露天矿开采工艺

内蒙古科技大学教案绪论金属矿床开采按不同的埋藏条件，主要有以下三种方法：①露天开采，②地下开采，③砂矿床开采，目前主要是机械化采掘，本课程主要讲机械化露天开采的方法。一、露天开采的基本概念及述语露天开采是在一定范围内敞露的空间里，将掩盖在矿体上部的表还必须开采矿石。1．台阶（（图1）有一定厚度的水平分层，用独立的采掘、运输设备进行开采，各分层保持一定的超前关系，从而形成阶梯状。-1-内蒙古科技大学教案底线、高度、坡面角。台阶分：工作台阶：工作平盘布置采掘、运输设备。非工作台阶：清扫平台：阻截滑落岩石并用清扫设备进行清理。运2、工作线（Avdvanceline）…已经做好准备而形成的矿岩区段。3、采掘带（ne：开采时将台阶划分为若干个条带，逐条顺次开采，每一个条带叫做采掘带。参数：宽度、实方……取决于爆破方法和参数。-2-内蒙古科技大学教案、电铲…取决于电铲的挖掘和卸载半径。4、采区（workingsection）每一条带开采时也可划分为若干区段配以独立的采运设备。参数：5、露天坑道：按用途分：1、出入沟…建立开采水平间的运输通道。(图l—4中的AB)。2（初始台阶（见图—4中的D。按断面形状分：整断面（1－5a）,单侧沟（1－5b）6．露天矿场（openpit）由台阶和露天坑道形成。构成要素：-3-内蒙古科技大学教案（e、端帮工作帮（g，非工作帮ef）工作帮坡面及工作帮坡面角非工作帮坡面及最终边坡角。上下部最终境界线……开采结束时，非工作帮坡面与地面或露天矿底平面相交的闭合曲线。露天矿场最终境界：上下部最终境界线所限定的位置。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。时，还必须考察他们的联系，以便提高全露天矿的综合生产能力。-4-内蒙古科技大学教案内蒙古科技大学教案-PAGE5-三、露天矿山工程的发展程序这种工作总称为露天矿山工程。式分：掘沟工程和括帮工程。矿山工程的发展按一定程序进行的。对于一个台阶：掘出入沟 开段沟 扩帮部水平掘沟，于是：1、矿山工程深度不断增加，直到最终开采深度。2最终边界。3、露天矿场在发展过程中，逐步由小变大，由浅至深，在空间移动，台阶工作线不断扩展推进，露天采场随之逐深扩大。剥离、和采矿三者之间总是保持相互依存和相互制约关系。第一章露天矿生产工艺综述Chapter1 thesummarigationofproductiontechnologyinsurfacemining第一节穿孔爆破工作

（drillingandblastingoperation）矿岩采掘前要进行准备，其方法有：穿爆法，机械法（犁土机松破，推土机堆集，水力法。常用穿爆法，对于爆破后的矿岩有如下基本要求：1、有足够的爆破贮备量,至少能满足电铲5一10昼夜的采装需要。…（对矿岩数量上的要。2、要有合格矿岩块度要求：(质量上的要求)电铲:a<=0.8破碎机:a<=0.8A胶带机:a<=(0.3—0.4)B3、要有规整的爆堆和台阶。4、安全:减震、减少冲击波，注意碎石抛掷。爆破方法、总的采装运输经济效果。二、穿孔设备的选择和使用根据岩石破碎方式有：1、牙轮钻机（rotarydrill）属回转式钻机：五○年代兴起，美国，加拿大，澳大利亚露天矿几乎全用。西方国家主要使用美国产品：孔径为ø250、310、380。比塞骆斯－伊利（B-E）R型。加登纳－丹佛（gardner－denver）GD.n。马里思（Marion）M－4。东欧国家用苏联产品：cbm－250cμ,cbm－320,bam－320。我国:KY－250c（XYZ－250c）＝1（厘米/分，p－轴压（千牛顿，h－转速（转/分，f－岩石坚固性参数，－钻头直径（厘米1)强制钻进：高压轴（300－600k/v）低速（150/分以内）2)高速钻进：低压轴（100－200k/v）高速（300转/分）大冲功低频率（每厘米为卡8－10卡/千米，850－1300次/分）…合理小冲功5.5－7，高频率（1900-2500）评价：效率高4000－6000米/月，最高10000米/月是钢绳冲击式4－5倍，孔径大台年穿孔量达400－600万吨，最高1200万吨/年，是潜空钻机2－4倍。应用：用于大型金属矿山中硬以上的矿岩穿孔。2、潜孔钻机（down－the－holepercussivedrill）属冲击回转式，潜孔技术早在1932年由美国英格索－兰法（ingersellrand）公司首先推出。最初用于地下矿崩落法，五○年代初才用与露天矿。型号：国外 T－5（大型） DM－3（中型）我国 发挥较好。3000－4000/台月，适用于中小型露天矿。υ＝1.27ank/D*Ea－冲击功公斤·米n－冲击频率次/k－冲击波利用参数E－岩石凿碎功比耗公斤·米/厘米D－钻头直径 厘米3、火钻（jetpiercingdrill）jpm型储高温(1600℃－3000˚C(11001800m／s)的火焰喷向穿孔机理就是建立在岩石受热产生不均匀变化的基础上，因此适用于热容量小、导热性差、膨胀性大的岩石。6－10/同时还可以进行扩孔作业。缺点：消耗大量的柴油和氧气(或压气)，穿孔成本很高。（内蒙古科技大学教案孔设备数量计算。P17三、爆破作业破方法作一归纳。正常台阶爆破。1、多排孔微差爆破 （multiple－rowdelayblasting）机理：产生新的自由面，应力波的叠加，岩石互相碰撞地震波的互相干扰。微差间隔时间：25－50毫秒起爆顺序：a逐排，b斜线，c波形，d掏槽优点：一次爆破量大，减少爆破次数和避炮时间，改善爆破质量，-9-内蒙古科技大学教案内蒙古科技大学教案-PAGE10-减少大块，提高穿孔效率。2、大巴微差挤压爆破（bufferblasting）保留一定厚度的堆渣：一方面能延长爆破的有效作用时飞散，但要求台阶平盘宽度增加，爆堆高度大，炸药消耗量大。3、高台阶爆破。（highbenchblasting）中，改善爆破质量减少超钻开孔量，提高穿钻开孔效率。保证。几点帮爆破：震作用。（不偶合装药。（面孔）间打若干排、缓冲孔抵抗线装药量逐渐递减。第二节采装工作（loadingoperation）采装工作是露天开采全部生产过程的中心环节，采装工作的好坏直接影响到矿床的开采强度露天矿生产能力和最终经济效果。因此，搞好露天矿生产具有及其重要的意义。一、露天矿用的采装设备主要是使用：挖掘机、前端式装载机。分类如下：single…bucket shovledraglineExcavatormultiple(continuous)-bucketchainbucketexcavatorbucketwheelfront-endloader1、机械铲（shovle）可用于采矿、剥离、排土、掘沟、捣堆等工作。矿规模不断扩大，机械铲规模也增大。⑴、装载机械铲矿山以使用的最大斗容量为19米³，常用 4～11.5米³。米

