金屬礦采礦學露天開采

《金屬礦采礦學露天開采》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《金屬礦采礦學露天開采（105頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、采礦學教學課件,金屬礦床露天開采,露天開采,緒論 礦床品位與儲量計算 巖石的力學性質(zhì)及分級 最終開采境界的確定 露天開采程序 露天礦生產(chǎn)計劃 露天礦床開拓 露天開采的生產(chǎn)工藝 礦山技術經(jīng)濟,第十八章露天開采工藝,穿孔作業(yè) 爆破作業(yè) 采裝與運輸 排巖作業(yè),金屬礦床露天開采一般要經(jīng)過以下四道生產(chǎn)工序：穿孔、爆破、鏟裝及運輸和排巖，以上各工序環(huán)節(jié)相互銜接、相互影響、相互制約，共同構(gòu)成了露天開采的最基本生產(chǎn)周期，本章將介紹以上各生產(chǎn)工序中的主要問題。,1 穿孔作業(yè),概述 穿孔方法與穿孔設備 牙輪鉆機,1.1 概述,穿孔作業(yè)是礦床露天開采的第一道生產(chǎn)工序，其作業(yè)內(nèi)容是采用某種穿孔設備在計劃開采的臺階區(qū)域

2、內(nèi)穿鑿炮孔，為其后的爆破工作提供裝藥空間。 穿孔工作質(zhì)量的好壞直接影響著爆破工序的生產(chǎn)效率與爆破質(zhì)量。 在整個露天開采過程中，穿孔作業(yè)的成本約占礦石開采總生產(chǎn)成本的1015 。,1.2 穿孔方法與穿孔設備,穿孔方法：熱力破碎法與機械破碎法，其相應的穿孔設備有火鉆、鋼繩式?jīng)_擊鉆、潛孔鉆、牙輪鉆與鑿巖臺車。 露天礦穿孔設備的選擇主要取決于開采礦巖的可鑿性、開采規(guī)模要求及設計的炮孔直徑。 目前露天礦山常用的穿孔設備：大型露天礦多用牙輪鉆；中小型露天礦常用潛孔鉆。,各類鉆機及其相應特性一覽表,1.3 牙輪鉆機,牙輪鉆機的工作原理 牙輪鉆機的鉆具 牙輪鉆機的工作參數(shù) 牙輪鉆機的生產(chǎn)能力 牙輪鉆機設備需求

3、數(shù)量的確定 提高牙輪鉆機穿孔效率的途徑,1.3.1 牙輪鉆機的工作原理,主要是通過鉆機的回轉(zhuǎn)和推壓機構(gòu)使鉆桿帶動鉆頭連續(xù)轉(zhuǎn)動、同時對鉆頭施加軸向壓力，以回轉(zhuǎn)動壓和強大的靜壓形式使與鉆頭接觸的巖石粉碎破壞，鉆進的同時，通過鉆桿與鉆頭中的風孔向孔底注入壓縮空氣，利用壓縮空氣將孔底的粉碎巖渣吹出孔外，從而形成炮孔。 牙輪鉆頭破碎巖石的機理實際上是沖擊、壓入和剪切的復合作用。,KY-310型牙輪鉆機,1 鉆桿； 2 鉆桿架； 3 起落立架油缸； 4 機棚； 5 平臺； 6 行走機構(gòu)； 7 鉆頭； 8 千斤頂； 9 司機室 10 凈化除塵裝置； 11 回轉(zhuǎn)加壓小車； 12 鉆架； 13 動力裝置,鉆機,

4、1.3.2 牙輪鉆機的鉆具,牙輪鉆機的鉆具包括鉆桿、穩(wěn)桿器、減震器和牙輪鉆頭四部分。,1 牙輪鉆頭；2 穩(wěn)桿器；3 鉆桿；4 減震器,三牙輪鉆頭外形和三牙輪鉆頭結(jié)構(gòu),典型的三牙輪鉆頭外形,三牙輪鉆頭結(jié)構(gòu)圖,1 鉆頭絲扣； 2 擋渣管； 3 風道； 4 牙爪； 5 牙輪； 6 塞銷； 7 填焊； 8 牙爪軸頸； 9 滾柱； 10 牙齒； 11 滾珠； 12 襯套； 13 止推塊； 14 噴嘴； 15 爪背合金； 16 輪背合金,牙輪鉆頭,1.3.3 牙輪鉆機的工作參數(shù),鉆壓的確定 取決于礦巖的物理機械性質(zhì)（硬度系數(shù)）、鉆頭的承載能力和鉆機的技術性能。 鉆速與鉆具的轉(zhuǎn)速 軸壓和巖石硬度不同，鉆速都

