆、波浪形起爆、中間掏槽起爆、楔形掏槽起爆5455多排孔微差擠壓爆破在臺(tái)階工作面前留有一定數(shù)量的渣體，并選用合理的微差間隔時(shí)間和起爆順序所進(jìn)行的一種微差起爆。渣體的存在是擠壓爆破的條件。56微差擠壓爆破作用原理延長了爆破的有效作用時(shí)間，改善炸藥能的有效利用率，從而改善爆破效果。先爆孔為后爆孔提供新的自由面；后爆孔在先爆孔產(chǎn)生的應(yīng)力消失之前起爆，將形成應(yīng)力波相互疊加，增強(qiáng)破碎效果；巖塊在空中運(yùn)動(dòng)相互碰撞（擠壓），巖石進(jìn)一步破碎；降低了爆破地震；控制爆堆寬度，防止礦巖飛散。57第二-3章采裝工作采裝工作是露天礦生產(chǎn)過程的中心環(huán)節(jié)。內(nèi)容主要有：巖石的可挖性、采裝設(shè)備、采裝工藝（設(shè)備型號與采裝工作面相適應(yīng)）以及與運(yùn)輸設(shè)備的匹配等。58

593.1采裝工藝的基本原理3.1.1巖石的可挖性原巖可挖性爆破破碎后巖石的可挖性影響挖掘阻力因素：被爆巖石的松散程度：松散性好阻力小塊度大小：塊度大阻力增大巖塊的強(qiáng)度和容重：容重增大阻力增大涉及到挖掘阻力問題603.1.2采裝設(shè)備類型 露天礦常用的采掘設(shè)備有：單斗挖掘機(jī)、多斗挖掘機(jī)、吊斗鏟、鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、裝載機(jī)采裝設(shè)備：單斗挖掘機(jī)、多斗挖掘機(jī)、吊斗鏟、前裝機(jī)采運(yùn)設(shè)備：鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、前裝機(jī)61單斗挖掘機(jī)單斗挖掘機(jī)分為采礦型和剝離型兩種。采礦型：履帶行走鏟斗容積：2～23m3，4～10m3的中型電鏟廣泛應(yīng)用于中小型礦山。適宜臺(tái)階高度：6～20m通常適用于平裝車剝離型：鏟斗容積在10m3以上的，主要用于采空區(qū)倒堆剝離鏟斗容積小于15m3的，也可用于上裝車。6263646566液壓單斗挖掘機(jī)

斗容6.5~8m3，有的達(dá)30m3重量輕，行走快，靈活，但液壓系統(tǒng)復(fù)雜，維修復(fù)雜。索斗鏟挖掘軟巖和爆破碎的巖石修筑路堤和掘溝前裝機(jī)：機(jī)動(dòng)靈活，設(shè)備尺寸小，制造成本低，適用于生產(chǎn)能力為100～150萬t/年的露天礦。鏟運(yùn)機(jī)：挖軟巖和經(jīng)破碎后的巖石，運(yùn)距為2～3km時(shí)是經(jīng)濟(jì)的，用于大型露天礦的剝離工作。使用季節(jié)性強(qiáng)，服務(wù)期限短，隨水平運(yùn)距的增加，生產(chǎn)能力急劇下降。推土機(jī)：輔助作業(yè)，如排土673.1.3采掘設(shè)備的生產(chǎn)能力決定了采掘設(shè)備的數(shù)量，影響運(yùn)輸設(shè)備的生產(chǎn)能力和數(shù)量。理論生產(chǎn)能力（額定生產(chǎn)能力）：確定不同類型與規(guī)格的采掘設(shè)備。技術(shù)生產(chǎn)能力：開采技術(shù)條件一定時(shí)，采掘設(shè)備可能達(dá)到的最大小時(shí)生產(chǎn)能力。實(shí)際生產(chǎn)能力：是指一定時(shí)間內(nèi)采掘設(shè)備實(shí)際可能完成的產(chǎn)量。（臺(tái)班、臺(tái)月、臺(tái)年）68

挖掘機(jī)的臺(tái)班生產(chǎn)能力為：E為鏟斗容積，m3；twc為一個(gè)采掘循環(huán)的持續(xù)時(shí)間；KM為鏟斗的滿斗系數(shù)；Ks為鏟斗中礦巖的松散系數(shù)；Kg為考慮輔助作業(yè)時(shí)間后的采掘工藝影響系數(shù)；T為班工作小時(shí)數(shù)；為班工作時(shí)間利用率，%。

注意：臺(tái)班實(shí)際生產(chǎn)能力是編制露天采掘進(jìn)度計(jì)劃的基礎(chǔ)，為確定露天礦所需采裝設(shè)備數(shù)量，制定目前與長遠(yuǎn)開采計(jì)劃還需計(jì)算臺(tái)月和臺(tái)年生產(chǎn)能力指標(biāo)。69提高單斗挖掘機(jī)的生產(chǎn)能力(1)結(jié)合礦山設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，合理選擇挖掘機(jī)的設(shè)備規(guī)格與技術(shù)規(guī)格。(2)優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)、改善爆破質(zhì)量，以提高挖掘機(jī)裝載效率與滿斗系數(shù)。(3)通過技術(shù)培訓(xùn)，提高挖掘機(jī)操縱人員的工作水平和熟練程度，進(jìn)而提高挖掘機(jī)的工作效率與生產(chǎn)能力。(4)合理選擇挖掘機(jī)的采裝方式與運(yùn)輸設(shè)備的供車方式，以縮短挖掘機(jī)工作循環(huán)時(shí)間。70挖掘機(jī)選型的一般原則結(jié)合我國當(dāng)前情況和設(shè)備供應(yīng)的可能性，挖掘機(jī)選型的一般原則是：大型礦山以4~4.6m3挖掘機(jī)為主；特大型礦山以6~8m3挖掘機(jī)為主；（現(xiàn)已向大型化發(fā)展）中型礦山以1~2m3挖掘機(jī)為主；小型礦山以0.2~1m3挖掘機(jī)為主；露天礦所需挖掘機(jī)臺(tái)數(shù)可按下式計(jì)算并通過編制采掘進(jìn)度確定：N為礦山需要的挖掘機(jī)臺(tái)數(shù)；A為設(shè)計(jì)礦山年礦巖采掘總量，萬m3;qp為挖掘機(jī)的臺(tái)年平均效率，萬m371（1）臺(tái)階高度h影響臺(tái)階高度的主要因素：采掘設(shè)備的工作條件：

平裝車時(shí)h一般不大于挖掘機(jī)的最大挖掘高度，不低于推壓軸高度的2/3。上裝車時(shí)要考慮挖掘機(jī)的最大卸載高度和最大卸載半徑。

礦巖性質(zhì)與埋藏條件：

礦巖松軟是h取較小值，礦巖堅(jiān)硬時(shí)h取較大值；同時(shí)注意：

確定h時(shí)還應(yīng)力求將性質(zhì)相同的礦巖劃歸同一臺(tái)階，以利于穿爆，減小礦石損失貧化和充分發(fā)揮設(shè)備效率；

對于傾斜或急傾斜礦床表土臺(tái)階水平標(biāo)高應(yīng)盡可能與表土風(fēng)化帶和基巖的分界線一致；對于水平或近水平的礦床應(yīng)盡量將臺(tái)階標(biāo)高設(shè)在性質(zhì)不同的礦巖層的接觸面上或采用傾斜分層。3.2.2采掘工作面參數(shù)72穿爆工作要求：

h應(yīng)與穿孔設(shè)備的最佳穿孔深度相適應(yīng)。增大h優(yōu)點(diǎn)：可減少鉆機(jī)移動(dòng)，提高鉆機(jī)利用率，缺點(diǎn)：鉆孔深度大，引起鉆具振動(dòng)和磨損增大，鉆孔速度降低；底盤抵抗線增大，惡化爆破質(zhì)量，大塊增加。礦床開采強(qiáng)度：

h對工作線推進(jìn)速度與掘溝速度影響大，延長了新水平的準(zhǔn)備時(shí)間，進(jìn)而影響開采強(qiáng)度。所以在礦山建設(shè)期間，往往采用較小的臺(tái)階高度，以加快水平推進(jìn)速度，使下水平的掘溝準(zhǔn)備工作盡早開始，盡快投產(chǎn)。運(yùn)輸條件：

