金属非金属矿山开采技术与安全(同名107)课件.ppt

1、23上课时需共同遵守的小小规则：上课时需共同遵守的小小规则：-享受培训、快乐学习；享受培训、快乐学习；-开放心态、积极参与；开放心态、积极参与；-用心感悟、跟上思路；用心感悟、跟上思路；-遵守时间、手机无声；遵守时间、手机无声；上课时间欢迎：上课时间欢迎：-提问题和积极回答问题提问题和积极回答问题-随时指出授课内容的不当之处随时指出授课内容的不当之处 参加培训须知第一部分第一部分露天矿山开采技术与安全露天矿山开采技术与安全名词述语名词述语 把矿体上部的覆盖岩石和两盘的围岩剥去，使矿体暴把矿体上部的覆盖岩石和两盘的围岩剥去，使矿体暴露在地表进行开采的方法，称为露在地表进行开采的方法，称为露天开采

2、露天开采。露天开采。露天开采分为机械开采和水力开采。以下仅介绍机械开采的有分为机械开采和水力开采。以下仅介绍机械开采的有关概念。关概念。划归一个露天矿开采的全部矿床或其一部分，称为划归一个露天矿开采的全部矿床或其一部分，称为露露天矿田天矿田。从事露天矿田开采工作的矿山企业称为。从事露天矿田开采工作的矿山企业称为露天露天矿矿。进行露天采剥的工作场地称为。进行露天采剥的工作场地称为露天矿场露天矿场。根据矿床的埋藏条件，露天矿场分为根据矿床的埋藏条件，露天矿场分为山坡露天矿场山坡露天矿场和和凹陷露天矿场凹陷露天矿场。它们以露天矿场的封闭为界，封闭圈。它们以露天矿场的封闭为界，封闭圈以上为山坡露天矿场

3、；封闭圈以下为凹陷露天矿场。以上为山坡露天矿场；封闭圈以下为凹陷露天矿场。山坡露天矿 小型露天采石场小型露天采石场即从事年采剥总量50万吨以下，且工作坡面最高点与最低点的垂直距离(最大开采高度)不超过50米的山坡型露天采石场。露天开采的主要特点露天开采的主要特点 矿床开采分为地下开采、露天开采和海洋开采。矿床开采分为地下开采、露天开采和海洋开采。露采相对地采的主要优点：露采相对地采的主要优点：1、受开采空间限制小，可采用大型机械设备，有利、受开采空间限制小，可采用大型机械设备，有利于实现自动化生产，从而可大大提高开采强度和矿石于实现自动化生产，从而可大大提高开采强度和矿石产量；产量；2、资源回

4、收率高，矿石损失贫化较低；、资源回收率高，矿石损失贫化较低；3、劳动生产率高，为地下开采的、劳动生产率高，为地下开采的510倍；倍；4、生产成本低，为地下开采的、生产成本低，为地下开采的1/41/3；5、开采条件好，作业比较安全；、开采条件好，作业比较安全；6、建设速度快，单位矿石基建投资较低。、建设速度快，单位矿石基建投资较低。露天矿场的构成要素露天矿场的构成要素 1台阶台阶露天开采时，通常把露天矿场内的矿岩划分成一定厚度的水露天开采时，通常把露天矿场内的矿岩划分成一定厚度的水平分层，用独立的采掘、运输设备自上而下逐层开采，上下分层间保持一定平分层，用独立的采掘、运输设备自上而下逐层开采，上

5、下分层间保持一定的超前关系，从而形成阶梯状。每一个阶梯就是一个台阶。台阶是露天矿场的超前关系，从而形成阶梯状。每一个阶梯就是一个台阶。台阶是露天矿场的基本要素之一。台阶的构成要素如图的基本要素之一。台阶的构成要素如图1-1所示。所示。h1435214352 图 1 1 台 阶 构 成 要 素1 台 阶 上 部 平 盘；2 台 阶 下 部 平 盘；3 台 阶 坡 面；4 台 阶 坡 顶 线；5 台 阶 坡 底 线；台 阶 坡 面 角；h 台 阶 高 度。图 1 2 采 掘 带、采 区 示 意 图1 2m 0m台阶上部平盘指台阶上部水平面；台阶上部平盘指台阶上部水平面；台阶下部平盘指台阶下部水平面

6、；台阶下部平盘指台阶下部水平面；台阶坡面指台阶的倾斜面；台阶坡面指台阶的倾斜面；台阶坡顶线指台阶坡面与上部平盘的交线；台阶坡顶线指台阶坡面与上部平盘的交线；台阶坡底线指台阶坡面与下部平盘的交线；台阶坡底线指台阶坡面与下部平盘的交线；台阶高度指台阶上、下平盘间的垂直距离；台阶高度指台阶上、下平盘间的垂直距离；台阶坡面角指台阶坡面与下部平盘的夹角。台阶坡面角指台阶坡面与下部平盘的夹角。台阶几何要素WWAHHA200m200m176m176m188m188m台阶坡面坡顶线A-A上部平盘坡底线台阶坡面台阶七要素：W台阶宽度H台阶高度台阶坡面角坡顶线坡底线上部平盘下部平盘台阶立体图台阶立体图露天采场台阶

