露天煤矿基础知识

露天煤矿基础知识

一、露天煤矿概况

露天开采是人类使用矿物最早出现的开采方式，最初是开

采矿床的露头和浅部富矿，自19世纪末使用动力挖掘机以

来，露天开采技术迅速发展，露天矿的规模越来越大。近代重

大的成就有:

L出现了大型剥离倒堆设备，机械铲和索斗铲的最大铲斗

容积（斗容）已分别达到137.5m3和168m3,目前世界上最

大的露天铜矿——美国宾厄姆（Bingham）采剥总量曾达

494242t/d6

2、以轮斗铲、链斗铲、带式输送机、排土桥和悬臂排土机

等设备组成的连续开采工艺的应用范围逐渐扩大，轮斗铲的理

论生产能力高达240000m3/d,排土桥理论运输能力高达

跨度（采高

25600m3/h,272.5±13.5）m,60mo

3、完善了适应性较强的间断开采工艺和设备，包括钻孔直

径达380s444mm的大型高效率牙轮钻机;可在现场混制廉

价炸药和防水炸药的装药车；大区微差爆破和挤压爆破技术；

机械铲、液压铲和前装机的斗容分别达22s34m3、22s

和电机车的自重达牵引机组粘重

30m323m3;150"360t,

自翻车载重180t,自卸汽车载重154s318t;以及相应的推土

机、移道机、平路机、铲运机等。

4、发展了间断挖掘设备配以移动式和半移动式破碎机与带

式输送机构成的硬岩半连续生产工艺。破碎机能力达

4000m3/h等。

当矿层接近地表时，使用露天开采的方式较为经济。矿层

上方的土称为表土。在尚未开发的表土带中埋设炸药，接着使

用挖泥、挖土机、卡车等设备移除表土。这些表土则被填入之

前已开采的矿坑中,表土移除后，矿层将会暴露出来，这时将

矿块钻碎或炸碎，使用卡车将矿砂运往选煤厂做进一步处理。

当矿石开采完毕，在隔壁重复同样的步骤。露天开采的方式可

比地下开采的方式获得较大比率的煤矿，因为较多的矿层被利

用。露天开采煤矿可以覆盖数平方公里的面积。世界约40%的

煤矿生产使用露天开采方式。但在我国所占比例较小。

我国的大部分露天煤矿都分布在内蒙古、山西境内.内蒙

古有4个，分别为伊敏露天煤矿、霍林河露天煤矿、元宝山露

天煤矿和准格尔露天煤矿°山西境内有1个，即平朔安太堡露

天煤矿。

主要运输方式有铁路运输、公路运输、输送机运输、提升机运

输，还有水力运输和用于崎岖山区的索道运输。

排土工作系指从露天采场将剥离覆盖在矿床上部及其周围

的大量表土和岩石，运送到专门设置的场地(如排土场或废石

场)进行排弃的作业。排土方法依其排土设备的不同，分为推

土犁推土、推土机排土、前装机排土和拖拉铲运机或索斗铲排

土等。推土场应选择在尽量靠近采矿场，少占农田的位置，有

条件的应放置在山谷、洼地处。环境保护和造田、还田。露天

煤矿开采工艺见表3-5。

露天开采有以下优缺点：

(1)优点：受开采空间限制小，可采用大型机械设备，有利

于实现自动化生产，大大提高了开采强度和矿石产量。资源采

出率高、劳动生产率高，因其作业条件好，机械化程度高，所

以劳动生产率比地下开采低品位矿石的劳动生产率高；生产成

本低，露天开采的成本一般比地下开采的成本低50%-75%,

有利于大规模开采低品位矿石；开采条件好，作业场所比较安

全；建设速度快，单位矿石基建投资较低。我国大中型露天矿

基建一般需要3-4年，而大型的地下矿基建时间要7-10

年。一般大型露天矿单位矿石基建投资比地下矿要低1~3

倍。

(2)缺点：占用土地多，地表被破坏，环境受到污染；受气

候因素影响大，如严寒、冰雪、酷热和暴雨等对露天开采有一

