礦床露天開采課件

礦床露天開采概論*1.1露天開採的地位與特點(diǎn)

固體礦物資源開發(fā)的方法

露天開採(surfacemining)

地下開採(undergroundmining)

水力開採(groundsluicing)

溶浸開採(percolationleaching)

其他開採法(Others)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界固體礦物資源年開採總量約為3

1010t，其中約三分之二採用露天開採。*2000年，對(duì)世界639座非燃料固體礦山進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，露天開採的占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採，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，水泥礦山基本上都採用露天開採的方式進(jìn)行，其他礦種採用露天開採達(dá)80％以上。(為什麼露天開採佔(zhàn)有如此大的比例呢？)*露天開採的優(yōu)越性

（相對(duì)地下開採）礦山基建(capitalconstruction)時(shí)間短，單位礦石基建投資小(smallinvestment)開採機(jī)械化與自動(dòng)化(mechanizationandautomation)程度高，生產(chǎn)規(guī)模大(largescale)勞動(dòng)生產(chǎn)率高(highefficiency)，生產(chǎn)成本低(lowcost)礦石損失與貧化小(lossanddepreciation)開採條件好，作業(yè)較安全(safe)，運(yùn)行較可靠(reliablbe)可調(diào)節(jié)性強(qiáng)(adjustable)*露天開採的主要缺點(diǎn)露天采場和排土場占地面積大，破壞自然景觀和植被。露天開採過程中產(chǎn)生的粉塵和釋放的廢氣污染大氣；排棄物中的有害成分流入水系和農(nóng)田，影響生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。露天開採易受氣候條件，如嚴(yán)寒，酷暑，冰雪和暴風(fēng)雨的影響和干擾。*露天開採發(fā)展方向礦山設(shè)備大型化（Upsizing

）操作自動(dòng)化Mechanization，automationandintelligence

工藝連續(xù)化Continuous

生產(chǎn)最優(yōu)化Optimization

管理科學(xué)化Scientific

開採無害化Harmless

礦山數(shù)位化Digital**1.2露天開採的基本概念露天開採術(shù)語礦床開採的技術(shù)特徵*1.2.1露天開採術(shù)語露天礦open-pitmine露天采場opencastpit開採境界pitlimits排土場spoilpile邊幫

pitslope臺(tái)階

bench采區(qū)miningarea開段溝dropcut開採損失miningloss礦石貧化depreciation礦床deposit礦脈mineralvein

礦石ore

巖石rock剝離

stripping剝采比strippingratio*露天開採術(shù)語露天礦山工程露天礦露天采場採掘帶采區(qū)出入溝開段溝*封閉圈山坡露天礦凹陷露天礦長露天礦短露天礦上部境界線下部境界線（底部周界）開採深度露天開採境界1.2.1露天開採術(shù)語露天采場邊幫（頂幫、底幫、端幫）工作幫工作幫坡面工作幫坡角最終邊幫最終幫坡角最終幫坡面*臺(tái)階安全平臺(tái)清掃平臺(tái)運(yùn)輸平臺(tái)工作臺(tái)階非工作臺(tái)階工作平盤封閉圈*露天礦鳥瞰*露天礦鳥瞰（三維模型）開採單元及其劃分（動(dòng)畫示意圖）*臺(tái)階構(gòu)成要素及參數(shù)*h

B臺(tái)階坡面角臺(tái)階高度臺(tái)階上部平盤臺(tái)階坡頂線臺(tái)階坡面臺(tái)階坡底線臺(tái)階下部平盤平盤寬度臺(tái)階開採要素圖解*臺(tái)階開採程式圖解*露天採礦場剖面透視圖*

HHmin露天採礦場橫斷面圖*

HHmin1.1.2礦床開採的技術(shù)特徵1.礦巖的技術(shù)特徵礦巖的技術(shù)特徵包括礦石與廢石的劃分，礦石的種類和礦巖的性質(zhì)。2.礦床的技術(shù)特徵礦床的技術(shù)特徵主要有礦體形狀，傾角和厚度。*1.3露天礦建設(shè)程式和開採步驟露天礦建設(shè)程式和設(shè)計(jì)決策露天礦開採的一般步驟和礦山工程*1.3.1露天礦建設(shè)程式和設(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))。*礦山建設(shè)專案的建設(shè)程式*勘探階段準(zhǔn)備階段建設(shè)階段露天礦設(shè)計(jì)的主要技術(shù)決策露天礦生產(chǎn)規(guī)模露天礦采剝方法與開採程式露天礦生產(chǎn)工藝過程及設(shè)備類型露天礦開採境界露天礦開拓運(yùn)輸系統(tǒng)總圖佈置及外部運(yùn)輸*1.3.2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)地面準(zhǔn)備(2)礦區(qū)隔水和疏幹(3)礦山基建工程(4)正常生產(chǎn)(5)擴(kuò)建或改建2.露天礦山工程採礦與剝離掘溝與擴(kuò)幫3.露天礦生產(chǎn)工藝礦巖松碎採掘及裝載礦巖運(yùn)輸排土與卸礦*

礦巖松碎工作**2.1礦巖松碎的地位及意義

2.1.1礦巖松碎對(duì)采裝、運(yùn)輸（含排巖）、破碎工作的影響C=f（Cs，Cm，Cy，Cp）**礦巖松碎、采裝、運(yùn)輸成本與礦巖塊度的關(guān)係**2.1.2各生產(chǎn)工藝對(duì)礦巖松碎工作的要求足夠的鬆散儲(chǔ)備量，5～10day適宜的塊度與粒級(jí) 滿足挖掘機(jī)、汽車運(yùn)輸、膠帶運(yùn)輸、礦倉破碎機(jī)受料口等要求規(guī)整的爆堆和臺(tái)階形狀爆堆：高度、寬度；臺(tái)階：根底、傘巖、後沖/裂，底部超深破壞安全與經(jīng)濟(jì)**2.2礦巖松碎的方法機(jī)械法松土犁：軟層、凍巖中使用，設(shè)備簡單、易於管理，工藝過程簡單、一次松碎量少。

硬巖開採中也開始使用機(jī)械方法剝離圍巖和開採礦石。水力法適用於軟巖，採用高壓水。存在局限性爆破法**2.3爆破松碎礦巖穿孔工作2.3.1穿孔工作（一）穿孔設(shè)備①潛孔鑽機(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)力鑽桿壽命長軸壓小，鑽機(jī)輕，鑽孔不易傾斜****2.3爆破松碎礦巖潛孔鑽機(jī)缺點(diǎn)：氣缸受孔徑限制Φ>200mm時(shí)，速度低於牙輪鑽機(jī)，動(dòng)力消耗高30～40％，成本高臺(tái)班生產(chǎn)能力計(jì)算：v——鑽進(jìn)速度；

——時(shí)間利用係數(shù)；**2.3爆破松碎礦巖影響鑽進(jìn)速度因素：衝擊功和衝擊頻率風(fēng)壓、排渣風(fēng)量和風(fēng)速軸壓、轉(zhuǎn)速和扭矩影響鑽機(jī)工作時(shí)間利用係數(shù)因素：接桿、移位、修理（不可避免）等備件、風(fēng)、水、電、卡鑽處理（可避免）**2.3爆破松碎礦巖②牙輪鑽機(jī)優(yōu)點(diǎn)（與潛孔鑽機(jī)相比）：穿孔效率高2～3倍鑽機(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)機(jī)身重，價(jià)格昂貴。**牙輪鑽機(jī)主要參數(shù)：鑽頭的軸壓力回轉(zhuǎn)速度壓氣消耗量注意：各項(xiàng)參數(shù)間的合理匹配**其他鑽孔設(shè)備液壓鑽液壓潛孔鑽火鑽電鑽**2.3爆破松碎礦巖③穿孔設(shè)備數(shù)量計(jì)算及選擇計(jì)算公式： 鑽機(jī)工作臺(tái)數(shù)N： 鑽機(jī)在冊(cè)臺(tái)數(shù)N’:注意：當(dāng)?shù)V巖性質(zhì)差異較大，採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)，然後再取總和。**2.3爆破松碎礦巖選擇孔徑特大、大型露天礦：D≥310mm中型露天礦：D=150~250mm小型露天礦：D≤150mm**2.3爆破松碎礦巖爆破工作（二）爆破工作 為後續(xù)的采裝工作等提供合適的塊度，爆破品質(zhì)對(duì)後續(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，故應(yīng)高度重視。（中間涉及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、對(duì)永久邊坡的保護(hù)等）****好的爆破品質(zhì)合適的塊度（低大塊率）爆堆形狀（高度、寬度）、集中且有一定的鬆散度沒有根底、傘巖，臺(tái)階坡面平整沒有後裂、垮坡，尤其對(duì)永久邊坡較小的爆破振動(dòng)無爆破飛石、空氣衝擊波等能促使露天礦生產(chǎn)總成本最低**2.3爆破松碎礦巖總體構(gòu)思**2.3爆破松碎礦巖露天採礦涉及的爆破方法深孔爆破（剝離、礦巖）硐室爆破（剝離較多）預(yù)裂爆破光面爆破淺孔爆破（二次破碎、修根底等）裸露爆破（二次破碎）**2.3爆破松碎礦巖爆破分級(jí)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(jí)**2.3爆破松碎礦巖

