2022年露天矿开采基本知识.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 露天矿开采基本学问讲座第一节 石灰岩学问 一、石灰岩简介：石灰岩 Limestone ,简称灰岩,是以方解石为主要成分的碳酸盐岩,有时含有白云石、粘土矿物 和碎屑矿物,属于 沉积岩 ,是水成岩的一种；石灰岩主要是在浅海的环境下形成的,属于生物性沉积形 成,其主要形成是海洋生物的尸体的沉降累积,加上来自陆地的动植物腐物残渣与泥沙一起在河床或海 床上沉积压实后经地质变化形成；二、石灰石的组成结构：石灰岩的 矿物 成分主要为方解石、伴有白云石、菱镁矿和其他碳酸盐矿物,仍混有其他一些矿物,比方菱镁矿,石英,石髓,蛋白石,硅酸铝,硫铁矿,黄铁矿,水针铁矿

2、,海绿石等等；此外,个别类 型的石灰岩中仍有煤、地沥青等有机质和石膏、硬石膏等硫酸盐,以及磷和钙的化合物,碱金属化合物以及锶、钡、锰、钛、氟等化合物,但含量很低；灰岩的主要化学成分是 地区多形成石林和溶洞,称为喀斯特地势CaCO3 易溶蚀,故在石灰岩石灰岩的结构较为复杂,有碎屑结构和晶粒结构两种,其中碎屑结构多由颗粒、泥晶基质和亮晶胶 结物构成,晶粒结构是由化学及生物化学作用沉淀而成的晶体颗粒；三、石灰岩的分类：按其沉积地区,石灰岩右分为海相沉积岩和陆相沉积岩,以海相沉积岩为多；按其形成类型,石灰岩可分为生物沉积、化学沉积和次生三种类型；按矿石中所含成分不同,石灰岩可分为硅质石灰岩、粘土质石灰

3、岩和白云质石灰岩三种；按结构构造,石灰石可分为竹叶状灰岩、状灰岩、团块状灰岩等 四、石灰岩的特性：1.石灰岩分布相当广泛,岩性均一,易于开采加工,是一种用途很广的建筑石料；2.石灰岩具有良好的加工性、不透气性、隔音性和很好的胶结性能、可深加工应用,是优异的建筑 装饰材料；3.石灰岩产地广泛,色泽纹理颇丰,有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色,有良好的装饰性；4.石灰岩的质地细密,加工适应性高,硬度不高,有良好的雕刻性能,易制作小型架上雕刻,较适 宜初学雕刻者选用,但由于石灰岩易溶蚀,不适于户外的雕刻；5. 石灰石用途很广,是冶金、建材、化工、轻工、建筑、农业及其它特殊工业部门都是重要的工业 原

4、料；其次节 露天开采的基本概念及述语 露天开采是在肯定范畴内敞露 的空间里, 将掩盖在矿体上部的表土 及四周部分的岩石剥除掉,而把矿石 开采出来； 因此为了采出矿石,仍必 须开采矿石；1台阶 bank：图 1-1开采 时,自上而下把矿岩划分成具有肯定 厚度的水平分层,用独立的采掘、 运 输设备进行开采, 各分层保持肯定的 超前关系,从而形成阶梯状；台阶由以下要素构成：上部平 盘、下部平盘、坡面、坡顶线、坡底 线、高度、坡面角；台阶分：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 工作台阶 工作平盘布置采掘、运输设备；非工作台阶

5、保安平台：用于缓冲和阻截滑落岩石,减缓边坡角；清扫平台：阻截滑落岩石并用清扫设备进行清理；运输平台：作为工作台阶与出入沟运输的联系通道；2、工作线 Avdvance line 已经做好预备而形成的矿岩区段；3、采掘带 excavation zone：开采时将台阶划分为假设干个条带,逐条顺次开采,每一个条带叫 做采掘带；参数：宽度 1、实方 取决于爆破方法 和参数；2、电铲 取决于电铲的挖掘和卸 载半径；4、采区 working section 每一 条带开采时也可划分为假设干区段配 以独立的采运设备；参数：长度 一条电铲所占的采掘工作 线长度；5、露天坑道：Bl 4 中的 AB ；按用途分：

