《7露天礦床開拓》培訓課件

第七章露天礦床開拓講授：夏建波參考教材：《露天礦開采技術》（夏建波邱陽主編）學習網站：http:///html/ltkkc.htm參考學時：4學時本章學習要點開拓的定義及重要性露天礦床開拓方法開拓方法的選擇掘溝工程學習目標掌握：公路運輸開拓的幾種坑線布置方式、掘溝工程、溝的幾何要素及掘溝方法。熟悉：公路運輸開拓的特點及適用條件、其它開拓法、確定開拓方案的步驟。了解：開拓系統概念、各種開拓方法的特點、選擇開拓方法的原則及其影響因素。露天礦開拓的含義指按照一定的方式和程序建立地面與采礦場各工作水平之間的運輸通道，以保證露天礦場正常生產的運輸聯系，并借助這些通道，及時準備出新的生產水平。

開拓的重要性露天礦床開拓是礦山設計與生產中的一個重要問題，所選擇的開拓方法合理與否，直接影響到礦山的基建投資、建設時間、生產成本和生產的均衡性。因此，研究合理的開拓方法，對礦山的建設和生產具有重要的意義。露天礦床開拓方法公路運輸開拓鐵路運輸開拓膠帶運輸開拓平硐溜井開拓斜坡卷揚開拓斜坡箕斗串車開拓豎井或斜井提升開拓7.1公路運輸開拓直進式坑線開拓回返式坑線開拓螺旋式坑線開拓7.1.1直進式坑線開拓

（1）山坡露天礦圖7－2

玉龍鐵礦直進式公路開拓系統圖

（2）凹陷露天7.1.2回返式坑線開拓圖7－3山坡露天礦回返坑線開拓1－公路；2－露天開采境界；3－地形等高線圖7－4凹陷露天礦回返坑線開拓示意圖1－出入溝；2－露天開采境界；3－露天底平面；4－連接平臺1）坑線位置固定坑線移動坑線固定坑線開拓2）礦山工程發(fā)展程序礦山工程的發(fā)展包括：臺階的開采程序工作幫的推進新水平的開拓延深3）出入溝口溝口數量溝口位置選擇7.1.3螺旋坑線開拓昆鋼龍山礦開拓系統螺旋坑線開拓礦山工程發(fā)展程序公路運輸開拓評價機動靈活，調運方便，爬坡能力大，要求線路技術條件低，可以減少開拓工程量和基建投資，可縮短基建期限，有利于加速新水平準備。它特別適用于地形復雜、礦床賦存不規(guī)則或采場平面尺寸小、開采深度較大的露天礦。7.2鐵路運輸開拓布置形式直進式折返式螺旋式鐵路運輸－坑線位置采場處于孤立山峰地形，開拓坑線布置在非工作的山坡上鐵路運輸－坑線位置采場處于單側山坡時，運輸干線多設在露天礦開采境界以外的端部鐵路運輸－坑線位置深凹露天礦的鐵路干線一般都設在露天礦的邊幫上，其布置方式因受露天礦平面尺寸的限制常呈折返式。鐵路運輸－坑線位置鐵路線路數目根據露天礦年運量，開拓溝道可鋪設單線或雙線。大型露天礦年云量超過700萬t時，多采用雙干線開拓，其中一條線路為重車線，另一條線路為空車線。而年運量小于該值時，則采用單干線開拓。鐵路折返站型式折返站設在出入溝與開采水平的連接處，供列車換向和會讓之用。鐵路運輸開拓評價鐵路運輸開拓的噸公里運費低，約為汽車運輸的1/4-1/3；運輸能力大；運輸設備堅固耐用。鐵路運輸多為折返坑線開拓，隨著開采深度的下降，列車在折返站停車換向而使運行周期增加，尤其開采深度大時，因運行周期長而運輸效率明顯下降。因此，鐵路運輸開拓的合理深度一般不超過120-150m.鐵路運輸開拓的路線系統和工作組織復雜，開拓坑線展線長度比汽車運輸開拓大，因此倔溝工程量和邊幫附加剝巖量增加，新水平準備時間較長。采用鐵路運輸，易導致采掘工作面的空車供應率和挖掘機效率低，線路移設工作量大，各采區(qū)間的死角處理較復雜等。7.3膠帶運輸開拓按破碎機的固定與否和膠帶運輸機的布置方式及生產工藝流程，露天礦常用的開拓運輸系統可分為：1.汽車-半固定式破碎機-膠帶運輸開拓；2.汽車-半固定或固定式破碎機-斜井膠帶運輸機開拓；3.移動式破碎機-膠帶運輸開拓。

1．汽車-半固定式破碎機-膠帶運輸開拓2．汽車-半固定或固定式破碎機-斜井膠帶運輸機開拓3．移動式破碎機-膠帶運輸開拓7.4斜坡卷揚開拓斜坡卷揚開拓是在斜坡道上利用提升設備轉運貨載，而在露天礦場內的工作臺階和地表，則需借助于其他運輸方式建立聯系。

