露天矿开采技术资料

1、.：.； - PAGE 91 -露天矿开采工艺 第一章 绪论 金属矿床开采按不同的埋藏条件，主要有以下三种方法 ： 露天开采， 地下开采， 砂矿床开采， 目前主要是机械化采掘，本课程主要讲机械化露天开采的方法。一、露天开采的根本概念及述语露天开采是在一定范围内敞露的空间里，将掩盖在矿体上部的表土及周围部分的岩石剥除掉，而把矿石开采出来。因此为了采出矿石，还必需开采矿石。1台阶bank：图1-1开采时，自上而下把矿岩划分成具有一定厚度的程度分层，用独立的采掘、运输设备进展开采，各分层坚持一定的超前关系，从而构成阶梯状。台阶由以下要素构成：上部平盘、下部平盘、坡面、坡顶线、坡底线、高度、坡面角。台

2、阶分：任务台阶任务平盘布置采掘、运输设备。非任务台阶保安平台：用于缓冲和阻截滑落岩石，减缓边坡角。清扫平台：阻截滑落岩石并用清扫设备进展清理。运输平台：作为任务台阶与出入沟运输的联络通道。2、任务线Avdvance line曾经做好预备而构成的矿岩区段。3、采掘带excavation zone：开采时将台阶划分为假设干个条带，逐条依次开采，每一个条带叫做采掘带。参数：宽度 1、实方取决于爆破方法和参数。2、电铲取决于电铲的发掘和卸载半径。4、采区working section 每一条带开采时也可划分为假设干区段配以独立的采运设备。参数：长度一条电铲所占的采掘任务线长度。5、露天坑道：按用途分：

3、1、出入沟建立开采程度间的运输通道。(Bl4中的AB)。2、开段沟建立第一条任务线初始台阶见图l4中的CD。 按断面外形分：整断面15 a,单侧沟15 b6露天矿场open pit曾经进展和正在进展露天开采的区域，由台阶和露天坑道构成。山坡露天：封锁圈以上。凹陷露天：封锁圈以下。构成要素：1边帮：露天矿场周围外表的总体，分 ：顶帮、底帮slope、端帮 2任务帮：working slope，非任务帮slope of respose 3任务帮坡面及任务帮坡面角 4非任务帮坡面及最终边坡角。 5上下部最终境界限开采终了时，非任务帮坡面与地面或露天矿底平面相交的闭合曲线。 6露天矿场最终境界：上下部

4、最终境界限所限定的位置。二、露天开采工艺过程穿孔爆破采装运输排卸工艺方式分：延续式工艺，延续化工艺，半延续化工艺。这几个消费环节是相互严密配合的，因此在不断完善各消费环节的同时，还必需调查他们的联络，以便提高全露天矿的综合消费才干。三、露天矿山工程的开展程序如前所述，从露天矿场采出矿石和岩石是从一定工艺过程实现的，这种任务总称为露天矿山工程。露天矿山工程：按施工对象分：剥离工程和采矿工程。按施工方式分：掘沟工程和括帮工程。矿山工程的开展按一定程序进展的。对于一个台阶：掘出入沟开段沟 扩帮对于上下程度：掘沟与扩帮同时进展，即上部程度扩帮的同时下部程度掘沟，于是：矿山工程深度不断添加，直到最终开采

5、深度。各开采程度的任务线从最初开段沟的位置不断向外推进，直到最终边境。露天矿场在开展过程中，逐渐由小变大，由浅至深，不断采出矿石和剥离岩石，直至最终境界范围内开采终了为止。露天矿山工程的开展程序的本质特征是渐进的即开采任务要不断在空间挪动，台阶任务线不断扩展推进，露天采场随之逐深扩展。综述露天采矿任务特点：消费对象是天然赋存矿岩，开采地点及消费条件不断推移变化，旧程度不断终了新程度陆续投产，构成了采矿过程从预备到消费又从消费到新的预备的循环运动规律，使掘沟、剥离、和采矿三者之间总是坚持相互依存和相互制约关系。露天矿消费工艺综述Chapter 1 the summarigation of pro

6、duction technology in surface mining穿孔爆破任务drilling and blasting operation概述矿岩采掘前要进展预备，其方法有：穿爆法，机械法犁土机松破，推土机堆集，水力法。常用穿爆法，对于爆破后的矿岩有如下根本要求：1、有足够的爆破贮备量,至少能满足电铲5一10昼夜的采装需求。对矿岩数量上的要。2、要有合格矿岩块度要求： ( 质量上的要求) 电铲:a=0.8 eq o(sup 14( ),sdo 5(3厂v) 破碎机:a=0.8A 胶带机:a=(0.30.4)B3、要有规整的爆堆和台阶。4、平安:减震、减少冲击波，留意碎石抛掷。经济:爆破

7、本身的经济：合理的装药构造、起爆方式、爆破方法、总的采装运输经济效果。穿孔设备的选择和运用根据岩石破碎方式有：1、牙轮钻机rotary drill 属回转式钻机：五年代兴起，美国，加拿大，澳大利亚露天矿几乎全用。 西方国家主要运用美国产品：孔径为250、310、380。比塞骆斯伊利B-ER型。加登纳丹佛gardner denverGD.n 。马里思MarionM4。 东欧国家用苏联产品：cbm250c,cbm320 ,bam320。 我国:KY250cXYZ250c 0.383pn/fD1厘米/分，p轴压千牛顿，h转速转/分，f岩石巩固性参数，D1钻头直径厘米。1)强迫钻进：高压轴300600

