露天开采（课堂PPT）

1、.1第一节第一节 概述概述第二节第二节 露天矿生产工艺露天矿生产工艺第三节第三节 露天开采境界露天开采境界第四节第四节 露天开拓方法露天开拓方法.2第一节第一节 概述概述 一一 露天开采特点露天开采特点 二二 露天开采基本概念露天开采基本概念 三三 露天开采步骤与矿山工程露天开采步骤与矿山工程.3露天开采特点：采掘空间直接敞露与地表露天开采特点：采掘空间直接敞露与地表矿体周围的岩石及其上覆的土全部采剥掉矿体周围的岩石及其上覆的土全部采剥掉.4露天矿穿孔作业露天矿穿孔作业 露天开采露天开采是采矿和剥离两部分工是采矿和剥离两部分工作的总和作的总和.5装药爆破作业装药爆破作业.6铲装运输作业铲装运输

2、作业.7露天矿区复垦作业露天矿区复垦作业.8露天开采地位露天开采地位 全世界固体矿物产量的三分之二用露天开采全世界固体矿物产量的三分之二用露天开采煤煤铁铁铜铜建筑材料建筑材料606090909090100100 我国比重：我国比重：煤煤铁铁铜铜建筑材料建筑材料4 490905050100100.9一、露天开采的优点一、露天开采的优点露天开采的主要优点：露天开采的主要优点：受开采空间限制较小受开采空间限制较小劳动生产率高劳动生产率高开采成本低开采成本低矿石损失贫化小矿石损失贫化小露天开采比地下开采更为安全可靠露天开采比地下开采更为安全可靠基建时间短基建时间短劳动条件好，作业比较安全劳动条件好，作

3、业比较安全.10露天开采的主要缺点：露天开采的主要缺点： 作业粉尘与有害气体危及人身健康与生态作业粉尘与有害气体危及人身健康与生态环境环境 露天开采需要较多的废石场用地露天开采需要较多的废石场用地 气候条件对露天开采作业有一定影响气候条件对露天开采作业有一定影响.11发展趋势：发展趋势：进一步加大开采深度进一步加大开采深度采用新的剥采工艺和加工方法采用新的剥采工艺和加工方法尽可能提高矿岩的综合利用尽可能提高矿岩的综合利用应用具有发展前景的微波照射技术起爆炸药应用具有发展前景的微波照射技术起爆炸药治理环境，保持生态平衡治理环境，保持生态平衡电子计算机将广泛应用于露天开采设计、生电子计算机将广泛应

4、用于露天开采设计、生产管理以及露天开采技术经济等方面。产管理以及露天开采技术经济等方面。.12.13二、露天开采的基本概念二、露天开采的基本概念根据矿床埋藏根据矿床埋藏条件，露天矿分为条件，露天矿分为山坡露天矿和凹陷山坡露天矿和凹陷露天矿露天矿凹陷露天矿山坡露天矿.14露天开采上部境界在同一标高上形成的闭合曲线，称为露天开采上部境界在同一标高上形成的闭合曲线，称为封闭圈封闭圈。露天开采境界封闭圈以上为露天开采境界封闭圈以上为山坡露天矿山坡露天矿，封闭圈以下为，封闭圈以下为凹陷露天矿凹陷露天矿。露天采场露天采场：露天开采过程中所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和。：露天开采过程中所形成的采坑、台阶

5、和露天沟道的总和。露天采场示意图露天采场示意图.15台阶的命名，通常以开采该台阶的下台阶的命名，通常以开采该台阶的下部平盘的标高表示部平盘的标高表示 。.16二、露天开采的基本概念.17由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底组成的露天采场的四周表面称作非工作帮，沟底组成的露天采场的四周表面称作非工作帮，当非工作帮位于最终境界时，称作当非工作帮位于最终境界时，称作最终边帮最终边帮或或最终边坡最终边坡。位于矿体下盘一侧的边帮叫做位于矿体下盘一侧的边帮叫做底帮底帮，位于，位于矿体上盘一侧的边帮叫做矿体上盘一侧的边帮叫做顶帮顶帮，位于矿体两端，位于矿体两端的边帮叫

6、做的边帮叫做端帮端帮。.18二、露天开采的基本概念露天采场构成要素.19二、露天开采的基本概念 剥离的岩石量与所采的矿石量之比，即每采一吨矿石所需剥离的岩石量与所采的矿石量之比，即每采一吨矿石所需剥离的岩石量叫做剥离的岩石量叫做剥采比剥采比。其单位可用。其单位可用 t / t 、 m3 / m3或或 m 3 / t 表示。表示。 爆破带爆破带：开采时，通常将工作台阶划分成若干条带逐条顺次：开采时，通常将工作台阶划分成若干条带逐条顺次开采，每一条带称为爆破带。开采，每一条带称为爆破带。 采掘带采掘带：挖掘机一次挖掘的宽度称为采掘带。：挖掘机一次挖掘的宽度称为采掘带。.20 最终帮坡面：通过非工作

7、帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个最终帮坡面：通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面台阶的坡底线所作的假想斜面 (图中的图中的AG、BH)。 最终边坡角：最终帮坡面与水平面的夹角最终边坡角：最终帮坡面与水平面的夹角 (图中的图中的、)。 工作帮坡面：通过工作帮最上一个台阶的坡底线和最下一台阶工作帮坡面：通过工作帮最上一个台阶的坡底线和最下一台阶坡的底线所作的假想斜面坡的底线所作的假想斜面 (图中的图中的DE)。 工作帮坡角：工作帮坡面与工作帮坡角：工作帮坡面与水平面的夹角水平面的夹角 (图中的图中的)。 工作平盘：工作帮上进行工作平盘：工作帮上进行采剥作业的平台。采

8、剥作业的平台。露天采场构成要素示意图露天采场构成要素示意图1工作平盘；工作平盘；2安全平台；安全平台； 3运输平台；运输平台；4清扫平台清扫平台 .21 上部最终境界线：最终帮坡面与地面的交线上部最终境界线：最终帮坡面与地面的交线 (图中的图中的A、B点点)。 下部最终境界线：最终帮坡面与露天采场底平面的交线下部最终境界线：最终帮坡面与露天采场底平面的交线(图中的图中的G、H点点)。最终边帮上的平台，按其用途最终边帮上的平台，按其用途分为分为安全平台安全平台、运输平台运输平台和和清扫清扫平台平台。安全平台宽度一般约为安全平台宽度一般约为台阶高度的台阶高度的1/3。 露天采场构成要素示意图露天采