5、有相應的合理取值范圍，如當f1520時，宜采用重型鉆機，轉(zhuǎn)速取5080r/min。 排渣風速和風量的確定 根據(jù)炮孔直徑、鉆桿直徑和要求的排渣風速，在風量諾模圖上查取所需的風量。,1.3.4 牙輪鉆機的生產(chǎn)能力,牙輪鉆機的臺班生產(chǎn)能力 鉆機的臺年綜合效率,1.3.4.1 牙輪鉆機的臺班生產(chǎn)能力,Vb = 0.6 V Tb 式中： Vb 牙輪鉆機臺班生產(chǎn)能力，m/臺班； V 牙輪鉆機機械鉆進速度，cm/min； Tb 班工作時間，h； 班工作時間利用系數(shù)，一般情況下0.40.5。,,式中：P 軸壓，N； n 鉆具的轉(zhuǎn)速，r/min； D 鉆頭的直徑，cm； f 巖石的堅固性系數(shù)；,1

6、.3.4.2 鉆機的臺年綜合效率,鉆機的臺年綜合效率是鉆機臺班工作效率與鉆機年工作時間利用率的函數(shù)。影響鉆機工作時間利用率的主要因素有兩方面：一是因組織管理不科學造成的外因停鉆時間；另一方面是鉆機本身故障所引起的內(nèi)因停鉆時間。,1.3.5 牙輪鉆機設備需求數(shù)量的確定,,式中： N 所需鉆機設備的數(shù)量，臺； Q 礦山設計年采剝總量，噸； L 每臺牙輪鉆機的年穿孔效率，m/年； q 每米炮孔的爆破量，t/m； e 廢孔率，%；,國內(nèi)部分礦山每米炮孔爆破量實際指標,1.3.6 提高牙輪鉆機穿孔效率的途徑,一方面應繼續(xù)改進牙輪鉆機本身的技術性能，提高鉆頭的工作強度與使用壽命； 另一方面，在牙輪鉆機穿孔

7、作業(yè)時，應當合理配置好各種工作參數(shù)，協(xié)調(diào)好生產(chǎn)中的組織管理，提高鉆機的工作時間利用率。,2爆破作業(yè),概述 基建剝離大爆破 生產(chǎn)臺階正常采掘爆破 靠幫并段臺階的控制爆破,2.1 概述,爆破工作是露天開采中的又一重要工序，通過爆破作業(yè)將整體礦巖進行破碎及松動，形成一定形狀的爆堆，為后續(xù)的采裝作業(yè)提供工作條件。 爆破工作質(zhì)量、爆破效果的好壞直接影響著后續(xù)采裝作業(yè)的生產(chǎn)效率與采裝作業(yè)成本。 在露天開采的總生產(chǎn)費用中，爆破作業(yè)費用大約占15%20%。,露天開采對爆破工作的基本要求,有足夠的爆破貯備量，以滿足挖掘機連續(xù)作業(yè)的要求，一般要求每次爆破的礦巖量至少應能滿足挖掘機510晝夜的采裝需要； 要有合理的

8、礦石塊度，以保證整個開采工藝過程中的總費用最低。 具體說來，生產(chǎn)爆破后的礦巖塊度應小于挖掘設備鏟斗所允許的最大塊度和粗碎機入口所允許的最大塊度； 爆堆堆積形態(tài)好，前沖量小，無上翻，無根底，爆堆集中且有一定的松散度，以利于提高鏟裝設備的效率。在復雜的礦體中不破壞礦 層層位，以利于選別開采； 無爆破危害，由于爆破所產(chǎn)生的地震、飛石、噪音等危害均應控制在允許的范圍內(nèi)，同時，應盡量控制爆破帶來的后沖、后裂和側(cè)裂現(xiàn)象。 爆破設計合理，使整個開采過程中的穿孔、爆破、鏟裝、破碎等工 序的綜合成本最低。,露天開采過程中的爆破作業(yè)種類,基建期的剝離大爆破 生產(chǎn)期臺階正常采掘爆破 控制爆破,2.2 基建剝離大爆破

9、,概述 大爆破的設計原則及要求 主要爆破參數(shù),2.2.1 概述,在山坡露天礦的基建期，為了剝離礦體上部（或側(cè)向）較厚的覆蓋巖層，平整工業(yè)場地、開挖公路或鐵路運輸通道，通常要進行大爆破。這種大爆破系指利用開鑿地下硐室進行集中裝藥的大型爆破工程，又稱為硐室大爆破。 按爆破后巖石的破碎程度和堆積狀態(tài)，硐室大爆破的方式有以下兩種：破碎松動爆破、 拋擲爆破：,2.2.2 大爆破的設計原則及要求,經(jīng)濟合理性原則：在保證良好的爆破效果的前提下，盡可能減少基建投資與爆破工程量，加快基建工程的建設速度、降低爆破成本； 爆破設計要求：根據(jù)礦山基建期與生產(chǎn)期的整體要求，結(jié)合礦床的地形地質(zhì)條件，科學合理地確定大爆破的