8、k/v低速150转/分 以内2)高速钻进：低压轴100200 k/v高速300转/分 大冲功低频率每厘米为卡810卡/千米，8501300次/分合理 小冲功5.57，高频率1900-2500评价：效率高 40006000米/月，最高 10000米/月 是钢绳冲击式45倍 ，孔径大 台年穿孔量达400600万吨，最高1200万吨/年，是潜空钻机24倍。运用：用于大型金属矿山中硬以上的矿岩穿孔。2、潜孔钻机downthehole percussive drill 属冲击回转式，潜孔技术早在1932年由美国英格索兰法ingersell rand公司首先推出。最初用于地下矿崩落法，五年代初才用与露天矿

9、。 型号：国外 T5大型 DM3中型 我国 KQ150A KQ200 KQ250 评价：孔径小，能穿凿各种不同倾角的炮孔有利于矿石分采和合理控制档次、块度，构造简单、操作维修方便、价钱廉价、设备效率发扬较好。30004000米/台月，适用于中小型露天矿。1.27ank/DE a冲击功 公斤米 n冲击频率 次/分 k冲击波利用参数 E岩石凿碎功比耗 公斤米/厘米 D钻头直径 厘米3、火钻jet piercing drilljpm型 储高温(16003000C)、高速(1100一1800ms)的火焰喷向岩石外表,使岩石在热力作用下骤热、膨胀、碎裂、剥落成孔。火钻的穿孔机理就是建立在岩石受热产生不均

10、匀变化的根底上，因此适用于热容量小、导热性差、膨胀性大的岩石。 优点：在极硬而且磨蚀性强的矿岩中穿孔效率610米/小时，同时还可以进展扩孔作业。 缺陷：耗费大量的柴油和氧气(或压气)，穿孔本钱很高。 关于各种钻机穿孔效率的分析，可参阅教材内容自学。穿孔设备数量计算。P17三、爆破作业 爆破技术已再课中详细学到，现只把露天矿用的爆破方法作一归纳。正常台阶爆破。1、多排孔微差爆破 multiplerow delay blasting 机理：产生新的自在面，应力波的叠加，岩石相互碰撞，地震波的相互关扰。微差间隔时间：2550毫秒起爆顺序：逐排，斜线，波形，掏槽优点：一次爆破量大，减少爆破次数和避炮时

11、间，改善爆破质量，减少大块，提高穿孔效率。大巴微差挤压爆破buffer blasting保管一定厚度的堆渣：一方面能延伸爆破的有效作用时间改善炸药能的作用和破碎效果，另一方面能控制炸堆宽度防止矿岩飞散，但要求台阶平盘宽度添加，爆堆高度大，炸药耗费量大。 3、高台阶爆破。high bench blasting 成倍的增大爆破量，有利于穿爆、采、运任务平行作业，爆破集中，改善爆破质量减少超钻开孔量，提高穿钻开孔效率。 但穿钻深度大，钻机作业困难，台阶 下部夹制造用大，质量不易保证。 几点帮爆破：多段微差爆破采用更多段数可分别各段爆破地震波，减少地震作用。预裂爆破先爆密集的预裂孔，采用不巧合装药，使

12、采掘爆破地震波在裂痕面上被吸收产生较强的反射，以减弱地震波的强度。光面爆破主要用于处置边坡使坡面岩壁平整。后爆密集孔，不巧合装药。缓冲爆破常与预裂和光面配合运用即在密炮孔与预裂孔间光面孔间打假设干排、缓冲孔抵抗线装药量逐渐递减。采装任务loading operation 采装任务是露天开采全部消费过程的中心环节，采装任务的好坏直接影响到矿床的开采强度露天矿消费才干和最终经济效果。因此，如何正确选择采装设备采用良好的任务方法，以提高采装任务效率对搞好露天矿消费具有及其重要的意义。一、露天矿用的采装设备 主要是运用：发掘机、前端式装载机。 分类如下： single bucket shovle dr

13、agline Excavatormultiple(continuous)-bucketchain bucket excavatorbucket wheelfront-end loader1、机械铲shovle 任务延续式，有较强的发掘力，适用于发掘各种不同硬度的矿石，可用于采矿、剥离、排土、掘沟、捣堆等任务。 铲斗与悬架钢性衔接，发掘电铲站立程度以上的矿石。随着露天矿规模不断扩展，机械铲规模也增大。 、装载机械铲 矿山以运用的最大斗容量为 19 米 ，常用 411.5米。美国产品：B-E公司： 280-B (10.6米)195-B (7.6米) 295-B (15.2米)Marion： 191

14、-M、192-MHarnischfeger： P&H 2100 (13米)P&H 2300 (16.8米)P&H 5700 (38米) 苏联产品：kt4、kt8N、kt20国产：WK44.6米)、WD800 8米) 、WD10 10米)、剥离机械铲 已制出6360M.5米)美国皇后河煤矿运用Marion消费的95.6米剥离铲臂长68.6米可一次剥离38米厚度岩层每小时剥离矿砂和页岩3800米。2、索斗铲dragline 铲斗与悬架挠性衔接，发掘电铲站立程度以下的矿岩。主要用于不需爆破的松软岩层和半黏结性土壤的剥离任务。任务规格大，效率高。 美国俄亥俄州的曼其奈露天矿运用4250W铲 斗容168

15、米消费才干达3400万米/年。3、斗轮铲bucket wheel连线作业式采装，常与带式运输机配合组成延续消费工艺系统。目前在金属矿已有开展，如苏联列别金铁矿剥离废石每小时消费才干达10003000米。 卸载方式：前卸、后卸、侧卸。引导方式：轮胎、领带。传动方式：机械、电、液压。操作系统：钢绳、滑轮、液压。4、前装机frontend loader是一种自铲自运设备，行走速度快，机动灵敏，爬坡才干大20度左右作业效率不受台阶低的影响，因此，近年来前装机在露天矿作业中占愈来愈大的比重。 目前常用于装车直接装运高台阶排土场倒运辅助作业与发掘机配合掘沟 国内用柳州工程机械厂出的Z450和Z442.7米