9、场构成要素示意图1工作平盘；工作平盘；2安全平台；安全平台；3运输平台；运输平台；4清扫平台清扫平台.22运输平台宽度：依所采用的运输方式和线路数目决定。运输平台宽度：依所采用的运输方式和线路数目决定。清扫平台宽度：一般每隔清扫平台宽度：一般每隔23个台阶在四周的边帮上设一清扫平个台阶在四周的边帮上设一清扫平台，其宽度依所用的清扫设备而定，通常大于台，其宽度依所用的清扫设备而定，通常大于6米。米。露天采场的封闭圈：由上部境界线最低点与水平面相交形成的露天采场的封闭圈：由上部境界线最低点与水平面相交形成的闭合曲线。闭合曲线。 露天采场示意图露天采场示意图.23露天开采步骤：通常包括地面的露天开采

10、步骤：通常包括地面的场地准备场地准备、矿床的疏干和防排矿床的疏干和防排水水、矿山基建矿山基建、矿山生产以及、矿山生产以及地表的恢复利用地表的恢复利用等内容。等内容。 掘沟、剥离和采矿掘沟、剥离和采矿是露天矿在生产过程中三个重要的矿山工是露天矿在生产过程中三个重要的矿山工程。程。在露天矿，一般在露天矿，一般自上而下自上而下进行掘沟、剥离和采矿工作，上部水进行掘沟、剥离和采矿工作，上部水平依次推进到境界，下部水平顺次开拓和准备出来；平依次推进到境界，下部水平顺次开拓和准备出来；掘沟、剥离和采矿掘沟、剥离和采矿三者之间是相互依存和相互制约的。三者之间是相互依存和相互制约的。三 露天矿开采步骤和矿山工

11、程.24教学主要内容与要求教学主要内容与要求一、理解和掌握下列内容：一、理解和掌握下列内容：1、露天矿爆破方法和露天矿开采对爆破工作的要求；、露天矿爆破方法和露天矿开采对爆破工作的要求；2、露天矿临近边坡的控制爆破技术与方法；、露天矿临近边坡的控制爆破技术与方法；3、掌握采掘工作面参数确定方法；、掌握采掘工作面参数确定方法；4、掌握影响废石场位置选择的主要因素。、掌握影响废石场位置选择的主要因素。二、一般了解的内容：二、一般了解的内容：1、穿孔设备的选型和数量确定方法；、穿孔设备的选型和数量确定方法；2、采掘设备选型及其影响因素；、采掘设备选型及其影响因素；3、露天矿运输的方式、特点与基本要求

12、；、露天矿运输的方式、特点与基本要求；.25内容简介内容简介穿孔、爆破、采装、运输、排岩、复垦等工艺构成金属露天矿穿孔、爆破、采装、运输、排岩、复垦等工艺构成金属露天矿开采的主要工艺。开采的主要工艺。图图101穿孔作业穿孔作业图图102台阶爆破作业台阶爆破作业图图103采装作业采装作业.26穿孔爆破：将矿岩从整体中分离出来，并破碎成适合的块度。穿孔爆破：将矿岩从整体中分离出来，并破碎成适合的块度。穿孔爆破工艺是影响穿孔爆破工艺是影响露天矿生产的一个最重要露天矿生产的一个最重要的工艺环节。的工艺环节。图图104潜孔钻机钻孔潜孔钻机钻孔.27一、穿孔工作一、穿孔工作1、穿孔方法：机械钻孔、热力钻孔

13、、化学钻孔、超声波钻孔及高、穿孔方法：机械钻孔、热力钻孔、化学钻孔、超声波钻孔及高压水力钻孔等。压水力钻孔等。图图105潜孔钻机钻孔潜孔钻机钻孔.28机械穿孔法常用的设备有牙轮钻机、潜孔钻、钢绳冲击式钻机机械穿孔法常用的设备有牙轮钻机、潜孔钻、钢绳冲击式钻机以及凿岩台车。以及凿岩台车。2、穿孔设备、穿孔设备图图106牙轮钻头牙轮钻头图图107牙轮钻机牙轮钻机.29图图108潜孔钻机潜孔钻机.30 穿孔设备选型：主要考虑露天矿的生产规模，其次考虑矿穿孔设备选型：主要考虑露天矿的生产规模，其次考虑矿岩性质、作业条件等。岩性质、作业条件等。 穿孔设备数量计算：主要取决于矿山的采剥总量、钻机效率、穿孔

14、设备数量计算：主要取决于矿山的采剥总量、钻机效率、工作制度。工作制度。.31二、爆破工作二、爆破工作 露天矿爆破方法露天矿爆破方法 浅眼爆破法。浅眼爆破法。 深孔爆破法。根据起爆顺序和起爆时间的不同，又分为齐发爆深孔爆破法。根据起爆顺序和起爆时间的不同，又分为齐发爆破、秒差爆破、微差爆破。破、秒差爆破、微差爆破。 大爆破大爆破(或称硐室爆破法或称硐室爆破法) 。.32图图109台阶深孔爆破台阶深孔爆破图图1010大爆破大爆破.33 露天开采对爆破工作的要求露天开采对爆破工作的要求 对爆破矿岩数量的要求对爆破矿岩数量的要求 工作面每次爆破的矿岩量，至少能保证挖掘设备工作面每次爆破的矿岩量，至少能

15、保证挖掘设备510昼夜的昼夜的采装。采装。 对爆破质量的要求对爆破质量的要求 大块率。超过允许块度的矿岩块称为大块。大块率。超过允许块度的矿岩块称为大块。 大块总量与爆破总量的比率称为大块率。大块总量与爆破总量的比率称为大块率。.34 爆堆形状和尺寸爆堆形状和尺寸爆堆的形状和高度、宽度和松散度，对采装、运输工作都有很大爆堆的形状和高度、宽度和松散度，对采装、运输工作都有很大影响。影响。爆破后，台阶工作面的形状要爆破后，台阶工作面的形状要规整，不允许出现根底、伞岩等规整，不允许出现根底、伞岩等凹凸不平的现象，如图所示。凹凸不平的现象，如图所示。图图1011爆破工作面根底、伞岩爆破工作面根底、伞岩

