金属矿床露天开采复习资料

金属矿床露天开采第一章：露天开采基础知识岩石按其成因，有岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类产状要素：走向、倾向、倾角和厚度矿体形状：矿脉、层状矿体、矿瘤、透镜状矿体、柱状矿体露天开采步骤：地面准备、矿床疏干和防排水、矿山基建工作、正常生产、闭坑和土地的恢复利用开采工艺：间断开采连续开采（松软）半连续开采（深大矿体）倒推开采开采程序：公路大于等于3KM其他小于3KM第二章：露天开采工艺矿石储量：（1）开采储量（A级331）；（2）设计储量（B级、C级332）；（3）远景储量（D级333）；（4）预测储量（E级、F级、G级）由台阶并段形成高阶段同一井田，使用露天井下同时开采的优缺点优点：1.地下巷道可用于露天矿深部开采，降低生产费用剥离的废石可充填采空区维持稳定，减少排土场占地，保护环境回收露天边界矿柱4.共用工业场地，交通运输缺点：需要设置保安矿柱，至少20m露天开采：1.探槽2.浅井3.钻探4.潜孔钻或者穿孔机地下开采：1.坑道2.钻探3.凿岩机浅井：作用是取样并准确圈定矿体，测定含矿率检查浅钻质量钻探：中等厚度以下矿体第三章：穿孔工作穿孔作业：穿凿炮孔，为其后的爆破工作提供装药空间。穿孔方法：热力破碎法与机械破碎法，其相应的穿孔设备有火钻、钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻与凿岩台车破碎矿岩的方式，穿孔方式有：冲击式、旋转式、旋转冲击式和火力穿孔冲击式穿孔设备有：凿岩机、钢丝绳冲击钻机、潜孔钻机和露天凿岩钻车露天矿使用最广的牙轮钻机属于旋转冲击式牙轮钻头破碎岩石的机理实际上是冲击、压入和剪切的复合作用牙轮钻机工作原理：牙轮钻机钻孔时，依靠加压、回转机构，通过钻杆对钻头提供足够大的轴压力和回转扭矩，牙轮在孔底滚动中连续地挤压、切削，冲击破碎岩石。牙轮钻机主要指标：生产能力：匕=0.6VTb门式中：*一牙轮钻机台班生产能力，m/台班；V一牙轮钻机机械钻进速度，cm/min；二一班工作时间，h；门一班工作时间利用系数，一般情况下门=0.4~0.5。 Pn 钻速： —.X9.8x103）f式中：P一轴压，N；n一钻具的转速，r/min；D一钻头的直径，cm；f一岩石的坚固性系数；废孔率：孔径为250mm时，废孔率为5%〜7%，孔径为310mm时，废孔率为4%〜6%。设备数量式中：N一所需钻机设备的数量，台；A一矿山设计年采剥总量，吨；Q一每台牙轮钻机的年穿孔效率，m/年；q—每米炮孔的爆破量，t/m；e一废孔率，%；牙轮钻机不设备用，但不应少于两台。第四章：爆破工作我国矿山常用的炸药：铵油炸药、铵松蜡炸药、含水炸药（浆状炸药、乳化油炸药）铵梯炸药（污染大巳淘汰）矿用起爆器材包括：导爆索、雷管、继爆管、导爆管和起爆药包。导火索（巳淘汰）临近边坡的特殊爆破：目的是尽可能地把爆破对边坡的影响控制在最小范围内，解决边坡稳定问题。爆破参数：孔径、底盘抵抗线、炮孔密集系数和炮孔间距、超深、装药量的计算和炸药单位消耗、矿上爆破安全距离。底盘抵抗线：露天深孔爆破有两种抵抗线、分为最小抵抗线和和底盘抵抗线。最小抵抗线是指由第一排孔装药中心至台阶坡面的最小距离。