10、各項參數(shù)及爆破范圍，應盡量方便施工，不給后續(xù)工程留下隱患； 爆破質(zhì)量要求：爆堆的形態(tài)及分布應符合要求，降低大塊率，減少邊緣欠挖量，爆破后形成的場地要平整。 爆破安全要求：在工業(yè)場地、重要建筑物或重要設施附近進行大爆破時，必須保證周圍環(huán)境的安全，在采場邊幫附近進行大爆破時，必須保證采礦場邊幫的穩(wěn)定；,2.2.3主要爆破參數(shù),爆破作用指數(shù)n 最小抵抗線W 藥包的間距 裝藥量的計算,2.2.3.1 爆破作用指數(shù)n,通常以爆破漏斗半徑和最小抵抗線的比值來表征爆破作用指數(shù)n的大小。 決定著爆破作用的性質(zhì)、爆破漏斗的尺寸、巖石的破碎程度、拋擲方量的比率以及爆破的技術經(jīng)濟效果。 弱松動爆破，n小于0.75，

11、強松動爆破，n在0.75到1之間。 拋擲爆破，n受地形坡角和預計爆破方量的拋擲率的影響，通常可參考下表中的經(jīng)驗值選取。,2.2.3.2 最小抵抗線W,由各藥包中心指向其相鄰地表的有向線段的長度即為該藥包的最小抵抗線W。 最小抵抗線的大小取決于爆破工程的要求、地形條件和藥包的布置方式。,藥包的布置形式與抵抗線,硐室爆破藥包布置分類表,2.2.3.3 藥包的間距,硐室爆破的藥包間距通常根據(jù)最小抵抗線和爆破作用指數(shù)來定。 在其它條件一定時，巖石越軟，藥包的間距應越大；反之，巖石越硬，藥包的間距應越小。 在不同的地形地質(zhì)條件下，各種硐室爆破的藥包間距的取值如下表所示。,藥包間距計算經(jīng)驗公式,2.2.3

12、.4 裝藥量的計算,裝藥量是標準炸藥單耗q與爆破作用指數(shù)n和最小抵抗線W的函數(shù)， 通常依據(jù)以下的經(jīng)驗公式計算： (1) 松動爆破的裝藥量： 斜坡地形 Q = 0.36 qW 3 平坦地形Q = 0.44 qW 3 (2) 拋擲爆破和加強松動爆破的裝藥量： Q = (0.4+0.6n3) qW 3 此計算方法在0.7 n3和W25m的時，計算結(jié)果較符合實際。如果 W25m，計算出的藥量偏小，應再將計算結(jié)果乘以系數(shù)k： 從式中可以看出，W值越大，k值就越大，Q值也相應增大。但當W值很大時，則需對藥量進行特別校驗。,,2.3 生產(chǎn)臺階正常采掘爆破,概述 生產(chǎn)臺階正常采掘的爆破方法 臺階正常采掘爆破

13、參數(shù)及爆破設計,2.3.1 概述,露天臺階正常采掘爆破是在每一生產(chǎn)臺階分區(qū)依次進行的，爆破區(qū)域的大小即為一個采掘帶。對于每一爆破區(qū)域當前序穿孔作業(yè)完成炮孔的穿鑿工作后，爆破工序即開始運行。 首先，由爆破設計人員依據(jù)穿孔工序所生成的實測布孔圖進行爆破設計與計算。 設計的內(nèi)容主要有炸藥類型及單耗(或裝藥密度)的選取，炮孔裝藥結(jié)構(gòu)設計，每孔裝藥量與總炸藥消耗量計算，起爆網(wǎng)絡及起爆方式設計，然后爆破人員依據(jù)爆破方案進行炮孔裝藥及實施爆破。,2.3.2 生產(chǎn)臺階正常采掘的爆破方法,淺孔爆破法：輔助性爆破，修路、大塊二次破碎、處理根底、掘出入溝等。 深孔爆破法：臺階正常采掘。 藥壺爆破法：用以克服較大的底

14、盤抵抗線。 外敷爆破法：大塊二次破碎及處理根底。,2.3.3 臺階正常采掘爆破參數(shù)及爆破設計,炮孔布置示意圖 炮孔底盤抵抗線 布孔方式與布孔參數(shù) 炮孔規(guī)格與超深 孔裝藥量與裝藥結(jié)構(gòu) 起爆方案與起爆網(wǎng)絡,2.3.3.1 炮孔布置示意圖,2.3.3.2 炮孔底盤抵抗線,底盤抵抗線即炮孔中心至臺階坡底線的最小距離(上圖中的Wp）。 底盤抵抗線設置過小，則造成被爆破的巖體過于粉碎，同時產(chǎn)生的爆堆前沖也很大；設置過大時，爆破后容易形成根底與大塊。 底盤抵抗線的經(jīng)驗計算公式為： Wp = (2545)D (m) 式中：D為炮孔的直徑，米。 第一排孔的底盤抵抗線取值應滿足以下的約束條件： Wp H(

