露天采礦知識問答

露天采礦知識問答技術上可行和經(jīng)濟上合理的開采地質儲量，稱為開采儲量。圈定開采儲量的三維幾何體稱為最終開采境界。最終邊坡角：為滿足邊坡穩(wěn)定性要求，邊坡坡面與水平面的夾角（一般為35?55°）。剝采比：剝離的巖石總量與采出的礦石總量之比。平均剝采比：最終開采境界內巖石總量與礦石總量之比境界剝采比（瞬時剝采比）：境界增加單位深度，境界內剝離的巖石增加與礦石增量之比。經(jīng)濟合理剝采比：利潤增量為零時的境界剝采比稱。（或盈虧平衡剝采比）確定最終境界的準則：境界剝采比（瞬時剝采比）等于經(jīng)濟合理剝米比。確定最終開采境界的方法：線段比法與面積比法。臺階：露天開采是從地表開始逐層向下進行的，每一水平分層稱為一個臺階。工作臺階：正在開采臺階。最終邊幫（非工作幫）：工作線推到最終境界線的臺階所組成的空間曲面。斜坡道或出入溝：為了運輸?shù)V巖，在本臺階與上一個臺階之間修筑的具有一定坡度的運輸?shù)馈Ｅ_階由坡頂面、坡底面和臺階坡面組成。坡頂線：臺階坡面與臺階坡頂面的交線。坡底線：臺階坡面與臺階坡底面的交線。臺階坡面角：臺階坡面與水平面的夾角。臺階高度：臺階坡頂面與坡底面的垂直距離。臺階寬度：本臺階的坡頂線與上一臺階的坡底線之間的距離。露天礦采掘設備包括：牙輪鉆、電鏟（挖掘機）、汽車、火車等。安全平臺：在開采過程中，工作平臺不能一直推進到上各臺階的坡底線位置，而是應留下一頂寬度。留下的這部分叫安全平臺。安全平臺的作用：收集上部臺階滑落的碎石和阻止大塊巖石滾落。爆破帶：工作臺階上正在被爆破、采掘的部分。其寬度為爆破帶寬度（或采區(qū)寬度）。臺階的采掘方向：挖掘機沿采掘帶前進的方向。臺階的推進方向：臺階向外擴展的方向。工作平盤的寬度包括采區(qū)寬度和安全平臺寬度。最小工作平盤寬度：指剛好滿足采運設備正常作業(yè)要求的工作平盤寬度。它與設備尺寸、采掘方式、供車方式有關。安全擋墻：在工作平盤的外沿，隨時堆筑的一道安全擋墻。深凹露天礦掘溝：首先挖掘出入溝，建立上下兩個臺階水平的運輸聯(lián)系；然后開掘段溝，為新水平臺階的開采推進提供初始作業(yè)空間。最小溝底寬度：滿足采運基本的作業(yè)空間要求的寬度。采區(qū)長度：劃歸一臺采掘設備開采的工作線長度。新水平準備：從新水平掘溝開始到工作臺階達到設計生產(chǎn)能力的過程。采區(qū)寬度：爆破帶的實際寬度。采掘帶寬度：是挖掘機一次采掘的寬度。一次爆破兩次采掘，或一次爆破一次采掘。單向行車、不調頭供車的平行采掘方式時的最小工作平盤寬度Wmin:Wmin=G+B+d/2+e+sG——挖掘機站立水平挖掘經(jīng)半徑；B 最大卸載高度時的卸載半徑d——汽車車體寬度；e——汽車到安全擋墻的距離，s 安全擋墻的寬度。工作線的布置方式:縱向布置、橫向布置和扇形布置。采場擴（大）延（深）過程:一個臺階的水平推進，使其所在水平的采場不斷擴大，并為其下一個臺階的開采創(chuàng)造條件，新臺階工作面的拉開，使采場得以延深。臺階的水平推進和新水平的拉開，構成了露天采場的擴展。采場擴延過程的一般描述：（1） 一端沿礦體走向掘出入溝，（2） 在溝底以扇形工作而推進工作線，（3） 當溝底暴露面積足夠大時，在新水平最終邊幫位置掘出入溝到下一水平。（4） 循環(huán)此工藝過程得到最終境界。連接平臺（緩沖平臺）：在出入溝之間留下的一段水平（或坡度很緩）道路。緩沖平臺的作用：減少陡坡的持續(xù)長度，以免重車在陡坡上連續(xù)行駛時間過長，引起引擎過熱和加速機械磨損。布線方式:按線路的形式，線路布置方式分：螺旋布線和迂回布線⑴螺旋布線：臺階的出入溝沿最終邊幫成螺旋狀布置的線路布置。⑵迂回布線：臺階的出入溝以迂回方式布置在采場一側非工作幫上的線路布置。