16、)在广西水泥厂石灰石矿和福建潘洛矿用。并引进了日本川崎产品的KLD100(5米)在南芬和海南做辅助设计用。二、机械铲的任务参数及作业方式 1、任务参数 发掘半径Rw:最大Rwm，站立程度Rwz 发掘高度Hw：最大Hwm 卸载半径Rx 卸载高度Hx 下挖深度Kw 2、作业方式：侧面平装车，侧面上装车，端任务面层尽头平装车，捣堆作业。 三、电铲采装任务面要素 1、任务面高度height of bench 受各方面要素限制：如电铲任务参数、矿岩性质和埋藏条件、穿爆任务要求、矿床开采强度以及运输条件。电铲任务参数的影响平装车 发掘不需爆破的岩土hHwma)从平安出发 巩固岩石爆堆高度：h1.21.3H

17、wm从效率出发：h2/3Htb)上装车hHxm-hc-exh(Rxm-Rwz-C)tg2其它要素a)矿岩埋藏条件：保证稳定和台阶矿岩性质一致b)开采强度：h大降低程度推进速度和延深速度c)运输条件：h大可减少台阶总数，简化开辟运输系统d)矿岩损失贫化：h小有利于减少矿岩混杂面积2 、采掘带宽度width of excavation zone实体采掘带宽度：需爆破的巩固岩石取决于爆破参数，底盘抵抗线和排距。不需爆破直接发掘的松岩与电铲采掘带宽度一样。电铲采掘带宽度：过窄：电铲挪动频繁，减少作业时间，消费才干降低，添加履带磨损，铁运添加移道次数过宽：发掘条件恶化，采掘带边缘满斗程度低，残留矿岩多，

18、清理任务量大。通常：bc(11.5)Rwz对于铁路运输还应满足以下条件：bcRxm+Rwz-C3、采区长度length of working section较短的采区使每一台阶可设置较多的电铲任务面，但不能过短，应根据电铲和采装的配合，矿岩分布及矿石品级变化，台阶的方案开采以及运输方式等条件确定。保证足够的采装爆破量Lmin=N(510)Q/qq单位任务线长爆破量 N作业分区数，普通N=3满足不同运输方式的要求铁路运输 Lmin23列车长400米左右汽车运输 Lmin150200米4、任务平盘宽度width of working bank应按采掘、运输及动力管线等设备的安顿和通行等条件加以确定

19、。Bmin=b+c+d+e+f+gc铁路中心至爆堆坡底线距d汽车道宽或铁路中心间距e至动力线杆距f动力线杆至台阶稳定边境限34米g平安宽。四、单斗发掘机消费才干发掘机消费才干是一项很重要的技术经济目的，全矿发掘机总消费才干也就是矿山采剥总量，所以充分发扬发掘机的才干，对保证完成或超额完成矿山方案的采剥量有着直接的关系。研讨发掘机消费才干的目的：组织矿山消费时，能充分发掘消费潜力，保证稳产、高产制定采剥方案或矿山设计时，能确定出符合实践情竞的目的。发掘机消费才干确实定方法：对比法：根据实践统计进展！对比，以便发掘潜力改良消费或设计矿山时，对比其他类似条件的矿山目确实定。分析计算法：小时技术消费才

20、干：QJ=3600EKw/twc，Kw=Km/Ks( Km=VS/E KS=VS/VC KW=(VS/E)/(VS/VC)=VC/E )所以实践丈量：KW可用KW=V/NE计算实践班消费才干：QB=QJT QN=QBMW (米3/班)班任务时间利用系数，即装车时间点班任务时间的比例，推土机平整场地，等车，设备缺点，交接班，铁路运输的移道等。2.影响发掘机消费才干要素的分析及提高信息途径1)缩短发掘机任务循环时间，提高满斗程度。普通发掘占2030%两次回转占6070%，卸载占1020%提高操作技艺，使每一操作迅速而准确。加强设备的维护保养，保证机器各部性能良好，使之运转快速而稳定。采用合理的采装

21、方式和任务面尺寸，使发掘机和车辆的位置适当，保证小角度装车。充分利用等车时间，做好装车前的预备任务，包括松动、捣置和清理任务面的矿岩，挑选不合格大块等。2改善爆破质量，保证穿爆贮藏量。3及时供应空车，提高发掘机工时利用。=121空车供应率，即因等车而引起的发掘机的工时利用。2除供车条件外，由于其他要素的影响而引起的工时利用。1=tz/tz+tr+totz装车时间 tr 入换时间 to欠车时间对于铁路运输：tr与任务平盘配线线方式有关。尽头式配线:tr1=260(Lo+0.5L)/v)+L 或 tr2=260(Lo+0.5L)/v)+L减少欠车时间主要有合理的车铲比，关于此分析在下章评述。4加强

22、设备维修，保证有较高的出勤率。第三节 运输任务hauling operation露天矿常用运输方式：自卸汽车运输truck haulage铁路运输railroad haulage胶带运输机运输belt conveyor斜坡箕斗提升inclined skip hoist结合运输combined haulage第四节 排土任务spoil (waste) disposal露天开采的一个重要特点就是要剥离覆盖在矿床上部及其周围的表土和岩石，并将其运至专设的场地排弃，用一定方式进展堆放岩土的作业称为排土任务。接受排弃岩土的场地称作排土场或废石场spoil (waste) bank根据露天矿采用的运输方式

23、和排土机械不同，排土方法可分为： 排土犁spreader plough铁路运输 电铲 (shovel) 前装机(front-end loader) 汽车推土机排土truck-bulldozer 胶带排土机belt spreader排土犁排土工艺排土工序列车翻卸岩土伐、排土犁推土、修整平台和线路移设。翻卸：开场用前进式，全长翻卸一次岩土后，改用后退式。推土：翻土填满初期容积后，由排土犁排土，排土线每移设一次通常需求推土8次左右，而每推一次土的走行次数26次。平整：要求新坡顶线超高100200毫米移道：用摇道机移道机设步距 a=d-b 普通小于3米 d 排土犁翅板最大悬距 b 线路移设后线路中心至