15、ctg - ctg) + C 式中：H 臺階高度，m； 臺階坡面角，度； 炮孔的傾角，度；垂直孔時=90。 C 前排孔中心至臺階坡頂線的安全距離，一般為23米。,2.3.3.3 布孔方式與布孔參數(shù),2.3.3.3 布孔方式與布孔參數(shù),孔間距 排間距 炮孔鄰近系數(shù)m ，前排：m=a/Wp 后排：m=a/b 式中：Q 炮孔裝藥量，kg； W 炮孔底盤抵抗線，(m)，前排孔即為炮孔底盤抵抗線， 后排孔按排間距計算； q 炸藥單耗，即爆破每立方米礦(巖)的炸藥消耗量，kg/m3；,,,,2.3.3.4 炮孔規(guī)格與超深,目前國內(nèi)露天礦采用的深孔爆破孔徑有80、100、150、

16、170、200、250、310mm等 炮孔超深(又稱超鉆)是指炮孔超過臺階底盤的垂直深度 超深設置過小，容易產(chǎn)生“根底” 若超深過大，降低了延米爆破量指標，增加了爆破震動強度，嚴重地破壞爆后臺階底盤的平整。 計算：h = (0.150.35)Wp 或h = (812)D,2.3.3.5 孔裝藥量與裝藥結(jié)構(gòu),炸藥單耗q ：爆破每一立方米或一噸礦(巖)平均所用的炸藥量。 孔裝藥量 : 式中：Q 炮孔裝藥量，kg； q 設計選用的炸藥單耗，kg/m3； Wp 炮孔底盤抵抗線，m； a 孔間距， m； H 臺階高度，m。,,2.3.3.5 孔裝藥量與裝藥結(jié)構(gòu),裝藥長度(LB)，填塞長度(Lt

17、),2.3.3.5 孔裝藥量與裝藥結(jié)構(gòu),分段裝藥結(jié)構(gòu)一般運用于下列情況： 當設計計算出的炮孔裝藥量較小，遠小于炮孔最大可能的裝藥量時，為了使炸藥在孔內(nèi)較均勻分布，通常采用分段炸藥結(jié)構(gòu)，以取得較好的爆破效果。 當采用大孔徑深孔爆破時，計算出的填塞長度超過6m，通常采用分段裝藥結(jié)構(gòu)。 當生產(chǎn)臺階推進到最終開采境界，需進行靠幫并段時，也多采用分段裝藥結(jié)構(gòu)。,2.3.3.6 起爆方案與起爆網(wǎng)絡,排間微差起爆 斜線起爆 直線掏槽起爆 間隔孔起爆,2.3.3.6 起爆方案與起爆網(wǎng)絡,排間微差起爆：其特點將平行于臺階坡頂線布置的炮孔按行順序起爆。優(yōu)缺點： 爆破時前推力大，能克服較大的底盤抵抗線，爆破崩落線明

18、顯 后沖及爆破地震效應較大，爆破過程中巖塊碰撞擠壓較少；爆堆平坦。 為了避免地震效應過大，可將同排起爆炮孔再分成數(shù)段起爆。 為了避免后沖過大，可將前一排的兩側(cè)邊孔與后一排的炮孔同段起爆。,2.3.3.6 起爆方案與起爆網(wǎng)絡,斜線起爆：每一分段起爆炮孔中心的連線與臺階坡頂線斜交的爆破方式統(tǒng)稱斜線起爆。優(yōu)缺點： 采用方形布孔，便于鉆孔、裝藥與填塞機械的作業(yè)，同時，斜線起爆又提高了炮孔的鄰近系數(shù)，有利用于改善爆破質(zhì)量； 由于起爆的分段多，每分段的裝藥量小而分散，因而爆破的地震效應也大大降低。 降低了爆破的后沖與側(cè)沖，且爆堆集中，提高了鏟裝作業(yè)的效率。 后排孔爆破時的夾制性較大，崩落線常不明顯；分段施

19、工操作與檢查較為繁雜，且由于爆破段數(shù)多，爆破材料消耗量大。,2.3.3.6 起爆方案與起爆網(wǎng)絡,直線掏槽起爆：該方案是利用沿一直線布置的密集炮孔首先起爆，為后續(xù)孔爆破開創(chuàng)新的自由面。其基本布置形式如下圖所示。 直線掏槽爆破一般在掘溝中使用，該方案的爆破效果一般具有如下特點：破碎塊度適當、均勻。爆堆沿塹溝的軸線集中，無碎石后翻現(xiàn)象。其缺點：穿孔工作量大，延米爆破量低，爆破后溝兩邊的側(cè)沖大，地震效應較強。,直線掏槽起爆,a 一般起爆形式；b 分區(qū)多段起爆形式；15 為起爆順序,2.3.3.6 起爆方案與起爆網(wǎng)絡,間隔孔起爆：該起爆方案按同排炮孔按齊偶數(shù)分組順序起爆，其基本形式下圖所示。 波浪起爆與