6、1、出入沟 建立开采水平间的运输通道；2、开段沟 建立第一条工作线初始台阶见图 l 4 中的 CD ；按断 面形 状分：整断 面 15 a,单 侧沟15 b6露天矿场 open pit已经进行和正在进行露天开采的区域,由台阶和露天坑道形成；山坡露天：封闭圈以上；凹陷露天：封闭圈以下；构成要素：1边帮：露天矿场四周外表的总体,分：顶帮、底帮slope、端帮2工作帮：working slope ,非工作帮slope of respose3工作帮坡面及工作帮坡面角4非工作帮坡面及最终边坡角；5上下部最终境域线 开采终止时,非工作帮坡面与地面或露天矿底平面相交的闭合曲线；6露天矿场最终境域：上下部最终

7、境域线所限定的位置；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 二、露天开采 工艺过程 穿孔爆破采装运输排卸 工艺形式分：间断式工艺, 连续 化工艺,半连续化工艺；这几个生产环节是相互紧密协作的,因而在不断完善各生产环节的同时,仍必需考察他们的联系,以便提高全露天矿的综合生产才能；三、露天矿山工程的进展程序 如前所述,从露天矿场采出矿石和岩石是从肯定工艺过程实现的,这种工作总称为露天矿山工程；露天矿山工程：按施工对象分：剥离工程和采矿工程；按施工形式分：掘沟工程和括帮工程；矿山工程的进展按肯定程序进行的；对于一个台阶：掘出入沟

8、开段沟扩帮对于上下水平：掘沟与扩帮同时进行,即上部水平扩帮的同时下部水平掘沟,于是：矿山工程深度不断增加,直到最终开采深度；各开采水平的工作线从最初开段沟的位置不断向外推动,直到最终边界；露天矿场在进展过程中,逐步由小变大,由浅至深,不断采出矿石和剥离岩石,直至最终境域范畴内开采终了为止；露天矿山工程的进展程序的本质特 征是渐进的即开采工作要不断在空间移动,台阶工作线不断扩展推动,露天采场随之逐深扩大；综述露天采矿工作特点：生产对象是自然赋存矿岩,开采地点及生产条件不断推移变化,旧水平不 断终止新水平间续投产,构成了采矿过程从预备到生产又从生产到新的预备的循环运动规律,使掘沟、剥离、和采矿三者

9、之间总是保持相互依存和相互制约关系；第三节 露天矿采掘方案 一、编制采掘意义 1、是保证矿山连续地均衡生产的必要手段人们做任何工作都要求心中有数,要有个方案； 矿山从建设到采完,通常需要十几年或几十年时间,这就更需要有全面方案支配,特殊是露天矿生产的特点烛：生产对象及工作条件常常变化矿山数量、品位、赋存条件、围岩特性、地下水、气候等工作地点分散,并常常移动,生产环节多,而且采掘工 作需自身预备, 具有从预备到生, 双从生产到新的预备的循环运动规律；因此更要制定周密的采掘方案；在全面考虑露天矿各工艺环节协作的基础上,把矿山各时期的采掘工程进展做出综合支配；以便更合理 地使用人力、材料和设备,均衡

10、完成和超额完成生产任务；2、是贯彻“ 十六字方针”,搞好矿山治理的重要环节；采掘方案是用图和表,表示露天矿山工程进展的具体时间,空间与数量关系泊；通过编制方案使露 天矿采掘方针得以具体贯彻；因此,它是设计和指导露天矿均衡生产,综合平稳的重要文件,是保证矿 山正常连续生产,搞好矿山治理的重要环节,必需仔细编制和实施；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 二、采掘方案的划分及各类方案的任务 采掘方案可分为两种1、设计中按年编制的露天矿采掘进度方案 它是矿山设计的重要文件,是设计打算的具体化,其任务是把初步确定矿山生产才能,均

11、衡生产剥 比加以验证,并支配落实同时比较精确地确定露天矿的基建时间,基建工程量,投入生产的时间,达产 期限,设计运算年以及矿山采剥总量；逐年工作线推动位置,并按此方案运算各个时期所需的设备,人 员和材料及其他矿山设施；2、生产矿山编制的年度、季度,月度采掘方案它是生产矿山每年的生产方案内容之一,也是年生产方案的核心,是组织治理矿山生产的重要文件；其任务是以当年国家下达的产品产量、质量、技术定额等指标为依据；依据技术设计中的采掘进度方案 要求,支配该年度的采掘工作,因此,它除支配年末或月末,季末的工作线推动位置外,仍要具体地计 算菜爆、采装、运输、排土、机修等主要生产工艺和帮助车间的生产才能,找