h增大可減少臺(tái)階總數(shù)，從而減少運(yùn)輸水平的數(shù)目，簡化開拓運(yùn)輸系統(tǒng)，從而減少運(yùn)輸線路等的需用量和維修量。（2）采掘帶寬度A 挖掘機(jī)側(cè)向裝車時(shí)垂直采掘帶移位一次的最大寬度。鐵路運(yùn)輸時(shí)此參數(shù)意義重大，汽車運(yùn)輸機(jī)動(dòng)靈活，可不必確定。如圖所示（3）采區(qū)長度Lc 劃歸一臺(tái)挖掘機(jī)采掘的臺(tái)階工作線長度。如圖所示73堅(jiān)硬巖采掘工作面原巖（軟的）采掘工作面返回74運(yùn)輸方式不同，采區(qū)長度不同:汽車運(yùn)輸時(shí)保證汽車易于調(diào)轉(zhuǎn)方向，相鄰?fù)诰驒C(jī)有一定的安全距離即可，一般不小于150~200m.鐵路運(yùn)輸一般不小于一列車長度的2~3倍（400m）即可。75（4）工作平盤寬度B:（采裝運(yùn)輸作業(yè)的場地）取決于爆堆寬度、運(yùn)輸設(shè)備規(guī)格、動(dòng)力管線配置方式、作業(yè)安全寬度、采掘方式、供車方式等。最小工作平盤寬度：僅按布置采掘運(yùn)輸設(shè)備和實(shí)現(xiàn)正常采裝運(yùn)輸作業(yè)考慮所必需的工作平盤寬度。可根據(jù)鏟裝條件計(jì)算。鐵路運(yùn)輸最小工作平盤76汽車運(yùn)輸最小工作平盤773.2.4采裝方式78工作平盤配線方式單采區(qū)盡頭式配線多采區(qū)盡頭式配線多采區(qū)環(huán)形式79汽車工作面的入換方式同向行車折返倒車回返行車803.3前裝機(jī)采裝81液壓挖掘機(jī)828384鏟運(yùn)機(jī)853.5推土機(jī)采裝86第二-4章露天礦運(yùn)輸874.1概述 運(yùn)輸工作是露天礦的主要生產(chǎn)工序之一，是聯(lián)系各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的紐帶，其主要任務(wù)是將采場采出的礦石運(yùn)送到選礦廠、破碎站或貯礦場，把剝離巖土運(yùn)到排土場，并將生產(chǎn)過程中所需要的人員、機(jī)械設(shè)備和材料運(yùn)送到作業(yè)地點(diǎn)，這樣的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)---運(yùn)輸系統(tǒng)。

露天礦運(yùn)輸特點(diǎn)（1）基本物料運(yùn)量大部分集中于單一方向；線路或道路運(yùn)輸強(qiáng)度大，線路車輛周轉(zhuǎn)快；礦巖具有較大密度，較高的強(qiáng)度和磨蝕性，塊度不一，裝卸時(shí)有沖擊作用；88露天礦其他工藝和運(yùn)輸?shù)目煽啃跃o密相連；機(jī)車車輛運(yùn)輸周期中的技術(shù)停歇時(shí)間占很大比重。露天礦運(yùn)輸特點(diǎn)（2）礦巖的裝載點(diǎn)和剝離物的卸載點(diǎn)不固定，采場與廢石場臺(tái)階上的運(yùn)輸網(wǎng)路要經(jīng)常移動(dòng)；從露天采場提升（或下放）礦巖的坡度陡；需分采和配礦時(shí)，運(yùn)輸組織十分復(fù)雜；露天礦運(yùn)輸網(wǎng)路的位置與礦體構(gòu)造因素有關(guān)，線路場地狹窄。89露天礦運(yùn)輸基本要求運(yùn)距尤其是剝離巖石的運(yùn)距應(yīng)盡可能短；整個(gè)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)及個(gè)別區(qū)段應(yīng)盡可能固定不動(dòng)，開采期間力爭所需移動(dòng)設(shè)備量最小；一個(gè)露天礦最好采用較簡單的運(yùn)輸方式和較少的運(yùn)輸設(shè)備類型，以簡化管理和維修組織工作；運(yùn)輸設(shè)備容積和強(qiáng)度與采裝和卸載設(shè)備以及礦巖運(yùn)輸性質(zhì)相適應(yīng)；運(yùn)輸方式要保證工作可靠，主要設(shè)備停歇時(shí)間最少，移運(yùn)過程盡可能地保證有較大的連續(xù)性；運(yùn)輸方式要保證工作安全，采礦成本最低；90露天礦常用的運(yùn)輸方式1、根據(jù)不同的作業(yè)原理可分為連續(xù)式和間斷式運(yùn)輸。2、根據(jù)物料的移動(dòng)方法、行走方式和線路設(shè)備類型可分為如下運(yùn)輸：公路（汽車）運(yùn)輸鐵路運(yùn)輸帶式輸送機(jī)運(yùn)輸斜坡道箕斗提升機(jī)運(yùn)輸重力運(yùn)輸水力運(yùn)輸聯(lián)合運(yùn)輸（汽車與鐵路、汽車與膠帶、汽車與提升機(jī)或溜井）架空索道運(yùn)輸914.2礦用自卸汽車運(yùn)輸自卸汽車運(yùn)輸優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動(dòng)靈活，調(diào)運(yùn)方便，特別適合于地形、地質(zhì)復(fù)雜的條件；爬坡能力大，在高度相同的條件下，可縮短運(yùn)距，基建工程量小，基建速度快，基建投資低；運(yùn)輸組織簡單，可簡化開采工藝，提高采掘效率；便于采用近距離分散或高段排土場，減少排土場用地和提高排土效率；有利于采用移動(dòng)坑線開拓，分期、分區(qū)開采，陡幫作業(yè)，有利于分采、分裝、分運(yùn)；道路修筑和養(yǎng)護(hù)簡單；噸公里運(yùn)費(fèi)高，經(jīng)濟(jì)運(yùn)距短，自卸汽車的維修和保養(yǎng)工作量大且復(fù)雜受氣候影響較大，在雨季、大霧和冰雪條件下行車?yán)щy深凹露天礦采用汽車運(yùn)輸會(huì)造成采坑內(nèi)的空氣污染，陰天、多霧無風(fēng)和缺少通風(fēng)設(shè)施時(shí)尤其嚴(yán)重。自卸汽車運(yùn)輸?shù)娜秉c(diǎn)：92運(yùn)輸設(shè)備種類露天礦公路運(yùn)輸普遍采用各種載重量的后卸式自卸汽車。按照其傳動(dòng)方式不同主要有三種：1、機(jī)械傳動(dòng)：一般的載重汽車都屬于這種傳動(dòng)方式，即普通礦用柴油汽車。汽車噸位一般小于200噸。2、液壓傳動(dòng)：是用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一個(gè)大流量液壓泵，并由它帶動(dòng)每個(gè)車輪空腔中的液壓馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)車輪。汽車噸位大于200噸3、電力傳動(dòng)：是利用電力傳動(dòng)的電動(dòng)輪來驅(qū)動(dòng)汽車。多屬于重型運(yùn)輸工具，一般85噸級以上的礦用汽車多采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)。國外常用的電動(dòng)輪汽車噸位有65、75、85、100和120噸級的，其中100~120噸級的在金屬礦山應(yīng)用最廣泛。載重150、170、200噸級的也在增加。200噸級以上有230、250、270和360噸級的不等。我國露天礦常用的汽車噸位有3.5、5、8、11、15、20、27、29、32、68、100噸級的各種汽車等。93礦用自卸汽車裝載能力為330噸

944.2.1公路分類及其技術(shù)等級礦用公路的特點(diǎn)：斷面形狀復(fù)雜線路坡度大曲線半徑小運(yùn)量和行駛車輛載重量大相對服務(wù)年限短