美国产品：B-E公司：280-B (10.6米³)195-B (7.6³)295-B (15.2³)Marion： 191-M、192-MHarnischfeger：P&H 2100 (13米P&H 2300 (16.8³)P&H 5700 (38³)苏联产品：Зkt－4、Зkt－8N、Зkt－20国产米³)WD－800（8米³)WD－10 （10⑵、剥离机械铲已制出6360－M（137.5米³)Marion95.6³68.6383800³。2、索斗铲（dragline）高。4250－W铲斗容168³3400³/年。3、斗轮铲（bucketwheel）连线作业式采装，常与带式运输机配合组成连续生产工1000－3000³。卸载方式：前卸、后卸、侧卸。引导方式：轮胎、领带。传动方式：机械、电、液压。操作系统：钢绳、滑轮、液压4、前装机（frontend loader）是一种自铲自运设备，行走速度快，机动灵活，爬坡能力大度左右）作业效率不受台阶低的影响，因此，近年来前装机在露天矿作业中占愈来愈大的比重。与挖掘机配合⑥掘沟Z450³)在广西水泥厂石灰石矿和福建潘洛矿用。并引进了日本川崎产品的米³)在南芬和海南做辅助设计用。二、机械铲的工作参数及作业方式1、工作参数挖掘半径（w）（m，站立水平（z挖掘高度（w：最大（m）卸载半径（Rx）卸载高度（Hx）下挖深度2、作业方式：侧面平装车，侧面上装车，端工作面层尽头平装车，捣堆作业。三、电铲采装工作面要素1、工作面高度（heightofbench）受各方面因素限制：如电铲工作参数、矿岩性质和埋藏条件、穿爆工作要求、矿床开采强度以及运输条件。电铲工作参数的影响平装车挖掘不需爆破的岩土h≤Hwm从安全出发坚硬岩石爆堆高度：h≤（1.2……1.3）Hwm从效率出发：h≥2/3Htb)上装车h≤Hxm-hc-exh≤(Rxm-Rwz-C)tgα2）其它因素b)开采强度：h运输条件：h矿岩损失贫化：h2、采掘带宽度（widthofexcavationzone）线和排距。不需爆破直接挖掘的松岩与电铲采掘带宽度相同。电铲采掘带宽度：过窄：电铲移动频繁，减少作业时间，生产能力降低，增加履带磨损，铁运增加移道次数工作量大。通常：bc≈(1～1.5)Rwz对于铁路运输还应满足下列条件：bc≤Rxm+Rwz-C3、采区长度（lengthofworkingsection）采以及运输方式等条件确定。Lmin=N(5～10)Q/qq—单位工作线长爆破量 N—作业分区数，一般N=3满足不同运输方式的要求铁路运输Lmin≮（2～3）列车长（400米左右）汽车运输Lmin≮150～200米4、工作平盘宽度（widthofworkingbank）应按采掘、运输及动力管线等设备的安置和通行等条件加以确定。Bmin=b+c+d+e+f+gc—铁路中心至爆堆坡底线距d—汽车道宽或铁路中心间距e—至动力线杆距f—动力线杆至台阶稳定边界线3～4米g—安全宽。四、单斗挖掘机生产能力成或超额完成矿山计划的采剥量有着直接的关系。合实际情竞的指标。挖掘机生产能力的确定法：小时技术生产能力：QJ=3600EKw/twc，Kw=Km/Ks (Km=VS/E，KS=VS/VC)KW=(VS/E)/(VS/VC)=VC/E)所以实际测量：KW可用KW=V/NE实际班生产能力：QB=QJ×T×η QN=QB×MW 3/班)η—班工作时间利用系数，即装车时间点班工作时间的比例，推土机平整场地，等车，设备故障，交接班，铁路运输的移道等。影响挖掘机生产能力因素的分析及提高信息途径1)缩短挖掘机工作循环时间，提高满斗程度。一般挖掘占20～30%两次回转占60～70%，卸载占10～20%①提高操作技能，使每一操作迅速而准确。②速而稳定。③适当，保证小角度装车。④置和清理工作面的矿岩，挑选不合格大块等。改善爆破质量，保证穿爆储备量。η=η1×η2η1—空车供应率，即因等车而引起的挖掘机的工时利用。η2—除供车条件外，由于其他因素的影响而引起的工时利用。η1=tz/tz+tr+totz—装车时间 tr—入换时间 对于铁路运输：tr与工作平盘配线线方式有关。尽头式配线:tr1=2×60((Lo+0.5L)/v)+L˜ 或 tr2=260((Lo+0.5L)/v)+L˜减少欠车时间主要有合理的车铲比，关于此分析在下章评述。加强设备维修，保证有较高的出勤率。第三节运输工作（haulingoperation）露天矿常用运输方式：1）自卸汽车运输（truckhaulage）2）铁路运输（railroadhaulage）3）胶带运输机运输（beltconveyor）斜坡箕斗提升（inclinedskiphoist）5）联合运输（combinedhaulage）第四节排土工作（spoil(waste)disposal）的作业称为排土工作。接受排弃岩土的场地称作排土场（或废石场spoil(wastebank排土犁（spreaderplough）铁路运输 电铲 前装机(front-endloader)汽车推土机排土（truck-bulldozer）胶带排土机（beltspreader）一、 排土犁排土工艺1、排土工序列车翻卸岩土伐、排土犁推土、修整平台和线路移设。①翻卸：开始用前进式，全长翻卸一次岩土后，改用后退式。②82～6③平整：要求新坡顶线超高100～200毫米④移道：用摇道机（移道机）设步a=d-b 一般小于3米d—排土犁翅板最大悬距b—线路移设后线路中心至排土台阶。坡顶线距1.5～2.5米。移道机是一种二轴平板车，车上装有齿条提升机构和发动机，车下有卡子。在提升齿条下有一个在移道时起支撑作用的铁鞋，车身后架有一小齿轮。一次提升移道距离 0.7～0.8米生产能力 A=60Lu/t（米2/小时，一般是60～210米2/小时L—两工作点间距离10～15米u—动作一次线路横向移动宽度0.5～0.8米t—动作一次所需的时间 2～5分钟2、排土线的受土能力及条数计算QY=(M×n×q)/KS 米3/班（实方M—每班发往排土线的列车数 n—列车中自翻车数q—自翻车平均装载容积（松方）KS—岩石松散系数M=60T×ηS/【‹0.06(2L0+L)/V›+ntx+i】T—班工作时间ηS —排土线班时间利用系数ηS=0.6～0.70，米L—排土线长V—平均运速 公里/小时tx—卸车时间，分 模联络时间，分需要的排土线数：NS=f×w×Kx/QyW—要求排土场平均每班排弃的岩石量 米3/班f—排土量不均衡系数 1.2～1.3虑平道、移道、故障等线路封闭）1.8～2.03、评价优点：1）工艺简单、投资少、成本低排土作业与运输之间没有连续性的作业联系互相制约性小排土线比较长，翻卸土岩速度快。缺点：1）线路移设步距小，移设频繁，工作量大。2）线路质量差，容易发生车辆掉道事故。3）因此对于坚硬岩石，有足够场地时可用此法。二、电铲排土工艺电铲排土工作情况如p104，图4-3所示，排土段分成上、下两个分台阶。电铲站在下部分台阶的平盘上。车辆们于上部分台阶的线排土工作线移动。1. 排土工序列车翻卸土岩、挖掘机堆垒，移设铁路。翻卸方式：质量较好，但线路移设不能与电铲同时作业。后退式：与上述相反。堆叠方法：分层堆叠、一次堆叠、分区堆叠移道：吊车移道步距（即排土带宽度）A=0.8RWM+RXM 2、排土台阶要素1）排土台阶高度（经下沉后的高度）根据岩土性质一般为15～50米上分台阶的高度取决于电铲的最大卸土高度HXM考虑到其沉降因素，需使上分台阶的顶面标高比所规定的排土场顶面标高要高，因此上分台阶高度应为：h1≤HXM-△h△h=H’-H=KX×H-H=(KX-1)HKX=H’/H=1+(H’-H)/HH’—下沉前的排土台阶高度H 下沉后的排土台阶高度KX —下沉系数2）受土坑尺寸长度：要求大于一辆车长度Lf高度：hf=h1+△h+hr宽度：b=RWz-RwZzmin3、电铲排土线排土能力