12、出薄弱环节,制定相应的 措施以确保生产任务的完成；三、采掘进度方案的基本内容和编制要求 一、基建内容 露天矿采掘进度方案通常是以图表的形式来表示的,它反映了矿山工程进展的时间,窨和采剥量三 者应遵守的关系；也就是说从这三个方面表示了矿山工程的进展状态；时间：露天矿建设起止时间、投产、达产时间新水平投入生的时间；空间：各项工程的空间位置,各水平推动的超前关系,扩帮与延深的关系；数量：基建工程量,逐年采掘的矿石量、剥离量、掘沟量、生产剥采比,采掘进度方案包括以下图 表 1、采掘进度方案表：如 P228-229 表 T-3 表中表示了1各台阶逐年开沟,剥离和采矿工作的进展 2逐年掘沟工程量和新水平投

13、入生产的时间-开沟量、采矿剥岩量、几个采区扩帮3上、下水平开采在数量上的超前关系,及同时工作台阶数目 4逐年的矿岩采出总量及生产剥采比 5挖掘机逐年投入量、投入时间、配置位置、工作类别及调动情形 6基建工程是、基建期限、投产及达产时间；进度方案表要逐年编制,一般编制到设计运算年后3-5 年,所谓设计运算年是矿石已到达规定的生产才能和以均衡生产剥采比开头生产的年度,其采剥总量开头到达最大值；运算年的采剥总量是矿山设 备、动力、材料消耗,人员编制建筑规模等运算的依据；2、采掘水平分层平面图此图是以地质分层平面图为基础编制而成的,如P230 图 7-33,在此图上,应有逐年采掘的矿岩量,作业挖掘机的

14、数目和台号,出入沟和开段沟的位置,矿岩分界线,开采境域以及年末工作线的位置等；由此表示某一台阶上逐年工程进展状态；3、采矿场年末开采综合平面图P231 图 7-34此图是以采掘水平分层平面图为基础编制而成的；图上绘有各水平的工作线位置,出入沟和开段沟 的位置,挖掘机的配置,矿岩分界线、开采境域和运输站线设置等；由此表示了某年末矿山工程进展状 况：包括工作线长度,工作平盘宽度,斜沟及段沟的掘进,上下水平的超前关系,保有储备矿量,工作 面线路和挖掘机配置等；4、产量逐年进展图表 是在采掘进度表编制完成的基础上整理绘制出来的,采掘方案只编制设计运算年后 3-5 年,以后的 产量可以 3 年或 5 年

15、为单位粗略确定；二、编制要求1、尽快满意国家对矿石产量的要求,依据露天矿的具体情形,应尽可能地削减基建工程量,加速 基本建设,保证在规定的时间内投入生产,投产后尽快地到达设计生产才能；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2、保持规定的各级储量指标,以保证产量的均衡,在开采具有多种品级矿石时,仍要求各种工业 品级的矿石产量和质量保持稳固呈规律性变化；3、正确处理剥和采的冲突,贯彻“ 采剥并行” 的方针,生产剥采比支配得要经济合理最大生产剥 采比期限不能过短,两个不同时期的剥采比亦尽量变化不要太大；4、上、下水平的工作线要

16、保持肯定的超前距离；使平盘宽度小于最小工作平盘宽度、工作线要具 有肯定的长度,并尽可能地保持规整；要保证线路的最小曲率半径及各水平的运输道路,采掘设备调动 不要过于频繁；5、台阶水平推动与延深要亲密协作；要按方案准时开拓新水平以保证采矿和矿量预备的连接,在 扩帮过程中,肯定要遵守预定的矿山工程进展程序；6、对于分期开采的矿山,要处理好分期和过渡的关系,要保证过渡期工程的连接和产量的稳固；第四节 开采设计要求及预防措施 一、设计的基本原就与指导思想1贯彻 “以人为本 ”的指导思想；2贯彻 “安全第一,预防为主”的安全生产方针；3选用能耗低、效率高、安全牢靠,便于操作和爱护的设备；4挑选合理的开采