定影响；对矿床的埋藏条件要求严格，在埋藏较深的矿床，露

天开采范围受到限制。

三、露天矿安全开采要求

满天矿开采需剥离大量土岩，以揭露矿体。剥离位与采矿

量的比值称剥采比，是衡量露天开采经济效果的重要指标(单

位是m3/m3、m3/t)0最深的露天矿采深已达800m。根据地

形，采场在上部境界封闭圈以上的部分称山坡露天矿，封闭圈

以下的部分称凹陷露天矿。露天采场内的矿岩通常划分为一定

高度的分层，每个分层构成一个台阶，以进行剥离和采矿。生

产过程由矿岩松碎、采装、运输和卸载（卸矿和排土）组成。

较松散的矿岩可用不经破碎，直接用采装设备挖掘。台阶开采

时划分为一定宽度的条带，称采掘带。在采掘带中，进行采掘

作业的部分称采掘工作面，具备采运条件的采掘带称工作线6

具有正常采掘条件的台阶称工作台阶。由若干工作台阶组成的

露天矿边帮称工作帮。为进行正常生产，工作台阶需有足够的

宽度，以布置穿孔、爆破、采矿、运输设备，构成工作平台或

工作平盘。工作帮假想平面和水平面的夹角称工作帮坡角。不

进行矿山作业的露天矿边帮称非工作帮。非工作帮上常设置供

运输用的运输平台、截拦块石滚落的安全平台和清扫滚落块石

的清扫平台。非工作帮常是露天采场开采结束时的最终边坡或

最终边帮。后者与地表的交线称上部境界线。与露天矿底面的

交线称下部境界线。通过上部境界线和下部境界线的假想斜面

和水平面的交角称最终边坡角。

露天开采应遵循自上而下的开采顺序，分台阶开采，并坚

持〃采剥并举，剥离先行〃的原则。设计规定保留的矿（岩）

柱、挂帮矿体，在规定的期限内，未经技术论证禁止开采或破

坏；采剥和排土作业，禁止对深部开采或邻近矿山造成水害和

其他潜在安全隐患。露天矿山，尤其是深凹露天矿山，应设置

专用的防洪、排洪设施；在矿山铁路或道路两侧堆放物品时，

应堆放稳固，且堆放物的边缘与铁路建筑接近限界、道路路面

边缘等保持安全距离；任何人禁止擅自移动和毁坏矿山的测量

基点；需要移动或报废测量基点时，应经矿山地质测量部门同

意，并经主管矿长批准；露天矿边界应设可靠的围栏或醒目的

警示标志，防止无关人员误人。在露天矿边界2m范围内，如

有可能危及人员安全的树木及其他植物、不稳固材料和岩石

等，应予清除。

露天矿边界上覆盖的松散岩土层厚度超过2m时，其倾角

应小于自然安息角；因大雾、炮烟、尘雾和照明不良而影响能

见度，或因暴风雨、雪或有雷击危险不能坚持正常生产时，应

立即停止作业；威胁人身安全时，人员应转移到安全地点；设

备的走台、梯子、地板以及人员通行和操作的场所，应保持整

洁和通行安全°禁止在设备的顶棚存放杂物，并应及时清除上

面的石块；露天采场应有人行通道，并应有安全标志和照明装

置。上、下台阶之间，可设带扶手的梯子、台阶（踏步）或路

堑作人行通道。

采掘、运输、排土或其他设备，其主开关送电、停电或启

动设备时，应由操作人员呼唤应答，确认无误方可进行操作。

使用采掘、运输、排土和其他机械设备，应遵守下列规定：设

备运转时，禁止对其转动部分进行检修、注油和清扫；设备移

动时，禁止人员上、下；在可能危及人员安全的地点，禁止有

人停留或通行；终止作业时，应切断动力电源，关闭水、气阀

门;检修设备应在关闭启动装置、切断动力电源和设备完全停

止运转的情况下进行，并应对仅靠设备的运动部件和带电器件

设备护栏。在切断电源处，电源开关应加锁或设专人监护，并

应悬挂〃有人作业，不准送电〃的瞥示牌；露天采掘设备的供

电电缆，应保持绝缘良好，不应与金属管（线）和导电材料接