hr—电铲下挖沉度（1—1.5米）排土线受土能力与排土犁排土相同。电铲的实际排土能力还受重车供应情况限制：Qp=Qj*T*Y1’*Y2’Qj……电铲小时技术生产能力。Y2Y1’……重车供应率。＝xtrt0’ 1kkstη 2k*(t/60)翻斗车容积 Km……翻斗车翻斗车装满系数 一列车牵引车辆数tx ……一辆车卸载时间tr’……人换时间 tr＝0.06(2L0+L)/v＋ηt0，……欠车时间 η……联络时间电铲排土的优点为，效率高、移道工作量少，岩土堆置高度大，但设备投资大。三、前装机排土使铁路运输能实现高台阶作业，减少线路移设，提高排土效率。12、排土场要素作业线长：至少有一昼夜转排量，并不短于一列车长（150米）转排高度：据岩石公散程度，发挥设备效率和作业安全，不能太高，不大于前装机举升高，又不能太低，影响贮备量。米3前装机一般3—6米5米3 前装机 一般4—8最小平台宽度：一般为20～25米海南铁矿第六排土场以 KLD—100前装机排土台阶高60～120米，一列车土岩半小时可转排完，效率2400吨/班。四、汽车——推土机排土1、排土作业：汽车翻土，推土机推土，平整场地和修整公路。2、排土线长度：应按同时翻卸的汽车数量确定。Lp＝n0b n0……同时翻卸的汽车数 b……相邻汽车

n0/N＝（tDX/Tz）*NN……出勤汽车总数tDX……汽车调车和翻卸时间L=3LP 考虑备用和维护3、排土机数量20～40%NT=(VS×KS×KJ)/QTNT……推土机数量VS……需推送的岩土实方体积 米3/KS……岩土松散系数 KS＝1.3－1.5KJ……设备价格系数 KJ＝1.2－1.25QT……推土机生产能力五、胶带排土机排土与胶带运输配合的一种排土方法，排土机的排土台阶一般由上排和下排两个分台阶组成。排土机和与之相配合的胶带运输机都设立两个分台阶之间的平盘上。工作面有：单纯上排（1图0，上、下同时排（图1、单纯下排（图2）自动化程度高，工人的劳动强度小，其缺点：胶带抗磨性差，目前还在研制抗磨性强的胶带。内蒙古科技大学教案六、排土场建设（P112）1、排土场修筑山坡排土场2、排土线的扩展1）平行发展 2）扇形扩七、排岩工作计划与安全1、排岩规划目的：达到岩土运输功和运输排弃量最小。与流向最佳。的最优化问题。-25-内蒙古科技大学教案内蒙古科技大学教案-PAGE26-2、排岩作业进度计划第二章露天矿生产工艺联系Chap.2.Therelationofproductiontechnologyinopen-cutmine和若干辅助生产环节构成一个有机的完整系统。的动作原理，露天矿可分为三大工艺系统。间断工艺：shovel-railway-spreaderploughShovel-truck-bulldozer连续工艺：bucketwheelexcavator-beltconveyor-beltspreader半连续工艺：shovel-truck-crusher-beltconveyor-beltspreader生产的经济效果影响最明显，因此成为工艺联系的重点。工艺联系包括研究设备选型、配套、工艺参数选择、设备配比、生产组织等问题，下面讲述间断工艺系统有前工艺联系的一些问题。第一节设备配套和工艺参数3）汽车运输铲车斗容的配合。一、设备配套的一般原则若小矿用大设备，单机影响产量太大，不容易调节生产；若大铲配小车或小铲配大车都会影响其技术经济效果。设备选型配套受到限制。根据黑色冶金矿山采矿设计若干原则规定（试行）大致如下：特大型：矿山规模穿孔（牙轮钻）采装（电铲）运输矿＞1000/年矿岩＞3000万吨年硬岩Φ310……380软岩Φ250……310103及以上100T以上汽车150T机车、100T矿车胶带运输机大型：矿山规模穿孔采装运输矿200－1000万吨/年矿岩1000－3000万吨/年Φ250－310牙轮Φ150－200潜孔4－10米3电铲50－100T汽车100－150T机车60－100T矿车胶带运输机中型：矿山规模穿孔采装运输矿60－200万吨/年Φ150－200潜孔1－4米3电铲50T以下汽车矿岩300－1000万Φ250牙轮3－5米3前装机14－20T机车吨/年小型：凿岩台车4－6米3矿车矿山规模穿孔矿山规模穿孔采装运输矿＜60万吨/年Φ150及以下潜孔1－2315T以下汽车矿岩＜300万吨/年Φ150牙轮3314T以下机车凿岩台车、凿岩机装岩机43参数。这一参数对露天矿各生产环节都有影响。1、 列车重量对各生产环节的影响对电铲：QB=QJ×T×Y1×Y2/60Y1=tz/(tr+tz+t0)=(60nq/QJ)/[(60nq/QJ)+tr+t0]=(60nq)/(60nq+tr+t0)QB=(QJ×T×Y2 ×nq)/[60nq+(tr+t0)QJ]=T×Y2×nq/[(60nq/QJ)+tr+t0]=(T×Y2×q)/[(60nq/QJ)+(tr+t0)/n]在tr、t0为常数的情况下电铲的生产能力QB 随nq的增大而增大2） 对列车生产能力的影响Tz＝tz＝ty＋tx＋td＋tgtz＝60nq/QJ ty＝120L/V tx=xn f……0.4－0.1Tz＝（60nq/QJ）＋xn＋120（1+f）L/VQL=TKLnq/Tz KL0.8－0.85＝（TKLq）/〔60nq/QJ＋x＋120（1+f）L/Vn在运距L和运行速度为常数的情况下显然QL也将随n而增3） 对车辆生产能力的影响QC=TKLq/TZTKLq/〔(60nq/QJ+x)n＋120（1+f）L/V〕 n增QC4） 对排土线生产能力的影响排一列车的时间TP=xn＋tr，＋td， ……等入等出待卸QP=TYSnq/（x－n＋tr，＋τ）＝TYSq/〔x＋（t1，＋τ）/n〕可见QP随n而加大 tr，＝0.06（2L0+L）/V5） 对线路系统的影响随着n路长度也要延长。随着n的加大，完成一定运输量线路通过能力可以小一些或在2、 经济合理的列车重量准则推导。设：一台电铲的台班作业费 Cw一台机车的台班作业费 一台车辆的台班作业费 Ci一条排土线的条班作业费电铲班生产能力Qb

Ty2g60q(trt0)gQj n以车为单位计：Qb'

Ty260q(trt0)Qj n为完成一车所需的电铲装车费用：Cw(

60gtr

t0)C'w

CwQ'B

Qj nTy2C[(

60gx)120(1f)L]CC

g Q vnC' g jg Q' TKl LC[(

60gx)n120(1f)L]CC

c Q vC' c jc Q' TKc L

C' Cp

C(t'r p

tn

dx)60g

p Q' Typ sC( x) C nQ TKj LC=C'w

+C

+C

+C

=[trt0

120(1f)L Cg Cp(t'rt'd)]1g c

Ty 2

v TKL

Ty ns[60gCw

(60gx)

120(1f)L C

x C]Q Ty Q TKj 2 j

v TKL

Ty ps求上式一阶导数使之等于零：dc 60g

C t

120(1f)LC( x) c [r 0C gdn QJ

TK y w v KL 2 LCp

(t'ry

t'ds

)] 1 0n2Ttttry20C w120(1f)LCC(t't')gvKp ryd(60gx)CLsQJKcL从上式可知：随着采掘设备(

和Q（CCw J C

）,露天开采深度（L）C（Cn

n（C，p c3、技术上可行的列车重量：对于重车上坡的凹陷露天矿主要从以下两方面确定。按机车牵引能力FQ

P(g

i)

P车辆着重量

机车的单位基本阻力Wkg/吨W

i gcF P Wk

车辆的单位基本阻力 黏着系数Qn(qq')nkq从上式得：P

(kqq',车辆总重系数qgnkqg

icFP(i)n gkq( i)c按线路通过能力（运输能力）Mnq 吨/昼夜t……考虑交接班，维修和杂作业等的线路时间利用系数t……列车占用限制区间时间，取决于线路数目和闭塞方式。为完成生产任务需要通过限制区间的运输量。M所以