17、工艺及开拓运输方案,力求技术牢靠、经济合理,对矿产资源开发利用的同 时防止环境影响因素造成危害；二、设计的主要内容包括生产系统及帮助系统,主要分为以下三个部分：1采矿：露天开采境域的确定；开拓方式与采矿方法的确定；生产工艺的挑选；生产设备才能的核定及选型不包括矿石加工及外部运输设备、设施；2帮助系统：矿区总图运输；矿山供电、机修、给排水、采暖；矿部及生产、生活设施的建设；安全与工业卫生；矿区环境爱护；3投资和企业经济效益概算；依据现有资料和矿山开采现状,经与业主协商本设计仅对采矿工程做完整设计,帮助设施机修、汽修、电修、供水、供电、采场外部运输及通讯及生活福利设施只做初步概算,业主依据原有设施

18、对 照设计进行相关技术改造,到达设计要求,本设计仅将概算纳入总投资中进行财务评判与经济分析；三、设计中的预防措施 1采空区处理方法 对于石灰岩矿山在闭坑后,采纳覆土后进行植树或复耕；2保证露天矿最终边坡稳固及防止边坡坍塌措施1依据有关设计参数进行矿山开采,准时设置安全平台；2对接近最终边邦的爆破,采纳掌握爆破,以保持岩体的完整性和边邦的稳固性；3定期检查边坡、边邦的稳固状况,准时清理松动浮石,清理人员应佩戴安全帽、系好安全带 或安全绳；4在采场外部合适位置修建截水沟和采场内修建暂时排水沟,准时排除采场内的积水,以防止 水浸引起边坡坍塌；5对脆弱岩层边坡,如土质边坡、风化带边坡、破裂带边坡和脆弱

19、夹层边坡,实行锚喷、浆砌、喷射混凝土等方法予以加固；3防止电气危害及防雷措施名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 矿山电气设备较少,较为集中,为防止触电危害事故发生,应实行的措施为：1在发电机房设置安全防护装置、窗户设置金属栅栏并设立安全警示牌；2在发电机房内增设矿用充电应急灯1 盏,设置 1211 型灭火器；3将发电机房的房门改向外开,利于逃命；4对绝缘老化的部分线路进行更换,敷设不标准的线路进行整改,整理发电机房的用电线路,使其有序排列；在计量室通过的线路需要分开,不能绑扎在一齐,并用绝缘套管爱护；5准时修理和更换配

20、电屏上有缺陷的电器；6为简洁发生气械事故的设备配置紧急停车装置,打扫卫生、擦拭设备时,严禁用水冲洗或用 湿布去擦拭电气设备,防止短路和触电；7电气修理的安全措施：用电设备检修施行工作票制度、工作许可制度、工作监护制度、工作间断、转移和终结制度；低压带电作业应设专人监护,使用有绝缘柄的工具,工作时站在干燥的绝缘物上进行,并戴手套和安全帽,必需穿长袖衣工作,严禁使用锉刀、金属尺和带有金属物的毛刷、毛掸等工具；低压配电箱和 电源干线上的工作,应填写工作票；在低压电动机和照明回路上工作,可用口头联系；上述工作至少由 两人进行；8低压回路停电的安全措施： 将检修设备的各方面电源断开,取下熔断器保险,在开

21、关操作把手上挂“禁止合闸,有人工作. ”的标示牌； 工作前必需验电； 依据需要实行其他安全措施；停电更换保险器后,复原操作时,应戴手套和护目眼镜；9安全距离的要求：低压架空线路与建筑物等最小距离表形类别建筑物地面树木行车道路距离式垂直25 6 1 6 水平1 1 架空电力线路爱护区为导线边线在最大运算风偏后的水平距离和风偏后距建筑物的水平安全距离之和所形成的两平行线内的区域；110kv 为 1.5m；地下电力电缆爱护区的宽度为地下电力电缆线路地面标桩两侧各 m 所形成两平行线内区域；高压输电线高于各种机械设备最高部分 2m 以上, 低压输电应高于各种机械设备最高部分 m 以上；架空导线至建筑物

22、的垂直距离：在最大运算弧垂情形下,对 310kv线路应不小于；并且满意金属非金属矿山安全规程导线至地面或水面的最小距离mGB16423-2006 的要求；线路经过地区线路电压, Kv 310 3 以下35 居民区非居民区不能通航及不能浮运的河、湖的 冬季冰面 不能通航及不能浮运的河、湖的 最高水位名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 交通困难地区边导线至建筑物的的最小距离线路电压, Kv 35 310 3 以下距离 m导线至山坡、峭壁、岩石的最小净距m310 3 以下线路经过地区线路电压, Kv 35 步行可以到达的山坡