24、排土台阶。坡顶线距1.52.5米。移道机是一种二轴平板车，车上装有齿条提升机构和发动机，车下有卡子。在提升齿条下有一个在移道时起支撑作用的铁鞋，车身后架有一小齿轮。 一次提升移道间隔 0.70.8米 消费才干 A=60Lu/t米2/小时，普通是60210米2/小时L两任务点间间隔 1015米 u动作一次线路横向挪动宽度 0.50.8米 t动作一次所需的时间 25分钟2、排土线的受土才干及条数计算 QY=(Mnq)/KS 米3/班实方M每班发往排土线的列车数 n列车中自翻车数 q自翻车平均装载容积松方KS岩石松散系数 M=60TS/【0.06(2L0+L)/V+ntx+i】 T班任务时间S 排土

25、线班时间利用系数 S=0.60.7L0入模站至排土线的间隔 入模间隔 ，米L排土线长V平均运速 公里/小时tx卸车时间，分 i入模联络时间，分需求的排土线数：NS=fwKx/Qy W要求排土场平均每班排弃的岩石量 米3/班 f排土量不平衡系数 1.21.3 Kx排土线在籍系数思索平道、移道、缺点等线路封锁1.82.03、评价优点：1工艺简单、投资少、本钱低 2排土作业与运输之间没有延续性的作业联络相互制约性小 3排土线比较长，翻卸土岩速度快。缺陷：1线路移设步距小，移设频繁，任务量大。 2线路质量差，容易发生车辆掉道事故。 3排土台阶的稳定性差，高底受限制，排土线利用率低。因此对于巩固岩石，有

26、足够场地时可用此法。二、电铲排土工艺为了加大线路的移设步距，提高排土线的利用率，采用电铲排土。电铲排土任务情况如p104，图4-3所示，排土段分成上、下两个分台阶。电铲站在下部分台阶的平盘上。车辆们于上部分台阶的线路上。将土翻入受土坑，由电铲发掘并堆垒。在堆垒过程中，电铲沿排土任务线挪动。排土工序 列车翻卸土岩、发掘机堆垒，移设铁路。列车翻卸土岩：逐辆对位，将土岩翻卸到受土坑内。翻卸方式：前进式：列车经过的排土线较短，线路维护任务量小，路基踏实，质量较好，但线路移设不能与电铲同时作业。后退式：与上述相反。堆叠方法：分层堆叠、一次堆叠、分区堆叠移道：吊车移道步距即排土带宽度 A=0.8RWM+R

27、XM A=R2wm0.5Lf2+Rxm2、排土台阶要素1排土台阶高度经下沉后的高度 根据岩土性质普通为1550米上分台阶的高度取决于电铲的最大卸土高度HXM思索到其沉降要素，需使上分台阶的顶面标高比所规定的排土场顶面标高要高，因此上分台阶高度应为： h1HXM-h h= H-H=KXH-H=(KX-1)H KX=H/H=1+(H-H)/HH下沉前的排土台阶高度H 下沉后的排土台阶高度KX 下沉系数2受土坑尺寸 长度：要求大于一辆车长度Lf 高度：hf=h1+h+hr hr电铲下挖沉度11.5米 宽度：b=RWz-RwZzmin3、电铲排土线排土才干排土线受土才干与排土犁排土一样。电铲的实践排土

28、才干还受重车供应情况限制：Qp=Qj*T*Y1*Y2Qj电铲小时技术消费才干。Y2排土电根除供车条件外的班时间和用系数。Y1重车供应率。Y1Tp/ntx+tr+t0 Qx1=(3600Ekm/tks)t Qx2=Mnq/ksTp排一列车岩土所需时间Tp(n*Ve*Ke/E*Km) *(t/60)Ve翻斗车容积 Km翻斗车数Ke翻斗车装满系数 n一列车牵引车辆数tx 一辆车卸载时间tr人换时间 tr 0.06(2L0+L)/vt0，欠车时间 联络时间电铲排土的优点为，效率高、移道任务量少，岩土堆置高度大，但设备投资大。三、前装机排土使铁路运输能实现高台阶作业，减少线路移设，提高排土效率。作业方式

29、：在排土段高上设立转排平台，由前装机向外转排。排土场要素作业线长：至少有一昼夜转排量，并不短于一列车长150米转排高度：据岩石公散程度，发扬设备效率和作业平安，不能太高，不大于前装机举升高，又不能太低，影响贮备量。 2.3米3 前装机 普通36米 5米3 前装机 普通48米 最小平台宽度：普通为2025米 海南铁矿第六排土场以KLD100前装机排土台阶高达60120米，一列车土岩半小时可转排完，效率2400吨/班。四、汽车推土机排土1、排土作业：汽车翻土，推土机推土，平整场地和修整公路。2、排土线长度：应按同时翻卸的汽车数量确定。 Lpn0b n0同时翻卸的汽车数 b相邻汽车作业的间距 n0/

30、NtDX/Tz*N N出勤汽车总数 tDX汽车调车和翻卸时间 L=3LP 思索备用和维护排土机数量所需推土机数量与所需的推土量有关。推土量包括两部分，即：汽车卸载时残留在坡顶上的岩土和排土场下沉塌落需整平的岩土量，排土量普通约占总排土量的2040%NT=(VSKSKJ)/QTNT推土机数量VS需推送的岩土实方体积 米3/班KS岩土松散系数 KS1.31.5KJ设备价钱系数 KJ1.21.25QT推土机消费才干五、胶带排土机排土与胶带运输配合的一种排土方法，排土机的排土台阶普通由上排和下排两个分台阶组成。排土机和与之相配合的胶带运输机都设立两个分台阶之间的平盘上。任务面有：单纯上排P111图4-