20、排間順序起爆相比，因前段爆破為后排炮孔創(chuàng)造了較大的自由面，因而改善了爆破質(zhì)量，同時塌落寬度與后沖都較小。 梯形爆破由于來自多方面的爆破作用，爆破質(zhì)量大大改善，爆堆集中，后沖、側(cè)沖較小，但該方案不適于掘溝爆破。,間隔孔起爆,a 波浪式；b 階梯式；18 起爆順序,2.4 靠幫并段臺階的控制爆破,在實際生產(chǎn)中，通常采用“預裂爆破、緩沖爆破與光面爆破”等控制爆破手段來避免或減少臺階靠幫或并段爆破對最終邊幫穩(wěn)定性的危害。 預裂爆破 緩沖爆破 光面爆破,預裂爆破,1 預裂孔；2 緩沖孔； 3 主爆孔,緩沖爆破,上圖中位于預裂孔和主生產(chǎn)炮孔之間的一排炮孔 稱為緩沖孔。 緩沖孔的特點： 孔網(wǎng)參數(shù)略小于生產(chǎn)炮

21、孔，且孔底不設置超鉆或減少超鉆量 控制緩沖炮孔中的裝藥量使其低于生產(chǎn)炮孔 為了使孔內(nèi)裝藥量不致于過分集中，孔中應采用填塞物介質(zhì)或空氣間隔的分段裝藥結(jié)構(gòu)。 當進行靠幫或并段臺階向固定邊幫臺階過渡時，使緩沖爆破與預裂爆破同時進行，或略遲于預裂爆破將會使爆破震動強度大大降低。,光面爆破,光面控制爆破是在予爆破區(qū)域的邊緣線或邊界線上、或出入溝的兩側(cè)邊界線上穿鑿一排較密集的炮孔，控制該排炮孔的抵抗線與孔裝藥量，以使其爆破后沿炮孔中心連線形成破裂帶，而獲得較平整的破裂面。 為了達到光面爆破的效果，光面孔的孔間距應小于其抵抗線，通常取為0.8倍的抵抗線，裝藥不耦合系數(shù)應與預裂爆破相同或略小些， 線裝藥密度應

22、與預裂爆破相同或略大些，選擇適宜的裝藥量以控制炸藥爆轟對孔壁的壓力，達到不破壞炮孔周圍的巖石。 一般光面炮孔是在主炮孔爆破后或清碴后再一次起爆。,3 采裝與運輸,概述 采裝作業(yè)與采裝設備 挖掘機生產(chǎn)能力的計算 提高挖掘機生產(chǎn)能力的途徑 運輸作業(yè)與運輸設備 礦用汽車的性能評價與運輸計算 采運設備的合理選型與科學配比,3.1 概述,采裝與運輸作業(yè)是密不可分的，兩者相互影響、相互制約。 如何選擇采運設備，采運設備的規(guī)格與數(shù)量匹配是否合理、采裝工作與運輸工作的銜接是否流暢都將大大地影響礦山企業(yè)的投資規(guī)模、生產(chǎn)效率與生產(chǎn)成本。 目前，采裝運輸工藝的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在采運設備的大型化、采裝與運輸環(huán)節(jié)的一體

23、化與連續(xù)化。,3.2 采裝作業(yè)與采裝設備,采裝作業(yè)的內(nèi)容是利用裝載機械將礦巖從較軟弱的礦巖實體或經(jīng)爆破破碎后的爆堆中挖取，裝入某種運輸工具內(nèi)或直接卸至某一卸載點。 采裝作業(yè)所使用的機械設備有機械式單斗挖掘機、索斗鏟、前裝機、輪斗挖掘機、鏈斗挖掘機等。,3.3 挖掘機生產(chǎn)能力的計算,露天開采中，挖掘機的生產(chǎn)能力有技術生產(chǎn)能力和實際生產(chǎn)能力兩種。 挖掘機的技術生產(chǎn)能力 挖掘機的實際生產(chǎn)能力,3.3.1 挖掘機的技術生產(chǎn)能力,,式中： Vj 挖掘機技術生產(chǎn)能力，m3/h； t 挖掘機工作循環(huán)時間，秒，其值一般經(jīng)實地測試后求得； E 鏟斗容積，m3； KW 挖掘系數(shù)，又稱實方滿斗系數(shù)； KW Km

24、/Ks，Km 滿斗系數(shù)， Ks 松散系數(shù)。,3.3.2 挖掘機的實際生產(chǎn)能力,挖掘機的實際生產(chǎn)能力是考慮了挖掘機工作時間利用率后的生產(chǎn)能力。,,式中：VB 挖掘機班實際生產(chǎn)能力，m3/臺班； Vj 挖掘機班技術生產(chǎn)能力，m3/h； T 班工作時間，h； 班工作時間利用系數(shù)，即裝車時間占班工作時間的比例。,3.4 提高挖掘機生產(chǎn)能力的途徑,結(jié)合礦山的設計生產(chǎn)能力，合理地選擇挖掘機的類型與技術規(guī)格。 優(yōu)化爆破設計，改善爆破質(zhì)量以提高挖掘機采裝效率與滿斗系數(shù)。 通過組織技術培訓和經(jīng)驗交流，提高挖掘機操縱人員的工作水平和熟練程度，以提高挖掘機的工作效率與生產(chǎn)能力。 合理選擇挖掘機的采裝方式與運輸設備

