露天采矿概论

大唐国际锡林浩特矿业公司露天采矿概论

1露天开采的地位及发展趋势1、采用一定的采运设备，在敞露的空间中，从地表开始作业的采矿方法称露天开采，其特点是必须将矿体周围及上部覆盖的岩石剥离掉。2、目前我国铁矿石产量的90%、有色金属矿石产量的52%、化工原料矿石的77.7%、建材矿石近100%是露天开采的。露天开采在世界采矿业中也占重要地位。2.1露天开采的特点--优点

1、生产能力大，可达5000万t/a。2、劳动效率高，是井工开采的3－5倍。3、开采成本低，是井工开采的1/3-1/5。4、回采率高，达到90%-97%。5、矿山基建期短，投产达产快。6、劳动条件好，作业安全可靠。7、能源、木材、金属等材料消耗少。2.2露天开采的特点--缺点1、采矿场和排土场占用大量土地。2、环境污染较井工矿严重。3、受气候影响大，如：风雪、雷雨、严寒和酷暑等。4、对矿床的赋存条件有一定的要求。5、大型设备使用多，单位投资高。3露天开采流程1、穿孔工程2、爆破工程3、采装工程4、运输工程5、排土工程（包括卸煤）牙轮钻机液压挖掘机WK－20电铲北方重汽100T运岩卡车排土场边缘式排土排土场推土机辅助排土1、间断开采工艺2、连续开采工艺3、半连续开采工艺4、倒堆开采工艺4露天矿开采工艺4.1.1单斗—铁道工艺单斗—铁道工艺在我国抚顺西露天矿、阜新海洲露天矿以及一些铁矿曾经广泛使用，是一种成熟的开采工艺，成本较低。但是缺点是工作线长、基建工程量大，基建时间长，生产组织不灵活，现在的新建露天矿已不再采用。4.1.2a电铲+卡车+推土机工艺这是一种典型的美国开采工艺，20世纪80年代以来开发的五大露天矿(伊敏河、元宝山、霍林河、平朔安太堡、准格尔黑岱沟）以及平朔安家岭露天矿都采用了这种工艺。它的主要特点是具有最大的机动灵活性和广泛的适应性，初期投资不大，生产效率较高，基建量小，建矿速度快；缺点是柴油和轮胎消耗大，备件费用高。4.1.2b电铲+卡车+推土机工艺我国的经验表明，卡车运距在2.5km以内是经济的。然而，近年来油价的高涨，在一定程度上制约了这种生产工艺的应用范围，现在拟建设的露天矿山大部分开始策划向半连续工艺过渡。胜利东二露天矿上部工作线长度达到了4公里，而且由于煤层赋存条件的限制，外排量很大，这两个条件决定了卡车的运距很长，因此，胜利东二露天矿采用电铲-卡车工艺是不经济的。加拿大Suncor油砂矿电铲-卡车工艺平朔安家岭露天煤矿电铲-卡车工艺准格尔黑岱沟露天矿电铲-卡车工艺4.2.1轮斗+带式输送机+排土机工艺

轮斗工艺的生产效率最高，但投资也最高，是典型的德国开采工艺，这与德国的轮斗与带式输送机的制造水平和管理水平较高有关。德国的汉姆巴赫露天矿就采用这种工艺，我国的小龙潭露天煤矿、元宝山露天煤矿的表土剥离、准格尔黑岱沟露天煤矿的表土剥离都采用这种工艺，由于我国维修和管理水平的原因，使用效果均不太理想。黑岱沟露天矿表土剥离采用轮斗工艺黑岱沟露天矿胶带元宝山露天矿表土剥离采用轮斗工艺元宝山露天矿胶带德国汉姆巴赫露天矿轮斗系统4.3半连续开采工艺这种工艺的生产环节，一部分是连续的，另一部分是间断的，综合了间断工艺的广泛适应性和连续工艺生产效率高的优势。然而，由于生产环节增多，也带来了中间环节的衔接和环节之间的缓冲问题。常见的半连续开采工艺有以下两种：

