露天煤矿开采

第七章露天煤矿开采矿ft工程延深和剥采的合理顺序等，建立合理的煤层开采运输系统。第一节露天开采概述一、露天煤矿开采概述ft工程总体通称为露天煤ft二、露天煤矿开采基本概念1、台阶hα14352hα143521 4 3 5 2图7—1台阶构成要素图1—台阶上部平盘；2—台阶下部平盘；3—台阶坡面；4—台阶坡顶线；5—台阶坡底线；α—台阶面角度；h—台阶高度7—2干采区。已经做好采掘准备工作的采区称为工作线。ⅢⅢⅡⅠ12m±0m图7—2采掘带、采区示意图为建立地面与采场之间以及相邻工作水平之间的运输联系而开掘的倾斜沟道称为出入沟。为开辟新工作水平而掘进的水平沟道称为开段沟。2、工作帮7—3中的DF)。工作帮的位置7—3ACBF)。通过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称为工作帮坡面(图7—3中的DE)。工作帮坡面与水平面的夹角称为工作帮坡角(图7—3中的角)。工作帮上设置采掘设备和设施的平台称为工作平盘(图7—3中的1)。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称为非7—3AGBH7—3βγ)。33A2B1EF4CDβΦγGH图7—3台阶构成要素图1—工作平盘；2—安全平台；3—运输平台；4—清扫平台安全平台的宽度一般约为台阶高度的1/3最终帮坡面与地表相交的闭合曲线称为露天采场的上部境界线(图7—3剖面中的A和B点)。最终帮坡面与开采终了的露天采场底平面的交线称为下部境界线或底部周界(图7—3剖面中的G和H点)。上、下部境界线之间的垂直距离称为露天采场的开采深度。最终帮坡面与过上部境界线最低点的水平面相交的闭合曲线称为露天采场封闭圈0.15～0.20时为长露天矿，反之为短露天矿。第二节露天煤矿开拓究内容是开拓运输方式、开拓坑线的位置及其布置形式。ft产时间、生产能力、生产的可靠性及生产成本等技术经济指标。按运输方式不同，露天煤矿开拓可以分为：公路运输开拓、铁路运输开拓、平硐溜井开拓、胶带运输开拓、斜坡提升开拓和联合开拓等。一、公路运输开拓多种形式相结合的联合方式。1、直进式坑线开拓当ft坡露天煤矿高差不大、地形较缓、开采水平较少时，可采用直进式坑线开拓，如图7—4所示。运输干线一般布置在开采境界外ft坡的一侧，工作面单侧进车。当凹陷露天煤矿开采深度较小、采场长度较大时，也可采用直进式坑线开拓。公路干线22031330去废石20002030场场车汽000200200破碎站图7—4ft坡露天矿直进式公路开拓系统图2、回返式坑线开拓7—5所示。开拓线路一般沿自然地形在ftft坡地形离较短。凹陷露天矿的回返坑线一般布置在采场底盘的非工作帮上，可使开拓坑线离矿体较近，基建剥岩量较小。++152+1282+80+1401++68+4+32+176+2-20344+104+8图7—5直进—回返联合坑线开拓系统图1—出入沟；2—连接平台；3—露天采矿场上部境界；4—露天采矿场底部境界3、螺旋坑线开拓7—6开拓方式。11+25-40-402-88-52-88+34-100-28+25-72-64-64-16-16+15-3-5-1+1+5图7—6回返－螺旋联合坑线开拓系统图1—出入沟；2—连接平台二、铁路运输开拓1、坑线位置线形式为直进式、折返式和直进—折返式三种类型。ft坡露天煤矿的坑线位置主要取决于地形条件和工作线的推进方向ftftft7—7废场 破碎废排往

244248站

290962960

260284

308ft 29矿2222224647222222场废排往部 212

320300280260240220200

335

260深 200图7—7露天矿上部折返铁路开拓系统图凹陷露天煤矿的坑线布置形式主要取决于采场的大小与形状7—8通1通130岩石站去64去88去40去8去-104去4去-104去-80去-92去-68去112去124站ft矿15图7—8凹陷露天矿顶部帮固定直进—折返坑线开拓系统图2、线路数目及折返站根据露天矿的年运输量开拓沟道可设计单线或双线700万t7—9为单干线开布置形式分为燕尾式和套袖式，如图7—10干线干线(a)

通工作面线干线通工作面线干线

(b) 通工作面线图7—9双干线开拓的折返站图（）（b）套袖式干线干线通工作面线干线干线

(a)

