1、采矿工程专业基础知识培训露露天天开开采采的的基基本本概概念念露天采矿场构成要素：台阶、边帮、沟道、开采境界、边坡角等台阶构成要素矿体矿体台阶的分类和露天采场构成要素台阶的分类和露天采场构成要素工作台阶工作台阶非工作台阶非工作台阶非工作帮非工作帮最终边坡最终边坡底帮底帮顶帮顶帮端帮端帮工作帮工作帮非工作帮坡面非工作帮坡面最终边坡面最终边坡面最终边坡角最终边坡角工作帮坡面工作帮坡面工作帮坡角工作帮坡角工作平盘工作平盘上部最终境界线上部最终境界线底部周界底部周界安全平台安全平台清扫平台清扫平台运输平台运输平台露天矿采剥方法：研究露天开采中的采准露天矿采剥方法：研究露天开采中的采准(即掘沟工程即掘沟工
2、程)、剥离和采矿工序的开采程序及其之间的时空关系剥离和采矿工序的开采程序及其之间的时空关系 1.露天矿采剥方法露天矿采剥方法 (1)按工作线的布置形式分为按工作线的布置形式分为 工作线纵向布置，工作线横向布置，工作线纵向布置，工作线横向布置，工作线扇形布置，工作线环形布置工作线扇形布置，工作线环形布置 依据坑线布置的位置可分为：依据坑线布置的位置可分为：固定坑线上盘布置，固定坑线下盘布置固定坑线上盘布置，固定坑线下盘布置 移动坑线上盘布置，移动坑线下盘布置移动坑线上盘布置，移动坑线下盘布置 (2)按工作台阶开采方式分为按工作台阶开采方式分为 台阶全面开采主要是缓帮开采台阶全面开采主要是缓帮开采
3、 台阶轮流开采主要是陡帮开采台阶轮流开采主要是陡帮开采露天矿采剥方法露天矿采剥方法 开段沟沿矿体走向布置，位置：顶帮，底帮开段沟沿矿体走向布置，位置：顶帮，底帮 特点：特点：工作线平行推进，采掘带宽度保持不变；工作线平行推进，采掘带宽度保持不变；同时工作台阶数少；同时工作台阶数少；内部运距大；内部运距大；下盘掘沟时，下盘掘沟时，损失贫化大，损失贫化大，基建剥岩量大；基建剥岩量大；应用：铁路运输矿山应用：铁路运输矿山 长宽接近矿山长宽接近矿山工作线纵向布置工作线纵向布置 开段沟垂直矿体走向布置，位置：端部，中部开段沟垂直矿体走向布置，位置：端部，中部 特点：特点：基建工程量少；基建工程量少；同时
4、工作台阶数多；同时工作台阶数多；采掘设备调动频繁，采掘设备调动频繁，若组管不善，若组管不善，易造成采剥失调易造成采剥失调 应用：汽车运输矿山应用：汽车运输矿山 长宽比大矿山长宽比大矿山工作线横向布置工作线横向布置围绕某点的工作线上的推进速度不一致围绕某点的工作线上的推进速度不一致 特点：特点：设备效率低；设备效率低；损失贫化大；损失贫化大；应用：矿体特殊的矿山应用：矿体特殊的矿山 大型矿体大型矿体 对损失贫化无要求矿山对损失贫化无要求矿山工作线扇形布置工作线扇形布置基建工程量小，使用比较灵活基建工程量小，使用比较灵活工作线环形布置工作线环形布置露天矿山主要安全问题露天矿山主要安全问题1、爆破作
5、业安全问题爆破作业中有较多的不安全因素。包括爆破准备、药包加工、装药、起爆、爆后检查等。爆破地震波、冲击波、飞石可产生对人及建筑物的危害。早爆和盲炮处理可引起大的安全事故。2、机械运行时的安全问题穿孔机、潜孔钻、牙轮钻行走作业时，由于露天作业条件恶劣可引发各种安全事故。电铲作业时机械室内、电铲作业范围内、电铲向汽车装载时，以及电铲作业台阶岩块悬浮倒挂、盲炮等不安全因素3、交通运输的安全问题露天矿铁路运输中撞车、脱轨、道口肇事、线路弯曲、下沉，行使过程的制动、调车时的摘挂车可引发事故。矿用汽车运输作业时的制动失灵、夜间照明不良、路况不好，行驶过程中翻斗自起等均可导致事故。露天矿带式运输作业中，由
