露天采矿概论ppt课件

1、：:联络方式：1 露天开采规模与矿石质量露天开采规模与矿石质量 延续消费工艺系统 延续、半延续及倒堆开采工艺系统 露天开采的科学技术开展方向 露天开采程序与开辟运输系统 露天开采设计及经济评价 露天开采总论2 第一章第一章 露天开采总论露天开采总论 第一节第一节. .露天开采的特点及开展露天开采的特点及开展露天开采的特点露天开采的特点 露天开采的特点是采掘空间直接敞露于地表，为了采出有用矿物，需将矿体上覆的土岩及部分周围的岩石剥离掉，经过露天沟道线路系统把矿岩运至地表。围岩围岩围岩围岩矿体矿体采空区采空区3优点：优点：1消费规模大、效率高；消费规模大、效率高；2露天开采本钱普通比矿井开采本钱低

2、；露天开采本钱普通比矿井开采本钱低；3回收率高，可顺便采出伴生矿物；回收率高，可顺便采出伴生矿物；4木材、金属、电力等资料耗费少；木材、金属、电力等资料耗费少；5作业平安、劳动条件好，能开采易燃、作业平安、劳动条件好，能开采易燃、 多水、高瓦斯矿床；多水、高瓦斯矿床；6矿山根本建立周期短，投产及达产快。矿山根本建立周期短，投产及达产快。7易于环保、易于治理易于环保、易于治理. 露天采矿概论 2. 露天开采的优缺陷露天开采的优缺陷4 一.露天开采的特点及开展缺陷：缺陷：1破坏和占用大量的土地和耕地；破坏和占用大量的土地和耕地；2需大型设备多，投资较高；需大型设备多，投资较高；3气候条件影响较大；

3、气候条件影响较大；4要求矿床覆盖层薄和矿层厚，否那么基建要求矿床覆盖层薄和矿层厚，否那么基建 剥离量过大；剥离量过大；5对环境污染较严重。对环境污染较严重。2. 露天开采的优缺陷露天开采的优缺陷5 一.露天开采的特点及开展3. 露天开采的开展露天开采的开展3.1 国内外露天开采的现状及开展趋势国内外露天开采的现状及开展趋势 据统计，全世界固态矿产包括建筑资料的年开采总量约为据统计，全世界固态矿产包括建筑资料的年开采总量约为11.61010 t ， 露天开采量约占露天开采量约占80%。据统计世界各类主要矿产中露天开采所占比重分别如下：。据统计世界各类主要矿产中露天开采所占比重分别如下： 磁铁矿磁

4、铁矿 78% 磷酸盐矿磷酸盐矿 87.5% 褐铁矿褐铁矿 84% 石棉矿石棉矿 75% 锰矿锰矿 86% 褐煤褐煤 84% 铜矿铜矿 90% 烟煤烟煤 25% 铝土矿铝土矿 91% 建筑资料建筑资料 100% 镍矿镍矿 45% 油矿油矿 30%我国主要矿床露天开采的比重如下：我国主要矿床露天开采的比重如下： 铁矿石铁矿石 87% 有色金属矿石有色金属矿石 50% 煤炭煤炭 10% 化工原料化工原料 70.7% 建筑资料建筑资料 100%6图 世界主要产煤国家露天开采产量占总产量比重对比图0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%1印度德国 澳大利亚美国 俄罗斯南非波兰中

5、国90%76%71%67%58%53%32%9%74 4、露天煤矿所占的比例、露天煤矿所占的比例我国煤层出露的露头相对更少。所以，具备露天开采的比例相对较少。此外，露天开采的机械化程度比较高，初期投资偏大，民营企业几乎干不起，地方企业也不能够轻松投入。因此，我国露天煤矿所占的比例相对很小。上世纪末的1998年，我国露天煤矿的比重仅为3.3%，时至2021年，我国露天煤矿的比例大约仅为9%。8一.露天开采的特点及开展 3.露天开采的开展3.2 3.2 我国露天煤矿的开展我国露天煤矿的开展我国露天煤矿的开展大体阅历了四个阶段：我国露天煤矿的开展大体阅历了四个阶段：119501957年 新建海洲露天