Atn

WALPiLHLi 0nkq(P100

i)i)gC P ……机车每吨粘重的班作业费g

C(n,i) 二元函数c0i

c0n解联立示，即可求出一定露天矿深度下，n、i的最优的匹配。三、汽车运输铲车斗容的配合从电铲利用出发，车型大一些是有利的，因为这样在一个班内能车型过大，将使装车时间在汽车作业循环中的比重过大，从而降低了汽车的利用率。反之，车容过小，也不合理，因为车型小，车体强度低，容易在装车中被砸坏，同时为完成一定运量所需的汽车就多，这样，露天矿内车流密度就高，相互影响也大。国内外许多学者曾对V：E比例作过研究，所得出的结论大致相（1）V：E（2）对于大型电铲，即值大时，V：E这些研究表时，当运距为1～2VE551，对于8～0米3的电铲，V：E为（5～0：1。的铲车配合关系如下：1米37～12吨； 2米312～20吨； 4米320～25吨6米345～100吨第二节采运设备的数量配合表达。所谓车铲比是指列车数（或汽车数）和挖掘机数的比值。即：Y NLLW NW（一天或一班运输的数量相等，亦即采运设备的总能力是相等的。N QW W

N QL LTT2 nqQY NL WQ

t tt2 r 0

tz

t t t t y x d g 2W N QW L

TKL

n

t tt K2 r 0 Lt tz y

t t tx d g从上式可以推导出以下两个重要式子：TTt Z 2(t t)0 Y K z rLW LT Kt Wd 2

LYLW(tz

t ty

t)g33从图中可见：to

成双曲线随YLW

加大而减小而td

则成直线随YLW

加大而加大，车铲

LWo

=0，o

=0，d

=0，to

也等于0的dY，YLW

过小可产生t

，Yo

过大可产生t

，而T和Td z

过长都会使to

和td从上分析，to

是处于彼此消长、互相矛盾的状态，而且上述理念分析d也没把两者联系起来。YLW

加大固然有利于to

的缩短，但使t

增加（系统拥挤、d车流互相干扰）反过来又影响缩短效果。如何考虑上述随机因素，而正确计算to

和t，并据此确定合理的d

，这目LW前还没有满意的方法。一般可通过测定分析和技术经济计算求得采运设备综合效率最高，总的经营费用最少的车铲比，目前研究中的方法有：①统计分析法：是利用实际生产数据，用统计相关分析确定t和o

对于Yd LW的函数，然后据以确定合理的Y值。LW快递逼真的试验，使露天矿在很长时间进行的作业过程在很短的时间内完成。试验中改变作业的列车数，并把不同作业列车数下的生产指标加以记录。然后根据记录结果时行合理车铲数配合的分析。第三节各环节生产能力的均衡均衡各环节生产能力的目的在于研究露天矿工艺过程，保证完成生产任务的可能性，揭露工艺过程中的薄弱环节，以采取有效措施克服之。为计算露天矿某i生产环节的生产能力M

，应查明：i某环节的设备数N

，工作时间Si

(日)，单位生产能力Qi

(吨/日)iM NSQi i i ii露天矿要计算环节能力的有：穿孔、装载、机车（或汽车间的通过能力，排土等。在进行露天矿生产能力均衡时，要特别注意以下几点：1）均衡计算的每一个参数都建立在切实可靠的基础上，既不保守，也不冒进。是可以转变的。7234各环节的能力是否满足要求。