6、于保护罩不当，人员靠近胶带行走引起伤人等。露露天天矿矿山山主主要要安安全全问问题题4、露天矿山用电安全问题露天矿使用的三相交流电、采场移动设备的高压胶缆，各种接地保护失灵、各类电气设备的安装检修存在不安全因素。5、边坡稳定及防排水的安全问题露天矿边坡的滚石、塌方、滑坡等事故对矿山生产及机械设备人身安全危害极大，凹陷露天矿由于暴雨等灾害性气候可引起采场淹没6、阶段构成的安全问题由于露天矿阶段构成要素在设计和生产中选择不当，可造成边坡安全隐患和引发事故。因此，露天矿阶段高度、工作阶段坡面角、非工作阶段的最终坡面角和最小工作平台宽度等应严格执行有关规定和设计的要求。1.1.矿床露天开拓的概念矿床露天
7、开拓的概念:矿床露天开拓就是开辟地面与露天采矿场各开采台阶之间的矿岩运输矿床露天开拓就是开辟地面与露天采矿场各开采台阶之间的矿岩运输通路，以此保证露天采矿场与受矿点、废石场和工业厂区的运输联系，并通路，以此保证露天采矿场与受矿点、废石场和工业厂区的运输联系，并及时准备出新的工作水平。及时准备出新的工作水平。2.2.矿床露天开拓的研究内容矿床露天开拓的研究内容:总的说，是研究和解决矿床开拓总体规划和矿山工程的合理发展。总的说，是研究和解决矿床开拓总体规划和矿山工程的合理发展。具体的说包括两个方面：具体的说包括两个方面：开拓坑线的布置形式：坑线的形式、位置、数量开拓坑线的布置形式：坑线的形式、位置
8、、数量 建立合理开发矿床的运输系统建立合理开发矿床的运输系统3.3.露天矿山的分类：露天矿山的分类：依据矿床埋藏条件和开拓布线方式，分为依据矿床埋藏条件和开拓布线方式，分为 山坡露天矿山坡露天矿 凹陷露天矿凹陷露天矿矿床露天开拓矿床露天开拓4.4.影响开拓方案设计的主要因素：影响开拓方案设计的主要因素：地质地形条件地质地形条件地形地貌：山坡露天矿还是凹陷露天矿地形地貌：山坡露天矿还是凹陷露天矿山坡山坡/凹陷露天矿：上部开拓，深部开拓，及其相互衔接凹陷露天矿：上部开拓，深部开拓，及其相互衔接矿床地质，水文地质，气候条件矿床地质，水文地质，气候条件 开采技术条件开采技术条件矿山规模，开采程序，露天
9、采场尺度，生产工艺流程，矿山规模，开采程序，露天采场尺度，生产工艺流程，设备类型及技术装备，矿区总平面布置设备类型及技术装备，矿区总平面布置 经济因素经济因素国家的经济政策，矿山建设投资，矿石生产成本，国家的经济政策，矿山建设投资，矿石生产成本，劳动生产率，矿山服务年限劳动生产率，矿山服务年限矿床露天开拓矿床露天开拓5.5.矿床露天开拓方法的分类：矿床露天开拓方法的分类：(1)(1)以运输以运输/设备方式分类设备方式分类 公路运输开拓公路运输开拓 铁路运输开拓铁路运输开拓 胶带运输开拓胶带运输开拓 平硐溜井开拓平硐溜井开拓 斜坡道提升机开拓斜坡道提升机开拓 联合开拓联合开拓 (2)(2)以开拓