16、 1爆堆；爆堆；2根底；根底；3伞岩伞岩.35 爆破后冲爆破后冲在新形成的台阶上部，产生新的裂隙，并出现了破碎矿岩的堆在新形成的台阶上部，产生新的裂隙，并出现了破碎矿岩的堆积体，如图所示。积体，如图所示。图图1012爆破后冲爆破后冲 1爆堆；爆堆；2上翻堆积体；上翻堆积体； 3裂隙裂隙 对爆破安全的要求对爆破安全的要求爆破可能产生空气冲击波、爆破可能产生空气冲击波、爆炸震动波，以及爆破飞石，爆炸震动波，以及爆破飞石，对露天矿的边坡、周围的建筑对露天矿的边坡、周围的建筑物和构筑物、人员和设备等造物和构筑物、人员和设备等造成危害。成危害。.36 对爆破经济上的要求对爆破经济上的要求 合理确定孔网参

17、数，采用不同的炸药、装药结构、爆破方法和合理确定孔网参数，采用不同的炸药、装药结构、爆破方法和起爆方式，以提高爆破效果、降低爆破成本。起爆方式，以提高爆破效果、降低爆破成本。 露天矿的生产爆破露天矿的生产爆破即露天矿生产台阶的深孔爆破即露天矿生产台阶的深孔爆破 。 多排孔微差爆破多排孔微差爆破 多排孔微差爆破，是指排数在多排孔微差爆破，是指排数在4排以上、孔深排以上、孔深6m的微差爆破。的微差爆破。.37主要优点：主要优点： 次爆破量大；次爆破量大； 改善爆破质量；改善爆破质量； 提高穿孔设备利用率；提高穿孔设备利用率； 提高采装、运输设备效率。提高采装、运输设备效率。 多排孔微差挤压爆破多排

18、孔微差挤压爆破在台阶工作面前留有一定数量的碴体，并选用合理的微差间隔在台阶工作面前留有一定数量的碴体，并选用合理的微差间隔时间和起爆顺序所进行的时间和起爆顺序所进行的种微差爆破。种微差爆破。 挤压爆破的钻孔排数，至少应在挤压爆破的钻孔排数，至少应在4排以上排以上,如图所示。如图所示。 .38主要优点：主要优点：可以显著地增加岩石中爆炸应力，延长爆炸作用时间，改善炸可以显著地增加岩石中爆炸应力，延长爆炸作用时间，改善炸药能量的利用率和爆破效果；药能量的利用率和爆破效果； 能控制爆堆宽度，避免矿岩飞散。能控制爆堆宽度，避免矿岩飞散。 露天矿临近边坡的控制爆破露天矿临近边坡的控制爆破 预裂爆破预裂爆

19、破 沿露天矿设计边坡境界线，钻凿一排较密集的钻孔，在采掘带主沿露天矿设计边坡境界线，钻凿一排较密集的钻孔，在采掘带主爆孔未爆之前先行起爆，从而炸出一条有一定宽度并贯穿各钻孔的爆孔未爆之前先行起爆，从而炸出一条有一定宽度并贯穿各钻孔的预裂缝。预裂缝。.39预裂缝吸收并反射地震波，从而降低地震效应，减少对边坡岩预裂缝吸收并反射地震波，从而降低地震效应，减少对边坡岩体的破坏，提高边坡坡面的平整度，保护边坡的稳定性。体的破坏，提高边坡坡面的平整度，保护边坡的稳定性。预预裂裂爆爆破破.40 光面爆破光面爆破 光面爆破和预裂爆破基本相似，不同之处在于起爆的时间上。光面爆破和预裂爆破基本相似，不同之处在于起

20、爆的时间上。 光面爆破并不能反射或抑制采掘爆破的爆炸应力波。光面爆破并不能反射或抑制采掘爆破的爆炸应力波。图图1013光面爆破形成台阶坡面光面爆破形成台阶坡面图图1014光面爆破施工面光面爆破施工面.41 缓冲爆破缓冲爆破 沿临近边坡界线布置若干排抵抗线和装药量都逐渐递减的缓冲孔，沿临近边坡界线布置若干排抵抗线和装药量都逐渐递减的缓冲孔，组成能衰减地震效应的缓冲层，并在正常采掘爆破之后起爆。组成能衰减地震效应的缓冲层，并在正常采掘爆破之后起爆。 图图1015电站边坡缓冲爆破电站边坡缓冲爆破图图1016公路边坡缓冲爆破公路边坡缓冲爆破.42 采装工艺采装工艺：指在露天采场中用设备和方法把处于原指

21、在露天采场中用设备和方法把处于原始状态或经爆破破碎后的矿岩挖掘出来，并装入运输设始状态或经爆破破碎后的矿岩挖掘出来，并装入运输设备或直接倒卸至备或直接倒卸至定地点的作业。定地点的作业。 如图所示。如图所示。改善采装工艺的关键，改善采装工艺的关键，是使采装设备的是使采装设备的选型选型与采与采装装工作面参数工作面参数互相适应、互相适应、主要作业设备和辅助作业主要作业设备和辅助作业设备的良好设备的良好匹配匹配 。图图1017露天采场装运工艺露天采场装运工艺金属矿床露天开采使金属矿床露天开采使用的采装设备多种多样。用的采装设备多种多样。.43岩石的可挖性岩石的可挖性指岩石抗挖掘的特性，它是一个多因指岩

22、石抗挖掘的特性，它是一个多因素构成的岩石铲挖阻力的总概念。素构成的岩石铲挖阻力的总概念。挖性经爆破破碎后岩石的可原岩的可挖性被挖岩石状态，岩石可挖性)(.44一、单斗挖掘机采装一、单斗挖掘机采装 单斗挖掘机的结构单斗挖掘机的结构（1）电铲）电铲 电铲结构如图所示。电铲结构如图所示。1动臂；动臂；2推压机构；推压机构；3斗柄；斗柄；4铲斗；铲斗；5开斗机构；开斗机构；6回转平台；回转平台；7绷绳滑轮绷绳滑轮8绷绳；绷绳；9天轮；天轮；10提升钢绳；提升钢绳；11履带行走装置；履带行走装置；12斗底门；斗底门；13开斗电动机开斗电动机图图1018电铲结构电铲结构.45 液压铲液压铲 液压铲在动力装