4.3.1电铲+卡车+半固定破碎机+带式输送机+排土机工艺这种开采工艺的前半段与间断工艺没有什么差别，具有与单斗铲+卡车工艺相似的广泛适应性，后半段则具有连续工艺高效率的特征，从而缩短了卡车的运距，降低了生产中的运输费用，拓宽了电铲+卡车工艺的应用范围，是一种非常有发展前景的开采工艺。我国的露天煤矿首先在采煤系统中应用了这种半连续开采工艺，安太堡露天矿、安家岭露天矿、黑岱沟露天矿、霍林河南露天矿、元宝山露天矿都在采煤系统中采用了这种半连续工艺；至于剥离系统，仅有元宝山露天矿的下部剥离台阶采用。剥离系统应用这种半连续工艺的主要障碍来自“破碎”环节，破碎煤炭无论入洗与否，都不会造成浪费，而破碎岩石本来是不必要的，可是为了要用带式输送机运岩就必须破碎，增加破碎环节，其合理性取决于破碎后用带式输送机运岩较之卡车运岩节约的成本，是否足以补偿额外的破碎费用。破碎机是这种半连续开采工艺的中心环节，我国目前仅能生产2000t／h的小型破碎机，大型破碎机还需要引进。

平朔安家岭露天矿采煤使用电铲+卡车+半固定破碎机工艺准格尔黑岱沟露天矿采煤使用电铲+卡车+半固定破碎机工艺4.3.2电铲+移动式破碎机+带式输送机+排土机工艺这是用移动式破碎机+工作面胶带来取代卡车，试图进一步降低运输成本。目前新建的露天矿多拟采用这种工艺，但移动破碎机购置费用昂贵。目前一台设计能力为10000t／h的移动式破碎机已在澳大利亚Gooneylla矿投入使用，但实际能力只达到了6000-8000t／h，据MMD介绍是由于胶带能力不够。澳大利亚GoonyellaRiverside

煤矿电铲装自移式破碎机4.3.3电铲+卡车+半固定破碎机与电铲+自移式破碎机工艺的比较固定式(或半固定式)破碎机与移动式破碎机对比，各有利弊。移动式破碎机可随采掘设备移动，没有其他中间运输环节，生产效率较高，但在工作面要铺设胶带，且要随工作线的推进而定期移设，这无疑增加了辅助作业时间。固定式(或半固定式)破碎机与采掘设备之间利用卡车来衔接，多了一个卡车运输环节，因此也增加了运输成本，但工作面不用铺设带式输送机，也就不存在带式输送机的移设，而且固定式破碎机比移动式便宜许多，造阶大约为0.6：1左右，可以节约投资。这两种工艺孰优敦劣，需要认真的技术、经济比较。4.4倒堆开采工艺采、运、排三个环节合并为由一台设备完成，将采场剥离物直接排至内部排土场，省去了运输环节，最大限度地降低生产成本，是露天开采所有工艺的首选工艺。主要包括电铲倒堆工艺和拉铲倒堆工艺：5.1拉铲倒堆工艺

优点1、无运输倒堆，工艺环节简单；3、生产成本低；3、受气候影响小。缺点

初期投资大，对开采条件要求较高，适应性差。P&H公司9020型吊斗铲BE公司2570ws型吊斗铲5.2电铲倒堆工艺对开采条件要求特别高，适应性太差，二次剥离量大，很少被使用。5.3露天开采常用的名词术语露天矿：用露天法开采矿石的矿山企业叫做露天矿。露天开采境界：指采场开采到某一时期或终了时的空间轮廓。台阶：在开采过程中，为适应采掘设备及运输设备正常作业要求，将覆盖层、围岩及矿体划分成一定高度的分层（通常是水平的）叫台阶。边帮：即采场四周的坡面，采场内部台阶、倾斜的坡面及平台所组成的总体。工作帮：由工作台阶组成的边帮叫工作帮。非工作帮：由非工作台阶组成的边帮。平盘：（或平台）按剥离、采矿或排土作业的要求，以一定高度划分的阶梯。采掘带：在工作台阶上按顺序采掘的条带。台阶示意图帮坡示意图9.工作线：正在进行作业或具备作业条件的工作台阶的全长。10.采宽：采掘带的实体宽度。11.工作面：采掘或排土的工作场所。12.出入沟：建立上下水平运输通路的露天沟道。13.开段沟：开掘本水平采掘工作面的沟道。14.剥采比：剥