=400/年，生产剥采比为K

=3.45/吨，计算sMi

A (1nK

)400(13.45)1780万吨/年1、穿孔QZKf

B Z……钻机平均台日效率 /台日K ……成孔率fB……延米爆破量吨/米若Z＝120/台日 Kf

＝0.95 B＝115/米Q 1200.9511513110吨/台日ZM NZ

S QZ

52901311019009500吨/年2、采装M NW

S QW

1229051501792.2万吨/年3、机车

k1440kQ g TZ

14400.8ng 175 480

吨/台日M Ng g

S Qg

1830031601706.4万吨/年4、 出入沟限制区间通过能力M Nk k

S Qk kQ k tj

nq14400.8548048960吨/日125、排土

M 1350489601713.6万吨/年kM Np p

S Qp

13300480018720000吨/年结果<M M<M亦即生产过程的均衡生产能力不能满足要求故而为保g K证完成生产任务，还必须采取某些组织措施。薄弱环节在运输必要时增加运输设备和线路通过能力。第三章露天矿床开拓Chapter3Open-pitminedevelopment输通道（exportandimporttrench,或井巷：shaftanddrift）以保证露天矿正常生产的运输联系，并借助这些通道及时准备出新的生产水平来。露天矿开拓与矿ft工程的发展程序有着密切联系。所以露天矿开拓问题的研究，实质上就是研究整个矿床开发的程序，综合解决露天矿场的主要参数。坑线布置形成、工作线推进方式、矿ft工程的延深，采剥的合理顺序和新水平准备等问题以建立合理开发矿床的运输系统。露天矿开拓是通过掘进一系列开拓坑道来实现，而掘进的开拓坑道又必须与矿ft采用的运输方式相适应。因此，开拓坑道类型和运输方式就往往作为划分露天矿床开拓方法的依据。内部沟，外部沟沟道开拓法直进沟，折返沟，螺旋沟固定搞线，移动坑线按开拓坑道类型 溜井平地下井巷开拓竖井石按运输方式分：铁路运输开拓联合开拓法本章讲述的以开拓坑道类型和运输方式共同作为命名和分类依据：1、缓坡铁路开拓（gentleincline-railroad）折返固定坑线（dead-endstationaryline）折返移动坑线（dead-endmovableline）2、缓坡公路开拓（gentleincline-motorroad）直进公路（straightmotorroad）回返公路（detourmotorroad）螺旋公路（spiralmotorroad）3、陡坡运输机开拓（steepincline-conveyor）4、陡坡运输机开拓（steepinclinehoisting）箕斗串车5、溜井平峒开拓（raisechute-drift）6、斜井提升开拓（inclinedshafthoisting）胶带（beltconveyor）箕斗（skip）串车（train）7、竖井提升开拓（verticalshafthoisting）skipcage8、联合开拓conbined第一节斜坡铁路开拓（incline–railway）开拓坑道是一些铺设铁路干线的露天沟道，这些沟道在平面上的布线形式有：直进式：沟道设置在采场一帮或一翼，列车在干线上运行，不必改变其运行方向。折返式：沟道也是设置在采场一帮，但列车干线上运行时需经折返站停车换向。金属露天矿铁路干线多呈折返或折返直进联合方法。一、在ft破露天矿的应用开拓程序：从地表向采场最高开采水平铺设铁路，形成全矿的运输干线，然后自上而下开采，运输干线随上部台阶开采而逐步缩短。坑道位置：应保证在同时开采多个台阶的情况下，不因下部台阶的推进而切断上部台阶的运输联系。同时还要考虑总平面布置的合理性和以后向涂凹露天矿的过渡。1）孤立ft峰地形时，布线：呈折返或直进-折返式布置在不进行矿ft工程的非工作ft坡上。进车方式可根据ft峰两侧地形条件，采用单线环形。双侧交替进车或单侧进车。歪头ft铁矿上部开拓系统是这种布线形式的典型实例（P170）对于矿体埋藏在比高不大的丘陵ft坡露天矿，铁路干线亦可设置在非工作ft坡上呈折返式，如：迁安大石河二马车间，矿体与ft脊平行出露于ft802800ft头仅长几百米，矿ft机车运输，折返干线布置在下盘ft各工作台阶采用双侧交替入车（41）内蒙古科技大学教案为干线布置在境界内而影响台阶的正常采掘工作而且使入换距离较短。但当台阶开采末期时，线路曲线半径很小而不能红绕行而由近返站斜交工作台阶，掘进的壁路堑，布置线路进入工作面。当采场附近为单侧ft外的端部。根据地形条件，采用端面部两侧或一侧入车。（608）的两侧ft坡上，开采的各个台阶，都有独立的了口与干线联系，构成两侧环形入车。工作线以下盘向上盘推进。-42-内蒙古科技大学教案铁路干线的布置受地形条件影响较大，充分利用矿区地形，合理布线是解决斜坡铁路开拓法在ft坡露天矿应用的关键，在确定开拓系统时，应保证铁路直线固定，力求减少基建工程量和达到良好的运输条件。二、斜坡铁路开拓在深凹露天矿的应用深凹露天矿是从地表开始向下开采的，采用斜坡铁路开拓时，首先要从地表向深部开采的第一个水平开掘露天沟通，铺设铁路运输干线。以后随着矿ft工程的发展，铁路干线再逐步延深加长。露天矿开采终了时，运输干线才全部完成。因上，深凹露天矿铁路开拓系统形成与矿ft1、固定折返干线开拓（stationarydead-end深凹露天矿的铁路干线一般都设置在露天矿边帮上，其布线方式固定因受（不作任何移动，故称为固定坑线。-43-内蒙古科技大学教案矿ft工程发展程序（参看P172）-44-内蒙古科技大学教案（纵向布置以建立开采台阶最-45-内蒙古科技大学教案内蒙古科技大学教案-PAGE46-初工作线。开段沟掘成后，即可进行扩帮（采剥）工作进行。布线特点铁路干线设在露天矿不进行矿ft各台阶工作线向一方平行推进。2从折返站向工作面配线方式：单侧进车，双侧交替进车和双侧环行。当生产能力大，台阶电铲数多用环行，否则用双侧或单侧交替进车。眼前ft车形式。优：新水平工程量较少。生产工艺和生产管理都比较简单。缺：降。而端帮剥岩又比较困难。2、移动折返坑线开拓（movabledead-endline）1） 开拓程序扩帮工程从中间向两帮挤进。在向下盘方向推进的工作台阶上设有出入沟，台阶被出入沟分割成两个倾斜分台阶称“上、下三角掌子线不被切断，进行开采时，应先推进出入沟侧帮，即开采“上三角掌子”扩大出入沟的宽度。出入沟宽度达到一定程度，把运输干线移过去后，再进行原来被运输干线压住的部分，即开采“下三角掌子”线。特点时向上盘和下盘方向推进。开拓沟道需要不断改变其位置。需要经常移设，并在沟内应增设装车线（45）评价优点：减少基建剥岩量，加快矿ft建设速度，使矿ft早日投产。移动坑线一开始并不设在固定的非工作帮上，因此，当矿床地质和工程水文地质情况尚未完全控清时，采用移动坑线开拓，可以在开采过程中加深了解和掌握，以使合理地确定露天采场的最终边坡角和开采境界。可以自由地选定开拓坑道的位置，有利于根据选择开采的要求，采用移动坑线，能够避免为露天矿场底保持二倍最小曲线半径而引起扩帮量，并且可以省掉两端帮的联络线路工程量缩短运输距离。缺点：在设有移动坑线的工作台阶上，生产作业比较困难，从而使设备效率，劳动生产率采剥成本等生产技术指标比用固定坑线开拓都要差2104%，降低。移动坑线占用的台阶工作平盘较大，增加了超前剥离量。干线经常移设，线路维修和移设工作量大，移道增加1～1.4线和站场移设对各台阶开采的干扰，使工作组织复杂化。使用条件（参看P168）当矿床地质或水文条件勘探不清时，而又立即要进行矿ft工程时。对于急倾斜矿体，为了缩短露天矿建设期限，减少基建工程量（去鄂博）考虑今后必须进行扩建或改建的露天矿，如大孤ft-54内蒙古科技大学教案米，实际-200米以下，矿先沿原设计境界边缘开掘沟道，采用移动坑线开拓向新的开采境界过渡，这样使改建期间急于停产、减产。三、斜坡铁路开拓的评价-50-内蒙古科技大学教案内蒙古科技大学教案-PAGE51-第二节斜坡公路开拓（inclinemotorroad）斜坡公路开拓在金属露天矿应用最广，其开拓坑道是一些设置公路干线的缓倾斜露天沟道，布置方式可分为直进、回返和螺旋三种。一、直进式公路干线开拓(straightmotorroad)1、在用斜坡公路ft把运输干线布置在ft坡的一侧，并使之不回弯便开拓全矿。运输干线在空间呈直线形（一般为固定式）6-2（47）2种开拓方式。此时，运输干线设置在露天矿场的一帮。公路不必回弯便可下到+290902000直进式公路开拓的优点是：布线简单，沟通展线最短，汽车运行不回弯、行车方便、运输效率高。因上，在条件允许的地方应优先使用。二、回返式公路干线开拓（detourmotorroad）由于地形条件的限制或开采深度较大的矿床时，开拓坑道需呈回返式布置，汽车在坑线上运行时，需经过一定曲率半径的回头曲线改变运行方向才能到达相应的工作水平。回头曲线的设计见P68-691、 对于ft坡露天矿，这种开拓方法多用在单侧ft坡地形，开拓坑线布置在采场境界外的端部成固定式如P162有时由于地形条件的限制或因ft头部的矿岩量不多设置固定坑线不经济时，开拓坑线可位于工作线同侧，采用移动坑线建立运输通道。2、 在开拓深凹露天矿时，开拓坑线最终布置在露天矿的一帮。为了充分利用露天矿的走向长度更多是呈直线——回返式。可以是固定的也可以是移动的其开拓程序和铁路折返坑线开拓相似但其开段沟布置可以有纵向布置横向布置或不设开段沟三种（P164图6-6）内蒙古科技大学教案设置公路干线的出入沟一般多布置在采矿场内矿体上盘或下盘矿岩接触带处。开采过程中，出入沟随一侧工作帮推进而移动直到工作线推进到最终开采境界。才在最终边帮上固定下来。其开拓程序上特点与铁路移动坑线相似，但由于公路开拓不需要复杂的铁路工程，出入沟坡度较陡。长度也小，这种坑线可以修筑在工作台阶前的爆堆上是公路干线开拓广泛应用的一种方式。优点：容易布线，适用范围广，不仅适用于ft高，坡陡，地形崎岖的ft坡露天，而且也适于开采深度较大的深凹露天，矿ft工程发展简便，同时工作台阶数目较多，新水平准备速度快。-53-内蒙古科技大学教案内蒙古科技大学教案-PAGE54-缺点：当汽车经过曲线半径很小回返平台时，需减速运行，并要求司机十分谨慎，从而降低了运输效率。因此，在实际布线过程中，都力求减少线路的回返次数。三、螺旋坑线开拓（helical(spiral)motorroad）当开采深露天矿时，为了避免采用困难的曲线半径，可使坑线从有矿场的一帮绕到另一帮，在空间呈螺旋状，故称螺旋坑线这种坑线开拓的特点：坑线设在露天矿场的四周边帮上，汽车在坑线内直进运行。800×600180～2008%，12开拓程序：沿境界掘出入沟和沿出入沟的前进方向掘开段沟。当掘至一定长度后，即开始扩帮，扩帮一定宽度后，再在扩帮的同时，沿上出入沟末端向前掘新水平出入沟和开段沟，然后依此类推。由此可见，螺旋坑线开拓时，开段沟必须沿出入沟的前进方向掘进，各台阶工作线推进也应为下面台阶掘沟和扩帮创造条件。因此，矿ft工程发展就出现如下特点：点扇形推进方式。天矿场一周所能布置的出入沟数。有效采掘工作线长度缩短，同时工作台阶数目较少，新水平准备时间长，使露天矿生产能力受到限制。并常常增加进前剥岩量。因此，限制了这咱布线方式的普遍应用，然而，由于汽车运输灵活性高，为使汽车能在坑线的直进运行。对于长宽比不大的露天矿场，且矿体成块状、帽状或星散状时，这种布线方工有其实际应用的意义。四、公路开拓评价见P169第三节斜坡运输机及斜坡卷扬开拓(inclineconveyorandinclinehoisting)（P174；P182）前述两种开拓方法所需设置的开拓坑道都是缓沟，坡度在60的合理开采深度受限。因此，对于高差大的ft坡露天矿和深度磊的低凹露天矿，可考虑采用另外的开拓方法。斜坡运输机及斜坡卷扬开拓共同的特点：帮上；开拓沟道内的运输只是整个露天矿运输系统的中间环节，在沟道的起点和终点，通常要设置转载站或转换点（transloadingstation）式不同可分为如下两种：一、斜坡运输机开拓（inclineconveyor）0.5机的固定性和布置方式，本法有两种运输系统。1、汽车—半固定破碎机—胶带运输机（truck-semifixedcrusher-beltconveyor）内蒙古科技大学教案开拓系统示意图如P1756-19中所示带式运输机道和半固定破碎站均布置在露天采矿场的非工作帮上，矿岩运输系统为：Shovel—truck—crusher—apronfeeder—beltconveyor—ground破碎设备常用旋回破碎机>1000/小时机，旋回式破碎机破碎系统如P1756-20站。-56-内蒙古科技大学教案3～5HS(C1H

