露天矿开采基本知识培训eggc.docx

露天矿开开采基本本知识培培训讲座座单位：主讲：第一节露露天开采采的基本本概念及及述语露天采矿矿的目的的，是从从地面把把地壳中中的有用用矿物开开采出来来，为此此按一定定工艺过过程，把把岩石从从整体中中开采出出来的全全部工作作，总称称露天矿矿山工程程。在地壳的的构成物物岩石中，含含有对人人类有用用的成人人，如煤煤、金属属等。有有用成分分含量高高或品质质优良、适适于工业业应用的的岩石，称称为有用用矿物。不不含有用用成分或或含量不不足以工工业应用用的岩石石，称为为剥离物物，包括括表土、围围岩和夹夹石。剥剥离物常常被称为为废土、废废岩等。有有时，为为了揭露露矿体或或矿层，还还需排除除积雪、积积水。有用矿物物和剥离离物的含含义是相相对的。从从露天矿矿采场采采出的某某些废石石，可作作建筑材材料或其其他用途途。许多多品位低低、加工工困难的的含矿物物料，可可能曾经经或正在在按剥离离物处理理；随着着选矿、冶冶炼技术术的不断断提高或或开采成成本的不不断下降降，已经经或将会会成为适适于工业业应用的的有用矿矿物。有有的岩石石，开采采之初被被当作剥剥离物排排弃，而而开采过过程中却却发现其其中含有有宝贵的的有用成成分。有用矿物物在地壳壳中的集集聚体称称为矿体体。层状状的矿体体称为矿矿层，如如煤层、铁铁矿层等等。矿体体的赋存存地称为为矿床，煤煤矿床常常被称之之为煤田田。划归一个个露天矿矿开采的的煤田或或其一部部分，称称为露天天矿田。用用矿山设设备进行行露天矿矿山工程程的场所所，称为为露天矿矿场。露露天矿场场常被称称为采场场、掘场场、采石石场等。从从事露天天采矿的的矿山企企业称为为露天矿矿。有时时，露天天矿就是是露天矿矿场的同同义词。露天开采采是在一一定范围围内敞露露的空间间里，将将掩盖在在矿体上上部的表表土及周周围部分分的岩石石剥除掉掉，而把把矿石开开采出来来。因此此为了采采出矿石石，还必必须开采采矿石。专业术语还包括：1台阶阶（bannk）：（图图1-1）开采采时，自自上而下下把矿岩岩划分成成具有一一定厚度度的水平平分层，用用独立的的采掘、运运输设备备进行开开采，各各分层保保持一定定的超前前关系，从从而形成成阶梯状状。台阶由以以下要素素构成：上部平平盘、下下部平盘盘、坡面面、坡顶顶线、坡坡底线、高高度、坡坡面角。台阶坡面面角：台台阶坡面面和水平平面的交交角。1、台阶阶分：工作台阶阶工作作平盘布布置采掘掘、运输输设备。非工作台台阶保安平平台：用用于缓冲冲和阻截截滑落岩岩石，减减缓边坡坡角。清扫平台台：阻截截滑落岩岩石并用用清扫设设备进行行清理。运输平台台：作为为工作台台阶与出出入沟运运输的联联系通道道。2、工作作线（Avddvannce linne）已经经做好准准备而形形成的矿矿岩区段段。3、采掘掘带（exccavaatioon zzonee）：开开采时将将台阶划划分为若若干个条条带，逐逐条顺次次开采，每每一个条条带叫做做采掘带带。3、参数数：宽度实方方取决于于爆破方方法和参参数。4、电铲铲取决于于电铲的的挖掘和和卸载半半径。5、采区区（worrkinng ssecttionn）每一一条带开开采时也也可划分分为若干干区段配配以独立立的采运运设备。参数：长度一一条电铲铲所占的的采掘工工作线长长度。6、露天天坑道：按用途分分：（1）出入沟建立开开采水平平间的运运输通道道。(Bl4中的AB)。（2）：开段沟建立第第一条工工作线（初初始台阶阶）见图图l4中的CD。按断面形形状分：整断面面（15 a）,单侧沟（15 b）7露天天矿场（openn piit）已经经进行和和正在进进行露天天开采的的区域，由由台阶和和露天坑坑道形成成。山坡露天天：封闭闭圈以上上。凹陷陷露天：封闭圈圈以下。