23、置和工作装置之间采用液压传动。液压铲在动力装置和工作装置之间采用液压传动。液压铲外形结构如图所示。液压铲外形结构如图所示。 1铲斗；铲斗；2斗柄；斗柄；3铲斗油缸；铲斗油缸；4斗柄油缸；斗柄油缸； 5动臂动臂油缸；油缸；6动臂动臂7操纵系统；操纵系统；8回转回转机构；机构；9行走机构；行走机构；10上部机构上部机构 图图1019液压铲结构液压铲结构.462单斗挖掘机的工作参数单斗挖掘机的工作参数挖掘机主要工作参数是指挖掘机主要工作参数是指挖掘半径挖掘半径、挖掘高度挖掘高度、卸载卸载半径半径和和卸载高度。卸载高度。如图所示。如图所示。 图图1019单斗挖掘机工作参数单斗挖掘机工作参数 .473、

24、采掘工作面参数、采掘工作面参数单斗挖掘机工作面参数主要有：单斗挖掘机工作面参数主要有：台阶高度台阶高度、采区长采区长度度、采掘带宽度采掘带宽度和和工作平盘宽度工作平盘宽度。 台阶高度台阶高度h对台阶高度的要求：既要保证安全，又要有利于提高采装对台阶高度的要求：既要保证安全，又要有利于提高采装效率效率 。.48 采区长度采区长度LC：划归一台挖掘机采掘的台阶工作线长度叫作划归一台挖掘机采掘的台阶工作线长度叫作采区长度。采区长度。 图图1023 采区长度采区长度 采区的最小长度应满足挖掘机正常采区的最小长度应满足挖掘机正常作业，至少应保证挖掘机有作业，至少应保证挖掘机有510天以天以上的装载量。上

25、的装载量。 .49 采掘带宽度采掘带宽度bC 图图1024 原岩原岩(松软松软)采掘工作面采掘工作面合理的采掘带宽应保持挖掘机向里侧回转角不大子合理的采掘带宽应保持挖掘机向里侧回转角不大子90，向外侧的回转角不大于，向外侧的回转角不大于30。 工作平盘宽度工作平盘宽度B最小工作平盘宽度最小工作平盘宽度(Bmin)：布置：布置采掘运输设备和实现正常采装运输作采掘运输设备和实现正常采装运输作业所需的最小宽度。业所需的最小宽度。工作平盘宽度主要取决于工作平盘宽度主要取决于爆堆爆堆宽度宽度、运输设备规格运输设备规格以及以及作业的安作业的安全宽度全宽度等。等。 .50汽车运输时最小工作平盘宽度，如图所示

26、。汽车运输时最小工作平盘宽度，如图所示。 Bmin=b+c+d+e+f+g 铁路运输时最小工作平盘宽度，如图所示。铁路运输时最小工作平盘宽度，如图所示。 Bmin=b+c1+d1+e1+f+g 图图1025汽车运输汽车运输最小工作平盘宽度最小工作平盘宽度图图1026铁路运输铁路运输最小工作平盘宽度最小工作平盘宽度.51三、前装机采装三、前装机采装四、铲运机采装四、铲运机采装前装机有可供更换的工前装机有可供更换的工作部件达作部件达30种左右，使之用种左右，使之用途更加广泛。途更加广泛。 铲运机是一种兼具挖掘、运铲运机是一种兼具挖掘、运输和翻卸功能的工程机械。输和翻卸功能的工程机械。 图图1027

27、前装机前装机图图1028铲运机铲运机.52露天矿运输，是将露天采场的废石运至废石场，露天矿运输，是将露天采场的废石运至废石场，矿石运至选矿厂或贮矿场，人员、材料运至工作地矿石运至选矿厂或贮矿场，人员、材料运至工作地点。点。在露天开采的矿在露天开采的矿山中，矿山运输工序十山中，矿山运输工序十分重要，其基建投资额分重要，其基建投资额约占总基建费用的约占总基建费用的40 60%。运输成本和工时。运输成本和工时分别占矿石开采总成本分别占矿石开采总成本和总工时的一半以上。和总工时的一半以上。图图1029露天矿采运现场露天矿采运现场.53露天矿运输的特点：露天矿运输的特点： 基本物料运量大部集中于单一方向

28、基本物料运量大部集中于单一方向 线路或道路运输强度大，车辆周转快线路或道路运输强度大，车辆周转快 装卸时有冲击作用装卸时有冲击作用 其他工艺过程与运输的可靠性紧密相关其他工艺过程与运输的可靠性紧密相关 矿岩装载点及剥离物卸载点不固定矿岩装载点及剥离物卸载点不固定 采场提升采场提升/下放矿岩坡度陡下放矿岩坡度陡 矿石分采和配矿时的运输组织复杂矿石分采和配矿时的运输组织复杂 运输线路场地狭窄运输线路场地狭窄.54一、公路一、公路(汽车汽车)运输运输 运输设备运输设备在露天矿公路运输设备中，普遍采用各种载重量的在露天矿公路运输设备中，普遍采用各种载重量的后卸式自卸后卸式自卸汽车。汽车。 图图1030

29、自卸汽车自卸汽车.55露天矿的公路与一般公路相比，具有特点，要露天矿的公路与一般公路相比，具有特点，要求公路结构简单，在一定服务期间内保持相当的坚求公路结构简单，在一定服务期间内保持相当的坚固性和耐磨性。固性和耐磨性。 公路分类与技术等级公路分类与技术等级露天矿公路按用露天矿公路按用途可分为途可分为生产型生产型和和运运营型营型两类。生产型公两类。生产型公路又可分为路又可分为固定公路固定公路和和临时公路临时公路。图图1031露天矿运输网露天矿运输网.56 公路路基与路面结构公路路基与路面结构露天矿公路干线的公路路基必须坚固、平整。露天矿公路干线的公路路基必须坚固、平整。 路面宽度及路肩宽度，可根