C)C2C(CC1 2

S式中：H……破碎站移设的垂直距离。S……矿岩平均截面积，米2Cλ――/3C,C/1 2-57-内蒙古科技大学教案吨、米，

CHA

H 1K 1 1AKC 1

sin 1000AC 22 1000sin

1 1000sinA,A1里

……分别为汽车和带式运输机运输矿岩费用，元/吨、公2α，β……分别为公路坑线和带式运输机道的坡角。K……公路坑线展长系数（公路实际长度与理论长度之比；2、移动工破碎机—带式运输机道开拓近年来，园外开始在坚硬岩石的露天矿中研究使用移动式破碎机，这咱破碎机设在工作平盘上，这样可以使工作面运输也用运输机工作台介上的破碎机和运输机均随工作线的推进而移设。其工艺系统为：Shovel(orfront-endloader)mobilecrusherbeltconveyorground这种开拓系统形式如P177所示。移动式破碎机有自行式和可移式，前者自身具有履带式或逐步式装置。后者本身没有引导装置，而是靠与破碎机配套的移设机。（用于破碎坚硬岩石）液压逐步式移动破碎机如图6-24-58-内蒙古科技大学教案工作台阶上带式运输机的布置方式见P1786-25-59-内蒙古科技大学教案内蒙古科技大学教案-PAGE60-这种系统在金属露天矿的应用虽然表现了更大的经济合理到大量的推广。3、评价优点：1）运输能力大，sierrita2.41840mm8000/小时。2）升坡能力大，16～180运距短（1/4～1/31/10～1/15）450。基建工程量少，运输成本低。缺点：需破碎，而增加矿岩破碎费用，破碎站建设费用高，移设复杂。胶带磨损严重，敞露的运输机作业易受暴风，雨雪的影响。设备维护和生产管理水平要求较高。对开采深度大的矿ft适用，国外应用较多。如：美国twinbuttes（双峰）铜矿，sierrita铜铅矿；巴西caue（高依）铁矿；智利的chuguicamata（丘荃卡马塔）铁矿。二、斜坡卷扬开拓（inclinehoisting）斜坡卷扬开拓的主运输方式是钢绳提升，根据其提升容器不同，提升方式可为：箕斗提升，串车提升和台车提升三种，其中以前两种在露天矿应用较为广泛。1、 斜坡箕斗提升（incline-skip-hoisting）沟道布置及运输系统箕斗道的布置应结合露天矿的总图布置统筹安排，局量靠近选厂和废石场的缩短矿岩云距。还应适应矿ft开采程序。工作线推进方向的要求。深凹矿设置在250～400ft系统：truck(ortrain)transloadingbankskip ground（P1846-30）采场箕斗装载站尽头式平台 正面卸载直接转载：装载站结构简单，但汽车箕斗互相制约转载方式漏斗转载：与上相反在凹陷露天矿随着开采水平的下降，箕斗道要不断延深，而转载站每隔2-42-4两套或两套以上箕斗提升系统交替延深。2）实例P1836-29，峨口铁矿是用斜坡箕斗开拓ft20001000ft岳地带，高差较大，斜坡箕斗道设在境界外采场一端，箕斗道斜长48038033030’～380，下23425斗中，箕斗容积30米（50吨，两车装一斗（漏斗36米3480/年。300～400，100/年。在大型金属深凹露天矿还没有实际采用经验。3）评价优：能以短的距离克服大的高差，设备简单，经营费用低，投资少，建设快，生产能力高。缺：机动灵活性差，环节多而互相制约，矿岩需几次转载，管理工作复杂，转载站需定期移高，往入影响生产。2、 斜坡串车提升（incline–trainhoisting）43250～300在采场内用机车将重载矿车牵引至甩车道，然后由斜坡卷扬提升（或下设）至地面甩车道，脱钩后再用机车牵引至卸载地点。P1846-31ft6-91.1～1.63U这种开拓运输方式，使用设备、轻便、投资少、建设快，但其生产能力受矿车载生和调车的限制，适用于提升（或下放）垂高在100米左右的牵轨运输的中、小型露天矿。第四节地下井巷开拓（undergroundopeningsdevelopment）一、溜井平峒开拓（raisechute-tunnel）特点：1）运输。2）方式配合使用。主要适用于ft坡露天矿，采场常用汽车或铁路运输，平峒可用准轨或窄轨铁路，平峒运距和运量不大时也可采用大型水平箕斗。溜井承担着受矿和放矿任务，它是平峒溜井开拓运输系统中的关键环节，合理地确定溜井的位置和结构要素，对保证矿ft正常生产具有重要意义。1、溜井平峒的位置溜井平峒布置的合理性，主要应符合下列三原则：溜井主作面的平均运距短溜井和平峒的掘进工程量少工作安全可靠，保证溜井穿过的岩层稳固，整体性强，避免穿过厚的软岩夹层，大断层，破碎带，裂隙发育区，大的含水层。内部运距短，但要“降段”攀矿汽车运输时 集中放矿溜井外部侧帮 减少，采放互相牵制（端部6-27内蒙古科技大学教案平峒的位置应与溜井位置同时确定，除应考虑溜井的合理布置外，应注意以下几点尽可能缩短平峒的长度152、溜井的结构要素溜井由井口、溜放段、贮矿段及放矿漏斗组成，其结构要素包括：深度，断面形状和尺寸，倾角以及放矿口规格。1）深度过去认为单段溜井高度不超过150米，实际只要采用合理的溜井断面形状-64-内蒙古科技大学教案内蒙古科技大学教案-PAGE100-3002）断面形状和尺寸一般园形，直径不应小于允许最大放矿块度的4-6倍，粉矿过多和湿度较大时应大于5～8倍。倾角4）漏斗结构及规格40～500650～7505～73、溜井的生产管理当溜井位于采矿场内时，随开采台阶下降溜井也要随之降段，每次降段个台阶高度。（P1816-28）直接降段：适用于溜井断面大，矿石品级与溜井周围矿层一致，用加密小直径炮孔金属矿降段方式贮矿降段：先填满溜井，停止放矿溜井生产中常有事故是：堵塞和跄矿原因：堵塞 溜井结构参数不合理；含粉矿和泥量较多且湿度较大；停止放矿时间长，在矿石冲击作用下使矿石夯实。跄矿 多发生在处理溜井堵塞时，矿石突然下落形成巨大冲击力，或两季矿石含泥水过多，阻力减小而造成。措施：在溜井口附近设置防截水设施，加强放矿管理工作，如定期清理积聚的粉矿，溜井大量积水时，暂不放矿切实做到4、评价适用于地形复杂：高差较大，坡度较慢，矿体在地面标高以（攀钢、兰尖铁矿、本钢南芬，鞍钢乔夫ft，石灰石矿最多优：可利用地形高差，自重放矿，运营费用低缩短了运距，加速运输设备周转，可用少量运输设备完成大产量减少了运输线路工程，基建投资少，基建时间短。缺：容易出来堵塞跄矿，井壁磨损，井底放矿尘粉严重，对要求一定块度而易粉碎的矿石，一般不宜采用。用运输机与溜井平峒联合应用时，矿石事先破碎后进入溜井，可避免大块矿石堵井，减轻矿石对井壁的磨损。二、井筒提升开拓（pitshafthoisting）这种开拓方式基本上与斜坡运输机和斜坡卷扬开拓方式相似但为避免采场运输和提升作业互相干扰，设立固定的破碎站，减少边帮扩帮量，可用井筒代替斜坡道。