构成要素素：（1）边边帮：露露天矿场场四周表表面的总总体，分分：顶帮帮、底帮帮（sloope）、端端帮（2）工工作帮：（worrkinng ssloppe），非非工作帮帮（sloope of ressposse）（3）工工作帮坡坡面及工工作帮坡坡面角（4）非非工作帮帮坡面及及最终边边坡角。（5）上上下部最最终境界界线开采结结束时，非非工作帮帮坡面与与地面或或露天矿矿底平面面相交的的闭合曲曲线。（6）露露天矿场场最终境境界：上上下部最最终境界界线所限限定的位位置。第二节露露天开采采的一般般程序、工工艺环节节和矿床床分类一、露天天开采的的一般程程序露天开采采的必要要前提是是有适宜宜的矿床床。矿床床是否适适于露天天开采，最最好在地地质勘探探的初期期就作出出评价。适适宜露天天开采的的矿床，经经过进一一步勘探探提出了了满足露露天矿设设计要求求的地质质报告（包包括围岩岩的工程程地质资资料和水水文地质质资料）；经批准准后，才才可由设设计部门门进行设设计。露天矿经经过详尽尽设计，设设计书经经主管部部门审查查批准后后，才能能进行建建设。此此后的露露天矿建建设和生生产的一一般步骤骤如下：1、地面面准备。把把交通线线、输电电线引入入矿区，在在进行开开采的地地区清除除或迁移移天然和和人为的的障碍物物，如树树木、沼沼泽、村村庄、厂厂房、道道路、水水渠、坟坟地等等。2、矿区区隔水和和疏干。截截断通过过开采地地区的河河流或把把它改道道，疏干干下水，使使水位低低于要求求的水平平。3、矿山山基建工工程。包包括开掘掘沟道，建建立地面面到开采采水平的的道路；建立工工作线，进进行基建建剥离以以揭露开开采的矿矿体；建建立运输输线、排排土场、桥桥梁等；建设地地面工业业设施和和必要的的民用建建筑。4、日常常生产。矿矿山基建建工程在在开辟了了必要的的采剥工工作线，保保证达到到一定采采矿能力力后即可可移交生生产。一一般，再再经一段段时间，才才能达到到设计生生产能力力。已经经开采过过的地区区要挥霍霍定进行行复土造造田。露天矿区区的建设设和生产产是十分分复杂的的工程项项目。土土地的购购置，设设备的采采购、安安装和调调试，人人员的培培训，组组织管理理机构的的建立，以以及复土土造田等等等，牵牵涉面很很宽，相相互间联联系密切切。为了了缩短工工期，节节约资金金，全面面、周密密的统筹筹，十分分必要。露天矿经经较长时时间的生生产后，可可能进行行改建，以以提高产产量或进进行技术术改造。改改建中，可可能要扩扩大开采采境界，改改变工艺艺系统、设设备类型型和规格格，所有有这些，也也十分复复杂，需需作出详详尽的设设计研究究，并有有效地组组织实施施。二、露天天开采工工艺环节节露天矿的的剥离和和采矿工工程包括括以下生生产环节节：1、矿岩岩准备。采采掘设备备能直接接从整体体中采落落的松散散土岩，无无需这一一环节；其余矿矿岩都要要在采掘掘前作好好准备。矿矿岩准备备常用的的方法是是穿孔爆爆破。个个别情况况下，也也有用机机械方法法矿岩，或或用水使使土岩松松软。2、矿岩岩采掘和和装载。采采掘和装装载主要要由挖掘掘机或其其他设备备来完成成，这是是露天开开采的核核心环节节。3、矿岩岩移运。即即把剥离离物运到到排土场场，有用用矿物运运往规定定的卸载载点。矿矿岩移运运是联系系露天矿矿各生产产环节的的纽带，所所需设备备多，消消耗动力力、劳力力多，是是日常生生产管理理中变化化最多和和最繁忙忙的环节节。4、排卸卸。即剥剥离物的的排弃，有有用矿物物向破碎碎、选矿矿厂的受受料仓卸卸载。排排土场占占地面积积大，应应引起充充分注意意。为保护土土地，消消除污染染，露天天开采中中常常要要把采矿矿破坏了了的土地地恢复到到具有一一定的经经济价值值。三、适合合露天开开采的矿矿床分类类在选择露露天开采采工艺系系统、开开拓系统统和开采采程序时时，首先先必须考考虑矿床床的埋藏藏条件，即即矿体开开关、厚厚度、层层数、矿矿岩性质质、地形形等等。陆地矿床床按与地地面基准准水平的的关系，分分为基准准水平以以上的矿矿床和基基准水平平以下的的矿床。