所以，要求公路結(jié)構(gòu)簡單，并具有相對的堅(jiān)固性和耐磨性。95一、公路分類按用途分：生產(chǎn)型公路（運(yùn)礦巖）

按照服務(wù)年限，生產(chǎn)型公路又分為：1.固定公路：是指采場出入溝及地表永久性公路，服務(wù)年限3年以上。2.半固定公路：是指通往采礦工作面和廢石場作業(yè)線的道路，服務(wù)年限1~3年。3.臨時(shí)性公路：是指如采掘工作面和排土線的道路，這種公路線路不斷移動(dòng)，一般不修筑路面，只適當(dāng)整平壓實(shí)即可。運(yùn)營型輔助公路96按公路性質(zhì)和位置分：生產(chǎn)干線：為采礦場各工作臺(tái)階通往卸礦點(diǎn)或排土場的共用路段。生產(chǎn)支線：是指將生產(chǎn)干線與一個(gè)工作臺(tái)階相連接；或同時(shí)與使用的幾個(gè)排土場中每一個(gè)相連接的路段；以及由一個(gè)工作臺(tái)階與卸礦點(diǎn)或與排土場直接連接的路段。聯(lián)絡(luò)線：為經(jīng)常通行礦山生產(chǎn)所用汽車的其它路段，包括采用溜井或斜坡箕斗運(yùn)輸時(shí)的設(shè)備上山公路。輔助線：為通往分散布置的輔助性設(shè)施，行駛的一般載重汽車公路。（如炸藥庫、水源地、變電站、檢修站、通風(fēng)井口等）97礦山公路按照礦山生產(chǎn)規(guī)模、公路類別、行車密度、行車速度、年運(yùn)輸量、使用年限和地形條件等分為三級二、公路技術(shù)等級98公路路基與路面結(jié)構(gòu)路基有填方路基、挖方路基和半挖半填方路基影響公路路基穩(wěn)定性的因素：地質(zhì)條件施工方法地面水和地下水的攔截與排除路基橫斷面主要參數(shù)有：路基寬路面路肩橫坡路基邊坡排水溝縱坡99路面結(jié)構(gòu)根據(jù)其在荷載作用下的力學(xué)性能的不同，可分為兩大類：柔性路面：包括瀝青路面、塊料鋪砌路面、碎石土和其它結(jié)合物處置的粒料路面以及各種加固土路面。受荷載作用后產(chǎn)生剩余變形，受荷載作用次數(shù)愈多，產(chǎn)生的剩余變形總量越大。剛性路面：如水泥混凝土路面，具有很高的抗磨強(qiáng)度，在受荷載作用破壞前發(fā)生的剩余變形小。露天礦公路路面分級：根據(jù)使用的材料和鋪砌方法，可分為四級：高級路面：如水泥混凝土路面，整齊塊石及條石路面。次高級路面：黑色碎石路面；瀝青灌入碎石路面，瀝青表面處理路面中級路面：碎石路面低級路面：粒料加固路面1001.瀝青砂磨耗層15～20mm；2.碎石瀝青貫入層100～150mm；3.墊層250～300mm；4.基礎(chǔ)地層多層路面結(jié)構(gòu)101公路的平面要素平曲線半徑(R)切線長度(T)曲線長度(L)外矢矩(E)曲線段超高曲線段加寬線路連接視距回頭曲線：露天礦山公路由于受到地形條件和采場邊坡的限制常需要迂回修筑，此時(shí)必須要選用銳角轉(zhuǎn)折，并將彎道布置在夾角之外。最大允許縱坡限制坡長縱坡折減豎曲線線路縱斷面標(biāo)示法《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ22-87》網(wǎng)上搜索即可線路縱斷面要素102非對稱回頭曲線平面圖1034.2.2礦用汽車選型1044.2.2礦用汽車選型（1）汽車類型后卸式汽車（常用）；拖拉牽引的半拖車；拖車（2）載重與挖掘機(jī)的斗容保持一定的比例關(guān)系，運(yùn)距為1～2km時(shí)，車箱與鏟斗合理容積比為3～6，運(yùn)距為3～5km時(shí)，車箱與鏟斗合理容積比為6～8。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般中小型礦山，當(dāng)?shù)V巖運(yùn)距較短時(shí)，可依據(jù)車鏟比3~5選擇車廂容積，對于大型礦山，當(dāng)運(yùn)距較長時(shí)，可根據(jù)車鏟比4~6選擇車廂容積，1054.3鐵路運(yùn)輸鐵路運(yùn)輸適用于儲(chǔ)量大、面積廣、運(yùn)距長（超過5～6km）的露天礦和礦山專用線路。鐵路運(yùn)輸優(yōu)點(diǎn)：可利用任何種類能源和機(jī)車類型設(shè)備和線路堅(jiān)固可靠運(yùn)行作業(yè)易于自動(dòng)控制運(yùn)輸成本低，運(yùn)距長對礦巖性質(zhì)和氣候條件的適應(yīng)性強(qiáng)運(yùn)輸能力大（列車載重量大）106鐵路運(yùn)輸缺點(diǎn)：爬坡能力小，曲線半徑大基建工程量和投資大，建設(shè)速度慢對地形和礦體賦存條件的適應(yīng)性差線路系統(tǒng)和運(yùn)輸組織管理工作復(fù)雜受開采深度限制適應(yīng)條件：（1）礦床構(gòu)造簡單，礦層厚度大；（2）采場有足夠的長寬，滿足鐵路鋪設(shè)要求，礦區(qū)地形條件應(yīng)能滿足線路平面、縱斷面要求；（3）運(yùn)距一般大于4km.1074.3.1牽引機(jī)械設(shè)備常用的牽引設(shè)備有：電力機(jī)車（直流和交流）和內(nèi)燃機(jī)車和蒸汽機(jī)車。

直流準(zhǔn)軌電機(jī)車粘著質(zhì)量有80t、100、150t;交流準(zhǔn)軌電機(jī)車粘著質(zhì)量有94、100、110、132、139t等。電力機(jī)車特點(diǎn)：

1、牽引性能好，牽引能力大，功率大，運(yùn)行速度快；2、粘著系數(shù)大，爬坡能力大；3、運(yùn)營費(fèi)用低，維修方便；4、受氣候影響小；5、司機(jī)工作條件好；6、但初期投資大；牽引電網(wǎng)的電能損失較大，尤其是在限制坡上啟動(dòng)時(shí)，電流過大，易使使導(dǎo)線燒毀。1084.3.2線路的分類和技術(shù)等級線路按露天礦生產(chǎn)工藝特點(diǎn)分：固定線：包括地面干線、站線、采場固定幫線路，輔助部門線路，外部的聯(lián)絡(luò)線，服務(wù)年限一般大于3年；半固定線：包括采場和排土場的移動(dòng)干線，平盤聯(lián)絡(luò)線，在1年和3年間移動(dòng)線：包括工作面采掘線及排土場翻車線，一般小于1年。固定線路按設(shè)計(jì)年運(yùn)量分三個(gè)等級，如表所示1094.4帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸 是一種連續(xù)運(yùn)輸方式主要特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大爬坡能力強(qiáng)，縮短了運(yùn)輸距離，減少了基建工程量勞動(dòng)條件好，減少了噪音和污染易于自動(dòng)控制，設(shè)備維護(hù)檢修容易經(jīng)濟(jì)效益好，運(yùn)輸成本比汽車低缺點(diǎn)：

投資較大；

對物料的特性（硬度、磨蝕性等）和塊度要求嚴(yán)格，不宜運(yùn)送大塊硬巖和粘性巖土，須設(shè)置破碎站，進(jìn)行預(yù)破碎；

受氣候影響較大；1104.4.1帶式運(yùn)輸機(jī)的類型帶式運(yùn)輸機(jī)主要有：普通型（帆布芯）的膠帶運(yùn)輸機(jī)特殊型（鋼繩芯）的帶式運(yùn)輸機(jī)（常用）特殊型（鋼繩牽引）的帶式運(yùn)輸機(jī)（常用）移置式帶式運(yùn)輸機(jī)（移動(dòng)式、半固定式、固定式）1114.5聯(lián)合運(yùn)輸常見的聯(lián)合運(yùn)輸方式：汽車與鐵路聯(lián)合運(yùn)輸汽車運(yùn)輸與帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸汽車運(yùn)輸與斜坡箕斗提升運(yùn)輸汽車運(yùn)輸、溜井運(yùn)輸與鐵路運(yùn)輸汽車運(yùn)輸、溜槽運(yùn)輸及架空索道運(yùn)輸帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸與水力運(yùn)輸是指從露天采場工作面的裝載點(diǎn)到貨流卸載點(diǎn)之間有兩種以上的運(yùn)輸方式。這可降低礦巖運(yùn)輸成本，減少開拓工程量，降低基建投資等，適應(yīng)于深度大，地形復(fù)雜的礦山。1124.5.1平硐溜井運(yùn)輸溜井平硐開拓的評價(jià)：此種開拓方式利用地形高差自重放礦，系統(tǒng)的運(yùn)營費(fèi)低；縮短了運(yùn)輸距離，減少了運(yùn)輸設(shè)備的數(shù)量，提高了運(yùn)輸設(shè)備的周轉(zhuǎn)率；溜井還具有一定的貯礦能力，可進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)節(jié)。其不足之處：放礦管理工作要求嚴(yán)格，否則易發(fā)生溜井堵塞或跑礦事故；溜井放礦過程中，空氣中的粉塵影響作業(yè)人員的健康。1131144.6斜坡提升機(jī)運(yùn)輸該運(yùn)輸方式可克服地形高差，常與其他運(yùn)輸方式配合，構(gòu)成聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)。當(dāng)?shù)V巖性質(zhì)不允許采用溜井溜放時(shí)，可采用斜坡提升機(jī)將礦石下放至地面?？捎糜陂_采深度超過150～200m、開采面積小、礦巖堅(jiān)硬的凹陷露天礦。115（1）窄軌鐵路與斜坡串車聯(lián)合運(yùn)輸116（2）汽車（鐵路）與斜坡箕斗聯(lián)合運(yùn)輸117第二-5章排巖工作5.1概述