底盘抵抗线是指从台阶坡底线到第一排孔中心轴线的水平距离。W=（25~45）D（m）深孔爆破孔径：有80、100、150、170、200、250、310mm等炸药单耗q：爆破每一立方米或一吨矿（岩）平均所用的炸药量。孔装药量Q=q■W'a•H式中:Q一炮孔装药量，kg；q—设计选用的炸药单耗，kg/m3；W一炮孔底盘抵抗线，m；a一孔间距，m；H—台阶高度，pm。矿山爆破安全距离：爆破地震安全距离、爆破空气冲击波的安全距离、个别碎石飞散的安全距离临近边坡的特殊爆破：预裂爆破、多段顺序微差爆破、缓冲爆破和光面爆破。微差爆破是“基础”、临近边坡宜“缓冲，，，重要地段要“预裂，，、清理边坡要“光面，，。在实际生产中，通常采用“预裂爆破、缓冲爆破与光面爆破"第五章采装工作：用采掘设备将矿岩从整体或经过爆破破碎的矿岩堆中采掘出、并装入运输容器、运至破碎机的受矿仓或一定地点的工作。采装工作所使用的设备：有机械式单斗挖掘机、索斗铲、前装机、轮斗挖掘机、链斗挖掘机等。挖掘机主要工作参数：1.挖掘半径：挖掘时由挖掘机回转中心至铲斗齿尖的水平距离挖掘高度挖掘时铲斗齿尖距站立水平的垂直距离卸载半径：卸载时由挖掘机回转中心至铲斗中心的水平距离卸载高度：铲斗斗门打开后，斗门的下缘距站立水平的垂直高度正常爆堆作业方式：平装车、上装车、联合装车平装车：挖掘机与运输设备位于同一水平特殊采装作业方法：分区爆破采装、分段爆破采装、分层采装、三角掌子区段的采装作业、在粘土层区作业工作平盘宽度（B）：工作平盘是采装作业的场地、宽度主要取决于爆破宽度、运输方式、运输设备规格、动力管线的配置方式以及作业安全宽度等因素。B=b+c+d+e+f+g在粘土层区作业:挖掘机在粘土层区工作时，生产能力仅为在非粘土区作业的0.5-0.7、降低原因有两个，下沉题和糊斗问题。下沉问题：由于粘土汗有水分，抗压支撑能力小，挖掘机工作时容易下沉，下沉一次需要时间处理糊斗问题：由于粘土含水分、铲斗表面粗糙以及气温骤然变化引起冻结、糊斗等问题、是粘土黏在齿尖和前齿床部分甚至到铲斗内部，是挖掘机无法工作挖掘机班生产能力计算公式：Qb—Qj•T•门式中：Q"挖掘机班实际生产能力，m3/台班；Q.一挖掘机班技术生产能力，m3/h；tL班工作时间，h；H-班工作时间利用系数，即装车时间占班工作时间的比例。挖掘系数：通过满斗系数和松散系数计算的。满斗系数：挖入铲斗内松散矿岩的体积和斗容之比。降低大块率：1.改善爆破质量2.选用大尺寸铲斗挖掘机班作利用系数：指挖掘机的纯工作时间与班工作时间之比。车铲比：平盘上调车入换方式：直进式、折返式、直进折返式、外回返式、内回返式、回返折返式合理运距：前装机不大于300m.采场工作台阶尺寸：工作台阶尺寸与前装机相适应，过高不安全、过低生产能力低。第六章运输系统的投资约占矿山总投资的0.4-0.6，运输成本约占矿石成本的0.3-0.4.运输方式：单一运输(公路、铁路)和联合运输(铁汽联合、铁汽与卷扬、平硐溜井、胶带联合等方式。铁路运输轨距:准轨轨距为1435mm，窄轨轨距主要有900mm、750mm、762mm和600mm四种。道岔：道岔的作用是引导机车车辆从一条线路转入另一条线路，最简单的为单开普通道岔。铁路运输能力计算列车运行周期：列车运输能力：列车数：铁路运输优缺点：优点：1.