25、的供車方式，以縮短挖掘機工作循環(huán)時間。,3.5 運輸作業(yè)與運輸設備,運輸作業(yè) 運輸設備,3.5.1 運輸作業(yè),露天礦運輸作業(yè)是采裝作業(yè)的后續(xù)工序，其基本任務是將已裝載到運輸設備中的礦石運送到貯礦場、破碎站或選礦廠，其中的巖石運往廢石場。此外，還承擔著露天生產(chǎn)中的輔助運輸任務，即將生產(chǎn)過程中所需的人員、設備和材料運送到工作地點。,3.5.2 運輸設備,露天礦可采用的運輸方式有自卸汽車運輸、鐵路運輸、膠帶運輸機運輸、斜坡箕斗提升運輸以及由各種方式組合成的聯(lián)合運輸，如：自卸汽車鐵路聯(lián)合運輸、自卸汽車膠帶運輸機聯(lián)合運輸、自卸汽車(或 鐵路機車)斜坡箕斗聯(lián)合運輸。,3.5.2.1 鐵路運輸,實踐證明鐵路

26、運輸由于爬坡能力低、運輸線路的工程量大，線路通過的平面尺寸大、比較適用于深度較小且平面尺寸很大的露天礦山。,3.5.2.2 汽車運輸,汽車具有爬坡能力大、運輸線路通過的平面尺寸小、運輸周期相對較短、運輸機動靈活、運輸線路的修筑與養(yǎng)護簡單，適于強化開采等特點，在現(xiàn)代露天礦山得到了廣泛的應用，但相比于鐵路運輸，汽車運輸?shù)膰嵐镞\費高，且設備維修較為復雜，占用的熟練工人數(shù)量多，油料能源消耗量大，運行過程中產(chǎn)生的廢氣和揚塵污染大氣。,3.5.2.3 汽車運輸發(fā)展方向,增大汽車的載重量。 改進汽車結(jié)構(gòu)，研制開發(fā)雙能源的電動輪汽車。 改善道路質(zhì)量以減輕輪胎磨損和機件的破損； 強化汽車的維護與檢修； 改善汽

27、車的組織調(diào)度以提高汽車的有效作業(yè)率； 汽車與其它運輸方式相聯(lián)合的聯(lián)合運輸方式。,3.5.2.4 聯(lián)合運輸,發(fā)揮汽車運輸?shù)男?，通常采用汽車與其它運輸設備聯(lián)合的運輸方式，最新的聯(lián)合運輸發(fā)展趨勢是汽車與膠帶運輸機相聯(lián)合。 膠帶運輸機在露天礦的應用方興未艾，國內(nèi)的大孤山鐵礦即采用了汽車半固定式破碎站斜井膠帶運輸系統(tǒng)。由于膠帶運輸機的爬坡能力大，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)或半連續(xù)作業(yè)，自動化水平高，運輸生產(chǎn)能力大、運輸費用低，所以在國內(nèi)外深露天礦的應用日愈廣泛。,3.6 礦用汽車的性能評價與運輸計算,礦用汽車的性能評價 汽車運輸計算,3.6.1 礦用汽車的性能評價,重量利用系數(shù) 比功率和比扭矩 最大動力因數(shù) 車輛的

28、動力特性曲線 性能限制因數(shù),自卸汽車牽引平衡圖,,3.6.2 汽車運輸計算,自卸汽車運輸能力計算 自卸汽車需求量的計算 道路通過能力計算,3.6.2.1 自卸汽車運輸能力計算,,式中：QB 自卸汽車的臺班生產(chǎn)能力，t/臺班； q 自卸汽車的載重量，t； T 自卸汽車的班工作時間，h； t 自卸汽車的運輸周期，min； k1 自卸汽車的載重系數(shù)； 自卸汽車的班工作時間利用系數(shù)。,自卸汽車的臺班生產(chǎn)能力的計算公式為：,3.6.2.2 自卸汽車需求量的計算,,式中：N 全礦自卸汽車的在冊數(shù)量，臺； k2 自卸汽車運輸不均衡系數(shù)，k=1.11.15； Q 全礦的設計班產(chǎn)量，t/班

29、； A 自卸汽車的臺班生產(chǎn)能力，t/臺班； k3 自卸汽車的出車率。,3.6.2.2 自卸汽車需求量的計算,,式中：N 自卸汽車需求臺數(shù)，臺； Qy 露天礦年運輸量，t/年； m 礦山年工作日總數(shù)，d； Nb 每日工作班數(shù)； A，k2，k3含義如前述。,3.6.2.3 道路通過能力計算,,式中：Nd 道路通過能力，輛/h； v 自卸汽車在計算區(qū)段的平均行車速度，Km/h； n 線路數(shù)目，單車道時n=0.5，雙車道時n=1； k 車輛行駛的不均衡系數(shù)，一般k=0.50.7; s 安全行車間距，即兩輛自卸車追蹤行駛時的最小安全距離，m；,3.6.2.3 道路通過能力計算,,式中：MD 道