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

巖石的抗壓、抗拉、剪切強(qiáng)度和巖石容重。**2.3爆破松碎礦巖

在實(shí)際爆破中，進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)計(jì)算單耗值進(jìn)行修正，其修正計(jì)算公式為：**2.3爆破松碎礦巖②B.H.庫圖佐夫綜合可爆性分級(jí) 綜合炸藥單耗、巖石堅(jiān)固性、巖體裂隙等多方面因素，並以炸藥單耗為主。 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(jí)範(fàn)圍時(shí)，採用t分佈計(jì)算，分佈範(fàn)圍的界限由下式可得：**2.3爆破松碎礦巖

研究巖石的可爆性分級(jí)，主要目的不是為了進(jìn)行巖石分級(jí)，而是在於根據(jù)不同巖石對(duì)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，並以此作為爆破工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)。**2.3爆破松碎礦巖露天深孔爆破

露天深孔爆破一般採用多排孔微差爆破方式。該爆破方式的優(yōu)點(diǎn)：一次爆破量大降低爆破震動(dòng)控制爆破方向充分利用炸藥的爆炸能量改善爆破效果****2.3爆破松碎礦巖露天深孔爆破（一）確定爆破參數(shù)①底盤抵抗線 與鑽孔直徑、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、炮孔臨近係數(shù)m③鑽孔超深取決於巖石性質(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：降低藥柱中心克服底盤、底部阻力減少根底**2.3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，降低爆了破品質(zhì) 充填過大：浪費(fèi)鑽孔，易在充填段產(chǎn)生大塊⑤炸藥單耗(確定方法)⑥單孔裝藥量 一般採用體積法計(jì)算**2.3爆破松碎礦巖露天深孔爆破（二）微差時(shí)間 我國露天礦的實(shí)際參數(shù)，一般採用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、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**多排孔微差擠壓爆破**微差擠壓爆破作用原理先爆孔為後爆孔提供新的自由面後爆孔在先爆孔產(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**2.3爆破松碎礦巖控制爆破露天深孔控制爆破主要用於緊鄰露天礦邊坡的爆破區(qū)域，常用的爆破方式有：預(yù)裂爆破光面爆破緩衝爆破**

采裝工作2024-1-18592024-1-1860

采裝工作是露天礦生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié) 涉及的內(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(hào)與采裝工作面相適應(yīng)）

**3.1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後巖石的可挖性影響挖掘阻力因素：被爆巖石的鬆散程度：鬆散性好阻力小塊度大?。簤K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3.1.2采裝設(shè)備類型

露天礦常用的採掘設(shè)備有：單鬥挖掘機(jī)、多鬥挖掘機(jī)、吊鬥鏟、鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、裝載機(jī)采裝設(shè)備：單鬥挖掘機(jī)、多鬥挖掘機(jī)、吊鬥鏟、前裝機(jī)采運(yùn)設(shè)備：鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、前裝機(jī)**單鬥挖掘機(jī)單鬥挖掘機(jī)分為採礦型和剝離型兩種。採礦型：履帶行走鏟鬥容積：2～23m3，4～10m3的中型電鏟廣泛應(yīng)用於中小型礦山適宜臺(tái)階高度：6～20m通常適用於平裝車剝離型：鏟鬥容積在100m3以上的，主要用於采空區(qū)倒堆剝離鏟鬥容積小於15m3的，也可用於上裝車************液壓單鬥挖掘機(jī)鬥容一般為6.5～8m3，最大為30m3索鬥鏟挖掘軟巖和爆破碎的巖石修築路堤和掘溝**前裝機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)前裝機(jī)：適用於生產(chǎn)能力為100～150×104t/年的露天礦鏟運(yùn)機(jī)：挖軟巖和經(jīng)破碎後的巖石，運(yùn)距為2～3km時(shí)是經(jīng)濟(jì)的，用於大型露天礦的剝離工作推土機(jī)：輔助作業(yè)**3.1.3採掘設(shè)備的生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力理論生產(chǎn)能力（額定生產(chǎn)能力）技術(shù)生產(chǎn)能力實(shí)際生產(chǎn)能力**理論生產(chǎn)能力——取決於設(shè)備、結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的功率工作機(jī)構(gòu)的線性尺寸挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)（鏟鬥、犁板）的計(jì)算容積和形狀工作機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)的速度巖石的可挖性應(yīng)等於計(jì)算參數(shù)中巖石可挖性額定值**技術(shù)生產(chǎn)能力開採技術(shù)條件一定時(shí)，採掘設(shè)備可能達(dá)到的最大小時(shí)生產(chǎn)能力。由於kk、kc不易確定，故從礦山地質(zhì)條件和技術(shù)因素對(duì)採掘作用的迴圈時(shí)間的影響出發(fā)。於是有：****實(shí)際生產(chǎn)能力（臺(tái)班、臺(tái)月、臺(tái)年生產(chǎn)能力）挖掘機(jī)的臺(tái)班生產(chǎn)能力：**3.2單鬥挖掘機(jī)采裝3.2.1單鬥挖掘機(jī)工作參數(shù)挖掘半徑Rw——挖掘時(shí)由挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)中心至鏟鬥齒間的水準(zhǔn)距離挖掘高度Hw——挖掘時(shí)鏟鬥齒尖距站立水準(zhǔn)的垂直距離卸載半徑Rx——卸載時(shí)由挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)中心至鏟鬥中心的水準(zhǔn)距離卸載高度Hx——鏟鬥斗門打開後，斗門的下緣距站立水準(zhǔn)的垂直距離下挖深度Hh——鏟鬥下挖時(shí)由站立水準(zhǔn)至鏟鬥齒尖的垂直距離******3.2.2採掘工作面參數(shù)採掘工作面主要參數(shù)：臺(tái)階高度h采區(qū)長度Lc採掘帶寬度A工作平盤寬度B******（1）臺(tái)階高度影響臺(tái)階高度的主要因素：採掘設(shè)備的工作條件礦巖性質(zhì)與埋藏條件穿爆工作要求礦床開採強(qiáng)度運(yùn)輸條件**（2）採掘帶寬度 挖掘機(jī)側(cè)向裝車時(shí)垂直採掘帶移位一次的最大寬度（3）采區(qū)長度 劃歸一臺(tái)挖掘機(jī)採掘的那部分臺(tái)階工作線長度****（4）工作平盤寬度 最小工作平盤寬度：******3.2.3單鬥挖掘機(jī)的生產(chǎn)能力