6、煤矿，改扩建了抚顺、新邱露天煤矿，总体设计才干720万吨/年，1956年在抚顺成立了露天开采技术研讨所。这个阶段露天产量不断提高，经济效益好。9219581980年 兴建了平庄、义马等8个露天煤矿，总体设计才干为725万吨/年。这个阶段“三边政策、大跃进、文革，剥采失调，长期达不了产。不良影响。一.露天开采的特点及开展 3.露天开采的开展10一.露天开采的特点及开展 3.露天开采的开展31981年2003年 新建安太堡、霍林河、伊敏、元宝山、准格尔、安家岭等大型露天煤矿，对抚顺西露天煤矿、小龙潭露天煤矿进展了改造。引进先进技术和设备，国产露天矿设备不断开展，已消费出千万吨级设备。消费才干和经济

7、效益大大提高，露天采煤事业开展迅速。(单斗卡车11 技术配备程度不断提高。80年代以前绝大部分采用单斗铁道工艺，后来，那么多采用单斗汽车、半延续、延续及综合工艺，并向这些开展、向综合性开展。 目前：2000万吨级；集中化综合化；剥离半延续；拉斗铲倒堆剥离；抛掷爆破技术；端帮采煤。第二讲 露天开采根本知识 一.露天开采的特点及开展 3.露天开采的开展12第二讲 露天开采根本知识 一.露天开采的特点及开展 3.露天开采的开展 3.3 现代露天开采的技术特征现代露天开采的技术特征 1开采集中化开采集中化 2开采工艺多样化开采工艺多样化 3规划、设计及消费管理计算机化规划、设计及消费管理计算机化 4矿

8、用设备大型化、规范化矿用设备大型化、规范化 5平安消费及环境维护规范化平安消费及环境维护规范化 6开采条件、地质条件扩展化及恶化开采条件、地质条件扩展化及恶化 7注重资源的综合开发利用注重资源的综合开发利用 8煤与电的结合、市场化煤与电的结合、市场化13 煤及煤矿床 产状与构造 煤的生成 围岩-堆积岩 岩层的产状 岩层的构造 煤层的赋存情况煤田地质根本知识14岩石岩石 岩石是矿物的集合体，从生成缘由可将其分成三大类：岩浆岩、堆积岩岩石是矿物的集合体，从生成缘由可将其分成三大类：岩浆岩、堆积岩和蜕变岩。和蜕变岩。1岩浆岩岩浆岩 岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝构成的岩石成为岩浆岩又称火成岩浆侵入地壳或

9、喷出地表冷凝构成的岩石成为岩浆岩又称火成岩。侵入岩、喷出岩、深成岩、浅成岩。岩。侵入岩、喷出岩、深成岩、浅成岩。2堆积岩堆积岩 由地质作用构成的岩石碎屑泥、砂、砾石、各种有机物以由地质作用构成的岩石碎屑泥、砂、砾石、各种有机物以及溶解在水中的物质，在低洼的海洋、湖泊、沼泽等富水盆地中沉淀下来，逐及溶解在水中的物质，在低洼的海洋、湖泊、沼泽等富水盆地中沉淀下来，逐层堆积，经过压实、脱水、胶结而构成的巩固岩石，称为堆积岩。层堆积，经过压实、脱水、胶结而构成的巩固岩石，称为堆积岩。 由于先后堆积下来的物质在成分、性质、粒度、颜色、外形等方面不同，由于先后堆积下来的物质在成分、性质、粒度、颜色、外形等

10、方面不同，构成了分层的特征。上下两层之间的界面称为层面。具有层理、化石特征。构成了分层的特征。上下两层之间的界面称为层面。具有层理、化石特征。3蜕变岩蜕变岩 原生岩石原来以构成的岩浆岩、堆积岩、蜕变岩，在地壳原生岩石原来以构成的岩浆岩、堆积岩、蜕变岩，在地壳运动中遭到高温、高压和外来物质的参与下，在构造、构造或某些化学成分和运动中遭到高温、高压和外来物质的参与下，在构造、构造或某些化学成分和矿物成分发生了变化，而构成的一种新岩石，称为蜕变岩。矿物成分发生了变化，而构成的一种新岩石，称为蜕变岩。 煤田地质根本知识煤田地质根本知识 15 煤田地质根本知识煤田地质根本知识二二. .煤及煤矿床煤及煤矿