运量大，运距长，成本低；2.可以运输任何性质的矿岩；3.运行阻力不大，动能消耗小；不受气候条件影响；5.节能情节，环保性好，维修方便缺点：1.基建工程大，成本高，建设速度慢；2.线路坡度小，曲率半径大，灵活性差；3.在工作面移动线路比较困难。工作复杂费时间；铁路运输适用与地形不复杂、矿体走向长、运距长、运量大的露天矿。路面结构：分为单层和多层多层路面包括：面层基层垫层影响路基的强度和稳定性主要是地下水和地面水汽车运输的评价：汽车运输的优缺点汽车运输与铁道运输比较，具有许多优点：机动灵活，对各种地形条件适应性强；爬坡能力强，最大可达10-15%，故运距短，基建工程量小，投资少，建设速度快；可与挖掘机密切配合，提高挖掘机效率；运输组织简单，道路维护保养容易等。其主要缺点是：受气候影响大，特别是在雨季、冰雪期间行车困难；吨公里的运费高；汽车维修和保养工作量大；轮胎寿命短，消耗量大等。溜井下部结构采用缓冲矿仓结构优缺点：(P79)第七章排土场：露天矿山的建设和生产过程剥离大量的表土和岩石，并将其运至专设的场地排弃，这种接受排期岩土的场地称作排土场。排土工程：通常将运输剥离下的废石到废石场进行排弃称作排岩工程排土工作：在排土场用一定方式进行堆放岩土的作业称为排土工作。内部排土场就是将岩土直接排弃在露天采场的采空区内，外部排土场是指排土场布置在境界外。内排土场适用于开采水平缓倾斜5-10。的矿体。废石场地选择时应遵循下列原则：不占良田、少占耕地，尽量利用山坡、山谷的荒地，避免村庄的迁移。在不影响矿山工程发展的前提下，尽可能靠近采场布置废石场，以便缩短岩石运距。尽可能采用内部排岩，通过二次转排的技术经济合理性的论证，积极采用内部临时废石场。废石场应设置在居民区或工业场地的下风侧或最小风侧以及生活水源的下游，以免对居民或工厂造成危害。废石场不应截断山洪和河流，避免设置在水文地质复杂的地段，以保证废石场的稳定，避免废石场发生滑坡和泥石流事故。剥离下的废石中可利用的部分要单独堆置以便日后二次回收利用。有条件的地区靠近采场的废石场宜分散布置，以利于多出口运输，疏散排岩道路的通过能力，缓和废石排弃高峰。废石场地的选择要有利于征用土地的复垦。排土平盘最小宽度：对于多阶段排土场，上下台阶应保持一定的距离，是下部台阶能安全正常地进行排土作业，其最小限制为排土平盘最小宽度。铁路运输单线排土场的拓展方式：单线排土场的扩展方式有平行、扇形、曲线和环形四种。土地复垦：是指把被破坏和荒芜了的土地重新加以利用，以及不同于复原的其它任何形式的处理利用。土地复垦的目的，一方面保护了土地资源，实现了土地资源的二次开发和利用；另一方面，保护了生态环境。第八章露天矿坑涌水水源：1.直接降入的大气降水；2.地表水流入和渗入的地表水；3.通过岩体裂隙、断层等渗入的地下水。水给露天矿生产带来的不利影响？影响边坡稳定；2.在多水岩石进行采矿，穿孔设备钻进效率大大降低，坍孔、废孔率高，穿孔成本增加；3.会淹没采掘设备，造成采场停产事故；4.谁的氧化腐蚀作用，增加设备故障和维修工作，并降低设备使用寿命。什么是露天矿地表防治工程？指防止降雨径流和地表水流入露天采场，减少露天采场的排水量，节约能源、改善采掘作业条件并保证其工作安全技术措施。