7、非工作台阶工作台阶露天矿场的构成要素露天矿场的构成要素 2.2.采掘带采掘带开采时将开采时将台阶划分为若干个条带，逐条台阶划分为若干个条带，逐条顺次开采，每一个条带叫做采顺次开采，每一个条带叫做采掘带。采掘带的宽度为挖掘机掘带。采掘带的宽度为挖掘机一次采掘实方岩体的宽度，它一次采掘实方岩体的宽度，它由挖掘机的由挖掘机的挖掘半径和卸载半挖掘半径和卸载半径以及爆破参数径以及爆破参数来确定。来确定。如果采掘带较长，可沿长度划如果采掘带较长，可沿长度划分为若干区段，各区段配电独分为若干区段，各区段配电独立的采掘运输设备进行开采，立的采掘运输设备进行开采，这样的区段称为采区。因此，这样的区段称为采区。因

8、此，采区的长度是一台电铲所占的采区的长度是一台电铲所占的采掘带长度（图采掘带长度（图1-21-2）。）。已经作好采剥准备工作的采掘已经作好采剥准备工作的采掘带称为带称为工作线工作线。h1435214352 图 1 1 台 阶 构 成 要 素1 台 阶 上 部 平 盘；2 台 阶 下 部 平 盘；3 台 阶 坡 面；4 台 阶 坡 顶 线；5 台 阶 坡 底 线；台 阶 坡 面 角；h 台 阶 高 度。图 1 2 采 掘 带、采 区 示 意 图12m 0m采掘带采掘带或工作线的布置形式采掘带或工作线的布置形式 依据工作线的方向与矿体走向的关系，工作依据工作线的方向与矿体走向的关系，工作线的布置方

9、式可分为：线的布置方式可分为：横向横向纵向纵向扇形扇形环形环形工作线布置工作线布置横向工作线布置工作线布置横向 横向布置时工作线与矿体走向垂直横向布置时工作线与矿体走向垂直。这种方式一般是沿矿体走向掘出入沟，垂直于矿体掘短段沟形成初始工作面，或不掘段沟直接在出入沟底端向四周扩展，逐步扩成垂直矿体的工作面，沿矿体走向向一端或两端推进。由于横向布置时，爆破方向与矿体的走向平行，故对于顺矿层节理和层理较发育的岩体，会显著降低大块与根底，提高爆破质量。由于汽车运输的灵活性，工作线也可视具体条件与矿体斜交布置。开段沟垂直矿体走向布置，位置：端部，中部开段沟垂直矿体走向布置，位置：端部，中部 特点：特点：

10、基建工程量少；基建工程量少；同时工作台阶数多；同时工作台阶数多；采掘设备调动频繁，采掘设备调动频繁，若组管不善，若组管不善，易造成采剥失调易造成采剥失调 应用：应用：汽车运输矿山汽车运输矿山 长宽比大矿山长宽比大矿山工作线布置工作线布置纵向工作线布置工作线布置纵向 纵向布置时，工作线的方向与矿体走向平行纵向布置时，工作线的方向与矿体走向平行。这种方式一般是沿矿体走向掘出入沟、并按采场全长开段沟形成初始工作面，之后依据沟的位置(上盘最终边帮、下盘最终边帮或中间开沟），自上盘向下盘、自下盘向上盘或从中间向上、下盘推进。开段沟沿矿体走向布置，位置：顶帮，底帮开段沟沿矿体走向布置，位置：顶帮，底帮 特

11、点：特点：工作线平行推进，采掘带宽度保持不变；工作线平行推进，采掘带宽度保持不变；同时工作台阶数少；同时工作台阶数少；内部运距大；内部运距大；下盘掘沟时，下盘掘沟时，损失贫化大，损失贫化大，基建剥岩量大；基建剥岩量大；应用：铁路运输矿山应用：铁路运输矿山 长宽接近矿山长宽接近矿山工作线布置工作线布置扇形扇形工作线布置工作线布置扇形扇形 扇形布置时工作线与矿体走向不存在固定的相交关系，扇形布置时工作线与矿体走向不存在固定的相交关系，而是呈扇形向四周推进。而是呈扇形向四周推进。这种布置方式灵活机动、充分利用了汽车运输的灵活 性，可使开采工作面尽快到达矿体。围绕某点的工作线上的推进速度不一致围绕某点

12、的工作线上的推进速度不一致 特点：特点：设备效率低；设备效率低；损失贫化大；损失贫化大；应用：应用：矿体特殊的矿山矿体特殊的矿山 大型矿体大型矿体 对损失贫化无要求矿山对损失贫化无要求矿山基建工程量小，使用比较灵活基建工程量小，使用比较灵活工作线布置工作线布置环形环形露天矿场的构成要素露天矿场的构成要素 3.非工作帮（最终边帮）非工作帮（最终边帮）由已经结由已经结束采剥工作的台阶（平台、坡面和出入沟束采剥工作的台阶（平台、坡面和出入沟底）所组成的露天矿场的四周表面称为露底）所组成的露天矿场的四周表面称为露天矿场的非工作帮或最终边帮，如图天矿场的非工作帮或最终边帮，如图1-3中中的的AC、BF。

