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露天开采资料 一、井田境界 1、采场构成要素表 露天采场构成要素 采场最大长度 1250米 最高开采标高 1260米 采场平均厚度 600米 底部标高 830米 上盘最终边坡角 65 台阶高度 12米 台阶坡面角 70 台阶最终边坡角 65 安全平台宽度 5-8米 清扫平台宽度 ﹥8米 运输平台宽度 15米 露天底宽度 ＞16米 2、设计遵循的基本原则 （1）以资源量为基础，以企业盈利为原则。 （2）充分利用铁矿资源，尽可能把较多的矿石圈定在开采境界内，发挥露天开采的优越性。 （3）确定的最终边坡角≤露天边坡稳定所允许的角度，以保证露天采场的安全。 （4）确定合理的规模，选择穿孔、装载、运输设备等。 （5）合理确定采剥比。 ①境界剥采比不大于经济合理剥采比。 ②生产剥采比不大于经济合理剥采比。 3、露天采场边坡要素的确定 （1）最终边坡角 边坡高度（m 推荐边坡角（） 边坡稳定条件 200-250 47 局部疏干地下水，减震，局部加固 100-150 48 ＜100 50 上部强风带边坡角35--40 （2）台阶高度 现有台阶高度10米的，又有12米的，根据设计确定的设备水平和岩石的稳定性，将深部高度统一为12米，并段高度为24米。 （3）阶段坡面角 开采终了时的阶段坡面角为65，生产坡面角为75。 （4）平台宽度 安全平台宽度为5-8米，清扫平台宽度为8米，安全平台，清扫平台相间布置，汽车运输平台宽度为10米，单车道为6米。 4、服务年限的确定 P 境界内矿开采量 T------------ AK1 A-----矿年生产能力 K------宽裕系数，取1.1 二、开拓系统 1、本矿开拓方法选择的主要要素 （1）生产技术条件。生产规模为300万吨，矿体勘探程度较高，露天采场的尺寸和高差。 （2）自然地质条件。即矿山地质、水文地质、工程地质、地形、气候等条件。 （3）经济技术条件。矿山的建设投资，矿山生生产成本，劳动生产率等。 2、汽车公路运输开拓系统 结合金宝的实际及地形气候等条件，地形复杂，运输路长，出口多，为了尽快达产，充分发挥电铲的效率，选用汽车公路开拓系统。 优点①采场可以设置多个出入口进行分散运输，分散排岩； ②便于多品级矿石选别开采； ③便于改进工作线的推进方向，新水平准备速度快，能达到较高的开采强度。 3、技术指标 运输平台宽度为15米，路面宽度根据线路等级和汽车宽度确定，按双线布置，路基宽度等于路面宽度与路帮宽度之和，为10.5米，最大纵坡6--8，回头曲线半径为16米，辅助曲线半径为28米。 三、穿孔爆破 1、生产台阶正常采掘的爆破方法 露天生产台阶正常采掘爆破中常用的方法有浅孔爆破法、深孔爆破法、药壶爆破法及外敷爆破法。 外敷爆破主要用于台阶正常生产爆破后的二次破碎及根底处理，该方法不需要穿凿炮孔而直接将炸药敷于大块上进行爆破。 药壶爆破可以克服较大的底盘抵抗线以减少钻孔工作量，常在工作环境困难的情况下使用，该方法是在已经穿凿的深孔孔底用药壶法进行扩孔，通常需要几次扩孔才能达到设计体积，然后装炸药进行爆破。 深孔爆破分为齐发爆破、毫秒迟发爆破及微差爆破等。依据预爆台阶前是否留有部分渣堆，目前台阶采掘爆破有清渣爆破与压渣爆破。 浅孔爆破常用于小型矿山，在大型矿山中用于辅助性爆破，如开掘出入沟、修路、处理根底及不合格大块等。浅孔的炮孔规格通常是炮孔直径在50毫米以下，孔深最深不超过5米。 2、爆破参数 台阶爆破通常采用多排孔齐发和多排孔间隔的起爆方法，决定爆破效果与爆破质量的主要因素为底盘抵抗线，布孔方式，起爆顺序，装药结构。 （1）炮孔底盘抵抗线 ①炮孔中心至台阶坡底线的最小距离。 炮孔底盘抵抗线的值过小会造成被爆破的岩体过于粉碎，产生的爆堆前冲大； 炮孔底盘抵抗线的值过大爆破后容易形成根底与大块。 ②最佳底盘抵抗线相对于某一具体的爆破条件，能取得最大爆破量和最佳块度时的抵抗线。 影响因素预爆岩体的力学性质，岩体中节理与裂隙的发育状况。 经验计算公式WP25-45D D为炮孔的直径。 ③沿边距 为了保证钻机穿孔作业的安全，第一炮孔的空位距台阶的边沿应留一定的距离，称为沿边距。 第一排孔的底盘抵抗线取值应满足的约束条件 WP≥H（ctgɑ-ctgb）C H台阶高度 C 前排孔中心至台阶坡顶线的安全距离，一般取2-3米 ɑ为台阶坡面角 b为炮孔倾角，垂直孔取b90 3、布孔方式 ①排间直列布孔这种布孔方法的特点是排间相邻炮孔纵向对齐，即整个孔网中每相邻四个炮孔的孔位呈正方形或长方形布局，通常又叫方形排孔。 ②排间错列布孔这种布孔方法的特点是每相邻排间的四个相邻炮孔的孔位呈平行四边行布局，通常有称为三角行布孔。 4、布孔参数 ①孔距同排相邻炮孔中心的距离。其值取决于炮孔的地盘抵抗线，孔装药量与炸药单耗。 ②排距平行于台阶坡顶线方向上相邻两炮孔之间的距离。 由于后排孔起爆时处于前排孔爆破后所形成的渣堆挤压状态下，为了保证后排孔的爆破质量应减少后排孔的底盘抵抗线，即后排孔的排距应小于前排孔的最小抵抗线，其经验值为 b0.8-0.9wp ③ 炮孔临近系数孔间距与排间距的比值，又称炮孔密集系数。 a a 前排M1---- 后排M2----- wp b 在布孔设计时，要求M值不小于1。近年来，露天矿山深孔爆破广泛采用大孔距，小抵抗线的爆破方法，即在保持每一炮孔爆破负担不变的前提下，减少排间距，增大孔间距，使M值达到3-8，能够改善爆破质量。 ④炮孔规格与超深 目前露天矿采用的深孔爆破孔径有80、100、150、170、200、250、310MM等。 炮孔超深炮孔超过台阶底盘的垂直深度，其作用在于降低装药中心的高度以克服台阶底盘的阻力。 经验公式H0.15-0.35WP H8-12D 炮孔设计装药量必须小于或等于炮孔的最大装药量。 ⑤起爆方法与起爆网络 露天台阶爆破多采用多排孔爆破，根据各排孔间被引爆时间上的差异，其起爆方法可归为两种多排孔齐发爆破与多排孔微差爆破。 常见的起爆方案有排间微差起爆，斜线起爆，直线掏槽起爆与间隔孔起爆。 5、靠帮并段台阶的控制爆破 随着采场水平方向推进与垂直方向上的不断延伸，每一台阶最后都要推进到设计的最终边帮位置，通过靠帮或并段过度为露天采场的固定边帮。 台阶靠帮时常常采用并段措施以提高露天采场的最终边帮角，使之达到稳定边坡所允许的最大值。 在实际生产中，通常采用预裂爆破、缓冲爆破及光面爆破的手段，来避免和减少台阶靠帮并段爆破对最终边帮稳定性的危害。 6、穿孔设备的选择 考虑年生产能力大，矿岩硬度较大，选用牙轮钻机完成主要的穿孔任务。它具有钻孔效率高，作业成本低，机械化程度高，适应各种硬度的矿岩钻孔等优点。 根据矿山的规模选用KQG-150露天浅孔钻机。钻孔直径152-165mm，钻孔深度17.5mm。 KQG-150台班生产能力43.4m。 四、铲装运输 1、运输设备选型 ① 为了充分发挥汽车运输的经济效益，考虑实际年产量，为了便于维修，采用同一型号、同一生产厂家的汽车，决定选用SH-380型汽车，载重32吨。 ②挖掘机装车时间 因为生产规模较大，取挖掘机装卸车的时间主要与电铲作业循环时间及装载斗数有关，装矿石挖掘机的循环时间为41.3s,装矿石挖掘机的装车时间为4.5min,装岩石挖掘机的装车时间为3.9min,装岩石挖掘机的循环时间为35.3s。 ③ 调头及停留时间 调头时间主要与汽车和电铲的相对位置及装卸车平台的布置形式，场地大小有关，一般取1.0min,停留时间包括待装卸及运行中的耽搁时间，它随汽车类型和运距而变化，查金属矿露天设计手册二者和为4 .2min。 2、铲装工作是露天矿整个生产过程中的中心环节，其工艺过程和生产能力在很大程度上决定着露天矿的开采方式、技术面貌、矿床开采强度与矿山开采的总体经济效果。金属露天矿山正常生产铲装主要使用正铲，反禅主要适用一些特殊情况下，如开采水平和缓倾斜矿体，台阶表面不规则时用反铲铲刮和清扫表面表面岩土，矿体底板不平整，不适合车辆行走时，用反铲进行下挖平装采掘。 3、挖掘机的技术生产能力是假设其在给定的工作环境中进行一小时不间断作业所能达到的生产能力，即挖掘机从工作面挖掘并装入运输容器的矿岩石方体积或重量。 4、挖掘机的实际生产能力是考虑挖掘机工作时间利用率后的生产能力。在实际采装作业中，挖掘机因等车和进行辅助作业等原因，不可能保证挖掘机在工作时间内都进行采装作业，挖掘机的实际生产能力是编制生产进度计划的基础。 5、提高挖掘机生产能力的途径 1结合矿山的实际生产能力，合理选择挖机的类型和技术规格。大型采装设备与大型运输设备配套使用才能充分发挥其生产效率。 （2）通过技术培训，提高挖机操作人员的工作水平和熟练程度，以提高挖机的工作效率与生产能力。 （3）合理选择挖掘机的采装方式与运输设备的供车方式，以缩短挖掘机的工作循环时间。挖掘机的一个工作循环时间是从挖掘点开始挖掘、重斗转向卸载点、铲斗对立卸载、空斗转回工作面至下一挖掘点，这四个连续操作环节的构成。在供车方式上，应注意汽车的停靠位置要尽量减少挖掘机装车时的回转角，缩短汽车在工作面的入换时间，有条件时采用汽车并列式的工作方式。 6、运输作业的方式与运输系统的合理性，将直接影响露天矿生产的经济效益。由于汽车具有爬坡能力大，运输线路通过的平面尺寸小，运输周期周期相对较短，运输机动灵活，运输线路的修筑与养护简单，适于强化开采等特点，汽车运输在现代露天矿得到了广泛的应用。与铁路运输相比其缺点汽车运输的吨公里运费高，且设备维修较为复杂，占用的熟练工人的数量多，油料能源消耗量大，运行过程中产生的废气和扬尘污染天气。 7、矿用汽车性能评价 （1）重量利用系数，一般为1.00-1.73，该值越大表明汽车设计的越成功，运行经济性越好。 （2）比功率和比扭矩 比功率是发动机所能发出的最大功率与汽车的总重之比。矿用汽车的功率大约为4.63-6.03KW/t，该值越大，车辆的动力性能越好，但燃油的经济性越低。 比扭矩是发动机最大扭矩与汽车自重之比。 （3）最大动力因数 矿用汽车的最大车速不大，当空气阻力不计时，动力因数的含义为主动轮轮缘所产生的牵引力与汽车重量之比，该值是以发动机在最低档，以最大扭矩工作的状态下计算的，成之为最大动力因数。矿用汽车的最大动力因数在0.3-0.46之间，发动机确定之后，该值取决于转动系统的设计与车轮参数，该值越大，车辆爬坡能力越强，加速性能越好。 8、挖掘机的选型 国内矿山开采实践证明特大型露天矿应选择8-10M3或更大型的挖掘机，大型矿山一般选用斗容4-10 M3；；中型矿山一般选用斗容2-4 M3；小型矿山一般选用1-2 M3的挖掘机。 五、排岩工程 1、金属矿床露天开采的一个重要特征是必须首先剥离矿体上覆的表土与岩石，暴露出矿体，再实施矿石的开采。排岩成本约占剥离单位成本的60。排岩工程是将剥离下的废石运输到废石场进行排弃。 2、排岩技术与废石场治理 （1）采用高效率的排岩工艺与排岩设备，提高排岩强度。 2提高堆置高度，增加废石场单位面积的容量，提高废石场的利用率，减少废石场的占地面积。