露天采矿工程设计.doc

露天采矿工程设计 露天采矿工程设计 (surface mining engineering design)从地表采矿场剥离土岩(废石)采出有用矿物(矿石)的采矿工程设计。与地下开采相比，露天开采具有资源利用充分、回采率高、贫化率低、建设速度快、经济效益好、产量大、劳动条件好、生产安全等优点。但露天开采剥离量较大，一般为采出矿石的几倍到十几倍。随着露天采矿技术的发展，开采深度越来越深，世界最深的美国宾厄姆(Bing han)露天矿采深达800余m。1981年采出矿岩15721万t，其中矿石3540万t。中国在20世纪60年代以后相继设计并建设了南芬铁矿、白银厂铜矿、齐大山铁矿、大冶铁矿、德兴铜矿等露天矿。设计规模从年采剥矿岩几百万吨到上亿吨，其中矿石2970万t(德兴铜矿)；采深由300m到690m(德兴铜矿)。按产量计，80年代露天开采，铁矿已达90，有色金属矿约占50。冶金辅助原料如菱镁矿、石灰石、白云石、硅石等几乎全部采用露天开采。露天采矿工艺 露天采矿通常采用的方法有；机械法开采、水力开采和采砂船开采。机械法开采利用电、油料作动力驱动机械设备进行凿岩、爆破、装载和运输。中国和世界其他各国绝大多数露天矿均采用机械法开采。机械法开采能够应用各种采、装、运设备，机械化自动化水平高，开采强度大，矿石损失、贫化小，广泛用于开采各种规模、类型的有用矿物。机械法开采 主要设计范围为：露天矿开采境界设计、露天矿边坡设计、露天矿设计规模确定、露天矿开拓运输设计、露天矿采剥方法设计、露天矿硐室爆破设计、露天矿剥离物排弃设计和露天矿水力开采设计等。(1)露天矿开采境界设计。由露天矿采场底面，四周边帮和地表平面所限定的可采空间工程设计，是露天采矿工程设计重要组成部分。它关系到矿产资源充分合理利用，影响着矿山生产能力、服务年限、开拓运输方式及矿山经济效益等。(2)露天矿边坡设计。根据边坡岩体的工程地质、水文地质和采矿工艺要求，进行安全、经济的边坡设计。露天矿边坡过陡时，稳定性差、易滑坡，危及人员和设备的安全；过缓则增加剥离量，降低矿山经济效益。优化边坡角设计是露天矿生产十分重要的工作。(3)露天矿设计规模确定。在技术上可能与经济上合理并满足冶金工业需求条件下，对露天矿年采出合格原矿量和矿岩采剥总量的计算和论证等设计工作。(4)露天矿开拓运输设计。开辟从地表到露天矿各采矿水平的通道，建立采矿场与选矿厂、工业场区、废石场间合理的运输联系的设计。(5)露天矿采剥方法设计。从地表采矿场剥离废石和采出矿石的工艺设计。它是露天开采生产过程的中心环节，对减少基建剥离、降低或均衡生产剥采比，提高露天矿开采经济效益有重要作用。(6)露天矿硐室爆破设计。将炸药装入露天矿专门开凿的硐室或巷道内，进行矿岩爆破的工程设计。硐室爆破适用于采场内陡坡地形的初期基建剥离，处理采场内孤立山头，开采矿石和开挖路堑等。具有速度快、效率高等优点。(7)露天矿剥离物排弃设计。从露天矿采场将剥离物运到指定地点，按一定程序和方式进行排弃的工程设计。其工艺与排弃场地的选择须有利于充分发挥矿山生产能力、减少基建费用和降低生产成本。水力开采 用水枪射流冲采砂矿，形成矿浆，同时借助水力将其运输到选厂或排土场的工程设计。水力开采适用于水源充足、冰冻期短的砂矿床。具有工艺简单，劳动生产率高、投资少、建设快、生产成本低等优点。缺点是适用范围受到限制。设计主要内容为：开采方案的选择与论证、开拓运输方案比较、采矿方法与预先松动方法的选取、水力运输方案的选择与计算等。采砂船开采 用安设采选联合机组设施的船只，从事水下砂矿的开采作业。采砂船分为：链斗式、单斗式、吸扬式等。链斗式使用最广，主要用于开采砂金及河滩、海滨砂矿。中国多用链斗式采砂船。采砂船开采的主要设计内容为：开采顺序确定、开拓方法比较与选择和采矿方法确定等。设备选型 露天矿机械法开采的穿孔、装载、运输设备以及辅助设备，通常根据露天矿的设计规模、开拓方式和采剥方法进行选择。一般露天矿的装备水平见表。发展趋势 在技术经济合理的条件下，增加开采设计深度，扩大露天开采境界，是露天采矿发展的总趋势。为提高矿石产量、品位、生产效率和经济效益，在条件适合的矿山推广采用分期开采和组合台阶开采。中国多数露天矿逐渐转入深凹露天开采。开拓运