前前者，矿矿岩运输输可利用用重力，减减少能耗耗；后者者需把矿矿岩向上上提运，耗耗能大。按矿体开开关，矿矿床分为为规则和和不规则则两种。煤煤层、水水成非金金属矿层层以及许许多金属属矿层，多多属规则则矿体，许许多金属属和非金金属矿体体属不规规则矿体体。按露天开开采的工工艺特点点，层状状矿体分分为水平平和近水水平矿床（倾倾角<5），缓缓倾斜矿矿床（倾倾角510）,倾斜矿矿床（倾倾角1045）和急急倾斜矿矿床（倾倾角>45）。近水水平和缓缓倾斜矿矿床，一一般可进进行内排排土；倾倾斜和急急倾斜矿矿床一般般不能进进行内排排土，但但在分区区开采时时，在首首采区采采完后，可可将下一一采区的的剥离物物排入前前一已采采完的采采区。倾倾斜矿床床在露天天开采中中，一般般无须在在矿床底底盘扩帮帮，急倾倾斜矿床床则一般般需在矿矿体底盘盘扩帮。按开采矿矿层的厚厚度，露露天开采采的矿体体可分为为薄层，中中薄层，中中厚层和和厚层。薄薄矿床厚厚度在0.51.00m以下，当当成累层层时，难难以选采采，但可可考虑混混采；单单独成层层时，难难以采出出。中薄薄矿体厚厚度在11.03.55m之间，可可以比较较容易地地进行选选采。中中厚矿体体厚度在3.510m之间，选选采容易易，一般般可建立立纯矿台台阶进行行采矿。厚矿体厚度大开10m，一般在水平和近水平时需把矿体分成一个以上台阶进行采矿。此外，还还可按矿矿层数目目分为单单层矿床床和多层层矿床；按围岩岩性质分分为软岩岩矿床（无无需爆破破）、中中硬矿床床（需松松动爆破破）和硬硬岩矿床床（要爆爆破，且且有一定定抛掷）。第三节露露天开采采工艺过过程露天矿剥剥离和采采矿，包包括一系系列生产产环节，其其中主要要生产环环节是：采掘运输输排卸卸（排土土、卸矿矿）围绕这三三个主要要生产环环节的还还有一系系列辅助助生产环环节，如如：设备备维修，动动力供应应，防排排水，等等等。这三个主主要环节节中，采采掘是直直接和岩岩层发生生作用的的环节。它它受矿床床地质和和气候环环境的直直接影响响，在露露天矿生生产中最最为重要要。运输输是联系系采掘和和排卸的的纽带，它它是露天天矿生产产中占有有设备、消消耗能源源和人力力最多的的环节。物物料的经经济、合合理排卸卸是露天天矿生产产必不可可少的要要求。辅助环节节是保证证主要环环节顺利利进行的的必要条条件，没没有辅助助环节的的保证，露露天矿生生产就不不能进行行。每一生产产环节，往往往由几几个生产产工序组组成，例例如，采采掘环节节中的穿穿孔，爆爆破、采采装、运运输线路路移设等等；推土土犁排土土中的翻翻车、推推土、线线路移设设等。露天矿各各生产环环节和工工序是统统一的整整体，既既相互联联系，又又相互制制约。露露天矿生生产中经经常、大大量遇到到的问题题，就是是正确处处理各生生产环节节和工序序之间的的各种矛矛盾，有有计划地地、均衡衡地、有有节奏地地进行生生产，达达到安全全、经济济、高效效的目标标。露天开采采工艺系系统是完完成采掘掘、运输输和排卸卸这三个个环节的的机械设设备和作作业方法法的总称称。针对对各种机机械的作作业原理理，露天天开采工工艺系统统可以分分为以下下三大类类别：间间断式工工艺，连连续化工工艺，半半连续化化工艺。间断工艺艺是指在在三个主主要生产产环节中中，矿岩岩的采掘掘和运输输是间断断进行的的工艺。例例如：机机械铲是是一勺一一勺地装装车，列列车或汽汽车是一一车一车车地运输输岩石。每每装载一一勺或运运送一车车矿岩，设设备相应应地完成成一个循循环或周周期。这这种工艺艺也称为为循环式式工艺或或周期式式工艺。连续工艺艺是指矿矿岩的采采掘和移移运是连连续进行行的工艺艺。多斗斗挖掘机机和胶带带输送机机上的矿矿岩流就就是如此此。这种种矿岩流流只要设设备正常常作业，就就会不间间断地进进行。故故而，这这种工艺艺也称为为流水工工艺。半连续工工艺是部部分生产产环节连连续作业业的工艺艺。