1、第三章 矿床的开拓方法开拓方法开拓方法海上钻井平台海上钻井平台井下开采井下开采露天开采露天开采第一节 露天采矿开拓方法2采装工作采装工作3 3露天矿运输露天矿运输4 4矿床露天开采概论矿床露天开采概论3 1矿岩松碎工作矿岩松碎工作排土、防水、排水工作排土、防水、排水工作3 5第一节 露天开拓方法1.1 露天开采概述露天开采概述v1.1 露天开采优缺点v1.2露天开采常用术语v1.3露天开采建设设计和设计决策v1.4露天设计的主要技术决策v1.5露天矿基建和生产的一般步骤固体矿产资源的开采方式 2 露天开采(surface mining)2 地下开采(underground mining)2 水
2、力开采(ground sluicing)2 溶浸开采(percolation leaching)2 其他开采法(Others)据统计，全世界固体矿物资源年开采总量约为2.561010 t，其中三分之二采用露天开采。v溶浸采矿是根据某些矿物的物理化学特性，将工作剂注入矿层（堆），通过化学浸出、质量传递、热力和水动力等作用，将地下矿床或地表矿石中某些有用矿物，从固态转化为液态或气态，然后回收，以达到以低成本开采矿床的目的。v溶浸采矿方法包括地表堆浸法、原地浸出法和细菌化学采矿法等 v堆浸:将低品位矿石堆直接布液进行浸出，再从浸出液中提取有用组分的工艺。海底资源开采矿床露天开采优缺点露天开采的优越性
3、：J矿山基建时间短，单位矿石基建投资小J开采机械与自动化程度高，生产规模大J劳动生产率高，生产成本低J矿石损失与贫化小(loss and depreciation)J开采条件好，作业较安全，运行较可靠J可调节性强矿床露天开采优缺点露天开采的缺点：L露天采场和排土场占地面积大，破坏自然景观和植被。L露天开采过程中产生的粉尘和释放的废气污染大气；排弃物中的有害成分流入水系和农田，影响生态平衡和农业生产。L露天开采易受气候条件，如严寒，酷暑，冰雪和暴风雨的影响和干扰。卫星观测露天油砂矿露天开采常用术语v 露天矿 open-pit minev 露天采场 opencast pitv 开采境界 pit l
4、imitsv 排土场 spoil pilev 边帮 pit slopev 台阶 benchv 采区 mining areav 开段沟 drop cutv 开采损失 mining lossv 矿石贫化 depreciationv 矿床 depositv 矿脉 mineral vein v 矿石 ore v 岩石 rockv 剥离 strippingv 剥采比 stripping ratio开采单元及其划分（动画演示）台阶坡面角台阶坡面角台阶高度台阶高度台阶上部平盘台阶上部平盘台阶坡顶线台阶坡顶线台阶坡面台阶坡面台阶坡底线台阶坡底线台阶下部平盘台阶下部平盘平盘宽度平盘宽度 HHmin HHmin露
5、天矿建设程序和设计决策 露天矿从立项建设到建成投产，少则需要12年，多则持续35年或更长；露天矿基建投资可达数亿元。矿山建设通常经历若干个阶段(勘探、准备、建设)扩 大 试 验扩 大 试 验制 定 工 业 指 标制 定 工 业 指 标工 业 试 验工 业 试 验资 金 筹 备资 金 筹 备设 计 基 础 资 料设 计 基 础 资 料设 备 订 货设 备 订 货设 计 基 础 资 料设 计 基 础 资 料施 工 服 务施 工 服 务投 产 服 务投 产 服 务试 车 及 投 产试 车 及 投 产基 建 施 工基 建 施 工施 工 图 设 计施 工 图 设 计技 术 设 计技 术 设 计初 步 设
6、 计初 步 设 计可行性研究及设计任务书可行性研究及设计任务书项 目 建 议 书项 目 建 议 书 矿床详细地质勘探报告 矿床详细地质勘探报告详 细 勘 探详 细 勘 探矿床初探及初步经济评价矿床初探及初步经济评价勘勘 探探 阶阶 段段准准 备备 阶阶 段段建设阶段建设阶段露天矿设计的主要技术决策露天矿生产规模露天矿采剥方法与开采程序露天矿生产工艺过程及设备类型露天矿开采境界露天矿开拓运输系统总图布置及外部运输露天矿基建和生产的一般步骤v1.露天矿运营的步骤(1)地面准备(2)矿区隔水和疏干(3)矿山基建工程(4)正常生产(5)扩建或改建露天矿基建和生产的一般步骤2.露天矿山工程采矿与剥离掘沟
7、与扩帮露天矿基建和生产的一般步骤3.露天矿生产工艺6 矿岩松碎6 采掘及装载6 矿岩运输6 排土与卸矿露露天天矿矿概概述述露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法露露 天天 矿矿 场场 组组 成成露露 天天 矿矿 开开 采采 境境 界界露天矿开拓与爆破露天矿开拓与爆破 露露 天天 矿矿 开开 采采 概概 述述 露天采矿是用一定的采掘设备，在敞开的空间里从事开采作业，为露天采矿是用一定的采掘设备，在敞开的空间里从事开采作业，为了采出矿石，需将矿体周围的岩石及其覆盖岩层剥掉，爆破后矿石通了采出矿石，需将矿体周围的岩石及其覆盖岩层剥掉，爆破后矿石通过露天沟道运抵地表；过露天沟道运抵地表；露天开采较地