1．窄軌鐵路－斜坡串車提升聯合開拓2．公路（或窄軌鐵路）－斜坡箕斗聯合開拓7.5平硐溜井開拓平硐溜井開拓是借助開掘溜井和平硐來建立采場與地面間的運輸聯系。礦巖運輸是靠自重沿溜井溜至平硐再轉運到卸載地點，因此，它不能獨立完成露天礦的運輸任務，需與其他運輸方式配合應用。在采礦場常采用汽車和鐵路運輸，在平硐內一般可采用鐵路運輸。1、溜井平硐的布置溜井的位置需根據地質地形條件，考慮工作水平、開段溝的位置及進車方向、工業(yè)場地的位置，工作面與溜井的運輸聯系、平硐的長度以及過渡到深部開采時舊有設施的利用等因素來決定。溜井位置的合理性，應符合運輸距離短，井巷工程量小，工作安全可靠這三個原則，特別是后者尤其重要。應保證穿過的巖層穩(wěn)固，整體性強，避免穿過厚的軟巖夾層、大斷層、破碎帶和裂隙發(fā)育區(qū)以及大的含水層。2、溜井的結構要素溜井是由井口、溜放段、貯礦段及放礦漏斗等部分組成的，其結構要素包括：深度、斷面形狀和尺寸、傾角及漏斗的規(guī)格。合理地確定這些要素，對保證溜井正常工作，防止事故發(fā)生具有重要的意義。溜井技術要素1．溜井深度合理的溜井深度可根據溜井上、下部分磨損的均勻性和施工技術條件予以確定。只要采用合理的溜井斷面形狀和大小，增大貯礦高度，單段溜井的深度可以增加。實際上我國應用的溜井深度已達300m以上。2．溜井斷面形狀和尺寸溜井的斷面多開鑿成圓形，這種形狀有利于提高井壁的穩(wěn)定性。為避免堵塞，溜井的直徑不應小于允許最大放礦塊度的4－6倍，如果粉礦較多且濕度較大時，貯礦段直徑應大于最大塊度的5－8倍。3．溜井的傾角采用垂直溜井較為優(yōu)越。必須采用傾斜溜井時，其傾角也以大于70°為宜。7.6開拓方法的選擇7.6.1選擇開拓方法的原則及影響因素原則最大限度的滿足產量和質量的要求；力求縮短礦山建設時間，早日投產；盡量采用先進的技術和裝備；要節(jié)藥使用人力、物力、資源，力戒浪費。7.6開拓方法的選擇影響因素礦床埋藏的地質條件露天礦生產能力基建工程量和基建期限礦石損失貧化設備供應情況礦床勘探程度7.6.2確定開拓方案的步驟在充分考慮各有關影響因素的基礎上，初步定出若干技術上可行的開拓方案；對各方案進行初步分析。根據生產、設計經驗，刪去明顯不合理的方案；對留下的幾個方案進行溝道定線或定位（井巷），確定運輸方式和設備，布置開拓運輸系統，并進行礦山工程量及生產工藝系統的技術經濟計算；對各方案的各項技術經濟指標作綜合分析比較，以確定其中最優(yōu)的方案。7.6.3開拓溝道定線指具體確定露天礦開拓溝道的空間位置。它是在擬定了開拓方法的基礎上進行的，可分為室內圖紙定線和室外現場定線。定線所需的基礎資料有：礦區(qū)地形地質圖、露天礦總平面布置圖和主要開采技術參數，如露天開采境界、臺階高度、溝道寬度和限制坡度、回頭曲線要素以及連接平臺長度等。定線步驟（1）在底平面周界和各水平最終境界已確定的平面圖上（圖7－30a），根據排土場、卸礦點和地質地形條件等，確定出入溝口的位置，再按溝道各要素，自上而下初步確定溝道中心線位置。（2）根據出入溝的底寬和各種平臺寬度，在圖7－30（a）上，自下而上畫出開拓溝道和開采終了時臺階的具體位置，即形成圖7－30（b）。7.6.4開拓方案的技術經濟比較技術經濟比較的內容：（1）基建工程量；（2）基建投資；（3）各個時期的生產剝采比及生產經營費；（4）生產能力保證程度；（5）礦石損失貧化；（6）投產及達產期限；（7）生產的安全和可靠性，等等。其中基建投資和生產經營費是經濟比較的主要項目7.7掘溝工程掘溝速度V

V＝Q/S（m/月）式中Q－掘溝設備的生產能力（m3/月）；

S－塹溝的橫斷面積（m2）。7.7.1溝的幾何要素（1）溝的寬度

式中B－擴幫爆破寬度（m）；

a－線路要求的寬度（m）；

W－一次爆破進尺（m）。（2）塹溝的深度和溝幫坡面角。

在山坡掘進的單壁溝（圖7－32）時，出入溝和開段溝的溝深均按下式確定式中－溝的寬度（m）；－山坡坡角（度）；－溝幫坡面角（度）；－削坡系數。（3）溝的縱向坡度及長度。

出入溝的縱向坡度取決于開拓運輸方式和運輸設備類型。兩水平間出入溝的長度取決于臺階高度h和溝的縱向坡度，其關系式為開段溝通常是水平的，有時為了便于排水而采用了3－5‰的坡度。其長度一般和準備水平的長度大致相等。7.7.2掘溝工程量計算（1）分體積計算法

（2）平行斷面法該法是沿溝的縱軸每隔一段距離作一相互平行的斷面，斷面間距視地形變化大小而異，然后計算兩相鄰斷面間的溝量，即溝量等于兩斷面間的平均面積乘以斷面間距了，則全溝的體積即上述求得的各塊段體積之和。7.7.3掘溝方法1．汽車運輸掘溝