露天采矿学矿床露天开采概论

1露天采矿学

SurfaceMining2目录第1章矿床露天开采概论Introduction第2章矿岩松碎工作Stripingandblasting第3章采装工作Mining/ExcavatingandLoading第4章露天矿运输Transportation,Haulage第5章排土工作Discharging第6章露天矿防水与排水Surfaceandundergroundwater

露天采矿学3第7章矿床露天开采境界Pitlimits第8章矿床露天开拓Development第9章露天矿生产能力与采掘进度计划 Planandproductivity第10章露天矿边坡稳定性分析与维护SlopeStabilityandProtection第11章电子计算机在露天矿开采中的应用ComputerApplications第12章露天转地下开采简介

露天采矿学4第1章矿床露天开采概论1.1露天开采的地位与特点1.2露天开采的基本概念1.3露天矿建设程序和开采步骤51.1露天开采的地位与特点金属矿床的开采方式分为多种，包括露天开采、地下开采、海洋开采等。其中露天开采方式是其中开采工艺最简单，开采强度最大的开采方式，也是出现最早的采矿方式。目前，我们国内的铁矿石有90%以上，有色金属矿石的52%左右都是采用露天开采的方式的，而在国外，这个比例还要高很多。而一些低价值的辅助原料和建材、化工矿山露天开采所占的比重甚至高达100%。露天开采是指采用一定的采掘、运输设备，在敞露的空间里从地表开始进行开采作业，为了采出矿石，一般需要将矿体周围以及其上部覆盖的岩石剥离掉，通过露天沟道或者地下井巷把矿石和岩石运输到地表装卸点，完成矿石开采过程。

6露天开采的优越性作业空间大；露天开采受空间限制小，便于使用大型设备，实现规模化开采，可以提高开采强度和产能。生产工艺简单，又能采用大型设备，所以劳动生产率高（地下矿山的5~10倍）；开采成本低（相对于地下矿山1/3~1/4）；矿石的损失贫化减少，损失贫化比地下矿低的多，不超过3-5%。基建时间短，约为地下的一半，便于尽快收回投资；对于高温易燃矿床，比地下开采更安全可靠；劳动条件好，作业比较安全。7露天开采的主要缺点污染大：露天开采过程中产生的粉尘和释放的废气污染大气；排弃物中的有害成分流入水系和农田，影响生态平衡和农业生产；占地多：露天采场和排土场占地面积大，破坏自然景观和植被；露天开采易受气候条件影响，如严寒，酷暑，冰雪和暴风雨的影响和干扰。8露天开采发展方向

操作自动化automatic

工艺连续化continuous

生产最优化optimal

管理科学化scientific

开采无害化harmless

矿山数字化Digital91.2露天开采的基本概念露天开采术语矿床开采的技术特征101.2.1露天开采术语山坡露天矿 凹陷露天矿工作帮 露天采场边帮（顶帮、底帮、端帮）最终边帮 工作帮坡面 工作帮坡角工作平盘 最终帮坡角 最终帮坡面安全平台 清扫平台 运输平台 上部境界线 下部境界线（底部周界）开采深度 露天开采封闭圈 爆破带 采掘带 出入沟 开段沟 11露天开采的基本概念

根据矿床埋藏条件，露天矿分为山坡露天矿和凹陷露天矿；露天开采境界封闭圈以上的部分我们称之为山坡露天矿，封闭圈以下称为凹陷露天矿。

封闭圈是指露天开采上部境界在同一标高上形成的闭合曲线。图1露天开采采坑12露天开采的基本概念露天采场和台阶露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总合，称为露天采场。露天开采时，限于生产工艺和生产设备（穿孔和采装设备）通常把矿石和岩石划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系（保持开采生产的循环和采掘工作作业的连续性）。在开采过程中各个工作水平空间上呈阶梯状，每个阶梯就是一个台阶，台阶是露天采场的最基本的构成要素。