露天礦要?jiǎng)冸x覆蓋在礦床上部及其周圍的表土和巖石，并將其運(yùn)至專設(shè)的排棄場地（廢石場）。排巖工作：排土場用一定方式堆放剝離巖土、貧礦、難選礦物等的作業(yè)。廢石場：內(nèi)部廢石場、外部廢石場排巖工作內(nèi)容：廢石場位置與排巖工藝的選擇廢石場的建設(shè)與發(fā)展廢石場的穩(wěn)固性分析廢石場的災(zāi)害控制與復(fù)墾118選擇廢石場位置原則廢石場應(yīng)選在山坡荒地，少占農(nóng)田，避免遷移村莊，并充分考慮山洪的影響在不妨礙礦山生產(chǎn)發(fā)展和采場邊坡穩(wěn)定的前提下，廢石場應(yīng)盡量靠近露天采場,尤其要靠近重點(diǎn)剝離區(qū)一側(cè)，同時(shí)要防止二次剝離（可能擴(kuò)大的境界外）優(yōu)先利用露天采空區(qū)作廢石場，選擇外部廢石場時(shí)，要充分考慮占用土地的時(shí)間效益廢石場應(yīng)位于居民點(diǎn)的主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)側(cè)地帶，并防止巖土中的有害化學(xué)成分通過雨水作用帶入河流和農(nóng)田應(yīng)考慮造田還耕，制定土地復(fù)墾規(guī)劃，以及廢石的綜合利用。119露天礦的排巖方法是按運(yùn)輸方式和排巖設(shè)備的不同而劃分的。常用的排巖方法可分為：汽車運(yùn)輸－推土機(jī)排巖鐵路運(yùn)輸－挖掘機(jī)排巖（前裝機(jī)排巖、排土犁排巖）膠帶排土機(jī)排巖倒堆吊斗鏟排巖水力排巖120

5.2排巖工藝

5.2.1汽車運(yùn)輸－推土機(jī)排巖工藝過程主要有：汽車進(jìn)入廢石場排巖地段進(jìn)行調(diào)車;汽車翻卸巖土;推土機(jī)推排;平整場地;整修廢石場公路.121排巖工作應(yīng)注意的問題汽車進(jìn)入廢石場后沿廢石場公路到達(dá)卸巖段，然后調(diào)車，其調(diào)車寬度要大于汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑，然后汽車后退，靠近邊坡翻卸巖土翻卸后留在平臺(tái)上的巖堆寬度的大小對推土機(jī)的推排工作量影響很大，在確保安全的前提下，汽車應(yīng)盡量靠近邊坡翻卸巖土為了保證汽車卸載安全，臺(tái)階坡頂需用推土機(jī)推出車擋，車擋高度一般不低于0.6～0.8m新堆棄的巖土密實(shí)性小，孔隙大，經(jīng)壓實(shí)后臺(tái)階會(huì)下沉。為了保證安全卸載和充分利用廢石場容積，臺(tái)階頂面應(yīng)保持2％的反向坡122推土機(jī)的推排量包括兩部分：汽車卸載時(shí)殘留在坡頂上的巖土量廢石場下沉塌落需整平的巖土量汽車運(yùn)輸－推土機(jī)排巖的排土線長度應(yīng)按同時(shí)翻卸的汽車數(shù)量確定。汽車運(yùn)輸?shù)膹U石場一般為一個(gè)排巖臺(tái)階，當(dāng)需要分段排棄時(shí)，平盤寬度應(yīng)能保證順利調(diào)車卸載。1235.2.2鐵路運(yùn)輸排巖鐵路運(yùn)輸?shù)呐艓r方法：挖掘機(jī)排巖前裝機(jī)排巖等其中主要工藝為鐵路運(yùn)輸－挖掘機(jī)排巖工藝挖掘機(jī)排巖主要工序?yàn)椋毫熊嚪稁r土挖掘機(jī)堆壘線路移設(shè)124為了保證排巖作業(yè)的安全，加大排巖臺(tái)階高度和保證排巖臺(tái)階的穩(wěn)定，延長移道周期，縮短列車入換時(shí)間，采用鐵路運(yùn)輸時(shí)，亦可采用輪胎式前裝機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)排。輪胎式前裝機(jī)排巖作業(yè)要素包括：作業(yè)線長度轉(zhuǎn)排臺(tái)階高度工作平盤寬度1255.2.3帶式排土機(jī)排巖帶式排土機(jī)排巖最大優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化作業(yè)帶式排土機(jī)排巖工藝過程為：由輸送機(jī)提供巖土，經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)進(jìn)入排土機(jī)里的接收輸送機(jī)，再輸送到卸載輸送機(jī)迸行排巖（上排或下排）推土機(jī)平整工作面并完成其他輔助作業(yè)帶式輸送機(jī)移位并開始下一排巖循環(huán)126127優(yōu)點(diǎn)：一次排棄寬度大，輔助作業(yè)時(shí)間少，作業(yè)效率高；近水平礦床可實(shí)現(xiàn)橫向內(nèi)排，減少運(yùn)輸距離；排土機(jī)的生產(chǎn)能力大，自動(dòng)化程度高，管理簡便。缺點(diǎn)：采、運(yùn)、排生產(chǎn)作業(yè)各環(huán)節(jié)間制約大，機(jī)動(dòng)性較差；選擇廢石場位置時(shí)，在地形、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件方面要求較高；一般不宜采用分散的廢石場。1285.3廢石場建設(shè)與安全5.3.1初始廢石場的建設(shè)與擴(kuò)展（1）廢石場初始排土線的修筑根據(jù)地形條件的不同，分為山坡和平地兩種修筑方法。山坡廢石場初始排土線的修筑是先在山坡挖一單壁路塹，整平后鋪上鐵軌，形成鐵路運(yùn)輸?shù)某跏寂磐辆€。129若采用汽車運(yùn)輸排巖時(shí)，應(yīng)根據(jù)調(diào)車方式確定初始排土線的路塹寬度。平地初始排土線的修筑需要分層堆壘和逐漸漲道。采用挖掘機(jī)修筑時(shí)，首先從原地取土，并在旁側(cè)堆筑第一分層，為了加大第一分層堆壘高度，也可以在兩側(cè)取土，取土的地段形成取土坑。第一分層經(jīng)平整后輔上鐵軌，就可由列車運(yùn)送巖土并翻卸在路堤旁，再由挖掘機(jī)堆壘第二分層、第三分層，直至達(dá)到所要求的排巖臺(tái)階高度，便形成初始排土線。130采用推土機(jī)修筑時(shí)，一般用兩臺(tái)推土機(jī)對推。此法可修筑高度在5m以內(nèi)的排土線初始路堤。131（2）排土線的擴(kuò)展鐵路運(yùn)輸單線廢石場排土線的擴(kuò)展方式有平行、扇形、曲線和環(huán)形四種。平行擴(kuò)展扇形擴(kuò)展曲線擴(kuò)展132多線廢石場擴(kuò)展方式建立在上坡上的多線廢石場通常是單側(cè)擴(kuò)展建立在緩坡或者平地上的多線排土場多采用環(huán)形擴(kuò)展。1335.3.2廢石場的穩(wěn)定性與公害防治