按線路固定與否分為：固定式布線和移動式布線。⑴固定式布線：每一個新水平的掘溝位置選在最終邊幫上，出入溝固定在最終邊幫上部不改變位置。⑵移動式布線：出入溝布置在采場中間，在臺階推進過程中，出入溝始終保留在工作幫上，隨工作幫的推進而移動，直至到達最終邊幫位置才固定下來。并段：在最終邊幫上每隔兩個或三個臺階留一個安全平臺，將安全平臺之間的臺階合并為一個“高臺階”，稱為并段。工作幫：是由工作臺階組成的邊幫，并隨臺階的推進而向最終邊幫（非工作幫）靠近工作幫坡角：最上一個工作臺階的坡頂面內沿線與最下一個臺階的坡底線連線的假想斜面與水平面的夾角。采用組合臺階可以提高工作幫坡角。組合臺階：將若干個（一般4個左右）臺階組成一組，劃歸一臺采掘設備開采。這組臺階稱為一個組合單元臺階。組合單元內的工作幫坡角：最上一個臺階的坡頂線與最下一個臺階的坡底線連成的斜面與水平面之間的夾角。從最上一個臺階的坡頂線到最下一個臺階的坡底線的斜而與水平面的夾角叫該段邊幫的總幫坡角。具有道路的一段邊幫，道路會使幫坡角變緩生產(chǎn)剝采比（幾何生產(chǎn)剝采比）SRH:露天生產(chǎn)過程中某一時段（或某一開采區(qū)域）內的巖石量與礦石量之比。累計生產(chǎn)剝采比：從開采開始到某一深度（或時間）累計采出的巖石量與礦石量之比。年生產(chǎn)剝采比：在某一年內采出的巖石量與礦石量之比。均衡剝采比：礦坑生產(chǎn)期內，各生產(chǎn)時期的生產(chǎn)剝采比波動小的剝采比。剝采比均衡的結果往往是將剝離高峰處巖石提前剝離。優(yōu)化剝采比：礦山總經(jīng)濟最大的剝采比。全境界開采：工作幫沿水平方向推進到最終開采境界。分期開采：將最終開采境界劃分成幾個小的中間境界（成為分期境界），臺階在每一分期內只推進到分期境界的開采。當分期內的礦巖將近采完時，開始下一期內的礦巖的剝采工作，即分期擴幫。擴幫開采：在開采第一期的礦石同時，進行第二期的擴幫工作。露天礦生產(chǎn)能力：每年采出的礦石量和剝離的巖石量。它直接影響到礦山設備的選型、設備數(shù)量、勞動力及材料等。邊界品位：區(qū)分礦石與廢石的臨界品位。高于臨界品位的屬于礦石，低于臨界品位屬于廢石。露天礦開拓方法包括：（1）公路開拓（2）鐵路開拓（3）聯(lián)合運輸開拓聯(lián)合運輸開拓的具體形式：⑴公路一鐵路聯(lián)合開拓；⑵公路（鐵路）一破碎站-膠帶輸送機聯(lián)合開拓；⑶公路（鐵路）一箕斗聯(lián)合運輸開拓；⑷公路（鐵路）一平硐溜井聯(lián)合運輸開拓公路運輸開拓：公路運輸開拓最常用的設備是自卸汽車，也叫汽車運輸開拓。公路運輸開拓的優(yōu)缺點⑴優(yōu)點：與鐵路開拓運輸相比，公路運輸開拓坑線行式較為簡單，開拓坑線展線較短，對地形的適應能力強。此外，公路運輸還可以設多個出入口進行分散運輸和分散排土，便于采用移動坑線開拓。有利于強化開采，提高露天礦的生產(chǎn)能力。⑵缺點：噸公里運輸成本高。公路運輸開拓的布線形式有：折返式、螺旋式或折返坑線和螺旋坑線相結合的布線形式，還可以采用地下斜坡道開拓形式。鐵路運輸開拓的優(yōu)缺點：優(yōu)點：采用鐵路運輸開拓，設備運輸能力大。運輸設備堅固耐用，噸公里運輸比汽車運輸?shù)?，約為汽車的1/3?1/4。缺點：運輸開拓線路較為復雜，開拓展線比汽車運輸長，轉彎半徑大，靈活性低，因而使掘溝工程量和露天邊幫的附加剝巖量增加，新水平準備時間較長聯(lián)合運輸開拓：鐵路運輸開拓往往受到開采深度的限制。公路運輸開拓機動靈活，爬坡能力大等優(yōu)點，但受到合理運距的限制。為此，露天礦常采用聯(lián)合運輸開拓。鐵路-公路聯(lián)合運輸開拓：一般采場上部采用鐵路運輸，而深部采用公路運輸。