矿床地下水疏干：矿床疏干事借助巷道、疏水钻孔、明沟等流水构筑物，人工降低开采地区的地下水位，保证露天开采正常生产的地下水害预防措施。疏干方法：地表疏干、地下疏干、联合疏肝。防渗堵水方法：注浆帷幕、防渗墙。注浆方法:注浆法按注浆泵压入浆液的方式分为自流法、压入法和高压旋转喷射法。降雨径流量：由降雨引起的露天矿坑汇集的水量正常降雨径流量：是按历年雨季的平均降雨量计算设计暴雨频率的暴雨径流量：按一定的暴雨频率计算出来的最大降雨径流量排水方式：坑底集中排水方式在露天采场底部设水仓和水泵，使进入到采场的水流全部汇集到坑底贮水池，再由水泵经排水管道排至地表。分段截流与坑底泵站联合排水方式地下井巷排水系统我国金属露天矿采用水平泄水排水的较多第九章岩性对边坡稳定性的影响因素：岩石结构构造，孔隙度，岩石强度。岩石强度：三向抗压强度>二向抗压强度>单向抗压强度>抗剪强度>抗拉强度水文地质条件的影响：1.静水压力的作用；2.动水压力的作用；3.谁的软化作用；静水压力的作用：当地下水赋存于岩石裂隙中时，水对裂隙两壁产生静水压力。静水压力的作用增大滑动力和较小摩擦力，从而对边坡稳定不利。动水压力作用：1.推动岩体向下滑动；2.潜蚀作用；水的软化作用：含水量增加，内聚力和内摩擦角减小边坡工程地质调查研究工作：查明矿区边坡工程地质条件，手机边坡稳定性分析、设计和管理等所需要的地质资料，并对矿区边坡稳定性做出评价。整治方法：清扫维护、防水排水、控制爆破、人工加固。人工加固：挡墙、抗滑桩、锚杆锚杆组成：锚头、张拉段、锚固端三部分锚杆安装深度可达10-100m第十章三废：废气、粉尘、废渣深凹露天矿通风分为自然通风和人工通风自然通风分类和示意图：（P123）1.逆增式；2.对流式；3.直流时；4.复还流式；人工通风分类：热力式，机械式，组合式矿尘：矿尘世矿山生产过程中产生并在较长时间悬浮于空气中的尘粒。矿尘分类：凿岩爆破的粉尘；破碎、筛分等作业中的粉尘；运输与卸载过程的粉尘；金属矿山排放的酸性废水治理方法主要使用中和法，中和法分酸碱水中和及投药中和两类含氰废水的治理：氤化物为剧毒，通常采用综合回收、尾矿池净化和碱性氯化法净化等加以处理。不同浓度放射性废水处理方法：1.高水平废液一般贮存在地下，使之与外界环境隔绝。中等水平废水，一般用化学沉淀、离子交换、蒸发浓缩、生物处理法，把废水中的大部分放射性物质转移到小体积浓缩物中。固体废物综合利用：1.2.3.4.第十一章：露天矿山设计方法设计方法就露天采矿部分而言，其设计程序大致如下：（1）初步确定露天开采境界（2）初步确定矿山生产能力（3）初步确定矿山总图布置及外部运输（4）初步确定开拓方式及装运设备选型（5）具体进行开拓运输布线（6）修订露天开采境界（7）编制采掘进度计划（8）确定采剥设备数量及工艺参数（9）具体进行总图布置及外部运输。项目建议书应包括下述内容（1）建设项目提出的必要性和依据（2）工程方案、建设规模和建设地点的初步设想（3）资源情况、建设条件、协作关系和国外引进的初步分析（4）投资预算和资金筹措设想（5）项目的进度安排（6）经济效益和社会效益的初步估计露天矿山建设可行性研究包括总论、地质、采矿、矿山机械、选矿、总图运输、公用辅助设施及土建、环保、劳动定员、成本、投资预算、经济评价等基本内容。