是指單位時(shí)間內(nèi)從工作面采出並裝入運(yùn)輸容器或倒入內(nèi)排土場的實(shí)方礦巖體積（m3）或重量（t）.（1）挖掘機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算 挖掘機(jī)臺(tái)班生產(chǎn)能力（m3/臺(tái)班）**提高挖掘機(jī)生產(chǎn)能力的措施縮短挖掘機(jī)的工作迴圈時(shí)間提高滿鬥係數(shù)改善爆破品質(zhì)，保證穿爆儲(chǔ)備量及時(shí)供應(yīng)空車，提高班工作時(shí)間的利用係數(shù)加強(qiáng)設(shè)備維修，提高出勤率提高電鏟司機(jī)操作水準(zhǔn)**3.2.4單鬥挖掘機(jī)的選型及所需臺(tái)數(shù)計(jì)算（1）選型 與礦山的規(guī)模、礦巖性質(zhì)、穿爆工作、運(yùn)輸工作的配合等因素有關(guān)（2）所需臺(tái)數(shù)計(jì)算**3.2.5采裝方式**工作平盤線方式A.單采盡頭式配線b多采盡頭式配線c多采區(qū)環(huán)形式**汽車工作面的入換方式**機(jī)械鏟搗堆開採**索鬥鏟搗堆開採**鏈鬥鏟挖掘機(jī)**輪鬥鏟挖掘機(jī)**輪鬥式挖掘機(jī)端工作面採掘**輪鬥式挖掘機(jī)側(cè)工作面選擇開採**輪鬥式挖掘機(jī)側(cè)工作面結(jié)構(gòu)圖**輪鬥式挖掘機(jī)端工作面結(jié)構(gòu)圖**前裝機(jī)向自卸汽車裝載**前裝機(jī)自運(yùn)工作**裝巖機(jī)采裝工作********電耙裝車工作面**漏斗采裝工作面**平臺(tái)裝車工作面佈置**溜槽裝車工作面佈置**3.3吊鬥鏟采裝****3.4前裝機(jī)采裝與單鬥挖掘機(jī)比較，輪胎式前裝機(jī)具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：（1）品質(zhì)輕，製造成本低。（2）行走速度快，最大運(yùn)行速度可達(dá)35km／h。因此，在一定的運(yùn)距範(fàn)圍內(nèi)，可用它直接進(jìn)行裝載和運(yùn)輸。（3）尺寸小、機(jī)動(dòng)靈活，可在挖掘機(jī)不能運(yùn)行的複雜條件下進(jìn)行工作；對(duì)采裝地點(diǎn)分散和複雜礦床的分采適應(yīng)性強(qiáng)。（4）作業(yè)效率不受臺(tái)階（或爆堆）低的影響。（5）爬坡能力大，可在200左右的坡道上運(yùn)行。（6）除完成主要采運(yùn)作業(yè)外，還可更換各種工作機(jī)構(gòu)，完成露天礦的各項(xiàng)輔助作業(yè)：堆壘爆堆、清雪、修路、運(yùn)送零件及電纜。

**輪胎式前裝機(jī)的主要缺點(diǎn)是：（1）對(duì)礦巖塊度適應(yīng)性差，使生產(chǎn)能力受影響。（2）工作規(guī)格較小，適應(yīng)的臺(tái)階高度有限，一般不超過10m。（3）輪胎磨損較快，使用壽命短。因此，在挖掘堅(jiān)硬礦巖時(shí)，應(yīng)採取措施減少輪胎的磨損，如經(jīng)常清理工作面的礦巖，儘量避免輪胎打滑，在輪胎上加裝保護(hù)鏈或採用履帶墊輪胎等。由於輪胎式前裝機(jī)具有機(jī)動(dòng)靈活、設(shè)備投資少等優(yōu)點(diǎn)，因此，用途的廣泛性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他采裝機(jī)械。近年來它在一些露天礦山使用已日益增多。**前裝機(jī)在國內(nèi)外大型露天礦中，主要作為輔助設(shè)備，而在中、小型露天礦，尤其是一些非金屬露天礦，一般常用它進(jìn)行裝載作業(yè)。輪胎式前裝機(jī)在露天礦可有以下幾種使用情況：（1）作為主要采裝設(shè)備直接向自卸汽車、鐵路車輛、移動(dòng)式膠帶運(yùn)輸機(jī)的受礦漏斗裝載。（2）當(dāng)運(yùn)距不大時(shí)，作為主要采裝運(yùn)輸設(shè)備取代挖掘機(jī)和自卸汽車，將礦石直接運(yùn)往溜井、鐵路車輛的轉(zhuǎn)載平臺(tái)，以及從儲(chǔ)礦場向固定破碎設(shè)備運(yùn)礦或從爆堆中采裝礦石運(yùn)至移動(dòng)式或半固定式破碎設(shè)備。（3）當(dāng)剝離工作面距排土場較近或剝離工作量不大時(shí)，可用前裝機(jī)將巖石直接運(yùn)到排土場。在大型露天礦中，可作高臺(tái)階排土場的倒運(yùn)設(shè)備。**（4）在大型露天礦可用作輔助設(shè)備。如代替推土機(jī)堆集爆破後飛散的礦巖，從工作面將不合格的大塊運(yùn)往二次破碎地點(diǎn)，建築和維護(hù)道路，平整排士場，向挖掘機(jī)和鑽機(jī)運(yùn)送燃料、潤滑材料和重型零件，清除積雪等。（5）在大型露天礦和多金屬礦體、多工作面開採時(shí)，可用前裝機(jī)與挖掘機(jī)配合工作，以減少裝載時(shí)間和降低采裝成本。例如，用前裝機(jī)采裝爆堆高度小的部分；用前裝機(jī)將爆破後飛散的礦巖堆集起來並裝入汽車，為大型挖掘機(jī)創(chuàng)造良好的工作條件。（6）用前裝機(jī)代替挖掘機(jī)和自卸汽車掘進(jìn)露天塹溝，可減少塹溝寬度和掘溝工程量，提高掘溝速度。（7）在電鏟移動(dòng)過程中，可以參加輔助作業(yè)，移動(dòng)電纜，移動(dòng)電桿。在鐵路運(yùn)輸?shù)牡V山可以用來移道等輔助作業(yè)。**************3.5鏟運(yùn)機(jī)采裝XYWJD-1電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)********

露天礦運(yùn)輸**4.1概述

運(yùn)輸工作實(shí)露天礦的主要生產(chǎn)工序之一，其主要任務(wù)是降采場采出的礦石運(yùn)送到選礦廠、破碎站或貯礦場，把剝離巖土運(yùn)到排土場，並降生產(chǎn)過程中所需要的人員、機(jī)具設(shè)備和材料運(yùn)送到作業(yè)地點(diǎn)。**露天礦運(yùn)輸特點(diǎn)（1）基本物料運(yùn)量大部分集中於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)有衝擊作用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)輸週期中的技術(shù)停歇時(shí)間佔(zhàn)有很大比重**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）礦巖的坡度陡巖石需分采和配礦時(shí)，運(yùn)輸組織十分複雜露天礦運(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**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)路及個(gè)別區(qū)段應(yīng)盡可能固定不動(dòng)，開採期間力爭所需移動(dòng)設(shè)備量最小一個(gè)露天礦最好採用較簡單的運(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，採礦成本最低**露天礦常用的運(yùn)輸方式自卸汽車運(yùn)輸鐵路運(yùn)輸帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸提升機(jī)運(yùn)輸重力運(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）**4.2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，特別適合於地形、地質(zhì)複雜的條件爬坡能力強(qiáng)，在高度相同的條件下，可縮短運(yùn)距，基建工程量小，基建速度快運(yùn)輸組織簡單，可簡化開採工藝，提高採掘效率便於採用近距離分散排土場或高段排土場，減少排土場用地和提高排土效率道路修築和養(yǎng)護(hù)簡單**礦用自卸汽車裝載能力為330噸**自卸汽車的缺點(diǎn)（不足）噸公里運(yùn)費(fèi)高，自卸汽車的維修和保養(yǎng)工作量大受氣候影響較大，在雨季、大霧和冰雪條件下行車?yán)щy深凹露天礦採用汽車運(yùn)輸會(huì)造成采坑內(nèi)的空氣污染**4.2.1公路分類及其技術(shù)等級(jí)礦用公路的特點(diǎn)：斷面形狀複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(duì)服務(wù)年限短