30、据不同规格的自卸路面宽度及路肩宽度，可根据不同规格的自卸汽车外形尺寸从有关资料选取汽车外形尺寸从有关资料选取 。路面类型及结构对于自卸汽车作业的主要技术经济指标路面类型及结构对于自卸汽车作业的主要技术经济指标具有重要影响。路面类型一般可根据具有重要影响。路面类型一般可根据矿岩运量矿岩运量选择。选择。 土路面低级路面，如粒料加固中级路面，如碎石路面沥青表面处理路面沥青贯入碎石路面黑色碎石路面次高级路面，如整齐的条石路面整齐的块石路面水泥混凝土路面高级路面，如公路路面露天矿.57 公路的平面要素公路的平面要素 公路由公路由直线段直线段和和曲线段曲线段组成。组成。 线路平面包括下列要素：平曲线半径线

31、路平面包括下列要素：平曲线半径 、切线长度切线长度 、曲线长度、曲线段超高、曲线长度、曲线段超高 、曲、曲线段加宽、线路连接、视距等。线段加宽、线路连接、视距等。 图图1032公路平面要素公路平面要素.58公路的平面要素公路的平面要素 .59线路纵断面要素线路纵断面要素 线路的纵断面是研究线路的填挖方量及线路的纵断面是研究线路的填挖方量及线路在垂直方向上合理衔接的基础。线路在垂直方向上合理衔接的基础。线路纵断面由水平线、倾斜线、凹竖曲线路纵断面由水平线、倾斜线、凹竖曲线、凸竖曲线及不同坡度的连接线所组成。线、凸竖曲线及不同坡度的连接线所组成。两相邻不同坡度直线段的相交点，称为变坡两相邻不同坡度

32、直线段的相交点，称为变坡点。变坡点应分别设置凹形或凸形竖曲线予点。变坡点应分别设置凹形或凸形竖曲线予以缓和。以缓和。.60公路定线公路定线道路定线步骤：道路定线步骤：拟定线路系统拟定线路系统方案比较方案比较具体确定线位具体确定线位.615、 工作面汽车入换工作面汽车入换常用的入换方式有同向行车、回返行车和折返倒车。常用的入换方式有同向行车、回返行车和折返倒车。如图所示。如图所示。 图图1033 汽车在工作面入换方式汽车在工作面入换方式汽车在工作面的位置和入换，应当力求减小挖掘机汽车在工作面的位置和入换，应当力求减小挖掘机采装时的回转角并尽量缩短入换时间。采装时的回转角并尽量缩短入换时间。 .6

33、26、道路通过能力与运输能力、道路通过能力与运输能力 道路通过能力取决于单位时间内通过线路一定地点道路通过能力取决于单位时间内通过线路一定地点的最大汽车数量，它与的最大汽车数量，它与行车线数量行车线数量、路面质量与状态路面质量与状态、汽车运行速度汽车运行速度以及以及安全行车间距安全行车间距有关。有关。自卸汽车运输能力取决于汽车的自卸汽车运输能力取决于汽车的载重量载重量、运输周期运输周期和和班工作时间的利用程度班工作时间的利用程度等。等。.637、辅助作业、辅助作业汽车运输的辅助作业有：汽车运输的辅助作业有：防止车箱内粘结和冻结防止车箱内粘结和冻结汽车技术保养与检修汽车技术保养与检修公路维修公路

34、维修.64这是一种连续运输方式，是实现露天矿生产连续化的重要环节。这是一种连续运输方式，是实现露天矿生产连续化的重要环节。其特点是物料以连续的货流沿固定线路移运。如图所示。其特点是物料以连续的货流沿固定线路移运。如图所示。其主要优点是其主要优点是生产能力大生产能力大、爬坡能力强爬坡能力强、劳动条件好劳动条件好、能量消能量消耗少且易于自动控制耗少且易于自动控制 。二、带式输送机运输二、带式输送机运输图图1034皮带运输机皮带运输机输送机的主要部分输送机的主要部分胶带，既是牵引机构又是物料胶带，既是牵引机构又是物料运送机构。运送机构。 如图所示。如图所示。.65三、铁路运输三、铁路运输铁路运输优点

35、：铁路运输优点：设备和线路坚固可靠设备和线路坚固可靠运行作业易于自动控制运行作业易于自动控制线路阻力小，故能耗少，运输成本低线路阻力小，故能耗少，运输成本低载重量大，运输能力大载重量大，运输能力大铁路运输缺点：铁路运输缺点：爬坡能力小爬坡能力小线路工程量大，基建投资也大线路工程量大，基建投资也大受矿体埋藏条件影响大受矿体埋藏条件影响大受开采深度限制受开采深度限制.66用联合运输可降低矿岩运输成本，改善相邻生产工序的技术经济指标。四、联合运输四、联合运输指从露天采场工作面的装载点到货流卸载点指从露天采场工作面的装载点到货流卸载点(矿矿石或废石场石或废石场)之间有两种以上的运输方式。之间有两种以上

36、的运输方式。.67联合运输系统三个环节：联合运输系统三个环节：采装作业点到转载站采装作业点到转载站(如：汽车运输如：汽车运输)；转载站到地表间的线路运输转载站到地表间的线路运输(如：铁路运输、汽车运输、如：铁路运输、汽车运输、带式输送机运输、钢丝绳提升运输、架空索道运输等带式输送机运输、钢丝绳提升运输、架空索道运输等方式方式)；地表运输（通往选矿厂或废石场地表运输（通往选矿厂或废石场)。要实现联合运输，必须设置要实现联合运输，必须设置转载站转载站，以便把矿岩从一，以便把矿岩从一种运输工具转载到另一种运输工具中。种运输工具转载到另一种运输工具中。 .681、转载站、转载站 是实现汽车与铁路联合运

37、输是实现汽车与铁路联合运输 、汽车与带式输送机联合、汽车与带式输送机联合运输等联合运输的基础。运输等联合运输的基础。 图图1037 汽车与带式输送机联合运输转载站汽车与带式输送机联合运输转载站(a)筛分式转载站；筛分式转载站；(b)筛分破碎式转载站筛分破碎式转载站1汽车汽车2固定式篦子筛固定式篦子筛3料仓料仓4破碎机破碎机5带式输送机带式输送机 .692、溜井运输、溜井运输 按照溜井与露天采场境界的相对位置，可分为按照溜井与露天采场境界的相对位置，可分为内部溜井内部溜井和和外部溜外部溜井运输井运输。溜井由。溜井由井口井口、井筒井筒及及放矿装置放矿装置组成。组成。 .703、溜槽运输、溜槽运输溜

