露天采矿知识问答

露天采矿知识问答技术上可行和经济上合理的开采地质储量，称为开采储量。圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界。最终边坡角：为满足边坡稳定性要求，边坡坡面与水平面的夹角（一般为35〜55°）。剥采比：剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。平均剥采比：最终开采境界内岩石总量与矿石总量之比境界剥采比（瞬时剥采比）：境界增加单位深度，境界内剥离的岩石增加与矿石增量之比。经济合理剥采比：利润增量为零时的境界剥采比称。（或盈亏平衡剥采比）确定最终境界的准则：境界剥采比（瞬时剥采比）等于经济合理剥米比。确定最终开采境界的方法：线段比法与面积比法。台阶：露天开采是从地表开始逐层向下进行的，每一水平分层称为一个台阶。工作台阶：正在开采台阶。最终边帮（非工作帮）：工作线推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面。斜坡道或出入沟：为了运输矿岩，在本台阶与上一个台阶之间修筑的具有一定坡度的运输道。台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成。坡顶线：台阶坡面与台阶坡顶面的交线。坡底线：台阶坡面与台阶坡底面的交线。台阶坡面角：台阶坡面与水平面的夹角。台阶高度：台阶坡顶面与坡底面的垂直距离。台阶宽度：本台阶的坡顶线与上一台阶的坡底线之间的距离。露天矿采掘设备包括：牙轮钻、电铲（挖掘机）、汽车、火车等。安全平台：在开采过程中，工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置，而是应留下一顶宽度。留下的这部分叫安全平台。安全平台的作用：收集上部台阶滑落的碎石和阻止大块岩石滚落。爆破带：工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。其宽度为爆破带宽度（或采区宽度）。台阶的采掘方向：挖掘机沿采掘带前进的方向。台阶的推进方向：台阶向外扩展的方向。工作平盘的宽度包括采区宽度和安全平台宽度。最小工作平盘宽度：指刚好满足采运设备正常作业要求的工作平盘宽度。它与设备尺寸、采掘方式、供车方式有关。安全挡墙：在工作平盘的外沿，随时堆筑的一道安全挡墙。深凹露天矿掘沟：首先挖掘出入沟，建立上下两个台阶水平的运输联系；然后开掘段沟，为新水平台阶的开采推进提供初始作业空间。最小沟底宽度：满足采运基本的作业空间要求的宽度。采区长度：划归一台采掘设备开采的工作线长度。新水平准备：从新水平掘沟开始到工作台阶达到设计生产能力的过程。采区宽度：爆破带的实际宽度。采掘带宽度：是挖掘机一次采掘的宽度。一次爆破两次采掘，或一次爆破一次采掘。单向行车、不调头供车的平行采掘方式时的最小工作平盘宽度Wmin:Wmin=G+B+d/2+e+sG——挖掘机站立水平挖掘经半径；B 最大卸载高度时的卸载半径d——汽车车体宽度；e——汽车到安全挡墙的距离，s 安全挡墙的宽度。工作线的布置方式:纵向布置、横向布置和扇形布置。采场扩（大）延（深）过程:一个台阶的水平推进，使其所在水平的采场不断扩大，并为其下一个台阶的开采创造条件，新台阶工作面的拉开，使采场得以延深。台阶的水平推进和新水平的拉开，构成了露天采场的扩展。