鐵路-公路聯(lián)合運輸開拓時，轉載站是中間環(huán)節(jié)，一般采用轉載平臺、礦倉和中間堆場三種方式。公路（鐵路）-破碎站-膠帶運輸機聯(lián)合開拓（膠帶運輸開拓）：它是近年來發(fā)展起來的一種高效率、連續(xù)（半連續(xù)）運輸?shù)拈_拓方式，并成為大型露天礦開采的一種發(fā)展趨勢。它借助設置在露天采場內或露天開采境界外的膠帶式運輸機，把礦巖從露天采場運出。采用膠帶運輸機運輸，要求礦石塊度小。爆破后的礦石先送到破碎站進行破碎，然后由膠帶運輸機運輸。單一膠帶運輸機開拓：采用移動式破碎站破碎礦巖，再用膠帶運輸及運輸。⑴優(yōu)點：運輸能力大，爬坡能力大，開拓坑線基建工程量小，運輸成本低，運輸?shù)淖詣踊潭雀?，勞動生產(chǎn)率高。⑵缺點：膠帶運輸系統(tǒng)需要設置破碎站，破碎站的建設費用較高；采用移動式破碎站時，破碎站的移動工作復雜，當運送硬度大的礦巖時，膠帶的磨損大；敞露式的膠帶運輸機容易受到惡劣天氣的影響，因而增加了設備的維護量和維修費。公路（鐵路）-箕斗聯(lián)合運輸開拓（箕斗運輸開拓）：該開拓系統(tǒng)包括：采場內的公路（鐵路）運輸，轉運站，箕斗斜坡道、地面卸載站和提升裝置。公路（鐵路）-平硐溜井聯(lián)合開拓（平硐溜井開拓）：一般開采山坡露天礦時使用。以溜井和平硐為主要運輸通道，將礦石運出采場。礦巖又汽車或機車運送至溜井，再通過溜井下放到平硐，從平硐中由放礦機放礦至機車或汽車，運至卸載地點。露天開采工藝：穿孔作業(yè)、爆破作業(yè)、鏟裝運輸、排石穿孔方法：熱力破碎穿孔和機械破碎穿孔兩種方法。穿孔設備：火鉆、鋼繩式?jīng)_擊鉆、潛孔鉆、牙輪鉆、鑿巖臺車。目前主要應用設備：牙輪鉆、潛孔鉆、鑿巖臺車。牙輪鉆機的工作原理：它是通過鉆機的回轉和推壓機構使鉆桿帶動鉆頭連續(xù)轉動，同時對鉆頭施加軸向壓力，以回轉動壓和強大的靜壓使與鉆頭接觸的巖石粉碎破壞。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巖粉吹出孔外，從而形成炮孔。牙輪鉆機的鉆具包括：鉆桿、穩(wěn)桿器、減震器和牙輪鉆頭。牙輪鉆機的工作參數(shù)：鉆壓、鉆具轉速、排渣風量與風壓。牙輪鉆機的生產(chǎn)能力：即臺班生產(chǎn)能力和臺年綜合生產(chǎn)能力，鉆機的臺班生產(chǎn)能力：即每臺牙輪鉆機每一班工作時間內鉆進的米數(shù)。鉆機的臺年綜合生產(chǎn)能力：即每臺牙輪鉆機每一年工作時間內鉆進的米數(shù)牙輪鉆機的需求數(shù)量：鉆機數(shù)量取決于礦山的設計年采剝總量、鉆機的設計年綜合生產(chǎn)能力與每米炮孔的爆破量。提高牙輪鉆機的穿孔效率：目前，兩種工作制度：（1） 高軸壓，低轉速（2） 低軸壓，高轉速。應該從中尋找到合理的軸壓和轉速。潛孔鉆機：鉆機的工作原理是沖擊回轉式風動鑿巖。爆破作業(yè)：爆破是露天礦開采的第二個工藝環(huán)節(jié)，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)采裝嘴也提供工作條件。露天礦開采對爆破工作的要求是什么？（1）適當?shù)谋苾淞?，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應能滿足挖掘機5~10晝夜的采裝量。（2） 有合理的礦巖塊度，以提高后續(xù)工序的作業(yè)效率，是開采總成本最低。（3） 爆堆堆積形態(tài)好，前沖量??；無上翻，無根底；無爆破危害。露天礦常用的爆破方法有哪些？（1） 淺眼爆破法：主要用于部分小型露天礦的生產(chǎn)爆破和大中型露天礦的二次爆破及處理根底。