露天礦床開(kāi)拓

1、采礦學(xué)教學(xué)課件金屬礦床露天開(kāi)采金屬礦床露天開(kāi)采露天開(kāi)采n緒論n礦床品位與儲(chǔ)量計(jì)算n巖石的力學(xué)性質(zhì)及分級(jí)n最終開(kāi)采境界的確定n露天開(kāi)采程序n露天礦生產(chǎn)計(jì)劃n露天礦床開(kāi)拓n露天開(kāi)采的生產(chǎn)工序n礦山技術(shù)經(jīng)濟(jì)n概述n公路運(yùn)輸開(kāi)拓n鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓n聯(lián)合運(yùn)輸開(kāi)拓露天礦床開(kāi)拓露天礦床開(kāi)拓即是建立地面與露天礦場(chǎng)內(nèi)各工作水平以及各工作水平之間的礦巖運(yùn)輸通道，以保證露天礦場(chǎng)的生產(chǎn)運(yùn)輸，及時(shí)準(zhǔn)備出新水平。 n露天礦床開(kāi)拓所涉及的對(duì)象是運(yùn)輸設(shè)備與運(yùn)輸通道。n研究的內(nèi)容是針對(duì)所選定的運(yùn)輸設(shè)備及運(yùn)輸形式，確定整個(gè)礦床開(kāi)采過(guò)程中運(yùn)輸坑線(xiàn)的布置形式，以建立起開(kāi)發(fā)礦床所必需的運(yùn)輸線(xiàn)路，確保礦山工程的合理性。n礦床開(kāi)拓設(shè)計(jì)是露天開(kāi)

2、采設(shè)計(jì)中帶有全局性的大問(wèn)題，它一方面受露天開(kāi)采境界的影響，另一方面它影響著基建工程量、基建投資和基建時(shí)間，影響著礦山生產(chǎn)能力、礦石損失和貧化、生產(chǎn)的可靠性與均衡性以及生產(chǎn)成本。n開(kāi)拓系統(tǒng)一旦形成，若再想改造，則會(huì)嚴(yán)重地影響生產(chǎn)，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。 n開(kāi)拓方案設(shè)計(jì)原則 n開(kāi)拓方案設(shè)計(jì)的影響因素 n礦床的露天開(kāi)拓方法 n開(kāi)拓方案設(shè)計(jì)應(yīng)從礦床賦存的自然條件出發(fā)，結(jié)合所選擇的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)以及礦床開(kāi)采程序合理地選擇開(kāi)拓方案，使之能夠確保設(shè)計(jì)的礦山建設(shè)速度，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的礦石產(chǎn)量和質(zhì)量要求；n力爭(zhēng)早投產(chǎn)、快達(dá)產(chǎn)、基建投資少、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)低；n盡可能采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，以提高生產(chǎn)的可靠性與生產(chǎn)效率。 n 礦床賦

3、存的自然條件。這是擬定可行開(kāi)拓方案的主導(dǎo)因素。n 開(kāi)采技術(shù)條件：包括露天開(kāi)采境界的尺寸、生產(chǎn)規(guī)模、工藝設(shè) 備類(lèi)型、礦床開(kāi)采程序、礦區(qū)總平面布局形態(tài)等。n經(jīng)濟(jì)因素：包括國(guó)家有關(guān)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策，設(shè)備的供給條件、 礦山建設(shè)速度及礦石產(chǎn)量的要求、礦山開(kāi)采年限等。 依據(jù)所選取的運(yùn)輸設(shè)備，露天開(kāi)拓方法可歸為以下幾種：n公路運(yùn)輸開(kāi)拓；n鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓；n聯(lián)合運(yùn)輸開(kāi)拓，其中有以下幾種聯(lián)合形式：公路-鐵路聯(lián)合開(kāi)拓；公路(鐵路)-破碎站-膠帶輸送機(jī)聯(lián)合開(kāi)拓(簡(jiǎn)稱(chēng)膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓)；公路(鐵路)-箕斗聯(lián)合運(yùn)輸開(kāi)拓(簡(jiǎn)稱(chēng)箕斗運(yùn)輸開(kāi)拓)；公路(鐵路)-平硐溜井聯(lián)合運(yùn)輸開(kāi)拓(簡(jiǎn)稱(chēng)平硐溜井開(kāi)拓) 。n公路運(yùn)輸開(kāi)拓的方法評(píng)價(jià) n