13、位于矿体下盘一侧的边帮叫做。位于矿体下盘一侧的边帮叫做底帮，位于矿体上盘一侧的边帮叫做顶帮，底帮，位于矿体上盘一侧的边帮叫做顶帮，位于矿体走向两端的边帮叫做端帮。位于矿体走向两端的边帮叫做端帮。非工作帮非工作帮露天矿场的构成要素工作帮露天矿场的构成要素工作帮 4.工作帮 由正在进行采剥工作和将要进行采剥工作的台阶所组成的边帮叫露天矿场的工作帮，如图1-3中DF。工作帮的位置并不固定，它随开采工作的进行而不断改变。工作帮工作平盘露天矿场的构成要素 5非工作帮坡面（最终帮坡面）通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面叫做露天矿场非工作帮坡面或最终帮坡面（图1-3中AG、

14、BH）。它代表露天矿场边帮的最终位置，在分析研究问题时，用它代表边帮的实际位置，可使问题简化并保证有足够的准确性。露天矿场的构成要素 6非工作帮边坡角（最终边坡角）非工作帮坡面与水平面间的夹角，叫非工作帮边坡角或最终帮坡角（图1-3中的、）。露天矿场的构成要素露天矿场的构成要素 7工作帮坡面通过工作帮最上一个台阶的坡底线和最下一个台阶的坡底线所做的假想斜面（图1-3中的DE）。露天矿场的构成要素 8工作帮坡角工作帮坡面与水平面之夹角，叫做工作帮坡角（图1-3中）。露天矿场的构成要素 9工作平盘工作帮的水平部分，即工作台阶的上部平盘和下部平盘，叫做工作平盘。它是用以安置设备进行穿爆、采装、运输的

15、工作场地。露天矿场的构成要素 10露天矿场的上部最终境界线露天矿场的上部最终境界线非工作帮非工作帮坡面与地表的交线（图坡面与地表的交线（图1-3中中A、B点）。点）。露天矿场的构成要素露天矿场的构成要素 11露天矿场的下部最终境界线（底部周界）露天矿场的下部最终境界线（底部周界）非工作非工作（最终）帮坡面与露天矿场底平面的交线（最终）帮坡面与露天矿场底平面的交线,叫做下部最终境叫做下部最终境界线或称底部周界（图界线或称底部周界（图1-3中中G、H点）。点）。底部周界上部最终周界最终境界露天矿场的构成要素露天矿场的构成要素 12露天矿场的最终深度（最终采深）露天矿场的最终深度（最终采深）上部最终

16、境界线所在水平与下部最终境界线所在水平之间的垂直距离上部最终境界线所在水平与下部最终境界线所在水平之间的垂直距离称之。称之。H 最终境界矿体封闭圈最终最在大采深露天矿场的构成要素露天矿场的构成要素 13非工作帮上的平台非工作帮上的平台（1）安全平台（图）安全平台（图1-3中中2），用作减缓最终帮坡角，保证最终边帮的稳定性与和下部水），用作减缓最终帮坡角，保证最终边帮的稳定性与和下部水平的工作安全；它设在露天矿场的四周边帮上，其宽度一般为台阶高度的平的工作安全；它设在露天矿场的四周边帮上，其宽度一般为台阶高度的1/3。（2）运输平台（图）运输平台（图1-3中中3），用作工作台阶与出入沟之间的运输

17、联系的通路；它设在与），用作工作台阶与出入沟之间的运输联系的通路；它设在与出入沟同侧的非工作帮和端帮上，其宽度由运输方式和线路数目决定。出入沟同侧的非工作帮和端帮上，其宽度由运输方式和线路数目决定。（3）清扫平台（图）清扫平台（图1-3中中4），用作阻截滑落的石块并在该平台上用清扫设备进行清理；），用作阻截滑落的石块并在该平台上用清扫设备进行清理；它又起安全平台作用，每它又起安全平台作用，每2-3个台阶在四周的边帮上设一清扫平台，其宽度由清扫设备规个台阶在四周的边帮上设一清扫平台，其宽度由清扫设备规格决定。格决定。露天矿场的构成要素露天矿场的构成要素 14.出入沟（单壁、双壁）出入沟（单壁、双

18、壁）为建立地面和各工作台阶为建立地面和各工作台阶之间的运输联系而开掘的倾斜的露天沟道，叫做出入沟。出入沟的沟之间的运输联系而开掘的倾斜的露天沟道，叫做出入沟。出入沟的沟底具有一定的坡度（图底具有一定的坡度（图1-4中的中的AB）。）。露天矿场的构成要素露天矿场的构成要素 15.开段沟（单壁、双壁）开段沟（单壁、双壁）为开辟新工作台阶为开辟新工作台阶建立工作线而掘进的露天沟道，称为开段沟；其沟底是水平的，见图建立工作线而掘进的露天沟道，称为开段沟；其沟底是水平的，见图1-4中的中的CD。根据地形条件和沟道的位置不同，在封闭圈以下开掘的沟道，其横断根据地形条件和沟道的位置不同，在封闭圈以下开掘的沟