采场扩延过程的一般描述：（1） 一端沿矿体走向掘出入沟，（2） 在沟底以扇形工作而推进工作线，（3） 当沟底暴露面积足够大时，在新水平最终边帮位置掘出入沟到下一水平。（4） 循环此工艺过程得到最终境界。连接平台（缓冲平台）：在出入沟之间留下的一段水平（或坡度很缓）道路。缓冲平台的作用：减少陡坡的持续长度，以免重车在陡坡上连续行驶时间过长，引起引擎过热和加速机械磨损。布线方式:按线路的形式，线路布置方式分：螺旋布线和迂回布线⑴螺旋布线：台阶的出入沟沿最终边帮成螺旋状布置的线路布置。⑵迂回布线：台阶的出入沟以迂回方式布置在采场一侧非工作帮上的线路布置。按线路固定与否分为：固定式布线和移动式布线。⑴固定式布线：每一个新水平的掘沟位置选在最终边帮上，出入沟固定在最终边帮上部不改变位置。⑵移动式布线：出入沟布置在采场中间，在台阶推进过程中，出入沟始终保留在工作帮上，随工作帮的推进而移动，直至到达最终边帮位置才固定下来。并段：在最终边帮上每隔两个或三个台阶留一个安全平台，将安全平台之间的台阶合并为一个“高台阶”，称为并段。工作帮：是由工作台阶组成的边帮，并随台阶的推进而向最终边帮（非工作帮）靠近工作帮坡角：最上一个工作台阶的坡顶面内沿线与最下一个台阶的坡底线连线的假想斜面与水平面的夹角。采用组合台阶可以提高工作帮坡角。组合台阶：将若干个（一般4个左右）台阶组成一组，划归一台采掘设备开采。这组台阶称为一个组合单元台阶。组合单元内的工作帮坡角：最上一个台阶的坡顶线与最下一个台阶的坡底线连成的斜面与水平面之间的夹角。从最上一个台阶的坡顶线到最下一个台阶的坡底线的斜而与水平面的夹角叫该段边帮的总帮坡角。具有道路的一段边帮，道路会使帮坡角变缓生产剥采比（几何生产剥采比）SRH:露天生产过程中某一时段（或某一开采区域）内的岩石量与矿石量之比。累计生产剥采比：从开采开始到某一深度（或时间）累计采出的岩石量与矿石量之比。年生产剥采比：在某一年内采出的岩石量与矿石量之比。均衡剥采比：矿坑生产期内，各生产时期的生产剥采比波动小的剥采比。剥采比均衡的结果往往是将剥离高峰处岩石提前剥离。优化剥采比：矿山总经济最大的剥采比。全境界开采：工作帮沿水平方向推进到最终开采境界。分期开采：将最终开采境界划分成几个小的中间境界（成为分期境界），台阶在每一分期内只推进到分期境界的开采。当分期内的矿岩将近采完时，开始下一期内的矿岩的剥采工作，即分期扩帮。扩帮开采：在开采第一期的矿石同时，进行第二期的扩帮工作。露天矿生产能力：每年采出的矿石量和剥离的岩石量。它直接影响到矿山设备的选型、设备数量、劳动力及材料等。边界品位：区分矿石与废石的临界品位。高于临界品位的属于矿石，低于临界品位属于废石。露天矿开拓方法包括：（1）公路开拓（2）铁路开拓（3）联合运输开拓联合运输开拓的具体形式：⑴公路一铁路联合开拓；⑵公路（铁路）一破碎站-胶带输送机联合开拓；⑶公路（铁路）一箕斗联合运输开拓；⑷公路（铁路）一平硐溜井联合运输开拓公路运输开拓：公路运输开拓最常用的设备是自卸汽车，也叫汽车运输开拓。公路运输开拓的优缺点⑴优点：与铁路开拓运输相比，公路运输开拓坑线行式较为简单，开拓坑线展线较短，对地形的适应能力强。此外，公路运输还可以设多个出入口进行分散运输和分散排土，便于采用移动坑线开拓。有利于强化开采，提高露天矿的生产能力。⑵缺点：吨公里运输成本高。公路运输开拓的布线形式有：折返式、螺旋式或折返坑线和螺旋坑线相结合的布线形式，还可以采用地下斜坡道开拓形式。