（2） 深孔爆破：主要用于露天礦正常剝采過程中的臺階爆破（或稱生產(chǎn)爆破），以及臨近邊坡的控制爆破。臺階深孔爆破又分為：齊發(fā)爆破；秒差遲發(fā)爆破；微差爆破。（3） 大爆破（硐室爆破）法：用于露天礦基建或擴建時期等。生產(chǎn)爆破大量使用的是臺階深孔爆破。在礦山生產(chǎn)期間，爆破作業(yè)主要有三種：（1） 基建剝離爆破（2） 正常生產(chǎn)時期的臺階爆破靠幫與并段臺階的控制爆破爆破作用指數(shù)n:爆破作用指數(shù)n是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的大小最小抵抗線W：由藥包中心指向其相鄰地表的有向最短的線段的長度即為該藥包的最小抵抗線。藥包的間距：硐室爆破的藥包與藥包之間的距離。巖石越軟，藥包之間的距離應越大，反之，巖石越硬，藥包之間的距離應越小。生產(chǎn)臺階正常爆破：生產(chǎn)臺階正常采掘爆破。生產(chǎn)臺階正常采掘爆破方法：淺孔爆破、深孔爆破、藥壺爆破和外敷爆破。外敷爆破：不鉆孔進行的大塊二次爆破或根底處理。淺孔爆破：在小型礦山的臺階生產(chǎn)爆破或大中型礦山的輔助爆破。如開溝、筑路、大塊二次爆破或根底處理。深孔爆破：露天礦臺階正常采掘爆破常用的方法。該方法分為齊發(fā)爆破、毫秒遲發(fā)爆破，和微差爆破。根據(jù)臺階前是否有渣堆，臺階采掘爆破又可以分為清渣爆破和壓渣爆破。臺階正常采掘爆破參數(shù)炮孔底盤抵抗線：炮孔中心至臺階坡底線的最小距離（WP）。布孔方式：兩種布孔方式：（1） 排間之列布孔（也叫方形布孔）（2） 排間錯列布孔（三角形布孔）布孔參數(shù)：排間距、孔間距、炮孔鄰近系數(shù)m.（1） 孔間距，簡稱孔距。同排兩相鄰炮孔中心的距離。（2） 排間距，簡稱排距。平行于臺階坡頂線方向上兩排炮孔之間的距離。（3） 炮孔規(guī)格與超深：炮孔直徑有：80，100，150，170，200，250，310mm等。炮孔超深h：炮孔超過臺階底盤的垂直深度，作用是降低裝藥中心的高度，克服臺階底盤的阻力，以避免出現(xiàn)根底。（4） 裝藥量炸藥單耗q：爆破每一立方米或一噸礦巖平均所用的炸藥量。裝藥量Q。前排孔：Q=qXWPXaXH采用多排孔爆破時，后排孔應加大炮孔裝藥量后排孔：Q=qXbXaXHXt炮孔裝藥結構：連續(xù)柱狀裝藥和分段裝藥裝藥長度(LB)：炮孔中藥柱的實際長度填塞長度：炮孔內藥柱頂面至孔口的距離。起爆方式與起爆網(wǎng)絡：露天臺階爆破通常采用多排孔齊發(fā)爆破或多排孔間延時起爆方式。露天臺階爆破多采用多排孔間延時爆破。靠幫與并段臺階的控制爆破：預裂爆破：在一個臺階向邊幫臺階過渡時，在緊鄰邊幫的最后一排孔布置預裂孔，在正常臺階爆破之前爆破預裂孔，形成預裂面，以減小爆破對最終邊幫的震動破壞作用。緩沖爆破：緩沖孔位于預裂孔和生產(chǎn)炮孔之間的一排孔。特點：孔網(wǎng)參數(shù)略小于生產(chǎn)炮孔，且孔底不設超深，裝藥量也小于生產(chǎn)炮孔的裝藥量。緩沖孔與預裂孔同時起爆，或略遲于預裂孔起爆。光面爆破：光面控制爆破是在欲爆區(qū)域的邊緣或邊界線上，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而。采裝作業(yè):利用裝載機械將礦巖從較軟弱的礦巖或經(jīng)爆破破碎后的爆堆中挖取，裝入某種運輸工具內或直接卸至某一卸載點。采裝作業(yè)的機械設備：單斗挖掘機（電鏟）、索斗鏟、前裝機。金屬礦山主要使用單斗挖掘機（電鏟）。單斗挖掘機采掘工作而參數(shù)主要有哪四個？