31、10，上、下同时排图9-11、单纯下排图9-12胶带排土兼有运输与排土功能，排土场接受才干大，消费效率高，自动化程度高，工人的劳动强度小，其缺陷：胶带抗磨性差，目前还在研制抗磨性强的胶带。六、排土场建立P1121、排土场修筑 1山坡排土场 2平地排土场的修筑：采用分层堆垒逐渐涨道方法：排土犁发掘机推土机2、排土线的扩展 1平行开展 2扇形扩展七、排岩任务方案与平安 1、排岩规划 目的：到达岩土运输功和运输排弃量最小。 首先进展平台排岩规划：使各开采程度的岩土向各废石场的流量与流向最正确。 竖向规划有三种根本方式：程度运输咖、向下运输、向上运输、排岩规划要处理的问题本质上是岩土运输问题，经过对岩

32、土运量及流向的合理规划使运距和排岩总费用最小，通常用线性规划处理运输中的最优化问题。2、排岩作业进度方案第二章 露天矿消费工艺联络Chap.2. The relation of production technology in open-cut mine露天矿是一个消费条件较复杂、机械化程度高的矿山企业，它的主要消费工艺环节是穿爆、采装、运输及排卸。各主要消费工艺环节和假设干辅助消费环节构成一个有机的完好系统。 随着消费技术的开展，露天矿采剥设备内容繁充，按各种机械的动作原理，露天矿可分为三大工艺系统。 延续工艺：shovel-railway-spreader plough Shovel-tr

33、uck-bulldozer 延续工艺：bucket wheel excavator-belt conveyor-belt spreader 半延续工艺：shovel-truck-crusher-belt conveyor-belt spreader在三大工艺中，穿孔和采装之间经过爆破间接地联络着，普通应做到适当地提早为发掘机预备足够数量和符合规格的爆堆而不影响采装、该穿孔设备才干稍大于采装设备能就可以，而采装、运输、排卸三者是直接地联络，其中装运两环节设备比较贵重，资金占用多，对消费的经济效果影响最明显，因此成为工艺联络的重点。工艺联络包括研讨设备选型、配套、工艺参数选择、设备配比、消费组织等

34、问题，下面讲述延续工艺系统有前工艺联络的一些问题。第一节 设备配套和工艺参数在这一节里主要讲三个问题：1)工艺设备配套的普通原那么。2铁路运输的工艺参数列车分量确实定。3汽车运输铲车斗容的配合。一、设备配套的普通原那么 原那么：大矿用大设备，小矿用小设备，大铲配大车，小铲配小车。假设小矿用大设备，单机影响产量太大，不容易调理消费；假设大铲配小车或小铲配大车都会影响其技术经济效果。 选择的原那么是在顺应矿山规模，并在完成规定产量情况下，得到最好的经济效果，这就要做技术经济比较。但由于我国目前露天矿山设备规格编小，而且尚未构成各级各类设备的完好系列，所以最优的设备选型配套遭到限制。 根据黑色冶金矿

35、山采矿设计假设干原那么规定试行我国设备配套大致如下：特大型：矿山规模穿孔牙轮钻采装电铲运输矿1000万吨/年矿岩3000万吨/年硬岩310380软岩25031010米3及以上100T以上汽车150T机车、100T矿车胶带运输机大型：矿山规模穿孔采装运输矿2001000万吨/年矿岩10003000万吨/年250310牙轮150200潜孔410米3电铲50100 T汽车100150T机车60100T矿车胶带运输机中型：矿山规模穿孔采装运输矿60200万吨/年矿岩3001000万吨/年150200潜孔250牙轮凿岩台车14米3电铲35米3前装机50 T以下汽车1420T机车46米3矿车小型：矿山规模

36、穿孔采装运输矿60万吨/年矿岩300万吨/年150及以下潜孔150牙轮凿岩台车、凿岩机12米3电铲3米3以下前装机装岩机15 T以下汽车14T以下机车4米3以下矿车二、铁路运输列车分量确实定列车分量比铁路运输的露天矿是一个有普遍影响的很重要的工艺参数。这一参数对露天矿各消费环节都有影响。列车分量对各消费环节的影响对电铲：QB=QJTY1Y2/60Y1=tz/(tr+tz+t0)=(60nq/ QJ)/ (60nq/ QJ) + tr+ t0= (60nq)/ (60nq+ tr+ t0)QB= (QJTY2 nq)/ 60nq+( tr+ t0) QJ= TY2nq/(60nq/ QJ) +

37、tr+ t0= (TY2q)/ (60nq/ QJ) + (tr+ t0)/n在tr、 t0为常数的情况下电铲的消费才干QB 随nq的增大而增大。对列车消费才干的影响 Tztztytxtdtgtz60nq/ QJ ty120L/V tx=xn tdtgftyf列车途中停车系数0.40.1 Tz60nq/ QJxn1201+fL/VQL=TKLnq/Tz KL运输任务班时间利用系数0.80.85TKLq/60nq/ QJx1201+fL/Vn在运距L和运转速度为常数的情况下显然QL也将随n而增大对车辆消费才干的影响 QC=TKLq /TZ TKLq/(60nq/ QJ+x)n1201+fL/V

38、n增QC降对排土线消费才干的影响排一列车的时间 TP=xntr，td， 等入等出待卸QP=TYSnq/xntr，TYSq/xt1，/ n可见QP随n而加大 tr，0.062L0+L/V对线路系统的影响随着n的加大，列车长度也加大，从而站场和其他分界点的线路长度也要延伸。随着n的加大，完成一定运输量线路经过才干可以小一些或在线路经过才干一定时，线路上的列车密度可减小，线路较通畅。经济合理的列车分量按完成每一辆车的运输量所需求的采装、运输、排土费用最低为准那么推导。设：一台电铲的台班作业费 Cw 一台机车的台班作业费 Cg 一台车辆的台班作业费 Ci 一条排土线的条班作业费 Cp电铲班消费才干 以