19、道，其横断面是完整的梯形，称双壁沟，而在山坡上开掘的沟道，其横断面为不面是完整的梯形，称双壁沟，而在山坡上开掘的沟道，其横断面为不完整的梯形，称为单壁沟，见图完整的梯形，称为单壁沟，见图1-5。开段沟WDminGK 出入沟出入沟出入沟与开段沟台阶构成要素台阶构成要素1-台阶上部平盘2-台阶下部平盘3-台阶坡面4-台阶坡顶线5-台阶坡底线h-台阶高度a-台阶坡面角 最终边帮最终边帮(AC,BFAC,BF)底帮；顶帮；端帮底帮；顶帮；端帮 工作帮工作帮(DFDF)最终帮坡面最终帮坡面(AG,BHAG,BH)工工作帮坡面作帮坡面(DEDE)最终边坡角最终边坡角(,)工工作帮坡角作帮坡角()工作平盘工

20、作平盘(1 1)上部最终境界线上部最终境界线(A A、B B)下部最终境界线下部最终境界线(G G、H H)最终深度最终深度 安全平台、运输平台安全平台、运输平台和清扫平台。和清扫平台。露天矿山工程的发展程序露天矿山工程的发展程序对于一个台阶而言首先要开掘出入沟（图对于一个台阶而言首先要开掘出入沟（图1-6中中ABCD部分），然后在此基础部分），然后在此基础上开掘开段沟（上开掘开段沟（FEGH），并铺设运输线路。当开段沟掘完一定长度或全长后，），并铺设运输线路。当开段沟掘完一定长度或全长后，即可在沟的一侧或两侧布置工作面进行扩帮（剥离或采矿）。随扩帮工程的即可在沟的一侧或两侧布置工作面进行扩帮

21、（剥离或采矿）。随扩帮工程的进行，开段沟逐渐扩宽成为工作平盘。在扩帮工程进行到一定位置，有足够进行，开段沟逐渐扩宽成为工作平盘。在扩帮工程进行到一定位置，有足够平盘宽度时（图平盘宽度时（图1-7中宽度为中宽度为B时），便可开掘第二个台阶的出入沟和开段沟，时），便可开掘第二个台阶的出入沟和开段沟，再进行第二个台阶的扩帮。依此类推，以后各台阶的采剥工作均按此程序进再进行第二个台阶的扩帮。依此类推，以后各台阶的采剥工作均按此程序进行，直至最终开采深度为止（图行，直至最终开采深度为止（图1-8）。）。露天矿山工程的发展程序 由此可见，露天矿山工程的发展是在露天开采境由此可见，露天矿山工程的发展是在露天

22、开采境界内，自上而下逐层和进行不断的掘沟和扩帮的界内，自上而下逐层和进行不断的掘沟和扩帮的过程。对同一个水平来说，首先掘进出入沟，然过程。对同一个水平来说，首先掘进出入沟，然后掘进开段沟和扩帮；对于上下水平来说，掘沟后掘进开段沟和扩帮；对于上下水平来说，掘沟和扩帮同时进行，即上部水平在推帮的同时下部和扩帮同时进行，即上部水平在推帮的同时下部水平进行掘沟工程。如图水平进行掘沟工程。如图1-8所示，当第所示，当第4水平进水平进行掘沟时，行掘沟时，1、2、3水平进行推帮，其中第水平进行推帮，其中第2水平水平采矿，其余水平剥离。随着不断地进行掘沟及推采矿，其余水平剥离。随着不断地进行掘沟及推帮，开采深

23、度不断增加，直至最终开采深度；各帮，开采深度不断增加，直至最终开采深度；各个开采水平的工作线则从开段沟的位置不断从一个开采水平的工作线则从开段沟的位置不断从一侧（或两侧）向外推进，直至最终边界。露天矿侧（或两侧）向外推进，直至最终边界。露天矿场在发展过程中，逐步由小变大、由浅变深，不场在发展过程中，逐步由小变大、由浅变深，不断采出矿石和剥离废石，直至最终开采境界为止。断采出矿石和剥离废石，直至最终开采境界为止。采场扩延示意图采场扩延示意图 假设一露天矿最终境界内的地表地形较为平坦，地表标高为假设一露天矿最终境界内的地表地形较为平坦，地表标高为200m，台，台阶高度为阶高度为12m。首选在地表境

24、界线的一端沿矿体走向掘沟到。首选在地表境界线的一端沿矿体走向掘沟到188m水平（图水平（图a）。出入沟掘完后在沟底以扇形工作面推进（图）。出入沟掘完后在沟底以扇形工作面推进（图b）。）。采场扩延示意图采场扩延示意图 当当188m水平被揭露出足够面积时，向水平被揭露出足够面积时，向176m水平掘沟，掘沟位置仍水平掘沟，掘沟位置仍在左侧最终边帮在左侧最终边帮(图图c)。之后，。之后，形成了形成了188-200米台阶和米台阶和176-188米台阶米台阶同时推进的局面（图同时推进的局面（图d）。）。采场扩延示意图采场扩延示意图 随着开采的进行，新的工作台阶不断投入生产，上部一些台阶推进到最终边帮随着开

25、采的进行，新的工作台阶不断投入生产，上部一些台阶推进到最终边帮（即已靠帮）。若干年后，采场现状变为如图（即已靠帮）。若干年后，采场现状变为如图e所示。所示。当整当整 个矿山开采完毕时便形个矿山开采完毕时便形成了如图成了如图f所示的最终境界。所示的最终境界。当纵坡坡度为当纵坡坡度为8%左右时，连续陡坡坡长限制在约左右时，连续陡坡坡长限制在约350m以内。以内。的坡度的坡度一般不大于一般不大于3%，长度在，长度在80m左右。左右。最终边坡角指非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台最终边坡角指非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角。阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角