矿山设计一般采用两阶段设计，即初步设计和施工设计。初步设计包括设计说明和图纸两部分。在施工设计阶段，主要应完成以下工作：（1）对初步设计中的主要技术决定和项目进行复核、验算（2）绘制建筑物、构筑物的结构详图及其附件图，并使建筑物和设备相适应（3）绘制施工图和安装图（4）完成总平面图的连接（5）绘制设计预算设计的基础资料矿山设计应具备下述基础资料（1）地质勘探报告及附图（2）地形测绘资料（3）工程地质资料（4）水源资料（5）气象资料（6）矿区经济地理资料（7）建筑材料资料（8）设备资料及现状资料三通一平指路、水、电的“三通”平基。四通（通讯）第十二章：境界圈定剥采比：剥离的岩石量与采出的矿石量之比。平均剥采比：露天开采境界内总的岩石量与总的矿石量之比。分层剥采比：露天开采境界内某一水平分层的岩石量与矿石量之比。境界剥采比：境界设计中，露天开采境界每增大单位深度时，所引起的岩石增量与矿石增量之比。贫化率：采出矿石的品味比上原矿石品位生产剥采比：露天矿投产后，生产过程中某一时期的剥离岩量与采出矿量之比。经济合理剥采比：经济上允许的最大剥岩量与采矿量之比。确定露天境界的原则：露天境界一般采用某种剥采比不大于经济合理剥采比的原则进行圈定境界剥采比（平均剥采比、生产剥采比）不大于经济合理剥采比经济合理剥采比的确定（原矿成本比较法P138）境界圈定的方法：采场底部周界、最终帮坡和开采深度是境界的三要素，境界圈定工作就是在空间上确定露天开采的范围，在内容上确定境界这三个要素。最小底宽的确定（P141公式12-9）最终边坡角的确定（最终边帮组成确定）按边坡稳定确定按最终边帮组成确定底部周界的确定（P145）确定各横截面的理论开采深度确定最终开采深度圈定露天矿底平面周界开采深度的确定：线笔法（P142图12-8）露天矿开采终了平面图的绘制：1） 将设计的底周界绘在透明纸上。2） 将透明纸覆盖在地形图上，按最终边坡组成要素（台阶高、坡角、平台宽），从底部周界开始由内而外（标高是由上而下）依次绘出各台阶坡底、坡顶线3） 布置清扫平台、安全平台，按开拓系统的要求布置运输线路，还需要考虑防排水工程4） 检查、修正上诉露天境界。第十三章：矿山开拓单一开拓方式：铁路开拓、公路开拓出入沟布置：总出入沟口是整个开拓系统的咽喉部位，其位置尽量设置在地形标高较低、工程地质条件较好、距工业场区、选厂和排土场较近的地方，降低矿岩综合运输功。坑线布置形式：直进式、折返式、回返式、螺旋式。固定坑线的形成过程一般是在采场最终边帮按确定的沟道位置、方向和坡度从地表向下台阶掘进出入沟，自出入沟的末端掘进开段沟，建立初始工作线。移动坑线设置于露天采场的工作帮，在爆堆上或工作面推进较慢的基岩段修筑。公路的平面要素（5个）：公路在平面上是由许多直线路段和曲线路段组成。平曲线常用下列五个要素表示：转折角、平曲线半径R、切线长度T、曲线长度L、外矢距E线路纵断面应包括如下主要参数（4个）：（1）最大允许纵坡（2）坡长限制（3）纵坡折减（4）竖曲线联合开拓方式：铁路、公路联合开拓方式；胶带联合开拓。胶带联合开拓方式特点：生产能力大，爬坡能力强、运费低，能强化开采作业溜井的布置：溜井可以布置在采场内，也可以布置在采场外。溜井断面呈圆形或矩形，尺寸应不小于矿岩最大块度的5倍.溜井倾角不小于55°，上