（3）适时的进行废石场的复垦，减少废石场对生态环境的污染。 3、废石场位置的选择 （1）科学合理的废石场地选择必须综合考虑废石场的地形、环境、废石场容量、矿床的远景分布、废石排弃运距、废石场对环境的污染、日后废石回收利用可能性及废石场复垦等因素。 （2）废石场规划的经济准则露天开采的整个时期，折算到单位矿石成本中的废石运输、排弃、废石场复垦与污染治理等费用的总帖限值为最小。 （3）废石场分为内部废石场与外部废石场，内部废石场是把剥离下的废石直接排弃到露天采场内的采空区。这一种最经济、最节省占地的废石排弃方案，不仅运距短，剥离费用低，而且减少了矿山废石场的占地，有利于回填和复垦采空区。限制条件只有开采水平或缓倾斜的矿体（矿体倾角小于12度），或在一个采场内有两个不同标高底平面以及分区开采的矿山才适用。 因为本矿分为山坡露天矿和深凹露天矿，根据采场的实际地形，北高南低，西高东低，从北到南至东设置的排土场为在采场西部布置11号排土场，主要用于容纳1228以上水平的排岩，在采场东北侧设置9号排土场，主要用于容纳1226水平以上的排岩任务，在采场东南设置8-1排土场和8-2排土场，8-1排土场容纳1192以上水平的排岩任务，8-2排土场用于容纳1186水平以上的排岩任务，在采场南边设置7号排土场，主要用于容纳1162水平以上的排岩任务，在采场东北设置10号排土场，主要用于容纳1138水平以上的排岩任务。 4、废石场选择时遵循的原则 （1）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。 （2）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，以缩短岩石运距。 （3）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，积极采用内部合理临时废石场。 （4）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。 （5）废石场不应该截断山洪和河流，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。 （6）剥离下的废石可利用部分要单独堆置，以便日后二次回收利用。 7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。 （8）废石场地的原则要有利于征用土地的复垦。 5、废石场堆置要素 （1）堆置高度 废石场的阶段高指排土台阶坡顶线至坡底线间的垂直距离，各阶段的高度总和称为废石场的堆置高度。 废石场的阶段高与堆置高度主要取决于废石场的地形与水文地质条件、气候条件、岩石物理力学性质以及排岩设备和废石运输方式、生产管理等因素。 在确定靠近地面第一层阶段高度时，应避免在地质条件差时的堆置高度，以免造成严重的基础凸起使局部废石场下沉，造成台阶边坡滑落而引起上层阶段的不稳定现象。在多台阶堆置时，上下台阶之间要留有一定的超前距离，即保证下一台阶的安全生产，也为上一台阶的安全创造条件。 （2）排土场的容积 K1K2V1 V------------- 1K3 K1为富裕系数1.05， K2岩石松散系数1.5， K3岩石下沉系数，0.06 V1为计划在排土场排弃的剥离量。 6、汽车--推土机排岩工艺 其排岩作业程序是汽车运输废石到废石场后进行排卸，推土机推排残留废石，平整排岩工作平台，修筑防止汽车翻卸时滚崖的安全挡墙及整修排岩公路。 优点汽车运输机动灵活，爬坡能力大，可在复杂的作业场地工作，宜实行高台阶排土。废石场内运距较短，排岩运输线路建设快，投资少，易于维护。 