8、下开采在经济、技术上有很大的优越性，具有低成本，露天开采较地下开采在经济、技术上有很大的优越性，具有低成本，矿石贫化、损失小，开采效率高，安全条件及劳动条件好的特点；矿石贫化、损失小，开采效率高，安全条件及劳动条件好的特点；露天开采主要缺点是受气候条件影响很大，剥离量极大，要占用较露天开采主要缺点是受气候条件影响很大，剥离量极大，要占用较大的堆放场地。大的堆放场地。露露天天矿矿场场组组成成露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露露 天天 矿矿 开开 采采 特特 点点露天开采所形成的采坑、台阶及露露天开采所形成的采坑、台阶及露天沟道的总和称为露天矿场。天沟道的总和称为露天矿场。露天开采时，首
9、先将矿岩划分为一露天开采时，首先将矿岩划分为一定厚度的水平分层，自上而下逐层定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，而开采，并保持一定的超前关系，而使矿场呈阶梯状，每个阶梯就是一使矿场呈阶梯状，每个阶梯就是一个个台阶台阶。露露 天天 矿矿 场场 组组 成成矿场组成：矿场组成：矿场底，矿场边帮（底矿场底，矿场边帮（底帮、顶帮、端帮），上部最终境界帮、顶帮、端帮），上部最终境界线和下部最终境界线。线和下部最终境界线。台阶要素及命名：台阶要素及命名：台阶要素如图所台阶要素如图所示，台阶的命名以开采该台阶的下示，台阶的命名以开采该台阶的下部平盘的标高表示。部平盘的标高表示。露露天天矿
10、矿开开采采境境界界露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露露 天天 矿矿 开开 采采 境境 界界 在露天矿开采设计中要求合在露天矿开采设计中要求合理地确定露天矿开采的最终界理地确定露天矿开采的最终界线，其中，剥采比是确定最终线，其中，剥采比是确定最终界线的重要依据。界线的重要依据。常常 用用 的的 剥剥 采采 比比剥采比：剥采比：每采出一吨矿石所需每采出一吨矿石所需剥离的岩石量。剥离的岩石量。平均剥采比：平均剥采比：露天矿开采境界内总的需剥离岩石量与可采总矿石量之比。露天矿开采境界内总的需剥离岩石量与可采总矿石量之比。生产剥采比：生产剥采比：露天矿某一生产时期内所剥离的岩石量与所采的矿石量
11、之比。露天矿某一生产时期内所剥离的岩石量与所采的矿石量之比。分层剥采比：分层剥采比：露天矿开采境界内某一水平分层内的剥离岩石量与矿石量之比。露天矿开采境界内某一水平分层内的剥离岩石量与矿石量之比。境界剥采比：境界剥采比：露天矿开采深度由某一水平延深至下一水平时，增加的岩石量与露天矿开采深度由某一水平延深至下一水平时，增加的岩石量与增加的矿石量之比。增加的矿石量之比。露露天天矿矿开开拓拓与与爆爆破破露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露天矿矿床开拓露天矿矿床开拓就是按照一定的就是按照一定的方式建立地面与采矿场各生产水平方式建立地面与采矿场各生产水平之间的运输通道。之间的运输通道。露露 天天
12、 矿矿 开开 拓拓 方方 式式1）铁路运输开拓：）铁路运输开拓：适合开拓面状适合开拓面状露天矿床，开拓的合理深度一般不露天矿床，开拓的合理深度一般不超过超过120 M 150 M，多配合其它多配合其它开拓方法使用。开拓方法使用。2）公路运输开拓：）公路运输开拓：应用最广泛的开拓应用最广泛的开拓方式，采用自卸汽车运输，运输线路依方式，采用自卸汽车运输，运输线路依地形条件可选择回返式或螺旋式。地形条件可选择回返式或螺旋式。3）胶带运输开拓：）胶带运输开拓：利用胶带运输机短利用胶带运输机短距离运送矿岩。距离运送矿岩。4）联合运输开拓：）联合运输开拓：在同一露天矿场内在同一露天矿场内多种开拓方式配合使
13、用。多种开拓方式配合使用。露露天天矿矿开开拓拓与与爆爆破破露露 天天 矿矿 开开 采采 方方 法法 露露 天天 矿矿 穿穿 孔孔 工工 作作 钻凿装放炸药的方法包括：钻凿装放炸药的方法包括：激光凿岩穿孔、超声波凿岩穿激光凿岩穿孔、超声波凿岩穿孔、化学凿岩穿孔，目前常规孔、化学凿岩穿孔，目前常规穿孔设备主要是：穿孔设备主要是：牙轮钻机牙轮钻机 露天矿应用最广露天矿应用最广泛的、高效率的穿孔设备，月泛的、高效率的穿孔设备，月穿孔超过千米以上。穿孔超过千米以上。浅孔钻机浅孔钻机 主要应用于中小主要应用于中小型矿山，性能虽不如牙轮钻机，型矿山，性能虽不如牙轮钻机，但设备简单，易于制造、使用但设备简单，易于制造、使用且价格便宜，可钻凿斜孔。且价格便宜，可钻凿斜孔。火火 钻钻 使用高温、高速使用高温、高速火焰喷向岩石表面，岩石由于火焰喷向岩石表面，岩石由于骤热、膨胀、碎裂成孔骤热、膨胀、碎裂成孔，该，该法成本高，仅适用于石英含量法成本高，仅适用于石英含量高的岩矿。高的岩矿。主主 要要 爆爆 破破 叁叁 数数底盘抵抗线：底盘抵抗线：钻孔中心至台阶坡底线的水钻孔中心至台阶坡底线的水平距离。平距离。超深：超深：其作用是有效减少根底。其作用是有效减少根底。其它参数：其它参数：孔径、孔距、排距、装药长度、孔径、孔距、排距、装药长度、填塞长度等。填塞长度等。