所以，要求公路結(jié)構(gòu)簡單，並具有相對(duì)的堅(jiān)固性和耐磨性**按用途分：生產(chǎn)公路輔助公路按公路性質(zhì)和位置分：運(yùn)輸幹線運(yùn)輸支線輔助線路**按服務(wù)年限，生產(chǎn)公路分為：固定公路半固定公路臨時(shí)性公路**按行車密度、行車速度、年運(yùn)輸量分級(jí)**公路等級(jí)礦山規(guī)模與公路性質(zhì)運(yùn)輸量(萬噸/年)行車密度(輛/小時(shí))設(shè)計(jì)行車速度(Km/h)Ⅰ大型露天礦固定幹線>1300>7535Ⅱ大型露天礦固定幹線240～130030～7525Ⅲ中小型露天礦固定幹線及支線<240<3020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)：路基寬路面路肩橫坡路基邊坡排水溝縱坡**路面結(jié)構(gòu)柔性路面、剛性路面露天礦公路路面分級(jí)：高級(jí)路面次高級(jí)路面中級(jí)路面低級(jí)路面路面結(jié)構(gòu)（單層、多層）**1.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**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**線路縱斷面要素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**4.2.2礦用汽車選型**4.2.2礦用汽車選型（1）汽車類型後卸式汽車拖拉牽引的半拖車拖車（2）載重與挖掘機(jī)的鬥容保持一定的比例關(guān)係，運(yùn)距為1～1.5km時(shí)，車箱與鏟鬥合理容積為（4～6）：1**（3）傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)液壓傳動(dòng)電力傳動(dòng)****100T**電動(dòng)輪自卸汽車的主要優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠，制停準(zhǔn)確自動(dòng)調(diào)速，運(yùn)行操作平穩(wěn)設(shè)備完好率高，維修工作量小，維修費(fèi)用低牽引性能好，爬坡能力強(qiáng)運(yùn)輸效率高，成本低，經(jīng)濟(jì)效果好缺點(diǎn)：自重大，涉水高度小**礦用自卸汽車結(jié)構(gòu)要求車體和底盤結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的堅(jiān)固性，並有減振性能良好的懸掛裝置；（裝車、顛簸）運(yùn)輸硬巖的車體必須採用耐磨而堅(jiān)固的金屬結(jié)構(gòu)卸載時(shí)應(yīng)機(jī)械化，而且動(dòng)作迅速；司機(jī)頂棚上應(yīng)有保護(hù)板，對(duì)於含有害礦塵的礦山，司機(jī)室要封閉，最好能夠強(qiáng)制通風(fēng)；制動(dòng)裝置要可靠，起步加速性能和通過性能應(yīng)良好；司機(jī)勞動(dòng)條件要好，駕駛操縱輕便，視野開闊。**公路運(yùn)輸計(jì)算自卸汽車運(yùn)輸能力和道路通過能力自卸汽車運(yùn)輸能力臺(tái)班運(yùn)輸能力：汽車的運(yùn)輸週期通常由裝載時(shí)間、卸載時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、調(diào)車等進(jìn)時(shí)間等組成**自卸汽車工作臺(tái)數(shù)和在冊(cè)臺(tái)數(shù)分別按以下公式計(jì)算：**道路通過能力單位時(shí)間內(nèi)通過某一區(qū)段的車輛數(shù)。一般選車流最集中的區(qū)段進(jìn)行計(jì)算，如出入溝、平面交叉路口等。計(jì)算公式如下（每小時(shí)通過的車輛數(shù)）：**汽車與挖掘機(jī)之間的重分配問題必須滿足的基本條件：供一定的挖掘機(jī)組（貨流）用的有限汽車數(shù)派往單一挖掘機(jī)的汽車數(shù)不應(yīng)超過規(guī)定的最大允許汽車數(shù)汽車的分配應(yīng)保證挖掘機(jī)最大均衡地完成班生產(chǎn)計(jì)畫工作量

經(jīng)濟(jì)角度採用智能控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)配**4.3鐵路運(yùn)輸鐵路運(yùn)輸適用於儲(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)易於自動(dòng)控制運(yùn)輸成本低對(duì)礦巖性質(zhì)和氣候條件的適應(yīng)性強(qiáng)運(yùn)輸能力大**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(duì)地形和礦體賦存條件的適應(yīng)性差線路系統(tǒng)和運(yùn)輸組織工作複雜受開採深度限制**4.3.1牽引機(jī)械設(shè)備常用的牽引設(shè)備有：電力機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車電力（交流電）機(jī)車特點(diǎn)：減少牽引機(jī)車電網(wǎng)損失粘著係數(shù)高制動(dòng)性能好對(duì)通訊干擾較大、價(jià)格昂貴**4.3.2線路的分類和技術(shù)等級(jí)線路按露天礦生產(chǎn)工藝特點(diǎn)分：固定線半固定線移動(dòng)線固定線路按設(shè)計(jì)年運(yùn)量分三個(gè)等級(jí)，如表所示**鐵路線路等級(jí)**線路等級(jí)單線重車方向最大年運(yùn)量（萬t）鐵路軌距（mm）1435900762600Ⅰ>600>250150~200—Ⅱ300~600150~25050~15030~50Ⅲ<300<150<50<304.3.3鐵路線路的定線指在地面上或在地形平面圖上標(biāo)出線路中心線的合理空間位置，且符合下列原則：滿足開採要求，同總平面佈置協(xié)調(diào)一致平縱斷面設(shè)計(jì)符合規(guī)範(fàn)與規(guī)程規(guī)定礦巖運(yùn)距短，避免反向運(yùn)輸車站分佈合理土石方工程量小綜合經(jīng)濟(jì)效益高**凹陷采場定線山坡采場及地面幹線定線**4.3.4列車運(yùn)輸能力列車運(yùn)輸能力（t/d）可按下式計(jì)算：同時(shí)工作的列車數(shù)為：**4.3.5線路通過能力單線區(qū)間通過能力雙線區(qū)間通過能力車站通過能力**4.4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)勞動(dòng)條件好易於自動(dòng)控制經(jīng)濟(jì)效益好，運(yùn)輸成本比汽車低**缺點(diǎn)：投資較大對(duì)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受氣候影響較大**4.4.1帶式運(yùn)輸機(jī)的類型帶式運(yùn)輸機(jī)主要有：膠帶運(yùn)輸機(jī)鋼繩牽引帶式運(yùn)輸機(jī)移置式帶式運(yùn)輸機(jī)（移動(dòng)式、半固定式、固定式）****4.4.2帶式運(yùn)輸機(jī)參數(shù)與選型運(yùn)輸機(jī)帶寬帶式運(yùn)輸機(jī)的帶速帶式運(yùn)輸機(jī)的傾角帶式運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)距與運(yùn)量**4.5聯(lián)合運(yùn)輸常見的聯(lián)合運(yùn)輸方式：汽車與鐵路運(yùn)輸汽車運(yùn)輸與帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸汽車運(yùn)輸與箕鬥提升運(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)輸箕架空索道運(yùn)輸帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸與水力運(yùn)輸**4.5.1平硐溜井運(yùn)輸溜井的結(jié)構(gòu)要素：溜井的傾角溜井的深度溜井?dāng)嗝嫘螤詈统叽?***平硐溜井系統(tǒng)生產(chǎn)能力溜井上口的卸礦能力P（t/班）依據(jù)工作面運(yùn)輸方式確定溜口連續(xù)放礦能力R（t/min）平硐運(yùn)輸通過能力Q（t/班）與地面運(yùn)輸方式有關(guān)**4.6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)不允許採用溜井溜放時(shí)，可採用斜坡提升機(jī)將礦石下放至地面。可用於開採深度超過150～200m、開採面積小、礦巖堅(jiān)硬的凹陷露天礦。**（1）窄軌鐵路與斜坡串車聯(lián)合運(yùn)輸**（2）汽車（鐵路）與斜坡箕鬥聯(lián)合運(yùn)輸****

排巖工作2024-1-181825.1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，並將其運(yùn)至專設(shè)的排棄場地（廢石場）。排巖工作：剝離巖土、貧礦、難選礦物廢石場：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)害控制與複墾**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，並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)儘量靠近露天采場優(yōu)先利用露天采空區(qū)作廢石場，選擇外部廢石場時(shí)，要充分考慮佔(zhàn)用土地的時(shí)間效益廢石場應(yīng)位於居民點(diǎn)的主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)側(cè)地帶，並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，制定土地複墾規(guī)劃**廢石場總?cè)莘e應(yīng)與露天礦總剝離量相適應(yīng)按剝離量所需的廢石場有效容積計(jì)算公式：**