7、确定排土场的参数 （1）排土段高 山坡露天矿部分采用边缘排土，阶段高度根据地形高差确定，深凹露天矿排土场的阶段高度取45m。 （2）岩堆安息角 根据岩石性质，安息角取50--55。 （3）最小平台宽度 排土采用汽车运输---推土机排岩工艺，只有一个推土台阶最小平台宽度为40米。 （4）排土线长度 每辆汽车卸载及调车入换时间为2.5min，卸载时每台汽车占用工作线长度30米，排土线长度应按同时翻卸的汽车数量决定，考虑推土机的作业影响及设备的维护，排土线总长为270米。 六、露天开采程序基本概念 1、最终边帮推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面（或非工作帮）。 2、出入沟为开采一台阶并将采出的矿石运出采场，需在本台阶及上部台阶修筑一定坡度的运输通道。 3、台阶坡面角台阶坡面与水平面的夹角。 4、安全平台在开采过程中，工作台阶不能一直推到上个台阶坡底线位置，而是应留一定的宽度，留下的这部分称为安全平台。安全平台的宽度一般为三分之二至一个台阶的高度。 5、最小工作平盘宽度指刚刚满足采运作业所需要的空间宽度。 6、工作线的布置方式纵向、横向、扇形。 7、并段将安全平台之间的台阶合并为一个高台阶。 8、封闭水平采场由山坡转为深凹的水平，即在该水平上形成闭合圈。 9、采区长度规划一台采掘设备开采的工作线长度。国内矿山一般大于200米。 10、新水平准备从新水平掘沟开始，到新工作台阶形成预定的生产能力的过程。 11、两种基本的采掘方式垂直采掘和平行采掘。垂直采掘时，电铲的采掘方向垂直于台阶工作线走向，与台阶的推进方向平行。平行采掘时，电铲的采掘方向与台阶工作线方向平行，与台阶推进方向垂直，其中单向行车不调头平行采掘和双向行车折返平行采掘是具有代表性的供车方式。 七、露天汽车管理 1、车运输要求 （1）、道路技术参数满足要求； （2）、山坡填方的弯道、坡度较大的填方地段及高路基路段外侧设置护栏，挡车墙等。 （3）、道路交叉口设置警示标志。 （4）、汽车运输在急弯、陡坡、危险地段应设有警示标志。 （5）、卸矿地点设置牢固的可靠的挡车设施，挡车设施的高度不小于该卸矿点各种车辆的最大轮胎直径的五分之二。 （6）、露天采场汽车加油站设置在安全地带。 2、汽车运输作业管理 （1）严禁超载运输，严禁自卸汽车运输易燃易爆物品。 （2）汽车在急弯、陡坡、危险地段应限速行驶，养路地段应减速通过。 （3）不得用溜车方式发动车辆，下坡行驶严禁空挡行驶。 一、管理措施 1、边坡观测 对边坡进行定期定点观测并整理观测资料，指导采场安全生产。 2、边坡检查 （1）边坡的形状、角度及几何形状符合设计要求。 （2）对采场工作帮应每季度检查一次，高陡边坡应每月检查一次，不稳定区段区段在暴雨过后应及时检查，发现异常应立即处理，检查有记录。 3、边坡隐患处理 采场或排土场出现滑坡征兆时，应停止危险区作业，撤离人员，禁止人员和车辆通行，并及时处理。 4、最终边坡控制 （1）在最终边坡附近爆破时，必须采取控制爆破和采取减震措施，严禁采用大爆破。 （2）临近最终边坡的采掘作业，必须按设计确定的宽度预留安全、运输平台，保持阶段的安全坡面角，不得超挖坡底；局部边坡发生坍塌时应及时报告有关部门，并采取有效的处理措施。 二、安全技术措施 1、边坡治理规划 坡治理规划，制定边坡治理的技术措施计划。 2、边坡稳定措施 （1）对边坡重点部位和有潜在滑坡危险的地段，应采取有效的防止措施。 （2）有效防止地表水渗入边帮岩体弱层裂隙或直接冲刷边坡措施。 3、废旧采区的治理 开采境界内和最终边坡临近地段的废旧采区，应设置明显的标志并及时标在矿山图上。