26、。最终边坡角也称最终帮坡角、终了边坡角等。他是露天最终边坡角也称最终帮坡角、终了边坡角等。他是露天开采中重要的构成要素。他的陡缓关系着露天矿剥离量的大开采中重要的构成要素。他的陡缓关系着露天矿剥离量的大小和边坡稳定性，反映了露天开采的经济性和安全性。我国小和边坡稳定性，反映了露天开采的经济性和安全性。我国露天矿的边坡高度在露天矿的边坡高度在300800m，甚至更高。最终边坡角的大，甚至更高。最终边坡角的大小对露天剥岩量影响很大，某矿研究表明，最终边坡角提高小对露天剥岩量影响很大，某矿研究表明，最终边坡角提高一度，可使境界内剥岩量减少一度，可使境界内剥岩量减少1亿吨。亿吨。露天矿设计初期，通常从

27、边坡稳定性角度选取最终边坡露天矿设计初期，通常从边坡稳定性角度选取最终边坡角。采用的方法有类比法和计算法。角。采用的方法有类比法和计算法。类比法是根据组成边帮的矿岩物理力学性质、工程地质类比法是根据组成边帮的矿岩物理力学性质、工程地质和水文地质条件，参照类似矿山的实际资料选取；和水文地质条件，参照类似矿山的实际资料选取；计算法是对露天矿工程地质做系统调查，通过试验研究，计算法是对露天矿工程地质做系统调查，通过试验研究，用计算方法确定最终边坡角。用计算方法确定最终边坡角。最终边坡角与露天采场稳定性最终边坡角与露天采场稳定性 影响边坡稳定的因素有岩体结构（层理、节理、断层、影响边坡稳定的因素有岩体

28、结构（层理、节理、断层、裂隙）、地下水、爆破震动等。如岩层内倾于采场，且设计裂隙）、地下水、爆破震动等。如岩层内倾于采场，且设计的边坡角大于岩层倾角，应特别注意。的边坡角大于岩层倾角，应特别注意。我国与一些国家的大中型露天煤矿和金属矿山的最终边我国与一些国家的大中型露天煤矿和金属矿山的最终边坡角如表中所列坡角如表中所列：国名国名煤矿最终边坡角（煤矿最终边坡角（）金属矿最终边坡角（金属矿最终边坡角（）顶帮顶帮底帮底帮端帮端帮顶帮顶帮底帮底帮端帮端帮中国中国303516203540405035454553美国和加拿美国和加拿大等国大等国354025353545455345505055 一个矿山的一

29、个矿山的台阶高度台阶高度主要与生产规模、采装设备主要与生产规模、采装设备规格和选别开采等有关。规格和选别开采等有关。从挖掘机的满斗装载和挖掘机的安全出发，从挖掘机的满斗装载和挖掘机的安全出发，金金属非金属矿山安全规程属非金属矿山安全规程规定：规定：对于松软的岩土，不使用爆破用机械铲装时，台对于松软的岩土，不使用爆破用机械铲装时，台阶高度不大于机械的最大挖掘高度；阶高度不大于机械的最大挖掘高度；对于坚硬稳固的矿岩，使用爆破采掘作业，台阶对于坚硬稳固的矿岩，使用爆破采掘作业，台阶高度不大于机械的最大挖掘高度的高度不大于机械的最大挖掘高度的1.51.5倍。倍。台阶高度与台阶坡面角台阶高度与台阶坡面角

30、 一般说来，黑色金属矿山矿体品位变化小，矿体形态一般说来，黑色金属矿山矿体品位变化小，矿体形态规则，矿物价值低，对选别开采要求低，其规则，矿物价值低，对选别开采要求低，其台阶高度台阶高度为为10151015米；而有色金属矿山对选别开采要求高，台阶高度为米；而有色金属矿山对选别开采要求高，台阶高度为610610米。米。台阶坡面角台阶坡面角与矿岩稳定性有关。一般按下面的规律选与矿岩稳定性有关。一般按下面的规律选取：取：岩石普氏系数岩石普氏系数f f 台阶坡面角（度）台阶坡面角（度）814 7075814 7075 38 6070 38 6070 13 5060 13 5060 每一个台阶推进到最终

31、边帮时，均与上部台阶之间留每一个台阶推进到最终边帮时，均与上部台阶之间留有安全平台。有安全平台。在实际生产中，常常在在实际生产中，常常在最终边帮上每隔两个或三个台最终边帮上每隔两个或三个台阶留一个安全平台，将安全平台之间的台阶合并为阶留一个安全平台，将安全平台之间的台阶合并为一个一个“高台阶高台阶”，称为并段，称为并段。如下页图如下页图。一般，每并入一个台阶，安全平台的宽度增加一般，每并入一个台阶，安全平台的宽度增加1/31/3左左右。若最终边帮角大于最大允许边帮角时，需要增右。若最终边帮角大于最大允许边帮角时，需要增加安全平台宽度。加安全平台宽度。并并 段段 （1 1）露天矿间断运输开采工艺