铁路运输开拓的优缺点：优点：采用铁路运输开拓，设备运输能力大。运输设备坚固耐用，吨公里运输比汽车运输低，约为汽车的1/3〜1/4。缺点：运输开拓线路较为复杂，开拓展线比汽车运输长，转弯半径大，灵活性低，因而使掘沟工程量和露天边帮的附加剥岩量增加，新水平准备时间较长联合运输开拓：铁路运输开拓往往受到开采深度的限制。公路运输开拓机动灵活，爬坡能力大等优点，但受到合理运距的限制。为此，露天矿常采用联合运输开拓。铁路-公路联合运输开拓：一般采场上部采用铁路运输，而深部采用公路运输。铁路-公路联合运输开拓时，转载站是中间环节，一般采用转载平台、矿仓和中间堆场三种方式。公路（铁路）-破碎站-胶带运输机联合开拓（胶带运输开拓）：它是近年来发展起来的一种高效率、连续（半连续）运输的开拓方式，并成为大型露天矿开采的一种发展趋势。它借助设置在露天采场内或露天开采境界外的胶带式运输机，把矿岩从露天采场运出。采用胶带运输机运输，要求矿石块度小。爆破后的矿石先送到破碎站进行破碎，然后由胶带运输机运输。单一胶带运输机开拓：采用移动式破碎站破碎矿岩，再用胶带运输及运输。⑴优点：运输能力大，爬坡能力大，开拓坑线基建工程量小，运输成本低，运输的自动化程度高，劳动生产率高。⑵缺点：胶带运输系统需要设置破碎站，破碎站的建设费用较高；采用移动式破碎站时，破碎站的移动工作复杂，当运送硬度大的矿岩时，胶带的磨损大；敞露式的胶带运输机容易受到恶劣天气的影响，因而增加了设备的维护量和维修费。公路（铁路）-箕斗联合运输开拓（箕斗运输开拓）：该开拓系统包括：采场内的公路（铁路）运输，转运站，箕斗斜坡道、地面卸载站和提升装置。公路（铁路）-平硐溜井联合开拓（平硐溜井开拓）：一般开采山坡露天矿时使用。以溜井和平硐为主要运输通道，将矿石运出采场。矿岩又汽车或机车运送至溜井，再通过溜井下放到平硐，从平硐中由放矿机放矿至机车或汽车，运至卸载地点。露天开采工艺：穿孔作业、爆破作业、铲装运输、排石穿孔方法：热力破碎穿孔和机械破碎穿孔两种方法。穿孔设备：火钻、钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻、凿岩台车。目前主要应用设备：牙轮钻、潜孔钻、凿岩台车。牙轮钻机的工作原理：它是通过钻机的回转和推压机构使钻杆带动钻头连续转动，同时对钻头施加轴向压力，以回转动压和强大的静压使与钻头接触的岩石粉碎破坏。同时通过钻杆与钻头中的风孔向孔底注入压缩空气，利用压缩空气将孔底岩粉吹出孔外，从而形成炮孔。牙轮钻机的钻具包括：钻杆、稳杆器、减震器和牙轮钻头。牙轮钻机的工作参数：钻压、钻具转速、排渣风量与风压。牙轮钻机的生产能力：即台班生产能力和台年综合生产能力，钻机的台班生产能力：即每台牙轮钻机每一班工作时间内钻进的米数。钻机的台年综合生产能力：即每台牙轮钻机每一年工作时间内钻进的米数牙轮钻机的需求数量：钻机数量取决于矿山的设计年采剥总量、钻机的设计年综合生产能力与每米炮孔的爆破量。提高牙轮钻机的穿孔效率：目前，两种工作制度：（1） 高轴压，低转速（2） 低轴压，高转速。应该从中寻找到合理的轴压和转速。潜孔钻机：钻机的工作原理是冲击回转式风动凿岩。爆破作业：爆破是露天矿开采的第二个工艺环节，通过爆破作业，将整体矿岩进行破碎及松动，形成一定形状的爆堆，为后续采装嘴也提供工作条件。露天矿开采对爆破工作的要求是什么？（1）适当的爆破储备量，以满足挖掘机连续作业的要求，一般要求每次爆破的矿岩量应能满足挖掘机5~10昼夜的采装量。