例如如，机械械铲把矿矿岩装入入破碎机机，破碎碎后由胶胶带输送送机运送送的工艺艺系统，就就是典型型的半连连续工艺艺系统。按照生产产环节中中的设备备状况，露露天开采采工艺系系统又可可分成以以下两组组：1、独立立式工艺艺；2、合并并式工艺艺。所谓独立立式工艺艺，是指指三个主主要生产产环节各各有独立立的设备备的工艺艺。例如如，由机机械铲（采采掘）、汽汽车（运运输）和和推土机机（排土土）组成成的工艺艺系统；由轮斗斗挖掘机机（采掘掘）、胶胶带（运运输）和和排土机机（排土土）组成成的工艺艺系统；等等。显显然，独独立式工工艺系统统可以是是间断的的、连续续的、或或半连续续的。所谓合并并式工艺艺，是指指主要环环节中有有两个或或三个是是合并在在一起，由由同一设设备完成成的工艺艺。剥离离物直接接倒堆是是一种典典型的合合并工艺艺。这时时剥离设设备既进进行采掘掘，又进进行运输输和排土土，拖拉拉铲运机机作业也也是合并并工艺，这这种设备备既进行行采掘，又又把土岩岩运往排排弃地点点，进行行排土。合合并工艺艺也可以以是间断断的，例例如用机机械铲倒倒堆；也也可以是是连续的的，例如如用带悬悬臂的轮轮斗挖掘掘机倒堆堆。露天矿山山工程的的发展程程序，如前所所述，从从露天矿矿场采出出矿石和和岩石是是从一定定工艺过过程实现现的，这这种工作作总称为为露天矿矿山工程程。露天矿山山工程：按施工工对象分分：剥离离工程和和采矿工工程。按按施工形形式分：掘沟工工程和括括帮工程程。矿山工程程的发展展按一定定程序进进行的。对于一个个台阶：掘出入入沟开段段沟扩帮帮对于上下下水平：掘沟与与扩帮同同时进行行，即上上部水平平扩帮的的同时下下部水平平掘沟，于于是：矿山工程程深度不不断增加加，直到到最终开开采深度度。各开采水水平的工工作线从从最初开开段沟的的位置不不断向外外推进，直直到最终终边界。露天矿场场在发展展过程中中，逐步步由小变变大，由由浅至深深，不断采出出矿石和和剥离岩岩石，直直至最终终境界范范围内开开采终了了为止。露露天矿山山工程的的发展程程序的本本质特征征是渐进进的即开开采工作作要不断断在空间间移动，台台阶工作作线不断断扩展推推进，露露天采场场随之逐逐深扩大大。综述露天天采矿工工作特点点：生产产对象是是天然赋赋存矿岩岩，开采采地点及及生产条条件不断断推移变变化，旧旧水平不不断结束束新水平平陆续投投产，构构成了采采矿过程程从准备备到生产产又从生生产到新新的准备备的循环环运动规规律，使使掘沟、剥剥离、和和采矿三三者之间间总是保保持相互互依存和和相互制制约关系系。第四节露露天矿开开采程序序露天矿场场是一个个空间形形状复杂杂的几何何体，它它由三个个复杂的的空间面面地表面面，矿场场面和矿矿场四周周的边帮帮所包罗罗。每个具体体露天矿矿场的形形状，各各不相同同，长宽宽约数百百米至数数公里，深深自数十十米至数数百米。露露天矿场场境内的的矿岩量量则多达达数千万万至数十十亿立方方米。整个露天天矿场内内如此庞庞大的剥剥离和采采矿工程程量，是是采用一一定的开开采工艺艺，按照照一定的的程序开开采出来来的。完完成露天天矿场内内岩石剥剥离和采采出矿石石的程序序称露天天矿开采采程序，或或称剥采采工程发发展程序序。为了建立立初步的的、也是是基本的的概念，先先来看一一下相信信两个台台阶的开开采程序序。1、首先先开掘自自地表0标高到到第一台台阶下部部平盘的的出入沟沟；2、沿台台阶全长长开掘开开段沟；3、在开开段沟旁旁建立采采掘工作作面，在在工作面面推进过过程中，逐逐条开采采采掘带带，每采采一个采采掘带，使使工作线线推出一一个采宽宽。在上上部台阶阶工作线线推出一一定宽度度后，下下部台阶阶才能开开掘出入入沟和开开段沟，然然后下台台阶工作作线进行行推进，上上台阶工工作线则则相应地地继续推推进。出入沟开断沟推帮，这这是露天天矿剥采采工程发发展的一一般程序序，亦是是台阶的的一般开开采程序序。