38、槽运输一般用于山坡露天矿的自然斜坡上。溜槽运输一般用于山坡露天矿的自然斜坡上。 按坡角划分为按坡角划分为斜坡斜坡（45以下）、以下）、陡坡陡坡（4560）和）和极陡坡极陡坡（6080）溜槽。溜槽。 图图1039 露天矿溜槽露天矿溜槽.71排岩工作包括排岩工作包括废石场位置的选择废石场位置的选择、排岩工作方法的选排岩工作方法的选择择、废石场的建设与发展废石场的建设与发展、废石场的稳固性与防护措废石场的稳固性与防护措施施、废石场的污染控制废石场的污染控制与与复垦复垦等内容。等内容。废石场：接受排弃岩土的场地。废石场：接受排弃岩土的场地。排岩工作：将岩土运送到废石场以一定方式堆放岩排岩工作：将岩土运

39、送到废石场以一定方式堆放岩土的作业。土的作业。按废石场与露天采场的相对位置，废石场可分为按废石场与露天采场的相对位置，废石场可分为内内部废石场部废石场和和外部废石场外部废石场。 .72一、废石场位置的选择原则一、废石场位置的选择原则1、占地面积少，不占或少占农田；、占地面积少，不占或少占农田；2、安全；、安全；3、排土运距短；、排土运距短；4、保护环境；、保护环境；5、总容积应与露天矿总、总容积应与露天矿总剥岩量相适应剥岩量相适应 。图图1040废石场排土废石场排土.73一一 基本概念基本概念二确定露天开采境界的原则二确定露天开采境界的原则三境界剥采比的计算方法三境界剥采比的计算方法四露天开采

40、境界的确定方法四露天开采境界的确定方法.74露天开采境界：指露天矿开采终了时露天开采境界：指露天矿开采终了时(或某一或某一时期时期)所形成的空间轮廓。所形成的空间轮廓。露天开采境界的范围由露天露天开采境界的范围由露天采矿场的采矿场的地表境界地表境界、底部境界底部境界和和四周边坡四周边坡组成。组成。某矿露天矿坑某矿露天矿坑露天采场构成要素露天采场构成要素一一 基本概念基本概念.75矿床类型：矿床全部适宜用地下开采矿床全部适宜用地下开采( (图图a)a)；矿床全部适宜用露天开采矿床全部适宜用露天开采( (图图b)b)；露天和地下联合开采露天和地下联合开采( (图图c)c)；一部分适宜露采，另一部分

41、一部分适宜露采，另一部分不宜开采不宜开采( (特例特例)()(图图d)d) 。abcd合理境界深度是多少？合理境界深度是多少？.76露天开采境界的范围大小相应地确定露天矿的露天开采境界的范围大小相应地确定露天矿的可采矿量可采矿量和和剥离量剥离量，它对矿山的生产规模、服务年限、基建投资、达，它对矿山的生产规模、服务年限、基建投资、达产时间、设备数量、矿山人员、矿山成本等一系列技术经济产时间、设备数量、矿山人员、矿山成本等一系列技术经济指标都有密切关系。指标都有密切关系。露天开采境界确定的影响因素：露天开采境界确定的影响因素：1）自然因素）自然因素2）技术组织因素）技术组织因素3）经济因素）经济因

42、素.77（一）剥采比的概念（一）剥采比的概念如图所示。如图所示。图露天开采境界对图露天开采境界对矿岩量的影响矿岩量的影响剥采比：每开采单位矿石量所需要剥离的岩石量。剥采比：每开采单位矿石量所需要剥离的岩石量。计量单位用计量单位用m3/m3或或 m3/t或或t/t表示。表示。剥采比是一个重要的剥采比是一个重要的技术经济指标，关系到采技术经济指标，关系到采出矿石量、岩土剥离量以出矿石量、岩土剥离量以及矿山的生产规模、服务及矿山的生产规模、服务年限、生产成本等。年限、生产成本等。FAG.78（二）剥采比的表示方法（二）剥采比的表示方法1、平均剥采比平均剥采比：指露天开采境界内岩石总量与矿石总量：指露

43、天开采境界内岩石总量与矿石总量之比值。之比值。如图所示。如图所示。图图 各种剥采比各种剥采比(a)平均剥采比平均剥采比(b)分层剥采比分层剥采比 2、分层剥采比分层剥采比：指露天开采境界内某一水平分层的岩石：指露天开采境界内某一水平分层的岩石量与矿石量之比。量与矿石量之比。如图所示。如图所示。.79 生产剥采比生产剥采比：指露天矿某一时期内所剥离的岩石量与：指露天矿某一时期内所剥离的岩石量与所采出的矿石量之比。所采出的矿石量之比。如图所示。如图所示。图图 各种剥采比各种剥采比(c)生产剥采比生产剥采比(d)境界剥采比境界剥采比 境界剥采比境界剥采比:指露天开采境界增加单位深度所引起的岩指露天开

44、采境界增加单位深度所引起的岩石增量与矿石增量之比。石增量与矿石增量之比。如图所示。如图所示。.80生产剥采比生产剥采比1 1、理论生产剥采比、理论生产剥采比: :按照一定的工作帮推进方向、台阶高度、最下工作盘宽度、开段沟长度、延深方向确定出的剥采比2 2、实际生产剥采比、实际生产剥采比: :生产露天矿生产过程中实际发生的剥采比。月、季、年.81作用：是决定露天矿剥离总量的重要因素-确定排土场建设和发展的重要因素。是决定露天矿矿岩总生产规模的重要因素-确定设备、人员数量及地面设施等的重要因素。是评价设计方案的一项重要指标；n n越小越好越小越好是衡量生产露天矿某一生产时期难易程度的重要指标。nn