（1）廢石場的穩(wěn)定性與防護(hù)廢石場穩(wěn)定性的影響因素較多，主要有：廢石場的地形坡度排棄高度基底巖層構(gòu)造及其承壓能力巖土性質(zhì)和堆排順序。134常見的失穩(wěn)現(xiàn)象：廢石場滑坡泥石流常見的廢石場變形有：滑動(dòng)塑性變形坡面散落沉降廢石場變形的主要原因：排巖臺(tái)階過高巖土含水過多沒有按巖土的滲水性、耐壓能力、穩(wěn)定性等堆積巖土廢石場位于沼澤和巖土松散的基底上疏干排水工作差滑動(dòng)塑性變形塑性變形坡面散落沉降135如何防止廢石場的變形：首先應(yīng)做好防排水工作，消除水的影響；查明廢石場地層巖性，使廢石場建立在可靠的基底之上；按巖性合理排棄巖土，如將堅(jiān)硬巖塊排于底層，表土排于上部，合理混排，選擇適宜的排巖臺(tái)階高度；在雨季及融凍期做好排水準(zhǔn)備工作泥石流的一般預(yù)防措施：

在廢石場坡腳修筑攔擋構(gòu)筑物，以穩(wěn)住坡腳，防止剝離物滑坡與山溝洪水匯合。在排巖下游的山溝內(nèi)或溝口設(shè)攔淤壩，攔截并蓄存泥石流。當(dāng)廢石場下游地勢不具備筑壩攔淤條件時(shí)，可在其下游較開闊的場地修建停淤場，通過導(dǎo)流使泥石流向預(yù)定地點(diǎn)淤積。136（2）廢石場環(huán)境公害防治大氣污染水質(zhì)污染泥石流廢石場周圍地表的變形137第三章露天開采境界6.1概述6.1.1露天開采境界的組成及其影響因素

由于礦床埋藏條件不同，在確定礦床開采方式時(shí)可能遇到下列三種情況：

礦床全部宜用地下開采；礦床上部宜用露天開采而下部用地下開采；礦床全部宜用露天開采，或上部用露天開采而剩余部分暫不宜開采。露天開采境界的組成要素：露天礦的底部周界最終邊坡開采深度

露天開采境界設(shè)計(jì)就是要合理地確定這些要素。138露天開采境界的大小決定了露天礦的可采儲(chǔ)量和剝離巖量。開采境界的位置和演化與露天礦開拓、采剝程序、生產(chǎn)能力以及基建工程量密切相關(guān)，并直接影響礦床開采的總體經(jīng)濟(jì)效果。因此，合理確定露天開采境界不僅是一個(gè)技術(shù)問題，也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題。確定露天開采境界的影響因素自然因素經(jīng)濟(jì)因素技術(shù)組織因素露天開采境界不是一成不變的露天開采境界可分為分期境界和最終境界1396.1.2剝采比在露天開采境界的某一特定區(qū)域內(nèi)，剝離巖石量與采出礦石量的比值稱為剝采比。在露天開采設(shè)計(jì)中，常用不同含義的剝采比反映不同的開采空間或開采時(shí)間的剝采關(guān)系及其限度。常用的剝采比：平均剝采比分層剝采比生產(chǎn)剝采比圖例140境界剝采比經(jīng)濟(jì)合理剝采比儲(chǔ)量剝采比原礦剝采比1411426.2確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的方法方法實(shí)質(zhì)：將露采與地采的經(jīng)濟(jì)效果做比較來確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比。應(yīng)用較廣泛的是儲(chǔ)量盈利比較法系列：產(chǎn)品成本比較法儲(chǔ)量盈利比較法盈虧平衡法1436.2.1產(chǎn)品成本比較法礦山企業(yè)的最終產(chǎn)品可以是原礦、精礦或其他產(chǎn)品。（1）原礦成本比較法原礦成本：原礦成本比較法的原理是將原礦的地采成本作為露采成本的上限，從而確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比。即：于是可得：則經(jīng)濟(jì)合理剝采比即為上式的最大值，即144（2）精礦成本比較法該方法是以精礦（或礦產(chǎn)品）作為計(jì)算基礎(chǔ)，使露天礦的精礦成本不大于地采精礦成本。即于是可得精礦經(jīng)濟(jì)合理剝采比：原礦的精礦產(chǎn)出率：經(jīng)過代入轉(zhuǎn)換可得：1456.2.2儲(chǔ)量盈利比較法該方法是將單位工業(yè)儲(chǔ)量的地下開采盈利作為露天礦開采盈利的下限，即于是可得經(jīng)濟(jì)合理剝采比為：1466.2.3盈虧平衡法盈虧平衡法適用于礦床單一露采的情形。該方法要求露采的礦產(chǎn)品成本不得超過其銷售價(jià)格，或者不允許單位工業(yè)儲(chǔ)量的露采最終盈利小于零，以保證礦山不虧損。即于是可得經(jīng)濟(jì)合理剝采比：1476.3境界剝采比的計(jì)算方法境界剝采比的計(jì)算方法有許多種，分別適用于不同技術(shù)特征的礦床，不過這些計(jì)算方法的原理是一致的。下面僅討論長露天礦開采傾斜及急傾斜礦床的情況。開采傾斜及急傾斜礦床的長露天礦，是在橫斷面圖上計(jì)算其境界剝采比。根據(jù)境界剝采比的定義，可推導(dǎo)出投影線段比法，其原理可以用下圖來說明。1481496.4確定露天開采境界得原則露天開采境界的大小決定了露天礦采礦量和剝離量的多少。隨著露天開采境界的延深和擴(kuò)展，在采礦量增加的同時(shí)剝離量也大幅度增加，從而導(dǎo)致剝采比不斷增大。因此，露天開采境界的確定，實(shí)質(zhì)上是對剝采比的大小加以控制，使之不超過經(jīng)濟(jì)合理剝采比。然而，究竟要控制哪一種剝采比，存在許多不同觀點(diǎn)，其中形成較早又具有代表性的觀點(diǎn)可以歸納成下面討論的三種原則。（1）境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則（2）平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則（3）生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則150（1）境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則

該原則的實(shí)質(zhì)是，露天開采境界向下延深時(shí)，露采的邊際經(jīng)濟(jì)效益不劣于地采經(jīng)濟(jì)效益。該原則的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是使整個(gè)礦床的開采盈利最大。nJ=nJHnJ利用數(shù)學(xué)換算還可以表達(dá)為某個(gè)變量的函數(shù)表達(dá)式，例如U(H)。151（2）平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則對于露天開采境界內(nèi)的全部礦巖量，這一原則要求露天開采的總體經(jīng)濟(jì)效果不劣于地下開采。如下圖所示，設(shè)abcd是露天開采境界，境界內(nèi)礦石量為A、巖石量為V，根據(jù)原礦成本比較法可得：nP≤nJH原則可以與nJ≤nJH原則合用。對于某些覆蓋層很厚或不連續(xù)的礦體，按nJ≤nJH原則圈出開采境界后，還要核算該境界內(nèi)的平均剝采比，看它是否滿足nP≤nJH原則。152（3）生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則

生產(chǎn)剝采比可反映露天礦生產(chǎn)的實(shí)際剝采比。因此按nS≤nJH原則確定開采境界，可以使露天礦任何生產(chǎn)時(shí)期的經(jīng)濟(jì)效果都不劣于地下開采。該原則中的生產(chǎn)剝采比，可以是均衡生產(chǎn)剝采比，也可以是未均衡的生產(chǎn)剝采比即時(shí)間剝采比。按該原則圈定的露天開采境界比按nP≤nJH原則圈定的小，而較按nJ≤nJH原則圈定的大。因此，隨之而來的初始剝離量和基建投資也較大。另外，由于生產(chǎn)剝采比的概念不易明確界定，加之它與采深的關(guān)系較為復(fù)雜而不易把握，因而該原則相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法的可操作性較差。鑒于上述原因，這個(gè)原則很少采用。1536.5確定露天開采境界的方法和步驟確定露天開采境界是在露天礦主要的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝及工藝參數(shù)、露天礦采剝程序、開拓運(yùn)輸方式、線路參數(shù)等初步擬定以后進(jìn)行的。確定露天開采境界的方法，根據(jù)礦床的賦存條件不同而異。下面僅以傾斜和急傾斜礦床為對象，介紹設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的按nP≤nJH原則確定露天開采境界的方法和步驟。154（1）露天礦最終邊坡角的選取