39、车为单位计： 为完成一车所需的电铲装车费用：同理：机车费用：车辆费用：排土费用：C=+=求上式一阶导数使之等于零：从上式可知：随着采掘设备(和)机车,露天开采深度L和排土设备的加强和加大，n也要添加。当采用大型车辆时，n那么应减少。技术上可行的列车分量：对于重车上坡的凹陷露天矿主要从以下两方面确定。按机车牵引才干 P车辆着分量 机车的单位根本阻力 kg/吨 车辆的单位根本阻力 黏着系数 从上式得：按线路经过才干运输才干 吨/昼夜思索交接班，维修和杂作业等的线路时间利用系数列车占用限制区间时间，取决于线路数目和闭塞方式。 为完成消费义务需求经过限制区间的运输量。 所以 在以上两方面讨论中、假定L

40、和P是一定的，我们也可以 把这两个要素思索进去，他们都与i发生关系、既： 机车每吨粘重的班作业费代入上式，可得以下方程 二元函数然后、使 解联立示，即可求出一定露天矿深度下，n、i的最优的匹配。三、汽车运输铲车斗容的配合从电铲利用出发，车型大一些是有利的，由于这样在一个班内可以减少汽车的入模次数，添加纯装车时间，但是从汽车运转利用来说，车型过大，将使装车时间在汽车作业循环中的比重过大，从而降低了汽车的利用率。反之，车容过小，也不合理，由于车型小，车体强度低，容易在装车中被砸坏，同时为完成一定运量所需的汽车就多，这样，露天矿内车流密度就高，相互影响也大。国内外许多学者曾对V：E比例作过研讨，所得

41、出的结论大致一样：1V：E比例随运距加大而应加大。2对于大型电铲，即E值大时，V：E可具有较小的值。这些研讨表时，当运距为12公里时，V：E的合理值为：55.5：1，对于E=810米3的电铲，V：E为4.55.0：1。根据我国电铲矿用自卸汽车的定型情况，露天煤矿设计规范引荐的铲车配合关系如下： 1米3 712吨； 2米3 1220吨； 4米3 2025吨 6米3 45100吨第二节 采运设备的数量配合在我国露天矿内，采运设备的数量配合用“电铲比这一概念来表达。所谓车铲比是指列车数或汽车数和发掘机数的比值。即：露天矿在某单位时间内一天或一班，采装的矿岩量应与同时间运输的数量相等，亦即采运设备的总

42、才干是相等的。从上式可以推导出以下两个重要式子：第33页图：从图中可见：to成双曲线随YLW加大而减小而td那么成直线随YLW加大而加大，车铲比为YLWo可设to=0，也可使td=0，但两者不能够有一个使to=0，t d也等于0的YLW，YLW过小可产生to，YLW过大可产生t d，而T z和T W 过长都会使to和td添加。从上分析，to和t d是处于彼此消长、相互矛盾的形状，而且上述理念分析也没把两者联络起来。YLW加大固然有利于to的缩短，但使t d添加系统拥堵、车流相互关扰反过来又影响缩短效果。如何思索上述随机要素，而正确计算to和t d，并据此确定合理的YLW，这目前还没有称心的方法

43、。普通可经过测定分析和技术经济计算求得采运设备综合效率最高，总的运营费用最少的车铲比，目前研讨中的方法有：统计分析法：是利用实践消费数据，用统计相关分析确定to和t d对于YLW的函数，然后据以确定合理的YLW值。模拟法：是利用电子计算机以露天矿线路系统和采运设备的作业情况进展快递逼真的实验，使露天矿在很长时间进展的作业过程在很短的时间内完成。实验中改动作业的列车数，并把不同作业列车数下的消费目的加以记录。然后根据记录结果时行合理车铲数配合的分析。第三节 各环节消费才干的平衡平衡各环节消费才干的目的在于研讨露天矿工艺过程，保证完成消费义务的能够性，揭露工艺过程中的薄弱环节，以采取有效措施抑制之

44、。为计算露天矿某i 消费环节的消费才干Mi，应查明： 某环节的设备数Ni，任务时间Si(日)，单位消费才干Qi(吨/日) i露天矿要计算环节才干的有：穿孔、装载、机车或汽车，出入沟限制区间的经过才干，排土等。在进展露天矿消费才干平衡时，要特别留意以下几点：1必需对消费实践作全面的深化的，历史的调查和了解，使参与消费才干平衡计算的每一个参数都建立在真实可靠的根底上，既不保守，也不冒进。2由薄弱环节决议的露天矿平衡消费才干的限制是相对的，在一定条件下是可以转变的。 例如：大冶铁矿六十年代穿爆是主要薄弱环节，穿孔才干缺乏，爆破质量低，影响了电铲效率。但72年运排又成了薄弱环节，平均运距仅3公里的条件

45、下，列车运转周期平均竞达4小时，经过调查发现主要缘由是：坑内站经过才干缺乏，排土线出动率低，技术形状不好，列车待卸排队，平盘二铲一线，延伸了列车在任务面停留。针对这些问题，采取了相应措施：改建坑内站，添加平行进路，增建排土线，设立储矿场，适当减少发掘机数，经过这些措施使各环节才干趋于平衡。3在消费才干平衡时，还必需注重桥修、供电、防排水等辅助性消费环节，在一定条件下，这些环节也能够成为消费中的主要矛盾。 例：某矿方案矿石产量：AK=400吨/年，消费剥采比为ns=3.45吨/吨，计算各环节的才干能否满足要求。解：矿岩总量：万吨/年穿孔 Z钻机平均台日效率 米/台日 成孔率 B延米爆破量 吨/米