：單斗挖掘機工作參數(shù)主要包括：挖掘半徑、挖掘高度、卸載半徑和卸載高度（1） 挖掘半徑——挖掘時由挖掘機回轉中心至鏟斗齒間的水平距離。（2） 挖掘高度——挖掘時鏟斗齒尖距站立水平的垂直高度。（3） 卸載半徑一一卸載時由挖掘機回轉中心至鏟斗中心的水平距離（4） 卸載高度一一鏟斗斗門打開后，斗門的下緣距站立水平的垂直距離。運輸作業(yè)與運輸設備：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儲礦場、破碎站或選廠，將巖石運往廢石場。露天礦運輸有哪幾種主要方式？：汽車運輸、鐵路運輸、膠帶運輸、斜坡箕斗提升運輸以及聯(lián)合運輸方式。汽車運輸?shù)呐榔履芰Υ?，機動靈活，運輸線路通過的平面尺寸小，運輸周期較短，在現(xiàn)代礦山廣泛使用。鐵路運輸存在爬坡能力小等缺點，一般適用于礦體埋藏較淺的礦體，或者在礦體上部使用鐵路運輸，在坑底使用汽車運輸?shù)穆?lián)合運輸方式。什么是內部廢石場和外部廢石場？⑴內部廢石場：設置在采場的采空區(qū)內。不另征用排棄場地，巖土運距短，最經(jīng)濟。⑵外部廢石場：設置在采場的采空區(qū)以外，征用排棄場地。露天礦有哪幾種主要的排土工藝？⑴汽車運輸-推土機排巖；⑵鐵路運輸-挖掘機排巖；⑶排土犁排巖；⑷前裝機排巖；⑸膠帶排土機排巖。露天礦有哪幾種主要的開拓方法？各有什么優(yōu)缺點？：露天礦開拓主要有：公路開拓、鐵路開拓、帶式輸送機道開拓、平硐溜井開拓、提升機道開拓。公路開拓：公路開拓最基本的運輸設備是自卸汽車，也稱為汽車運輸開拓。是國內外應用最廣泛的開拓方法。公路開拓具有汽車運輸?shù)膬?yōu)點：（1） 適用于各種地形條件的山坡露天和礦坑呈各種不規(guī)則形狀、尺寸的凹陷露天礦；（2） 采場內可設置多個出入溝進行分散運輸，分散排巖；（3） 便于多品級礦石選別開采；（4） 便于改變工作線推進方向；（5） 新水平準備速度快，能達到較高的開采強度。缺點：運輸距離越長，汽車運力越低，所以，開采深度直接影響汽車的合理運輸距離。鐵路開拓鐵路開拓優(yōu)點：（1） 運營費用低，噸公里運費為汽車的1/4~1/3，（2） 運輸能力大；（3） 運輸設備堅固耐用；（4） 運輸工作可靠，鐵路開拓缺點：（1） 開拓坑線受鐵路的平面曲率半徑大和縱向坡度小的影響，開拓坑線展線長度大，使附加剝巖量增大，基建工程量大，基建時間長；（2） 生產(chǎn)時期線路移設量和維修量大；（3） 開拓系統(tǒng)和工作組織復雜；（4） 新水平開拓速度慢；（5） 空車供應率和挖掘機效率低，死角處理復雜。開采深度為120~150m。帶式輸送機道開拓：利用帶式輸送機為主建立采場的礦巖運輸通路。多用于開采深度大的凹陷露天礦。也可用于高差大的山坡露天礦。國外露天礦廣泛使用的開拓方法。優(yōu)點：運輸能力大；自動化程度高，操作簡單，勞動生產(chǎn)率比汽車高1~3倍，比鐵路高1倍；挖掘設備效率高；節(jié)省能耗和燃料；運營費用低；缺點：對礦巖的塊度有一定要求，需預先破碎，增加了巖石的破碎費用；礦巖對膠帶磨損大；敞露帶式輸送機易受氣候的影響；對設備維護和生產(chǎn)管理水平要求高；開采深度不大或運輸距離不長時，經(jīng)濟效益差。平硐溜井開拓優(yōu)點：投資少、運輸設備少、節(jié)省能源、經(jīng)營費用低和生產(chǎn)能力大。缺點：粉塵影響作業(yè)安全，含硅多的礦石不宜采用。需要有合適的地形條件（高差大于120~180m以上）。斜坡提升機道開拓：以較陡的斜坡提升機道建立工作而與地面卸礦點和廢石場取得運輸聯(lián)系。它需要和汽車和鐵路配合才能構成完整的開拓運輸系統(tǒng)。優(yōu)點：投資省、建設速度快