45、生产困难生产困难.822 2、变化规律：、变化规律：开始小逐渐增加峰值逐渐变小nH设设备备数数量量多多，人人员员多多，保保持持时时间间短短nH峰值小，维持时间长，人峰值小，维持时间长，人员设备数量变化小员设备数量变化小 生产剥采比的急剧变化对矿山生产极为不利生产剥采比的急剧变化对矿山生产极为不利, ,应在一定时期内应在一定时期内保持不变保持不变, ,以维持露天矿人员设备的相对稳定。以维持露天矿人员设备的相对稳定。表表19-1 19-1 矿岩量计算表矿岩量计算表.83生产剥采比的调整生产剥采比的调整( (生产剥采比的均衡生产剥采比的均衡) )途径途径:1:1、改变平盘宽度、改变平盘宽度, ,实现

46、调整实现调整n n图19-1 以超前剥离和滞后剥离降低剥离高峰示意图VV1 1为超前剥离量为超前剥离量,V,V2 2为滞后剥离量为滞后剥离量.84途径途径:2:2、改变工作线推进方向、改变工作线推进方向.85途径途径:3:3、分区、分区( (期期) )开采开采 方案案方案案对降低剥离洪峰及平缓自然生产剥对降低剥离洪峰及平缓自然生产剥采比情况好，且运距短，可提前内排。采比情况好，且运距短，可提前内排。.86减少初期生产剥采比的意义减少初期生产剥采比减少初期生产剥采比就是减少初期生产成本,以便加速资金回收利用。.87三、剥采比应用时几个问题三、剥采比应用时几个问题1、关于、关于“储量剥采比储量剥采

47、比”与与“原矿剥采比原矿剥采比”储量剥采比：直接根据地质勘探报告所提供的矿储量剥采比：直接根据地质勘探报告所提供的矿石量和岩石量计算剥采比。石量和岩石量计算剥采比。原矿剥采比：根据开采过程中矿石损失、贫化所原矿剥采比：根据开采过程中矿石损失、贫化所得出的矿石量和岩石量计算剥采比。得出的矿石量和岩石量计算剥采比。两者是不同，前者用在设计矿山中而后者多用在两者是不同，前者用在设计矿山中而后者多用在己生产的矿山中。己生产的矿山中。2、剥采比是变化的。设计中圈定的露天开采境界只是、剥采比是变化的。设计中圈定的露天开采境界只是在一定时期、一定条件下的合理境界。在一定时期、一定条件下的合理境界。3、剥采比

48、是一个重要的技术经济指标，要合理。、剥采比是一个重要的技术经济指标，要合理。.88经济合理剥采比经济合理剥采比1、 概念：指露天开采单位矿石量在经济上允许的最大剥概念：指露天开采单位矿石量在经济上允许的最大剥岩量。岩量。 2、确定方法的种类、确定方法的种类：价格法价格法比较法比较法最低利润法最低利润法回收投资法回收投资法产值法产值法金属成本比较法金属成本比较法储量盈利比较法储量盈利比较法原矿成本比较法原矿成本比较法（用于尚未确定矿（用于尚未确定矿床开采方式）床开采方式）（用于己确定为露（用于己确定为露天开采）天开采）.89五、经济合理剥采比的比较法（了解）五、经济合理剥采比的比较法（了解）1、

49、原矿成本比较法、原矿成本比较法 用原矿作为计算的基础，使露天开采出来的原矿成本用原矿作为计算的基础，使露天开采出来的原矿成本等于地下开采成本。等于地下开采成本。露天开采的原矿成本由纯采矿成本和剥离成本两部露天开采的原矿成本由纯采矿成本和剥离成本两部分组成。即：分组成。即：CL anb式中，式中，CL 露天开采的原矿成本，元露天开采的原矿成本，元/m3； a 露天开采的纯采矿成本露天开采的纯采矿成本(不包括剥离不包括剥离)，元，元/t； b 露天开采的剥离成本，元露天开采的剥离成本，元/m3； 矿石容重，矿石容重，t/m3； n 剥采比，剥采比，m3/m3。.90baCnDjh露天开采的基本要求

50、是：露天开采的基本要求是： CL CD式中式中 CD地下开采的原矿成本，元地下开采的原矿成本，元/t。满足这一条件的经济合理剥采比为：满足这一条件的经济合理剥采比为： 影响成本变化的因素是多方面，应结合矿床条件综合影响成本变化的因素是多方面，应结合矿床条件综合考虑。考虑。 应注意运输费、排水费的差别和进行必要的修正。应注意运输费、排水费的差别和进行必要的修正。 .912、金属成本比较法、金属成本比较法 用选矿或冶炼后产品的金属量作为计算的基础，使露用选矿或冶炼后产品的金属量作为计算的基础，使露天开采后经选、冶所得产品的金属成本等于地下开采产天开采后经选、冶所得产品的金属成本等于地下开采产品的金

51、属成本。品的金属成本。即：即：DDLLLKDKnbKD111式中：式中：DL、DD 分别为露天开采和地下开采时每吨原矿所分分别为露天开采和地下开采时每吨原矿所分摊的采矿、选矿、冶炼生产成本；摊的采矿、选矿、冶炼生产成本；KL、KD 分别为露天开采和地下开采时每吨原矿的金分别为露天开采和地下开采时每吨原矿的金属产出率；属产出率；n 剥采比；剥采比； b 露天开采的剥离成本。露天开采的剥离成本。.92满足这一条件的经济合理剥采比为：满足这一条件的经济合理剥采比为：LDDLjhDDKKbn根据矿山实际条件，有的只计算到精矿的金属成根据矿山实际条件，有的只计算到精矿的金属成本，有的计算到冶炼后的金属成

52、本。这这时就相应考虑本，有的计算到冶炼后的金属成本。这这时就相应考虑选矿回收率、贫化率及冶炼回收率等指标。选矿回收率、贫化率及冶炼回收率等指标。.933、储量盈利比较法、储量盈利比较法 以矿石的工业储量作为计算的基础，使露天开采出以矿石的工业储量作为计算的基础，使露天开采出来的矿石盈利等于地下开采出来的矿石盈利。来的矿石盈利等于地下开采出来的矿石盈利。即：即：DLUnbU1式中，式中，UL， UD分别为露天开采和地下开采时每分别为露天开采和地下开采时每吨工业储量所获得的利润。吨工业储量所获得的利润。DLjhUUbn满足这一条件的经济合理剥采比为：满足这一条件的经济合理剥采比为：.944、价格法