46、 假设Z120米/台日 0.95 B115吨/米吨/台日吨/年2、采装万吨/年3、机车吨/台日万吨/年出入沟限制区间经过才干吨/日万吨/年5、排土 吨/年结果：MgM MK160，沟道普通布置在露天矿的非任务帮上；开辟沟道内的运输只是整个露天矿运输系统的中间环节，在沟道的起点和终点，通常要设置转载站或转换点transloading station根据运输方式不同可分为如下两种：斜坡运输机开辟incline conveyor胶带运输机对矿岩块度有较严厉的要求，现代大型运输机运输的最大允许块度只在0.5米以下，因此在向运输机装载以前，必需对矿岩加以破碎，根据破碎机的固定性和布置方式，本法有两种运输

47、系统。汽车半固定破碎机胶带运输机truck-semifixed crusher-belt conveyor开辟系统表示图如P175 6-19中所示带式运输机道和半固定破碎站均布置在露天采矿场的非任务帮上，矿岩运输系统为：Shoveltruckcrusherapron feederbelt conveyorground 破碎设备常用旋回破碎机1000吨/小时，和颚式破碎机机，旋回式破碎机破碎系统如P175 6-20，圆外采用组装式破碎站。 在采场内，为坚持汽车的经济合理运距，随着开采深度的下降，破碎站每隔35个台阶移设一次，移设的步距可据以下原理确定：用运输机替代汽车运输这一垂高所节省的费用不小

48、于移设破碎站这一间隔 所需的费用。 式中：H破碎站移设的垂直间隔 。S矿岩平均截面积，米2C破碎站移设一次所需费用，元；矿岩平均容重，吨/米3C1,C2分别为汽车和带式运输机折算的矿岩提升费用，元/吨、米， A1,A2分别为汽车和带式运输机运输矿岩费用，元/吨、公里 ，分别为公路坑线和带式运输机道的坡角。K公路坑线展长系数公路实践长度与实际长度之比；2、移开工破碎机带式运输机道开辟近年来，园外开场在巩固岩石的露天矿中研讨运用挪动式破碎机，这咱破碎机设在任务平盘上，这样可以使任务面运输也用运输机任务台介上的破碎机和运输机均随任务线的推进而移设。其工艺系统为：Shovel(or front-end

49、 loader)mobile crusherbelt conveyorground这种开辟系统方式如P177所示。挪动式破碎机有自行式和可移式，前者本身具有履带式或逐渐式安装。后者本身没有引导安装，而是靠与破碎机配套的移设机。用于破碎巩固岩石液压逐渐式挪动破碎机如图6-24 任务台阶上带式运输机的布置方式见P178 6-25 这种系统在金属露天矿的运用虽然表现了更大的经济合理性，但由于挪动式破碎机构造制造尚有问题所以在口内外还未得到大量的推行。3、评价优点：1运输才干大，sierrita 铜钼矿，带长2.4公里，带宽1840mm，坡角130，才干达8000吨/小时。2升坡才干大，16180运距

50、短为汽车1/41/3，铁路1/101/15采特制的“夹持式大倾角运输机可达450。3基建工程量少，运输本钱低。4延续化运输便于实现自动控制，操作简单，劳动消费率高。缺陷：1需破碎，而添加矿岩破碎费用，破碎站建立费用高，移设复杂。2胶带磨损严重，敞露的运输机作业易受暴风，雨雪的影响。3运输机系统发生部分缺点将引起全矿运输作业停顿，因此对 设备维护和消费管理程度要求较高。对开采深度大的矿山适用，国外运用较多。如：美国twin buttes双峰铜矿，sierrita 铜铅矿；巴西caue高依铁矿；智利的chuguicamata丘荃卡马塔铁矿。斜坡卷扬开辟incline hoisting斜坡卷扬开辟的

51、主运输方式是钢绳提升，根据其提升容器不同，提升方式可为：箕斗提升，串车提升和台车提升三种，其中以前两种在露天矿运用较为广泛。斜坡箕斗提升incline-skip-hoisting沟道布置及运输系统箕斗道的布置应结合露天矿的总图布置统筹安排，局量接近选厂和废石场的缩短矿岩云距。还应顺应矿山开采程序。任务线推进方向的要求。深凹矿设置在最终边帮上，与边帮直交布置，坡度可达250400山坡故普通布置在采场境界外。系统：truck(or train)transloading bank skipground 跨越式栈桥侧面卸载P184图6-30采场箕斗装载站 尽头式平台正面卸载 直接转载：装载站构造简单，

52、但汽车箕斗相互制约转载方式 漏斗转载：与上相反在凹陷露天矿随着开采程度的下降，箕斗道要不断延深，而转载站每隔2-4个程度移设一次，即每隔2-4个台阶设一集运程度，为急中断消费，普通采用两套或两套以上箕斗提升系统交替延深。2实例P183、图6-29，峨口铁矿是用斜坡箕斗开辟山坡露天矿的一个实例，该矿走向长达2000米，宽1000余米，地处山岳地带，高差较大，斜坡箕斗道设在境界外采场一端，箕斗道斜长480米，有效运距380米，坡度33030380，下放垂高234米，每天台阶设一座栈桥，任务面用25吨汽车，经转载漏斗装入箕斗中，箕斗容积30米350吨，两车装一斗漏斗36米3，用双卷筒卷扬机，矿石下度

53、阱破碎厂直接卸入贮矿仓中，年产量480万吨/年。抚顺西露天煤矿是我国最早运用斜坡箕斗深凹露天矿，该矿在非任务帮上设置两套运煤的箕斗提升系统，每一系统各安装两套箕斗，两套设备才干分别为300400，100万吨/年。在大型金属深凹露天矿还没有实践采用阅历。 3评价 优：能以短的间隔 抑制大的高差，设备简单，运营费用低，投资少，建立快，消费才干高。 缺：机动灵敏性差，环节多而相互制约，矿岩需几次转载，管理任务复杂，转载站需定期移高，往入影响消费。斜坡串车提升incline train hoisting采场用小于4米3各型牵轨矿车运输。通常在露天矿一帮设立坡度小于250300的直进沟，沟由铺设卷扬机道