11、床 1. 1. 煤的生成煤的生成煤是埋藏在地下的一种可燃矿物，它是由古代的植物变成的，属于堆积岩。煤是埋藏在地下的一种可燃矿物，它是由古代的植物变成的，属于堆积岩。煤的生成条件主要是：繁茂的植物，暖和的气候，延缓的地形加河流或湖泊的煤的生成条件主要是：繁茂的植物，暖和的气候，延缓的地形加河流或湖泊的搬运，以及各种方式的地壳运动。搬运，以及各种方式的地壳运动。1 1植物变成煤的两个阶段：植物变成煤的两个阶段：第一阶段为泥炭化阶段。植物枯死第一阶段为泥炭化阶段。植物枯死被水掩盖被水掩盖水解与生化作用水解与生化作用失去失去构造构造褐黑色物质泥炭褐黑色物质泥炭第二阶段为煤化阶段。地壳不断下降第二阶段为

12、煤化阶段。地壳不断下降覆盖层逐渐加厚覆盖层逐渐加厚压力与温度影压力与温度影响响逐渐失去水分逐渐失去水分含炭量逐渐添加碳化。含炭量逐渐添加碳化。 碳化作用愈高，煤的水分和挥发份愈少，相对碳的含量愈多，煤的质量就碳化作用愈高，煤的水分和挥发份愈少，相对碳的含量愈多，煤的质量就愈好。愈好。16 煤田地质根本知识煤田地质根本知识 二二.煤及煤矿床煤及煤矿床 1. 煤的生成煤的生成2 2煤层及成煤时期：煤层及成煤时期：煤层煤层 泥炭和砂上石是交替堆积的，经过长期的变化泥炭构成了煤层，砂石组泥炭和砂上石是交替堆积的，经过长期的变化泥炭构成了煤层，砂石组成了岩层。成了岩层。煤田煤田 大面积含煤地带。煤田的构

13、成需求经过相当长的时间，为了便于阐明煤大面积含煤地带。煤田的构成需求经过相当长的时间，为了便于阐明煤田的生成时间，常用地质的历史年代来表示。田的生成时间，常用地质的历史年代来表示。时代世 纪生物演化特征距今年(Ma)新生代第三纪, 第四纪哺乳动物, 出现人类60中生代三叠纪, 侏罗纪, 白垩纪鸟类和自行动物极盛18560古生代寒武纪, 奥陶纪, 志留纪, 泥盆纪, 石炭纪, 二叠纪由三叶虫发展到自行动物520185元古代震旦纪出现低级动物如藻类520以上太古代五台纪无生物1000以上地地 质质 年年 代代 表表我国主要成煤时期为石炭纪、 二叠纪、侏罗纪、第三纪17第一讲第一讲 煤田地质根本知识

14、煤田地质根本知识 二二.煤及煤矿床煤及煤矿床 2. 围岩围岩堆积岩堆积岩 在我国露天煤中遇到的岩石绝大部分为堆积岩，常见的有石灰岩、泥炭、页岩、砾岩、砂岩等，其主要特征为：石灰岩 主要由碳酸钙组成。由均质石灰岩组成的露天矿边坡，普通较为稳定。但裂隙发育的石灰岩那么易跨落，当地表水或地下水不断渗入，溶蚀后易构成溶洞，引起塌陷。页 岩 是具有象书页一样薄层理的泥质岩，沿层理易裂开。煤系中页岩，往往含碳较多，构成黑色的碳质页岩。页岩的硬度低，极易破碎，穿孔、爆破都较容易。砂 岩 主要成分为石英及长石类矿物碎屑。砂岩按其颗粒大小分粗、中、细砂岩。因胶结物的成分不同铁质、硅质、钙质、和粘土质，各种砂岩的

