露天采礦概論

大唐國際錫林浩特礦業(yè)公司露天采礦概論

1露天開采的地位及發(fā)展趨勢1、采用一定的采運設(shè)備，在敞露的空間中，從地表開始作業(yè)的采礦方法稱露天開采，其特點是必須將礦體周圍及上部覆蓋的巖石剝離掉。2、目前我國鐵礦石產(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%是露天開采的。露天開采在世界采礦業(yè)中也占重要地位。2.1露天開采的特點--優(yōu)點

1、生產(chǎn)能力大，可達5000萬t/a。2、勞動效率高，是井工開采的3－5倍。3、開采成本低，是井工開采的1/3-1/5。4、回采率高，達到90%-97%。5、礦山基建期短，投產(chǎn)達產(chǎn)快。6、勞動條件好，作業(yè)安全可靠。7、能源、木材、金屬等材料消耗少。2.2露天開采的特點--缺點1、采礦場和排土場占用大量土地。2、環(huán)境污染較井工礦嚴重。3、受氣候影響大，如：風雪、雷雨、嚴寒和酷暑等。4、對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露天開采流程1、穿孔工程2、爆破工程3、采裝工程4、運輸工程5、排土工程（包括卸煤）牙輪鉆機液壓挖掘機WK－20電鏟北方重汽100T運巖卡車排土場邊緣式排土排土場推土機輔助排土1、間斷開采工藝2、連續(xù)開采工藝3、半連續(xù)開采工藝4、倒堆開采工藝4露天礦開采工藝4.1.1單斗—鐵道工藝單斗—鐵道工藝在我國撫順西露天礦、阜新海洲露天礦以及一些鐵礦曾經(jīng)廣泛使用，是一種成熟的開采工藝，成本較低。但是缺點是工作線長、基建工程量大，基建時間長，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+推土機工藝這是一種典型的美國開采工藝，20世紀80年代以來開發(fā)的五大露天礦(伊敏河、元寶山、霍林河、平朔安太堡、準格爾黑岱溝）以及平朔安家?guī)X露天礦都采用了這種工藝。它的主要特點是具有最大的機動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；缺點是柴油和輪胎消耗大，備件費用高。4.1.2b電鏟+卡車+推土機工藝我國的經(jīng)驗表明，卡車運距在2.5km以內(nèi)是經(jīng)濟的。然而，近年來油價的高漲，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始策劃向半連續(xù)工藝過渡。勝利東二露天礦上部工作線長度達到了4公里，而且由于煤層賦存條件的限制，外排量很大，這兩個條件決定了卡車的運距很長，因此，勝利東二露天礦采用電鏟-卡車工藝是不經(jīng)濟的。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-卡車工藝準格爾黑岱溝露天礦電鏟-卡車工藝4.2.1輪斗+帶式輸送機+排土機工藝

輪斗工藝的生產(chǎn)效率最高，但投資也最高，是典型的德國開采工藝，這與德國的輪斗與帶式輸送機的制造水平和管理水平較高有關(guān)。德國的漢姆巴赫露天礦就采用這種工藝，我國的小龍?zhí)堵短烀旱V、元寶山露天煤礦的表土剝離、準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漢姆巴赫露天礦輪斗系統(tǒng)4.3半連續(xù)開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。然而，由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)增多，也帶來了中間環(huán)節(jié)的銜接和環(huán)節(jié)之間的緩沖問題。常見的半連續(xù)開采工藝有以下兩種：

4.3.1電鏟+卡車+半固定破碎機+帶式輸送機+排土機工藝這種開采工藝的前半段與間斷工藝沒有什么差別，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距，降低了生產(chǎn)中的運輸費用，拓寬了電鏟+卡車工藝的應(yīng)用范圍，是一種非常有發(fā)展前景的開采工藝。我國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)工藝的主要障礙來自“破碎”環(huán)節(jié)，破碎煤炭無論入洗與否，都不會造成浪費，而破碎巖石本來是不必要的，可是為了要用帶式輸送機運巖就必須破碎，增加破碎環(huán)節(jié)，其合理性取決于破碎后用帶式輸送機運巖較之卡車運巖節(jié)約的成本，是否足以補償額外的破碎費用。破碎機是這種半連續(xù)開采工藝的中心環(huán)節(jié)，我國目前僅能生產(chǎn)2000t／h的小型破碎機，大型破碎機還需要引進。

平朔安家?guī)X露天礦采煤使用電鏟+卡車+半固定破碎機工藝準格爾黑岱溝露天礦采煤使用電鏟+卡車+半固定破碎機工藝4.3.2電鏟+移動式破碎機+帶式輸送機+排土機工藝這是用移動式破碎機+工作面膠帶來取代卡車，試圖進一步降低運輸成本。目前新建的露天礦多擬采用這種工藝，但移動破碎機購置費用昂貴。目前一臺設(shè)計能力為10000t／h的移動式破碎機已在澳大利亞Gooneylla礦投入使用，但實際能力只達到了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4.3.3電鏟+卡車+半固定破碎機與電鏟+自移式破碎機工藝的比較固定式(或半固定式)破碎機與移動式破碎機對比，各有利弊。移動式破碎機可隨采掘設(shè)備移動，沒有其他中間運輸環(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而定期移設(shè)，這無疑增加了輔助作業(yè)時間。固定式(或半固定式)破碎機與采掘設(shè)備之間利用卡車來銜接，多了一個卡車運輸環(huán)節(jié)，因此也增加了運輸成本，但工作面不用鋪設(shè)帶式輸送機，也就不存在帶式輸送機的移設(shè)，而且固定式破碎機比移動式便宜許多，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，需要認真的技術(shù)、經(jīng)濟比較。4.4倒堆開采工藝采、運、排三個環(huán)節(jié)合并為由一臺設(shè)備完成，將采場剝離物直接排至內(nèi)部排土場，省去了運輸環(huán)節(jié)，最大限度地降低生產(chǎn)成本，是露天開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1、無運輸?shù)苟眩に嚟h(huán)節(jié)簡單；3、生產(chǎn)成本低；3、受氣候影響小。缺點

初期投資大，對開采條件要求較高，適應(yīng)性差。P&H公司9020型吊斗鏟BE公司2570ws型吊斗鏟5.2電鏟倒堆工藝對開采條件要求特別高，適應(yīng)性太差，二次剝離量大，很少被使用。5.3露天開采常用的名詞術(shù)語露天礦：用露天法開采礦石的礦山企業(yè)叫做露天礦。露天開采境界：指采場開采到某一時期或終了時的空間輪廓。臺階：在開采過程中，為適應(yīng)采掘設(shè)備及運輸設(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）叫臺階。邊幫：即采場四周的坡面，采場內(nèi)部臺階、傾斜的坡面及平臺所組成的總體。工作幫：由工作臺階組成的邊幫叫工作幫。非工作幫：由非工作臺階組成的邊幫。平盤：（或平臺）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：在工作臺階上按順序采掘的條帶。臺階示意圖幫坡示意圖9.工作線：正在進行作業(yè)或具備作業(yè)條件的工作臺階的全長。10.采寬：采掘帶的實體寬度。11.工作面：采掘或排土的工作場所。12.出入溝：建立上下水平運輸通路的露天溝道。13.開段溝：開掘本水平采掘工作面的溝道。14.剝采比：剝