【采矿课件】33开采程序及开拓运输系统eih.docx
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1、第三十三三章 开开采程序序及开拓拓运输系系统第一节 开采程程序露天矿开开采程序序系指完完成露天天矿采场场内岩石石剥离和和矿石采采出的程程序,或称剥剥采程序序,即采剥剥工程在在时间和和空间上上发展变变化方式式及其相互互关系。诸诸如采剥剥工程台台阶划分分,采剥剥工程初初始位置置确定,采采剥工程程水平推推进、垂垂直延深深方式,工工作帮构构成等。一、采剥剥工程台台阶划分分及台阶阶开采程程序在露天开开采过程程中,为为了适应应工艺设设备的作作业要求求,提高高开采强强度,将将开采境境界内的的矿石、土土岩划分分成具有有一定高高度的台台阶进行行开采,各各台阶的的矿山工工程包括括掘沟、扩扩邦工程程,通过过台阶的的
2、掘沟实实现矿山山工程的的延深,并并建立运运输联系系和形成台阶工作作线,然然后以一一定的采采宽进行行扩邦推推进,完完成台阶阶的全部部矿山工工程。掘掘沟和扩扩邦是露露天矿山山工程发发展的主主要方式式。台阶式开开采是露露天开采采的主要要特征,台阶的划分应利于发挥设备效率,提高矿石质量和保证作业安全。对勺斗斗容34m3的单斗挖掘机,台阶高度一般为1015m;大规格的挖掘机,台阶高度可达2025m;大型倒堆挖掘机,台阶高度可在30m以上;轮斗挖掘机,组合台阶高度可达4050m。台阶可按按水平面面和倾斜斜面划分分,分别别称水平平分层和和倾斜分分层。水水平分层层有利于于采掘、运运输设备备作业,多多采用此此方
3、式;在某些些缓倾斜层状矿矿床条件件下,为为了便于于选采,减少顶底板岩石的混入和矿石损失,提高矿石质量,可采用倾斜分层开采(图33-1)。图33-1图33-1为了发挥挥设备效效率,划划归同一一台阶的的矿岩应应力求一一致。例例如,不不应把表表土、不不需爆破的的软岩与与需要爆爆破的硬硬岩划归归同一台台阶,同同时尽量量使矿岩岩分家,便便于选采采。台阶的开开采程序序一般为:开掘倾倾斜的出出入沟,开开掘开段段沟,进进行扩帮帮,如图图33-2。1 首先开掘掘自地表表0标标高到第第一台阶阶下部平平盘的出出入沟AAB(图图33-2a);2 沿台阶全全长开掘掘开段沟沟BC(图图33-2b);3 在开段沟沟旁建立立
4、采掘工工作面,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端沟(图33-2c、d),然后下台阶工作线则相应地继续推进。出入沟开段沟沟扩帮帮,这是是露天矿矿剥采工工程发展展的一般般程序,亦亦是台阶阶的一般般开采程程序。相相邻台阶阶的工作作线发展展在空间间上则存存在一定定的制约约关系。图33-2二、工作作帮及其其推进(一)开开段沟初初始位置置确定第一个台台阶的开开段沟位位置为初初始拉沟沟位置,一般选在覆盖物薄、矿体厚度大、工程地质水文地质条件简单的矿体露头处,可设在矿
5、体底板,也可设在矿体顶板。沟道可以平行矿体走向,也可以平行矿体倾向,如图33-3中的(a)和(b)。沟道亦可呈圈形布置,如图33-3中的(c)和(d)。图33-3(二)工工作帮构构成露天矿通通常以多多个剥离离台阶和和采矿台台阶进行行开采,工作帮由一些开采台阶的坡面和平盘构成。工作帮形态决定于组成工作帮的各台阶之间的相互位置,亦即决定于台阶高度、平盘宽度等开采参数,通常可用工作帮坡角的大小来表示。工作帮坡角为通过工作帮最上和最下一个台阶坡底线的平面与水平面的夹角,如图(图33-4),工作帮坡角可计算如下:式中 工作帮帮坡角,();,各台台阶高度度,m;,各台台阶工作作平盘宽宽度,mm;,各台台阶