井筒分：斜井(inclinedshaft)竖井（verticalshaft）1、斜井开拓斜井由常用运输方式有：trainskip和converyor串车：通常用石门与斜井联接，其运输系统为：Workingbenchcrossaditslopebottominclinedshaftground箕斗和运输机：通常用溜井联接，其运输系统为：Truckraisechutecrusherinclinedshaftground例：矿ft村铁矿（箕斗）ft（运输机6-21墨西哥卡纳尼亚铜矿（运输机，固定破碎6-22120090055020015.502.43.3750830.5用溜井与采场联结。用石门联接，半固定破碎站设在露天矿边坡上，如：苏联英古列茨和萨尔科2、 竖井开拓运输方式有罐笼（cage）箕斗（skip）常用石门和一定数量溜井联接，运输系统：Trudkraisechutecrushercrossadit(conveyor)shaftskipground例：瑞典基鲁内铁矿的废石提升用竖井罐笼竖井箕斗，美囗共各铁矿，该矿处于坎坷不平，村木繁茂的高地，矿体长1800150900300550750/可能性，但由于已有的磨矿车间较近，无法安置斜井运输机系统而且竖井箕斗提升开拓。竖井提升开拓，能以最短的提各距离克服最大的高差，但其运输环节多，提升能力较低，需要地下井巷工程量最大。因此，这种开拓方式常用于有旧井巷可利用或将来要向地下开采过渡的露天矿。三、地下斜坡道汽车运输开拓平，汽车在斜坡道运行，对其评见教材参看P1686-12第五节联合开拓法联合开拓是指在同管委会露天矿中，采用两种或两种以上的开拓运输方式共同建立地表与采矿场各工作水平之间的运输联系。事实上除公路、铁路两种方式外，其他方式都很难用单一开拓运输方法。在实践，联合开拓法应用较广，因为它能充分发挥各种运输方式的特长兼有它所联合的各种开拓方法的优点而避免其缺点。而前述各种单一开拓法都有一定的适用范围，随着露天开采深度的增加，联合一扫而光地的优越性更为突出。常用的联合开拓法：1）inclinemotorroad-raisechuteand2）inclinemotorroad-inclineskiphoisting3）inclinemotorroad-inclineconveyor4）inclinemotorroad-inclinedshafthoisting5）inclinerailway-inclinemotorroad这种开拓方法是浅部用斜坡铁路，深部用斜坡公路，它的之间设有转载站，转载方式有：直接转载，电铲转载和矿仓转载这种开拓方法，既然充分发挥铁路运输能力大，运距和，成本低的优点，又能充分利用汽车运输的机动灵活性，加速露天矿深部开采的下降速度和新水平准备保证矿ft有较高的开要强度，它适用于地表运距和，深部比较窄小，矿体形状不太规则开采深度80～300米以内的大型深凹露天矿。苏联克里沃罗格中部和北部露天矿美国拉文德铜矿委内瑞拉塞罗博利瓦铁矿我国凹ft210米，-48至-165-30-56白云铁矿用地表转载第六节开拓方法选择（P185第七节）矿床开拓是露天矿设计中常有全局性的一个重要问题，对矿ft建设和生产基建投资、基建时间、生产成本等。系统形成不易改变。一、选择原则及影响因素原则：投产早、达产快、投资少、费用低、工艺简单可靠、设备来源保证工程量少、施工方便、充分利用地下资源、少占家田等。影响因素：1、矿床埋藏的地质地形条件和矿岩性质：埋藏深度倾角，平面尺寸、矿体集中呀分散，地形复杂性，相对高差，矿岩稳固性，粘结性，易粉碎性等，夹层或多品级2、露天矿生产能力3、基建工程量和基建期限4、对矿石损失变化的要求5、矿床勘探程度及矿石储量的发展远景二、选择开拓方法的步骤根据露天矿的具体条件，列出技术上可到的若干方案对各方案进行初步分析，根据生产、设计经验，删去配置不合理方案对保留的方案进行沟道定线，布置开拓运输系统，并进行矿ft产工艺系统的技术经济计算。4）对各方案的各项技术经济指标作综合分析比较，以确定其中最优的方案。三、开拓沟道定线6-32）拓方法的基础上进行的。完成时需要的基础资料：矿区地质地形图，露天矿总平面布置图主要开采技术参数，如露天矿上、下部开采境界，边坡角，台阶高度，台阶坡面角等，开拓沟道要素，包括沟道底宽，限制坡度、沟道长度等，除此以外，还步骤：确定露天矿区平面的位置，并根据台阶高度，台阶坡面角，平台宽度，定出两相邻台阶坡底线间的距离，确定各水平开采境界，并绘在矿区地形图上。各要求自上而下，初步确定沟道中心线位置。工作线推进方向的要求，如不合适，再自下而上，自上而下进行调整。上绘出开拓沟道和台阶的具体位置，绘制露天矿采终了平面图。四、开拓方案的技术经济比较比较的内容包括：基建工程量基建投资各个时期的生产剥采比及生产经营费生产能力保证程度投产及达产期限矿石损失与贫化生产的安全与可靠性，设备的来源条件等其中基建投资和生产经营是经济比较的主要项目。比较时把两者结合起来考虑。费以及其他费用。生产经营费一般按年计算，主工包括：辅助材料费、动力、燃料费、生产工人工资、生产工人工资附加费及车间经费（管理费。在上述经济计算的基础上，即可对各方案进行经济分析评价评价选优的方法，在技术经济学课程中介绍。第四章掘沟与采剥方法第一节掘沟工程概述首先回顾一下露天矿ftft不断开辟新的工作台阶。使新水平的准备与采矿、剥岩之间保持正常的超前关系。即：在上部工作水平扩帮生产的同时，及时向下部水平开掘出入沟和开段沟。开辟新的工作水平，以便使露天矿保持有足够的作业台阶。否则就会破坏露天矿正常生产的条件而造成严重的恶果。作，新水平准备得及时与否，关键在于掘沟速度，一般来说，掘沟工作面比较狭小，工艺组织和配车工作复杂，因此，加快掘沟速度就成为当前露天开采工作中带有普遍性的主要问题。V Q /月SQ……掘沟设备的生产能力 米3/S……沟的横截面积 米2以减少单位沟长的掘沟工程量和提高掘沟设备的效率。一、沟的几何要素（堑沟主要参数）Doublewalltrench 在平坦地形或地表以下挖掘成似梯形Singlewalltrench 在ft坡地表或深凹矿开掘开段沟后的出入沟呈似三角形。沟的主要参数包括：沟底宽、沟深、沟帮坡面角、沟的纵坡和长度。1、沟底最小宽度根据用途及掘沟方法确定出入沟haulagetrench的开拓运输方式和沟内运输线路数目。开段沟workingtrenc爆破时不埋装车线路。bmin

b b WB D Db……炸堆宽Bb……道路宽DW ……实体采掘带宽D此外堑沟的低宽高应满足所采用的掘沟方法要求，这将结合下面各种掘沟方法予以确定。2、沟深和沟帮坡面角沟深：doublewall：出入沟为0……h，开段沟为h。Singlewall：均按下式确定：h b ctgctg削坡系数： 1

sinsinctgctg )沟帮坡面角取决于岩石的物理力学性质和沟帮保留时间的长短。3、沟的纵坡和长度出入沟：i取决于所用的开拓运输方式和设备类型。Lhi开段沟：通常是水平的，有时便于排水而采用3-5‰的坡度、长度与准备水平的长度大致相等。二、掘沟工程量计算。1、几何体积计算法（分体计算）用于地形平坦或规则坡面上的掘沟量计算，1）开段沟双壁 V(bhctg2)hLVb2L2出入沟双壁：半个直角棱柱体，两个三角锥体，一个三角棱体，两个四角锥体tg2 h2 b h h2 b 2htg2 2 V ( 2 i