32、：）露天矿间断运输开采工艺：矿岩在运输过程中，以间断作业的方式来完成的运输系统。矿岩在运输过程中，以间断作业的方式来完成的运输系统。包括：包括：1 1）自卸汽车运输）自卸汽车运输 2 2）铁路运输）铁路运输 3 3）自卸汽车）自卸汽车-铁铁路的联合运输等。矿岩在移运过程中都是不连续的。路的联合运输等。矿岩在移运过程中都是不连续的。露天矿生产工艺露天矿生产工艺 自卸汽车运输自卸汽车运输 优点优点：与铁路开拓运输相比，公路运输开拓：与铁路开拓运输相比，公路运输开拓坑线坑线（通过运输（通过运输容器的堑沟）形式较为简单，开拓坑线较短。此外，公路运输容器的堑沟）形式较为简单，开拓坑线较短。此外，公路运输

33、还可以设多个出入口进行分散运输和分散排土。有利于强化开还可以设多个出入口进行分散运输和分散排土。有利于强化开采，提高露天矿的生产能力。采，提高露天矿的生产能力。一般爬坡坡度为一般爬坡坡度为8%8%，较铁路的，较铁路的25352535高。高。缺点缺点：吨公里运输成本高。：吨公里运输成本高。露天开采中运输费用占矿石开采成本的露天开采中运输费用占矿石开采成本的4060%4060%，随着开采深，随着开采深度的增加，汽车运输成本显著增加。因此，普通自卸式汽车的度的增加，汽车运输成本显著增加。因此，普通自卸式汽车的合理运距为合理运距为23km23km，100100吨以上的大型自卸式汽车的合理运距为吨以上的

34、大型自卸式汽车的合理运距为56km56km。当采用。当采用8012080120吨汽车运输时，合理开采深度为吨汽车运输时，合理开采深度为200300m200300m。铁路运输铁路运输 优点优点：采用铁路运输开拓，设备运输能力大。运输设备坚固耐：采用铁路运输开拓，设备运输能力大。运输设备坚固耐用，吨公里运输比汽车运输低，约为汽车的用，吨公里运输比汽车运输低，约为汽车的1/31/41/31/4。缺点缺点：运输开拓线路较为复杂，转弯半径大，灵活性低，因而：运输开拓线路较为复杂，转弯半径大，灵活性低，因而使掘沟工程量和露天边帮的附加剥岩量增加，新水平准备时使掘沟工程量和露天边帮的附加剥岩量增加，新水平准

35、备时间较长。间较长。适宜于开采深度不大（合理开采深度适宜于开采深度不大（合理开采深度150200m150200m），采场），采场走向长的露天矿。走向长的露天矿。联合运输联合运输 铁路运输开拓往往受到开采深度的限制。铁路运输开拓往往受到开采深度的限制。公路运输开拓机动灵活，爬坡能力大等优点，但受到合公路运输开拓机动灵活，爬坡能力大等优点，但受到合理运距的限制。为此，露天矿常采用联合运输开拓。理运距的限制。为此，露天矿常采用联合运输开拓。一般采场上部采用铁路运输，而深部采用公路运输。一般采场上部采用铁路运输，而深部采用公路运输。铁路铁路-公路联合运输开拓时，转载站是中间环节。公路联合运输开拓时，转

36、载站是中间环节。（2）露天矿半连续运输开采工艺）露天矿半连续运输开采工艺以间断作业的方式，将各工作水平的矿岩运至装载站，以间断作业的方式，将各工作水平的矿岩运至装载站，经破碎（筛分）后，转载至带式输送机，直接或再经经破碎（筛分）后，转载至带式输送机，直接或再经转载至卸载点的露天生产工艺。自从露天矿采场内使转载至卸载点的露天生产工艺。自从露天矿采场内使用破碎机以后，这种工艺得到迅速推广，特别是开采用破碎机以后，这种工艺得到迅速推广，特别是开采深露天矿。深露天矿。采用胶带运输机运输，要求矿石块度小。采用胶带运输机运输，要求矿石块度小。爆破后的矿石先送到破碎站进行破碎，然后由胶带爆破后的矿石先送到破

37、碎站进行破碎，然后由胶带运输机运输。运输机运输。带式输送机爬坡能力强，可达带式输送机爬坡能力强，可达26%，运距比汽车缩短，运距比汽车缩短5070%。世界上一些国家使用。世界上一些国家使用45度以上大倾角的带度以上大倾角的带式输送机，采场内的运距更是大大缩短。式输送机，采场内的运距更是大大缩短。但胶带运输系统需要设置破碎站，破碎站的建但胶带运输系统需要设置破碎站，破碎站的建设费用较高；采用移动式破碎站时，破碎站的移动设费用较高；采用移动式破碎站时，破碎站的移动工作复杂，当运送硬度大的矿岩时，胶带的磨损大；工作复杂，当运送硬度大的矿岩时，胶带的磨损大；敞露式的胶带运输机容易受到恶劣天气的影响，因

