露天采礦概論

大唐國(guó)際錫林浩特礦業(yè)公司露天采礦概論

1露天開(kāi)采的地位及發(fā)展趨勢(shì)1、采用一定的采運(yùn)設(shè)備，在敞露的空間中，從地表開(kāi)始作業(yè)的采礦方法稱露天開(kāi)采，其特點(diǎn)是必須將礦體周圍及上部覆蓋的巖石剝離掉。2、目前我國(guó)鐵礦石產(chǎn)量的90%、有色金屬礦石產(chǎn)量的52%、化工原料礦石的77.7%、建材礦石近100%是露天開(kāi)采的。露天開(kāi)采在世界采礦業(yè)中也占重要地位。2.1露天開(kāi)采的特點(diǎn)--優(yōu)點(diǎn)

1、生產(chǎn)能力大，可達(dá)5000萬(wàn)t/a。2、勞動(dòng)效率高，是井工開(kāi)采的3－5倍。3、開(kāi)采成本低，是井工開(kāi)采的1/3-1/5。4、回采率高，達(dá)到90%-97%。5、礦山基建期短，投產(chǎn)達(dá)產(chǎn)快。6、勞動(dòng)條件好，作業(yè)安全可靠。7、能源、木材、金屬等材料消耗少。2.2露天開(kāi)采的特點(diǎn)--缺點(diǎn)1、采礦場(chǎng)和排土場(chǎng)占用大量土地。2、環(huán)境污染較井工礦嚴(yán)重。3、受氣候影響大，如：風(fēng)雪、雷雨、嚴(yán)寒和酷暑等。4、對(duì)礦床的賦存條件有一定的要求。5、大型設(shè)備使用多，單位投資高。3露天開(kāi)采流程1、穿孔工程2、爆破工程3、采裝工程4、運(yùn)輸工程5、排土工程（包括卸煤）牙輪鉆機(jī)液壓挖掘機(jī)WK－20電鏟北方重汽100T運(yùn)巖卡車排土場(chǎng)邊緣式排土排土場(chǎng)推土機(jī)輔助排土1、間斷開(kāi)采工藝2、連續(xù)開(kāi)采工藝3、半連續(xù)開(kāi)采工藝4、倒堆開(kāi)采工藝4露天礦開(kāi)采工藝4.1.1單斗—鐵道工藝單斗—鐵道工藝在我國(guó)撫順西露天礦、阜新海洲露天礦以及一些鐵礦曾經(jīng)廣泛使用，是一種成熟的開(kāi)采工藝，成本較低。但是缺點(diǎn)是工作線長(zhǎng)、基建工程量大，基建時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)組織不靈活，現(xiàn)在的新建露天礦已不再采用。4.1.2a電鏟+卡車+推土機(jī)工藝這是一種典型的美國(guó)開(kāi)采工藝，20世紀(jì)80年代以來(lái)開(kāi)發(fā)的五大露天礦(伊敏河、元寶山、霍林河、平朔安太堡、準(zhǔn)格爾黑岱溝）以及平朔安家?guī)X露天礦都采用了這種工藝。它的主要特點(diǎn)是具有最大的機(jī)動(dòng)靈活性和廣泛的適應(yīng)性，初期投資不大，生產(chǎn)效率較高，基建量小，建礦速度快；缺點(diǎn)是柴油和輪胎消耗大，備件費(fèi)用高。4.1.2b電鏟+卡車+推土機(jī)工藝我國(guó)的經(jīng)驗(yàn)表明，卡車運(yùn)距在2.5km以內(nèi)是經(jīng)濟(jì)的。然而，近年來(lái)油價(jià)的高漲，在一定程度上制約了這種生產(chǎn)工藝的應(yīng)用范圍，現(xiàn)在擬建設(shè)的露天礦山大部分開(kāi)始策劃向半連續(xù)工藝過(guò)渡。勝利東二露天礦上部工作線長(zhǎng)度達(dá)到了4公里，而且由于煤層賦存條件的限制，外排量很大，這兩個(gè)條件決定了卡車的運(yùn)距很長(zhǎng)，因此，勝利東二露天礦采用電鏟-卡車工藝是不經(jīng)濟(jì)的。加拿大Suncor油砂礦電鏟-卡車工藝平朔安家?guī)X露天煤礦電鏟-卡車工藝準(zhǔn)格爾黑岱溝露天礦電鏟-卡車工藝4.2.1輪斗+帶式輸送機(jī)+排土機(jī)工藝