（2） 有合理的矿岩块度，以提高后续工序的作业效率，是开采总成本最低。（3） 爆堆堆积形态好，前冲量小；无上翻，无根底；无爆破危害。露天矿常用的爆破方法有哪些？（1） 浅眼爆破法：主要用于部分小型露天矿的生产爆破和大中型露天矿的二次爆破及处理根底。（2） 深孔爆破：主要用于露天矿正常剥采过程中的台阶爆破（或称生产爆破），以及临近边坡的控制爆破。台阶深孔爆破又分为：齐发爆破；秒差迟发爆破；微差爆破。（3） 大爆破（硐室爆破）法：用于露天矿基建或扩建时期等。生产爆破大量使用的是台阶深孔爆破。在矿山生产期间，爆破作业主要有三种：（1） 基建剥离爆破（2） 正常生产时期的台阶爆破靠帮与并段台阶的控制爆破爆破作用指数n:爆破作用指数n是以爆破漏斗半径和最小抵抗线的比值来表征爆破作用指数n的大小最小抵抗线W：由药包中心指向其相邻地表的有向最短的线段的长度即为该药包的最小抵抗线。药包的间距：硐室爆破的药包与药包之间的距离。岩石越软，药包之间的距离应越大，反之，岩石越硬，药包之间的距离应越小。生产台阶正常爆破：生产台阶正常采掘爆破。生产台阶正常采掘爆破方法：浅孔爆破、深孔爆破、药壶爆破和外敷爆破。外敷爆破：不钻孔进行的大块二次爆破或根底处理。浅孔爆破：在小型矿山的台阶生产爆破或大中型矿山的辅助爆破。如开沟、筑路、大块二次爆破或根底处理。深孔爆破：露天矿台阶正常采掘爆破常用的方法。该方法分为齐发爆破、毫秒迟发爆破，和微差爆破。根据台阶前是否有渣堆，台阶采掘爆破又可以分为清渣爆破和压渣爆破。台阶正常采掘爆破参数炮孔底盘抵抗线：炮孔中心至台阶坡底线的最小距离（WP）。布孔方式：两种布孔方式：（1） 排间之列布孔（也叫方形布孔）（2） 排间错列布孔（三角形布孔）布孔参数：排间距、孔间距、炮孔邻近系数m.（1） 孔间距，简称孔距。同排两相邻炮孔中心的距离。（2） 排间距，简称排距。平行于台阶坡顶线方向上两排炮孔之间的距离。（3） 炮孔规格与超深：炮孔直径有：80，100，150，170，200，250，310mm等。炮孔超深h：炮孔超过台阶底盘的垂直深度，作用是降低装药中心的高度，克服台阶底盘的阻力，以避免出现根底。（4） 装药量炸药单耗q：爆破每一立方米或一吨矿岩平均所用的炸药量。装药量Q。前排孔：Q=qXWPXaXH采用多排孔爆破时，后排孔应加大炮孔装药量后排孔：Q=qXbXaXHXt炮孔装药结构：连续柱状装药和分段装药装药长度(LB)：炮孔中药柱的实际长度填塞长度：炮孔内药柱顶面至孔口的距离。起爆方式与起爆网络：露天台阶爆破通常采用多排孔齐发爆破或多排孔间延时起爆方式。露天台阶爆破多采用多排孔间延时爆破。靠帮与并段台阶的控制爆破：预裂爆破：在一个台阶向边帮台阶过渡时，在紧邻边帮的最后一排孔布置预裂孔，在正常台阶爆破之前爆破预裂孔，形成预裂面，以减小爆破对最终边帮的震动破坏作用。缓冲爆破：缓冲孔位于预裂孔和生产炮孔之间的一排孔。特点：孔网参数略小于生产炮孔，且孔底不设超深，装药量也小于生产炮孔的装药量。缓冲孔与预裂孔同时起爆，或略迟于预裂孔起爆。光面爆破：光面控制爆破是在欲爆区域的边缘或边界线上，穿凿一排较密集的炮孔，控制该排炮孔的抵抗线与孔装药量，以使其爆破后沿炮孔中心连线形成破裂带，而获得较平整的破裂而。采装作业:利用装载机械将矿岩从较软弱的矿岩或经爆破破碎后的爆堆中挖取，装入某种运输工具内或直接卸至某一卸载点。采装作业的机械设备：单斗挖掘机（电铲）、索斗铲、前装机。