38、敞露式的胶带运输机容易受到恶劣天气的影响，因而增加了设备的维护量和维修费。而增加了设备的维护量和维修费。采场内的破碎站要求防尘，并设置符合要求的采场内的破碎站要求防尘，并设置符合要求的车挡。车挡。（3）露天矿连续运输开采工艺）露天矿连续运输开采工艺 用连续作业的采装运输方式，将工作面的矿岩直用连续作业的采装运输方式，将工作面的矿岩直接运至卸载点或排土场的开采系统。接运至卸载点或排土场的开采系统。如松软褐煤田开采。使用轮斗挖掘机或链斗挖掘如松软褐煤田开采。使用轮斗挖掘机或链斗挖掘机，直接挖取松软矿岩，然后经工作面带式输送机和机，直接挖取松软矿岩，然后经工作面带式输送机和干线带式输送机分别运至矿石

39、卸载点或排土场。干线带式输送机分别运至矿石卸载点或排土场。对坚硬矿岩可经爆破后，用轮斗挖掘机或链斗挖对坚硬矿岩可经爆破后，用轮斗挖掘机或链斗挖掘机对爆堆进行连续装载，在用带式输送机运至目的掘机对爆堆进行连续装载，在用带式输送机运至目的地。地。（4）挖掘机）挖掘机 露天开采常用的是单斗挖掘机（电铲），其选露天开采常用的是单斗挖掘机（电铲），其选型要根据矿山规模、矿岩年采剥总量、开采工型要根据矿山规模、矿岩年采剥总量、开采工艺、矿岩的物理力学性质、设备的供应情况等艺、矿岩的物理力学性质、设备的供应情况等确定。一般：确定。一般：特大型矿山特大型矿山选用选用810立方米或更大的挖掘机，立方米或更大的挖

40、掘机，大型矿山大型矿山选用选用410立方米挖掘机，立方米挖掘机，中型矿山中型矿山的挖掘机斗容为的挖掘机斗容为24立方米，立方米，小型矿山小型矿山，为，为12立方米。立方米。第二部分第二部分地下矿山开采技术与安全地下矿山开采技术与安全矿石和废石的概念是相对的。矿石和废石的概念是相对的。一、矿石与废石一、矿石与废石1矿石：地壳中能提取国民经济所必须的矿物产品的矿石：地壳中能提取国民经济所必须的矿物产品的集合体。集合体。2矿体：在现代技术经济条件下，能以工业规模开采矿体：在现代技术经济条件下，能以工业规模开采的矿石聚集体。的矿石聚集体。3矿床：一个或数个矿体及其周围的岩石和地层、构矿床：一个或数个矿

41、体及其周围的岩石和地层、构造等整个含矿地段。造等整个含矿地段。4废石：在矿体周围的岩石废石：在矿体周围的岩石(围岩围岩)以及夹在矿体中的以及夹在矿体中的岩石岩石(夹石夹石)，不含有用成分或含量过少，当前不宜作，不含有用成分或含量过少，当前不宜作为矿石开采的集合体为矿石开采的集合体金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征二、矿石品位二、矿石品位 指矿石中有用成分的含量。指矿石中有用成分的含量。常用百分数或常用百分数或 g/t、g/m3表示。表示。坚固性：指矿（岩）石抵抗外力的性能。坚固性：指矿（岩）石抵抗外力的性能。坚固性的大小，常用坚固性系数坚固性的大小，常用坚固性系数f 表示。表示。f C C/

42、100坚固性影响凿岩速度、炸药消耗量和地压管理。坚固性影响凿岩速度、炸药消耗量和地压管理。三、矿石和围岩的物理力学性质三、矿石和围岩的物理力学性质 硬度硬度：指矿（岩）石抵抗外来机械作用的能力。指矿（岩）石抵抗外来机械作用的能力。硬度影响凿岩设备和破碎方法的选择，也影响劳动硬度影响凿岩设备和破碎方法的选择，也影响劳动生产率、材料消耗和采矿成本。生产率、材料消耗和采矿成本。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征 稳固性：指矿（岩）石在空间允许暴露面积的大小和稳固性：指矿（岩）石在空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短的性能。暴露时间长短的性能。稳固性稳固性和和坚固性坚固性既有联系又有区别。既有联系又

43、有区别。根据矿岩的稳固程度，可将矿岩的稳固性分为五级：根据矿岩的稳固程度，可将矿岩的稳固性分为五级：中等稳固：不支护的允许暴露面积为中等稳固：不支护的允许暴露面积为50200m2。极不稳固：掘进巷道或采矿时，不允许有暴露面极不稳固：掘进巷道或采矿时，不允许有暴露面积，否则可能产生片帮或冒落现象。积，否则可能产生片帮或冒落现象。不稳固：不支护的允许暴露面积在不稳固：不支护的允许暴露面积在50m2以内。以内。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征矿岩稳固性影响到矿岩稳固性影响到井巷的维井巷的维护、护、采矿方法采矿方法及及地压管理地压管理方法方法的选择。的选择。稳固：不支护的允许暴露面积为稳固：不支护

44、的允许暴露面积为200800m2。极稳固：不支护的允许暴露面积在极稳固：不支护的允许暴露面积在800m2以上。以上。结块性结块性 指采下的矿石在遇水和受指采下的矿石在遇水和受压，并经过一段时间后又重新压，并经过一段时间后又重新连结成块的性质。连结成块的性质。矿石的结块性对矿石的矿石的结块性对矿石的运输运输和和采矿方法选择采矿方法选择有影响。有影响。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征 矿石的氧化会降低选矿回收率，温度升高。矿石的氧化会降低选矿回收率，温度升高。矿石的自燃，会使井下温度上升，并可能引发地下火矿石的自燃，会使井下温度上升，并可能引发地下火灾，对矿井通风、爆破方法和采矿方法的选择有特