4、公路運(yùn)輸開(kāi)拓的坑線(xiàn)布置 n汽車(chē)運(yùn)輸開(kāi)拓的合理運(yùn)距與合理開(kāi)采深度 n汽車(chē)運(yùn)輸開(kāi)拓坑線(xiàn)形式較為簡(jiǎn)單，開(kāi)拓坑線(xiàn)展線(xiàn)較短，對(duì)地形的適應(yīng)能力強(qiáng)；n公路運(yùn)輸還可多設(shè)出入口進(jìn)行分散運(yùn)輸和分散排土，便于采用移動(dòng)坑線(xiàn)開(kāi)拓，有利于強(qiáng)化開(kāi)采，提高露天礦的生產(chǎn)能力。 公路運(yùn)輸開(kāi)拓的坑線(xiàn)布置形式，除可依據(jù)露天礦的地形條件、采場(chǎng)平面尺寸和開(kāi)采深度適宜地選擇：n折返式、n螺旋式、n折返與螺旋式聯(lián)合布線(xiàn)形式外，還可以采用地下斜坡道開(kāi)拓形式。 n隨著礦床開(kāi)采深度的增加，礦巖的運(yùn)距顯著增大，汽車(chē)臺(tái)班運(yùn)輸能力逐漸降低，運(yùn)輸費(fèi)增大。n合理運(yùn)距合理運(yùn)距即是在該運(yùn)距范圍內(nèi)，開(kāi)采礦石的總成本與上繳的利稅總和不大于礦石的銷(xiāo)售價(jià)格，保證正效益

5、開(kāi)采。合理運(yùn)距是一個(gè)經(jīng)濟(jì)概念。n采用普通載重自卸汽車(chē)運(yùn)輸時(shí)，其合理運(yùn)距約為 3km；采用大型電動(dòng)輪自卸汽車(chē)運(yùn)輸時(shí)，合理運(yùn)距可達(dá)到56km。n考慮到凹陷露天礦重載汽車(chē)上坡運(yùn)行和至卸載點(diǎn)的地面距離，在合理運(yùn)距范圍內(nèi)可折算出汽車(chē)運(yùn)輸開(kāi)拓的合理開(kāi)采深度。當(dāng)采用載重量為80120 t的電動(dòng)輪汽車(chē)時(shí)，合理開(kāi)采深度一般在200300 m。 n鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓的方法評(píng)價(jià) n鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓的坑線(xiàn)布置 n鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓的合理開(kāi)采深度n噸公里運(yùn)輸費(fèi)低，約為汽車(chē)運(yùn)輸?shù)?/41/3；n運(yùn)輸能力大，運(yùn)輸設(shè)備堅(jiān)固耐用；n開(kāi)拓線(xiàn)路較為復(fù)雜，開(kāi)拓展線(xiàn)比汽車(chē)運(yùn)輸長(zhǎng)，因而使掘溝工程量和露天邊幫的附加剝巖量增加，新水平準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)。 n鐵路

6、運(yùn)輸開(kāi)拓多采用固定式坑線(xiàn)，多采用折返式、直進(jìn)折返式、螺旋式及折返螺旋式等形式。n直進(jìn)式坑線(xiàn)開(kāi)拓是最理想的開(kāi)拓形式，但只能適用于開(kāi)采深度淺、采場(chǎng)走向很大的露天礦；n對(duì)于其他形式的露天礦多采用直進(jìn)式與折返式相結(jié)合的坑線(xiàn)開(kāi)拓形式，也可稱(chēng)之為多水平折返式。n折返站是折返坑線(xiàn)的組成部分，供列車(chē)換向和會(huì)讓之用。 n鐵路運(yùn)輸多為折返坑線(xiàn)開(kāi)拓，隨著礦床開(kāi)采深度的下降，列車(chē)在折返站因停車(chē)和換向而使運(yùn)行周期增加，尤其開(kāi)采深度大時(shí)，因運(yùn)行周期長(zhǎng)而使運(yùn)輸效率明顯下降；n只有當(dāng)?shù)V床埋藏較淺，平面尺寸較大的凹陷露天礦或者在開(kāi)采深度較大的凹陷露天礦的上部及其礦床走向長(zhǎng)、高差相差較小的山坡露天礦，采用鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓可取得良好的