23、步行不能到达山坡、峭壁、岩石防雷设施严格依据建筑物防雷设计标准的有关规定进行设计；矿山建、构筑物按三类防雷考虑,凡高度在 爱护；15m 及以上的建、构筑物设避雷网、带,局部设避雷针矿山发电机房及架空线路、材料库、储油桶为主要防雷对象,应设置防雷设施；4机械危害预防措施 机械性损害主要指机械设备运动静止部件、工具、加工件直接与人体接触引起的夹击、碰撞、剪切、卷入、绞、碾、割、刺等形式的损害；本矿空压机、凿岩机、装载机等转动机械的外露传动部分如飞轮、传动带等和往复运动部分都有可能对人体造成机械损害；同时,机械损害也是矿山生产最 常见的损害之一,易造成机械损害的设备有凿岩、压气、装运等设备；主要预防

24、措施包括：1机械设备操作人员必需学习设备结构、动作原理、操作方法等学问,懂得设备运行中显现各 类事故的预防方法；特种设备操作人员必需经考核合格,做到持证上岗操作,严禁非操作人员启动运行 设备,防止显现伤人、毁物事故；2机械设备应按设备说明书和有关规定进行安装,设备运转部件的防护罩必需齐全完好；3运动行走的设备如汽车、装载机等,人们应躲开其运动范畴,并设置防止运动部件脱落的防护装置；4机械损害掌握的措施,主要是对各种转动机械应设置防护栏、防护罩和防护网或其它防护设施,做到人体与设备的危急部分隔离；机械防护装置应符合：机械设备防护罩安全要求GB8196 93；5防排水措施矿山为山坡露天矿,最低开采

25、标高1210m 高于当地最低腐蚀基准面,地下水对开采的影响不大,采场充水主要为大气降雨,因此矿山防排水工作的重点是防止大气降雨地表迳流对矿山的影响；矿山主要防排水措施包括：在采场外部设置截排水沟,工作平台设置 路设置纵向排水沟及横向涵洞排水；6防尘35的坡度,利于排水；道粉尘是矿山生产中主要的职业危害因素之一；为了有效地掌握粉尘外逸,减轻粉尘对岗位工人的影响,本工程贯彻以防为主的方针,从工艺流程上尽量削减扬尘环节：1钻机选用带有捕尘装置的潜孔钻,钻孔时加强通风、喷水等防尘措施；2大路上应常常洒水,以减轻汽车运输时的扬尘；3爆破后人员不得立刻进入爆区,待粉尘自然消散后方可入场,以减轻粉尘的影响；

26、4定期进行工作场所空气中的粉尘浓度检测,保证工作场所空气中的粉尘浓度符合工作场所有害因素职业接触限值中的规定；5为采场作业人员配备个体防护用品,并定期进行全员健康检查；7噪声掌握措施名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 为了掌握噪声污染,设计中尽可能选用低噪声设备；在空压机、钻机等高噪声气动设备上加装消音器；在高噪声场所要求工人配备隔声耳罩等个人防护用品,以减轻噪声对工人的影响；8爆破安全措施1在进行爆破作业时必需严格执行爆破安全规程,视爆破方法、规模、地势特点,依据爆破安全规程按爆破地震安全距离、爆破冲击波安全距离和个

27、别飞散物安全距离要求划定爆破危急区边界,设置安全警示标志,做好戒备工作,确保人员和财产安全；2每次爆破必需有经批准的爆破设计；爆破后须经安全人员仔细检查工作面安全情形,确认爆 破地点安全后才准复原作业；3从事爆破作业的人员必需受过爆破技术培训,熟识爆破器材性能、操作方法和安全规程,并 持证上岗；4在黄昏、大雾、雷雨天严禁进行爆破作业；5接近最终边邦的爆破,用掌握爆破以保持岩体的完整性和边邦的稳固性；2.5 对矿山安全状况及周边安全环境的总体评判 该矿区水文地质条件简洁；开采条件较好,工程地质条件简洁；矿区开采范畴内植被不发育,掩盖 层薄,对当地环境影响不大；对于采空区在矿山闭坑后,采纳覆土后进行植树或复耕,不会对矿区周边 安全、环境造成不良影响；本矿山工程自然危害因素及生产过程中可能发生的危急、危害因素均实行了有效的防治措施；在生 产中重视安全生产,严格执行各项操作规程,建立并严格执行安全责任制,就能保证工人的劳动安全和 身体健康,可以保证矿山安全生产；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页