45、殊的灾，对矿井通风、爆破方法和采矿方法的选择有特殊的要求。要求。氧化性氧化性 指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石的性指硫化矿石在水和空气的作用下，变为氧化矿石的性 质。质。自燃性自燃性 指高硫矿石，在空气中氧化并放出热量，经过指高硫矿石，在空气中氧化并放出热量，经过一定时间后，温度升高，引起自燃的性质。一定时间后，温度升高，引起自燃的性质。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征矿岩破碎后的体积与其原岩体积之比，称为碎胀系数矿岩破碎后的体积与其原岩体积之比，称为碎胀系数(或松散系数或松散系数)。矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。矿岩碎胀性对矿岩运输提升有影响。含水性含水性 指矿岩吸收和保持水

46、分的性能。指矿岩吸收和保持水分的性能。矿岩含水性对矿岩含水性对放放矿、矿、运输运输，箕斗提升箕斗提升及及矿仓贮存矿仓贮存和和采采矿矿、巷道支护巷道支护等带来困难。等带来困难。碎胀性碎胀性 指矿岩破碎后体积增大的性质。指矿岩破碎后体积增大的性质。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征 层状矿床层状矿床 脉状矿床脉状矿床 块状矿床块状矿床 四、四、金属矿床的分类金属矿床的分类 按矿体形状分类按矿体形状分类金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征矿体的倾角影响到采场中矿体的倾角影响到采场中矿石的运搬方式矿石的运搬方式和和矿床开拓矿床开拓方法方法的选择。的选择。按矿体倾角分类按矿体倾角分类 水平和微倾斜矿床

47、：倾角小于水平和微倾斜矿床：倾角小于5。缓倾斜矿床：倾角为缓倾斜矿床：倾角为530。倾斜矿床：倾角为倾斜矿床：倾角为3055。急倾斜矿床：倾角大急倾斜矿床：倾角大于于55。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征 按矿体厚度分类按矿体厚度分类 矿体的厚度：指矿体上盘与下矿体的厚度：指矿体上盘与下盘间的垂直距离或水平距离。盘间的垂直距离或水平距离。前者称前者称垂直厚度或真厚度垂直厚度或真厚度(图图1-1中的中的a)。后者称水后者称水平厚度平厚度(图图1-1中的中的b)。图图11 矿体厚度矿体厚度 1矿体上盘；矿体上盘；2矿体下盘矿体下盘3矿体；矿体；矿体倾角矿体倾角 金属矿床的工业特征金属矿床的工业

48、特征 极厚矿体：厚度大于极厚矿体：厚度大于40m。矿体的厚度大小对于矿体的厚度大小对于采矿方法的选择采矿方法的选择和和开拓开拓工程布置工程布置有影响。有影响。矿体按厚度的不同，可分成五类：矿体按厚度的不同，可分成五类：极薄矿体：厚度在极薄矿体：厚度在0.8m以下。以下。薄矿体：厚度在薄矿体：厚度在0.84m之间。之间。中厚矿体：厚度为中厚矿体：厚度为415m。厚矿体：厚度为厚矿体：厚度为1540m。金属矿床的工业特征金属矿床的工业特征井田的划分及其范围，应根据国民经济的需要，矿床井田的划分及其范围，应根据国民经济的需要，矿床的自然条件以及技术经济的合理性综合分析来确定。的自然条件以及技术经济的

49、合理性综合分析来确定。一、矿田和井田一、矿田和井田1矿田：指划归一个矿山企业开采的全部矿床或矿床的矿田：指划归一个矿山企业开采的全部矿床或矿床的一部分。一部分。2井田：指在一个矿山企业中，划归一个矿井井田：指在一个矿山企业中，划归一个矿井(坑口坑口)开开采的全部矿床或矿床的一部分。采的全部矿床或矿床的一部分。开采单元划分及开采顺序开采单元划分及开采顺序号矿田矿区号矿田矿区、矿田、井田2号井田号矿田1号井田 阶段阶段在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿床时，在井田中每在开采缓倾斜、倾斜和急倾斜矿床时，在井田中每隔一定的隔一定的垂直距离垂直距离，掘进一条或几条与走向一致的主要，掘进一条或几条与走向一致的主

50、要运输巷道，将井田在运输巷道，将井田在垂直方向上垂直方向上划分为若干矿段。划分为若干矿段。二、阶段和矿块二、阶段和矿块开采单元划分及开采顺序开采单元划分及开采顺序阶段高度：阶段高度：上下两个相邻阶段上下两个相邻阶段运输巷道底板之间运输巷道底板之间的垂直距离的垂直距离(图中的图中的h)。阶段和矿块的划分阶段和矿块的划分 已采完阶段；已采完阶段；正开采阶段；正开采阶段；开拓、采准阶段；开拓、采准阶段；开拓阶段开拓阶段H矿体垂直埋藏深度；矿体垂直埋藏深度；h阶段高度阶段高度L 矿体走向长度矿体走向长度1主井；主井；2石门；石门；3天井天井4排风井；排风井；5阶段运输平巷；阶段运输平巷；6矿块矿块影响