13台阶构成要素及参数hB台阶坡面角台阶高度台阶上部平盘台阶坡顶线台阶坡面台阶坡底线台阶下部平盘平盘宽度14露天开采的基本概念露天采场和台阶根据台阶是否处于工作（采掘或者剥离）状态，台阶分为工作台阶和非工作台阶，开采时将工作台阶划分为若干个条带，逐条顺次开采，成每一条带为爆破带；挖掘机一次挖掘的宽度成为采掘带。15露天开采的基本概念工作帮和非工作帮的概念非工作帮：由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底以及运输线路平台等构成的露天采场的四周表面，称之为非工作帮。而当工作帮位于最终境界的时候，称之为最终边帮或者最终边坡。非工作帮坡面：通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线做一个假想的斜面，这个斜面就叫做非工作帮坡面，而当这个非工作帮坡面位于最终境界时候，就叫做最终帮坡面或者最终边坡面。而最终帮坡面与水平面的夹角叫做最终帮坡脚或者最终边坡脚。16露天开采的基本概念工作帮和非工作帮的概念非工作帮：由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底以及运输线路平台等构成的露天采场的四周表面，称之为非工作帮。而当工作帮位于最终境界的时候，称之为最终边帮或者最终边坡。非工作帮坡面：通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线做一个假想的斜面，这个斜面就叫做非工作帮坡面，而当这个非工作帮坡面位于最终境界时候，就叫做最终帮坡面或者最终边坡面。而最终帮坡面与水平面的夹角叫做最终帮坡脚或者最终边坡脚。17露天开采的基本概念工作帮和非工作帮的概念

工作帮:

所谓的工作帮，是指正在进行开采或剥离作业，或者开拓完成，即将进行采、剥作业的台阶构成边帮叫做工作帮。工作邦的位置、角度等不适固定的，随着开采工作不断变化。

工作帮坡面：通过工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线做一个假想的斜面，这个斜面就叫做工作帮坡面，而工作帮坡面与水平面的夹角叫做工作帮坡脚或者工作边坡脚。工作平盘：工作帮上采剥作业平台叫做工作平盘，工作平盘用来安置采装、运输设备的运行场地，其宽度和开拓方式以及采用的设备的机械性能决定。

18露天采场构成要素及参数19露天开采的基本概念安全平台、运输平台和清扫平台的概念

安全平台、运输平台和清扫平台属于最终边帮的平台，其宽度和生产工艺设备、矿石和岩石的稳固程度以及台阶的高度和最终帮坡角的角度有非常的影响。

安全平台:用以缓冲和阻截滑落的岩石以及减缓最终边坡角，保证最终边帮的稳固性和下部水平的工作安全。它设在露天采场的周围最终边帮上。安全平台宽度一般约为台阶高度的1/3，一般不少于6m。

运输平台：是工作台阶与出入沟之间的运输联系通道。一般运输平台设置在与出入沟相同非工作帮或者端帮上，其宽度按照采用的运输方式和线路树木确定。清扫平台：主要用于阻截滑落的岩石并用清扫设备进行处理，所以清扫平台也有一定的安全平台的作用，一般每隔3~6台阶设置一个清扫平台。清扫平台的宽度依据清扫设备而确定。

20台阶开采要素图解21台阶开采程序图解22露天采矿场剖面透视图HHmin23露天采矿场横断面图HHmin24

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美国犹它州露天铜矿Thisopen-pitmineintheSonoranDesertnearAjo,Arizona,hasabout1,000meterslongand750meterswide.Buffalo-SusquehannaMine,World'sDeepestOpenPitMine,Hibbing.LargestopenpitmineBinghamCanyonMine,nearTooele,UT(1978)kennecott0234

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39露天矿鸟瞰露天矿鸟瞰（三维模型）411.1.2矿床开采的技术特征1.矿岩的技术特征矿岩的技术特征包括矿石与废石的划分，矿石的种类和矿岩的性质。2.矿床的技术特征矿床的技术特征主要有矿体形状，倾角和厚度。421.3露天矿建设程序和开采步骤露天矿建设程序和设计决策露天矿开采的一般步骤和矿山工程431.3.1露天矿建设程序和设计决策

露天矿从立项建设到建成投产，少则需要1~2年，多则持续3~5年或更长；露天矿基建投资可达数亿元。矿山建设通常经历若干个阶段(勘探、准备、建设)。44矿山建设项目的建设程序勘探阶段准备阶段建设阶段45露天矿设计的主要技术决策露天矿生产