7、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果；n對(duì)于凹陷露天礦，單一鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓的經(jīng)濟(jì)合理開(kāi)采深度為120-150m，在地表上下可達(dá)到300350m。 n概述n鐵路-公路聯(lián)合運(yùn)輸開(kāi)拓 n公路(鐵路)-破碎站-膠帶運(yùn)輸機(jī)聯(lián)合開(kāi)拓(膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓） n公路(鐵路)-箕斗聯(lián)合運(yùn)輸開(kāi)拓 n公路(鐵路)-溜井平硐聯(lián)合開(kāi)拓 n鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓及其生產(chǎn)工藝所固有的缺點(diǎn)，使其合理的開(kāi)采深度比較小。n汽車(chē)運(yùn)輸受到合理運(yùn)距的限制，而且隨著開(kāi)采深度的下降，運(yùn)輸效率降低、運(yùn)營(yíng)費(fèi)增加，重車(chē)長(zhǎng)距離上坡運(yùn)輸，使汽車(chē)的使用壽命縮短，故其適用的合理深度也受到限制。n露天礦的生產(chǎn)實(shí)際上經(jīng)常采用各種形式的聯(lián)合運(yùn)輸開(kāi)拓方式。 n采用公路-鐵路聯(lián)合運(yùn)輸開(kāi)拓的經(jīng)濟(jì)效益比單一

8、鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓可提高1316% ，挖掘機(jī)效率可提高2025，從而提高了綜合開(kāi)采強(qiáng)度； n公路-鐵路聯(lián)合運(yùn)輸開(kāi)拓時(shí)，轉(zhuǎn)載站是中間環(huán)節(jié)，一般是采用轉(zhuǎn)載平臺(tái)、礦倉(cāng)和中間堆場(chǎng)三種方式進(jìn)行轉(zhuǎn)載。 n膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種高效率、連續(xù)、半連續(xù)運(yùn)輸?shù)拈_(kāi)拓方式，并成為大型露天礦開(kāi)采的一種發(fā)展趨勢(shì)。n該開(kāi)拓方式是借助設(shè)在露天采場(chǎng)內(nèi)或者露天開(kāi)采境界外的帶式輸送機(jī)把礦巖從露天采場(chǎng)運(yùn)出。n采場(chǎng)內(nèi)主要采用汽車(chē)運(yùn)輸，對(duì)于原為鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓的露天礦，也可以用鐵路運(yùn)輸向破碎站運(yùn)送礦石，并逐步向公路-破碎站-帶式輸送機(jī)運(yùn)輸開(kāi)拓過(guò)渡。 露天礦破碎站的示意圖4 吊車(chē)；5 旋回破碎機(jī)3 液壓操縱臺(tái)；1 礦(巖)緩沖墊層；2

9、操縱臺(tái)；旋回式破碎機(jī)破碎系統(tǒng)示意圖 3 格篩；2 電動(dòng)機(jī)；4 漏斗；1 旋回破碎機(jī)；6 膠帶運(yùn)輸機(jī)；7 吊車(chē)；5 板式給礦機(jī)；公路-破碎站-帶式輸送機(jī)塹溝開(kāi)拓系統(tǒng) 2 邊幫帶式輸送機(jī)；1 破碎站；4 地面帶式輸送機(jī)3 帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)；公路-半固定破碎站-帶式輸送機(jī)斜井開(kāi)拓系統(tǒng)示意圖4 礦石破碎站2 礦石膠帶輸送斜井；1 巖石膠帶輸送斜井；3 巖石破碎站；隨著開(kāi)采深度的下降，破碎站每隔35個(gè)臺(tái)階移設(shè)一次。其合理的移設(shè)步距也可按公式確定。HC/（(c1-c2)S）移動(dòng)式破碎站膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓方式示意圖3 邊幫膠帶運(yùn)輸機(jī)； 4 工作面膠帶運(yùn)輸機(jī)；2 轉(zhuǎn)載點(diǎn)；1 地面膠帶運(yùn)輸機(jī)；7 出入溝6 橋式膠帶運(yùn)

10、輸機(jī)；5 移動(dòng)式破碎機(jī)；膠帶運(yùn)輸機(jī)在工作面的布置方式示意圖 a 工作線(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)；b 工作線(xiàn)較短時(shí)；4 轉(zhuǎn)載點(diǎn)；3 橋式膠帶運(yùn)輸機(jī)；1 爆堆；2 移動(dòng)式破碎機(jī)；7 可回轉(zhuǎn)膠帶運(yùn)輸機(jī)6 挖掘機(jī)；5 工作面膠帶運(yùn)輸機(jī)；膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓的評(píng)價(jià)n膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸能力大，升坡能力大，可達(dá)到16。18。，運(yùn)輸線(xiàn)路距離短，約為汽車(chē)運(yùn)距的1/41/5，鐵路運(yùn)距的1/101/5，因而開(kāi)拓坑線(xiàn)基建工程量??；運(yùn)輸成本低，運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化程度高，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。n由于膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)中需設(shè)置破碎站，破碎站的建設(shè)費(fèi)用高；采用移動(dòng)式破碎站時(shí)，破碎站的移設(shè)工作復(fù)雜；當(dāng)運(yùn)送硬度大的礦巖時(shí)，膠帶的磨損大；敞露式的膠帶運(yùn)輸機(jī)易受到惡劣氣候條件的損害