露天礦最終邊坡角對露天礦的生產(chǎn)安全與經(jīng)濟(jì)效果都有很大影響。過小的邊坡角，將增加剝巖量，使剝采比增大，從經(jīng)濟(jì)效果來考慮，希望邊坡角盡可能大些。然而，過大的邊坡角，將導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，嚴(yán)重影響礦山正常生產(chǎn)。因此，露天礦的最終邊坡角，要同時(shí)滿足安全穩(wěn)定條件和開采技術(shù)條件的要求。安全穩(wěn)定條件是指根據(jù)邊坡巖體的性質(zhì)，通過穩(wěn)定性分析計(jì)算，確定能保證邊坡穩(wěn)定的邊坡傾角。在境界設(shè)計(jì)階段，一般是參照類似礦山實(shí)踐資料選取穩(wěn)定的邊坡角，并用已有資料對其穩(wěn)定性進(jìn)行初步分析和簡要計(jì)算。155關(guān)于開采技術(shù)條件，是指按邊坡的構(gòu)成要素確定最終邊坡角。露天礦最終邊坡由最終臺(tái)階，即非工作臺(tái)階組成（下圖所示），其水平部分，即最終平臺(tái)，按作用不同分為安全平臺(tái)、清掃平臺(tái)和運(yùn)輸平臺(tái)。156最終臺(tái)階坡面角a，安全平臺(tái)、清掃平臺(tái)、運(yùn)輸平臺(tái)和出入溝的寬度a、b、c和d，以及相應(yīng)平臺(tái)數(shù)n1、n2、n3和n4，臺(tái)階高度h等參數(shù)確定之后，符合開采技術(shù)條件的最終邊坡角β可用下式計(jì)算：對于急傾斜礦體，按上式計(jì)算的邊坡角不得大于也不應(yīng)過分小于按安全穩(wěn)定條件確定的最終邊坡角；

對于緩傾斜礦體，若礦體傾角小于安全穩(wěn)定邊坡角，則底幫最終邊坡角應(yīng)等于礦體傾角，以便充分采出靠近下盤的礦石。157（2）確定露天礦底部寬度和位置

露天礦的最小底寬，應(yīng)滿足采掘運(yùn)輸設(shè)備在底部正常運(yùn)行與安全作業(yè)的要求，一般不應(yīng)小于開段溝的底寬。露天礦的底部位置沿水平方向移動(dòng)時(shí)，開采境界內(nèi)的礦巖量及平均剝采比也隨之變化。因此，在無其他特別要求的情況下，露天礦底應(yīng)置于使平均剝采比最小的位置。（3）確定露天礦開采深度

確定露天開采境界的原則實(shí)質(zhì)上是確定露天礦開采深度的理論依據(jù)。確定開采深度的方法為方案－分析法，具體操作步驟如下：在地質(zhì)橫斷面圖上初步擬定開采深度在地質(zhì)縱斷面圖上調(diào)整露天礦底部標(biāo)高158159160（4）繪制露天礦底部周界根據(jù)設(shè)計(jì)開采深度和底部寬度，確定露天礦底平面，并繪制底部周界，如下圖所示。繪制步驟為：按調(diào)整后的露天礦底部標(biāo)高，繪制該水平的地質(zhì)分層平面圖在各橫斷面、縱斷面、輔助斷面圖上，按確定的設(shè)計(jì)開采深度，繪制露天開采境界。將各斷面圖上的露天礦底部位置（底部兩側(cè)的端點(diǎn)）分別投影到分層平面圖上，依次連接各點(diǎn)，得出理論上的底部周界（下圖中的虛線）。為了能正常進(jìn)行采裝和運(yùn)輸工作，初步得出的理論周界尚需按以下要求加以修正，即：底部周界要盡量平直，彎曲部位的曲率半徑要適應(yīng)運(yùn)輸設(shè)備的技術(shù)性能；底部長度應(yīng)保證運(yùn)輸?shù)缆返恼咕€符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。161162（5）繪制露天礦開采終了平面圖步驟如下：

將露天礦的設(shè)計(jì)底部周界繪在透明紙上，并標(biāo)明底平面標(biāo)高和核準(zhǔn)底平面位置。將繪有底部周界的透明紙覆于地形圖上，按照邊坡組成要素，從底部周界開始由里向外依次繪出各個(gè)臺(tái)階的坡底線（下圖所示）。顯然，凹陷露天礦的各臺(tái)階坡底線在平面圖上是閉合的；山坡露天礦的臺(tái)階坡底線不能閉合，其末端應(yīng)與同標(biāo)高的地形等高線交接。163164在平面圖上布置開拓運(yùn)輸路線，即所謂的定線。從底部周界開始，由里向外依次繪出各個(gè)臺(tái)階的坡面和平臺(tái)。與此同時(shí)，在布置開拓坑線的邊幫上，繪出臺(tái)階間相互溝通的傾斜運(yùn)輸平臺(tái)（下圖所示）。當(dāng)開拓運(yùn)輸系統(tǒng)簡單或設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富時(shí)，以上各步驟可以合并一次完成。即繪出露天礦底部周界后，根據(jù)定線方案，自里向外直接繪出各臺(tái)階的平臺(tái)、坡面及出人溝，一步繪出露天礦開采終了平面圖。檢查和修正繪制的露天開采境界。由于原定的露天開采境界，特別是布置開拓坑線的邊幫，常受開拓運(yùn)輸路線的影響，致使邊坡角變緩，剝采比增大。因此，要重新計(jì)算和校核其境界剝采比和平均剝采比，若不符合要求，應(yīng)根據(jù)具體條件凋整開拓運(yùn)輸系統(tǒng)或采剝程序，迸行局部修改，甚至重新確定露天開采境界。165166第四章礦床露天開拓7.1概述露天礦開拓就是建立地面到露天采場各工作水平以及各工作水平之間的礦巖運(yùn)輸通道，建立采礦場、受礦點(diǎn)、廢石場、工業(yè)場地之間的運(yùn)輸聯(lián)系，形成開發(fā)礦床的合理運(yùn)輸系統(tǒng)。其主要研究內(nèi)容是開拓運(yùn)輸方式、開拓坑線的位置及其布置形式。露天礦床開拓問題的研究，實(shí)質(zhì)上就是研究整個(gè)礦床開發(fā)的程序，綜合解決露天礦場的主要參數(shù)、工作線推進(jìn)方式、礦山工程延深方向、剝采的合理順序和新水平準(zhǔn)備，以建立合理的礦床開發(fā)運(yùn)輸系統(tǒng)。167按運(yùn)輸方式不同，露天礦開拓可以分為：公路運(yùn)輸開拓鐵路運(yùn)輸開拓平碩溜井開拓膠帶運(yùn)輸開拓斜坡提升開拓聯(lián)合開拓7.2開拓方法7.2.1公路運(yùn)輸開拓公路運(yùn)輸開拓采用的主要設(shè)備是汽車。其坑線布置形式有：直進(jìn)式回返式螺旋式多種形式相結(jié)合的聯(lián)合方式168（1）直進(jìn)式坑線開拓當(dāng)山坡露天礦高差不大、地形較緩、開采水平較少時(shí)，可采用直進(jìn)式坑線開拓，如下圖所示。運(yùn)輸干線一般布置在開采境界外山坡的一側(cè)，工作面單側(cè)進(jìn)車。當(dāng)凹陷露天礦開采深度較小，采場長度較大時(shí)，也可采用直進(jìn)式坑線開拓。公路干線一般布置在采場內(nèi)礦體的上盤或下盤的非工作幫上。條件允許時(shí)，也可在境界外用組合坑線進(jìn)人各開采水平。但由于露天礦采場長度有限，往往只能局部采用直進(jìn)式坑線開拓。169170（2）回返式坑線開拓當(dāng)露天礦開采相對高差較大、地形較陡，采用直進(jìn)式坑線有困難時(shí)，常采用回返式坑線開拓，或采用直進(jìn)－回返聯(lián)合坑線開拓，如下圖所示。