10、坑线位置分类以开拓坑线位置分类 上盘开拓系统上盘开拓系统 下盘开拓系统下盘开拓系统(3)(3)以开拓坑道布置形式分类以开拓坑道布置形式分类 固定坑线开拓固定坑线开拓 移动坑线开拓移动坑线开拓矿床露天开拓矿床露天开拓公路开拓：又称为汽车运输开拓，公路开拓：又称为汽车运输开拓，是国内外现代露天矿山应用最广泛的开拓方法是国内外现代露天矿山应用最广泛的开拓方法公路开拓坑线布置的影响因素：公路开拓坑线布置的影响因素：矿床埋藏条件矿床埋藏条件 露天采矿场的空间参数露天采矿场的空间参数公路开拓公路开拓矿床露天开拓矿床露天开拓山坡露天矿单侧山坡端帮坑线布置山坡露天矿单侧山坡端帮坑线布置1.1.山坡露天矿开拓山
11、坡露天矿开拓 坑线布置形式：直进式，回返式，螺旋式坑线布置形式：直进式，回返式，螺旋式矿床露天开拓矿床露天开拓山坡露天矿开拓直进式公路开拓系统山坡露天矿开拓直进式公路开拓系统矿床露天开拓矿床露天开拓山坡露天矿坑线山坡露天矿坑线(直进式直进式/回返式回返式)布置适用条件：布置适用条件：相对运输高差不大；相对运输高差不大；开采台阶数较少；开采台阶数较少；山坡展线条件好。山坡展线条件好。山坡露天矿坑线开拓的特点：山坡露天矿坑线开拓的特点：从最低运输标高到最高开采台阶一次性修筑完成；从最低运输标高到最高开采台阶一次性修筑完成；随开采水平下降，上部开拓坑线逐渐消失，随开采水平下降，上部开拓坑线逐渐消失，
12、运距越来越短运距越来越短 运输效率提高，运费降低。运输效率提高，运费降低。矿床露天开拓矿床露天开拓2.2.凹陷露天矿开拓凹陷露天矿开拓 开采条件：矿体埋藏于露天开采境界封闭圈以下。开采条件：矿体埋藏于露天开采境界封闭圈以下。坑线布置形式：坑线布置形式：直进式：用于端帮不稳定，矿体走向较长的矿山直进式：用于端帮不稳定，矿体走向较长的矿山 回返式：用于端帮不稳定，矿体走向较短的矿山回返式：用于端帮不稳定，矿体走向较短的矿山 螺旋式：用于端帮稳定，矿体走向较短的矿山螺旋式：用于端帮稳定，矿体走向较短的矿山 联合开拓联合开拓 坑线布置位置：坑线布置位置：内部坑线开拓：凹陷露天矿的开拓坑线内部坑线开拓：
13、凹陷露天矿的开拓坑线(出入沟出入沟)布布 置在开采境界以内置在开采境界以内 外部坑线开拓：凹陷露天矿的开拓坑线外部坑线开拓：凹陷露天矿的开拓坑线(出入沟出入沟)布布 置在开采境界以外置在开采境界以外 凹陷露天坑线布置原则：凹陷露天坑线布置原则：尽量减少回头曲线尽量减少回头曲线 下盘布置下盘布置凹陷露天矿直进回返式开拓凹陷露天矿直进回返式开拓适用条件：适用条件：开采相对高差较开采相对高差较大；大；地形坡度较陡；地形坡度较陡；直进式开拓展线直进式开拓展线困难困难特点：特点：适应性强；适应性强；应用比较广应用比较广回头曲线多回头曲线多最终边坡角变缓最终边坡角变缓增加附加剥岩量增加附加剥岩量凹陷露天矿
14、直进回返螺旋坑线联合开拓凹陷露天矿直进回返螺旋坑线联合开拓凹陷露天矿外部坑线开拓的矿山发展程序凹陷露天矿外部坑线开拓的矿山发展程序出入沟出入沟露天开采境界露天开采境界凹陷露天矿内部坑线开拓的矿山发展程序凹陷露天矿内部坑线开拓的矿山发展程序出入沟出入沟露天开采境界露天开采境界固定坑线开拓矿山发展程序固定坑线开拓矿山发展程序 扩帮扩帮 掘进开段沟掘进开段沟 横向布置横向布置固定坑线开拓矿山发展程序固定坑线开拓矿山发展程序 掘进出入沟掘进出入沟 掘进开段沟掘进开段沟 纵向布置纵向布置固定坑线开拓矿山发展程序固定坑线开拓矿山发展程序 扩帮扩帮 掘进开段沟掘进开段沟 纵向布置纵向布置连接平台连接平台为什