11、，因而增大了設(shè)備的維護(hù)量與維護(hù)費(fèi)用。 n此開(kāi)拓方法以箕斗為主要的運(yùn)輸容器，整個(gè)開(kāi)拓系統(tǒng)包括礦巖轉(zhuǎn)載站、箕斗斜坡道、地面卸載站和提升機(jī)裝置等。其采場(chǎng)內(nèi)部需用汽車(chē)或鐵路與斜坡箕斗建立起運(yùn)輸聯(lián)系。采場(chǎng)內(nèi)采剝下的礦巖用汽車(chē)或其它運(yùn)輸設(shè)備將其運(yùn)至轉(zhuǎn)載站裝入箕斗，提升（對(duì)于深凹露天礦）或下放（對(duì)于山坡露天礦）至地面卸載點(diǎn)卸載，再裝入地面運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)至破碎站或廢石場(chǎng)。 凹陷露天礦斜坡箕斗開(kāi)拓系統(tǒng) 斜坡溝道位置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的原則n必須保證斜坡溝道所在位置處的巖石穩(wěn)定，深凹露天礦一般設(shè)在非工作幫或境界的端幫上，山坡露天礦宜設(shè)在采礦場(chǎng)境界之外；n應(yīng)盡量減少斜坡溝道與采場(chǎng)內(nèi)其它運(yùn)輸線(xiàn)路及管線(xiàn)的交叉點(diǎn)。凹陷 露天礦中，

12、箕斗溝道穿過(guò)非工作幫上的所有臺(tái)階，切斷了各臺(tái)階水平的聯(lián)系，為建立運(yùn)輸聯(lián)系和向箕斗裝載，需設(shè)轉(zhuǎn)載棧橋；n為減少運(yùn)營(yíng)費(fèi)，選擇地面卸載時(shí)，應(yīng)使地面卸載站與選礦廠(chǎng)或廢石 場(chǎng)之間的礦巖運(yùn)距最短。 斜坡箕斗開(kāi)拓方式的評(píng)價(jià)n優(yōu)點(diǎn)：能以最短的距離克服較大的高差，使運(yùn)輸周期大大縮短；投資少、建設(shè)快、經(jīng)營(yíng)費(fèi)低；箕斗系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，便于制造和維修。n缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)載站的結(jié)構(gòu)龐大，移設(shè)復(fù)雜；礦巖需幾次裝載，管理工作也比較復(fù)雜；大型礦山的礦巖塊度往往較大，使箕斗受到的沖擊嚴(yán)重，因箕斗的維修頻繁而影響生產(chǎn)，這是斜坡箕斗開(kāi)拓在大型露天礦山中應(yīng)用不多的根本原因。 n此種聯(lián)合開(kāi)拓方式通過(guò)開(kāi)拓溜井與平硐來(lái)建立露天采礦場(chǎng)與地面之間的運(yùn)輸通道與運(yùn)輸聯(lián)系n適用于地形復(fù)雜、礦床地面高差大的山坡露天礦溜井平硐開(kāi)拓系統(tǒng) 5 地形等高線(xiàn)；4 露天開(kāi)采境界；3 公路；2 溜井；1 平硐；溜井位置的選擇n應(yīng)根據(jù)礦床的埋藏地點(diǎn)，以采場(chǎng)和平硐的運(yùn)輸功最小、平硐長(zhǎng)度小以及平硐口至選礦廠(chǎng)的距離最短為原則；n溜井應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖層中，應(yīng)避開(kāi)斷層的破碎帶使溜井系統(tǒng)位于地質(zhì)條件好的地層中；n平硐的頂板至采場(chǎng)的最終底部開(kāi)采標(biāo)高應(yīng)保持最小安全距離，一般不能小于20m；n需開(kāi)拓的溜井?dāng)?shù)目應(yīng)根據(jù)