山坡露天礦開拓干線在基建時(shí)期應(yīng)修筑到最上一個(gè)開采水平。開拓線路一般沿自然地形在山坡上開掘單壁路塹，隨著開采水平不斷下降，上部坑線逐漸廢棄或消失。在單側(cè)山坡地形條件下，坑線應(yīng)盡量就近布置在采場端幫開采境界以外，以保證干線位置固定且礦巖運(yùn)輸距離較短。在采場位于孤立山峰條件下，則應(yīng)將坑線布置在開采工作面推進(jìn)方向的對側(cè)山坡卿非工作山坡一側(cè)），這樣，多水平同時(shí)推進(jìn)時(shí)，可以保證下部工作面推進(jìn)不會(huì)切斷上部開采臺(tái)階的運(yùn)輸通道。171172凹陷露天礦的回返坑線一般布置在采場底盤的非工作幫卜，可使開拓坑線離礦體較近，基建剝巖量較小，可縮短基建時(shí)間，節(jié)約投資。若坑線布置在采場頂盤的非工作幫上時(shí)，則與上述相反。只有當(dāng)?shù)讕蛶r石不穩(wěn)固，或地形不允許，或?yàn)榱藴p少礦巖接觸帶的礦石損失貧化時(shí)，才將坑線布置在采場的頂幫。回返坑線開拓適應(yīng)性較強(qiáng)，應(yīng)用較廣。173（3）螺旋坑線開拓

螺旋坑線開拓一般用于深凹露天礦。坑線從地表出人溝口開始，沿著采場四周最終邊幫以螺旋線向深部延伸。由于沒有回返曲線段，擴(kuò)幫工程量較小，而且螺旋線的曲率半徑大，汽車運(yùn)行條件好，不必因經(jīng)常改變運(yùn)行方向而不斷變換運(yùn)行速度，因而線路通過能力大。但回采工作必須采用扇形工作線，其長度和推進(jìn)方向要經(jīng)常變化，各開采水平相互影響，使生產(chǎn)組織工作復(fù)雜。當(dāng)采場面積較小，且長、寬尺寸相差不大，同時(shí)開采的水平數(shù)較少，以及采場四周巖石比較穩(wěn)固時(shí)，可采用螺旋坑線開拓。

174

露天采場空間一般是變化的，坑線往往不能采用單一布置形式，而多采用兩種或兩種以上的布置形式，即聯(lián)合坑線。

如右圖上部回返，下部螺旋的回返－螺旋聯(lián)合坑線開拓方式。175（4）公路運(yùn)輸開拓的出入溝口與連接平臺(tái)a.出入溝口公路開拓的坑線出人溝口應(yīng)盡量設(shè)置在工程地質(zhì)條件較好，地形標(biāo)高較低，距工業(yè)場地及礦、巖接受點(diǎn)較近的位置；應(yīng)避免和減少重載汽車在采場內(nèi)作反向運(yùn)行及無謂增加上坡距離，盡可能使礦巖的綜合運(yùn)輸功小，所需運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量少。當(dāng)廢石場的位置分散和為了保證露天礦的生產(chǎn)能力，以及為使空、重車順向運(yùn)輸時(shí)，在服務(wù)年限較長的露天礦可采用多出人溝口。多出人溝口使坑線增多，附加剝巖量加大，掘溝工程量及費(fèi)用也增多，因此，出入溝口的數(shù)目應(yīng)根據(jù)礦山規(guī)模、礦山總平面布置及生產(chǎn)需要綜合進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定，一般數(shù)目不宜過多。176b.連接平臺(tái)開拓坑線一般采用較大的坡度以縮短運(yùn)距，但重載汽車長距離上坡或下坡運(yùn)行時(shí)，容易使發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)裝置過熱而引起機(jī)械損壞，發(fā)生事故。為了保證行車安全，延長汽車使用壽命，滿足坑線坡長限制的要求，以及便于從坑線向各采剝臺(tái)階引人運(yùn)輸線路，故應(yīng)在開拓坑線與各臺(tái)階交匯處設(shè)置長度40～60m、坡度不超過3％的平坡或緩坡段，這就是連接平臺(tái)。1777.2.2鐵路運(yùn)輸開拓（1）坑線位置因鐵路運(yùn)輸爬坡能力小，每個(gè)水平的出人溝和折返站所需線路較長，轉(zhuǎn)彎曲線半徑很大，故不適用于采場面積小，高差較大的露天礦開拓；也不宜采用移動(dòng)坑線或回返坑線。鐵路運(yùn)輸開拓采用較多的坑線形式為直進(jìn)式、折返式和直進(jìn)－折返式。山坡露天礦的坑線位置，主要取決于地形條件和工作線的推進(jìn)方向。當(dāng)?shù)匦螢楣铝⑸椒鍟r(shí)，通常將坑線布設(shè)在工作幫的背面山坡上；當(dāng)?shù)匦螢檠诱故缴狡聲r(shí)，通常將坑線布設(shè)在采場的一側(cè)或兩側(cè)。山坡露天礦常采用直進(jìn)式或直進(jìn)折返式布置。下圖為歪頭山露天鐵礦上部開拓系統(tǒng)示意圖。178歪頭山露天鐵礦上部開拓系統(tǒng)示意圖179

凹陷露天礦的坑線布置形式主要取決于采場的大小與形狀、工作線的推進(jìn)方向和生產(chǎn)規(guī)模。通常將坑線布設(shè)在底幫或頂幫上，但有時(shí)為了減少折返次數(shù)，也可將上部折返坑線改造成螺旋坑線。下圖為凹陷露天礦頂幫固定直進(jìn)－折返坑線開拓系統(tǒng)。大多數(shù)露天礦都先是山坡開采后轉(zhuǎn)為凹陷露天開采。故確定坑線位置時(shí)，既要考慮總平面布置的合理性，又要照顧以后向凹陷露天礦的過渡，力爭使線路特別是站場的移設(shè)和拆除工程詛最小。180凹陷露天礦頂幫固定直進(jìn)－折返坑線開拓系統(tǒng)181（2）線路數(shù)目及折返站

根據(jù)露天礦的年運(yùn)輸量，開拓溝道可鋪設(shè)單線或雙線。大型露天礦年運(yùn)輸量超過700萬t時(shí)，多采用雙干線開拓，其中一條為重車線，另一條為空車線；年運(yùn)量小于該值時(shí)，則采用單干線開拓。折返站設(shè)在出人溝與開采水平的連接處，供列車換向和會(huì)讓之用。折返站的布置形式較多，下圖為單干線開拓，工作水平為盡頭式運(yùn)輸和環(huán)行運(yùn)輸?shù)恼鄯嫡尽１M頭式運(yùn)輸環(huán)行運(yùn)輸環(huán)形運(yùn)輸折返站的附加剝巖量較大，但當(dāng)臺(tái)階上有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上挖掘機(jī)同時(shí)作業(yè)時(shí)，相互干擾較小。182采用雙干線開拓時(shí)，折返站的布置形式分為燕尾式和套袖式，如下圖所示。其中燕尾式折返站站場長度和寬度相對較小，線路通過能力也相對較?。惶仔涫秸鄯嫡揪€路的通過能力大，站場的長度和寬度均比燕尾式大。燕尾式套袖式1837.2.3公路－鐵路聯(lián)合開拓

公路－鐵路聯(lián)合開拓的基本形式有：地表用鐵路運(yùn)輸開拓，采場內(nèi)用公路運(yùn)輸開拓，轉(zhuǎn)載站設(shè)在境界外不遠(yuǎn)的地方；采場內(nèi)某一標(biāo)高以上用鐵路開拓，此標(biāo)高以下用公路運(yùn)輸開拓，在采場內(nèi)設(shè)轉(zhuǎn)載站；山坡露天部分用公路運(yùn)輸開拓，把礦巖轉(zhuǎn)載到下部，再用鐵路運(yùn)輸。下圖為大冶鐵礦東露天采場公路－鐵路聯(lián)合開拓示意圖。184大冶鐵礦東露天采場公路－鐵路聯(lián)合開拓示意圖1857.2.5膠帶運(yùn)輸開拓