輪斗工藝的生產(chǎn)效率最高，但投資也最高，是典型的德國(guó)開(kāi)采工藝，這與德國(guó)的輪斗與帶式輸送機(jī)的制造水平和管理水平較高有關(guān)。德國(guó)的漢姆巴赫露天礦就采用這種工藝，我國(guó)的小龍?zhí)堵短烀旱V、元寶山露天煤礦的表土剝離、準(zhǔn)格爾黑岱溝露天煤礦的表土剝離都采用這種工藝，由于我國(guó)維修和管理水平的原因，使用效果均不太理想。黑岱溝露天礦表土剝離采用輪斗工藝黑岱溝露天礦膠帶元寶山露天礦表土剝離采用輪斗工藝元寶山露天礦膠帶德國(guó)漢姆巴赫露天礦輪斗系統(tǒng)4.3半連續(xù)開(kāi)采工藝這種工藝的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，一部分是連續(xù)的，另一部分是間斷的，綜合了間斷工藝的廣泛適應(yīng)性和連續(xù)工藝生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢(shì)。然而，由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)增多，也帶來(lái)了中間環(huán)節(jié)的銜接和環(huán)節(jié)之間的緩沖問(wèn)題。常見(jiàn)的半連續(xù)開(kāi)采工藝有以下兩種：

4.3.1電鏟+卡車+半固定破碎機(jī)+帶式輸送機(jī)+排土機(jī)工藝這種開(kāi)采工藝的前半段與間斷工藝沒(méi)有什么差別，具有與單斗鏟+卡車工藝相似的廣泛適應(yīng)性，后半段則具有連續(xù)工藝高效率的特征，從而縮短了卡車的運(yùn)距，降低了生產(chǎn)中的運(yùn)輸費(fèi)用，拓寬了電鏟+卡車工藝的應(yīng)用范圍，是一種非常有發(fā)展前景的開(kāi)采工藝。我國(guó)的露天煤礦首先在采煤系統(tǒng)中應(yīng)用了這種半連續(xù)開(kāi)采工藝，安太堡露天礦、安家?guī)X露天礦、黑岱溝露天礦、霍林河南露天礦、元寶山露天礦都在采煤系統(tǒng)中采用了這種半連續(xù)工藝；至于剝離系統(tǒng)，僅有元寶山露天礦的下部剝離臺(tái)階采用。剝離系統(tǒng)應(yīng)用這種半連續(xù)工藝的主要障礙來(lái)自“破碎”環(huán)節(jié)，破碎煤炭無(wú)論入洗與否，都不會(huì)造成浪費(fèi)，而破碎巖石本來(lái)是不必要的，可是為了要用帶式輸送機(jī)運(yùn)巖就必須破碎，增加破碎環(huán)節(jié)，其合理性取決于破碎后用帶式輸送機(jī)運(yùn)巖較之卡車運(yùn)巖節(jié)約的成本，是否足以補(bǔ)償額外的破碎費(fèi)用。破碎機(jī)是這種半連續(xù)開(kāi)采工藝的中心環(huán)節(jié)，我國(guó)目前僅能生產(chǎn)2000t／h的小型破碎機(jī)，大型破碎機(jī)還需要引進(jìn)。

平朔安家?guī)X露天礦采煤使用電鏟+卡車+半固定破碎機(jī)工藝準(zhǔn)格爾黑岱溝露天礦采煤使用電鏟+卡車+半固定破碎機(jī)工藝4.3.2電鏟+移動(dòng)式破碎機(jī)+帶式輸送機(jī)+排土機(jī)工藝這是用移動(dòng)式破碎機(jī)+工作面膠帶來(lái)取代卡車，試圖進(jìn)一步降低運(yùn)輸成本。目前新建的露天礦多擬采用這種工藝，但移動(dòng)破碎機(jī)購(gòu)置費(fèi)用昂貴。目前一臺(tái)設(shè)計(jì)能力為10000t／h的移動(dòng)式破碎機(jī)已在澳大利亞Gooneylla礦投入使用，但實(shí)際能力只達(dá)到了6000-8000t／h，據(jù)MMD介紹是由于膠帶能力不夠。澳大利亞GoonyellaRiverside