)

( )单壁：一个四角锥体，一个三棱柱体，一个三角锥体b2 b iV [h

3(1tg)]2、横断面计算法……用于地貌复杂的情况沿沟的纵向每隔一段距离（间距按地形变化大小而异）作一垂直沟道中心线的横断面，则两断面间的体积等于两断面的平均面积称以间距SSV 12

SS2L 1 221

S SL n1 2 2

LVn mVm……在最后一个横断面的外沟的末端体积。三、掘沟工艺过程在硬岩中，掘沟工艺过程与正常台阶采剥工艺过程基本相同，包括穿孔爆破采装运输，除主要工序外，还有辅助工序：二次破碎，排水，铁路拆铺道等。但掘沟工作也有其自己的特点，这就是穿爆，装载工作均在尽头区进行，工作面狭窄，穿爆多采用多排孔微差挤压爆破，其起爆顺序有：(P1896-33天矿掘进双壁沟时，由于沟的断面较小，边孔爆破夹制作用大，因此，边孔15～20%靠非工作帮掘沟时：①为保护边坡稳定性，应实施控制爆破（预裂、光面、缓冲）②位于最终边帮平台部分的钻孔，宜采用较小的孔网参数和孔径，钻孔不超深或少超深，并应适当减少钻孔的装药量③在沟帮坡面上加一行孔径小的垂直短孔或布置与沟帮反差面平行的钻孔（P189图6-34。装车方式常有独头平装车和上装车两种，不同的运输方式和装载方式往往作为掘沟方法分类的依据。第二节掘沟方法按掘沟时采用的运输方式不同，掘沟方法常分为：铁路运输掘沟（trenchingwithrailroadhaulage）汽车运输掘沟（trenchingwithtruckhaulage）汽车铁路联合运输掘沟（trenchingwithtruck-railroadconbinedhaulage）无运输掘沟（trenchingwithouthaulage）一、铁路运输掘沟电铲在沟内向铁路车辆装载，并由列车将矿岩运至沟外的一种方法。包括：穿爆、装载、折铺铁路和二次破碎。根据装载方式和掘进工作面结构不同。可分：1、平装车全断面掘进（bankloading-fullfacetrenching）的方式向车辆装载。列车在装载时需解体和频繁调动。1）单铲单线全宽掘进沟内设置一条装车线，一条调车线工作面用一台电铲正面装车，沟的最小底宽应为：b2RK

ghK

ctgm（72）发展的调车法：a)“b)“留车”作业法c）双机棱形调车法2）单铲双线全宽掘进在沟底两侧铺设两条装车线和一条调车线，列车交替地向两条装车线供应空车或牵出重国。b=2R

+4e+2g+mk缺点：沟底宽加大，工作面拥挤3）双铲单线全宽掘进此法是用两台电铲同时向一列车装载，两台电铲一次装载的车辆数一般为3-4辆，由第一台供岩给第二台此法存在问题：a、两台比一台只提高20～30%，第一台负荷大，第二台足。b、工作面没有堆放大块的余地，故适用于软岩。4）双铲双线“宽打窄出”和侧工作面前后装车。总结平装车全断面掘沟的特点：调车复杂，增加接轨等辅助作业，有效作业时间短，效率低（3002时，43/月，最多100～120/月从而加快新水平准备。2、上装车全断面掘沟（uploadingfullfacetrenching）装车线设在沟帮上部水平，长臂电铲站在沟底按沟的全断面挖掘岩石，并向停在上部水平的列车进行侧装，列车无需解体调动。沟深：1）根据最大卸载高度（maximumdumpingheight）hH hexm c x2)按最大卸载高度时卸载半径验证RR

Ce

ctgkh xk

ctgk低宽：最小值： bkmin

2(RK

ehk

ctg)

2Rmax 1卸载高度大，操作不方便，装载循环时间增加2需特制的长臂铲WK-4 Hx＝6.3米195B（7.6米3) Hxm＝8.01米280BCL(6.13)Hxm＝17.98只要留有条件，这是一种有效的方法，效率高，同时可先掘开段沟再挖出入沟。3、分层挖掘法（swbleveltrenching）按沟深分成若干分层掘进，目的是能用普通规格的电铲进行上装车或者增加掘沟工作面，以便投入较多的掘沟设备。分层上装车以上装车方式逐层开掘。分层数目n h hh H hexM c x分层方案：交错分层和顺序分层交错：在设计断面内进行分层，不增加沟断面，但需将线路交错地移，若采用分层爆破时，线路移设与穿爆工作互相影响，只用于软岩顺序：克服上述缺点，但增加沟断面采用过长短臂双铲分层掘进如下图：2）分层上装车和平装车混合掘沟为了避免分层上装车掘沟要求分层，数目多而使穿爆及线路工作复杂的缺点。本法适常按沟深分成两层，先上装上部分层（高2.53米车掘进其余部分，也可同时用两台电铲同时作业。这种方法能利用普通规格电铲实现部分上装车作业，减少平装车掘进量并增加了掘进工作面，从面能提高掘沟速度。二、汽车运输及汽车～铁路联合运输掘沟法1、汽车运输掘沟因其不但影响掘沟时调车时间，而且是确定沟底宽的主要因素，汽车在沟内的调车方式常用回返式和折返式两种（又称环形调车5～6但所需掘进沟底宽度较大6-35a）b=2(R+0.5b

+e)min c cR 汽车最小转弯半径cb 汽车车箱宽度ce0.4～0.6折返式调车包括：单折返和双折返。以倒退方式接近电铲，空重汽车入换时间较长，约需15～30秒，比上方式多2-4倍。但所需沟宽较小。b=R+0.5b

+2e)min c c C当汽车供应充足时，可采用双折返，其掘沟速度最高。汽车运输掘沟的优点很多，主要是：工作机动、灵活、没有移设线路和爆破埋道问题，入换时间短，供车比较及时。实际资料表明，汽车掘沟电铲效率比铁27～32150～180/2-32、联合运输掘沟这里指的主要是汽车铁路运输掘沟，这就在沟内用汽车运输岩石运至沟外，再通过转载台装入铁路车辆运往排土场，因此，这种掘沟仍具有汽车运输掘沟的特点，且能缩短汽车运输距离，使之达到较好的技术经济效果。以缩短列车会浪时间（P1926-10）本法能充分发挥汽车运输的优点，但对采用铁路运输的露天矿来说，它需要另外增添汽车设备，修筑转载平台，并使全矿运输工作组织复杂化。3、无运输掘沟法充分为捣堆掘沟和抛掷掘沟，这里只讲前者。在缓ft坡掘单壁沟时，常用电铲将沟内岩石直接倒至沟旁的ft坡堆置。R bHctgRXM 1 WZH HXM 1根据岩堆断面积等于沟的横断面积乘以岩石松散系数即可求Hb2 2H2ctg (2Hctg)2k 1 1 1s 2 2 2kb22H2ctg4Hctg2H22ctg(1ctg)s 1 1 1 1 1kb22ctgkb22ctg12ctg1skb22ctgsC1C1ctg1sinsin)sinsin1 sin()sinsinsin()C)sin()在缓坡掘进时，还可用掘沟的岩石加宽沟底，从而可大大减少掘沟工程量，此时在实体岩石中挖掘那部分沟底宽应为：bXC

X,X bX2

C2X2

1 1Ck 1 1 12 s 2kks11sinsin)sinsin1sin()ksinksinsin()sinsin()s1岩向抛掷炸破掘沟，是在掘进单壁沟堑时采