53、、价格法 露天开采的单位产品成本不高于产品的销售价格。露天开采的单位产品成本不高于产品的销售价格。即：即：0Pbnajh式中，式中，P0表示原矿的价格表示原矿的价格aPbnjh0满足这一条件的经济合理剥采比为：满足这一条件的经济合理剥采比为：.95例题: 某矿全部用露天开采方案，原矿规模为某矿全部用露天开采方案，原矿规模为600600万万t/at/a，平均平均剥采比剥采比2.94t/t2.94t/t，生产剥采比为，生产剥采比为4.56t/t4.56t/t，基建剥岩量为基建剥岩量为2168921689万万t t。如果全部用地下开采方案，原矿规模按。如果全部用地下开采方案，原矿规模按700700万

54、万t/at/a计算，使两方案生铁产量相同计算，使两方案生铁产量相同( (地下开采贫化损失地下开采贫化损失较大较大) )，采用竖井开拓，全部设，采用竖井开拓，全部设6 6个竖井，其中矿石提升个竖井，其中矿石提升井和通风井各井和通风井各2 2个，辅助提升井个，辅助提升井1 1个，其它井个，其它井1 1个，在井个，在井下设粗破碎设施。使用崩落法采矿。下设粗破碎设施。使用崩落法采矿。 两个方案的技术经济比较见下页所示。两个方案的技术经济比较见下页所示。.96哪个方案更优？哪个方案更优？是合理剥采比？是合理剥采比？.97一、境界剥采比不大于经济合理剥采比一、境界剥采比不大于经济合理剥采比 使紧邻露天开采

55、境界那层矿岩开采成本不大于地下开采成本；使紧邻露天开采境界那层矿岩开采成本不大于地下开采成本； 能使整个矿床开采的总经济能使整个矿床开采的总经济效果效果(成本或盈利成本或盈利)最佳。最佳。 缺陷主要有：缺陷主要有： 不能直接控制露天矿的基建投资和不能直接控制露天矿的基建投资和 生产成本（生产剥采比）生产成本（生产剥采比） 图图115露天开采境界对露天开采境界对矿岩量的影响矿岩量的影响 露天开采境界的确定，实质上是对剥采比大小的控制，使之露天开采境界的确定，实质上是对剥采比大小的控制，使之不超过经济合理剥采比。不超过经济合理剥采比。.98二、平均剥采比不大干经济合理剩采比二、平均剥采比不大干经济

56、合理剩采比 用露天开采的平均经济效果用露天开采的平均经济效果(成本或盈利成本或盈利)不劣于用地不劣于用地下开采。如图所示。下开采。如图所示。 评价：评价： 一个比较粗略、笼统的原则一个比较粗略、笼统的原则 采用该原则所圈定的境界要大采用该原则所圈定的境界要大 图图 nj njh 原则的实质原则的实质.99三、最大生产剥采比不大于经济合理剥采比三、最大生产剥采比不大于经济合理剥采比 露天矿任一生产时期按正常工作帮坡角进行生产露天矿任一生产时期按正常工作帮坡角进行生产时，其生产成本不超过地下开采成本或允许成本。时，其生产成本不超过地下开采成本或允许成本。 评价：一般比第一种原则确定的要大，较第二种

57、原则确评价：一般比第一种原则确定的要大，较第二种原则确定的要小，能较好地反映露天开采的优越性定的要小，能较好地反映露天开采的优越性没有考虑整个矿床开采的总经济效果没有考虑整个矿床开采的总经济效果最大生产剥采比出现的时间、地点，数值及其变化规律，都最大生产剥采比出现的时间、地点，数值及其变化规律，都有很大的不确定性有很大的不确定性四、根据矿石的需要量和勘探程度确定开采境界四、根据矿石的需要量和勘探程度确定开采境界 .100nj V /A式中式中 nj 境界剥采比，境界剥采比，V 露天开采境界延深单露天开采境界延深单位深度所增加的岩石量；位深度所增加的岩石量；A 露天开采境界延深单露天开采境界延深

58、单位深度所增加的矿石量。位深度所增加的矿石量。确定确定方法方法平面图法平面图法横剖面图法横剖面图法线段比法线段比法面积比法面积比法.101一、用地质横剖面图计算境界剥采比一、用地质横剖面图计算境界剥采比(横剖面图法横剖面图法) 常用于走向长度较大且厚度变化较小的倾斜、急倾常用于走向长度较大且厚度变化较小的倾斜、急倾斜矿体。斜矿体。 面积比法面积比法 如图所示。如图所示。 图图 面积比法面积比法 首先，绘出深度首先，绘出深度H的开采境的开采境界界abcd ,再绘出深度为再绘出深度为H的开的开采境界采境界a1b1c.1d1.102其次，用求积仪分别求出三个四边形其次，用求积仪分别求出三个四边形a1

59、b1ba、b1c1cb及及dcc1d1的面积的面积Sl、S2及及S3则深度则深度H的境界剥采比为：的境界剥采比为：221sssnj 线段比法线段比法 如图所示。如图所示。图图 线段比法的原理线段比法的原理 .103二、用平面图计算境界剥采比二、用平面图计算境界剥采比(平面图法平面图法) 适用于走向长度小的短露天矿。适用于走向长度小的短露天矿。 如图所示。如图所示。图图 平面图法平面图法abcd表示露天开采境界，表示露天开采境界，在深度为在深度为H的分层平面图上，的分层平面图上，绘出露天矿底平面周界绘出露天矿底平面周界bbcc。.104将露天矿地表周界和边坡面与分支矿体的交面将露天矿地表周界和边坡面与分支矿体的交面ef垂直垂直投影到平面图，计算投影到平面图，计算S1、S2、S3的面积。的面积。然后用面积比法计算境界剥采比，即：然后用面积比法计算境界剥采比，即：32321SSSssnj.105确定露天矿底平面的确定露天矿底平面的最小底宽最小底宽Bmin、底平面的、底平面的位置位置、露天矿露天矿最终边坡角最终边坡角 、开采深度开采深度、底部周界和开采、底部周界和开采终终了平面范围了平面范围。 一、露天矿底平面的位置一、露天矿底平面的位置按下列因素确定其位置：按下列