煤礦電鏟裝自移式破碎機(jī)4.3.3電鏟+卡車+半固定破碎機(jī)與電鏟+自移式破碎機(jī)工藝的比較固定式(或半固定式)破碎機(jī)與移動(dòng)式破碎機(jī)對(duì)比，各有利弊。移動(dòng)式破碎機(jī)可隨采掘設(shè)備移動(dòng)，沒(méi)有其他中間運(yùn)輸環(huán)節(jié)，生產(chǎn)效率較高，但在工作面要鋪設(shè)膠帶，且要隨工作線的推進(jìn)而定期移設(shè)，這無(wú)疑增加了輔助作業(yè)時(shí)間。固定式(或半固定式)破碎機(jī)與采掘設(shè)備之間利用卡車來(lái)銜接，多了一個(gè)卡車運(yùn)輸環(huán)節(jié)，因此也增加了運(yùn)輸成本，但工作面不用鋪設(shè)帶式輸送機(jī)，也就不存在帶式輸送機(jī)的移設(shè)，而且固定式破碎機(jī)比移動(dòng)式便宜許多，造階大約為0.6：1左右，可以節(jié)約投資。這兩種工藝孰優(yōu)敦劣，需要認(rèn)真的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。4.4倒堆開(kāi)采工藝采、運(yùn)、排三個(gè)環(huán)節(jié)合并為由一臺(tái)設(shè)備完成，將采場(chǎng)剝離物直接排至內(nèi)部排土場(chǎng)，省去了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，最大限度地降低生產(chǎn)成本，是露天開(kāi)采所有工藝的首選工藝。主要包括電鏟倒堆工藝和拉鏟倒堆工藝：5.1拉鏟倒堆工藝

優(yōu)點(diǎn)1、無(wú)運(yùn)輸?shù)苟眩に嚟h(huán)節(jié)簡(jiǎn)單；3、生產(chǎn)成本低；3、受氣候影響小。缺點(diǎn)

初期投資大，對(duì)開(kāi)采條件要求較高，適應(yīng)性差。P&H公司9020型吊斗鏟BE公司2570ws型吊斗鏟5.2電鏟倒堆工藝對(duì)開(kāi)采條件要求特別高，適應(yīng)性太差，二次剝離量大，很少被使用。5.3露天開(kāi)采常用的名詞術(shù)語(yǔ)露天礦：用露天法開(kāi)采礦石的礦山企業(yè)叫做露天礦。露天開(kāi)采境界：指采場(chǎng)開(kāi)采到某一時(shí)期或終了時(shí)的空間輪廓。臺(tái)階：在開(kāi)采過(guò)程中，為適應(yīng)采掘設(shè)備及運(yùn)輸設(shè)備正常作業(yè)要求，將覆蓋層、圍巖及礦體劃分成一定高度的分層（通常是水平的）叫臺(tái)階。邊幫：即采場(chǎng)四周的坡面，采場(chǎng)內(nèi)部臺(tái)階、傾斜的坡面及平臺(tái)所組成的總體。工作幫：由工作臺(tái)階組成的邊幫叫工作幫。非工作幫：由非工作臺(tái)階組成的邊幫。平盤：（或平臺(tái)）按剝離、采礦或排土作業(yè)的要求，以一定高度劃分的階梯。采掘帶：在工作臺(tái)階上按順序采掘的條帶。臺(tái)階示意圖幫坡示意圖9.工作線：正在進(jìn)行作業(yè)或具備作業(yè)條件的工作臺(tái)階的全長(zhǎng)。10.采寬：采掘帶的實(shí)體寬度。11.工作面：采掘或排土的工作場(chǎng)所。12.出入溝：建立上下水平運(yùn)輸通路的露天溝道。13.開(kāi)段溝：開(kāi)掘本水平采掘工作面的溝道。14.剝采比：剝