15、硬度差别很大。粘土岩 常见于煤层底板，是一种硬度小的软岩石，具有吸水性，受水后可塑。这种岩石对露天采场边坡稳定性影响很大。18 煤田地质根本知识煤田地质根本知识三三 产状与构造产状与构造 1. 岩层的产状岩层的产状岩层的产状普通用走向、倾向、倾角岩层产状三要素来表示。走向倾向走向走向 岩层的层面与程度面岩层的层面与程度面 的交线方向。的交线方向。倾向倾向 岩层面上垂直走向的岩层面上垂直走向的 倾斜线，在程度面上倾斜线，在程度面上 投影的方向。投影的方向。倾角倾角 岩层面与程度面之间岩层面与程度面之间 的夹角，其大小反映的夹角，其大小反映 岩层的倾斜程度岩层的倾斜程度19 煤田地质根本知识煤田地

16、质根本知识 三三. 产状与构造产状与构造 2. 岩层的构造岩层的构造 岩层的原始产状发生改动，原始外形遭到破坏，统称为地质构造变动。受构造变动后的岩层形状，称为地质构造。地质构造有三种根本类型：褶曲、节理、断层。1褶曲 堆积岩层在构造力作用下，产生塑性变形，出现一系列波状弯曲褶皱构造。褶皱中的一个弯曲叫褶曲，它的中心部分岩层称为核，核的两侧岩层称为翼。侵蚀。褶曲两翼地层倾向相背凸形的情况称为背斜构造，其褶曲顶部称为背斜轴；褶曲两翼地层倾向相向凹形的情况称为向斜构造，其褶曲底部称为向斜轴。向斜轴向斜轴背斜轴背斜轴20煤田地质根本知识煤田地质根本知识 三三. 产状与构造产状与构造 2. 岩层的构造

17、岩层的构造2节理裂隙 岩层受力后 将产生变形，假设外力超越岩层所能接受的弹性变形时，它的延续性和完好性均遭破坏，出现裂纹断裂，有的大小不一、纵横交错，有的沿断裂面两侧岩层发生相对位移，这些构造统称为断裂构造。 岩层没有发生明显相对位移的纵横交错的裂纹，称为节理或裂隙。 节理对露天开采作业有一定影响。节理发育时，爆破能往往沿裂隙方向传布，产生大块。 露天边帮的岩石中发育的节理，是影响边坡稳定的重要要素。 节理也是地下水赋存的有利条件。213断层 断层也是地壳运动的产物。断裂后的岩层出现裂纹或破坏带，其两侧岩层发生相对位移，称为断层。根据岩块相对位移的情形，断层可分为正断层、逆断层、平移平推断层。

18、正断层 上盘相对下降，下盘相对上升。逆断层 上盘相对上升，下盘相当下降。平移断层 上下两盘程度方向挪动，没有垂直方向的挪动。上盘下盘上盘下盘上盘下盘正断层正断层逆断层逆断层平移平推断层平移平推断层223.3.煤层的赋存情况煤层的赋存情况 煤层赋存情况是指煤层数目、煤层间距、煤层厚度和倾角、埋藏深度、煤层构造、稳定性、煤质、地质条件等。对露天开采影响比较大的是煤层厚度和倾角。煤层厚度煤层厚度 从煤层的顶板究竟版的垂直间隔。从煤层的顶板究竟版的垂直间隔。总厚度总厚度 煤层群顶底版间的垂直间隔。包括煤层群顶底版间的垂直间隔。包括 其间一切煤分层和夹石层的厚度。其间一切煤分层和夹石层的厚度。可采厚度可

19、采厚度 可以开采煤分层的总厚度。可以开采煤分层的总厚度。最低可采厚度最低可采厚度 在现有条件下技术上可行和在现有条件下技术上可行和 经济上有利的煤层厚度。经济上有利的煤层厚度。23通常可把煤层按厚度分为： 薄 煤 层 1 3.5 m 中厚煤层 3.5 8 m 厚 煤 层 8 m 以上通常可把煤层按倾角分为： 急倾斜煤层 倾角 45o 倾 斜 煤层 倾角 10o 45o 缓倾斜煤层 倾角 5o 10o 近程度煤层 倾角 5o24 露天采矿概论第三节第三节 露天开采的步骤露天开采的步骤 在赋存有地下资源的地域，经过普查、详查、精查等不同的地质勘探阶段，探明了矿床的产状、构造、储量等情况。经过矿区开