30、路通過能力，t/班； Nd 以車輛數(shù)表示的線路通過能力，輛/h； T 班工作時間，h； q 自卸汽車的載重量，t； 自卸汽車工作時間利用系數(shù)。,利用關鍵行車路段每班所能通過的最大運輸量來表示的道路通過能力：,3.7 采運設備的合理選型與科學配比,挖掘機的選型 礦用自卸汽車選型 采裝與運輸設備的合理配比,3.7.1 挖掘機的選型,單斗挖掘機的選型要根據(jù)礦山生產(chǎn)規(guī)模、礦巖年采剝總量、開采工藝、礦巖的物理力學性質(zhì)、設備的供應情況等因素來決定 國內(nèi)礦山的開采實踐表明，特大型露天礦應選擇810M3或更大型挖掘機；大型礦山一般應選用斗容為410M3；中型礦山一般應選用斗容為24M3的挖掘機；而小型礦

31、山宜選擇12M3的挖掘機。,3.7.2 礦用自卸汽車選型,礦用自卸汽車的選取與礦巖運量、裝載設備的容積、礦巖運距及道路的技術條件等因素有關，在礦山設計時一般是從車箱容積、汽車的比功率及車箱強度三方面來考慮。 車箱容積應與鏟斗容積、礦巖比重及礦巖塊度相適應，以充分利用鏟斗和車箱容積，發(fā)揮采運作業(yè)的最大綜合生產(chǎn)效率。 汽車比功率的大小反映了汽車的動力特性，生產(chǎn)實踐證明，比功率過小的車型，在深凹露天礦重車上坡時表現(xiàn)為車速低，達不到額定載荷，因此大型車的比功率宜在6馬力/噸。 車箱的強度應能適應裝載大塊礦巖時所產(chǎn)生的沖砸。,3.7.3 采裝與運輸設備的合理配比,車鏟比：平均分配給每臺挖掘設備的汽車數(shù)量

32、。 理論車鏟比：運輸設備的運輸周期與裝載設備的平均裝車間隔時間之比。 露天礦生產(chǎn)汽車統(tǒng)一調(diào)度實時控制系統(tǒng)，通過計算機統(tǒng)一生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)了運輸設備行車路線的最佳選擇，減少了汽車排隊、待裝、待卸、空車運行以及電鏟等車時間，最大限度地發(fā)揮了采運設備的生產(chǎn)效率。,4 排巖作業(yè),概述 廢石場的位置及要素 廢石排棄工藝 廢石場的危害防治及復田,4.1 概述,通常將運輸剝離下的廢石到廢石場進行排棄稱作排巖工程； 排巖工程的經(jīng)濟效率主要取決于廢石場的位置、排巖方法和排巖工藝的合理選擇； 排巖工程是一項系統(tǒng)工程，其內(nèi)容涉及廢石的排棄工藝、廢石場的建立與發(fā)展規(guī)劃、廢石場的穩(wěn)固性、廢石場污染的防治、廢石場的復田

33、等方面。,排巖技術與廢石場治理方面的發(fā)展趨勢,采用高效率的排巖工藝與排巖設備，提高排巖強度； 提高堆置高度，增加廢石場單位面積的排巖容量，提高廢石場的利用率，減少廢石場的占地面積； 適時進行廢石場的復墾，減少廢石場對生態(tài)環(huán)境的污染。,4.2 廢石場的位置及要素,廢石場的位置選擇 廢石場的堆置要素,4.2.1 廢石場的位置選擇,廢石場地選擇時應遵循下列原則： 不占良田、少占耕地，盡量利用山坡、山谷的荒地，避免村莊的遷移 。 在不影響礦山工程發(fā)展的前提下，盡可能靠近采場布置廢石場，以便縮短巖石運距。 盡可能采用內(nèi)部排巖，通過二次轉(zhuǎn)排的技術經(jīng)濟合理性的論證，積極采用內(nèi)部臨時廢石場。 廢石場應設置在居

34、民區(qū)或工業(yè)場地的下風側(cè)或最小風側(cè)以及生活水源的下游，以免對居民或工廠造成危害。 廢石場不應截斷山洪和河流，避免設置在水文地質(zhì)復雜的地段，以保證廢石場的穩(wěn)定，避免廢石場發(fā)生滑坡和泥石流事故。 剝離下的廢石中可利用的部分要單獨堆置以便日后二次回收利用。 有條件的地區(qū)靠近采場的廢石場宜分散布置，以利于多出口運輸，疏散排巖道路的通過能力，緩和廢石排棄高峰。 廢石場地的選擇要有利于征用土地的復墾。,4.2.2 廢石場的堆置要素,廢石場的堆置高度 堆置階段的平盤寬度 廢石場容積的確定,廢石場有效容積的確定,,式中：Vy ____廢石場的設計有效容積，m3； Vs ____剝離巖土的實方數(shù)，m3； Ks__