相邻邻台阶的的工作线线发展在在空间上上则存在在一定的的制约关关系。在露天矿矿开采境境界的范范围内，矿矿石的品品位、品品种、有有害物质质含量、厚厚度、以以及覆盖盖岩石的的厚度等等等，其其分布或或多或少少都是不不均匀的的。因此此，不同同的开采采程序还还将影响响到露天天矿的开开拓运输输系统和和矿石的的运输距距离。它它们都将将显著地地影响到到露天矿矿的矿岩岩运输费费用和整整个经济济效果。影影响露天天矿开采采程序的的因素很很多，其其中主要要的有以以下几个个方面：1、矿体体埋藏条条件。采采矿工业业与其他他工业相相比，有有一个显显著的特特点是开开采对象象都具有有各自不不同的特特征。可可以说世世界上没没有埋藏藏条件完完全相同同的露天天矿，因因此，因因地制宜宜地安排排一个露露天矿的的开采程程序是很很必要的的。当然然，在个个性中寓寓有共性性的东西西，我们们要善于于研究和和归纳一一般性的的规律，用用以指导导解决各各露天矿矿特殊的的开采程程序问题题。2、露天天矿场的的空间几几何形态态，即露露天矿场场的长度度、宽度度、深度度、高度度，以及及形状的的变化。露露天矿场场的空间间几何形形态是由由矿体埋埋藏条件件和有关关技术经经济因素素所决定定的。露天矿场场的空间间几何形形态和矿矿体埋藏藏条件，决决定了不不同类型型的岩石石和不同同品种和和品位的的矿石在在空间上上的分布布。3、露天天矿开采采工艺。露露天矿的的开采工工艺在技技术上对对露天矿矿开采程程序有一一定的要要求。一一般情况况下露天天矿开采采工艺影影响露天天矿开采采程序。但但是，有有时由于于上述露露天矿场场的空间间形态、矿矿体埋藏藏的条件件、以及及气候条条件等等等，趋向向于采用用某种合合理的露露天矿开开采程序序。这时时露天矿矿开采程程序也会会影响到到露天矿矿开采工工艺的选选定。两两者是互互为联系系，相辅辅相成的的。4、露天天矿开拓拓运输系系统。一一般情况况下，露露天矿开开拓运输输系统应应确保露露天矿按按一定开开采程序序发展过过程中各各个时期期的运输输通路和和最短的的运距。但但是，设设置运输输通路的的可能性性和合理理性，以以及缩短短运距的的要求，也也会反过过来影响响露天矿矿的开采采程序。因因此，研研究和确确定露天天矿开采采程序时时，也必必然地要要考虑露露天矿的的开拓运运输系统统和合理理的开拓拓运输系系统对开开采程序序的影响响。在内内排土场场的情况况下更是是如此。在内排土土的情况况下，露露天矿开开采程序序和内排排土场的的发展是是有机联联系在一一起的，相相互间的的合理配配合，将将对减少少外排量量和缩短短运输距距离产生生显著的的有利影影响。5、露天天矿的生生产能力力和建设设速度的的要求，一一定程度度上也影影响到露露天矿的的开采程程序。6、矿石石质量。不不同的开开采程序序一方面面会影响响到露天天矿采出出矿石的的贫化率率；另一一方面，当当矿石质质量在露露天矿场场空间范范围内有有显著变变化时，不不同的开开采程序序也将影影响到露露天矿逐逐年采出出矿石的的平均品品位、品品位波动动及有害害物质含含量等指指标，从从而影响响露天矿矿的生产产效果。露天矿合合理的开开采程序序应使露露天矿生生产达到到安全、经经济、持持续高产产和使有有用矿物物得到充充分的利利用。然然而，对对露天矿矿生产效效果的影影响，露露天矿开开采程序序虽然是是一个重重要的因因素，有有时甚至至是主要要的因素素，但它它并不是是唯一的的，也不不是孤立立的。在在一定的的矿体埋埋藏条件件和露天天矿开采采境界的的条件下下，开采采程序与与开采工工艺，开开拓运输输系统等等一系列列技术因因素综合合决定露露天矿的的生产经经济效果果。而经经济效果果的大小小，又将将影响最最初圈定定的露天天开采境境界。露天矿开开采程序序也可称称为剥采采程序，前前者从开开拓和采采矿的角角度，后后者则从从剥离和和采矿的的角度来来反映完完成露天天矿场内内剥离岩岩石和采采出矿石石的整个个过程。