通工作面线干线干线 通工作面线通工作面线干线干线 (b)图7—10 双干线开拓的折返站图（）（b）套袖式三、其它开拓1、平硐溜井开拓2、胶带运输开拓3、斜坡提升开拓斜坡提升开拓是通过斜坡提升机道建立工作面与地面卸煤点和矸石场的运输联系常用的斜坡提升开拓方法有斜坡箕斗开拓和斜坡矿车开拓7—11西排土场

N13

东排土场N9西大卷 东大卷 新东大卷图7—11抚顺西露天矿箕斗及铁路干线布置图ft斜坡矿车开拓用小于的窄轨矿车运输，矿车在工作面装载后，由机车牵引至斜坡道的车场，矿车被单个或成串挂至提升机钢丝绳上，最后用提升机提升或下放至地面站。第三节 露天矿回采工艺一、露天开采境界及采剥比1、露天开采境界露天开采境界主要包括底部宽度、最终边坡和开采深度。露天开采境界的大小决定了界的因素很多，主要包括开采条件、经济效果和技术组织因素等。随着科学技术的发展和露天开采经济效果的改善，原来设计的开采境界一般要扩大。当所确定的露天开采境界很大、服务年限过长(如超过30a必须采用分期开采，则要确定相应的分期开采境界。2、剥采比露天煤矿为了采出煤炭，必须剥离煤层上部的岩石。在露天开采境界的某一特定区域反映不同的开采空间或开采时间的剥采关系及其限度。平均剥采比平均剥采比是指露天开采境界内总的岩石量与总的煤炭量之比(图7—12a)。平均剥采比标志着露天矿的总体经济效果。vpavpadApbcvFadAFbc(b)vsavsadAsbc△VadHH△b△Ac(c)

图7—12 采剥比示意

(d)（a）—（b）—（c）—d）—境界采剥比生产剥采比7—12cft中，生产剥采比按年、季、月来计算。经济合理剥采比经济合理剥采比是指经济上允许的最大剥采比。经济合理剥采比是露天开采境界设计的主要依据。二、露天回采工艺露天煤矿回采工艺主要根据采掘、运输、排土三个主要生产环节来确定，具体工艺方从整体软岩或从已爆破成碎块的坚硬岩石爆堆中1、机械铲的设备类型1～7—14。11623Ⅲ451314Ⅳ101211789ⅠⅡ15图7—13 机械铲工作图1—悬架主导轮；2—悬架；3—勺杆；4—推压轴和推压传动；5—启开斗底用钢丝绳；6—悬架钢绳7—悬架底脚；8—滑轮；9—下部底架；10—旋转平台；11—旋转机构传动装置；12—提升勺斗用滚筒；13—悬架提升装置；14—提升钢绳；15—勺斗；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ—勺斗的各种位置hhh图7—14 长臂电铲工作示意图2、机械铲的主要工艺参数挖掘半径挖掘半径R(见图7—15)是指由挖掘机回转中心线到勺斗牙缘间水平距离。最大挖掘半w径Rwmax是勺斗水平伸出最大时的挖掘半径，其中站立水平挖掘半径Rwp是指铲斗平放在站立水平的挖掘半径。挖掘高度挖掘高度H是指勺斗牙缘距离挖掘机站立水平的垂直距离。最大挖掘高度Hwmax是勺杆w最大伸出，并将斗勺提到最大高度时的挖掘高度。RRxαRwpRw图7—15 机械铲工作原理图挖掘机的作业特点和工作规格要求有合适的台阶高度和采掘带宽度1.5倍，但是3m。三、运输工作土场，煤炭的卸载地点是选煤厂或煤仓。1、铁道运输铁道运输在我国露天煤矿中所占比重较大，它分为标准轨距运输和窄轨距运输两种。前者适用于大型露天矿，轨距与国铁同为1435mm，后者适用于中、小露天矿，轨距常有762750610600mm100m200m。随着工作面的不断推进，铁路线路要做横向移设工作，移设可用摇道机或吊车进行。80、100150t40‰。一些露天煤矿利用解放、前进QJ、建设JS小于2550t自翻车、下开式ZF-60-5B型自翻车、下开式K5型自翻车(载重量100～110t)等，使车辆在卸车时可把车内的煤或岩石自行倒出。2、汽车运输6～8曲率半径小等特点。同时行车组织简单，机动性大，运距在2～4km以内比较经济。