54、，卷扬机道两端不需转载设备，只设甩车道。在采场内用机车将重载矿车牵引至甩车道，然后由斜坡卷扬提升或下设至地面甩车道，脱钩后再用机车牵引至卸载地点。P184图6-31为东山石灰石矿石斜坡矿车开辟系统，上部有一条提升机道，下部有两条并列提升机道 ，矿石经两段斜坡提升机道下放送至粗破碎站，每次下放6-9次辆容积为1.11.6米3U型矿车。这种开辟运输方式，运用设备、轻便、投资少、建立快，但其消费才干受矿车载生和调车的限制，适用于提升或下放垂高在100米左右的牵轨运输的中、小型露天矿。第四节 地下井巷开辟underground openings development一、溜井平峒开辟raise chu

55、te-tunnel特点：1借助开掘溜井和平峒来建立采场与地面的运输联络只运送矿石，矿石靠自重运输。2只能作为运输的中间环节，不能独立完成露天矿的运输义务，需与其它运输方式配合运用。主要适用于山坡露天矿，采场常用汽车或铁路运输，平峒可用准轨或窄轨铁路，平峒运距和运量不大时也可采用大型程度箕斗。溜井承当着受矿和放矿义务，它是平峒溜井开辟运输系统中的关键环节，合理地确定溜井的位置和构造要素，对保证矿山正常消费具有重要意义。1、溜井平峒的位置溜井平峒布置的合理性，主要应符合以下三原那么：溜井主 作面的平均运距短溜井和平峒的掘进工程量少任务平安可靠，保证溜井穿过的岩层稳定，整体性强，防止穿过厚的软岩夹层

56、，大断层，破碎带，裂隙发育区，大的含水层。 内部运距短，但要“降段攀矿汽车运输时集中放矿溜井 外部侧帮减少，采放相互牵制铁路运输时分散放矿溜井外部溜井端部P180图6-27平峒的位置应与溜井位置同时确定，除应思索溜井的合理布置外，应留意以下几点1尽能够缩短平峒的长度2平峒位于露天采矿场之下时，平峒顶板距露天矿场平面的最小垂直间隔 不得小于15米3平峒口应该在洪水位以上，并且应设在岩层稳定，不易产生滑坡和雪崩之处。2、溜井的构造要素溜井由井口、溜放段、贮矿段及放矿漏斗组成，其构造要素包括：深度，断面外形和尺寸，倾角以及放矿口规格。1深度过去以为单段溜井高度不超越150米，实践只需采用合理的溜井断

57、面外形和大小，增大贮矿高度，单段溜井深度可达300米以上。2断面外形和尺寸普通园形，直径不应小于允许最大放矿块度的4-6倍，粉矿过多和湿度较大时应大于58倍。3倾角垂直较好 ，必需采用倾角斜溜井时，要大于7004漏斗构造及规格底板坡度40500，顶板650750，长度57米左右3、溜井的消费管理 当溜井位于采矿场内时，随开采台阶下降溜井也要随之降段，每次降段个台阶高度。常用分步降段方法：半壁先降段，半壁暂不降段，供原开采台阶卸矿至全部采完再降。P181图6-28 直接降段：适用于溜井断面大，矿石品级与溜井周围矿层一致，用加密小直径炮孔金属矿降段方式 贮矿降段：先填满溜井，停顿放矿溜井消费中常有

58、事故是：堵塞和跄矿缘由：堵塞溜井构造参数不合理；含粉矿和泥量较多且湿度较大；停顿放矿时间长，在矿石冲击作用下使矿石夯实。 跄矿多发生在处置溜井堵塞时，矿石忽然下落构成宏大冲击力，或两季矿石含泥水过多，阻力减小而呵斥。措施：在溜井口附近设置防截水设备，加强放矿管理任务，如定期清理积聚的粉矿，溜井大量积水时，暂不放矿真实做到：“溜井贮漏矿，松动放矿。4、评价适用于地形复杂：高差较大，坡度较慢，矿体在地面标高以上露天矿。攀钢、兰尖铁矿、本钢南芬，鞍钢乔夫山，石灰石矿最多优：可利用地形高差，自重放矿，运营费用低缩短了运距，加速运输设备周转，可用少量运输设备完成大产量减少了运输线路工程，基建投资少，基建

59、时间短。缺：容易出来堵塞跄矿，井壁磨损，井底放矿尘粉严重，对要求一定块度而易粉碎的矿石，普通不宜采用。用运输机与溜井平峒结合运用时，矿石事先破碎后进入溜井，可防止大块矿石堵井，减轻矿石对井壁的磨损。井筒提升开辟pit shaft hoisting这种开辟方式根本上与斜坡运输机和斜坡卷扬开辟方式类似但为防止采场运输和提升作业相互关扰，设立固定的破碎站，减少边帮扩帮量，可用井筒替代斜坡道。 井筒分：斜井(inclined shaft)竖井vertical shaft斜井开辟斜井由常用运输方式有：train skip 和converyor串车：通常用石门与斜井联接，其运输系统为：Working be

60、nchcross aditslope bottominclined shaftground箕斗和运输机：通常用溜井联接，其运输系统为：Truckraise chutecrusherinclined shaftground例：矿山村铁矿箕斗 大孤山运输机P176图6-21墨西哥卡纳尼亚铜矿运输机，固定破碎P176图6-22 该矿地表长1200米，宽900米，最终边坡角550，采深达200多米，日产富矿2.4万吨，采场用汽车运输建立了一条运矿石的斜井运输机系统 。吉倾角15.50高2.4米，宽3.3米，长750米，井底设宽8米高30.5米，地下破碎峒至其上用溜井与采场结合。用石门联接，半固定破碎站