露天礦的排巖工藝是按運(yùn)輸方式和排巖設(shè)備的不同而劃分的。常用的排巖工藝可分為：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)排巖倒堆吊鬥鏟排巖水力排巖**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****排巖工作應(yīng)注意的問題汽車進(jìn)入廢石場後沿廢石場公路到達(dá)卸巖段，然後調(diào)車，其調(diào)車寬度要大於汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑，然後汽車後退，靠近邊坡翻卸巖土翻卸後留在平臺(tái)上的巖堆寬度的大小對(duì)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)儘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，車擋高度一般不低於0.6～0.8m新堆棄的巖土密實(shí)性小，孔隙大，經(jīng)壓實(shí)後臺(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**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**5.2.2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)****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，延長移道週期，縮短列車入換時(shí)間，採用鐵路運(yùn)輸時(shí)，亦可採用輪胎式前裝機(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****5.2.3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)裏的接收輸送機(jī)，再輸送到卸載輸送機(jī)迸行排巖（上排或下排）推土機(jī)平整工作面並完成其他輔助作業(yè)帶式輸送機(jī)移位並開始下一排巖迴圈****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；近水準(zhǔn)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；一般不宜採用分散的廢石場**帶式排土機(jī)排巖工藝適用條件剝離物為f＜3的軟巖。中硬以上巖石或不適合膠帶輸送的大塊，需經(jīng)爆破法破碎後方可考慮採用。水準(zhǔn)或近水準(zhǔn)礦層，在覆蓋層厚度或夾層厚度小於設(shè)備作業(yè)規(guī)格時(shí)，可實(shí)現(xiàn)橫向直接內(nèi)排。氣溫低於-25C0應(yīng)有防寒措施，實(shí)行季節(jié)性剝離作業(yè)；風(fēng)速大於7~8級(jí)時(shí)，帶式排土機(jī)應(yīng)停止作業(yè)。設(shè)備作業(yè)及行走時(shí)坡度限制一般為：縱向坡度作業(yè)時(shí)為1/20~1/30，行走時(shí)1/10~1/20；橫向坡度為1/20**5.2.4排巖工藝選擇排巖設(shè)備的選擇取決於剝離工程中采運(yùn)工藝環(huán)節(jié)所採用的設(shè)備類型，特別是運(yùn)輸設(shè)備的類型設(shè)備選擇取決於排棄巖土的性質(zhì)、氣候條件、廢石場位置、要求的排巖能力以及排巖設(shè)備來源等因素。所選擇的排巖工藝應(yīng)能滿足安全、高效、經(jīng)濟(jì)等要求**排棄巖土的性質(zhì)對(duì)排巖設(shè)備的選擇有重大影響。在鐵路運(yùn)輸條件下，鏟運(yùn)機(jī)僅適於排棄鬆軟且不含塊石的巖土；當(dāng)在高臺(tái)階條件下排棄中硬以下且含水巖土?xí)r，臺(tái)階的穩(wěn)定成為突出矛盾，從增加排巖寬度、減少移道次數(shù)和使鐵道路基穩(wěn)定等出發(fā)，較靈活的和排巖寬度較大的前裝機(jī)、推土機(jī)以及吊鬥鏟等排巖設(shè)備優(yōu)於機(jī)械鏟**氣候條件也對(duì)排巖設(shè)備的選擇有重大影響。雨水較多的地區(qū)，通常不宜採用高排巖臺(tái)階作業(yè)；冰凍期長，大風(fēng)頻繁的地區(qū)不宜採用帶式排土機(jī)作業(yè)。在氣候條件不利的地區(qū)，應(yīng)選擇可靠性較高的機(jī)械鏟、吊鬥鏟、推土機(jī)或前裝機(jī)等排巖設(shè)備。**選擇的排巖設(shè)備應(yīng)滿足排巖能力的要求。在鐵路運(yùn)輸條件下，以機(jī)械鏟和吊鬥鏟的排巖能力最高，推土機(jī)、前裝機(jī)等次之。在相同的運(yùn)輸方式下，當(dāng)兩種排巖工藝均能滿足要求時(shí)，若選擇投資大的排巖設(shè)備應(yīng)做好充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。採用前裝機(jī)作為采、運(yùn)、排設(shè)備時(shí)，視前裝機(jī)規(guī)格不同，其合理運(yùn)距一般為100～1000m。鏟運(yùn)機(jī)作為采、運(yùn)、排設(shè)備使用時(shí)，其合理運(yùn)距不大於1.5km。**5.3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築根據(jù)地形條件的不同，分為山坡和平地兩種修築方法。山坡廢石場初始排土線的修築是先在山坡挖一單壁路塹，整平後鋪上鐵軌，形成鐵路運(yùn)輸?shù)某跏寂磐辆€。****若採用汽車運(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築需要分層堆壘和逐漸漲道。採用挖掘機(jī)修築時(shí)，首先從原地取土，並在旁側(cè)堆築第一分層，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)平整後輔上鐵軌，就可由列車運(yùn)送巖土並翻卸在路堤旁，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。****採用推土機(jī)修築時(shí)，一般用兩臺(tái)推土機(jī)對(duì)推。此法可修築高度在5m以內(nèi)的排土線初始路堤。**（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。**多線廢石場擴(kuò)展方式**為了在有限的面積內(nèi)增加廢石場的受巖容積，可採用多層排巖。多層排巖就是在幾個(gè)不同水準(zhǔn)上同時(shí)進(jìn)行排巖，並向同一方向發(fā)展。為此可採用直進(jìn)式或折返式線路，建立各分層之間的運(yùn)輸聯(lián)繫。各層排土線的發(fā)展在空間與時(shí)間關(guān)係上要合理配合，為保證安全和正常作業(yè)，上、下兩臺(tái)階之間應(yīng)保持一定的超前距離，並使之均衡發(fā)展。**5.3.2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。**常見的失穩(wěn)現(xiàn)象：廢石場變形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於沼澤和巖土鬆散的基底上疏幹排水工作差**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)硬巖塊排於底層，表土排於上部，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：在廢石場坡腳修築攔擋構(gòu)築物，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，攔截並蓄存泥石流。當(dāng)廢石場下遊地勢不具備築壩攔淤條件時(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。**（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**