15、么要设置连接平台：为什么要设置连接平台：露天公路开拓坑线坡度较大露天公路开拓坑线坡度较大(为缩短运距为缩短运距)；载重汽车长距离上下坡，易发生事故；载重汽车长距离上下坡，易发生事故；为便于从开拓坑线向各采剥台阶布设运输线路。为便于从开拓坑线向各采剥台阶布设运输线路。布设要求：布设要求：长度：长度：40 m40 m60 m60 m 坡度：坡度：3%3%，平坡或缓坡，平坡或缓坡 出入沟口出入沟口 总出入沟是整个矿山的出入地方；总出入沟是整个矿山的出入地方；各开采水平出入沟位置是连接平台的斜坡道。各开采水平出入沟位置是连接平台的斜坡道。一个矿山可以有多个出入沟口，一个矿山可以有多个出入沟口，将增加附
16、加基建工程量。将增加附加基建工程量。多出入沟口多出入沟口适用条件：适用条件：废石场位置比较分散废石场位置比较分散 要求空、重车顺向运行要求空、重车顺向运行 矿山服务年限较长矿山服务年限较长特点：特点：缩短了矿岩运输距离缩短了矿岩运输距离 减少运输汽车数量减少运输汽车数量 降低运营费用降低运营费用 各出入口可以相互补给各出入口可以相互补给 坑线增多，增加附加工程坑线增多，增加附加工程4.4.公路开拓坑线布置的要求公路开拓坑线布置的要求 (1)满足开采工艺和矿山总平面布置的要求；满足开采工艺和矿山总平面布置的要求；(2)保证各生产水平矿岩的运输畅通；保证各生产水平矿岩的运输畅通；(3)与各辅助生产
17、工艺与各辅助生产工艺(机修机修/仓库仓库/油库油库/炸药库炸药库)形成形成 一个完整的开拓系统；一个完整的开拓系统；(4)符合线路技术等级要求和相应设计技术规范；符合线路技术等级要求和相应设计技术规范；(5)充分发挥汽车运输的效率；充分发挥汽车运输的效率；(6)坑线尽量布置在工程、水文地质条件好地段；坑线尽量布置在工程、水文地质条件好地段；(7)露天采场新水平准备和既有坑线的联系畅通；露天采场新水平准备和既有坑线的联系畅通；(8)出入沟出口方向应与联络线路和固定线路同向。出入沟出口方向应与联络线路和固定线路同向。矿床露天开拓矿床露天开拓选择固定线路时，选择固定线路时，为提高行车效率，减少坑线基
18、建工程量，要求为提高行车效率，减少坑线基建工程量，要求对山坡露天矿：对山坡露天矿：尽量采用树枝式布置；尽量采用树枝式布置；回返式坑线避免线路进入采场内；回返式坑线避免线路进入采场内；线路布置尽可能平直，线路布置尽可能平直，减少弯道和回头曲线；减少弯道和回头曲线；上山公路通过采场时，上山公路通过采场时，要充分考虑爆破对线路的影响。要充分考虑爆破对线路的影响。矿床露天开拓矿床露天开拓选择固定线路时，选择固定线路时，为提高行车效率，减少坑线基建工程量，要求为提高行车效率，减少坑线基建工程量，要求对凹陷露天矿：对凹陷露天矿：避免在高边坡部位布置回头曲线；避免在高边坡部位布置回头曲线；尽量不在深部设置回头曲线；尽量不在深部设置回头曲线；当生产规模很大，当生产规模很大，可设两个出口或双侧线路，可设两个出口或双侧线路，以分散运量，缩短运距。以分散运量，缩短运距。总出入沟位置：总出入沟位置：应考虑其与工业场地应考虑其与工业场地(选厂贮矿场排土场修理场选厂贮矿场排土场修理场 仓库等仓库等)的相对位置，务求运输功最小，且减少的相对位置，务求运输功最小，且减少 重车上坡线路重车上坡线路矿床露天开拓矿床露天开拓