20、发可行性研讨、矿区总体设计、初步设计、技术设计和施工图等设计阶段，寻求技术上可行、经济上合理的露天矿开发方案。设计被同意后，即可进展露天矿区的建立。 25 一个露天矿区的建立要涉及许多部门，如铁道、电力、机械制造、民政等。 露天矿从建立到消费需经过下述主要步骤： 1地面预备 2矿体疏干、隔水和排水 3根本建立任务 4日常消费任务26台阶：露天开采时，通常需求把矿岩划分成一定厚度的程度分层，自上而下逐层开采，并坚持一定的超前关系，在开采过程中各任务程度在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶或称为阶段。台阶是进展独立采剥作业的单元体。露天开采根本名词术语露天开采根本名词术语27 露天开采根本知

21、识-12 程度0 程度+12 程度AhA12453台阶及命名台阶及命名 阶梯、下盘标高阶梯、下盘标高台阶要素台阶要素1台阶上部平盘上盘台阶上部平盘上盘2台阶坡顶线台阶坡顶线3台阶坡面台阶坡面4台阶坡底线台阶坡底线5台阶下部平盘台阶下部平盘(下盘下盘6台阶坡面角台阶坡面角 7台阶高度台阶高度 h8采掘带宽度采掘带宽度 A281台阶上部平盘：是台阶上部的程度面；2台阶下部平盘：是台阶下部的程度面；3台阶坡面：台阶倾斜的面；4台阶坡顶线：为台阶上部平盘与台阶坡面的交线；5台阶坡底线：为台阶下部平盘与台阶坡面的交线；6台阶坡面角：为台阶坡面与台阶下部平盘程度面之间 的夹角；7台阶高度：台阶上部平盘与下

22、部平盘之间的垂直间隔 台阶的命名通常是以该台阶的下部平盘装运设备站立平盘的标高来表示。台阶组成要素如下：台阶组成要素如下：29名词术语ABDCEF露天矿场构成要素露天矿场构成要素露天矿场要素露天矿场要素1露天矿场边帮露天矿场边帮 5平台平台2任务帮任务帮DF) 6露天矿边帮废止角露天矿边帮废止角、)3非任务帮非任务帮AC，BF 7任务帮坡角任务帮坡角4任务平盘任务平盘 8露天矿场最终境界露天矿场最终境界30名词术语采掘带：开采时，将任务台阶划分成假设干条带逐条带依次开采，每一条带叫采掘带。非任务帮：由终了开采任务的台阶平台、坡面和出入沟底组成的露天矿场的周围外表称为非任务帮或最终边坡。位于矿体

23、下盘一侧的边帮叫底帮，位于矿体上盘的一侧的边帮叫顶帮，位于矿体走向两端的边帮叫端帮。任务帮：正在进展开采和将要进展开采的台阶所组成的边帮。最终帮边坡角：经过非任务帮最上一个台阶的坡顶线与最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面叫非任务帮坡面或最终帮坡面。最终帮坡面与程度面的夹角叫最终帮边坡角。 31名词术语 任务帮坡角：经过任务帮最上一个台阶的坡底线与最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面叫任务帮坡面。任务帮坡面与程度面之间的夹角叫任务帮坡角。 最终帮坡面与地表的交线为露天矿的最终境界限。最终帮坡面与露天矿场底平面的交线为底部周界。上部最终境界限与下部最终境界限所在程度的垂直间隔为露天矿场的最终深度。 32 33第四节 露天开采消费工艺系统 露天矿消费工艺各环节所运用的设备是有联络的。我们用“工艺系统一词来反映采、运、排各环节所用设备的特征。 随着科学技术的开展，露天矿采剥任务中各环节所采用的设备和组成的工艺系统绚丽多姿。虽那么如此，绝大多数矿山所采用的工艺设备类型有一定的规律性，初步可归结为如下的露天矿消费工艺系统分类：露天采矿概论34露天采矿概论主要工艺系统分类主要工艺系统分类序号工艺系统名称各环节的主要设备采掘、装载运 输排土1间断工艺系统单斗机械铲拉斗铲前装机