膠帶運(yùn)輸開拓是利用膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)建立礦巖運(yùn)輸通道的開拓方法。國外煤炭、冶金、建材露天礦廣泛應(yīng)用膠帶運(yùn)輸開拓，我國近幾年也開始應(yīng)用這一方法。膠帶運(yùn)輸開拓具有生產(chǎn)能力大、升坡能力強(qiáng)、運(yùn)輸距離短、運(yùn)輸成本低等優(yōu)點(diǎn)，但也有基建投資大、膠帶壽命短、生產(chǎn)系統(tǒng)受氣候條件影響大、系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力差等缺點(diǎn)。186按露天礦各生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)是否連續(xù)，膠帶運(yùn)輸開拓分為連續(xù)開采工藝開拓和半連續(xù)開采工藝開拓。連續(xù)開采工藝主要采用輪斗（鏈斗）挖掘機(jī)挖掘松散礦巖，并將礦巖轉(zhuǎn)載到膠帶運(yùn)輸機(jī)上運(yùn)出，其中礦石直接運(yùn)至礦倉，廢石運(yùn)至廢石場后經(jīng)排土機(jī)排土。半連續(xù)開采工藝又稱間斷－連續(xù)工藝，它指生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)中，一部分為連續(xù)工藝，另一部分為間斷工藝。187與半連續(xù)開采工藝緊密相連的開拓方案主要有：①公路（鐵路）—固定破碎—膠帶運(yùn)輸開拓。礦巖一般用單斗挖掘機(jī)裝入汽車（機(jī)車），運(yùn)至固定破碎站，破碎后經(jīng)膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出。②公路（鐵路）－半固定破碎－膠帶運(yùn)輸開拓。該方案不同的是幾個(gè)開采臺(tái)階共用一個(gè)破碎站，隨采場的下降，破碎站逐漸向下移設(shè)，下圖為大孤山鐵礦設(shè)計(jì)的深部鐵路－半固定破碎－斜井膠帶運(yùn)輸開拓示意圖。③移動(dòng)式破碎機(jī)－膠帶運(yùn)輸開拓。其特點(diǎn)是移動(dòng)式碎破機(jī)組安放在采礦、剝離工作水平上，隨工作面的推進(jìn)和下降，破碎機(jī)組隨之自行移動(dòng)，礦巖通過挖掘機(jī)直接卸入破碎機(jī)或裝入汽車，運(yùn)至破碎站破碎機(jī)。188大孤山鐵礦深部鐵路－半固定破碎－斜井膠帶運(yùn)輸開拓示意圖1897.2.6斜坡提升開拓斜坡提升開拓是通過較陡的斜坡提升機(jī)道建立工作面與地面卸礦點(diǎn)和廢石場的運(yùn)輸聯(lián)系，是一種投資省、建設(shè)速度快、設(shè)備簡單、生產(chǎn)成本低、提升坡度較大的開拓方案。但斜坡提升機(jī)不能直接到達(dá)工作面，需與汽車或鐵路等配合才能構(gòu)成完整的開拓運(yùn)輸系統(tǒng)。該開拓方法運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、轉(zhuǎn)載站和礦倉結(jié)構(gòu)復(fù)雜且移設(shè)困難。

常用的斜坡提升開拓方法有斜坡箕斗開拓和斜坡礦車開拓。斜坡箕斗開拓是以箕斗為主體的開拓運(yùn)輸系統(tǒng)，在采場內(nèi)用汽車或其他運(yùn)輸設(shè)備將礦巖運(yùn)至轉(zhuǎn)載站裝入箕斗，提升或下放至地面礦倉卸載，再裝入地面運(yùn)輸設(shè)備。下圖為撫順西露天煤礦斜坡箕斗開拓示意圖。190191在凹陷露天礦，箕斗道設(shè)在最終邊幫上；山坡露天礦的箕斗道設(shè)在采場境界外的端部?；返霓D(zhuǎn)載方式有直接轉(zhuǎn)載和漏斗轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載站隨開采水平的下降每隔2～4個(gè)水平移設(shè)一次。

斜坡礦車開拓用小于4m3的各型窄軌礦車運(yùn)輸，適用于采用窄軌鐵路運(yùn)輸?shù)闹行⌒吐短斓V。礦車在工作面裝載后，由機(jī)車牽引至斜坡道的車場，礦車被單個(gè)或成串掛至提升機(jī)鋼絲繩上，用提升機(jī)提升或下放至地面站。斜坡礦車道的坡度一般小于250，最大可達(dá)300。1927.5開拓工程發(fā)展程序7.5.1基本概念在特定的露天開采境界內(nèi)，在一定的開采工藝和開拓形式條件下，相應(yīng)的礦山工程（掘溝、剝離、采礦）隨時(shí)間和空間的改變而協(xié)調(diào)變化的形式稱為露天礦開采程序。它研究的主要內(nèi)容有：1）臺(tái)階的劃分及臺(tái)階的開采程序；2）工作幫的構(gòu)成及推進(jìn)方式；3）新水平的開拓延深方式。其中新水平的準(zhǔn)備和開拓溝道的形成即所謂開拓工程的發(fā)展。開拓工程的發(fā)展程序指開拓溝道的布置形式、推進(jìn)方式及其相關(guān)的空間發(fā)展關(guān)系。1937.5.2新水平準(zhǔn)備程序

新水平準(zhǔn)備包括掘進(jìn)出入溝、開段溝和為掘溝而進(jìn)行的上水平擴(kuò)幫工作。依出入溝（坑線）位置在該水平開采期間變化與否，分固定坑線開拓和移動(dòng)坑線開拓。所謂固定坑線開拓是指溝道按設(shè)計(jì)最終位置施工，生產(chǎn)期間不再改變；移動(dòng)坑線開拓是指在開采過程中，開拓溝道位置不斷變化，最后按設(shè)計(jì)最終位置固定下來。移動(dòng)坑線開拓可減少基建剝巖量，縮短基建時(shí)間，加速投產(chǎn)。此外，當(dāng)?shù)V床地質(zhì)尚未全部探清時(shí)，還可進(jìn)一步加深了解和掌握地質(zhì)情況，以便更合理地確定或修正采場的最終邊幫角和開采境界。194根據(jù)建設(shè)期限和采剝工作的要求，開段溝的位置可縱向布置，也可橫向布置，或不設(shè)開段溝。

下圖為固定坑線開拓的礦山工程發(fā)展程序圖。首先從上水平向下水平掘進(jìn)出入溝，然后自出入溝末端掘進(jìn)開段溝，以建立臺(tái)階的初始工作線；開段溝掘進(jìn)到一定長度后，在繼續(xù)掘溝的同時(shí)，開始擴(kuò)幫工作，以加快新水平的準(zhǔn)備；當(dāng)擴(kuò)幫工作線推進(jìn)到使臺(tái)階坡底線距下一個(gè)新水平出人溝溝頂邊線不小于最小工作平盤寬度時(shí)，便可開始新水平的掘溝工作。

195196螺旋坑線開拓工程的發(fā)展如左圖所示。沿采場最終邊幫從上水平向下水平掘進(jìn)出入溝，自出人溝末端沿采場邊幫掘進(jìn)開段溝，井以出入溝末端為固定點(diǎn)，以扇形推進(jìn)方式擴(kuò)幫形成采剝工作線。當(dāng)工作線推進(jìn)到一定距離，滿足向下部掘溝進(jìn)行新水平準(zhǔn)備條件時(shí)，在連接平臺(tái)末端，沿采場邊幫掘進(jìn)下一個(gè)水平的出入溝、開段溝和擴(kuò)幫。

197采用移動(dòng)坑線開拓時(shí)，臨時(shí)出入溝可布置在靠近礦體的下盤或上盤接觸帶，如左圖所示。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)水平的工作線推進(jìn)到滿足下一個(gè)新水平準(zhǔn)備的條件時(shí)，便可掘進(jìn)新水平的出入溝。運(yùn)輸干線隨著生產(chǎn)的發(fā)展不斷移動(dòng)，一直移動(dòng)到最終邊幫的設(shè)計(jì)最終位置固定下來。1982．掘溝方法

按運(yùn)輸方式不同，掘溝方法分為汽車運(yùn)輸掘溝、鐵路運(yùn)輸掘溝、聯(lián)合運(yùn)輸掘溝和無運(yùn)輸掘溝。按挖掘機(jī)的裝載方式不同，掘溝方法又分為平裝車全段高掘溝、上裝車全段高掘溝和分層掘溝。1）汽車運(yùn)輸掘溝

它多采用平裝車全段高掘溝方法，其掘溝速度主要取決于汽車在溝內(nèi)的凋車方式。調(diào)車方式分為回返式調(diào)車、單折返式調(diào)車和雙折返式調(diào)車（下圖所示）。它們各具優(yōu)缺點(diǎn)，機(jī)具體要求選用。汽車運(yùn)輸掘溝的靈活性大，工藝過程和生產(chǎn)管理也比較簡單，供車比較及時(shí)，因此可以提高挖掘機(jī)效率和掘溝速度。

199汽車運(yùn)輸掘溝回返式調(diào)車

單折返式調(diào)車