露天礦防水與排水工作6.1概述6.1.1露天礦防水與排水工作的重要性露天礦的湧水來源：大氣降水地表徑流地下湧水露天采場，特別是凹陷露天采場本身就相當(dāng)於一口大井，從客觀上它具備了彙集大氣降水、地表徑流和地下湧水的條件。因此，在露天礦的整個(gè)生產(chǎn)期間，甚至基建期間都要採取有效的防、排水措施。露天礦湧水對(duì)開采工作的影響和危害降低設(shè)備效率和使用壽命。如挖掘機(jī)在有水的工作面上作業(yè)時(shí)，其工作時(shí)問利用係數(shù)一般只達(dá)到正常時(shí)的1/2~1/3、對(duì)於運(yùn)輸設(shè)備不僅降低效率而且威脅行車安全。水還增加了設(shè)備故障並降低使用壽命。降低礦山工程下降速度。采場底部匯水受淹會(huì)降低掘溝速度，從而降低礦山工程下降速度，給新水準(zhǔn)的準(zhǔn)備工作造成很大困難。破壞邊坡的穩(wěn)定性。水是促使滑坡的一個(gè)主要因素，它能使巖體的內(nèi)摩擦角和粘聚力等物理性能指標(biāo)降低，從而削弱邊坡巖體的抗剪強(qiáng)度。6.1.2露天礦湧水的影響因素自然因素氣候條件、地表水體、地形條件、巖石結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造人為因素大氣降水的滲透是地下水獲得補(bǔ)給的主要來源，而蒸發(fā)又是潛水的主要排泄方式之一，所以氣候?qū)Φ叵滤乃看笮?；水位高低有直接的影響。在氣候條件中又以降水量和蒸發(fā)量對(duì)地下水的影響最大。氣候條件具有較強(qiáng)的地區(qū)特徵，從而決定了礦床的含水性不僅具有季節(jié)性的特徵，而且也有明顯的區(qū)域性特徵。地表水體和地下水在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)化和補(bǔ)給，兩者之間有著密切聯(lián)繫。因此，在地表水水網(wǎng)密度大的地區(qū)建設(shè)礦山時(shí)，必須查明地表水體與礦體之間的水力聯(lián)繫情況，特別是在裂隙發(fā)育、透水性較好的巖層中，地表水體很可能成為礦山湧水的水源。地形影響到地下水的迴圈條件和含水巖層埋藏的深度。一般在地形切割較為劇烈的地區(qū)，地表徑流量大而地下徑流量?。环粗?，在地形比較平緩的地區(qū)，地表徑流量小，而地下徑流量大，地下水比較充沛，礦床的充水量比較大，而且比較穩(wěn)定。巖石結(jié)構(gòu)緻密、節(jié)理裂隙不發(fā)育時(shí)，其透水性很弱，不易充水，甚至隔水；反之，透水性就較強(qiáng)，充水量也較大。巖石中的孔隙不僅是大氣降水和地表水補(bǔ)給的通路，而且往往也是彙集和貯存地下水的場所。巖石的產(chǎn)狀和揩皺、斷層等構(gòu)造也影響地下水的靜貯量，有時(shí)還構(gòu)成地表水與地下水之間的水力聯(lián)繫。如斷層破碎帶是地下水的導(dǎo)水通路，也經(jīng)常是礦山湧水的管道，但是由壓應(yīng)力形成的斷層，由於破碎的巖塊被擠壓成粉狀並膠結(jié)十分緊密，以至透水性很低甚至隔水，形成自然的隔水帷幕。露天礦湧水人為因素對(duì)防、排水工作的重要性認(rèn)識(shí)不足，或不掌握礦山的水文地質(zhì)資料，不採取有效的防、排水措施等，往往容易導(dǎo)致突然湧水，引起不必要的損失。由於開採工作的錯(cuò)誤而打通了含水層，使礦山湧水突然增大。對(duì)邊坡參數(shù)確定不合理或維護(hù)不善，發(fā)生大面積滑坡時(shí)，容易誘發(fā)湧水，甚至造成滑坡與湧水之間的相互誘發(fā)廢棄的礦坑常有大量積水，當(dāng)排水工作停止後，廢坑內(nèi)的積水水位將會(huì)上漲。這種水源一旦與采場溝通，在一瞬間就會(huì)以很大的水壓和水量突然湧人采場。地質(zhì)勘探工作結(jié)束後，必須用粘土或水泥將鑽孔封死，否則，未封閉或封閉不嚴(yán)的鑽孔一經(jīng)開採就成為溝通含水層和地表水的通路，將水引人作業(yè)區(qū)。6.2露天礦防水露天礦防水工作的目的在於防止地表水和地下水湧入采場。防水的措施很多，其中礦床疏幹就是一項(xiàng)防止地下湧水比較全面而徹底的防水方法。防水工作必須貫徹以防為主，防排結(jié)合的原則，並應(yīng)與排水、疏幹統(tǒng)籌安排。地面防水措施截水溝河流改造調(diào)洪水庫攔河護(hù)堤地下湧水防治探水鑽孔防水牆和防水門防水礦柱防滲帷幕6.3露天礦排水排水是排除礦坑湧水所採取的方法和設(shè)施的總稱6.3.1露天采場排水量計(jì)算露大采場的水量組成地下水湧水量 地下水湧水量按水文地質(zhì)條件計(jì)算降雨徑流量 降雨徑流量是降雨經(jīng)自然下滲後積存在地面上的水量。降雨徑流量的大小分別按正常降雨量和設(shè)計(jì)暴雨頻率的暴雨徑流量計(jì)算.正常降雨徑流量是按歷年的雨季的平均降雨量計(jì)算:設(shè)計(jì)暴雨頻率的暴雨徑流量是按一定的暴雨頻率計(jì)算出來的最大降雨徑流量6.3.2暴雨貯排平衡

降雨徑流量的波動(dòng)與排水設(shè)備的相對(duì)固定是露天礦排水的基本矛盾，兩者間的差額就需用貯水池來平衡。貯水池的合理容量取決於設(shè)計(jì)暴雨頻率和水泵排除積水所需的時(shí)間（歷時(shí)）。貯水池的合理容積可按下圖用圖解法確定。

在確定貯水池容積時(shí)，還必須考慮到露天采場的允許淹沒程度。允許淹沒程度用允許淹沒時(shí)間和允許淹沒高度表示。當(dāng)暴雨出現(xiàn)時(shí)，允許露天坑底貯水，短時(shí)間淹沒最低工作臺(tái)階，排除該積水的期限即為允許淹沒時(shí)間，一般為l～7天。允許淹沒高度應(yīng)保證受淹後仍使排水工作能繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)採用露天固定式或半固定式水泵排水時(shí)，其允許淹沒高度不應(yīng)超過水泵的吸水高度；而對(duì)於移動(dòng)式水泵、潛水泵、水泵船和地下固定式水泵，就不受淹沒高度條件的限制。6.3.3露天礦排水系統(tǒng)露天礦排水方式：露天排水（明排）地下排水（暗排）這兩種排水方式的選擇，不僅要對(duì)比它們的直接投資和排水經(jīng)營費(fèi)用，而且還需要考慮到它們對(duì)採礦工藝和設(shè)備效率的影響，以及由此而引起的對(duì)礦山總投資和總經(jīng)營費(fèi)的影響。排水系統(tǒng)是排水工程、管道、設(shè)備在空間的佈置形式。露天礦的排水系統(tǒng)主要形式及其適用條件如表6－1。

選擇排水系統(tǒng)除考慮的因素排水方式選擇礦區(qū)降雨情況水文地質(zhì)條件、地形開採規(guī)模和服務(wù)年限采剝方法和礦巖種類用戶對(duì)礦石的要求通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較進(jìn)行。排水方式分類：自流排水露天排水（采場底部集中排水系統(tǒng)、采場分段接力排水系統(tǒng)）井巷排水（集中一段排水系統(tǒng)、分段接力排水系統(tǒng)）聯(lián)合排水

露天開採境界7.1概述7.1.1露天開採境界的組成及其影響因素 由於礦床埋藏條件不同，在確定礦床開採方式時(shí)可能遇到下列三種情況：礦床全部宜用地下開採；礦床上部宜用露天開採而下部用地下開採；礦床全部宜用露天開採，或上部用露天開採而剩餘部分暫不宜開採。

露天開採境界的組成要素：露天礦的底部周界最終邊坡開採深度

露天開採境界設(shè)計(jì)就是要合理地確定這些要素。露天開採境界的大小決定了露天礦的可采儲(chǔ)量和剝離巖量。開採境界的位置和演化與露天礦開拓、采剝程式、生產(chǎn)能力以及基建工程量密切相關(guān)，並直接影響礦床開採的總體經(jīng)濟(jì)效果。因此，合理確定露天開採境界不僅是一個(gè)技術(shù)問題，也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題。確定露天開採境界的影響因素自然因素經(jīng)濟(jì)因素技術(shù)組織因素露天開採境界不是一成不變的露天開採境界可分為分期境界和最終境界7.1.2剝采比在露天開採境界的某一特定區(qū)域內(nèi)，剝離巖石量與采出礦石量的比值稱為剝采比。在露天開採設(shè)計(jì)中，常用不同含義的剝采比反映不同的開採空間或開採時(shí)間的剝采關(guān)係及其限度。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幾個(gè)概念術(shù)語實(shí)際貧化率實(shí)際回收率視在回收率7.2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7.2.1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：於是可得：則經(jīng)濟(jì)合理剝采比即為上式的最大值，即（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於地采精礦成本。即於是可得精礦經(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：7.2.2儲(chǔ)量盈利比較法該方法是將單位工業(yè)儲(chǔ)量的地下開採盈利作為露天礦開採盈利的下限，即於是可得經(jīng)濟(jì)合理剝采比為：7.2.3盈虧平衡法盈虧平衡法適用於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於零，以保證礦山不虧損。即於是可得經(jīng)濟(jì)合理剝采比：7.2.4各種方法得相互關(guān)係和適用條件

儲(chǔ)量盈利比較法系列的基本思想是要求單位工業(yè)儲(chǔ)量的露采最終盈利不小於地采盈利。該系列的基本方法是儲(chǔ)量盈利比較法，系列中的其他方法都是該方法的特殊形式。假設(shè)露采和地采單位工業(yè)儲(chǔ)量所獲原礦的數(shù)量和品質(zhì)均相同，即：則有在這種情況下，儲(chǔ)量盈利比較法簡化為原礦成本比較法，即：若露采和地采單位工業(yè)儲(chǔ)量所獲精礦數(shù)量和品質(zhì)均相同，則有上式表明，此時(shí)可以通過比較精礦成本來反映儲(chǔ)量盈利情況，即精礦成本比較法與儲(chǔ)量盈利比較法在這種情況下等價(jià)。