6、坡面面角,() 。图33-4(三)工工作帮推推进工作帮为为工作台台阶的总总体,其其推进与与台阶开开采程序序密切相相关。工工作帮的的推进方方式,体体现了各各工作台台阶的推推进和台台阶之间间相互配配合相互互制约的的关系。1、工作作帮推进进的动态态变化和和约束条条件工作帮正正常推进进时工作作平盘宽宽度B不得小小于最小小工作平平盘宽度度Bminn,工作作帮坡角角不得大大于最大大工作帮帮坡角maxx。因此,工作作帮正常常推进的的必要条条件为:BBmmin 或 maax工作帮可可以平行行推进或或扇形推推进,工工作帮平平行推进进时,通通常各台台阶的工工作线接接近于平平行,推推进方向向亦接近近一致,使使得工作
7、作帮上各各台阶相相互协调调推进。工作帮扇扇形推进进时,各各台阶工工作线通通常围绕绕一个回回转中枢枢旋转,工工作线呈呈放射状状(图333-55),工作作平盘宽宽度由小小到大不不等。但但是最窄窄处仍不不小于最最小工作作平盘宽宽度。图33-52、工作作帮推进进方向工作帮的的推进方方向与矿矿山工程程的起始始位置有有关,亦亦即与各各台阶的的开段沟沟位置有有关。工作帮扇扇形推进进时,推推进方向向是变化化的。通通常回绕绕某一回回转中枢枢旋转,逆逆时针或或顺时针针推进,如如图333-5。工作帮平平行推进进时,则则有一定定的推进进方向,可可能的推推进方向向如下:工作线线沿走向向布置,工工作帮向向一侧推推进工作帮
8、帮向顶帮帮推进。图333-6表示在在底帮拉拉沟,向向顶帮推推进的情情况。图33-6工作帮帮向底帮帮推进。图33-6-(d)为顶帮拉沟,工作帮有顶帮向底帮推进的情况。工作线线沿走向向布置,在在露天矿矿中间拉拉沟向两两侧推进进沿矿体体顶板拉拉沟,向向两侧推推进,如如图333-7。如图333-7急倾斜斜矿体,沿沿底板拉拉沟,工工作帮往往两侧推推进,较较底帮拉拉沟单向向推进矿矿山基建建量少,建建矿时间间短,有有一定使使用价值值。急倾斜斜矿体,沿沿矿体中中间拉沟沟,矿山山基建工工程量最最小,特特别是矿矿体较厚厚的情况况下,经经济效果果是比较较好的。工作线线横向布布置,在在露天矿矿一侧端端帮掘沟沟,工作作
9、帮向另另一侧推推进,如如图333-8分别为为急倾斜斜、倾斜斜和缓倾倾斜矿体体露天矿矿的工作作帮推进进情况。图33-8工作线线横向布布置,在在露天矿矿中间拉拉沟,工工作帮向向两侧端端帮推进进,如图图33-9,这种种推进方方式可利利用露天天矿中间间覆盖层层薄、矿矿体厚和和品位高高的部位位掘沟建建立工作作线,工工作帮向向两侧推推进,以以提高经经济效益益。它也也有利于于提高露露天矿开开采强度度,增加加矿石产产量。工作线线圈形布布置,工工作帮由由外向内内或由内内向外推推进,如如图333-10三、矿山山工程延延深方向向及程序序1、矿山山工程延延伸方向向在露天矿矿物达到到最深水水平之前前,随着着工作帮帮的推
10、进进,矿山山工程不不断延深深。延深深方向可可以因延延深水平平不同而而有所变变化。露天矿某某开采水水平的延延深方向向,是指指该水平平开段沟沟相对于于上一水水平开段段沟位置置的错动动方向,可可用延深深角表示。延延深角即即延深方方向与工工作线推推进方向向的夹角角,如图图33-11中,第第二水平平的延深深角为1,第第5、66水平的的延深角角为22、矿山山工程延延深程序序露天矿矿矿山工程程延深程程序,也也就是露露天矿新新水平的的开拓准准备程序序。它决决定于矿矿床埋藏藏条件、露露天矿形形状、采采用的开开采工艺艺和开拓拓运输系系统等因因素。下下面着重重分析铁铁道运输输和汽车车运输条条件下的的新水平平开拓准准