35、__巖土的松散系數(shù)，可參考下表； Kc ____巖土的下沉率，，取值可參考下表。,巖土松散系數(shù),下沉率參考值,廢石場的設計總?cè)莘e,V K1 Vy 式中：V 廢石場的設計總?cè)莘e，m3； K1 容積的富余系數(shù)，一般取1.021.05； Vy 廢石場有效容積，m3。,4.3 廢石排棄工藝,根據(jù)廢石的運輸與排棄方式及所使用設備的不同，外部廢石場的排棄工藝可分為： 鐵路運輸排巖：根據(jù)廢石場排巖設備的不同又分為挖掘機排巖、排 土犁排巖、鏟運機排巖。 公路運輸排巖：此種排巖工藝是利用汽車將廢石直接運到廢石場進行排卸，然后由推土機推排殘留的廢石及整理排卸平臺。 膠帶運輸排巖：此種排巖工藝是利用膠帶機將剝離下的

36、廢石直接從采場運到廢石場進行排卸。,4.3.1 汽車排土機排巖工藝,汽車排土機排巖工藝具有一系列的優(yōu)點： 汽車運輸機動靈活、爬坡能力大、可在復雜的排巖場地作業(yè)，宜實行高臺階排土。 廢石場內(nèi)運輸距離較短，排巖運輸線路建設快、投資少，又易于維護，我國多數(shù)露天礦山都采用汽車排土機排巖工藝。,4.3.2 鐵路運輸?shù)呐艓r,鐵路運輸?shù)呐艓r工藝主要是由鐵路機車將剝離下的廢石運至廢石場，翻卸到指定地點再應用其它的移動設備進行廢石的轉(zhuǎn)排工作。 可選用的轉(zhuǎn)排設備有排土犁、挖掘機、推土機、前裝機、索斗鏟等。 目前，在國內(nèi)采用鐵路運輸排巖工藝的礦山主要以挖掘機為主，排土犁為輔，而其它設備很少用。 鐵路運輸?shù)呐艓r工藝的

37、輔助設備有移道機、吊車等。,4.3.3 膠帶運輸機膠帶排巖機排巖,露天礦采用膠帶運輸機膠帶排巖機排巖是近十年來發(fā)展起來的一種多機械、連續(xù)排巖工藝。 工藝系統(tǒng)的工藝流程是：使用汽車將剝離下廢石運至設置在采場最終邊幫上的固定或移動式破碎站進行廢石的粗破碎，破碎后的廢石被卸入膠帶運輸機，由膠帶運輸機運至廢石場再轉(zhuǎn)入膠帶排巖機進行排卸。當一個臺階高度排滿后，用推土機平整場地，然后移動膠帶排巖機。,4.4 廢石場的危害防治及復田,廢石場的危害及防治 廢石場的污染 廢石場的復墾,4.4.1 廢石場的危害及防治,金屬礦床露天開采過程中所建立的廢石場不但占用了大量的土地而且也對生態(tài)景觀與環(huán)境也造成了相當大的破

38、壞和危害。概括說來，廢石場的潛在危害主要來自兩個方面， 由于廢石場的穩(wěn)定性差所引發(fā)的廢石場變形、滑坡及廢石場泥石流； 廢石場所造成的環(huán)境污染。,4.4.1 廢石場的危害及防治,治理措施應著眼以下幾個方面： 改進排巖工藝，選擇合理的排巖設備及工藝參數(shù)，合理控制排巖順序，避免形成軟弱夾層 ； 積極處理軟巖基底； 采取必要措施進行廢石場的疏干排水； 采用不同形式的護坡?lián)鯄Γ€(wěn)定坡角，防止廢石場滑坡； 進行廢石場植被。,4.4.2 廢石場的污染,廢石場的污染有粉塵、毒氣和酸雨三類。 從酸水形成機理中各個環(huán)節(jié)入手，采取積極措施抑制酸水的形成。其措施的要點： 盡量在氣候干燥的季節(jié)剝離含有硫化物的巖石，控制巖石的破碎程度，采取集中堆放和及時掩埋等措施，縮短硫化物廢石在大氣中的暴露時間； 使廢石堆和地下水和地表水隔絕； 截流廢石場中產(chǎn)生的酸水，使其不漫溢，集中加以中和處理 。,4.4.3 廢石場的復墾,土地復墾是指把被破壞和荒蕪了的土地重新加以利用，以及不同于復原的其它任何形式的處理利用。土地復墾的目的，一方面保護了土地資源，實現(xiàn)了土地資源的二次開發(fā)和利用；另一方面，保護了生態(tài)環(huán)境。 廢石場復墾工作的主要內(nèi)容和要求如下： 廢石場堆的形態(tài)整治； 表土的采集、存儲和復田； 鋪墊表土； 在整治好的廢石堆上進行再種植。,