顯然，當(dāng)?shù)V床僅適用露天開採而不宜用地下開採時(shí)，意味著，此時(shí)儲(chǔ)量盈利比較法就簡化為盈虧平衡法，即7.2.5其他計(jì)算方法7.3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，分別適用於不同技術(shù)特徵的礦床，不過這些計(jì)算方法的原理是一致的。下麵僅討論長露天礦開採傾斜及急傾斜礦床的情況。開採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。該圖表示地形平坦的規(guī)則礦體，其水準(zhǔn)厚度為m，傾角為a。露天開採境界的頂、底幫邊坡角分別為γ和β，abcd和a1b1c1d1

分別是深度H和H一ΔH的境界，ag和dh為cc1的平行線。為了確定境界剝采比，需要分別計(jì)算四邊形b1c1cb、aa1b1b和d1dcc1的面積ΔA、ΔV1和ΔV2。根據(jù)幾何關(guān)係，有：由此可得到巖石增量於礦石增量之比值：當(dāng)ΔH0時(shí)，可得境界剝采比：上式表明，境界剝采比可用線段（gb+ch）與bc的長度之比來確定一般情況下用投影線段比法計(jì)算境界剝采比的步驟如下：如下圖所示，首先繪出深度H的露天開採境界abcd，它交地表於a、d兩點(diǎn)，交分支礦體於e、f、g、h點(diǎn)；再確定境界底部的延深方向，即將本水準(zhǔn)一側(cè)下部境界點(diǎn)c與上水平同側(cè)下部境界點(diǎn)c0相連，得投影方向線cc0；然後，依次從a、e、f、g、h、d作cc0

的平行線，交水平線bc於a1、e1、f1、g1、h1、d1。深度H的境界剝采比為：於是可得儲(chǔ)量境界剝采比和原礦境界剝采比分別為：7.4確定露天開採境界得原則露天開採境界的大小決定了露天礦採礦量和剝離量的多少。隨著露天開採境界的延深和擴(kuò)展，在採礦量增加的同時(shí)剝離量也大幅度增加，從而導(dǎo)致剝采比不斷增大。因此，露天開採境界的確定，實(shí)質(zhì)上是對(duì)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)可以歸納成下麵討論的三種原則。（1）境界剝采比不大於經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則（2）平均剝采比不大於經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則（3）生產(chǎn)剝采比不大於經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則（1）境界剝采比不大於經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則

該原則的實(shí)質(zhì)是，露天開採境界向下延深時(shí)，露采的邊際經(jīng)濟(jì)效益不劣於地采經(jīng)濟(jì)效益。該原則的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是使整個(gè)礦床的開採盈利最大。假設(shè)有最大埋深為H0的規(guī)則礦床，其橫斷面如下圖所示。礦床上部和下部分別採用露天開採和地下開採，其開採盈利可以表示為露天開採境界深度H的函數(shù)u（H），即：令du/dH=0，可以獲得使u(H)達(dá)到最大值的露天開採境界最佳深度，並由此可以得出開採境界最佳深度所對(duì)應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件：目前，國內(nèi)外普遍運(yùn)用nJ≤nJH原則來圈定露天開採境界。但是，對(duì)於某些覆蓋層較厚或不連續(xù)的礦體，這一原則不適用。如下圖所示的礦體，abcd是按這一原則確定的露天開採境界，但其平均剝采比大於經(jīng)濟(jì)合理剝采比，這意味著該境界在經(jīng)濟(jì)上明顯不合理。（2）平均剝采比不大於經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則對(duì)於露天開採境界內(nèi)的全部礦巖量，這一原則要求露天開採的總體經(jīng)濟(jì)效果不劣於地下開採。如下圖所示，設(shè)abcd是露天開採境界，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：上式的左端是平均剝采比，右端是經(jīng)濟(jì)合理剝采比?？梢宰C明，平均剝采比不大於經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是：在滿足露采的平均經(jīng)濟(jì)效果不劣於地采的條件下，使劃歸露天開採境界的礦石儲(chǔ)量最大。由於這一原則是採用算術(shù)平均的方法，因此難免會(huì)使露天開採某些時(shí)期的經(jīng)濟(jì)效果劣於地下開採。

nP≤nJH原則可以與nJ≤nJH原則合用。對(duì)於某些覆蓋層很厚或不連續(xù)的礦體，按nJ≤nJH原則圈出開採境界後，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。此外，對(duì)於某些貴重或稀有礦物的高價(jià)值礦床或小型礦山，為了儘量採用露天開採以減少礦石的貧化損失，可以運(yùn)用這個(gè)原則來確定開採境界，藉以擴(kuò)大露天開採範(fàn)圍。（3）生產(chǎn)剝采比不大於經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則

生產(chǎn)剝采比可以反映露天礦生產(chǎn)的實(shí)際剝采比。因此按nS≤nJH原則確定開採境界，可以使露天礦任何生產(chǎn)時(shí)期的經(jīng)濟(jì)效果都不劣於地下開採。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採境界比按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，由於生產(chǎn)剝采比的概念不易明確界定，加之它與采深的關(guān)係較為複雜而不易把握，因而該原則相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法的可操作性較差。鑒於上述原因，這個(gè)原則很少採用。7.5確定露天開採境界得方法和步驟確定露天開採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)、露天礦采剝程式、開拓運(yùn)輸方式、線路參數(shù)等初步擬定以後進(jìn)行的。確定露天開採境界的方法，根據(jù)礦床的賦存條件不同而異。下麵僅以傾斜和急傾斜礦床為對(duì)象，介紹設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的按nP≤nJH原則確定露天開採境界的方法和步驟。（1）露天礦最終邊坡角的選取

露天礦最終邊坡角對(duì)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)定條件和開採技術(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，並用已有資料對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行初步分析和簡要計(jì)算。關(guān)於開採技術(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），其水準(zhǔn)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)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，較窄的安全平臺(tái)和清掃平臺(tái)在鄰近邊坡爆破時(shí)常遭破壞，以致不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。因此，近年來國內(nèi)外不少礦山採用預(yù)裂爆破並段，即把2～3個(gè)臺(tái)階的坡面有控制地連成一體，然後設(shè)置一個(gè)寬度達(dá)8～12m的清掃平臺(tái)，以便能有效地發(fā)揮攔截和清掃落石的作用。如果邊坡穩(wěn)定性較差，要求的邊坡角較緩，則不宜並段。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)和出人溝的寬度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)確定之後，符合開採技術(shù)條件的最終邊坡角β可用下式計(jì)算：對(duì)於急傾斜礦體，按上式計(jì)算的邊坡角不得大於也不應(yīng)過分小於按安全穩(wěn)定條件確定的最終邊坡角；對(duì)於緩傾斜礦體，若礦體傾角小於安全穩(wěn)定邊坡角，則底幫最終邊坡角應(yīng)等於礦體傾角，以便充分采出靠近下盤的礦石。（2）確定露天礦底部寬度和位置

露天礦的最小底寬，應(yīng)滿足採掘運(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)小於開段溝的底寬。露天礦的底部位置沿水準(zhǔn)方向移動(dòng)時(shí)，開採境界內(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)置於使平均剝采比最小的位置。（3）確定露天礦開採深度

確定露天開採境界的原則實(shí)質(zhì)上是確定露天礦開採深度的理論依據(jù)。確定開採深度的方法為方案－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採深度在地質(zhì)縱斷面圖上調(diào)整露天礦底部標(biāo)高（4）繪製露天礦底部周界根據(jù)設(shè)計(jì)開採深度和底部寬度，確定露天礦底平面，並繪製底部周界，如下圖所示。繪製步驟為：按調(diào)整後的露天礦底部標(biāo)高，繪製該水準(zhǔn)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)開採深度，繪製露天開採境界。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：底部周界要儘量平直，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)。（5）繪製露天礦開採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，並標(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於地形圖上，按照邊坡組成要素，從底部周界開始由裏向外依次繪出各個(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在平面圖上佈置開拓運(yùn)輸路線，即所謂的定線。從底部周界開始，由裏向外依次繪出各個(gè)臺(tái)階的坡面和平臺(tái)。與此同時(shí)，在佈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)，以上各步驟可以合併一次完成。即繪出露天礦底部周界後，根據(jù)定線方案，自裏向外直接繪出各臺(tái)階的平臺(tái)、坡面及出人溝，一步繪出露天礦開採終了平面圖。檢查和修正繪製的露天開採境界。由於原定的露天開採境界，特別是佈置開拓坑線的邊幫，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)或采剝程式，迸行局部修改，甚至重新確定露天開採境界。礦床露天開拓8.1概述露天礦開拓就是建立地面到露天采場各工作水準(zhǔn)以及各工作水準(zhǔn)之間的礦巖運(yùn)輸通道，建立採礦場、受礦點(diǎn)、廢石場、工業(yè)場地之間的運(yùn)輸聯(lián)繫，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佈置形式，目的是保證礦山持續(xù)生產(chǎn)。露天礦床開拓與運(yùn)輸方式和礦山工程的發(fā)展有著密切聯(lián)繫，而運(yùn)輸方式又與礦床地質(zhì)地形條件、開採境界、生產(chǎn)規(guī)模、受礦點(diǎn)和廢石場位置等因素有關(guān)。所以，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)的程式，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準(zhǔn)準(zhǔn)備，以建立合理的礦床開發(fā)運(yùn)輸系統(tǒng)。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8.2開拓方法