金属矿山主要使用单斗挖掘机（电铲）。单斗挖掘机采掘工作而参数主要有哪四个？：单斗挖掘机工作参数主要包括：挖掘半径、挖掘高度、卸载半径和卸载高度（1） 挖掘半径——挖掘时由挖掘机回转中心至铲斗齿间的水平距离。（2） 挖掘高度——挖掘时铲斗齿尖距站立水平的垂直高度。（3） 卸载半径一一卸载时由挖掘机回转中心至铲斗中心的水平距离（4） 卸载高度一一铲斗斗门打开后，斗门的下缘距站立水平的垂直距离。运输作业与运输设备：运输作业是采装作业的后续工序，其基本任务是将已装载到运输设备中的矿石运送到储矿场、破碎站或选厂，将岩石运往废石场。露天矿运输有哪几种主要方式？：汽车运输、铁路运输、胶带运输、斜坡箕斗提升运输以及联合运输方式。汽车运输的爬坡能力大，机动灵活，运输线路通过的平面尺寸小，运输周期较短，在现代矿山广泛使用。铁路运输存在爬坡能力小等缺点，一般适用于矿体埋藏较浅的矿体，或者在矿体上部使用铁路运输，在坑底使用汽车运输的联合运输方式。什么是内部废石场和外部废石场？⑴内部废石场：设置在采场的采空区内。不另征用排弃场地，岩土运距短，最经济。⑵外部废石场：设置在采场的采空区以外，征用排弃场地。露天矿有哪几种主要的排土工艺？⑴汽车运输-推土机排岩；⑵铁路运输-挖掘机排岩；⑶排土犁排岩；⑷前装机排岩；⑸胶带排土机排岩。露天矿有哪几种主要的开拓方法？各有什么优缺点？：露天矿开拓主要有：公路开拓、铁路开拓、带式输送机道开拓、平硐溜井开拓、提升机道开拓。公路开拓：公路开拓最基本的运输设备是自卸汽车，也称为汽车运输开拓。是国内外应用最广泛的开拓方法。公路开拓具有汽车运输的优点：（1） 适用于各种地形条件的山坡露天和矿坑呈各种不规则形状、尺寸的凹陷露天矿；（2） 采场内可设置多个出入沟进行分散运输，分散排岩；（3） 便于多品级矿石选别开采；（4） 便于改变工作线推进方向；（5） 新水平准备速度快，能达到较高的开采强度。缺点：运输距离越长，汽车运力越低，所以，开采深度直接影响汽车的合理运输距离。铁路开拓铁路开拓优点：（1） 运营费用低，吨公里运费为汽车的1/4~1/3，（2） 运输能力大；（3） 运输设备坚固耐用；（4） 运输工作可靠，铁路开拓缺点：（1） 开拓坑线受铁路的平面曲率半径大和纵向坡度小的影响，开拓坑线展线长度大，使附加剥岩量增大，基建工程量大，基建时间长；（2） 生产时期线路移设量和维修量大；（3） 开拓系统和工作组织复杂；（4） 新水平开拓速度慢；（5） 空车供应率和挖掘机效率低，死角处理复杂。开采深度为120~150m。带式输送机道开拓：利用带式输送机为主建立采场的矿岩运输通路。多用于开采深度大的凹陷露天矿。也可用于高差大的山坡露天矿。国外露天矿广泛使用的开拓方法。优点：运输能力大；自动化程度高，操作简单，劳动生产率比汽车高1~3倍，比铁路高1倍；挖掘设备效率高；节省能耗和燃料；运营费用低；缺点：对矿岩的块度有一定要求，需预先破碎，增加了岩石的破碎费用；矿岩对胶带磨损大；敞露带式输送机易受气候的影响；对设备维护和生产管理水平要求高；开采深度不大或运输距离不长时，经济效益差。平硐溜井开拓优点：投资少、运输设备少、节省能源、经营费用低和生产能力大。缺点：粉尘影响作业安全，含硅多的矿石不宜采用。需要有合适的地形条件（高差大于120~180m以上）。斜坡提升机道开拓：以较陡的斜坡提升机道建立工作而与地面卸矿点和废石场取得运输联系。它需要和汽车和铁路配合才能构成完整的开拓运输系统。优点：投资省、建设速度快