11、备程序序。(1)铁铁道运输输的露天天矿1)固定定坑线开开拓运输输系统图15-24所所示为铁铁道固定定折返坑坑线开拓拓运输系系统,设设有运输输坑线的的一侧边边帮是固固定的,另另一侧为为工作帮帮,其工工作线不不断推进进。当-h工作作水平的的工作线线推出一一定宽度度以后,可可以掘进进从-hh水平到到-2hh水平的的入车沟沟和-22h水平平的开段段沟(图图15-24bb),掘掘完-22h水平平开段沟沟的全部部长度后后(图115-224c),就完完成了-2h水水平的开开拓准备备工作。其一般程程序为:上部水水平工作作线向前前推进,通通常称推推帮,为为掘进新新水平的的入车沟沟和开段段沟创造造条件。工工作线的
12、的推进量量l由图图15-24中中1-11剖面可可求得为为lBmminh(ccot+cott),mm (115-88)式中 Bmmin最小小平盘宽宽度,mm; h新开拓拓准备水水平的台台阶高度度,m;剥采采工程延延深角,();台阶阶坡面角角,(); 新水水平(图图15-24cc中的-2h水水平)开开段沟全全长拉通通之前,需需创造其其上部-h水平平的平盘盘线路与与固定干干线的联联接条件件,因而而应加大大-h水水平一端端的括帮帮推进量量,以建建立从固固定干线线-h水水平平盘盘的端部部环线。掘进新新水平的的入车沟沟和开段段沟当露天矿矿较长的的情况下下,为保保证新水水平入车车沟和开开段沟的的掘进,上上部
13、水平平的工作作线推进进可先集集中在某某一段上上,随着着新水平平开段沟沟延长,然然后再推推进其它它部分工工作线。2)移动动坑线图15-26,工工作帮一一侧设有有运输坑坑线,整整个台阶阶被划分分为二个个分台阶阶,俗称称三角掌掌子。随随着工作作帮上、下下二分台台阶工作作线推出出一定距距离之后后,开始始掘进-h到-2h水水平的入入车沟和和-2hh水平的的开段沟沟(图115-226b)。接接着将上上述沟道道位于工工作帮一一侧的工工作线推推进一定定距离后后,开始始向着反反方向延延长-22h水平平的开段段沟,如如图155-266c。移动坑线线开拓运运输系统统情况下下,由于于存在干干线平盘盘,上部部水平为为保
14、证新新水平开开拓准备备所需的的工作线线推进量量较大,其其值可计计算如下下(见图图15-26剖剖面1-1):lBmminBTmin +h(ccot+cott)式中 BTmin干线线平盘最最小允许许宽度,mm;2 汽车车运输露露天矿由于汽车车运输机机动灵活活,具有有爬坡能能力大,曲曲线半径径小、线线路敷设设方便和和要求的的工作线线短等特特点,因因而与铁铁道运输输条件相相比,其其新水平平延深程程序具有有以下特特点:1)掘沟沟多用于于平装车车,因汽汽车运输输时平装装车一亦亦能发挥挥设备效效率;2)不存存在因设设置环线线而加大大推帮量量的问题题;3)可在在爆松矿矿岩上设设置移动动坑线,如如图155-27
15、7;4)开段段沟无须须很长,仅仅掘出一一基坑即即可建立立台阶工工作线,如如图155-277、图115-228。由由于汽车车运输要要求的工工作线短短,还可可设置多多出入沟沟和工作作面,加加快延深深。图15-27表表示分期期扩帮横横采时的的新水平平延深程程序。为为保证新新水平开开拓准备备,上部部水平的的工作线线应有一一纵向推推进量llx和横向向推进量量ly,其值值可按下下式计算算:lxlybby+h(ccotyy+coot),m式中 ii公路路纵坡,%; D平台长长度,DD2R+B+22c,mm; RR汽车车转弯半半径,mm; BB汽车车车体宽宽度,mm; c汽车距距坡底距距离,mm;纵向向延深角
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