8.2.1公路運(yùn)輸開拓公路運(yùn)輸開拓採用的主要設(shè)備是汽車。其坑線佈置形式有：直進(jìn)式回返式螺旋式多種形式相結(jié)合的聯(lián)合方式（1）直進(jìn)式坑線開拓當(dāng)山坡露天礦高差不大、地形較緩、開採水準(zhǔn)較少時(shí)，可採用直進(jìn)式坑線開拓，如下圖所示。運(yùn)輸幹線一般佈置在開採境界外山坡的一側(cè)，工作面單側(cè)進(jìn)車。當(dāng)凹陷露天礦開採深度較小，采場長度較大時(shí)，也可採用直進(jìn)式坑線開拓。公路幹線一般佈置在采場內(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)人各開採水準(zhǔn)。但由於露天礦采場長度有限，往往只能局部採用直進(jìn)式坑線開拓。（2）回返式坑線開拓當(dāng)露天礦開採相對(duì)高差較大、地形較陡，採用直進(jìn)式坑線有困難時(shí)，常採用回返式坑線開拓，或採用直進(jìn)－回返聯(lián)合坑線開拓，如下圖所示。山坡露天礦開拓幹線在基建時(shí)期應(yīng)修築到最上一個(gè)開採水準(zhǔn)。開拓線路一般沿自然地形在山坡上開掘單壁路塹，隨著開採水準(zhǔn)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)儘量就近佈置在采場端幫開採境界以外，以保證幹線位置固定且礦巖運(yùn)輸距離較短。在采場位於孤立山峰條件下，則應(yīng)將坑線佈置在開採工作面推進(jìn)方向的對(duì)側(cè)山坡卿非工作山坡一側(cè)），這樣，多水準(zhǔn)同時(shí)推進(jìn)時(shí)，可以保證下部工作面推進(jìn)不會(huì)切斷上部開採臺(tái)階的運(yùn)輸通道。凹陷露天礦的回返坑線一般佈置在采場底盤的非工作幫蔔，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。若坑線佈置在采場頂盤的非工作幫上時(shí)，則與上述柏反。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)，才將坑線佈置在采場的頂幫。回返坑線開拓適應(yīng)性較強(qiáng)，應(yīng)用較廣。但由於回返坑線的曲線段必須滿足汽車運(yùn)輸要求（如線路內(nèi)側(cè)加寬等），使最終邊幫角變緩，從而使境界的附加剝巖量增加。因此，應(yīng)盡可能減少回頭曲線數(shù)量，並將回頭曲線佈置在平臺(tái)較寬或邊坡較緩的部位。（3）螺旋坑線開拓螺旋坑線開拓一般用於深凹露天礦?？泳€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。由於沒有回返曲線段，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。但回採工作必須採用扇形工作線，其長度和推進(jìn)方向要經(jīng)常變化，巳各開採水準(zhǔn)相互影響，使生產(chǎn)組織工作複雜。當(dāng)采場面積較小，且長、寬尺寸相差不大，同時(shí)開採的水準(zhǔn)數(shù)較少，以及采場四周巖石比較穩(wěn)固時(shí)，可採用螺旋坑線開拓。由於露天采場空間一般是變化的，坑線往往不能採用單一的佈置形式，而多採用兩種或兩種以上的佈置形式，即聯(lián)合坑線，如下圖為上部回返，下部螺旋的回返－螺旋聯(lián)合坑線開拓方式。（4）公路運(yùn)輸開拓的出人溝口與連接平臺(tái)a.出人溝口公路開拓的坑線出人溝口應(yīng)儘量設(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)較近的地方；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，盡可能使礦石及巖石的綜合運(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採用多出人溝口。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，出人溝口的數(shù)目應(yīng)根據(jù)礦山規(guī)模、礦山總平面佈置及生產(chǎn)需要綜合進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析後確定，一般數(shù)目不宜過多。b.連接平臺(tái)開拓坑線一般採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，以及便於從坑線向各采剝臺(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)。8.2.2鐵路運(yùn)輸開拓（1）坑線位置因鐵路運(yùn)輸牽引機(jī)車爬坡能力小，每個(gè)水準(zhǔn)的出人溝和折返站所需線路較長，轉(zhuǎn)彎曲線半徑很大，故不適用於采場面積小，高差較大的露天礦開拓；也不宜採用移動(dòng)坑線或回返坑線。鐵路運(yùn)輸開拓採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，主要取決於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)，通常將坑線佈設(shè)在工作幫的背面山坡上；當(dāng)?shù)匦螢檠诱故缴狡聲r(shí)，通常將坑線佈設(shè)在采場的一側(cè)或兩側(cè)。山坡露天礦常採用直進(jìn)式或直進(jìn)折返式佈置。下圖為歪頭山露天鐵礦上部開拓系統(tǒng)示意圖。凹陷露天礦的坑線佈置形式主要取決於采場的大小與形狀、工作線的推進(jìn)方向和生產(chǎn)規(guī)模。通常將坑線佈設(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採後轉(zhuǎn)為凹陷露天開採。故確定坑線位置時(shí)，既要考慮總平面佈置的合理性，又要照顧以後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。（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700X104t時(shí)，多採用雙幹線開拓，其中一條為重車線，另一條為空車線；年運(yùn)量小於該值時(shí)，則採用單幹線開拓。

折返站設(shè)在出人溝與開採水準(zhǔn)的連接處，供列車換向和會(huì)讓之用。折返站的佈置形式較多，下圖為單幹線開拓，工作水準(zhǔn)為盡頭式運(yùn)輸和環(huán)行運(yùn)輸?shù)恼鄯嫡?。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、採用雙幹線開拓時(shí)，折返站的佈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(duì)較小，線路通過能力也相對(duì)較??；套袖式折返站線路的通過能力大，站場的長度和寬度均比燕尾式大。8.2.3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。8.2.4平銅溜井開拓平碉溜井開拓是借助於開鑿的平桐和溜井（溜槽），建立露天礦工作臺(tái)階與地表的運(yùn)輸聯(lián)繫。合理地確定溜井位置和結(jié)構(gòu)要素是其關(guān)鍵。確定溜井位置時(shí)，應(yīng)使溜井與採掘工作面間的平均運(yùn)距短，溜井和平硐的掘進(jìn)工程量小，一般應(yīng)保證溜井穿過的巖層穩(wěn)固，避開含水層和含泥多的巖層。平硐的位置與溜井位置關(guān)係密切，平硐應(yīng)盡可能短，不受爆破作業(yè)的影響，平硐口應(yīng)設(shè)在最高洪水位之上。下圖為平硐溜井開拓典型示意圖。當(dāng)溜井佈置在采場內(nèi)時(shí)，隨著開採水準(zhǔn)的下降，溜井口也要降低到相應(yīng)水準(zhǔn)，即溜井降段，一般每次降低一個(gè)臺(tái)階高度。下圖為溜井貯礦爆破降段示意圖。降段時(shí)溜井周圍的礦石可用淺孔爆破，以免產(chǎn)生大塊落人溜井引起堵塞。溜井的堵塞、跑礦以及磨損是平硐溜井開拓的三大災(zāi)害、礦石粉礦多或含泥多時(shí)，在相應(yīng)水分條件下易產(chǎn)生堵塞，處理堵塞時(shí)又易發(fā)生跑礦。磨損是溜井在礦石衝擊作用下井壁形態(tài)發(fā)生改變的破壞。8.2.5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